[發明專利]由機器人鋪放的絲束的檢查

有效

• 申請號: 201710328345.3
• 申請日: 2017-05-11
• 公開（公告）號: CN107436590B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: A·W·貝克;S·A·多里斯;C·P·貝爾格萊維亞;H·L·泰勒;L·C·英格拉姆;K·P·鮑爾斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;趙蓉民

本發明提供用于檢查由機器人鋪放的絲束的系統和方法。一個實施例包括：包含鋪設絲束的末端執行器的機器人；重新定位末端執行器的致動器；存儲數控(NC)程序的存儲器；以及基于該NC程序引導致動器重新定位末端執行器并基于該NC程序指示末端執行器鋪設絲束的機器人控制器。該系統還包含傳感器系統，該傳感器系統包括：成像設備，其隨著絲束被鋪設而獲取絲束圖像；測量設備，其隨著絲束被末端執行器鋪設而生成輸入；以及傳感器控制器，其接收來自成像設備的圖像和來自測量設備的輸入，并且基于該輸入更新所存儲的數據以使圖像與NC程序中的指令相關聯。

技術領域

本公開涉及機器人控制領域，特別涉及檢查由機器人鋪放的材料絲束。

背景技術

成分材料(如碳纖維)的多層層壓板可以被形成為多種形狀中的任何一種，以被固化成復合部件。為了有利于加工復合部件，可以利用諸如自動纖維鋪放(AFP)機的機器人。例如，AFP機可以鋪設一層成分材料的絲束，然后該層絲束被固化。在固化完成后，可以由AFP機鋪設另一層。以此方式，復合部件在一段時間內被制造成一系列的層。

AFP機的操作可以由數控(NC)程序來引導，該NC程序隨著絲束鋪設的持續而管控AFP機的運動。AFP機可在單個進程中一次分配多個絲束，并且可以響應于來自NC程序的指令在一個進程中開始或結束各個絲束。

雖然NC程序在理想環境下提供用于鋪設復合部件的材料的指令，但在鋪設過程中，由AFP機分配的一些絲束可能被放置在其預期位置之外(例如小幅度的偏移)。例如，由機器人周圍的修整/布線所施加的意外的力，或者驅動機器人的致動器上的小瑕疵，可能在重新定位機器人時造成誤差。當絲束被放置于非最佳位置時，這些誤差可能進而在層壓板上造成超出公差的不一致性。對于大的復合部件(如飛行器機身)，AFP機的操作者可能很難在鋪設材料絲束時接近或查看材料絲束。另外，人工檢查過程會導致在每次新的絲束層被鋪設時引發的延遲。因此，AFP機的操作者持續期待改善的系統，該系統能夠在鋪設過程中檢測并報告超出公差的不一致性。

發明內容

本文所描述的實施例使用傳感器系統，該傳感器系統能夠確定由機器人鋪設的材料絲束是否符合NC程序的指令。具體來說，指示機器人根據NC程序的操作的輸入被回顧。基于該輸入并且基于指示絲束在一段時間內如何被分配/鋪設的測量結果，在鋪設過程中生成的絲束的圖像可以與在NC程序中指示的特定絲束相關聯。這使得操作者能夠快速可視地檢測和檢查在鋪設材料至復合部件上時發生的差異/不一致性。

一個實施例是包含機器人的系統。該機器人包含：鋪設材料絲束的末端執行器；重新定位末端執行器的致動器；存儲數控(NC)程序的存儲器；以及基于該NC程序引導致動器來重新定位末端執行器并基于該NC程序指示末端執行器來鋪設絲束的機器人控制器。該系統還包含傳感器系統，該傳感器系統包括：成像設備，其隨著絲束被末端執行器鋪設而獲取絲束的圖像；測量設備，其隨著絲束被末端執行器鋪設而生成輸入；以及傳感器控制器，其接收來自成像設備的圖像和來自測量設備的輸入，并且基于該輸入更新存儲的數據以使圖像與NC程序中的指令相關聯。

另一實施例是一種方法。該方法包含：基于數控(NC)程序，引導機器人的末端執行器鋪設材料的絲束；隨著絲束被末端執行器鋪設而獲取絲束的圖像；隨著絲束被末端執行器鋪設而從測量設備接收輸入；以及基于該輸入更新存儲的數據以使圖像與NC程序中的指令相關聯。

另一實施例是一種包含編程指令的非暫時性計算機可讀介質，所述編程指令在被處理器執行時可操作以便執行一種方法。該方法包括：基于數控(NC)程序引導機器人的末端執行器鋪設材料的絲束；隨著絲束被末端執行器鋪設而獲取絲束的圖像；隨著絲束被末端執行器鋪設而從測量設備接收輸入；以及基于該輸入更新存儲的數據以使圖像與NC程序中的指令相關聯。