CN109807852A - 移动制造模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种移动制造模块，该移动制造模块包括：平台，该平台构造成接纳并支承一个或更多个可互换的制造元件，并且该平台能够与可移除定位装置接合，可移除定位装置构造成在被接合时使平台能够相对于工件运动；以及一个或更多个支承件，所述支承件连接至平台，所述支承件构造成在可移除定位装置断开接合时接触地板以支承平台。

Description

移动制造模块

技术领域

本技术涉及移动制造模块。

背景技术

如今，已经很好地建立了使用移动制造操纵器来执行一个或更多个制造操作，特别是用于工件的组装和维护期间。

现有技术的移动制造操纵器，例如示出为图1的项目101的Neobotix MMO-700，通常包括操纵器臂103，该操纵器臂103具有安装至移动平台107的基部105。平台107构造成支承操纵器臂103，并且平台107固定地附接至平台底盘109，平台底盘109包括一组四个轮111，一组四个轮111中的每个轮均是全向的并且经由附接至平台底盘10的机载传动系113驱动，机载传动系113包括一组互相连接的马达、传动装置和动力组，使得允许将移动制造操纵器101移动至XY地板平面中的期望的横向位置。平台107还设置有制动装置，该制动装置由传动系提供，该传动系构造成在应用制动装置时限制移动制造操纵器101移动远离期望的横向位置。

在使用时，每个移动制造操纵器101均定位在技术人员期望的横向及竖向位置，使得操纵器101移动至相对于工件115的粗略位置，在这之后应用制动装置。然后，技术人员用相关的工作附件117或其他机器人指示操纵器101执行期望的制造操作达到相对于工件115的高度位置精度。这样的制造操作的示例可以是钻孔操作或表面处理操作。

在一些生产线中，工件的尺寸、形状的不规则性、位置或结构特征要求多个移动制造操纵器由一个或更多个技术人员操作。提供多个移动制造操纵器是不可取的，因为它们是相对昂贵的工具物品，这主要是由于移动制造操纵器将操纵器与平台、平台底盘、动力系和制动装置集成到单个装置中的复杂且沉重的设计。还不期望的是：需要一个或更多个技术人员来管理每个移动制造操纵器的定位、选择和操作，这会影响生产线的相关操作成本。根据技术人员的数量，还可能增加给定工件的总制造时间，这可能显著影响操作的总成本。这在飞机制造中很常见。此外，可能需要将多个移动制造操纵器设置到大致相同的工件位置，以执行需要多个操纵器之间的相互依赖性的一系列制造操作。这不仅可能由于上述工具和技术人员成本，而且还因为多个移动制造操纵器向单个区域的运动也可能受到工作区域的地板载荷限制的限制而成为可能。

发明内容

本技术的目的是提供一种克服以上所描述的现有技术的缺点的移动制造操纵器装置。

该目的是通过本技术的主题来实现。其他示例性实施方式从本技术变得清楚。

本技术的实施方式提供了一种移动制造模块，该移动制造模块包括：平台，该平台构造成接纳并支承一个或更多个可互换的制造元件，并且该平台能够与可移除定位装置接合，可移除定位装置构造成在被接合时使平台能够相对于工件运动；以及一个或更多个支承件，所述一个或更多个支承件连接至平台，所述一个或更多个支承件构造成接触地板，以便在可移除定位装置断开接合时支承平台。

本技术的另一实施方式提供了移动制造模块，其中，可移除定位装置还构造成产生牵引力，使得模块能够由可移除定位装置驱动。

本技术的又一实施方式提供了一种移动制造模块，其中，可移除定位装置包括提升装置，该提升装置构造成接合平台并且提升平台，使得地板与一个或更多个支承件之间的接触被消除。

本技术的另一实施方式提供了一种移动制造模块，其中，制造元件中的至少一个制造元件包括机器人操纵器。

本技术的另一实施方式提供了一种移动制造模块，其中，制造元件中的至少一个制造元件包括容器。

在另一实施方式中，提供了一种移动制造模块，其中，制造元件中的至少一个制造元件包括提升单元。

在又一实施方式中，提供了一种移动制造模块，其中，制造元件中的至少一个制造元件包括控制台。

本技术的另一实施方式提供了一种移动制造模块，其中，制造元件中的至少一个制造元件包括电力分配器。

本技术的另一实施方式提供了多个移动制造模块，所述多个移动制造模块还包括一个或更多个连接器，所述一个或更多个连接器构造成将多个移动制造模块彼此连接，并且所述一个或更多个连接器还构造成在多个模块之间传递牵引力，使得多个模块在各移动制造模块同时与可移除定位装置接合时能够作为单个模块化组件移动。

多个移动制造模块还可以包括一个或更多个连接器，所述一个或更多个连接器构造成在多个移动制造模块之间传递提升力。

多个移动制造模块可以包括一对移动制造模块，一对移动制造模块各自能够接合至对应的可移除定位装置，并且一对移动制造模块各自通过一个或更多个连接器连接至一个或更多个相邻的移动制造模块，其中，每个相邻的移动制造模块在该对移动制造模块与其对应的可移除定位装置接合时不接触地板。

本技术的另一实施方式提供了多个移动制造模块，所述多个移动制造模块包括至少两个移动制造模块，至少两个移动制造模块各自均包括机器人操纵器，机器人操纵器配置成串联工作以执行一系列制造操作。

本技术的另一实施方式提供了一种移动制造模块，该移动制造模块构造成用于飞行器生产线。多个移动制造模块可以构造成用于飞行器生产线。

附图说明

现在将参照以下附图仅通过示例的方式来描述本技术的实施方式，在附图中：

图1示出了可以从Neobotix GmbH购得的现有技术的移动操纵器。

图2示出了根据本技术的实施方式的移动操作模块或多个移动操作模块的示意图。

图3示出了根据本技术的另一实施方式的多个移动制造模块的等距立体图。

图4A和图4B分别示出了根据本技术的实施方式的用于处于预连接状态和连接状态的多个移动制造模块的连接器的示意图。

图5示出了根据本技术的另一实施方式的使用移动制造模块和多个移动制造模块的生产线的示意图。

图6示出了根据本技术的又一实施方式的使用移动制造模块和多个移动制造模块的生产线的示意图。

图7示出了根据本技术的另一实施方式的移动制造模块的系统。

具体实施方式

参照图2，示出了第一移动制造模块201接合有可移除定位装置203。可移除定位装置203设置有提升装置205，该提升装置205构造成接合平台206的下侧部分并提升平台206，使得消除支承件207与地板209的接触，并因此允许模块201移动。替代性地，支承件207的长度可以是可调节的，使得在接合可移除定位装置203的情况下一旦平台206被充分提升为从支承件207移除载荷，就可以消除接触。类似地，一旦模块处于期望的位置中，提升装置205就可以降低平台206，使得支承件207与地板209的接触被重新建立，并且可移除定位装置203可以被断开接合以用于重新定位其他模块。这增加了模块的可用性并降低了它们的复杂性并因此降低了成本。第一移动制造模块201还包括平台206，该平台206构造成接纳可互换制造元件，用于第一模块201的可互换制造元件的形式为附接至平台206的机器人操纵器210。

还示出了多个移动制造模块211，所述多个移动制造模块211包括连接至第三移动制造模块215的第二移动制造模块213。第二移动制造模块213和第三移动制造模块215都示出为与可移除定位装置断开接合并且使得第二移动制造模块213和第三移动制造模块215的支承件217、219分别与地板接触并支承第二移动制造模块213和第三移动制造模块215的平台221、223。

第二移动制造模块213包括以附接至平台221的机器人操纵器225形式存在的制造元件。操纵器225小于第一移动制造模块201的操纵器210。

第三移动制造模块215包括以附接至其对应平台223的容器227形式存在的制造元件。该容器构造成接合对应的标准化对接单元。

第四移动制造模块229被示出为与靠近第二模块213和第三模块215的可移除定位装置203断开接合。第四移动制造模块229包括以附接至平台232的容器231形式存在的制造元件。该容器构造成接合对应的标准化对接单元。

制造元件210、225、227和231能够经由设置在平台206、221、223、232中的每一者处的接口互换并附接至模块201、213、215、229中的每一者。这是有利的，因为它使接口的标准化成为可能，并且能够改进或调节每个模块以在制造操作中提供特定的功能。

每个模块201、213、215、229还包括多个对应的连接器233，所述多个对应的连接器233构造成彼此接合，使得每个模块201、213、215、229可以彼此连接，从而可以在多个模块201、213、215、229之间传递牵引力或提升力。连接器233在多个模块211连接时允许多个模块211作为单个模块化组件移动，并且每个移动制造模块同时与一个或更多个可移除定位装置接合。连接器233还允许移除特定制造期间或某个时间点不需要的一个或更多个冗余模块，从而增加对工作区域的可访问性，并释放可以用于其他制造操作的模块。

模块201、213、215、229中的一者或更多者还可以连接至至少控制台235，控制台235可以与模块的平台互换或以其他方式连接至模块的平台并识别一个或更多个模块的制造元件。控制台可以包括构造成能够实现模块中的每个模块的制造元件之间的受控交互的硬件部件和软件部件，从而实现模块之间的功能的交互、协作或合并。

示例性交互可以包括从特定模块或附接至特定模块的容器自动加载或移除紧固件。另一示例性交互可以包括根据一个或更多个制造操作中的规定任务集合的自动化及智能模块合并。

控制台235可以提供允许技术人员暂停制造操作或制造操作的部分、或者否定模块合并决定的接口。在这种情况下，控制台235还可以配置成实时计算和提供替代性制造操作解决方案。对控制台235的输入可以使用自学习(teach-in)、经由诸如键盘或鼠标的输入装置的直接指令编程、语音控制或手势识别的教示来提供。

此外，模块201、213、215、229中的一者或更多者还可以连接至至少一个电力分配器，至少一个电力分配器可以进一步为一个或更多个模块及其相应的制造元件提供直接充电或感应充电。

参照图3，示出了本技术的另一实施方式，其包括一对模块301、303，所述一对模块301、303彼此相邻并且通过根据前一实施方式的一组四个连接器304(每侧2个连接器)连接。

第一模块301以可互换的方式配装有第一操纵器307，第一操纵器307小于以可互换的方式配装至第二模块303的第二操纵器309。具有提升装置的可移除提升装置306沿指示的+Z方向提升模块301、303，使得地板与每个模块301、303的相应支承件305和305之间的接触被消除，从而模块可以重新定位至与翼形工件相邻的组装位置。连接器304是以可移除的方式附接至模块的刚性杆，在本实施方式中，刚性杆构造成使得能够在模块301与模块303之间传递提升力(-/+Z方向)和牵引力(在XY平面中)。一旦就位，具有提升装置的可移除定位装置306沿指示的Z方向降低两个模块301、303，然后使模块301、303断开接合并重新定位至在单独操作中使用的另一组模块。

参照图4A，更详细地示出了处于预连接状态的提升连接器401。连接器401包括阳元件403和阴元件405，阳元件403和阴元件405是对应地锥形成形的元件。阳元件403固定地附接至第一模块407的支承件，并且阴元件405固定地附接至第二模块409的相邻支承件。在预连接状态下，以阳元件403的轴线413为中心的端部部分411定位在阴元件405的对应中心轴线415上方。

参照图4B，更详细地示出了处于连接状态的图4A的提升连接器401。在连接期间，具有阳元件403的第一模块407移动到在点P处接触第二模块409的阴元件405。进一步的移动导致阳元件403的端部411将正Z方向上的提升载荷L施加在阴元件405上，该提升载荷L随着第一模块407在牵引力T下逐渐靠近第二模块409而提升第二模块409。

参照图5，多个移动制造模块501、502、503被示出为被连接，并分别以可互换的方式连接至大操纵器504、小操纵器505和容器506，并且多个移动制造模块501、502、503与控制台507交互。控制台507能够通过技术人员508经由接口进行编程，以使操纵器504、505能够协作地相互作用，从而使操纵器504、505在与彼此、与容器506和与技术人员508的制造操作中执行操作步骤。制造操作涉及技术人员508指示模块501、502、503以与先前描述的相同的方式定位在机翼509附近，在这种情况下，机翼509是工件。一旦就位，可移除定位装置510使模块501、502、503断开接合并重新定位至由标准化对接单元513补充的另一模块511。当技术人员508执行制造操作任务时，操纵器504、505通过将各个结构元件比如管道、保持面板、旋开面板、定位或螺旋管道保持在期望的位置中而进行辅助。操纵器504、505相互作用，其中，例如大的操纵器504承载技术人员508所需的工具或材料，而较小的操纵器505支持导航或控制任务，即，通过使用包括摄像机、扫描器或其他传感器的制造元件来监测制造步骤或通过推动工具的触发按钮。较小的操纵器505还可以通过也为技术人员保持材料或工具来进行辅助。

参照图6，应当考虑可以使用一对可移除定位装置601来移动通过连接器602彼此连接的多个移动制造模块603、605、606、607。一对可移除定位装置601可以接合所示出的对应的一对模块603和607，并且一对可移除定位装置601可以用于拉动和推动多个已连接的移动制造模块603、605、606、607。这在模块的重量几乎超过单个可移除定位装置601的牵引能力的情况下是有利的。

在本实施方式中，连接器602构造成在相邻模块603、605、606、607之间传递牵引力以及提升力，使得当提升装置通过其相应的可移除定位装置601接合在端部模块603和607处时，每个相邻的移动制造模块605和607不接触地板。然后，当对应的可移除定位装置601移动时，牵引力在连接器602之间传递，使得多个模块作为单个模块化组件移动。替代性地，中间模块605、606可以包括支承件，支承件的长度可以是可调节的，使得在接合可移除定位装置601的情况下一旦平台被充分提升为从支承件移除载荷，就可以消除支承件与地板的接触。

这对可移除定位装置601可以相互作用以提供更准确的故障保护定位系统。此外，可移除定位装置601可以作为主/从组合相互作用或在(取决于移动方向的)灵活导引中相互作用。

参照图7，示出了系统701，其中，与先前描述的那些模块基本上一致的各个模块703可以由具有功能自主性的一个或更多个可移除定位装置705移动，使得模块703可以自组织以执行一系列的制造操作。所描述的模块设置有经由控制台的交互装置或任何其它合适的替代方案，使得交互是自动的而不需要技术人员的输入并且根据所需的制造操作自我优化。

在前面的描述中提及了整体或构件具有已知的、明显的或可预见的等同物的情况下，则这些等同物如同单独阐述的一样结合于此。作为示例，应当理解的是，尽管上述示例性实施方式已经针对作为飞行器机翼的工件而给出，但是这些模块可以用于对任何其他飞行器部件——比如尾翼单元、机身、动力装置或挂架或起落架元件——执行类似的制造操作。还应当理解的是，上述示例性实施方式是任何飞行器结构或空间结构的内部和外部应用。

应当对权利要求进行参照以确定本技术的真实范围，本技术的真实范围应当被理解为包括任何这些等同物。读者也将理解的是，被描述为优选、有利、方便等的本技术的整体或特征是可选的并且不限制独立权利要求的范围。此外，应当理解的是，在本发明的一些实施方式中，这种可选的整体或特征尽管可能有益，但可能不是期望的，并且因此在其他实施方式中可能不存在。

Claims (14)

1.一种移动制造模块，包括：

平台，所述平台构造成接纳并支承一个或更多个可互换的制造元件，并且所述平台能够与可移除定位装置接合，所述可移除定位装置构造成在被接合时使所述平台能够相对于工件运动；以及

一个或更多个支承件，所述一个或更多个支承件连接至所述平台，所述一个或更多个支承件构造成在所述可移除定位装置断开接合时接触地板以支承所述平台。

2.根据权利要求1所述的移动制造模块，其中，所述可移除定位装置还构造成产生牵引力，使得所述移动制造模块能够由所述可移除定位装置驱动。

3.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述可移除定位装置包括提升装置，所述提升装置构造成接合所述平台并且提升所述平台，使得所述地板与所述一个或更多个支承件之间的接触被消除。

4.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述制造元件中的至少一个制造元件包括机器人操纵器。

5.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述制造元件中的至少一个制造元件包括容器。

6.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述制造元件中的至少一个制造元件包括提升单元。

7.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述制造元件中的至少一个制造元件包括控制台。

8.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述制造元件中的至少一个制造元件包括电力分配器。

9.根据任一前述权利要求所述的移动制造模块，其中，所述移动制造模块包括能够彼此连接的多个移动制造模块。

10.根据权利要求9所述的移动制造模块，还包括一个或更多个连接器，所述一个或更多个连接器构造成将多个移动制造模块彼此连接，并且所述一个或更多个连接器还构造成在所述多个移动制造模块之间传递牵引力，使得所述多个移动制造模块在各移动制造模块同时与所述可移除定位装置接合时能够作为单个模块化组件移动。

11.根据权利要求9或10所述的移动制造模块，还包括构造成在所述多个移动制造模块之间传递提升力的一个或更多个连接器。

12.根据权利要求9至11中任一项所述的移动制造模块，包括一对移动制造模块，所述一对移动制造模块各自能够接合至对应的可移除定位装置，并且所述一对移动制造模块各自通过一个或更多个连接器连接至一个或更多个相邻的移动制造模块，其中，各个相邻的移动制造模块在所述一对移动制造模块与其对应的可移除定位装置接合时不接触所述地板。

13.根据权利要求9至12中任一项所述的移动制造模块，包括至少两个移动制造模块，所述至少两个移动制造模块各自均包括机器人操纵器，所述机器人操纵器配置成串联工作以执行一系列制造操作。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的移动制造模块，所述移动制造模块构造成用于飞行器生产线。