本公開的領(lǐng)域主要涉及對工件執(zhí)行自動化操作，并且，更具體而言，涉及沿工件被自動地引導(dǎo)至目標操作位置的方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

諸如但不限于飛機的許多結(jié)構(gòu)至少部分使用自動化處理來制造、檢查、清洗、修理和/或以其他方式保養(yǎng)。至少一些這樣的處理(包括但不限于在工件上形成扣件開口、將扣件耦接至工件、將表面涂層應(yīng)用至工件以及對工件上的特定位置進行檢查)由一個或多個自動化設(shè)備執(zhí)行。然而，在至少一些情況下，這樣的自動化處理的速度和效率被限于對于每個操作，自動化設(shè)備必須被引導(dǎo)至工件上的適當(dāng)目標位置的程度。

至少一些這樣的處理至少部分依賴于基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)，以促進自動化設(shè)備相對工件的定位。然而，這樣的引導(dǎo)系統(tǒng)要求建立和保持每個工件相對設(shè)施的已知位置和定向，這給位置問題增加一層復(fù)雜性和花費。此外，至少一些這樣的基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)(諸如但不限于激光坐標跟隨系統(tǒng))要求在操作期間，基于專用設(shè)施的傳感器和每個自動化設(shè)備之間保持視線接觸，因而限制了自動化設(shè)備的范圍并限制了可同時引導(dǎo)的自動化設(shè)備的數(shù)量。進一步，安裝和保養(yǎng)一些這樣的基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)要求除自動化設(shè)備本身之外的一層技術(shù)復(fù)雜性。而且，至少一些這樣的基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)(包括但不限于基于GPS的引導(dǎo)系統(tǒng))的準確性，對于某些操作不能足以以所需的準確性定位自動化設(shè)備。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

一方面，提供了一種由至少一個自動設(shè)備對工件執(zhí)行自動化操作的方法。該方法包括由至少一個自動設(shè)備的第一自動設(shè)備感測沿第一路徑的位于工件上的引導(dǎo)圖案。該方法還包括由第一自動設(shè)備通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案沿著第一路徑，遍歷至第一路徑位置，所述第一路徑位置在位于工件上的第一精密目標指示器的檢測距離內(nèi)。

另一方面，提供了一種用于對工件執(zhí)行至少一個自動化操作的自動設(shè)備。該自動設(shè)備包括感測器系統(tǒng)，所述感測器系統(tǒng)被配置為感測沿第一路徑的位于工件上的引導(dǎo)圖案。該自動設(shè)備還包括通信地耦接至傳感器系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)。該驅(qū)動系統(tǒng)被配置為使第一自動設(shè)備沿第一路徑遍歷至第一路徑位置，所述第一路徑位置位于工件上的第一精密目標指示器的檢測距離內(nèi)。

已討論的特點、功能和優(yōu)勢可以各種實施方式獨立實現(xiàn)或可結(jié)合在其他實施方式中，其進一步的細節(jié)可參考以下描述和附圖來看。

附圖說明

圖1為位于可以供圖5中所示的示例性飛機使用的工件的示例性實施方式上的自動設(shè)備的示例性實施方式的示意性平面圖；

圖2為位于可以供圖5中所示的示例性飛機使用的工件的另一示例性實施方式上的多個圖1中所表示的示例性自動設(shè)備的示意性平面圖；

圖3為通過諸如圖1和圖2中所示的自動設(shè)備的至少一個自動設(shè)備對諸如圖1和圖2中所示的工件的工件執(zhí)行自動操作的方法的示例性實施方式的流程圖；

圖4為示例性飛機生產(chǎn)和維修方法的流程圖；以及

圖5為示例性飛機的示意圖。

具體實施方式

本文描述的方法和設(shè)備的實施方式提供使用位于工件上且被自動設(shè)備感測的引導(dǎo)圖案，自動設(shè)備沿工件遍歷至一系列精密目標指示器的每個的檢測距離內(nèi)。隨后自動設(shè)備使用所檢測的精密目標指示器(precision target indicator)來確定用于執(zhí)行自動操作的精確目標位置。

除非另外指示，本文中所使用的“耦接”同時包含直接相關(guān)聯(lián)的元件和間接相關(guān)聯(lián)的元件。例如，耦接至構(gòu)件B的構(gòu)件A可直接與構(gòu)件B相關(guān)聯(lián)，或可間接與其關(guān)聯(lián)，例如，經(jīng)由另一構(gòu)件C。而且，除非另外指示，對“耦接”在一起的元件的指代包括被緊固、粘附或以其他方式固定在一起的元件和以不固定方式，例如，通過物理接觸耦接的元件兩者。此外，除非另外指示，本文中使用的術(shù)語“第一”、“第二”僅用作標簽，且并非旨在對這些術(shù)語所指代的項施加順序、位置或等級要求。例如，對“第二”項的指代不要求或排除例如“第一”或更低編號項或“第三”或更高編號項的存在。此外，除非另外指示，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將會意識到，本文所使用的表近似的語言，如“一般”和“基本上”指示如此修飾的術(shù)語只可應(yīng)用至近似程度，而非絕對或完美程度。

更具體而言，參考附圖，本公開的實施方式可在如圖4中所示的示例性飛機制造和維修方法400和如圖5中所示的示例性飛機402的上下文中描述。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，盡管示出了航空示例，本公開的原理可應(yīng)用與其他結(jié)構(gòu)而實質(zhì)上沒有限制。

圖1為相對于工件200的示例性實施方式定位的自動設(shè)備100的示例性實施方式的示意平面圖。例如，但非通過限制的方式，工件200為飛機502的機翼的部件。工件200在環(huán)境300(如但不限于制造設(shè)施)中以任何合適的方式放置。自動設(shè)備100被示出為在工件200上的初始位置202。自動設(shè)備100以能保證自動設(shè)備100發(fā)揮本文所描述的作用的任何合適的方式在初始位置202處初始地定位。自動設(shè)備100包括能夠使自動設(shè)備100沿工件200的表面204進行遍歷的驅(qū)動系統(tǒng)102。

在所示出的實施方式中，自動設(shè)備100基本上由工件200支撐。而且，在所示出的實施方式中，驅(qū)動系統(tǒng)102將自動設(shè)備100直接耦接至工件200的表面204。例如，但非通過限制的方式，驅(qū)動系統(tǒng)102包括遍歷表面204的輪子或履帶，從而使得自動設(shè)備100沿工件200進行遍歷?？商鎿Q地，驅(qū)動系統(tǒng)102并不將自動設(shè)備100直接耦接至表面204。在一些替換性實施方式中，自動設(shè)備100基本上由例如環(huán)境300的地板或天花板支撐，并且驅(qū)動系統(tǒng)102耦接在自動設(shè)備100和環(huán)境300之間。例如，但非通過限制的方式，自動設(shè)備100從安裝在環(huán)境300中的跟隨系統(tǒng)(未示出)懸出，且驅(qū)動系統(tǒng)102被配置為將自動設(shè)備100定位于跟隨系統(tǒng)上，以使自動設(shè)備100沿工件200進行遍歷。又例如，但非通過限制的方式，自動設(shè)備100耦接至安裝于環(huán)境300中的機械手臂(未示出)，且驅(qū)動系統(tǒng)102配置為定位機械手臂以使自動設(shè)備100沿工件200進行遍歷。在其他可替換實施方式中，驅(qū)動系統(tǒng)102為使得自動設(shè)備100能夠如本文所描述地沿工件200進行遍歷的任何其他合適的驅(qū)動系統(tǒng)。

自動設(shè)備100被配置為對工件200實行至少一個自動化操作，如但不限于，任何合適的制造、修理、檢查和/或清洗操作。例如，但非通過限制的方式，自動設(shè)備100包括末端執(zhí)行器(end effector)104，被配置為在工件200上噴涂涂層、在工件200內(nèi)形成開口、將扣件插入工件200內(nèi)的開口和鍛造耦接至工件200的扣件頭部中的至少一個。

工件200包括多個預(yù)先選擇的目標位置206，在所述目標位置處，將由自動設(shè)備100執(zhí)行至少一個操作。為促進由自動設(shè)備100對目標位置206的識別，多個精密目標指示器208被定位在工件200上。每個精密目標指示器208被配置為由合適的自動化系統(tǒng)在物理上是可檢測的。而且，每個精密目標指示器208與相對應(yīng)的目標位置206相關(guān)聯(lián)。例如，在所示出的實施方式中，每個精密目標指示器208與相對應(yīng)的目標位置206共位。在可替換實施方式(未示出)中，每個精密目標指示器208以從相對應(yīng)目標位置206的預(yù)定偏移位于工件200上。例如，但非通過限制的方式，在某些實施方式中，自動設(shè)備100配置為在每個目標位置206處在工件200內(nèi)鉆出開口，且每個精密目標指示器208與相對應(yīng)的目標位置206共位。又例如，但非通過限制的方式，在某些實施方式中，自動設(shè)備100被配置為在第一目標位置206和第二目標位置206之間的一部分表面204上噴涂涂層，且相關(guān)聯(lián)的精密目標指示器208位于每個目標位置206處，以識別噴涂操作的精確開始和結(jié)束位置。

在某些實施方式中，通過以在由精密目標指示器208引導(dǎo)的制造、修理、檢查和/或清洗操作完成后，有助于精密目標指示器208從工件200上的簡便去除的方式將精密目標指示器208耦接至工件200，將精密目標指示器208定位在工件200上。在一些實施方式中，由自動設(shè)備100在目標位置206執(zhí)行的操作去除相關(guān)聯(lián)的精密目標指示器208。在其他實施方式中，精密目標指示器208配置為這樣的操作完成后，保持位于工件200上，例如，但非通過限制的方式，以便于將來的制造、修理、檢查和/或清洗操作。

自動設(shè)備100包括配置為檢測精密目標指示器208的檢測器系統(tǒng)106。基于精密目標指示器208的類型選擇檢測器系統(tǒng)106的類型和靈敏度。例如，但非通過限制的方式，每個精密目標指示器208是表面204的物理改變(physical alteration)，如精密釘鉆開口，且檢測器系統(tǒng)106配置為光學(xué)地檢測物理改變的形狀和尺寸。又例如，但非通過限制的方式，每個精密目標指示器208為磁性扣件開口中心線場定位器，且檢測器系統(tǒng)106配置為磁性地檢測所生成的磁場的強度。

對于每個精密目標指示器208，檢測距離210被定義為檢測器系統(tǒng)106能夠可靠地檢測精密目標指示器208的距離。檢測距離210由檢測器系統(tǒng)106的類型和靈敏度以及精密目標指示器208的類型確定。自動設(shè)備100能夠可靠地檢測每個精密目標指示器208的區(qū)域在圖1中由相對應(yīng)的虛線圓(具備等于檢測距離210的半徑)示出。應(yīng)當(dāng)理解的是，檢測區(qū)域還在表面204上方半球狀地延伸，半徑等于檢測距離210。在某些實施方式中，為便于減少或消除每個精密目標指示器208的檢測的干擾，檢測器系統(tǒng)106的類型和靈敏度以及精密目標指示器208的類型經(jīng)選擇從而使得半球不重疊，即，從而使得任何兩個精密目標指示器208的分隔距離212大于兩倍檢測距離210。

為便于自動設(shè)備100沿工件200遍歷至每個精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)，引導(dǎo)圖案214沿第一路徑216定位在工件200上。引導(dǎo)圖案214配置為由合適的自動化系統(tǒng)物理地檢測。例如，在所示出的實施方式中，第一路徑216在位于表面204上的多個精密目標指示器208的每個的檢測距離210內(nèi)經(jīng)過。如本文將要描述的，在可替換實施方式中，引導(dǎo)圖案214以多條路徑(每條路徑在位于表面204上的所選擇精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)經(jīng)過)位于工件200上。

在某些實施方式中，通過將有形材料耦接至工件200而將引導(dǎo)圖案214定位在工件200上。將實施為有形材料的引導(dǎo)圖案214耦接至工件200有助于自動設(shè)備100沿工件200遍歷至每個精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)而不依賴基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)。在一些實施方式中，實施為有形材料的引導(dǎo)圖案214，以在由第一路徑216引導(dǎo)的制造、修理、檢查、清洗和/或其他操作完成后，便于從工件200簡便地去除的方式耦接至工件200。在一些這樣的實施方式中，自動設(shè)備100被配置為隨著自動設(shè)備100沿第一路徑216遍歷，去除引導(dǎo)圖案214。例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214通過自動化噴墨設(shè)備、自動化帶條分發(fā)設(shè)備、墨的手動涂覆、帶條的手動涂覆和任何其他合適的方法中的至少其中之一，涂覆至工件200。在可替換實施方式中，例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214被配置為在這樣的制造、修理、檢查、清洗和/或其他操作完成后，保持位于工件200上，以便于將來的制造、修理、檢查、清洗和/或其他操作。

此外或可替換地，在一些實施方式中，通過將電磁輻射(諸如但不限于可見光)投射至工件200的表面204上，引導(dǎo)圖案214被定位于工件200上。將實施為電磁輻射的引導(dǎo)圖案214投射至工件200，有助于自動設(shè)備100沿工件200遍歷至每個精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)，而不將之后可能需要被去除和/或清除的附加物理材料引入至表面204。例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214通過擱置在環(huán)境300中且與工件200合適地對準的合適的可見光投射系統(tǒng)，應(yīng)用至工件200。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214通過擱置在環(huán)境300中且與工件200合適地對準的合適的紫外線投射系統(tǒng)，應(yīng)用至工件200。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214通過擱置在環(huán)境300中且與工件200合適地對準的合適的紅外線投射系統(tǒng)，應(yīng)用至工件200。

特別地，不要求第一路徑216的位置像，例如每個精密目標指示器208的位置一樣精確。第一路徑216僅僅需要穿過每個精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)的任何點(自動設(shè)備100意欲在此執(zhí)行操作)。因而，對于引導(dǎo)圖案214的應(yīng)用的準確性要求相對應(yīng)地低，與使用已知引導(dǎo)系統(tǒng)以在每個精密目標指示器208的范圍內(nèi)引導(dǎo)自動化設(shè)備100相比較而言，有助于相對快速和便宜地使用引導(dǎo)圖案214。

而且，雖然在圖1的平面圖中不可見，在所示出的實施方式中，表面204為輪廓表面(contoured surface)，從而至少部分第一路徑216位于工件200的輪廓表面的上方。驅(qū)動系統(tǒng)102配置為在輪廓表面204上方遍歷第一路徑216，而無在使用至少一些基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)以在輪廓表面上方引導(dǎo)自動設(shè)備100時可出現(xiàn)的視線問題。

自動設(shè)備100包括配置為沿第一路徑216感測引導(dǎo)圖案214的傳感器系統(tǒng)108?；谝龑?dǎo)圖案214的類型選擇傳感器系統(tǒng)108的類型和靈敏度。例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214為磁性膠帶和磁性墨水其中之一，且傳感器系統(tǒng)108被配置為磁性地感測所生成的磁場的強度。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214為呈現(xiàn)出與表面204的可檢測光學(xué)對比度的膠帶和油墨其中之一，且傳感器系統(tǒng)108被配置為光學(xué)地感測沿表面204的對比度。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214為導(dǎo)電磁帶和導(dǎo)電油墨其中之一，且傳感器系統(tǒng)108被配置為電氣地感測所生成的磁場的強度。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214使用可見光被投射至工件200上，且傳感器系統(tǒng)108被配置為感測從表面204上方到達的可見光。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214使用紫外電磁輻射投射至工件200上，且傳感器系統(tǒng)108被配置為感測從表面204上方到達的紫外電磁輻射。又例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214使用紅外電磁輻射投射至工件200上，且傳感器系統(tǒng)108被配置為感測從表面204上方到達的紅外電磁輻射。

在某些實施方式中，引導(dǎo)圖案214和傳感器系統(tǒng)108被選擇為避免與精密目標指示器208和檢測器系統(tǒng)106的潛在干擾。例如，但非通過限制的方式，在其中每個精密目標指示器208為磁性扣件開口中心線場定位器且檢測器系統(tǒng)106被配置為磁性地檢測所生成的磁場的強度的一些實施方式中，引導(dǎo)圖案214被選擇為除磁性材料以外的材料，以避免與檢測器系統(tǒng)106的干擾。

但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，即使每個系統(tǒng)以相同的檢測原理操作，一方面引導(dǎo)圖案214和傳感器系統(tǒng)108，和另一方面精密目標指示器208和檢測器系統(tǒng)106可被選擇為減少或消除潛在干擾。例如，但非通過限制的方式，引導(dǎo)圖案214被選擇為生成相對弱的磁場的磁性油墨，且傳感器系統(tǒng)108經(jīng)調(diào)諧以僅僅檢測十分接近的磁場。傳感器系統(tǒng)108位于自動設(shè)備100上，從而當(dāng)自動設(shè)備沿工件200遍歷時，傳感器系統(tǒng)108被定位為十分接近表面204，從而傳感器系統(tǒng)108能夠感測表面204上的引導(dǎo)圖案214。相比之下，精密目標指示器208被選擇為生成相對強的磁場，且檢測器系統(tǒng)106經(jīng)調(diào)諧以僅僅檢測檢測距離210內(nèi)相對高的磁場強度。在可替換實施方式中，檢測器系統(tǒng)106和傳感器系統(tǒng)108的每個以使得自動設(shè)備100發(fā)揮本文所描述的功能的任何合適的方式配置。

驅(qū)動系統(tǒng)102通信耦接至傳感器系統(tǒng)108。更加具體地，驅(qū)動系統(tǒng)102配置為使用從傳感器系統(tǒng)108接收的數(shù)據(jù)，使自動設(shè)備100沿第一路徑216遍歷。此外，自動設(shè)備100配置為，當(dāng)自動設(shè)備100遍歷至目標指示器208的檢測距離210內(nèi)時，使用從檢測器系統(tǒng)106接收的數(shù)據(jù)，來檢測每個精密目標指示器208。路徑位置218被識別為當(dāng)檢測器系統(tǒng)106檢測相對應(yīng)的精密目標指示器208時的自動設(shè)備100的位置。應(yīng)當(dāng)理解的是，路徑位置218不一定精確位于距所檢測的精密目標指示器208的檢測距離210處。例如，但非通過限制的方式，在某些實施方式中，檢測器系統(tǒng)106以離散間隔獲得數(shù)據(jù)樣本，從而在檢測器系統(tǒng)106檢測精密目標傳感器208前，自動設(shè)備100已經(jīng)遍歷更接近檢測距離210。又例如，但非通過限制的方式，在一些實施方式中，為減少或消除精密目標指示器208的錯誤檢測，檢測器系統(tǒng)106配置為，在通知自動設(shè)備100檢測之前，在整個預(yù)定持續(xù)性間隔內(nèi)，檢測精密目標指示器208。

自動設(shè)備100配置為，在與所檢測的精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的目標位置206處，對工件200執(zhí)行至少一個自動化操作，諸如任何合適的制造、修理、檢查、清洗和/或上文所描述的其他操作。在某些實施方式中，自動設(shè)備100包括操作性地耦接至末端執(zhí)行器104且通信耦接至檢測器系統(tǒng)106的伺服系統(tǒng)110。伺服系統(tǒng)110被配置為使用從檢測器系統(tǒng)106接收的數(shù)據(jù)，以在與所檢測的精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的目標位置206處，定位末端執(zhí)行器104。例如，但非通過限制的方式，自動設(shè)備100配置為在路徑位置218處停止，以使得伺服系統(tǒng)110能夠在目標位置206處定位末端執(zhí)行器104。如上文所描述，在末端執(zhí)行器104被合適地定位后，自動設(shè)備100對工件200執(zhí)行至少一個自動化操作。

在可替換實施方式中，自動設(shè)備100在執(zhí)行至少一個操作之前，不停止其沿第一路徑216的遍歷。例如，但非通過限制的方式，在檢測器系統(tǒng)106在路徑位置218處檢測到精密目標指示器208后，自動設(shè)備100在目標位置206開始噴涂操作和檢查操作其中之一，同時自動設(shè)備100繼續(xù)沿第一路徑216遍歷工件200。

在一些實施方式中，自動設(shè)備100進一步配置為沿第一路徑216遍歷超過第一路徑位置214，至第二精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)的第二路徑位置218。更具體地，自動設(shè)備100使用從傳感器系統(tǒng)108接收的數(shù)據(jù)，沿第一路徑216遍歷超過第一路徑位置218。如上文所描述的，自動設(shè)備100配置為，當(dāng)自動設(shè)備100遍歷至第二目標指示器208的檢測距離210內(nèi)時，使用從檢測器系統(tǒng)106接收的數(shù)據(jù)，檢測第二精密目標指示器208。也如上文所描述的，第二路徑位置218被識別為當(dāng)檢測器系統(tǒng)106檢測到相對應(yīng)的第二精密目標指示器208時的自動設(shè)備100的位置。

例如，但非通過限制的方式，在其中自動設(shè)備100在第一路徑位置218處停止的實施方式中，自動設(shè)備100配置為在至少一個操作在第一目標位置206處完成后，沿第一路徑216再次繼續(xù)遍歷。在一些這樣的實施方式中，在到達第二路徑位置218時，自動設(shè)備100被配置為停止，且在與第二精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的第二目標位置206處執(zhí)行至少一個操作。又例如，但非通過限制的方式，在其中在執(zhí)行至少一個操作之前自動設(shè)備100不停止其沿第一路徑216的遍歷的實施方式中，在第一目標位置開始的至少一個操作繼續(xù)的同時，自動設(shè)備100繼續(xù)沿第一路徑遍歷。在一些這樣的實施方式中，自動設(shè)備100被配置為到達第二路徑位置218時，停止至少一個操作。

在某些實施方式中，自動設(shè)備100被配置為以上述相同的方式沿第一路徑216繼續(xù)遍歷且順序檢測每個精密目標指示器208。在所示出的實施方式中，引導(dǎo)圖案214位于工件200上，從而使得第一路徑216為閉合路徑，即，從而使得第一路徑216使自動設(shè)備100返回初始位置202。例如，但非通過限制的方式，用于將自動設(shè)備100初始定位在工件200上和將自動設(shè)備100從工件200去除的合適的裝備位于鄰近初始位置202的環(huán)境300中。在可替換性實施方式中，引導(dǎo)圖案214位于工件200上，從而使得第一路徑216為開放路徑，即，從而使得第一路徑216不會使自動設(shè)備100返回初始位置202。

盡管已將自動設(shè)備100描述為在第一路徑216的每個遍歷期間執(zhí)行至少一個操作，應(yīng)當(dāng)理解的是，在一些實施方式中，自動設(shè)備100被配置為沿著第一路徑216遍歷至少一次而不執(zhí)行至少一個操作。例如，但非通過限制的方式，自動設(shè)備100配置為至少第一次沿第一路徑216遍歷而不執(zhí)行至少一個操作，以識別和存儲每個精密目標指示器208的位置。自動設(shè)備100進一步被配置為至少第二次遍歷第一路徑216，以在與所識別的精密目標位置208相關(guān)聯(lián)的目標位置206處執(zhí)行至少一個操作。

圖2為位于工件200的另一示例性實施方式上的多個自動設(shè)備100的示意平面圖。例如，工件200為飛機502的機翼的部件。在所示出的實施方式中，引導(dǎo)圖案214沿第一路徑216和沿第二路徑220位于工件200上。為了示出的目的，第一自動設(shè)備100被示出為在沿第一路徑216的工件200上的第一位置222，第二自動設(shè)備100位于沿第一路徑216的工件200上的第二位置224，且第三自動設(shè)備位于沿第二路徑220的工件200上的第三位置226。

在某些實施方式中，第一自動設(shè)備100通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案214，沿第一路徑216遍歷，且第二自動設(shè)備100在第一自動設(shè)備100之后，通過跟隨感測的引導(dǎo)圖案214，也沿第一路徑216遍歷。例如，第二自動設(shè)備100在第一自動設(shè)備檢測精密目標指示器208的幾乎相同的路徑位置218處檢測每個精密目標指示器208。在一些實施方式中，如上文所描述的，在第一自動設(shè)備100在與第一精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的第一目標位置206處執(zhí)行第一操作后，第二自動設(shè)備100在與第一精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的第一目標位置206處執(zhí)行第二操作。例如，但非通過限制的方式，第一自動設(shè)備100在第一目標位置206處形成開口，且第二自動設(shè)備100將扣件插入所述開口。又例如，但非通過限制的方式，第一自動設(shè)備100在第一目標位置206處將扣件插入開口，且第二自動設(shè)備100鍛造扣件的頭部。在一些這樣的實施方式中，第一操作導(dǎo)致初始第一精密目標指示器208的去除，但也生成替代第一精密目標指示器208，諸如但不限于表面204上的光學(xué)可檢測特征，以用于第二自動設(shè)備100的檢測。在一些實施方式中，每個自動設(shè)備100被合適地配置為當(dāng)自動設(shè)備100協(xié)作執(zhí)行操作時，檢測其他自動設(shè)備的鄰近距離和/或避免對其的干擾。

在一些實施方式中，任何合適數(shù)量的自動設(shè)備100同時和/或順序遍歷第一路徑216，且每個自動設(shè)備100在所選擇的目標位置206處執(zhí)行至少一個自動化操作，如上文所描述的。與用來在每個精密目標指示器208的范圍內(nèi)引導(dǎo)自動化設(shè)備的至少一些已知的基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)相對比，相對大數(shù)量的自動化設(shè)備100可通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案214，沿第一路徑216同時被引導(dǎo)。結(jié)果，沿第一路徑216定位的引導(dǎo)圖案214和自動設(shè)備100的傳感器系統(tǒng)108有助于減少對工件200執(zhí)行系列操作所需的時間。

在某些實施方式中，第一自動設(shè)備100通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案214，沿第一路徑216遍歷，且第三自動設(shè)備100通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案214，同時沿第二路徑220遍歷。例如，第三自動設(shè)備100沿第二路徑220遍歷至第三精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi)的第三路徑位置218。而且，如上文所描述的，當(dāng)?shù)谝蛔詣釉O(shè)備100在每個與沿第一路徑216的相應(yīng)精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的一系列第一目標位置206處執(zhí)行第一操作時，第三自動設(shè)備100在每個與沿第二路徑220的相應(yīng)精密目標指示器208相關(guān)聯(lián)的第二系列目標位置206處執(zhí)行第一操作。因為第一路徑216和第二路徑220是分開的，即，路徑不交叉或重疊，所以減小或消除了第一自動設(shè)備100和第三自動設(shè)備100之間的干擾的風(fēng)險。

與用來在每個精密目標指示器208的范圍內(nèi)引導(dǎo)自動化設(shè)備100的至少一些已知的基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)相對比，除了多個路徑可以安裝在工件200上外，對可通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案214同時遍歷工件200上的不同路徑(如第一路徑216和第二路徑220)的自動設(shè)備100的數(shù)量也不存在限制。結(jié)果，沿第一路徑216和第二路徑220定位的引導(dǎo)圖案214以及自動設(shè)備100的傳感器系統(tǒng)108有助于減少在工件200上的每個目標位置206處執(zhí)行操作所需的時間。

圖3為通過至少一個自動設(shè)備(如自動設(shè)備100)對工件(如工件200)執(zhí)行自動化操作的方法301的示例性實施方式的流程圖。參考圖1至圖3，在示例性實施方式中，方法301包括通過至少一個自動設(shè)備中的第一自動設(shè)備感測(302)位于工件上的沿第一路徑(如第一路徑214)的引導(dǎo)圖案(如，引導(dǎo)圖案214)。方法301還包括由第一自動設(shè)備通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案沿第一路徑遍歷(304)至位于工件上的第一精密目標指示器的檢測距離內(nèi)(如在精密目標指示器208的檢測距離210內(nèi))的第一路徑位置，如路徑位置218。

在一些實施方式中，方法301進一步包括由第一自動設(shè)備檢測(306)第一精密目標指示器。在一些這樣的實施方式中，方法301更具體地包括檢測(338)精密釘鉆開口和扣件開口磁性中心線定位器其中之一。

在某些實施方式中，方法301還包括由第一自動設(shè)備在與第一精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的工件上的第一目標位置(如目標位置206)處執(zhí)行(308)第一操作。在一些這樣的實施方式中，方法301進一步包括遍歷(310)超過第一路徑位置至位于工件上的第二精密目標指示器的檢測距離內(nèi)的第二路徑位置(如第二路徑位置218)。而且，在一些這樣的實施方式中，方法301包括由第一自動設(shè)備在與第二精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的工件上的第二目標位置處執(zhí)行(312)第一操作。此外或可替換地，方法301包括由至少一個自動設(shè)備的第二自動設(shè)備感測(314)引導(dǎo)圖案、由第二自動設(shè)備通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案，沿第一路徑進行遍歷(316)，并且，繼執(zhí)行第一操作之后，由第二自動設(shè)備在第一目標位置處執(zhí)行(318)第二操作。在一些這樣的實施方式中，方法301還包括由第二自動設(shè)備沿第一路徑遍歷(320)至接近第一路徑位置。

在一些實施方式中，執(zhí)行(308)第一操作和執(zhí)行(318)第二操作的步驟包括分別形成開口和將扣件插入所述開口的步驟(322)。在其他實施方式中，執(zhí)行(308)第一操作和執(zhí)行(318)第二操作的步驟包括分別在第一目標位置將扣件插入開口和鍛造所述扣件頭部的步驟(324)。

在某些實施方式中，方法301包括由至少一個自動設(shè)備的第三自動設(shè)備感測(326)位于工件上的沿第二路徑(如第二路徑220)的引導(dǎo)圖案，并且，與由第一自動設(shè)備沿第一路徑進行遍歷的步驟(304)同時，由第三自動設(shè)備通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案，沿第二路徑遍歷(328)至位于工件上的精密目標指示器的檢測距離內(nèi)的第三路徑位置(如第三路徑位置218)。在一些這樣的實施方式中，方法301進一步包括由第一自動設(shè)備沿第一路徑在每個與相應(yīng)精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第一系列目標位置處，執(zhí)行(330)第一操作，且同時由第三自動設(shè)備沿第二路徑在每個與相應(yīng)精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第二系列目標位置執(zhí)行(332)第一操作。

在一些實施方式中，沿第一路徑進行遍歷(304)的步驟包括在工件的輪廓表面(例如輪廓表面204)上方遍歷(334)至少部分第一路徑。在某些實施方式中，感測(302)引導(dǎo)圖案的步驟包括磁性地感測磁性膠帶、磁性地感測磁性油墨、光學(xué)地感測膠帶、光學(xué)地感測油墨、電氣地感測導(dǎo)電膠帶、電氣地感測導(dǎo)電油墨和感測所投射的電磁輻射的至少其中之一的步驟(336)。

參考如圖4所表示的示例性飛機制造和維修方法400以及如圖5所表示的示例性飛機402，在預(yù)生產(chǎn)期間，示例性方法400可包括飛機402的規(guī)格和設(shè)計(404)，以及材料采購(406)。在生產(chǎn)期間，進行部件和子組件制造(408)和飛機402的系統(tǒng)集成(410)。此后，飛機102可進行認證和交付(412)以投入使用中。而在顧客的使用中，飛機402安排日常保養(yǎng)和維修(416)(還可包括改裝、重新配置、翻新等)。

方法400的每個處理可由系統(tǒng)集成商、第三方和/或運營商(例如，顧客)執(zhí)行或進行。為了該描述的目的，系統(tǒng)集成商可包括但不限于任何數(shù)量的飛機制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括但不限于任何數(shù)量的出售商、分包商和供應(yīng)商；運營商可為航空、租賃公司、軍事實體、服務(wù)組織等。

如圖5所表示的，由示例性方法400生產(chǎn)的飛機402可包括具有多個個系統(tǒng)420的機身418和內(nèi)艙422。高級系統(tǒng)420的實例包括一個或多個推進系統(tǒng)424、電氣系統(tǒng)426、液壓系統(tǒng)428和環(huán)境系統(tǒng)430。任何數(shù)量的其他系統(tǒng)可被包括。雖然示出航空航天實例，該發(fā)明的原理可應(yīng)用至其他行業(yè)，如汽車行業(yè)。

例如，本文實施的裝置和方法可在生產(chǎn)和維修方法400的任何一個或多個階段期間應(yīng)用，具體而言，在部件和子組件制造(408)、系統(tǒng)集成(410)、投入使用(414)和對機身418的日常保養(yǎng)和維修(416)的至少其中之一期間應(yīng)用。例如，一個或多個系統(tǒng)實施方式、方法實施方式或其結(jié)合可在生產(chǎn)階段408和410，例如，在機身418的部件或子組件的加工和制造中使用，從而充分加速飛機402的組裝和降低其成本。類似地，一個或多個系統(tǒng)實施方式、方法實施方式或其結(jié)合可在飛機402投入使用(414)時使用，例如且無限制地，作為保養(yǎng)和維修(416)的部分。例如，機身418的部件或子組件的替代或修理可以與生產(chǎn)處理(408)相同的方法加工或制造。例如，但非通過限制的方式，該系統(tǒng)和方法提供機身418的部件的快速、低價替代或修理。

本文描述的實施方式提供了對用于對工件執(zhí)行自動化操作的至少一些已知方法和設(shè)備的改進。本文描述的實施方式提供自動設(shè)備通過跟隨所感測的位于工件上的引導(dǎo)圖案，沿工件遍歷至一系列精密目標指示器的每個的檢測距離內(nèi)。用于引導(dǎo)圖案的定位的精度要求相對低，與已知引導(dǎo)系統(tǒng)的使用相比，有助于引導(dǎo)系統(tǒng)的相對快速和便宜的使用。此外，引導(dǎo)圖案的使用避免了至少一些已知引導(dǎo)系統(tǒng)的其他限制，如視線問題和可同時引導(dǎo)和操作的自動設(shè)備的數(shù)量的限制。在一些實施方式中，引導(dǎo)圖案使得能夠進行這樣的遍歷而不依賴于基于設(shè)施和/或基于環(huán)境的引導(dǎo)系統(tǒng)，諸如GPS系統(tǒng)或激光引導(dǎo)系統(tǒng)。本文所描述的實施方式還有助于降低或消除進行操作的技術(shù)層面的復(fù)雜性。

因而，總而言之，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供：

A1.一種由至少一個自動設(shè)備對工件執(zhí)行自動化操作的方法，所述方法包括：

由所述至少一個自動設(shè)備的第一自動設(shè)備感測位于所述工件上的沿第一路徑的引導(dǎo)圖案；并且，

由所述第一自動設(shè)備通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案沿所述第一路徑，遍歷至第一路徑位置，所述第一路徑位置在位于所述工件上的第一精密目標指示器的檢測距離內(nèi)。

A2.還提供，根據(jù)A1段落所述的方法，進一步包括由所述第一自動設(shè)備檢測所述第一精密目標指示器。

A3.還提供，根據(jù)A2段落所述的方法，其中，檢測所述第一精密目標指示器包括檢測精密釘鉆開口和扣件開口磁性中心線定位器中的一個。

A4.還提供，根據(jù)A1段落所述的方法，進一步包括由所述第一自動設(shè)備在所述工件上的與所述第一精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第一目標位置處執(zhí)行第一操作。

A5.還提供，根據(jù)A4段落所述的方法，其中，沿所述第一路徑遍歷進一步包括遍歷超過所述第一路徑位置至第二路徑位置，所述第二路徑位置在位于所述工件上的第二精密目標指示器的所述檢測距離內(nèi)。

A6.還提供，根據(jù)A5段落所述的方法，進一步包括由所述第一自動設(shè)備在所述工件上的與所述第二精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第二目標位置處執(zhí)行所述第一操作。

A7.還提供，根據(jù)A4段落所述的方法，進一步包括

由所述至少一個自動設(shè)備的第二自動設(shè)備感測所述引導(dǎo)圖案；

由所述第二自動設(shè)備，通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案，沿所述第一路徑進行遍歷；并且，

繼執(zhí)行所述第一操作之后，由所述第二自動設(shè)備在所述第一目標位置處執(zhí)行第二操作。

A8.還提供，根據(jù)A7段落所述的方法，其中，由所述第二自動設(shè)備沿所述第一路徑進行遍歷包括遍歷至接近所述第一路徑位置。

A9.還提供，根據(jù)A7段落所述的方法，其中，執(zhí)行所述第一操作包括形成開口，且執(zhí)行所述第二操作包括將扣件插入所述開口中。

A10.還提供，根據(jù)A7段落所述的方法，其中，執(zhí)行所述第一操作包括將扣件插入在所述第一目標位置處的開口中，且執(zhí)行所述第二操作包括鍛造所述扣件的頭部。

A11.還提供，根據(jù)A1段落所述的方法，進一步包括：

由所述至少一個自動設(shè)備的第三自動設(shè)備感測沿第二路徑的位于所述工件上的所述引導(dǎo)圖案；并且，

與由所述第一自動設(shè)備沿所述第一路徑進行遍歷同時，由所述第三自動設(shè)備通過跟隨所感測的引導(dǎo)圖案沿所述第二路徑遍歷至第三路徑位置，所述第三路徑位置在位于所述工件上的第三精密目標指示器的所述檢測距離內(nèi)。

A12.還提供，根據(jù)A1段落所述的方法，進一步包括：

由所述第一自動設(shè)備沿所述第一路徑在每個與相應(yīng)的精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第一系列目標位置處執(zhí)行第一操作；并且，

由所述第三自動設(shè)備沿所述第二路徑在每個與相應(yīng)的精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第二系列目標位置處同時執(zhí)行所述第一操作。

A13.還提供，根據(jù)A1段落所述的方法，其中，沿所述第一路徑遍歷進一步包括在所述工件的輪廓表面上方遍歷至少部分第一路徑。

A14.還提供，根據(jù)A1段落所述的方法，其中，感測所述引導(dǎo)圖案包括磁性地感測磁性膠帶、磁性地感測磁性油墨、光學(xué)地感測膠帶、光學(xué)地感測油墨、電氣地感測導(dǎo)電膠帶、電氣地感測導(dǎo)電油墨和感測所投射的電磁輻射的至少其中之一。

B1.一種用于對工件執(zhí)行至少一個自動化操作的自動設(shè)備，所述自動設(shè)備包括：

傳感器系統(tǒng)，被配置為感測沿所述第一路徑的位于所述工件上的引導(dǎo)圖案；并且，

驅(qū)動系統(tǒng)，通信耦接至所述傳感器系統(tǒng)，所述驅(qū)動系統(tǒng)配置為使所述第一自動設(shè)備沿所述第一路徑遍歷至第一路徑位置，所述第一路徑位置在位于所述工件上的第一精密目標指示器的檢測距離內(nèi)。

B2.還提供，根據(jù)B1段落所述的自動設(shè)備，進一步包括檢測器系統(tǒng)，所述檢測器系統(tǒng)被配置為當(dāng)所述的第一自動設(shè)備遍歷至所述第一路徑位置時，檢測所述第一精密目標指示器。

B3.還提供，根據(jù)B2段落所述的自動設(shè)備，其中，所述檢測器系統(tǒng)被配置為檢測精密釘鉆開口和扣件開口磁性中心線定位器的至少其中之一。

B4.還提供，根據(jù)B2段落所述的自動設(shè)備，進一步包括伺服系統(tǒng)，通信地耦接至所述檢測器系統(tǒng)，所述的伺服系統(tǒng)被配置為使用從所述檢測器系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)，將所述第一自動設(shè)備的末端執(zhí)行器定位在所述工件上的與所述第一精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第一目標位置處。

B5.根據(jù)段落B1所述的自動設(shè)備，其中，所述第一自動設(shè)備配置為在所述工件上的與所述第一精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第一目標位置處執(zhí)行第一操作。

B6.根據(jù)段落B5所述的自動設(shè)備，其中，所述驅(qū)動系統(tǒng)進一步被配置為使所述第一自動設(shè)備沿所述第一路徑遍歷超過所述第一路徑位置至第二路徑位置，所述第二路徑位置在位于所述工件上的第二精密目標指示器的檢測距離內(nèi)。

B7.根據(jù)段落B6所述的自動設(shè)備，其中，所述第一自動設(shè)備被配置為在所述工件上的與所述第二精密目標指示器相關(guān)聯(lián)的第二目標位置處執(zhí)行所述第一操作。

B8.根據(jù)段落B1所述的自動設(shè)備，其中，所述第一自動設(shè)備被配置為噴涂涂層、形成開口、將扣件插入開口和鍛造扣件頭部中的至少一個。

B9.根據(jù)段落B1所述的自動設(shè)備，其中，所述自動設(shè)備進一步被配置為在所述工件的輪廓表面上方遍歷少部分所述第一路徑。

B10.根據(jù)段落B1所述的自動設(shè)備，其中，所述傳感器系統(tǒng)被配置為磁性地感測磁性膠帶、磁性第感測磁性油墨、光學(xué)地感測膠帶、光學(xué)地感測油墨、電氣地感測導(dǎo)電膠帶、電氣地感測導(dǎo)電油墨和感測所投射的電磁輻射的至少其中之一。

該書面描述使用實例來公開各種實現(xiàn)方式，包括最佳模式，以保證本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員實踐這些實現(xiàn)方式，包括制作和使用任何設(shè)備或系統(tǒng)和實行任何所包含的方法?？蓪＠姆秶蓹?quán)利要求規(guī)定，且可包括本領(lǐng)域的那些技術(shù)人員所知的其他實例。這樣的其他實例旨在于在權(quán)利要求的范圍內(nèi)(如果它們具有并非不同于權(quán)利要求的字面語言的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的字面語言有非本質(zhì)區(qū)別的等效結(jié)構(gòu)元件)。