CN117980113A - 具有联接到可移动轨道的多个臂的工件传送系统的控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

一种示例方法，包括接收任务识别信息，该任务识别信息指示对工件待执行的制造任务，其中工件传送系统包括轨道和联接至轨道的多个臂，其中每个臂包括(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)与监控控制器通信的臂控制器以及(iii)与臂控制器通信的相应关节控制器，相应关节控制器被配置成致动相应关节处的相应旋转致动器以使多个臂连杆相对于彼此移动；检索与制造任务和工件对应的运动计划；向相应臂控制器发送命令信号以将相应命令信号传输至相应关节控制器并执行运动计划；以及一旦最终期望构型被实现，则命令相应臂控制器锁定相应关节。

Description

具有联接到可移动轨道的多个臂的工件传送系统的控制系统 及方法

背景技术

在制造设施中，对大量配置的工件进行各种制造和装配操作。这类操作包含对工件执行的制造(例如，机械加工、焊接、冲压等)和装配操作、以及在工作站之间处理和运转工件的操作。

可在每个工作站对工件执行特定操作。一旦工作站处的操作被执行，则工件被移动到下一个连续的工作站，在该工作站处将执行进一步的操作。

处理和运转工件包括使用附接到工件的工具组件以及将工件从一个工作站移动到另一个工作站。为了适应不同类型的工件和相关操作，工具组件能够采用许多不同的配置。传统的工具组件利用由各种刚性安装件互连的管的各种部段来固定各种工件，但是这种设计通常在工具组件中很少调整或没有调整。其他设计利用了挤压件、滑动安装件、球形安装件、和锯齿，从而允许在各种方向上调节管道的截面，包括线性地和径向地调节。然而，这种设计具有有限的灵活性。此外，对于不同的工件，工具组件可能需要不同的末端执行器。

调整或更换许多的工具组件和更换特定工件的末端执行器是一个及时而繁琐的过程。特别地，可以针对每个不同形状的工件维护一组不同的工具组件和末端执行器工具，因此许多的工具组件和末端执行器工具被购买、存储、和维护，从而在工业环境中产生低效。此外，每个工件可能需要不同的工具组件配置。手动更改每个工件的配置既费时又费钱。

因此，期望提供一种自动工件传送系统，该系统针对工件的任何配置进行调整，而不必购买、储存、和维护多组预先定位的工具组件和末端执行器工具。还期望具有分布式控制系统，其中一个控制器被配置成将工具组件定位在特定配置中，而另一个控制器被配置成控制工件和附接到工件的工具组件在不同工作站之间的传送。这样，工具组件无需被配置成处理相当大的重量。

本文所作的公开是针对这些和其他考虑提出的。

发明内容

在本文描述的示例中，本公开描述了涉及工件传送系统的控制系统及方法的实施方式，该工件传送系统具有联接到可移动轨道的多个臂。

在第一示例实施方式中，本公开描述了一种方法。该方法包括：在工件传送系统的监控控制器处接收任务识别信息，所述任务识别信息指示使用连续工作站对工件待执行的制造任务，其中，所述工件传送系统包括轨道和联接至所述轨道的多个臂，其中，每个臂包括：(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)与所述监控控制器通信的臂控制器以及(iii)与所述臂控制器通信的相应关节控制器，所述相应关节控制器被配置成致动所述相应关节处的相应旋转致动器以使所述多个臂连杆相对于彼此移动；基于所述任务识别信息，通过所述监控控制器检索与所述制造任务和所述工件对应的运动计划，其中，所述运动计划包括针对所述多个臂中的每个臂和所述相应关节的运动顺序，所述运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和所述相应旋转致动器被致动以实现所述多个臂的最终期望构型的次序；通过所述监控控制器向所述多个臂的相应臂控制器发送命令信号，以将相应的命令信号传输至所述相应关节控制器并执行所述运动计划；以及一旦所述最终期望构型被实现，则通过所述监控控制器命令所述相应臂控制器锁定所述相应关节。

在第二示例实施方式中，本公开描述了一种系统。该系统包括：工件传送子系统，所述工件传送子系统被配置成将工件在连续工作站之间传送，其中，所述工件传送子系统包括轨道和联接至所述轨道的多个臂，其中，每个臂包括(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)臂控制器以及(iii)与所述臂控制器通信的相应关节控制器，所述相应关节控制器被配置成致动所述相应关节处的相应旋转致动器以使所述多个臂连杆相对于彼此移动；系统控制器，所述系统控制器能够访问任务和工件数据库，所述任务和工件数据库包括用于对各种工件待执行的各种制造任务的任务识别信息；监控控制器，所述监控控制器与所述系统控制器和所述多个臂的相应臂控制器通信，其中，所述监控控制器能够访问运动计划数据库，所述运动计划数据库包括与所述各种制造任务对应的相应运动计划，其中，每个运动计划包括针对所述多个臂中的每个臂和所述相应关节的运动顺序，所述运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和所述相应旋转致动器被致动以实现所述多个臂的最终期望构型的次序，其中，所述监控控制器包括一个或多个处理器以及存储有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由一个或多个处理器执行时使得监控控制器执行第一示例实施方式的操作。

前述摘要仅是说明性的，无意以任何方式加以限制。除了上面描述的说明性方面、实施方式、和特征之外，通过参考附图和下面的详细描述，进一步的方面、实施方式、和特征将变得明显。

附图说明

在所附权利要求中阐述了被认为是说明性示例的特点的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性示例的以下详细描述，说明性示例以及优选的使用方式、进一步的目的及目的描述将被最佳地理解

图1示出了根据示例实施方式的用于传送工件的系统。

图2示出了根据示例实施方式的臂的局部立体图。

图3示出了根据示例实施方式的用于传送工件的系统，该系统允许末端执行器的三维定位和相邻臂的臂连杆之间的重叠。

图4示出了根据示例实施方式的具有第一轨道和第二轨道的系统。

图5示出了根据示例实施方式的臂的立体图。

图6示出了根据示例实施方式的系统。

图7示出了根据示例实施方式的和图6的系统相对应的框图。

图8示出了根据示例实施方式的具有用于处理两个工件的特定构型的臂606的工件传送子系统。

图9示出了根据示例实施方式的具有用于处理工件的特定构型的臂的工件传送子系统。

图10示出了根据示例实施方式的图9所示的臂接合工件的局部放大视图。

图11示出了根据示例实施方式的具有用于处理另一工件的特定构型的臂的工件传送子系统。

图12示出了根据示例实施方式的举例说明计算设备的框图。

图13是根据示例实施方式的用于控制工件传送系统的方法的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图更充分地描述所公开的示例，其中一些但不是全部所公开的示例被示出。事实上，若干不同的例子可以被描述，并且不应该被解释为限于本文所阐述的例子。相反，对这些示例进行描述，以便本公开将是彻底和完整的，并且将向本领域技术人员充分传达本公开的范围。

本文公开了用于工件传送系统的控制系统和方法，该工件传送系统具有联接到可移动轨道的多个臂系统，以用于在涉及连续工作站的制造环境中使用。臂作为带有末端执行器的工具组件操作，该末端执行器被配置成附接到工件或夹持工件，以在连续工作站之间传送工件。特别地，臂附接到可移动轨道，并且可移动轨道被致动以在两个连续工作站之间移动带有工件的臂。

控制系统可以包含若干控制器。系统控制器确定要对哪个工件执行的“作业”、任务、或操作。系统控制器还被配置成当对工件执行操作以将工件移动到下一工作站时，致动可移动轨道以使该轨道移动。

所述控制系统还包括监控控制器，该监控控制器与所述系统控制器通信并被配置成接收所要被执行的“作业”或任务的标识符或任务识别信息，并且所述标识符指示工件的类型、相应的末端执行器、以及适当地保持工件并便于在工作站之间传送工件的臂的相应配置。然后，监控控制器检索运动计划，该运动计划包括路径点和臂执行的运动顺序，以实现期望的臂构型而不会使臂彼此碰撞。

每个臂可以具有相应的臂控制器。此外，每个臂可以具有若干臂连杆，所述若干臂连杆在具有旋转致动器、例如电动机的关节处彼此联接。每个关节可以具有控制相应电机的相应关节控制器。

监控控制器与相应臂控制器通信以执行相应臂的运动计划，并且臂控制器又与相应关节控制器通信以将臂连杆置于特定期望构型。因此，监控控制器基于预定的运动计划来“编排”臂的运动，以实现与待执行的特定“作业”相关联的特定构型。然后，监控控制器命令臂在处于特定构型时将关节锁定就位。

一旦臂构型被实现并且关节被锁定，则系统就准备好拾取工件并将其从一个工作站移动到另一个工作站。特别地，系统控制器能够致动轨道以将轨道放置在工作站处的工件附近或顶部，将轨道朝向工件移动并允许臂和末端执行器与工件接合，然后将轨道移动到下一个工作站。然后工件可以被释放，并且轨道和相关臂被移开，以允许对工件执行制造操作。然后，系统控制器致动轨道返回到前一个工作站，在前一个工作站，针对下一个工件再次开始循环。

利用这种配置，监控控制器编排或协调各种臂的运动，以基于预定的运动计划自动地将臂放置在适合于特定任务的构型。监控控制器与臂控制器通信，臂控制器又与关节控制器通信以执行运动计划，该运动计划将臂放置在与任务相对应的期望构型中。因此，针对不同任务或不同工件，能够通过提供不同的任务标识符和检索相应的运动计划来自动完成臂构型的调整。这种配置可以大大减少在各种作业和任务之间调整工具配置所需的时间。

进一步地，系统控制器在工作站之间移动轨道，使得主要通过轨道而不是通过臂来完成重量承载。因此，关节处的马达尺寸足以与工件进行接合，但无需能够承载大重量。

图1示出了根据示例实施方式的用于传送工件的系统100。系统100包括轨道102和联接到轨道102的多个臂104。臂104也可以被称为工具组件。如下所述，臂104均被配置为可旋转地联接到轨道102的关节式臂，并且具有在相应关节处可旋转地联接到彼此的多个臂连杆。一旦臂104被放置处于与工件和待被执行的操作对应的特定配置，则臂104被锁定(例如，通过离合器或制动器)到位，在臂之间或相对于轨道102没有相对运动。

系统100还包括在连接器108处联接到轨道102的轨道致动器106。系统100用于执行传送操作，在该传送操作中，工件被从第一工作站移动到与第一工作站相邻的第二工作站。在将工件移动到第二工作站之后，系统100返回到第一工作站，以针对下一工件重复该传送操作。例如，第一工作站可以包括对工件执行第一操作的第一机器，并且第二工作站可以包括对工件执行第二操作的第二机器。在传送操作期间，轨道致动器106移动轨道102和联接到轨道102的臂104，并且臂104具有附接到工件的末端执行器，因此工件随着轨道102和臂104移动。

轨道102可以是基本上刚性的细长构件。轨道致动器106连接到轨道102，用于使轨道102在两个或多个自由度中移动。在一个示例中，轨道致动器106能够在连接器108处连接到轨道102以及从轨道102释放，其中连接器108是快速释放式连接，该连接提供轨道102相对于轨道致动器106的机械连接、电气连接、和/或气动连接。在另一个示例中，轨道致动器106通过任何合适的刚性紧固结构在连接器108处永久连接到轨道102。通过使用轨道致动器106，轨道102和连接到轨道102的所有臂104能够在工作站之间协调地移动。

在一个示例中，轨道致动器106可以是被配置成在工作站之间移动轨道102的机器人操纵器。然而，轨道致动器106可以包含被配置成在工作站之间移动轨道102的任何类型的致动系统(例如，电动致动系统、液压致动系统、和气动致动系统等)。

臂104中的每个臂在轨道102上的固定位置处被连接到轨道102。臂104到轨道102的连接能够使用任何合适的刚性紧固结构或快速连接结构来完成，该刚性紧固结构或快速连接结构是可操作的以精确地定位臂104并将臂104精确地保持在相对于轨道102的期望位置处。

如下所更详细描述的，臂104相对于轨道102被定位在期望构型，其中该构型取决于将由系统100处理的工件的几何形状和类型。在一个示例中，针对单一类型的工件，大量的传送操作循环被执行，其中某一类型的每个单独工件具有一定的几何形状。当期望将系统100与具有不同几何形状的不同类型的工件一起使用时，一些或所有臂104的构型能够被改变，使得它们采用适合于与不同工件一起使用的构型。

图2示出了根据示例实施方式的臂200的局部立体图。臂200表示例如如图1所示的臂104中的任意一个臂。如图2所示，臂200包括多个臂连杆，例如臂连杆202、臂连杆204、和臂连杆206。

臂连杆202至臂连杆206是刚性的细长构件，臂连杆202至臂连杆206通过一个或多个相应关节互连，例如关节208和关节210。具体地，臂连杆202通过关节208连接到臂连杆204，并且臂连杆204通过关节210连接到臂连杆206。臂连杆202被示为刚性地附接到轨道102。然而，应该理解，在一些应用中，臂连杆202能够经由另一关节被联接到轨道102，该另一关节允许臂连杆202相对于轨道102旋转。

例如，关节208、关节210可以是经由诸如电动机之类的旋转致动器可致动的。每个电动机可以具有控制电动机的相应关节控制器(未示出)。臂200可以包括臂控制器(图2中未示出；参见例如图3中的臂控制器312)，该臂控制器与关节控制器进行通信并命令该关节控制器致动关节208和关节210的电动机，以使臂连杆202、臂连杆204、和臂连杆206在关节208和关节210处相对于彼此旋转。

关节208被构造成引起围绕第一轴线212的旋转。特别地，关节208的电动机能够被致动以旋转到期望的位置，这使得臂连杆204相对于臂连杆202绕第一轴线212旋转。这种调整也能够移动臂连杆206。第二关节210被构造成引起围绕第二轴线214的旋转。特别地，关节210的电动机能够被致动以旋转到期望的位置，这使得臂连杆206相对于臂连杆204绕第二轴线214旋转。

末端执行器216在与关节210所在的端部相对的端部处连接到臂连杆206。末端执行器216被配置成接合工件。臂104的末端执行器在传送操作期间同时与工件接合，从而允许系统100拾取和移动工件。在所示的示例中，末端执行器216被配置为真空盘或吸盘。然而，也可以使用其他类型的末端执行器，例如夹持器、磁体、铲斗等。

回到图1，系统100的俯视图示出了臂104能够在二维坐标系中移动，以将臂104的相应吸盘放置在特定坐标处。在示例中，轨道102能够相对于关节升高(即，轨道不与关节共面)，以允许臂104的三维(3D)运动。这样，吸盘能够被定位在诸如坐标系110(例如，笛卡尔坐标系)的3D坐标系中，并且臂104中的相邻臂的臂连杆能够彼此重叠，以允许实现复杂的臂构型。

图3示出了根据示例实施方式的用于传送工件的系统300，该系统300允许末端执行器的3D定位和相邻臂的臂连杆之间的重叠。系统300与系统100类似。例如，系统300在中心位置处具有轨道302，轨道302上联接有多个臂。特别地，第一组臂304联接到轨道302的一侧，第二组臂306联接到轨道302的相对侧。

臂与上述臂104的类似之处在于臂304的组和臂306的组中的每个臂具有在相应关节处连接的若干臂连杆。此外，轨道302相对于臂的关节升高，以便允许吸盘的3D运动和定位。换句话说，臂的关节与轨道302不是共面的。相反，轨道302被竖向地定位在至少一些关节的上方，以允许相邻臂的臂连杆重叠，并且还允许一些臂连杆穿过到轨道302的另一侧(例如，通过在轨道302的下方移动穿过)。

作为具体示例，臂304的组包括两个相邻的臂，例如臂308和臂310。臂308具有附接到臂308的基座314的臂控制器312。臂308还具有在第一关节318处附接到基座314的第一臂连杆316，并且具有在第二关节322处联接到第一臂连杆316的第二臂连杆320。诸如电动机之类的旋转致动器被设置在第一关节318和第二关节322的每个关节内，以方便臂连杆316、臂连杆320相对于彼此和相对于基座314的旋转。

臂308还包括配置为控制第一关节318的旋转致动器(例如，电动机)的第一关节控制器324，并且还包括配置为控制第二关节322的旋转致动器(例如，电动机)的第二关节控制器326。

臂308还包括管328，吸盘330附接至该管328。具有端口332的阀或歧管联接到管328。真空产生装置(例如，风机——未示出)能够被以流体连通的方式联接到端口332，以在管328中产生真空环境，并使吸盘330能够通过吸力将工件吸引到吸盘。其它臂被类似地构造。

系统300还包括监控控制器334。如下关于图6和图7详述的，监控控制器334能够与系统控制器通信并且被配置成从系统控制器接收识别待执行的任务、工件的类型、工件的构型等的信息(例如，标识符)。然后，监控控制器334能够检索运动计划，该运动计划定义：(i)所有臂(即，臂304的组和臂306的组)的与任务和工件相对应的构型，其中该构型限定了臂304的组、臂306的组中的哪一部分臂是活动的并与工件进行接合以及哪一部分臂应该是不活动的或“停放”的；(ii)路径点(例如，臂连杆和关节假定按照轨迹到达与臂的期望构型相关联的臂的最终位置的中间点、坐标、或位置)；以及(iii)臂及其相应关节和臂连杆的运动顺序，臂执行该运动顺序以达到路径点并最终达到期望构型。

在一个示例中，路径点可以被认为是停止点或当臂通过特定的运动顺序进行移动以达到其期望的最终位置时运动的路线或轨迹被改变处的点。换句话说，运动计划指示每个臂和相应关节实现最终期望构型的一系列路径点、以及指示每个臂和相应关节的运动顺序，该运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和关节的相应旋转致动器被致动的次序。基于工件的构型、尺寸、和几何形状，与工件进行接合的一部分臂可以包括臂304的组、臂306的组中的所有臂。

运动计划可以包括其它信息，例如特定传感器是否是激活的并是否将被监控、末端执行器是否是活动的并是否将被控制。此外，对于未使用的臂，运动计划可以包括指示未使用的臂的末端执行器将是不活动的并且与末端执行器相关联的传感器将不被监控的信息。运动计划还可以包括在运动计划的执行期间指示关节速度的信息。

然后，监控控制器334与臂控制器312(和其它臂的相应臂控制器)通信或向臂控制器312(和其它臂的相应臂控制器)发送执行运动计划的命令，臂控制器312又向关节控制器324、关节控制器326发送命令信号，以致动旋转致动器并执行运动计划。

每个控制器，即监控控制器334、臂控制器312、和关节控制器324、关节控制器326，可以包括一个或多个印刷电路板(PCB)。PCB使用从一个或多个铜片层上蚀刻出来的导电轨道、焊盘、和其他特征将电子元件(例如，微处理器、集成芯片、电容器、电阻器等)机械地支撑和电连接到非导电基板的片层上或片层之间。元件通常焊接到PCB上，以将所述元件电连接和机械紧固至PCB。

在一个示例中，关节控制器324、关节控制器326可以包括相应逆变器，该相应逆变器被配置成接收直流(DC)电并将DC电转换为能够被提供给相应电动机的导线绕组的三相交流(AC)电。例如，逆变器可以包括半导体开关矩阵，该半导体开关矩阵具有支持DC到三相电转换的半导体开关器件的任何布置。例如，半导体开关矩阵可以包括三相，带有电联接到输入DC端子并连接到三相交流输出端子的桥接元件。

每个控制器，即监控控制器334、臂控制器312、和关节控制器324、关节控制器326，或者控制器的板可以具有相应的微处理器，该微处理器可以包括一个或多个处理器。处理器可以包括通用处理器(例如，单核微处理器或/>多核微处理器)、或者专用处理器(例如，数字信号处理器、图形处理器、或专用集成电路(ASIC)处理器)。处理器能够被配置成执行计算机可读程序指令(CRPI)以执行本文中所述的操作。处理器能够被配置成执行硬编码功能，作为软件编码功能的补充或替代(例如，通过CRPI)。控制器还能够封装有多个传感器，以便于例如对臂连杆、关节、和电动机进行反馈控制和监控。

系统300的配置使其能够采用各种复杂的配置。例如，由于轨道302相对于关节318升高，臂308能够旋转穿过轨道302下面的空间并穿过到轨道302的另一侧，并且所有其他臂也能够这样。当臂旋转时，臂能够进一步相互交叉，同时将一些臂或相邻臂的臂连杆提升到彼此上方。通过这种方式，能够实现复杂的3D构型，以适应各种工件。

图1和图3示出了具有单个轨道(即，轨道102或轨道302)并且臂(臂104或集304的组、臂306的组)安装在单个轨道的相对侧上的系统配置。在另一示例实施方式中，系统能够包括基本上平行并位于工作站相对侧的串联轨道对。在具有该轨道对的构造中，每个臂被安装在相邻的轨道对的内相对侧上。

图4示出了根据示例实施方式的具有第一轨道402和第二轨道404的系统400。系统400能够被用于具有连续工作站的任何制造操作，例如具有连续工作站的工业冲压机、具有连续工作站的装配线、包括若干连续焊接工作站的焊接线等。工业压力机作为示例被用于描述图4；然而，应该理解，该系统能够在涉及连续工作站的任何其他设置中被实现。

在工业冲压机中，工件406在冲压机的工作站408内被冲压成渐进的形状和形式。一旦在工作站408处对工件406执行的冲压过程完成，则工件406被移动到下一个工作站和轨道402、轨道404，然后将另一个工件410移动到工作站408。

特别地，轨道402、轨道404具有联接到轨道402、轨道404的内相对侧的相应臂。例如，臂412联接到轨道402，并且臂414与臂412相对地联接到轨道404。臂412、臂414中的每个臂能够被可拆卸地联接到相应的末端执行器或工具。在图4所示的示例实施方式中，臂412被联接到夹持器416，并且臂414被联接到相应的夹持器418。夹持器416、夹持器418夹持工件410，以便能够从一个工作站拾取工件，并将工件移动到下一个工作站，例如工作站408。

值得注意的是，如图4所示，其他臂被联接到轨道402、轨道404。然而，这些臂不与工件410接合，因为臂412、臂414足以处理和运转工件410。因此，其他臂处于“停放的”或非活动的位置。联接到轨道402、轨道404的臂的构造适合于通过冲压过程处理工件406、工件410的“作业”。其他工件(例如，较大的工件)可能需要使用更多的臂来运转这些工件。

在一个示例中，基于任务和工件类型，末端执行器可以被移除并由其它末端执行器替换。例如，臂能够移动到一个位置，释放与臂联接的末端执行器，然后附接另一个末端执行器。

为了使臂412、臂414在工件410上的期望位置处与工件410接合，电气管线、液压管线和/或气动管线(未示出)可以在轨道402、轨道404内延伸穿过轨道402、轨道404，然后延伸至臂412、臂414以致动臂412、臂414和夹持器416、夹持器418。电气管线、液压管线和/或气动管线连接到电力和加压流体的供应源，以向臂412、臂414和夹持器416、夹持器418提供适当的电力来致动它们。为了提供夹持器416、夹持器418(或任何其他末端执行器)的精确定位和支撑，臂412、臂414具有多个臂连杆，所述多个臂连杆在其端部处通过关节被可旋转地联接。

图5示出了根据示例实施方式的臂500的立体图。臂500表示图4所示的任意臂，例如臂412、臂414。

臂500具有基座502和臂连杆，例如臂连杆504、臂连杆506、臂连杆508、和臂连杆510，臂连杆从臂500所联接的轨道(例如，轨道402或轨道404)向外延伸。臂连杆510联接到末端执行器512(例如，夹持器)。

臂连杆504至臂连杆510在关节处彼此可旋转地联接。例如，臂连杆504在关节514处联接至基座502；臂连杆506在关节516处联接至臂连杆504，并且在关节518处联接至臂连杆508；臂连杆508在关节520处联接至臂连杆510，并且臂连杆510在关节522处联接至末端执行器512。

关节514至关节522中的每个关节可以具有嵌入每个关节中的旋转致动器，例如电动机。电动机可以使相应的臂连杆在被致动时围绕臂连杆的相应关节旋转。特别地，电动机提供臂连杆504至臂连杆510在关节514至关节522处的旋转调节，以提供末端执行器512的多轴定位。图5所示的臂连杆和关节的数量是用于说明的一个示例。根据应用，能够使用更多或更少的臂连杆和关节。

臂500和每个其它臂可以具有设置在臂500的基座502处的臂控制器524。臂控制器524从监控控制器(例如，监控控制器334)接收关于运动计划的命令和信息。

此外，关节514至关节522中的每个关节、例如每个关节的每个旋转致动器由相应关节控制器控制。特别地，关节514由关节控制器526控制；关节516由关节控制器528控制；关节518由关节控制器530控制；关节520由关节控制器532控制；以及关节522由关节控制器534控制。臂控制器524与关节控制器526至关节控制器534通信并向关节控制器526至关节控制器534分别发送命令信号，以按照特定顺序将臂连杆504至臂连杆510移动到如由运动计划提供的其期望构型或坐标。这样，末端执行器512能够根据需要被定位以处理工件410。

一旦关节514至关节522处于期望位置，则关节514至关节522就经由离合器或其它机构通过关节控制器526至关节控制器534被锁定就位。这样，末端执行器512被定位在预定位置，并且在大量的操作循环中被硬性地保持。

回到图4，当夹持器416、夹持器418接合工件410并且工件准备被移动到工作站408时，轨道致动器(例如，如上所述的轨道致动器106)用于竖向地和水平地移动轨道402、轨道404，以便于将工件410移动到工作站408。一旦工件410被放置在工作站408处以对工件410执行冲压，则轨道致动器然后再次竖向地和水平地移动轨道402、轨道404，以将轨道402、轨道404移开并返回以拾取下一个工件。

臂412、臂414保持相同的构型，同时轨道402、轨道404将臂412、臂414和工件410一起提起。这样，轨道402、轨道404和轨道致动器具有提起和放置工件所需的结构刚度和强度，而非臂412、臂414具有提起和放置工件所需的结构刚度和强度。

接下来作为用于说明的示例，针对单轨系统描述控制系统和控制方法。然而，应该理解，控制系统和控制方法适用于上述系统100、系统300、系统400中的任何一个或任何类似的系统。

根据示例实施方式，图6示出了系统600，并且图7示出了与系统600相对应的框图700。系统600包括具有轨道604和多个臂606的工件传送子系统602。轨道致动器607(例如，类似于轨道致动器106)能够经由连接器609联接到轨道604，以在工作站之间移动轨道604。

如图所示，多个臂606包括安装到轨道604的相对侧的16个臂。臂606能够被配置成类似于臂104、臂200、臂304的组、臂306的组、臂412、臂414或臂500、或者所有这些臂或类似臂的组合。每个臂具有多个臂连杆和多个臂连杆之间的关节。所示的多个臂606具有吸盘末端执行器。然而，应该理解，可以使用任何其他末端执行器。在一个示例中，多个臂606不仅可以改变臂连杆和关节的构型，而且还可以根据需要以及适合于特定“作业”和工件类型的需求改变末端执行器的类型。

系统600包括与监控控制器610(例如，类似于上面关于图3描述的监控控制器334)通信的系统控制器608。如图7的框图700中所示，监控控制器610又与安装在多个臂606的相应基座处的相应臂控制器702A、702B、702C、702D、……702P(即，16个臂控制器)通信。臂控制器702A至臂控制器702P中的每个臂控制器又与相应臂的相应关节控制器704A、704B、704C、704D、704E(例如，五个关节控制器)通信。

系统600还包括与系统控制器608和监控控制器610中的一个或两者通信的计算设备612(例如，远程计算系统)。例如，计算设备612能够具有计算机辅助设计(CAD)软件或能够生成运动计划的任何其他软件。如上所述，每个任务和工件的运动计划可以包括用于每个臂和相应关节实现最终期望构型的一系列路径点、以及针对每个臂和相应关节的运动顺序，该运动顺序指示相应旋转致动器何时移动和关节的相应旋转致动器被致动的顺序。然后运动计划能够被发送到系统控制器608和/或监控控制器610。

在一些示例实施方式中，系统600还可以包括人机界面或HMI计算设备614。HMI计算设备614与监控控制器610通信。在具有HMI计算设备614的示例系统中，操作者可以使用该系统与监控控制器610接口，如下面更详细描述的。HMI计算设备614可以具有触摸屏616，以使操作者通过用户可选择的屏幕上图形项目(例如，按钮、菜单、小部件、滚动条、图形对象、音频指示器、图标等)与HMI计算设备614和监控控制器610进行交互来便于用户交互。

下面参照图12来描述表示图6和图7中任一控制器的示例计算设备。每个控制器可以具有一个或多个处理器和存储有可执行指令的存储器。指令当由一个或多个处理器执行时使得控制器执行下述操作。存储器还能够存储其他信息和数据库。此外，每个控制器具有与系统600的其他控制器或组件通信的(有线或无线)通信接口。

参考图7，实线表示物理连接，而虚线箭头表示网络或总线(例如，控制器局域网、CAN、总线)上的电信号线。用虚线描绘计算设备612和HMI计算设备614以表示计算设备612和HMI计算设备614是可选的。

系统控制器608包括任务和工件数据库706，或者能够访问任务和工件数据库706。例如，任务和工件数据库706包括系统600能够执行的“作业”列表。例如，如果系统600包括具有多个工作站的冲压机，则任务和工件数据库706中的每个“作业”可以包括与待执行的过程相关的识别信息(例如，多少次冲压操作待执行、多少个工作站待使用、每个工作站的压制压力等)。“作业”还包括与待被执行制造过程的工件有关的信息，例如工件的尺寸、工件的几何形状等。

每个“作业”可以被分配一个标识符。例如，如果存储了100个“作业”，则它们可以被分配101到200的序列号。

系统控制器608与监控控制器610通信(例如，经由有线网络或无线网络)。系统控制器608能够向监控控制器610传送若干信号和信息。例如，系统控制器608能够提供以下信息：待执行的“作业”的标识符；指示系统控制器608和监控控制器610之间的通信状态的“心跳”信号；如果存在系统错误等，则命令监控控制器610停止所有臂的停止信号。

监控控制器610包括运动计划数据库708或能够访问运动计划数据库708。基于作业标识符，监控控制器610能够从运动计划数据库708检索相应的运动计划，该运动计划定义：(i)所有臂606的与作业标识符相关联的任务和工件相对应的构型；(ii)路径点(例如，臂连杆和关节假定按照轨迹到达与臂的期望构型相关联的臂的最终位置的中间点、坐标、或位置)；以及(iii)臂及其相应关节和臂连杆的运动顺序，臂执行该运动顺序以达到路径点并最终达到期望构型。运动计划可以包括其他信息，例如特定传感器是否是激活的并是否将被监控、末端执行器是否被激活并是否将被控制。此外，对于未使用的臂，运动计划可以包括指示未使用的臂的末端执行器将是不活动的并且与末端执行器相关联的传感器将不被监控的信息。运动计划还可以包括在运动计划的执行期间指示关节速度的信息。

尽管运动计划数据库708被示出设置在监控控制器610内，但是应当理解，运动计划数据库708可以被放置在其他计算系统中，并且监控控制器610具有能够访问运动计划数据库708的网络。例如，运动计划数据库708能够被存储在系统控制器608或与监控控制器610通信的任何其他计算系统或服务器内。

监控控制器610又将信号和信息传送回系统控制器608。例如，监控控制器610可以向系统控制器608提供以下信息，包括：待执行的当前“作业”的标识符；状态信号，该状态信号指示工件传送子系统602和机器(例如，冲压机、焊接机、装配平台等)准备就绪；任何错误消息和相关的诊断信息；指示系统控制器608和监控控制器610之间的通信状态的“心跳”信号；HMI计算设备614或系统控制器608是否具有对监控控制器610的命令的控制等。

如图7所示，监控控制器610还与(十六个臂的)臂控制器702A-702P通信，并且臂控制器702A-702P中的每个臂控制器与相应臂的(五个关节的)关节控制器704A-704E通信。这样，监控控制器610可以接收与臂连杆和每个臂的关节的状态相关联的信息。

作为示例，监控控制器610可以从臂控制器702A-702P(以及经由相应臂控制器从关节控制器704A-704E)接收以下信息，该信息包括：当关节和臂连杆移动时的关节角度值；真空压力值(在末端执行器是吸盘的情况下)；“部分当前”信号，该信号指示末端执行器是否联接到臂以及末端执行器的状态(例如，末端执行器是否正确地附接至臂，吸盘是否具有足够的真空压力来按预期操作，末端执行器是否损坏等)，并且监控控制器610基于“部分当前”信号确定是否停止臂；指示监控控制器610和臂控制器702A-702P之间的通信状态的“心跳”信号；指示臂是按照达到期望构型的路线移动还是静止的信号；关节的离合器是否锁定；臂和发动机是否准备移动；每个臂包括臂连杆和关节的数量的详细信息；每个臂的标识符；臂已经达到其期望要求的构型的指示；指示臂等的任何操作问题的错误代码或标志。

然后，监控控制器610能够基于这样的信息，例如，是否对问题进行故障排除、是否继续或停止执行运动计划等，向臂控制器702A-702P提供命令信号。在一个示例中，如果末端执行器包括吸盘，则部分当前信息指示吸盘施加的真空压力水平，并且监控控制器610然后可以基于将真空压力水平与阈值压力水平进行的比较，向系统控制器608提供关于末端执行器的可操作性状态的指示。

监控控制器610又向臂控制器702A-702P传送信息和命令。例如，监控控制器610能够向臂控制器702A-702P提供信息、请求、和命令，该信息、请求、和命令包括：分配给臂的标识符；臂应该继续移动还是停止；向臂发出命令信号以执行运动计划，即以特定顺序移动并通过特定路径点，以及在每个路径点停留多长时间等；从待执行的运动计划数据库708检索的运动计划，即由臂控制器702A-702P和关节控制器704A-704E待执行的一系列运动命令；离合器操控信号，该信号用于操控对特定关节的任何锁定命令或解锁命令；在相应关节处的用于特定离合器的释放离合器信号；用于复位臂控制器并清除任何错误标志的复位信号；对与臂相关联的错误标志的请求；对臂的状态和可操作性的请求；对臂控制器提供关于每个臂的细节的请求，细节包括臂连杆和关节的数量；对提供每个关节和/或臂连杆的实时位置的请求；致动末端执行器的命令(例如，通过吸盘施加吸力，以操作夹持器的指部来夹持工件等)，等等。

在一个示例中，监控控制器610将待加载的运动计划传送给臂控制器702-702P，然后臂控制器702A-702P通过向相应关节控制器发送命令来执行运动计划。在另一个示例中，监控控制器610向臂控制器702A-702P提供执行运动计划的顺序命令，臂控制器702A-702P又将命令传送给每个臂的关节控制器704A-704E。这些命令以特定的顺序移动臂(即，关节和臂连杆)，以达到每个臂的特定路径点，同时避免臂的相互碰撞直到达到最终期望构型。

这种最终构型是基于任务和工件的类型。图8至图11示出了基于系统600和工件传送子系统602待处理的工件的类型的若干示例构型。

图8示出了根据示例实施方式的工件传送子系统602，该工件传送子系统602具有用于处理两个工件的特定构型的臂606。如图8所示，工件传送子系统602同时处理第一工件800和第二工件802。工件800、工件802相对较小，因此臂606能够同时处理工件800和工件802。作为说明的示例，工件800、工件802可以表示汽车的挡泥板。

臂606的构造适于处理工件并在两个连续工作站之间移动工件。如图所示，臂606被以复杂的方式设置或缠绕，并且一些臂与其他相邻的臂重叠。例如，臂804在臂806的旋转空间内。此外，使用16个臂中的15个，并且只有一个臂808被放置在臂808的吸盘不与工件进行接合802的非活动位置。

系统控制器608向监控控制器610提供与通过连续工作站处理工件800、802的“作业”或任务相关联的标识符。然后，监控控制器610从运动计划数据库708检索与标识符相对应的运动计划。然后，监控控制器610向臂控制器702A-702P提供运动计划，或者基于该运动计划向臂控制器702A-702P发送命令信号。臂控制器702A-702P又命令它们的相应关节控制器704A-704E执行一系列运动，通过特定的路径点，直到图8所示的最终构型被实现。

在另一示例中，工件传送子系统602可能被需要来处理较小的工件并在工作站之间运转工件。不同的臂构型可以适用于比图8所示的工件更小的工件。

图9示出了工件传送子系统602，其臂606处于用于处理工件900的特定构型，并且图10示出了根据示例实施方式的臂接合工件900的局部放大视图。系统控制器608例如经由操作者或经由计算设备接收信息，该信息中，涉及对工件900的一系列制造操作的新的“作业”将被发起。然后，系统控制器608向监控控制器610提供相关联的作业标识符，以检索相应的运动计划。

然后，监控控制器610与臂控制器702A-702P通信，以执行运动计划并实现图9和图10所示的臂构型。特别地，八个臂(包括位于轨道604一端的四个臂902和位于轨道604另一端的另一组四个臂904)被放置在非活动位置或“停放”位置，因为这八个臂不需要处理工件900。如图10所示，联接到轨道604的中间部分的八个臂906被更靠近轨道604地缩回，并被置于它们与工件900接合的构型。

可能希望对另一个较大且需要不同臂构型的工件执行制造操作。例如，如果图2中的工件800、802表示汽车的挡泥板，则可能希望随后对汽车的大车身板件(整个侧板)执行操作。因此，不同的臂构型可能被需要。

图11示出了根据示例实施方式的工件传送子系统602，该工件传送子系统602具有用于处理另一工件1100的特定构型的臂606。系统控制器608例如经由操作者或经由计算设备接收信息，在该信息中，涉及对工件1100的一系列制造操作的新的“作业”将被发起。然后，系统控制器608向监控控制器610提供相关联的作业标识符，以检索相应的运动计划。

然后，监控控制器610与臂控制器702A-702P通信，以执行运动计划并实现图11所示的臂构型。特别地，由于工件1100的尺寸，所有臂606都用于接合工件1100。此外，一些吸盘被靠近轨道604放置，而另一些吸盘由于工件1100的大宽度而延伸到工件1100的边缘。因此，当诸如臂1102之类的一些臂被更靠近轨道604缩回时，诸如臂1104之类的其它臂更靠近工件1100的边缘向外延伸。

在HMI计算设备614被使用的示例系统中，监控控制器610与HMI计算设备614通信并且能够交换信号。作为示例，监控控制器610可以向HMI计算设备614提供信息，该信息包括：当关节和臂连杆移动时的关节角度值；真空压力值(在末端执行器是吸盘的情况下)；指示监控控制器610与臂控制器702A-702P之间的通信状态的“心跳”信号；指示通信状态的错误标志；当臂606没有被命令移动时，指示臂606是否移动的错误标志；对哪个设备具有控制的指示(例如，系统控制器608或HMI计算设备614是否能够控制臂606的移动)；指示系统当前状态的信号，当前状态例如为臂606是否移动、停止、等待、或准备移动；系统控制器608与监控控制器610之间以及监控控制器610与臂控制器702A-702P之间的通信状态；被系统600正在执行的当前“作业”的标识符；便于经由HMI计算设备614对系统600进行故障排除的错误日志等。

HMI计算设备614又将信息传送回监控控制器610。例如，HMI计算设备614能够向监控控制器610提供信息、请求、和命令，该信息、请求、和命令包括：对系统600获得控制的请求；打开或关闭真空的信号(如果末端执行器包括吸盘)；能够在吸盘中连续产生真空以便于真空产生系统的测试和维护的命令；改变“部分当前”阈值压力水平的命令，在该阈值压力水平下，监控控制器610确定吸盘和真空产生是否正常工作；将臂或特定关节移动到新位置的命令；锁定或解锁关节的命令；修改运动计划的操控命令等。

作为说明的示例，监控控制器610能够从系统控制器608接收“作业”的标识符，检索相关联的运动计划，并与臂控制器702A-702P通信以执行运动计划并实现期望构型。在臂606实现期望构型时，操作者可以确定可能希望对构型进行修改。例如，操作者可以抓住臂连杆或关节并将臂连杆或关节移动到修改的位置，或者操作者可以使用HMI计算设备614来命令臂或关节移动到修改的位置。

作为另一示例，操作者可以使用HMI计算设备614来修改路径点或者关节或臂连杆在臂的运动顺序期间在路径点处停留的时间，或者进行其他修改。HMI计算设备614能够向监控控制器610提供修改，然后监控控制器610相应地修改与标识符相关联的运动计划。

因此，HMI计算设备614能够用于修改路径点、删除路径点、插入新路径点等。然后，监控控制器610相应地修改运动计划，并将修改后的运动计划保存到运动计划数据库708。

系统600的组件可以被配置成以彼此互连的方式和/或与联接到相应系统的其他组件互连的方式工作。系统600的一个或多个所描述的操作或组件可以被分成附加的操作组件或物理组件，或者组合成较少的操作组件或物理组件。在一些其他例子中，额外的操作组件和/或物理组件可以被添加到图6至图7所示的例子中。此外，系统600的任何组件或模块可以包括处理器(例如，微处理器、数字信号处理器等)或以处理器(例如，微处理器、数字信号处理器等)的形式被提供，处理器被配置成执行程序代码，该程序代码包括用于实现这里描述的逻辑操作的一个或多个指令。系统600还可以包括任何类型的计算机可读介质(非暂时性介质)或存储器，例如，诸如包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备，以存储当由一个或多个处理器执行时使得系统600执行上述操作的程序代码。在一个示例中，系统600可以被包括在其他系统中。

图12是根据示例实施方式的举例说明计算设备1200的框图。例如，计算设备1200表示上述控制器中的任何一种，例如系统控制器608、监控控制器610、计算设备612、HMI计算设备614、臂控制器702A-702P、和关节控制器704A-704E。

计算设备1200包括处理器1202、在其上存储有可由处理器1202执行的可执行指令1205的数据存储器或存储器1204、通信接口1206和输入/输出接口1208，所有这些都可以通过系统总线1210或类似机构联接。在一些实施例中，计算设备1200可以包括其他组件和/或外围设备(例如，可拆卸存储器等。)

处理器1202可以是任何类型的计算机处理元件中的一个或多个，例如中央处理单元(CPU)、协同处理器(例如，数学协同处理器、图形协同处理器、或加密协同处理器)、数字信号处理器(DSP)、网络处理器、和/或执行处理器操作的集成电路或控制器的形式。在一些情况下，处理器1202可以是一个或多个单核处理器。在其他情况下，处理器1202可以是具有多个独立处理单元的一个或多个多核处理器。处理器1202还可以包括用于临时存储正在执行的指令和相关数据的寄存器存储器，以及用于临时存储最近使用的指令和数据的高速缓冲存储器。

存储器1204可以是任何形式的计算机可用存储器，包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、和非易失性存储器(例如，闪存、硬盘驱动器、固态驱动器、光盘(CD)、数字视频光盘(DVD)、和/或磁带存储器)。因此，存储器1204代表主存储器单元以及长期存储器。

存储器1204在其上存储可执行指令1205和可执行指令1205可以对其进行操作的数据。举例来说，存储器1204可以将可执行指令1205存储在非暂时性计算机可读介质上，使得指令可由处理器1202执行，以执行本说明书或附图中公开的任何方法、过程、或操作。存储器1204还能够包括计算设备1200的操作系统以及各种软件模块、固件、和应用。存储器1204还能够包括数据库，例如在系统控制器608的情况下的任务和工件数据库706，或者在监控控制器610的情况下的运动计划数据库708。

通信接口1206允许计算设备1200与各种网络(例如，因特网、CAN网络、专有网络等)通信。通信接口1206可以采取一个或多个有线接口的形式，例如以太网(例如，快速以太网、千兆以太网等)。通信接口1206还可以支持通过一个或多个非以太网介质、例如同轴电缆或电力线，或通过广域介质、例如同步光网络(SONET)或数字用户线(DSL)技术进行通信。通信接口1206还可以采取一个或多个无线接口的形式，例如IEEE 802.11(Wi-Fi)、全球定位系统(GPS)、或广域无线接口。然而，可以在通信接口1206上使用其他形式的物理层接口和其他类型的标准通信协议或专有通信协议。此外，通信接口1206可以包括多个物理接口。例如，计算设备1200的一些实施方式可以包括以太网、/>和Wi-Fi接口。

输入/输出接口1208可以促进用户和外围设备与计算设备1200的交互。输入/输出接口1208可以包括一种或多种类型的输入设备，例如键盘、鼠标、触摸屏等。同样，输入/输出接口1208可以包括一种或多种类型的输出设备，例如屏幕、监视器、打印机、和/或一个或多个发光二极管(LED)。附加地或替代地，计算设备1200可以使用例如通用串行总线(USB)或高清多媒体接口(HDMI)端口接口与其他设备通信。

图13是根据示例实施方式的用于操作工件传送系统的方法1300的流程图。例如，方法1300能够由监控控制器610执行，以基于与系统控制器608和HMI计算设备614(如果存在)的通信来控制臂606。

方法1300可以包括如方框1302至方框1308中的一个或多个所示的一个或多个操作或动作。尽管这些方框是按顺序示出的，但是在一些情况下，这些方框可以被并行执行，和/或以不同于这里描述的顺序被执行。此外，基于期望的实现方式，各种方框可以组合成更少的方框、分成额外的方框和/或被移除。

此外，对于这里公开的方法1300和其他过程和操作，流程图示出了本示例的一个可能实现的实施方式。在这方面，每个方框可以表示程序代码的模块、片段、或一部分，该程序代码的模块、片段、或一部分包括可由处理器(例如，监控控制器610的处理器或微处理器)或控制器执行的一个或多个指令，该指令用于实现过程中的特定逻辑操作或步骤。程序代码可以被存储在任何类型的计算机可读介质或存储器上，例如，包括磁盘或硬盘驱动器的存储设备。计算机可读介质可以包括非暂时性计算机可读介质或存储器，例如，诸如短时间存储数据的计算机可读介质，像寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(RAM)。例如，计算机可读介质还可以包括非暂时性介质或非暂时性存储器，例如辅助存储器或持久长期存储器，像只读存储器(ROM)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(CD-ROM)。计算机可读介质也可以是任何其它易失性存储系统或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可以被认为是计算机可读存储介质、有形存储设备、或其他制造品。此外，对于这里公开的方法1300和其他过程和操作，图13中的一个或多个方框可以表示被布置成执行过程中的特定逻辑操作的电路或数字逻辑。

在方框1302，方法1300包括在工件传送系统(例如，系统100、系统300、系统400、系统600)的监控控制器(例如，监控控制器334、监控控制器610)处接收任务识别信息(例如，作业标识符)，任务识别信息指示使用连续工作站对工件待执行的制造任务(例如，“作业”)，其中，工件传送系统包括轨道(例如，轨道102、轨道302、轨道402、轨道404、轨道604)和联接至轨道的多个臂(例如，臂104、臂200、臂304、臂306、臂412、臂414、臂500、臂606)，其中，每个臂包括：(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)与监控控制器通信的臂控制器(例如，臂控制器702A-702P中的任何一个)以及(iii)与臂控制器通信的相应关节控制器(例如，关节控制器704A-704E)，相应关节控制器被配置成致动相应关节处的相应旋转致动器以使多个臂连杆相对于彼此移动。任务标识信息可以包括，例如，指示工件的尺寸和几何形状的信息。

在方框1304，方法1300包括基于任务识别信息，通过监控控制器检索与制造任务和工件对应的运动计划，其中运动计划包括针对多个臂中的每个臂和相应关节的运动顺序，运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和相应旋转致动器被致动以实现多个臂的最终期望构型的次序。

如上所述，在示例中，运动计划还能够包括用于多个臂中的每个臂和臂的相应关节的一系列路径点，其中，路径点包括中间点，在中间点处，臂连杆或臂关节假定处于到达与最终期望构型相关联的最终位置的路线上。运动计划还包括多个臂中的每个臂在一系列路径点中的每个路径点处的停留时间。运动计划还包括其他信息，例如特定传感器是否是激活的并是否将被监控、末端执行器是否被激活并是否将被控制。此外，对于未使用的臂，运动计划可以包括指示它们的末端执行器将是不活动并且与末端执行器相关联的传感器将不被监控的信息。运动计划还可以包括在运动计划的执行期间指示关节速度的信息。

在方框1306，方法1300包括由监控控制器向多个臂的相应臂控制器发送命令信号，以将相应命令信号传送给相应关节控制器并执行运动计划。

在一个示例中，运动计划还包括当使工件在连续工作站之间移动时一部分臂(例如，八个臂906)在接合工件时是活动的指示。在该示例中，发送命令信号以执行运动计划可以包括发送命令信号以将多个臂中除一部分臂之外的其余臂(例如，四个臂902和四个臂904或臂808)定位在非活动位置。非活动臂的传感器可能不被监控，它们的末端执行器可能不被激活，并且与末端执行器的操作相关联的传感器可能不被监控。

在方框1308，方法1300包括一旦最终期望构型被实现，则通过监控控制器命令相应臂控制器锁定相应关节(例如，在相应关节处致动离合器或应用制动器以将相应关节锁定就位)。

该方法可以包括可以用贯穿本文所述的方法1300执行和进行的附加操作。作为一个示例，该方法还可以包括从HMI计算设备614接收改变多个臂的最终期望构型或多个臂中的每个臂的运动顺序的请求；以及通过监控控制器以响应的方式修改运动计划。

在另一示例中，该方法还可以包括从系统控制器608、HMI计算设备614、和臂控制器702A-702P传送和接收信息。作为一个特定的例子，监控控制器能够从臂控制器接收状态信息，该状态信息指示以下中的一个或多个：(i)当多个臂中的每个臂的相应关节移动时的关节角度值、(ii)指示多个臂是否按照路线移动到最终期望构型的信号、(iii)相应关节是否被锁定、(iv)多个臂和相应旋转致动器是否准备移动、(v)用于多个臂的特定臂的臂连杆和关节的数量以及(vi)臂已经到达期望的最终位置的指示。在这个例子中，基于状态信息向相应臂控制器发送命令信号。例如，如果任何信息指示错误，监控控制器610能够停止运动计划的执行，并向操作者提供错误标志或其他指示。

在另一示例中，多个臂中的每个臂与末端执行器联接。在该示例中，该方法还可以包括：在监控控制器处从相应臂控制器接收指示末端执行器的可操作性状态的部分当前信息；和(例如，向系统控制器608)提供末端执行器的可操作性状态的指示。例如，末端执行器能够包括吸盘，并且部分当前信息指示吸盘施加的真空压力水平。在这种情况下，该方法还可以包括将真空压力水平与阈值压力水平进行比较。如果真空压力水平小于阈值，则监控控制器能够确定末端执行器没有正常操作或者没有准备好附接到工件，并且可以向系统控制器608提供停止操作的指示。

在另一个示例中，工件传送系统具有轨道致动器，轨道致动器联接到轨道，并且被配置成使轨道和联接到轨道的多个臂在连续工作站之间移动。该系统可以包括与监控控制器通信的系统控制器。在该示例中，该方法还能够包括系统控制器命令轨道致动器将轨道、多个臂、和附接到多个臂的工件从连续工作站的第一工作站移动到连续工作站的第二工作站。该方法还能够包括(例如，经由监控控制器或臂控制器)在第二工作站处从多个臂释放工件；和通过系统控制器命令轨道致动器将轨道和联接到轨道的多个臂移动返回到第一工作站以附接至另一工件。

上面的详细描述参照附图描述了所公开的系统的各种特征和操作。这里描述的说明性实施方式并不意味着是限制性的。所公开的系统的某些方面能够以多种不同的配置来布置和组合，所有这些都在此处被考虑到。

此外，除非上下文另有暗示，否则每个图中所示的特征可以被彼此组合使用。因此，附图通常应被视为一个或多个整体实施方式的组件方面，并理解并非所有图示的特征对于每个实施方式都是必要的。

另外，本说明书或权利要求中对元件、方框、或步骤的任何列举都是为了清楚起见。因此，这种列举不应被解释为要求或暗示这些元件、方框、或步骤遵循特定的安排或以特定的顺序被执行。

此外，设备或系统可以被使用或配置以执行图中所示的功能。在一些情况下，设备和/或系统的组件可以被配置成执行功能，使得组件实际上被配置和构造(具有硬件和/或软件)以实现这种性能。在其他示例中，设备和/或系统的组件可以被布置成适于、能够、或适合于执行该功能，例如当以特定方式操作时。

术语“基本上”或“大约”意味着所述特性、参数、或值不需要被精确地实现，但可能会出现偏差或变化，这些偏差或变化包括例如公差、测量误差、测量精度限制、和本领域技术人员已知的其他因素，但这些偏差或变化的量不排除该特性所要提供的效果。

这里描述的布置仅用于举例说明。因此，本领域技术人员将理解，能够使用其他布置和其他元件(例如，机器、界面、操作、顺序、和操作分组等)来代替，并且可以根据期望的结果完全省略一些元件。此外，所描述的许多元件是功能实体，可以以任何合适的组合和位置作为离散或分布式组件实现，或者与其他组件结合。

虽然本文已经公开了各种方面和实施方式，但是对于本领域技术人员来说，其他方面和实施方式也是显而易见的。本文所公开的各种方面和实施方式仅用于说明，并不具有限制性，真正的范围由以下权利要求以及这些权利要求所享有的全部等同物范围来表示。此外，本文所使用的术语仅用于描述特定的实施方式，并不具有限制性。

因此，本公开的实施方式可以与下面列举的示例实施方式(EEE)之一有关。

EEE 1是一种方法，包括：在工件传送系统的监控控制器处接收任务识别信息，所述任务识别信息指示使用连续工作站对工件待执行的制造任务，其中，所述工件传送系统包括轨道和联接至所述轨道的多个臂，其中，每个臂包括：(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)与所述监控控制器通信的臂控制器以及(iii)与所述臂控制器通信的相应关节控制器，所述相应关节控制器被配置成致动所述相应关节处的相应旋转致动器以使所述多个臂连杆相对于彼此移动；基于所述任务识别信息，通过所述监控控制器检索与所述制造任务和所述工件对应的运动计划，其中，所述运动计划包括针对所述多个臂中的每个臂和所述相应关节的运动顺序，所述运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和所述相应旋转致动器被致动以实现所述多个臂的最终期望构型的次序；通过所述监控控制器向所述多个臂的相应臂控制器发送命令信号，以将相应的命令信号传输至所述相应关节控制器并执行所述运动计划；以及一旦所述最终期望构型被实现，则通过所述监控控制器命令所述相应臂控制器锁定所述相应关节。

EEE 2是EEE 1的方法，其中，所述运动计划还包括用于所述多个臂中的每个臂和所述臂的所述相应关节的一系列路径点，其中，路径点包括中间点，在所述中间点处，臂连杆或关节假定处于到达与所述最终期望构型相关联的最终位置的路线上。

EEE 3是EEE 2的方法，其中，所述运动计划还包括所述多个臂中的每个臂在所述一系列路径点中的每个路径点处的停留时间。

EEE 4是EEE 1-3中任一个的方法，其中，所述运动计划还包括当使所述工件在所述连续工作站之间移动时一部分臂在接合所述工件时是活动的指示，并且其中，发送所述命令信号以执行所述运动计划包括：发送所述命令信号以将所述多个臂中除所述一部分臂之外的其余臂定位在非活动位置。

EEE 5是EEE 1-4中任一个的方法，还包括：从与所述监控控制器通信的人机界面计算设备接收用于改变所述多个臂的所述最终期望构型或所述多个臂中的每个臂的运动顺序的请求；以及通过所述监控控制器以响应的方式修改所述运动计划。

EEE 6是EEE 1-5中任一个的方法，还包括：在所述监控控制器处从所述相应臂控制器接收状态信息，所述状态信息指示以下中的一个或多个：(i)当所述多个臂中的每个臂的所述相应关节移动时的关节角度值、(ii)指示所述多个臂是否按照路线移动至所述最终期望构型的信号、(iii)所述相应关节是否被锁定、(iv)所述多个臂和所述相应旋转致动器是否准备移动、(v)用于所述多个臂的特定臂的臂连杆和关节的数量以及(vi)臂已经到达期望的最终位置的指示，其中，基于所述状态信息向所述相应臂控制器发送命令信号。

EEE 7是EEE 1-6中任一个的方法，其中，所述多个臂中的每个臂与末端执行器联接，并且其中，所述方法还包括：在所述监控控制器处从所述相应臂控制器接收指示所述末端执行器的可操作性状态的部分当前信息；以及提供所述末端执行器的所述可操作性状态的指示。

EEE 8是EEE 7的方法，其中，所述末端执行器包括吸盘，其中，所述部分当前信息指示所述吸盘施加的真空压力水平，并且其中，所述方法还包括：将所述真空压力水平与阈值压力水平进行比较，以确定所述末端执行器的所述可操作性状态。

EEE 9是EEE 1-8中任一个的方法，其中，所述工件传送系统还包括轨道致动器，所述轨道致动器联接至所述轨道并被配置成使所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂在所述连续工作站之间移动，并且其中，所述方法还包括：通过与所述监控控制器通信的系统控制器命令所述轨道致动器将所述轨道、所述多个臂和附接至所述多个臂的所述工件从所述连续工作站的第一工作站移动到所述连续工作站的第二工作站。

EEE 10是EEE 9的方法，还包括：在所述第二工作站处从所述多个臂释放所述工件；以及通过所述系统控制器命令所述轨道致动器将所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂移动返回到所述第一工作站以附接至另一工件。

EEE 11是EEE 1-10中任一个的方法，其中，任务识别信息包括指示工件的尺寸和几何形状的信息。

EEE 12是一种系统，包括：工件传送子系统，所述工件传送子系统被配置成将工件在连续工作站之间传送，其中，所述工件传送子系统包括轨道和联接至所述轨道的多个臂，其中，每个臂包括(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)臂控制器以及(iii)与所述臂控制器通信的相应关节控制器，所述相应关节控制器被配置成致动所述相应关节处的相应旋转致动器以使所述多个臂连杆相对于彼此移动；系统控制器，所述系统控制器能够访问任务和工件数据库，所述任务和工件数据库包括用于对各种工件待执行的各种制造任务的任务识别信息；和监控控制器，所述监控控制器与所述系统控制器和所述多个臂的相应臂控制器通信，其中，所述监控控制器能够访问运动计划数据库，所述运动计划数据库包括与所述各种制造任务对应的相应运动计划，其中，每个运动计划包括针对所述多个臂中的每个臂和所述相应关节的运动顺序，所述运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和所述相应旋转致动器被致动以实现所述多个臂的最终期望构型的次序，其中，所述监控控制器包括一个或多个处理器以及存储有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时使得所述监控控制器执行以下操作：从所述系统控制器接收任务识别信息；检索与所述任务识别信息对应的运动计划；向所述多个臂的所述相应臂控制器发送命令信号，以将相应的命令信号传输至所述相应关节控制器并执行所述运动计划；以及一旦所述最终期望构型被实现，则命令所述相应臂控制器锁定所述相应关节。

EEE 13是EEE 12的系统，其中，所述运动计划还包括：(i)用于所述多个臂中的每个臂和所述臂的所述相应关节的一系列路径点，其中，路径点包括中间点，在所述中间点处，臂连杆或关节假定处于到达与所述最终期望构型相关联的最终位置的路线上；以及(ii)所述多个臂中的每个臂在所述一系列路径点中的每个路径点处的停留时间。

EEE 14是EEE 12-13中任一个的系统，其中，所述运动计划还包括当使所述工件在所述连续工作站之间移动时一部分臂在接合所述工件时是活动的指示，并且其中，发送所述命令信号以执行所述运动计划包括：发送所述命令信号以将所述多个臂中除所述一部分臂之外的其余臂定位在非活动位置。

EEE 15是EEE 12-14中任一个的系统，还包括：人机界面计算设备，所述人机界面计算设备与所述监控控制器通信，其中，所述操作还包括：从所述人机界面计算设备接收用于改变所述多个臂的所述最终期望构型或所述多个臂中的每个臂的运动顺序的请求；以及以响应的方式修改所述运动计划。

EEE 16是EEE 12-15中任一个的系统，其中操作还包括：从所述相应臂控制器接收状态信息，所述状态信息指示以下中的一个或多个：(i)当所述多个臂中的每个臂的所述相应关节移动时的关节角度值、(ii)指示所述多个臂是否按照路线移动至所述最终期望构型的信号、(iii)所述相应关节是否被锁定、(iv)所述多个臂和所述相应旋转致动器是否准备移动、(v)臂连杆和关节的数量以及(vi)臂已经到达期望的最终位置的指示，其中，基于所述状态信息向所述相应臂控制器发送命令信号。

EEE 17是EEE 12-16中任一个的系统，其中，所述多个臂中的每个臂联接至末端执行器，其中，所述操作还包括：从所述相应臂控制器接收指示所述末端执行器的可操作性状态的部分当前信息；以及向所述系统控制器提供所述末端执行器的所述可操作性状态的指示。

EEE 18是EEE 17的系统，其中，所述末端执行器包括吸盘，其中，所述部分当前信息指示所述吸盘施加的真空压力水平，并且其中，所述操作还包括：将所述真空压力水平与阈值压力水平进行比较，以确定所述末端执行器的所述可操作性状态。

EEE 19是EEE 12-18中任一个的系统，其中，所述工件传送子系统还包括轨道致动器，所述轨道致动器联接至所述轨道并被配置成使所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂在所述连续工作站之间移动，并且其中，所述系统控制器执行以下操作：命令所述轨道致动器将所述轨道、所述多个臂和附接至所述多个臂的所述工件从所述连续工作站的第一工作站移动到所述连续工作站的第二工作站。

EEE 20是EEE 19的系统，其中，所述监控控制器执行以下进一步操作：使所述多个臂在所述第二工作站处释放所述工件，并且其中，所述系统控制器执行以下进一步操作：命令所述轨道致动器将所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂移动返回到所述第一工作站以附接至另一工件。

Claims (20)

1.一种方法，包括：

在工件传送系统的监控控制器处接收任务识别信息，所述任务识别信息指示使用连续工作站对工件待执行的制造任务，其中，所述工件传送系统包括轨道和联接至所述轨道的多个臂，其中，每个臂包括：(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)与所述监控控制器通信的臂控制器以及(iii)与所述臂控制器通信的相应关节控制器，所述相应关节控制器被配置成致动所述相应关节处的相应旋转致动器以使所述多个臂连杆相对于彼此移动；

基于所述任务识别信息，通过所述监控控制器检索与所述制造任务和所述工件对应的运动计划，其中，所述运动计划包括针对所述多个臂中的每个臂和所述相应关节的运动顺序，所述运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和所述相应旋转致动器被致动以实现所述多个臂的最终期望构型的次序；

通过所述监控控制器向所述多个臂的相应臂控制器发送命令信号，以将相应的命令信号传输至所述相应关节控制器并执行所述运动计划；以及

一旦所述最终期望构型被实现，则通过所述监控控制器命令所述相应臂控制器锁定所述相应关节。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运动计划还包括用于所述多个臂中的每个臂和所述臂的所述相应关节的一系列路径点，其中，路径点包括中间点，在所述中间点处，臂连杆或关节假定处于到达与所述最终期望构型相关联的最终位置的路线上。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述运动计划还包括所述多个臂中的每个臂在所述一系列路径点中的每个路径点处的停留时间。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述运动计划还包括当使所述工件在所述连续工作站之间移动时一部分臂在接合所述工件时是活动的指示，并且其中，发送所述命令信号以执行所述运动计划包括：

发送所述命令信号以将所述多个臂中除所述一部分臂之外的其余臂定位在非活动位置。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括：

从与所述监控控制器通信的人机界面计算设备接收用于改变所述多个臂的所述最终期望构型或所述多个臂中的每个臂的运动顺序的请求；以及

通过所述监控控制器以响应的方式修改所述运动计划。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括：

在所述监控控制器处从所述相应臂控制器接收状态信息，所述状态信息指示以下中的一个或多个：(i)当所述多个臂中的每个臂的所述相应关节移动时的关节角度值、(ii)指示所述多个臂是否按照路线移动至所述最终期望构型的信号、(iii)所述相应关节是否被锁定、(iv)所述多个臂和所述相应旋转致动器是否准备移动、(v)用于所述多个臂的特定臂的臂连杆和关节的数量以及(vi)臂已经到达期望的最终位置的指示，

其中，基于所述状态信息向所述相应臂控制器发送命令信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述多个臂中的每个臂与末端执行器联接，并且其中，所述方法还包括：

在所述监控控制器处从所述相应臂控制器接收指示所述末端执行器的可操作性状态的部分当前信息；以及

提供所述末端执行器的所述可操作性状态的指示。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述末端执行器包括吸盘，其中，所述部分当前信息指示所述吸盘施加的真空压力水平，所述方法还包括：

将所述真空压力水平与阈值压力水平进行比较，以确定所述末端执行器的所述可操作性状态。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工件传送系统还包括轨道致动器，所述轨道致动器联接至所述轨道并被配置成使所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂在所述连续工作站之间移动，并且其中，所述方法还包括：

通过与所述监控控制器通信的系统控制器命令所述轨道致动器将所述轨道、所述多个臂和附接至所述多个臂的所述工件从所述连续工作站的第一工作站移动到所述连续工作站的第二工作站。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括：

在所述第二工作站处从所述多个臂释放所述工件；以及

通过所述系统控制器命令所述轨道致动器将所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂移动返回到所述第一工作站以附接至另一工件。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述任务识别信息包括指示所述工件的尺寸和几何形状的信息。

12.一种系统，包括：

工件传送子系统，所述工件传送子系统被配置成将工件在连续工作站之间传送，其中，所述工件传送子系统包括轨道和联接至所述轨道的多个臂，其中，每个臂包括(i)在相应关节处联接的多个臂连杆、(ii)臂控制器以及(iii)与所述臂控制器通信的相应关节控制器，所述相应关节控制器被配置成致动所述相应关节处的相应旋转致动器以使所述多个臂连杆相对于彼此移动；

系统控制器，所述系统控制器能够访问任务和工件数据库，所述任务和工件数据库包括用于对各种工件待执行的各种制造任务的任务识别信息；和

监控控制器，所述监控控制器与所述系统控制器和所述多个臂的相应臂控制器通信，其中，所述监控控制器能够访问运动计划数据库，所述运动计划数据库包括与所述各种制造任务对应的相应运动计划，其中，每个运动计划包括针对所述多个臂中的每个臂和所述相应关节的运动顺序，所述运动顺序指示相应旋转致动器何时被致动和所述相应旋转致动器被致动以实现所述多个臂的最终期望构型的次序，其中，所述监控控制器包括一个或多个处理器以及存储有指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令当由所述一个或多个处理器执行时使得所述监控控制器执行以下操作：

从所述系统控制器接收任务识别信息；

检索与所述任务识别信息对应的运动计划；

向所述多个臂的所述相应臂控制器发送命令信号，以将相应的命令信号传输至所述相应关节控制器并执行所述运动计划；以及

一旦所述最终期望构型被实现，则命令所述相应臂控制器锁定所述相应关节。

13.根据权利要求12所述的系统，其中，所述运动计划还包括：(i)用于所述多个臂中的每个臂和所述臂的所述相应关节的一系列路径点，其中，路径点包括中间点，在所述中间点处，臂连杆或关节假定处于到达与所述最终期望构型相关联的最终位置的路线上；以及(ii)所述多个臂中的每个臂在所述一系列路径点中的每个路径点处的停留时间。

14.根据权利要求12所述的系统，其中，所述运动计划还包括当使所述工件在所述连续工作站之间移动时一部分臂在接合所述工件时是活动的指示，并且其中，发送所述命令信号以执行所述运动计划包括：

发送所述命令信号以将所述多个臂中除所述一部分臂之外的其余臂定位在非活动位置。

15.根据权利要求12所述的系统，还包括：

人机界面计算设备，所述人机界面计算设备与所述监控控制器通信，其中，所述操作还包括：

从所述人机界面计算设备接收用于改变所述多个臂的所述最终期望构型或所述多个臂中的每个臂的运动顺序的请求；以及

以响应的方式修改所述运动计划。

16.根据权利要求12所述的系统，其中，所述操作还包括：

从所述相应臂控制器接收状态信息，所述状态信息指示以下中的一个或多个：(i)当所述多个臂中的每个臂的所述相应关节移动时的关节角度值、(ii)指示所述多个臂是否按照路线移动至所述最终期望构型的信号、(iii)所述相应关节是否被锁定、(iv)所述多个臂和所述相应旋转致动器是否准备移动、(v)臂连杆和关节的数量以及(vi)臂已经到达期望的最终位置的指示，

其中，基于所述状态信息向所述相应臂控制器发送命令信号。

17.根据权利要求12所述的系统，其中，所述多个臂中的每个臂联接至末端执行器，其中，所述操作还包括：

从所述相应臂控制器接收指示所述末端执行器的可操作性状态的部分当前信息；以及

向所述系统控制器提供所述末端执行器的所述可操作性状态的指示。

18.根据权利要求17所述的系统，其中，所述末端执行器包括吸盘，其中，所述部分当前信息指示所述吸盘施加的真空压力水平，并且其中，所述操作还包括：

将所述真空压力水平与阈值压力水平进行比较，以确定所述末端执行器的所述可操作性状态。

19.根据权利要求12所述的系统，其中，所述工件传送子系统还包括轨道致动器，所述轨道致动器联接至所述轨道并被配置成使所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂在所述连续工作站之间移动，并且其中，所述系统控制器执行以下操作：

命令所述轨道致动器将所述轨道、所述多个臂和附接至所述多个臂的所述工件从所述连续工作站的第一工作站移动到所述连续工作站的第二工作站。

20.根据权利要求19所述的系统，其中，所述监控控制器执行以下进一步操作：使所述多个臂在所述第二工作站处释放所述工件，并且其中，所述系统控制器执行以下进一步操作：命令所述轨道致动器将所述轨道和联接至所述轨道的所述多个臂移动返回到所述第一工作站以附接至另一工件。