CN113748355A - 自动化雷达组装系统 - Google Patents

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D·A·米塞利
W·J·墨菲
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Abstract

公开了一种自动化雷达组装系统，其包括：被联接到支架的第一机器人装置，该第一机器人装置具有第一工作包络；第二机器人装置，其被经由支架联接到第一机器人装置，该第二机器人装置具有小于第一工作包络的第二工作包络；被联接到支架的零件台，该零件台被布置成承载：零件；以及被操作性地联接到第一机器人装置和第二机器人装置的控制器，该控制器被配置成：致使第一机器人装置将第二机器人装置相对于雷达阵列底架定位于第一位置，并且致使第二机器人装置从零件台上拾取零件并将该零件安装于雷达阵列底架中的第二位置。

Description

自动化雷达组装系统
背景技术
大型模块化雷达使用无线电波来确定物体的范围、角度或速度。大型模块化雷达的手动组装是一种劳动密集型的过程，其需要数月才能完成。更具体地说，大型模块化雷达的手动组装取决于使用手动过程和工具以在雷达结构内执行高扭矩操作。这种操作可能需要操作者在难以到达的位置中工作，并且它们可能难以手动完成。
发明内容
提供本发明内容以便以简化形式介绍在下面的详细描述中进一步描述的概念的选择。本发明内容并不旨在识别所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。
根据本公开的多个方面，公开了一种自动化雷达组装系统，其包括：被联接到支架的第一机器人装置，该第一机器人装置具有第一工作包络；第二机器人装置，其被经由支架机械地联接到第一机器人装置，第二机器人装置具有小于第一工作包络的第二工作包络；被联接到支架的零件台，该零件台被布置成承载：(i)零件和(ii)用于将零件安装在雷达阵列底架中的一个或多个紧固件；以及被操作性地联接到第一机器人装置和第二机器人装置的控制器，该控制器被配置成：致使第一机器人装置将第二机器人装置相对于雷达阵列底架定位于第一位置，并且致使第二机器人装置从零件台上拾取零件并将零件安装于雷达阵列底架中的第二位置。
在一个实施例中，零件台包括紧固件架，该紧固件架被配置成接收一个或多个紧固件。
在一个实施例中，控制器还被配置成：接收要求将零件安装在雷达阵列底架中的用户输入，基于用户输入识别第一位置，以及基于用户输入识别第二位置。
在一个实施例中，致使第一机器人装置将第二机器人装置定位于第一位置包括向第一机器人装置发送第一命令，该第一命令在由第一机器人装置执行时致使第一机器人装置将第二机器人装置定位于第一位置。
在一个实施例中，致使第二机器人装置从零件台拾取零件并将零件安装于第二位置包括向第二机器人装置发送第二命令，第二命令在由第二机器人装置执行时致使第二机器人装置从零件台上拾取零件并将零件安装于第二位置。
在一个实施例中，自动化雷达组装系统还包括扫描装置，其中，控制器还被配置成：致使第一机器人装置将零件台定位在扫描装置的附近；以及当将零件放置在零件台上时，使用扫描装置对零件进行验证。
在一个实施例中，控制器被配置成从第一机器人装置接收已将第二机器人装置定位于第一位置的确认，并且控制器被配置成等待直到接收到确认，之后才致使第二机器人装置从零件台拾取零件并将零件安装于雷达阵列底架中的第二位置。
在一个实施例中，其中，第一机器人装置包括第一6轴机器人并且第二机器人装置包括第二6轴机器人。
在一个实施例中，第一机器人装置包括机器人台架，并且第二机器人装置包括6轴机器人。
在一个实施例中，第一机器人装置包括机器人电梯，而第二机器人装置包括6轴机器人。
根据本公开的多个方面，公开了一种自动化组装系统，其包括：被联接到支架的第一机器人装置，该第一机器人装置具有第一工作包络；第二机器人装置，其被经由支架机械地联接到第一机器人装置，第二机器人装置具有小于第一工作包络的第二工作包络；控制器，其被操作性地联接到第一机器人装置和第二机器人装置，该控制器被配置成：接收要求将零件安装于在装结构中的用户输入，致使第一机器人装置将第二机器人装置相对于在组结构定位于第一位置，并且致使第二机器人装置将零件安装于在装结构中的第二位置。
在一个实施例中，自动化组装系统还包括被联接到第一机器人装置的支架的零件台，该零件台被布置成承载：(i)零件和(ii)用于将零件安装于在装结构中的一个或多个紧固件。
在一个实施例中，零件台包括紧固件架，该紧固件架被配置成接收一个或多个紧固件。
在一个实施例中，自动化组装系统还包括扫描装置，其中，控制器还被配置成：致使第一机器人装置将零件台定位在扫描装置的附近；当将零件放置在零件台上时，使用扫描装置对零件进行验证。
在一个实施例中，该控制器还被配置成基于用户输入识别第一位置并基于用户输入识别第二位置。
在一个实施例中，致使第一机器人装置将第二机器人装置定位于第一位置包括向第一机器人装置发送第一命令，该第一命令在由第一机器人装置执行时致使第一机器人装置将第二机器人装置定位于第一位置。
在一个实施例中，致使第二机器人装置将零件安装于第二位置包括向第二机器人装置发送第二命令，该第二命令在由第二机器人装置执行时致使第二机器人装置将零件安装于第二位置。
在一个实施例中，控制器被配置成从第一机器人装置接收已将第二机器人装置定位于第一位置的确认，并且控制器被配置成等待直到接收到该确认，之后才将零件安装于在装结构中的第二位置。
在一个实施例中，第一机器人装置包括第一6轴机器人并且第二机器人装置包括第二6轴机器人。
在一个实施例中，第一机器人装置包括机器人台架，并且第二机器人装置包括6轴机器人。
在一个实施例中，第一机器人装置包括机器人升降机，而第二机器人装置包括6轴机器人。
根据本公开的多个方面，一种自动化组装系统，其包括：被联接到支架的第一机器人装置，该第一机器人装置具有第一工作包络；第二机器人装置，其被经由支架机械地联接到第一机器人装置，该第二机器人装置具有小于第一工作包络的第二工作包络；控制器，其被操作性地联接到第一机器人装置和第二机器人装置，该控制器被配置成：接收要求将零件安装于在装结构中的用户输入；识别第一位置，其中，第二机器人装置必须定位于该第一位置，以使第二机器人装置能够将零件安装于在装结构中；识别在装结构中的待安装零件的第二位置；向第一机器人装置发送第一命令，该第一命令指示第一机器人装置将第二机器人装置定位于第一位置；从第一机器人装置接收表明已将第二机器人装置定位于第一位置的确认；以及向第二机器人装置发送第二命令，该第二命令指示第二机器人装置将零件安装于在装结构中的第二位置。
在一个实施例中，该自动化组装系统还包括被联接到支架的零件台，该零件台被布置成承载零件和用于将零件安装于在装结构中的一个或多个紧固件。
在一个实施例中，控制器还被配置成等待直到接收到该确认，之后才向第二机器人装置发送第二命令。
附图说明
所要求保护的本发明的其他方面、特征和优点将通过以下详细描述、所附权利要求和附图而变得更加明显，在附图中，相同的附图标记表示相似或相同的元件。在本专利说明书中结合所绘附图引入的附图标记可以在一幅或多幅后续视图中重复出现，而无需在本专利说明书中进行额外描述，以便为其他特征提供上下文。
图1A是根据本公开的多个方面的自动化组装系统的透视侧视图；
图1B是根据本公开的多个方面的图1A的自动化组装系统的平面侧视图；
图1C是根据本公开的多个方面的图1A的自动化组装系统的平面侧视图；
图1D是根据本公开的多个方面的图1A的自动化组装系统的平面俯视图；
图2A是根据本公开的多个方面的作为图1A的自动化组装系统的一部分的支架的透视侧视图；
图2B是根据本公开的多个方面的作为图1A的自动化组装系统的一部分的零件台的透视侧视图；
图2C是根据本公开的多个方面的雷达阵列底架的示意图；
图3A是根据本公开的多个方面的图1A的自动化组装系统的示意图；
图3B是根据本公开的多个方面的由作为图1A的自动化组装系统的一部分的第一机器人装置执行的过程的示例的流程图；
图3C是根据本公开的多个方面的由作为图1A的自动化组装系统的一部分的第二机器人装置执行的过程的示例的流程图；
图4A是根据本公开的多个方面的计算装置的示例的简图；
图4B是根据本公开的多个方面的数据结构的示例的简图；
图4C是根据本公开的多个方面的数据结构的示例的简图；
图5A是根据本公开的多个方面的由作为图1A的自动化组装系统的一部分的控制器执行的过程的示例的流程图；
图5B是根据本公开的多个方面的由作为图1A的自动化组装系统的一部分的控制器执行的过程的示例的流程图；和
图6是根据本公开的多个方面的过程的示例的流程图。
具体实施方式
根据本公开的多个方面，公开了一种可被用于组装雷达阵列的自动化组装系统。该自动化组装系统包括两个机器人装置，它们被集成在一起并被同时运行以在雷达阵列底架中安装零件。第一机器人装置被配置成将第二机器人装置定位于邻近该雷达阵列底架的第一位置，第二机器人装置能够从该第一位置到达该雷达阵列底架中的第二位置。第二机器人装置被配置成在已通过第一机器人装置将第二机器人装置定位于第一位置之后，在雷达阵列底架中的第二位置处安装零件。在一些实施方案中，第一机器人装置可以具有比第二机器人装置更大的工作包络(working envelope)，而第二机器人装置可以具有更高的精度和/或再现性。由于这种布置结构，导致这两个机器人装置可以相互补充以达到大的工作包络，同时保持在雷达阵列底架内安装零件所需的精度。
图1A-D示出了根据本公开的多个方面的自动化组装系统110的示例。如所示，自动化组装系统110可被用于在雷达阵列底架120内安装各种雷达阵列零件。雷达阵列底架120可具有前侧120A和后侧120B。自动化组装系统110可被邻近前侧120A定位。自动化组装系统110可包括第一机器人装置130，其被经由支架150联接到第二机器人装置140。零件台162和工具台164可被安装在支架150的侧面上，如所示。零件台162可被配置成承载零件和用于将零件安装在雷达阵列底架120中所需的其他硬件。工具台164可被配置成承载用于将零件安装在雷达阵列底架120中所需的工具。
控制器170可被操作性地联接到第一机器人装置130和第二机器人装置140并被配置成使第一机器人装置130的操作与第二机器人装置140的操作同步。零件扫描仪180可被操作性地联接到控制器170并被配置成扫描正被装载到零件台162上的零件，以防止出现不正确的零件被错误地装载到零件台上并被错误地安装到雷达阵列底架120中的情况。零件扫描仪180可包括条形码扫描仪、RFID扫描仪和/或任何其他适用类型的扫描装置。
在操作中，操作者可将特定零件安装在雷达阵列底架120中的要求输入到控制器170中，之后，控制器可将零件台162和工具台164降低到与零件扫描仪180对齐的位置。操作者可随后将零件以及安装该零件所需的一个或多个紧固件放置在零件台162上。此外，操作者可将安装该零件所需的一个或多个工具放置在工具台164上。控制器170可以利用零件扫描仪180扫描该零件，以确定放置在零件台162上的零件是否确实是操作者想要安装在雷达阵列底架120中的那个。之后，响应于确认已将正确的零件放置在零件台162上，控制器可以向第一机器人装置130发送第一指令，其要求第一机器人装置130将第二机器人装置140移动到与雷达阵列底架120相邻的位置L1(如图1B中所示)。一旦接收到该第一命令，第一机器人装置130就可以通过将支架150移动到位置L1来执行该第一命令。之后，第一机器人装置130可以向控制器170发送已成功执行第一命令的确认。响应于接收到该确认，控制器170可以向第二机器人装置140发送指示第二机器人装置140在第二位置L2(图1B中所示)处将该零件安装在雷达阵列底架120中的第二命令。响应于接收到该第二指令，第二机器人装置140可以将该零件以众所周知的方式安装于第二位置。
根据本示例，第一机器人装置130可包括大型M2000 Fanuc TM机器人，第二机器人装置140可包括高精度R2000 Fanuc TM机器人，两者均由美国密歇根州罗切斯特希尔斯(Rochester Hills)市的美国发那科公司(Fanuc America Corporation)出售。然而，将会理解，本公开并不限于在自动化组装系统110中使用的任何特定类型的机器人装置。在本示例中，虽然第一机器人装置130和第二机器人装置140两者都是6轴多关节型机器人，但本公开并不限于此。在这点上，将会理解，第一机器人装置130被实施为机器人台架、机器人升降机、2轴多关节型机器人、4轴多关节型机器人和/或任何其他适用类型的机器人装置的替代实施方案都是可能的。此外，将会理解，第二机器人装置140被实施为4轴多关节型机器人、2轴多关节型机器人和/或任何其他适用类型的机器人装置的替代实施方案都是可能的。
如上所述，第一机器人装置130可以具有比第二机器人装置140更大的工作包络，这允许第一机器人装置130将第二机器人装置140带到雷达阵列底架120中的第二机器人装置140无法单独到达的位置。此外，第二机器人装置140可以具有比第一机器人装置130更高的精度和/或更高的再现性。更高的精度和/或再现性允许第二机器人装置140执行第一机器人装置130自身无法完成的任务。如在整个本公开中所使用的那样，术语“工作包络”可以指的是机器人装置可以到达的空间区域。术语“准确度”可以指的是描述机器人装置到达命令位置的接近度的量度。术语“再现性”可以指的是描述机器人可以反复返回到同一位置的接近度的量度。同时，机器人装置的准确度和再现性可以度量该机器人装置能够在雷达阵列底架120中安装零件的精度。
图2A更为详细地示出了第一机器人装置130和第二机器人装置140之间的联接。图2A中示出了支架150，其包括侧壁152和底座154。侧壁152可被通过紧固件158A联接到第一机器人装置130的末端执行器132。支架150的底座154可被通过紧固件158B联接到第二机器人装置140的底座142。零件台162可被联接到底座154的侧面并且被布置为从底座154向外延伸。具体地，零件台162和工具台164中的每一个可被经由相应的安装桩(pilon)151联接到底座，如所示。在支架150中于侧壁152与底座154之间可以形成开口153。线束155可以穿过开口153并插入到连接器157中。连接器157可被设置在底座154上，并且被电联接到第二机器人装置140的各种电子部件。如可以容易理解的那样，线束155可被用于以众所周知的方式向第二机器人装置140传送电力和/或控制信号。在一些方面中，穿过开口153布置线束155并将其连接到形成在支架150上的连接器是有利的，因为它可以降低损坏控制器170与第二机器人装置140之间的电连接的可能性。
图2B更为详细地示出了零件台162。如所示，零件台162可包括被联接到侧壁204的底座202。安装毂205可被形成在侧壁204上。安装毂205可被用于将零件台162连接到安装桩151，该安装桩151本身被附接到支架150。紧固件架206可被联接到底座202。紧固件架206可包括底座208和侧板212。紧固件架206的底座208可被经由安装导轨210联接到零件台162的底座202，安装导轨210被配置成允许调整紧固件架206相对于侧壁204的位置。侧板212可以包括被形成在其上的多个孔214，这些孔被配置成接收紧固件216。侧板212可被布置为面向侧壁204(例如，以一定角度)，以允许第二机器人装置140从孔214获取紧固件216，从而用于将各种零件安装在雷达阵列底架120内。
图2C更详细地示出了雷达阵列底架120。如所示，雷达阵列底架120可以包括多个隔间230。隔间230可以成行和列布置。每个隔间230均可被配置成接收由一个或多个雷达阵列零件构成的一组雷达阵列零件。每个雷达阵列零件均可以包括天线元件、开关、放大器、电路板、线束和/或任何其他适用类型的雷达阵列零件。如在整个公开内容中所使用的那样，术语“隔间”应表示“部分”或“区段”。将会理解的是，隔间230可以或可以不通过壁或其他屏障彼此分离开。在一些实施方案中，隔间230中的两个或更多个可接收同一组雷达阵列零件。另外或作为选择，在一些实施方案中，两个或更多个隔间230可以接收不同组的雷达阵列零件。简而言之，本公开并不限于隔间230的任何具体实施方案。
图3A是根据本公开的多个方面的自动化组装系统110的示意图。如所示，第一机器人装置130、第二机器人装置140和零件扫描仪180均可被操作性地联接到控制器170。第一机器人装置130和/或第二机器人装置140可被经由任何适用类型的有线或无线连接联接到控制器170。根据本示例，第一机器人装置130和第二机器人装置140中的每一个被经由物联网(IoT)连接(例如Zigbee连接)联接到控制器170。然而，第一机器人装置130和第二机器人装置中的任一个被例如经由另一类型的连接(例如局域网(LAN)连接、以太网连接、互联网连接、通用串行总线(USB)连接)联接到控制器170的替代实施方案是可能的。同样，零件扫描仪180可被经由IoT连接、LAN连接、互联网连接和/或任何其他适用类型的连接而连接到该机器人装置。
第一机器人装置130可以包括被配置成执行控制逻辑136的机载计算机134。控制逻辑136可以在软件中、在硬件中或作为软件和硬件的组合来实现。控制逻辑136可被配置成从控制器170接收第一命令并执行那些命令。每个第一命令均可以包括位置L1的指示，第二机器人装置140必须被定位于该位置L1，以便能够到达雷达阵列底架中的位置L2。如上所述，位置L2可以是需要安装特定零件的位置。由控制逻辑136执行任何第一命令可包括致使第一机器人装置130将支架150移动到位置L1。在这点上，控制逻辑136可以指定必须由第一机器人装置130中的各种致动器执行以便将支架150移动到位置L1的动作。
可以直接或间接指定第一命令中的任一个中的位置L1。当位置L1被直接指定时，第一命令中的任一个都可以包括与位置L1相对应的坐标。当位置L1被间接指定时，第一命令中的任一个均可以包括与要求安装特定零件的隔间230中的给定一个隔间相对应的行号和列号。在这种实施方案中，控制逻辑136可以处理行号和列号以确定必须定位支架150以便使第二机器人装置能够将该零件安装在给定隔间230中的位置的坐标。作为选择，当位置L1被间接指定时，第一命令中的任一个可以包括与想要被安装在雷达阵列底架120中的零件相对应的零件识别符。在这种实施方案中，控制逻辑136可以处理零件识别符以确定以下中的至少一个：(i)雷达阵列底架中的必须安装该零件的给定位置L2，和(ii)必须定位支架150的位置L1的坐标，以便使第二机器人装置能够到达位置L2。在位置L1被间接指定的情况下，控制逻辑136可以通过使用将不同零件的识别符映射到雷达阵列底架120中的必须安装零件的相应位置的表格(例如，参见图4C中的数据结构450等)来确定给定位置L2。之后，控制逻辑136可以基于位置L2和下列尺寸中的至少一个来确定位置L1：第一机器人装置130的尺寸、第二机器人装置140的尺寸或支架150的尺寸。
第二机器人装置140可以包括被配置成执行控制逻辑146的机载计算机144。控制逻辑146可以在软件中、在硬件中或作为软件和硬件的组合来实现。控制逻辑146可被配置成从控制器170接收第二命令并执行那些命令。每个第二命令均可以包括必须安装特定零件的位置L2的指示。由控制逻辑146执行第二命令中的任一个可以包括致使第二机器人装置140将零件安装于位置L2。在这点上，控制逻辑146可以指定必须由第二机器人装置140中的各种致动器执行以便使第二机器人装置140将该零件安装在雷达阵列底架中的动作。
可直接或间接指定第二命令中的任一个中的位置L2。当位置L2被直接指定时，第二命令中的任一个都可包括与位置L2相对应的坐标。当位置L2被间接指定时，第二命令中的任一个均可包括与要求安装特定零件的隔间230中的给定一个隔间相对应的行号和列号。在这种实施方案中，控制逻辑146可以处理行号和列号以确定雷达阵列底架中必须安装该零件的位置L2的坐标。作为选择，当位置L2被间接指定时，第二命令中的任一个可包括与想要被安装在雷达阵列底架120中的零件相对应的零件识别符。在这种实施方案中，控制逻辑146可处理零件识别符以确定雷达阵列底架120中需要安装该零件的位置L2。在一些实施方案中，控制逻辑146可通过使用将不同零件的识别符映射到雷达阵列底架120中必须安装零件的相应位置的表格(例如，参见图4C中的数据结构450等)确定给定位置L2。
图3B是由第一机器人装置130执行的过程300B的示例的流程图。在步骤310处，第一机器人装置从控制器170接收指示第一机器人装置130将第二机器人装置140定位于位置L1的第一命令。在步骤312处，第一机器人装置130通过将支架150移动到位置L1来执行第一命令。在步骤314处，第一机器人装置130向控制器发送已执行第一命令的确认。
根据本公开的多个方面，该第一命令可以包括任何数字、字符串或字母数字字符串，当由第一机器人装置130的机载计算机134接收到时，这些数字、字符串或字母数字字符串致使第一机器人装置130将支架150移动到位置L1。根据本公开的多个方面，执行第一命令可以包括基于第一命令识别位置L1，并且致动第一机器人装置130中的一个或多个致动器以将支架150递送到位置L1。在一些实施方案中，识别位置L1可以包括从第一命令获取与位置L1相对应的坐标。另外或作为选择，在一些实施方案中，识别位置L1可以包括处理(在第一命令中提供的)信息，其间接指定位置L1，以便确定位置L1的坐标。如上所述，间接指定位置L1的信息可以包括以下中的至少一个：(i)雷达阵列底架120中需要安装特定零件的位置L2的指示(例如，隔间230的识别符)或(ii)与该零件相对应的识别符。
图3C是由第二机器人装置140执行的过程300C的示例的流程图。过程300C仅被作为示例提供。过程300C中的至少一些步骤可被同时执行、以不同顺序执行或被完全省略掉。
在步骤316处，第二机器人装置140从控制器170接收指示第二机器人装置140在雷达阵列底架120中安装零件的第二命令。在步骤318处，第二机器人装置140确定雷达阵列底架120中需要安装该零件的位置L2。在步骤320处，第二机器人装置140从工具台164获取用于安装该零件的工具。在步骤322处，第二机器人装置140从第一零件台获取零件。在步骤324处，第二机器人装置140从第二零件台获取一个或多个紧固件。在步骤326处，第二机器人装置140确定用于访问雷达阵列底架120中必须安装该零件的位置L2的参考系。在一些实施方案中，可根据过程600基于第二机器人装置140的当前位置(例如，位置L1)来确定该参考系，该过程600在下面结合图6进一步讨论。在步骤328处，第二机器人装置140通过使用一个或多个紧固件将该零件安装在雷达阵列底架120中的位置L2处。在步骤330处，第二机器人装置向控制器170发送已成功执行第二命令的确认。
根据本公开的多个方面，第二命令可包括任何数字、字符串或字母数字字符串，当由第二机器人装置140的机载计算机144接收时，这些数字、字符串或字母数字字符串致使第二机器人装置140安装与该第二命令相关联的零件。在一些实施方案中，第二命令可包括以下中的至少一个：与该零件相对应的识别符和雷达阵列底架120中需要安装该零件的位置L2的指示。在一些实施方案中，识别位置L2(在步骤318处)可包括从与位置L2相对应的第二命令坐标中获取。另外或作为选择，识别位置L2可包括间接指定位置L2以便确定位置L2的坐标的(在第二命令中提供的)处理信息。如上所述，间接指定位置L2的信息可包括以下中的至少一个：(i)与隔间230中需要安装零件的一个隔间相对应的识别符或(ii)与该零件相对应的识别符。
图4A是根据本公开的多个方面的可被用于实现控制器170的计算装置400的简图。计算装置400可包括处理器402(例如，通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)等)、易失性存储器404(例如，RAM)、非易失性存储器406(例如，硬盘驱动器、诸如闪存驱动器之类的固态驱动器、混合磁性和固态驱动器等)、图形用户界面(GUI)409(例如，触摸屏、显示器等)和输入/输出(I/O)装置420(例如，鼠标、键盘等)。非易失性存储器406存储计算机指令412、操作系统416和数据418，使得例如计算机指令412由处理器402在易失性存储器404外执行。程序代码可被应用于使用GUI 409的输入装置或从I/O装置420接收到的数据。
图4B是根据本公开的多个方面的数据结构440的示例的简图。数据结构440可被存储在计算装置400的存储器406、第一机器人装置130的机载计算机134的存储器和第二机器人装置140的机载计算机144的存储器中的一个或多个中。数据结构440可包括多个条目444。每个条目444可包括位置识别符和需要被安装在与位置识别符相对应的位置处的一个或多个零件的识别符。根据本示例，每个位置识别符识别出隔间230中的一个。然而，使用另一类型的位置识别符的替代实施方案也是可能的。如可容易理解的那样，数据结构440可被用于当在控制器170处接收到的用户输入和/或在第二机器人装置140处接收到的第二命令中并未直接识别出一个或多个零件时，识别需要被安装在雷达阵列底架120中的一个或多个零件。
图4C是根据本公开的多个方面的数据结构450的示例的简图。数据结构450可被存储在计算装置400的存储器406、第一机器人装置130的机载计算机134的存储器和第二机器人装置140的机载计算机144的存储器中的一个或多个中。数据结构450可包括多个条目454。每个条目454可包括位置识别符和对应的零件识别符。根据本示例，每个位置识别符识别出隔间230中的一个。然而，使用另一类型的位置识别符的替代实施方案也是可能的。如可容易理解的那样，数据结构450可被用于当在控制器170处接收到的用户输入和/或在第二机器人装置140处接收到的第二命令中并未直接识别出该位置时，识别雷达阵列底架120中需要安装特定零件的位置。
图5A-B示出了根据本公开的多个方面的由控制器170执行的过程500的示例。过程500仅作为示例提供。过程500中的至少一些步骤可被同时、以不同的顺序执行或被完全省略掉。
在步骤502处，控制器170接收指定待被安装的零件和/或雷达阵列底架120中需要安装该零件的位置的用户输入。该用户输入可被经由作为控制器170的一部分的触摸屏和/或任何其他适用类型的输入装置(例如键盘、鼠标、麦克风或相机)来提供。在一些实施方案中，该用户输入可包括与隔间230中需要安装该零件的一个隔间相对应的识别符。另外或作为选择，在一些实现方案中，用户输入可包括与该零件相对应的零件识别符。如以上结合图4B-C所讨论的那样，在一些实施方案中，用户输入可仅指定零件识别符和隔间识别符中的一个，且零件识别符和隔间识别符中的另一个可由控制器170通过使用数据结构440或450而被自动解析。在这点上，控制器可利用用户输入来通过下列方式确定待安装的零件：(i)从用户输入获取与零件相对应的零件识别符或(ii)处理作为用户输入的一部分的其他信息，以便解析零件识别符。同样，控制器可通过以下方式利用用户输入来确定需要安装零件的位置：(i)从用户输入获取与该位置相对应的位置识别符或者(ii)处理作为该用户输入的一部分的其他信息，以便解析该位置识别符。
在步骤504处，控制器致使第一机器人装置130将零件台168与零件扫描仪180对齐。根据本示例，将零件台162与零件扫描仪180对齐包括将零件台162移动到被放置在零件台162上的零件可被零件扫描仪180扫描到的位置。如下文进一步讨论的那样，将零件台162与零件扫描仪180对齐使被放置在零件台162上的任何零件能够被利用扫描仪180进行扫描，以确认正确的零件正被放置在零件台162上。
在步骤506处，控制器致使第一机器人装置130将工具台164与零件扫描仪180对齐。根据本示例，将工具台164与零件扫描仪180对齐包括将工具台164移动到被放置在工具台164上的零件可被零件扫描仪180扫描到的位置。如下文进一步讨论的那样，将工具台164与零件扫描仪180对齐使被放置在工具台164上的任何工具能够被扫描仪180扫描到，以确认正确的工具正被放置在工具台164上。虽然在本示例中，步骤506和504被描绘为单独的步骤，但本领域技术人员将容易理解，零件台162和工具台164两者可在单个动作中与零件代码扫描仪对齐。
在步骤508处，控制器170检测到已将零件放置在零件台162上并且利用零件扫描仪108扫描该零件。扫描该零件可包括读取被印制在该零件上的条形码或读取在该零件上提供的RFID标签。作为扫描的结果，控制器170获得与该零件相对应的识别符。
在步骤510处，控制器170确定被放置在零件台上的零件是否与由用户输入指定的零件相同。可基于作为在步骤506处执行的扫描的结果而获得的识别符做出判定。如果零件相同，则过程500行进到步骤514。否则，如果被放置在零件台上的零件与由用户输入指定的零件不匹配，则过程500行进到步骤512。
在步骤512处，控制器170输出错误通知。该错误通知可包括听觉通知、视觉通知和/或可警告操作者已将错误的零件放置在零件台162上的任何其他适用类型的通知。在输出该不正确的通知之后，操作者可从零件台162上移除该不正确的零件。
在步骤514处，控制器170检测到已将工具放置在工具台164上并且利用零件扫描仪180扫描该工具。扫描该工具可包括读取被印制在该零件上的条形码或读取在该工具上提供的RFID标签。作为扫描的结果，控制器170获得与该工具相对应的识别符。
在步骤516处，控制器170确定被放置在工具台上的工具是否是用于安装由用户输入指定的零件的正确工具。可基于作为在步骤514处执行的扫描的结果而获得的识别符作出判定。如果工具是正确的，则过程500行进到步骤520。否则，如果已将错误的工具放置在工具台164上，则过程500行进到步骤518。
在步骤518处，控制器170输出错误通知。该错误通知可包括听觉通知、视觉通知和/或可警告操作者已将不正确的工具放置在工具台164上的任何其他适用类型的通知。在输出该错误通知之后，操作者可从工具台164上移除不正确的零件。
在步骤520处，控制器170生成指示第一机器人装置130将第二机器人装置140定位于位置L1的第一命令。如上所述，位置L1可包括第二机器人装置140可从其到达位置L2的位置，在该位置处，需要安装由用户输入指定的零件。在一些实施方案中，第一命令可直接或间接地识别位置L1。例如，当直接识别出该位置L1时，第一命令可包括与位置L1相对应的坐标。另一方面，当间接地识别出位置L1时，第一命令可包括可由第一机器人装置130用来确定位置L1的坐标的其他信息。这种信息可包括以下中的一项或多项：(i)需要安装该零件的隔间230的行号，(ii)需要安装该零件的隔间230的列号，(iii)雷达阵列底架120中需要安装该零件的位置L2的任何指示，(iv)需要安装该零件的雷达阵列底架120的一侧(例如，前侧120A或后侧120B)的指示，(v)与该零件相对应的识别符，和/或任何其他适用的信息。
在步骤522处，控制器170生成指示第二机器人装置140将该零件安装在雷达阵列底架120中的位置L2处的第二命令。第二命令可包括与该零件相对应的识别符和位置L2的指示中的至少一个。第二命令可直接或间接地识别出该零件。当直接识别出该零件时，第二命令可包括与该零件相对应的序列号和/或其他类似的识别符。当间接地识别出该零件时，第二命令可包括可由第二机器人装置140用来识别该零件的任何适用的信息。例如，这种信息可包括需要安装该零件的位置的指示等。第二命令可直接或间接地识别出位置L2。当直接识别出该位置L2时，第二命令可包括与该位置相对应的坐标。另一方面，当间接地识别出该位置L2时，第二命令可包括可由第二机器人装置140用来确定位置L2的坐标的任何其他适用类型的信息。这种信息可包括以下中的一项或多项：(i)需要安装该零件的隔间230的行号，(ii)需要安装该零件的隔间230的列号，(iii)位置L1的任何指示，(iv)雷达阵列底架120的需要安装该零件的一侧的指示，(v)与该零件相对应的识别符，和/或任何其他适用的信息。
在步骤524处，控制器170将第一命令发送到第一机器人装置130。在步骤526处，控制器170等待直到它已经从第一机器人装置130接收到第一命令已经完成的确认，然后才行进到步骤526。在步骤528处，控制器170向第二机器人装置140发送第二命令。在步骤530处，控制器170等待直到它已经从第二机器人装置140接收到第二命令已经完成的确认，然后该过程返回到步骤502。
在一些实施方案中，出于安全目的，控制器170可被配置成使第一机器人装置130和第二机器人装置140的操作同步，使得第一机器人装置130和第二机器人装置140中的仅一个被允许在任何给定时间移动。在这点上，控制器170可被配置成避免向第二机器人装置140发出第二命令，直到它已从第一机器人装置130接收到表明被发出到第一机器人装置130的所有未决的第一命令已被完成的一个或多个确认。同样，控制器170可被配置成避免向第一机器人装置130发出第一命令，直到它已从第二机器人装置140接收到被发出到第二机器人装置140的所有未决的第二命令已被完成的一个或多个确认。
尽管在本示例中，在步骤502处接收到的用户输入仅要求安装一个零件，但是用户输入要求同时安装多个零件的替代实现方案也是可能的。在这种实施方案中，由用户输入指定的所有零件均可被装载到零件台162上并且随后如结合步骤506-522所讨论的那样进行处理。尽管在本示例中，仅被放置在零件台162上的零件被零件扫描仪180扫描并随后被认证，但被放置在零件台162上的任何紧固件和/或被放置在工具台164上的工具也被利用零件扫描仪180进行扫描并随后进行认证的替代实施方案是可能的。根据本示例，短语“位置L1的坐标”可以指的是由第一机器人装置130和第二机器人装置140中的至少一个所使用的坐标系中的坐标。根据本示例，短语“位置L2的坐标”可以指的是由第一机器人装置130和第二机器人装置140中的至少一个所使用的坐标系中的坐标。然而，将理解的是，本公开并不限于任何具体方式来表示位置L1和L2和/或将位置L1和L2传送到第一机器人装置130和第二机器人装置140。
图6是用于确定用于访问雷达阵列底架120中的需要安装零件的第二位置(L2)的参考系的过程600的示例的流程图，如过程300C的步骤326处所指定的那样。
在步骤602处，第二机器人装置140的机载计算机144通过使用与第二机器人装置140相关联的一个或多个相机来捕获雷达阵列底架120的一个或多个图像。每个所捕获的图像均可以描绘雷达阵列底架120中的一个或多个预定特征，其被指定用于校准该第二机器人装置140。在步骤604处，机载计算机144使用2D计算机视觉来处理一个或多个图像以计算：(i)第二机器人装置140相对于一个或多个特征的x位置，(ii)第二机器人装置140相对于一个或多个特征的y位置，以及(iii)第二机器人装置140相对于一个或多个特征的z旋转。在一些实施方案中，可以迭代地执行该计算，直到与该计算相关联的误差低于限定阈值。在步骤606处，第二机器人装置使用3D计算机视觉来处理图像以计算：(iv)第二机器人装置140的景深，(v)第二机器人装置140相对于一个或多个特征的x旋转(偏航)，以及第二机器人装置140相对于一个或多个特征的y旋转(俯仰)。
在某些方面中，确定第二机器人装置140的景深、x位置、y位置、俯仰、翻滚和偏航允许机载计算机144确定第二机器人装置140(或其部分)相对于雷达阵列底架120中的第二位置(L2)的精确位置。机载计算机144可以使用所确定的第二机器人装置140的景深、x位置、y位置、俯仰、翻滚和偏航中的至少一些，以确定第二机器人装置140的一个或多个部件必须行进和/或旋转多远，以便执行在雷达阵列底架120中的位置L2处安装该零件所需的运动。该信息可被用于为第二机器人装置140中的一个或多个致动器生成控制信号。在一些实施方案中，可通过使用由第二机器人装置140在其操作中使用的内部坐标系来计算控制信号。
尽管在组装雷达阵列的上下文中提供了结合图1A-5讨论的示例，应当理解，本公开并不限于此。本领域技术人员将会容易地认识到，自动化组装系统110并不限于组装任何特定类型的结构。例如，自动化组装系统110也可被用于组装机器、电子装置、土木工程结构(例如，建筑物、桥梁等)和/或其他结构。
如在本申请中所使用的那样，词语“示例性”在本文中用于意指充当示例、实例或说明。在本文中被描述为“示例性”的任何方面或设计不一定被解释为是优选的或优于其他方面或设计。相反，示例性一词的使用旨在以具体的方式呈现概念。如遍及整个公开内容所使用的那样，术语产品可以包括正被买卖的物理对象、服务和/或可被购买和解决的任何其他东西。
此外，术语“或”旨在意指包含的“或”而非排他的“或”。也就是说，除非另有说明或从上下文中清楚地知道，“X采用A或B”旨在意指任何自然包含性排列。也就是说，如果X使用A；X使用B；或X使用A和B两者，则在前述任何一种情况下都满足“X使用A或B”。此外，除非另有说明或从上下文清楚地指向单数形式，否则本申请和所附权利要求书中使用的冠词“一个”和“一种”通常应被解释为意指“一个或多个”。
就本专利说明书和权利要求书中使用的方向术语(例如，上、下、平行、垂直等)而言，这些术语仅旨在帮助描述和要求保护本发明，且并不旨在以任何方式限制权利要求。这种术语并不要求精确度(例如，精确的垂直度或精确的平行度等)，而是旨在适用正常的公差和范围。同样，除非另有直接说明，每个数值和范围都应被解释为近似值，就好像“约”、“基本上”或“大致”位于在数值或范围的值之前一样。
此外，术语“系统”、“部件”、“模块”、“接口”、“模型”等通常旨在指代与计算机相关的实体、硬件、硬件和软件的组合、软件或正在执行的软件。例如，部件可以是但不限于是在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行文件、执行线程、程序和/或计算机。作为实例，在控制器上运行的应用程序和控制器都可以是一个部件。一个或多个部件可以驻留在一个进程和/或执行线程内，并且一个部件可以位于一台计算机上和/或分布在两台或多台计算机之间。
尽管本文描述的主题可以在说明性实施方案的上下文中予以描述，以处理具有用户交互部件的计算应用的一个或多个计算应用特征/操作，但是该主题并不限于这些特定实施例。相反，本文描述的技术可被应用于任何适用类型的用户交互部件执行管理方法、系统、平台和/或设备。
虽然已经结合电路的过程(其包括可能的实施方案作为单个集成电路、多芯片模块、单个卡或多卡电路板)描述了示例性实施例，但是所描述的实施例并不限于此。如对本领域技术人员来说显而易见的那样，电路元件的各种功能也可以被作为软件程序中的处理块来实现。这种软件可被用在例如数字信号处理器、微控制器或通用计算机中。
一些实施例可以以方法和用于实践那些方法的设备的形式来实现。所描述的实施例也可以以被具体体现在有形介质(例如磁记录介质、光记录介质、固态存储器、软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质)中的程序代码的形式来实现，其中，当程序代码被加载到机器(例如计算机)中并由其执行时，该机器就成为用于实施要求保护的发明的设备。所描述的实施例也可以以(例如，无论是被存储在存储介质中、被加载到机器中和/或由机器执行、或是通过某种传输介质或载体(例如通过电线或电缆、通过光纤或通过电磁辐射)传输的)程序代码的形式实现，其中，当程序代码被加载到机器(例如计算机)中并由其执行时，该机器成为用于实施要求保护的发明的设备。当在通用处理器上实现时，程序代码段与处理器结合以提供一个独特的装置，其以类似于特定逻辑电路的方式操作。所描述的实施例也可以以通过介质、存储在磁记录介质中的磁场变化等以电或光的方式传输的使用所要求保护的发明的方法和/或设备生成的比特流或其他信号值序列的形式来实现。
应当理解，本文阐述的示例性方法的步骤不一定需要按照所描述的顺序执行，并且这种方法的步骤的顺序应当被理解为仅仅是示例性的。同样，在与各种实施例相一致的方法中，在这种方法中可以包括额外的步骤，并且可以省略掉或组合某些步骤。
此外，出于本说明的目的，术语“联接”、“耦接”、“被联接”、“连接”、“连结”或“被连接”是指本领域已知的或后来开发的允许能量在两个或多个元件之间传递的任何方式，并且考虑到插入一个或多个附加元件，尽管这并不是必需的。相反，术语“直接联接”、“直接连接”等暗示不存在这种附加元件。
如本文结合元件和标准所使用的那样，术语“兼容”意指该元件以由标准完全或部分指定的方式与其他元件通信，并且将被其他元件识别为足以能够以由标准完全或部分指定的方式与其他元件通信。兼容元件无需以由标准指定的方式在内部运行。
将进一步理解，本领域技术人员可以在不脱离所附权利要求的范围的情况下，作出已经描述和图示出以便解释所要求保护的发明的性质的部件的细节、材料和布置。

Claims (20)

1.一种自动化雷达组装系统，包括：
被联接到支架的第一机器人装置，所述第一机器人装置具有第一工作包络；
第二机器人装置，所述第二机器人装置被经由所述支架机械地联接到所述第一机器人装置，所述第二机器人装置具有小于所述第一工作包络的第二工作包络；
被联接到所述支架的零件台，所述零件台被布置成承载：(i)零件和(ii)用于将所述零件安装在雷达阵列底架中的一个或多个紧固件；和
控制器，所述控制器被操作性地联接到所述第一机器人装置和所述第二机器人装置，所述控制器被配置成：
致使所述第一机器人装置将所述第二机器人装置相对于所述雷达阵列底架定位于第一位置，以及
致使所述第二机器人装置从所述零件台上拾取所述零件并将所述零件安装于所述雷达阵列底架中的第二位置。
2.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中，所述零件台包括紧固件架，所述紧固件架被配置成接收所述一个或多个紧固件。
3.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中：
所述控制器还被配置成：接收要求将所述零件安装在所述雷达阵列底架中的用户输入，基于所述用户输入识别所述第一位置，并基于所述用户输入识别所述第二位置；
致使所述第一机器人装置将所述第二机器人装置定位于所述第一位置包括向所述第一机器人装置发送第一命令，所述第一命令在由所述第一机器人装置执行时致使所述第一机器人装置将所述第二机器人装置定位于所述第一位置；以及
致使所述第二机器人装置从所述零件台拾取所述零件并将所述零件安装于所述第二位置包括向所述第二机器人装置发送第二命令，所述第二命令在由所述第二机器人装置执行时致使所述第二机器人装置从所述零件台上拾取所述零件并将所述零件安装于所述第二位置。
4.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中，所述自动化雷达组装系统还包括扫描装置，所述控制器还被配置成：
致使所述第一机器人装置将所述零件台定位在所述扫描装置的附近；以及
当将所述零件放置在所述零件台上时，使用所述扫描装置对所述零件进行验证。
5.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中：
所述控制器被配置成从所述第一机器人装置接收已将所述第二机器人装置定位于所述第一位置的确认，
所述控制器被配置成等待直到接收到所述确认，然后才致使所述第二机器人装置从所述零件台上拾取所述零件并将所述零件安装于所述雷达阵列底架中的所述第二位置。
6.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中，所述第一机器人装置包括第一6轴机器人并且所述第二机器人装置包括第二6轴机器人。
7.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中，所述第一机器人装置包括机器人台架，并且所述第二机器人装置包括6轴机器人。
8.如权利要求1所述的自动化雷达组装系统，其中，所述第一机器人装置包括机器人升降机，并且所述第二机器人装置包括6轴机器人。
9.一种自动化组装系统，包括：
被联接到支架的第一机器人装置，所述第一机器人装置具有第一工作包络；
第二机器人装置，所述第二机器人装置被经由所述支架机械地联接到所述第一机器人装置，所述第二机器人装置具有小于所述第一工作包络的第二工作包络；
控制器，所述控制器被操作性地联接到所述第一机器人装置和所述第二机器人装置，所述控制器被配置成：
接收要求将零件安装于在装结构中的用户输入，
致使所述第一机器人装置将所述第二机器人装置相对于所述在装结构定位于第一位置，以及
致使所述第二机器人装置将所述零件安装于所述在装结构中的第二位置。
10.如权利要求9所述的自动化组装系统，其中，所述自动化组装系统还包括被联接到所述第一机器人装置的支架的零件台，所述零件台被布置成承载：(i)所述零件和(ii)用于将所述零件安装于所述在装结构中的一个或多个紧固件。
11.如权利要求10所述的自动化组装系统，其中，所述零件台包括紧固件架，所述紧固件架被配置成接收所述一个或多个紧固件。
12.如权利要求10所述的自动化组装系统，其中，所述自动化组装系统还包括扫描装置，其中，所述控制器还被配置成：
致使所述第一机器人装置将所述零件台定位在所述扫描装置的附近；以及
当将所述零件放置在所述零件台上时，使用所述扫描装置对所述零件进行验证。
13.如权利要求9所述的自动化组装系统，其中：
所述控制器还被配置成基于所述用户输入识别所述第一位置，并基于所述用户输入识别所述第二位置；
致使所述第一机器人装置将所述第二机器人装置定位于所述第一位置包括向所述第一机器人装置发送第一命令，所述第一命令在由所述第一机器人装置执行时致使所述第一机器人装置将所述第二机器人装置定位于所述第一位置；以及
致使所述第二机器人装置将所述零件安装于所述第二位置包括向所述第二机器人装置发送第二命令，所述第二命令在由所述第二机器人装置执行时致使所述第二机器人装置将所述零件安装于所述第二位置。
14.如权利要求9所述的自动化组装系统，其中：
所述控制器被配置成从所述第一机器人装置接收已将所述第二机器人装置定位于所述第一位置的确认，
所述控制器被配置成等待直到接收到所述确认，然后才致使所述第二机器人装置将所述零件安装于所述在装结构中的所述第二位置。
15.如权利要求9所述的自动化组装系统，其中，所述第一机器人装置包括第一6轴机器人并且所述第二机器人装置包括第二6轴机器人。
16.如权利要求9所述的自动化组装系统，其中，所述第一机器人装置包括机器人台架，并且所述第二机器人装置包括6轴机器人。
17.如权利要求9所述的自动化组装系统，其中，所述第一机器人装置包括机器人升降机，并且所述第二机器人装置包括6轴机器人。
18.一种自动化组装系统，包括：
被联接到支架的第一机器人装置，所述第一机器人装置具有第一工作包络；
第二机器人装置，所述第二机器人装置被经由所述支架机械地联接到所述第一机器人装置，所述第二机器人装置具有小于所述第一工作包络的第二工作包络；
控制器，所述控制器被操作性地联接到所述第一机器人装置和所述第二机器人装置，所述控制器被配置成：
接收要求将零件安装于在装结构中的用户输入；
识别第一位置，其中所述第二机器人装置必须定位于所述第一位置，以使所述第二机器人装置能够将所述零件安装于所述在装结构中；
识别所述在装结构中的必须安装所述零件的第二位置；
向所述第一机器人装置发送第一命令，所述第一命令指示所述第一机器人装置将所述第二机器人装置定位于所述第一位置；
从所述第一机器人装置接收表明已将所述第二机器人装置定位于所述第一位置的确认；以及
向所述第二机器人装置发送第二命令，所述第二命令指示所述第二机器人装置将所述零件安装于所述在装结构中的所述第二位置。
19.如权利要求18所述的自动化组装系统，其中，所述自动化组装系统还包括被联接到所述支架的零件台，所述零件台被布置成承载所述零件和用于将所述零件安装于所述在装结构中的一个或多个紧固件。
20.如权利要求18所述的自动化组装系统，其中，所述控制器还被配置成等待直到接收到所述确认，之后才向所述第二机器人装置发送所述第二命令。
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