[發明專利]用于制造的系統和方法、及其控制方法

在審

• 申請號: 201711082115.X
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108058175A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 丹尼爾·J·斯皮克爾;利維·J·米切爾;卡勒德·M·本-加爾比亞
• 申請（專利權）人: 林肯環球股份有限公司
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J13/00;G05B19/042
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 寧曉;楊明釗

披露了用于執行制造工藝的實施例。在一個實施例中，系統包括在制造工藝中用于工件上的工具。所述系統包括具有臂的機器人。所述臂具有附接點、并且被配置成用于使得所述工具在所述制造工藝過程中被附接至所述附接點上時以多個自由度移動。所述機器人的機器人控制器基于運動參數來控制所述臂的移動，以經由所述工具來執行所述制造工藝。所述系統包括電源，所述電源具有功率電子器件，以用于基于電輸入參數來在所述制造工藝過程中產生被提供給所述工具的輸出電力。所述電源的電源控制器被配置成用于與所述機器人控制器通信，從而允許路徑規劃器部件產生用于在避免機器人碰撞沖突的同時執行所述制造工藝的所述運動參數。

優先權

本申請是要求于2016年11月7日提交的美國臨時專利申請號62/418,732的優先權的美國非臨時專利申請，該臨時專利申請通過援引以其全部內容并入本文。

技術領域

符合本發明實施例的裝置、系統、以及方法涉及制造(例如，焊接、增材、切割)、并且更具體地涉及用于對制造方案進行控制和代碼導入的離線工具。

背景技術

使用機器人系統和半機器人系統來制造、焊接、以及切割工件是眾所周知的，并且應用和使用在持續增長。這樣的系統(例如，增材制造)的改進發生在硬件和軟件兩方面。典型地，在此類應用中，工件或零件的3D模型被導入軟件應用中，所述軟件應用將所述模型轉換成機器可讀代碼(即，g代碼)。接著機器人系統使用這種g代碼來構建、切割、和/或焊接所述工件。然而，這種g代碼是針對僅具有三(3)個自由度軸線的機器人和/或系統而設計的，并且此類系統對于使用多于三(3)個自由度軸線的更復雜的機器人、多達和超過六(6)個自由度軸線的系統的進展極少或沒有進展。因此，在當前系統中對更多軸線的系統進行3D g代碼模型轉換是困難的。

通過將常規的、傳統的和所提出的方法與本申請的其余部分中參照附圖闡述的本發明的實施例相比較，這些方法的進一步的局限性和缺點對本領域內的技術人員而言將變得明顯。

發明內容

本發明的示例性實施例包括允許將3D計算機模型或零件以及工件用于具有四(4)個或更多個自由度的更多軸線的系統上的系統和方法。

在一個實施例中，所提供的系統包括被配置成在制造工藝中用于工件上的工具。所述制造工藝可以是例如焊接工藝、增材制造工藝、或等離子切割工藝。所述系統包括機器人，所述機器人具有帶有附接點的臂。所述臂被配置成用于使得所述工具在所述制造工藝過程中被附接至所述附接點上時以多個自由度移動。所述機器人還包括機器人控制器，所述機器人控制器被配置成用于基于運動參數來控制所述臂的移動，以經由所述工具來執行所述制造工藝。所述系統包括具有功率電子器件的電源。所述功率電子器件被配置成用于基于電輸入參數來產生輸出電力，在所述制造工藝過程中，所述輸出電力被提供給所述工具。所述電源還包括電源控制器，所述電源控制器被配置成用于從所述機器人控制器接收所述運動參數并且基于所述運動參數來調整所述電輸入參數，以允許經由所述功率電子器件來產生經調整的輸出電力。在一個實施例中，所述電源控制器被配置成用于至少所述電輸入參數來調整所述運動參數從而產生經調整的運動參數、并且將所述經調整的運動參數提供給所述機器人控制器。在一個實施例中，所述電源控制器被配置成用于基于所述運動參數來調整送絲速率，以使在所述制造工藝過程中產生所述工具使用的可消耗型焊條的經調整的送絲速率。在一個實施例中，所述機器人控制器包括處理器和存儲了路徑規劃器部件的非瞬態計算機可讀介質。所述路徑規劃器部件包括以下指令：所述指令在被所述處理器執行時致使所述機器人控制器產生用于在避免機器人碰撞沖突的同時執行所述制造工藝的所述運動參數。在另一個實施例中，所述電源控制器包括所述路徑規劃器部件。所述路徑規劃器部件包括夠伸配置部件，所述夠伸配置部件包括與所述機器人的物理屬性、運動屬性、運動學特性、和限制因素相關的數據。所述路徑規劃器部件還包括碰撞避免評估器，所述碰撞避免評估器被配置成用于使用所述夠伸配置部件來確定預期機器人路徑是否導致任何機器人碰撞沖突。使用者可以借助于所述碰撞避免評估器來修改所述機器人路徑和/或所述制造工藝以避免所述機器人碰撞沖突。