用于全尺寸決定性裝配的路徑可重復加工的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于加工部件的方法以及用于加工部件的設備。
【背景技術】
[0002]制造環(huán)境(諸如，航空行業(yè)的制造環(huán)境)常常要求精確加工和裝配滿足嚴格設計限制的部件和設備。然而，這種制造環(huán)境還經(jīng)常要求允許生產(chǎn)車間有較大生產(chǎn)能力的有效加工過程。傳統(tǒng)的加工設備和方法一直有局限，因為它們常常在裝配期間利用會需要大量加工的大型笨重的機械裝置，從而使整個裝配過程的生產(chǎn)放緩。例如，當正在裝配部件時，配對部件會需要被配對鉆孔。此過程可能需要配對部件被堆疊、夾在一起并且根據(jù)鉆模確定的鉆孔圖案進行鉆孔。隨后，配對部件可被拆卸進行清潔和/或去毛刺，然后在裝配過程的下一個步驟期間重新裝配。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]提供了用于加工部件的系統(tǒng)、方法和設備。在各種實施方式中，所述方法可包括產(chǎn)生多個空間表示，所述多個空間表示與通過與所述部件關聯(lián)的加工圖案(machiningpattern)識別的多個位置關聯(lián)。所述多個空間表示可包括第一空間表示，所述第一空間表示識別加工工具在第一位置處相對于所述部件的第一取向。所述方法還可包括將末端執(zhí)行器移動到所述第一位置，其中，所述末端執(zhí)行器包括加工工具和聯(lián)接工具。所述方法還可包括使用所述聯(lián)接工具，將所述末端執(zhí)行器在所述第一位置處機械聯(lián)接到所述部件。所述方法還可包括產(chǎn)生第二空間表示，所述第二空間表示識別所述加工工具在第一位置處相對于所述部件的第二取向。所述方法還可包括:響應于確定在所述第一位置處所述第二空間表示不同于所述第一空間表示來調(diào)節(jié)所述加工工具。調(diào)節(jié)所述加工工具可將所述加工工具返回到在所述第一位置處相對于所述部件的所述第一取向。
[0004]在一些實施方式中，所述多個空間表示還包括第三空間表示，所述第三空間表示識別所述加工工具在第二位置處相對于所述部件的第一取向。此外，所述方法還可包括使用所述加工工具在所述第一位置處對所述部件的執(zhí)行第一加工操作；將所述末端執(zhí)行器移動到所述第二位置；使用所述聯(lián)接工具，將所述末端執(zhí)行器在所述第二位置處機械聯(lián)接到所述部件。所述方法還可包括:產(chǎn)生第四空間表示，所述第四空間表示識別所述加工工具在所述第二位置處相對于所述部件的第二取向；以及響應于所述第四空間表示不同于所述第三空間表示來調(diào)節(jié)所述加工工具。調(diào)節(jié)所述加工工具可將所述加工工具返回到在所述第二位置處相對于所述部件的所述第一取向。所述方法還可包括使用所述加工工具在所述第二位置處對所述部件執(zhí)行第二加工操作。在一些實施方式中，所述第一加工操作和所述第二加工操作是鉆孔操作。
[0005]在一些實施方式中，產(chǎn)生所述第一空間表示包括用至少一個成像裝置拍攝所述第一位置的第一圖像并且由多個傳感器得到所述第一位置的第一組測量值。在各種實施方式中，產(chǎn)生所述第二空間表示包括使用至少一個成像裝置拍攝所述第一位置的第二圖像并且由多個傳感器得到所述第一位置的第二組測量值。在一些實施方式中，確定在所述第一位置處所述第二空間表示不同于所述第一空間表示的步驟包括:將所述第一圖像和所述第二圖像進行比較，并且基于所述第一圖像和所述第二圖像的比較來識別所述第一圖像和所述第二圖像之間的至少一個差異。在一些實施方式中，所述至少一個差異包括旋轉(zhuǎn)距離和平移距離中的至少一個。在各種實施方式中，將所述第一圖像和所述第二圖像進行比較的步驟包括:將包括在所述第一圖像中的第一特征和包括在所述第二圖像中的第二特征進行比較，其中，所述第一特征識別所述部件的表面的第一特性，其中，所述第二特征識別所述部件的表面的第二特性。在一些實施方式中，所述第一特性與所述第二特性相同。
[0006]在各種實施方式中，所述第一空間表示識別在所述第一位置處所述部件的第一表面取向，所述第二空間表示識別在所述第一位置處所述部件的第二表面取向。此外，可由定位器執(zhí)行所述末端執(zhí)行器的移動。此外，所述末端執(zhí)行器可與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信聯(lián)接，可由所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制所述定位器。在一些實施方式中，由部件制造商在之前產(chǎn)生所述多個空間表示。
[0007]另外在本文中公開了一種用于加工部件的設備。在一些實施方式中，所述設備可包括:定位器，其具有第一端；末端執(zhí)行器，其可包括殼體。所述殼體可聯(lián)接到所述定位器的所述第一端。所述設備還可包括加工工具，所述加工工具被包括在所述殼體中，其中，所述加工工具被構造成對所述部件執(zhí)行至少一個加工操作。所述設備還可包括多個傳感器，所述多個傳感器被包括在所述殼體中，其中，所述多個傳感器被構造成測量所述末端執(zhí)行器和所述加工工具在一位置處相對于所述部件和取向。所述設備還可包括聯(lián)接工具，所述聯(lián)接工具聯(lián)接到所述殼體，其中，所述聯(lián)接工具被構造成將所述末端執(zhí)行器和所述部件機械聯(lián)接。
[0008]在一些實施方式中，所述加工工具包括被構造成在所述部件的材料中鉆孔的鉆機。此外，所述聯(lián)接工具可包括被構造成向所述部件施加壓力的夾持板。此外，所述多個傳感器可包括多個距離傳感器。所述多個距離傳感器可包括從由多個線性可變距離變壓器和多個光學編碼器組成的組中選擇的多個傳感器。
[0009]另外在本文中公開了一種用于加工部件的方法。所述方法可包括將末端執(zhí)行器移動到通過與所述部件關聯(lián)的加工圖案識別的位置，其中，所述末端執(zhí)行器包括加工工具和聯(lián)接工具。所述方法還可包括產(chǎn)生所述位置的第一空間表示，其中，所述第一空間表示識別所述加工工具相對于所述部件的第一取向。所述方法還可包括使用所述聯(lián)接工具將所述末端執(zhí)行器在所述位置處機械聯(lián)接到所述部件。所述方法還可包括產(chǎn)生所述位置的第二空間表示，其中，所述第二空間表示識別所述加工工具相對于所述部件的第二取向。所述方法還可包括響應于確定所述第二空間表示不同于所述第一空間表示來調(diào)節(jié)所述加工工具。在一些實施方式中，調(diào)節(jié)所述加工工具的步驟將所述加工工具返回到相對于所述部件的第一取向。
[0010]在一些實施方式中，產(chǎn)生所述第一空間表示的步驟包括用成像裝置拍攝第一圖像。此外，產(chǎn)生所述第二空間表示的步驟可包括使用成像裝置拍攝第二圖像。另外，確定在所述位置處所述第二空間表示不同于所述第一空間表示的步驟可包括:將所述第一圖像和所述第二圖像進行比較，基于所述第一圖像和所述第二圖像的比較，識別所述第一圖像和所述第二圖像之間的至少一個差異。本文中，將更詳細地描述這些和其它特征。
[0011]另外，本公開包括根據(jù)下面條款的實施方式:
[0012]條款1.一種用于加工部件的方法，該方法包括:
[0013]產(chǎn)生多個空間表示，所述多個空間表示與通過與所述部件關聯(lián)的加工圖案識別的多個位置關聯(lián)，所述多個空間表示包括第一空間表示，所述第一空間表示識別加工工具在第一位置處相對于所述部件的第一取向；
[0014]將末端執(zhí)行器移動到所述第一位置，所述末端執(zhí)行器包括所述加工工具和聯(lián)接工具;
[0015]使用所述聯(lián)接工具，將所述末端執(zhí)行器在所述第一位置處機械聯(lián)接到所述部件；
[0016]產(chǎn)生第二空間表示，所述第二空間表示識別所述加工工具在第一位置處相對于所述部件的第二取向；以及
[0017]響應于確定在所述第一位置處所述第二空間表示不同于所述第一空間表示來調(diào)節(jié)所述加工工具，其中，調(diào)節(jié)所述加工工具的步驟將所述加工工具返回到在所述第一位置處相對于所述部件的所述第一取向。
[0018]條款2.根據(jù)條款I所述的方法，其中，所述多個空間表示還包括第三空間表示，所述第三空間表示識別所述加工工具在第二位置處相對于所述部件的第一取向。
[0019]條款3.根據(jù)條款2所述的方法，所述方法還包括:
[0020]使用所述加工工具，在所述第一位置處對所述部件執(zhí)行第一加工操作；
[0021]將所述末端執(zhí)行器移動到所述第二位置；
[0022]使用所述聯(lián)接工具，將所述末端執(zhí)行器在所述第二位置處機械聯(lián)接到所述部件；
[0023]產(chǎn)生第四空間表示，所述第四空間表示識別所述加工工具在所述第二位置處相對于所述部件的第二取向；
[0024]響應于所述第四空間表示不同于所述第三空間表示來調(diào)節(jié)所述加工工具，其中，調(diào)節(jié)所述加工工具的步驟將所述加工工具返回到在所述第二位置處相對于所述部件的所述第一取向；
[0025]使用所述加工工具在所述第二位置處對所述部件執(zhí)行第二加工操作。
[0026]條款4.根據(jù)條款3所述的方法，其中，所述第一加工操作和所述第二加工操作是鉆孔操作。
[0027]條款5.根據(jù)條款I所述的方法，其中，產(chǎn)生所述第一空間表示的步驟包括:
[0028]使用至少一個成像裝置拍攝所述第一位置的第一圖像；
[0029]由多個傳感器得到所述第一位置的第一組測量值；并且
[0030]其中，產(chǎn)生所述第二空間表示的步驟包括:
[0031]使用所述至少一個成像裝置拍攝所述第一位置的第二圖像；以及
[0032]由所述多個傳感器得到所述第一位置的第二組測量值。
[0033]條款6.根據(jù)條款5所述的方法，其中，確定在所述第一位置處所述第二空間表示不同于所述第一空間表示的步驟包括:
[0034]將所述第一圖像和所述第二圖像進行比較；以及
[0035]基于所述第一圖像和所述第二圖像的比較，識別所述第一圖像和所述第二圖像之間的至少一個差異。
[0036]條款7.根據(jù)條款6所述的方法，其中，所述至少一個差異包括旋轉(zhuǎn)距離和平移距離中的至少一個。
[0037]條款8.根據(jù)條款6所述的方法，其中，將所述第一圖像和所述第二圖像進行比較的步驟包括:
[0038]將包括在所述第一圖像中的第一特征和包括在所述第二圖像中的第二特征進行比較，其中，所述第一特征識別所述部件的表面的第一特性，并且其中，所述第二特征識別所述部件的表面的第二特性。
[0039]條款9.根據(jù)條款8所述的方法，其中，所述第一特性與所述第二特性相同。
[0040]條款10.根據(jù)條款I所述的方法，其中，所述第一空間表示識別在所述第一位置處所述部件的第一表面取向，并且其中，所述第二空間表示識別在所述第一位置處所述部件的第二表面取向。
[0041]條款11.根據(jù)條款I所述的方法，其中，由定位器執(zhí)行所述末端執(zhí)行器的移動。
[0042]條款12.根據(jù)條款11所述的方法，其中，所述末端執(zhí)行器與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信聯(lián)接，并且其中，由所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)控制所述定位器。
[0043]條款13.根據(jù)條款I所述的方法，其中，由部件制造商在之前產(chǎn)生所述多個空間表不O
[0044]條款14.一種用于加工部件的設備，該設備包括:
[0045]定位器，其具有第一端；
[0046]末端執(zhí)行器，其包括殼體，所述殼體聯(lián)接到所述定位器的所述第一端；
[0047]加工工具，其被包括在所述殼體中，其中，所述加工工具被構造成對所述部件執(zhí)行至少一個加工操作；
[0048]多個傳感器，其被包括在所述殼體中，所