專利名稱：利用雙多軸機器人裝置檢查零件的系統(tǒng)和方法
技術領域：
本文所公開的主題涉及零件的無損測試和檢查，并且更特別地，涉及使用多軸機器人裝置通過將信號穿過該零件傳遞來執(zhí)行檢查的系統(tǒng)。
背景技術：
無損檢查(“NDI檢查”)涉及不損害結構或不要求重要分解地檢驗零件。這種類型的檢查對于要求結構的外部和/或內部的徹底的檢查的許多應用是有利的。例如，飛行器產業(yè)使用NDI檢查來檢查飛行器零件的內部和外部損壞、異常以及瑕疵(flaw)。技術人員可通過在結構上手動移動適當?shù)膫鞲衅鱽韴?zhí)行NDI檢查。NDI檢查的示例可使用包含脈沖-回波(PE)、透射(through-transmission, TT)以及剪切波傳感器的各種傳感器以獲得例如零件中的厚度計量、層狀異常和孔隙度的檢測、和/或裂縫檢測的數(shù)據(jù)。手動檢查要求技術人員在結構上移動傳感器。在一些檢查中，如果在結構中有任何異常，技術人員還必須觀察顯示器以確定異常的位置。因此，檢查的質量很大程度上取決于技術人員的表現(xiàn)和技巧。盡管自動化(例如，機器人)的使用可補救許多手動檢查的缺陷，但由于不能實時確定傳感器(相對于零件)的精確位置，所以多軸機器人在NDI檢查中相對于零件操縱傳感器的用處不大。而是，操作多軸機器人的程序簡單地指示機器人去何處，但不報告?zhèn)鞲衅鞯南鄬ξ恢?。當傳感器采集?shù)據(jù)時，此限制使相對于零件獲得傳感器的位置(例如，在三維空間)的能力具有挑戰(zhàn)。此外，多軸機器人的限制更可能限制這些機器人與透射(TT)傳感器的組合的應用，其中來自傳感器的超聲信號穿過零件從一個機器人傳遞到另一機器人。以上論述僅提供一般背景信息并且不旨在用作確定要求保護的主題的范圍時的輔助。
發(fā)明內容
本公開描述示范性檢查系統(tǒng)，其中在一個示例中，檢查系統(tǒng)可使用多軸機器人以使用透射(TT)傳感器進行檢查。檢查系統(tǒng)的一些所公開的實施例的實踐提供大的檢查包封以容納大的零件(例如，飛行器零件)而不用典型地使用框架式線性自由度平移傳感器的檢查系統(tǒng)的成本、復雜性以及限制。在一個實施例中，本公開描述一種用于執(zhí)行零件的掃描的檢查系統(tǒng)。檢查系統(tǒng)包含具有第一末端執(zhí)行器(end effector)的第一多軸機器人裝置和具有第二末端執(zhí)行器的第二多軸機器人裝置。檢查系統(tǒng)還包含滑動組件(slide assembly)，該滑動組件包含第一線性滑動(linear slide)和第二線性滑動，用于分別在其上支撐第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置。在一個示例中，將第一線性滑動和第二線性滑動放置在零件的任一側以允許第一多軸機器人裝置的獨立于第二多軸機器人裝置的線性移動。在另一示例中，在掃描期間，將第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器安置在零件的相反側，以在第一機器人裝置和第二機器人裝置之間交換信號。
在另一實施例中，本公開描述一種用于實現(xiàn)零件的掃描的檢查系統(tǒng)。檢查系統(tǒng)包含具有可生成超聲信號的第一末端執(zhí)行器的第一多軸機器人裝置，以及具有可接收超聲信號的第二末端執(zhí)行器的第二多軸機器人裝置。檢查系統(tǒng)還包含控制器，該控制器耦合到第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置的每個，控制器包含配置為執(zhí)行一個或多個可執(zhí)行指令的處理器?？蓤?zhí)行指令包含用于在零件的相反側安置第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器以穿過零件將超聲信號從第一多軸機器人裝置傳遞到第二多軸機器人裝置的可執(zhí)行指令?？蓤?zhí)行指令還包含用于沿著掃描路徑平移第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器以收集關于零件的超聲數(shù)據(jù)的可執(zhí)行指令，掃描路徑包含對應于零件的計算機輔助設計(CAD)模型上的位置的檢查點，檢查點定義在何處收集超聲數(shù)據(jù)。在又一實施例中，本公開描述一種用于執(zhí)行零件的超聲掃描的方法，該零件具有分別放置在第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置上的第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器。方法包含沿著掃描路徑平移第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器以收集關于零件的超聲數(shù)據(jù)的步驟，其中第一末端執(zhí)行器傳送超聲信號，并且第二末端執(zhí)行器在超聲信號穿過零件傳遞后接收超聲信號。該方法還包含生成顯示的步驟，該顯示包含超聲數(shù)據(jù)和零件的模型，其中第一多軸機器人裝置可獨立于第二多軸機器人裝置地從零件的第一端平移到
A-Ap ~.上山
弟一觸。本發(fā)明的簡短描述僅旨在提供根據(jù)一個或多個說明性的實施例的本文所公開的主題的簡短概述，并且不用作解釋權利要求或定義或限制本發(fā)明的范圍的引導，本發(fā)明的范圍僅由所附的權利要求限定。提供此簡短描述以用以下在詳細描述中進一步描述的簡化形式引入概念的說明性的選擇。此簡短描述不旨在識別要求保護的主題的關鍵特征或必要特征，也不旨在用作確定要求保護的主題的范圍時的輔助。要求保護的主題不限于解決背景中提到的任何或所有缺點的實現(xiàn)。
所以本發(fā)明的特征在其中可以理解的方式，本發(fā)明的詳細描述可以通過參考某些實施例而具有，其中的一些圖示在附圖中。然而，要注意，附圖僅圖示本發(fā)明的某些實施例并且因此不認為是其范圍的限制，這是由于本發(fā)明的范圍包含其它同樣有效的實施例。附圖不一定按比例，通常放置在其上強調，從而圖示本發(fā)明的某些實施例的特征。在附圖中，遍及各視圖相似標號用于指示相似零件。因此，為了進一步理解本發(fā)明，可以結合附圖作出下文的詳細描述的參考，附圖中:
圖1描繪示范性多軸機器人裝置；
圖2描繪包含圖1的一對多軸機器人裝置的示范性檢查系統(tǒng)；
圖3描繪操作例如圖2的檢查系統(tǒng)等檢查系統(tǒng)的示范性方法的流程 圖4描繪圖3的方法中的引導機器人裝置的操作的掃描路徑的示例，其中掃描路徑可從零件的計算機輔助設計(CAD)模型生成；
圖5描繪示范性檢查系統(tǒng)的布線示意圖。
具體實施例方式本公開描述使用一對多軸機器人檢查零件(也稱為“資產”和/或“對象”)的機器人檢查系統(tǒng)的實施例。檢查可使用各種工具。出于本公開的目的，使用超聲工具(即，可生成超聲信號的工具)來描述機器人檢查系統(tǒng)的各種特征和概念。然而，有關檢查領域的技術人員將意識到用于掃描零件例如來識別缺陷和異常的其它類型的工具同樣可應用于本文所論述的機器人檢查系統(tǒng)。在一個實施例中，機器人檢查系統(tǒng)可使用可將超聲信號穿過零件從一個機器人傳遞到另一個機器人的相反超聲工具來收集超聲數(shù)據(jù)。多軸機器人支撐可移動臂上的超聲工具，該可移動臂與機器人的其它可移動結構組合可通過多個自由度(例如，X、Y、Z、傾斜、搖擺、滾動)操縱超聲工具。機器人檢查系統(tǒng)還包含獨立地平移機器人的線性滑動或軌道。在一個構造中，機器人平行于彼此地移動而保持足以穿過零件傳遞超聲信號的超聲工具的對準。為了個別機器人上的超聲工具的尖端之間的真實位置對準，用于此目的的相反超聲工具的對準的容差通常不可超過多于±lrnm (或大約±0.003英寸)。以下的機器人檢查系統(tǒng)可滿足這些要求，并且更特別地，克服許多類型的多軸機器人中的固有限制，其中在這些多軸機器人上的末端執(zhí)行器的實際位置的容差可超過用于超聲工具的對準的可接受的限制。機器人檢查系統(tǒng)的實施例還可將超聲數(shù)據(jù)與零件的三維計算機輔助設計(CAD)模型相關。此特征允許實施例生成并顯示數(shù)據(jù)(例如，超聲數(shù)據(jù))作為CAD模型的部分和/或CAD模型的覆蓋。此特征示出零件的結構中的缺陷和缺點，例如，裂縫、解體、不連續(xù)、空隙以及孔隙度，所有這些可影響零件的性能。圖1圖示用于本公開的檢查系統(tǒng)的示范性機器人裝置100。用作機器人裝置100的類型的機器人發(fā)現(xiàn)于工業(yè)裝置(例如，汽車、飛行器等)以自動化要消費實質人力資源的任務。機器人裝置100的一個不例由Kuka Roboter GmbH (Augsburg,Germany)制造,盡管可使用具有本文所描述的特征的任何機器人。廣泛地，并且如在圖1中所示出的，機器人裝置100包含基座102、可移動臂104以及將可移動臂104耦合到基座102的操縱器106。機器人裝置100還包含一個或多個接合(joint)(例如，第一接合108、第二接合110、第三接合112、第四接合114、第五接合116以及第六接合118)。這些接合允許可移動臂104和/或操縱器106相對于基座102延伸和縮回。在一個示例中，基座102可旋轉和/或轉動可移動臂104和操縱器106?？偲饋碚f，這些特征提供給機器人裝置多個軸中的移動(或“自由度”)。此移動改變附加到可移動臂104的末端的末端執(zhí)行器120的位置。末端執(zhí)行器120的示例可包含用于檢查的工具和儀器，包含生成超聲信號用于執(zhí)行超聲掃描的工具。在一個示例中，末端執(zhí)行器120可以按照允許移除和/或重新裝配末端執(zhí)行器120的方式安裝于可移動臂104，例如以便改變可移動臂104上的工具和/或儀器的類型。一種類型的工具可將超聲信號引導到零件上并且接收超聲信號，例如，穿過零件傳遞和/或從零件的材料的表面反射的超聲信號。末端執(zhí)行器120的示例還可生成噴水器，其有用于將超聲信號從超聲工具的尖端耦合到零件表面，反之亦然。圖2描繪部署一個或多個機器人裝置(例如，圖1的機器人裝置100)以在零件202上執(zhí)行超聲檢查的示范性機器人檢查系統(tǒng)200。機器人檢查系統(tǒng)200形成檢查包封(envelope) 204。零件支撐結構206駐留于檢查包封204中。零件支撐結構206可操縱零件202，例如，通過轉動和/或垂直平移的方式改變零件202相對于機器人裝置的方位(orientation)。
在圖2中，機器人檢查系統(tǒng)200包含一對機器人裝置(例如，第一機器人裝置208和第二機器人裝置210)以及支撐機器人裝置208、210的線性滑動組件212。線性滑動組件212包含在檢查包封204的任一側的平行線性滑動(例如，第一線性滑動214和第二線性滑動216)。在線性滑動214、216的長度上容差保持得非常嚴格，并且在一個構造中，容差從頭到尾地在±0.05mm (大約±0.002英寸)內。在一個示例中，線性滑動214、216安裝于保持這些線性容差以及平面度和機器人檢查系統(tǒng)200中的機器人裝置208、210的合適的方位所必需的其它尺寸方面的特別構造的基底和/或支撐結構。線性滑動214、216包含機器人裝置208、210擱在其上的滑架(例如，第一滑架218和第二滑架220)。滑架218、220可沿著線性滑動214、216平移以在相對于零件202的各種位置定位機器人裝置208、210?；?18、220的行進允許機器人裝置208、210到達檢查包封204的兩端(例如，第一端222和第二端224)。在一個示例中，滑架218、220還可支撐工具變換器(例如，第一工具變換器226和第二工具變換器228)以及診斷儀器(例如，第一儀器230和第二儀器232)以在掃描期間支持檢查系統(tǒng)200的操作。工具變換器226、228可保持一個或多個用作末端執(zhí)行器(例如，圖1的末端執(zhí)行器120)的工具。這些工具可附加到機器人裝置208、210的可移動臂(例如，圖1的可移動臂104)。示范性工具包含超聲工具和裝置(例如，換能器)以執(zhí)行超聲掃描。與檢查系統(tǒng)200 —起使用的其它工具可包含對準工具(例如，激光器、指向器等)以及夾子，盡管本公開預期許多不同類型的工具，包含用于與自動化設備和工業(yè)裝置/應用一起使用的工具，例如，發(fā)現(xiàn)于飛行器和汽車工業(yè)的工具。對于類似于那些與檢查系統(tǒng)200 —起使用的超聲工具，診斷儀器可支持各種模式操作。例如，診斷儀器可以按照單通道模式和按照一個或多個相控陣列模式(例如，脈沖回波模式和透射(TT)模式)來操作超聲工具。有關檢查領域的技術人員將理解這些模式中的每個的操作原理，以及對于超聲工具的相關構造以這些各種模式來實現(xiàn)操作。圖3描繪操作檢查系統(tǒng)200的機器人裝置的示范性方法300的流程圖。這些步驟的執(zhí)行可保證超聲工具的合適的對準，由此允許超聲信號穿過零件202從一個機器人裝置到另一個機器人裝置的準確的轉移。一個或多個步驟可編碼為可執(zhí)行指令，當該可執(zhí)行指令由處理器和/或計算裝置執(zhí)行時，引起機器人裝置執(zhí)行零件202的超聲掃描。在圖3中，方法300包含在步驟302從零件的三維模型生成掃描路徑。模型可以是來自各種設計軟件包(例如，CATIA)的三維CAD模型。方法300還包含在步驟304將掃描路徑與零件對準，以及在步驟306在零件的相反側安置第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器。方法300還包含在步驟308沿著掃描路徑平移第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器以收集關于零件的超聲數(shù)據(jù)，以及在步驟310將超聲數(shù)據(jù)與第一多軸機器人裝置的位置相關。方法300還可包含在步驟312生成包含超聲數(shù)據(jù)和零件模型的顯示。用于生成掃描路徑的步驟(例如，在步驟302)限定機器人裝置在超聲掃描期間將相對于零件定位檢查工具的位置。圖4圖示產生于這些步驟的執(zhí)行的掃描路徑400的示例。掃描路徑400橫貫CAD模型402的表面，CAD模型402表示處于檢查之下的零件。掃描路徑400包含多個檢查點(例如，檢查點404)和將檢查點鏈接在一起的掃描路徑線406。檢查點在零件402的表面上限定離散位置，在那里檢查系統(tǒng)將收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的范圍和精確度的偏好將指示檢查點的數(shù)量和相對間距。例如，靠近的更多的檢查點可提供發(fā)現(xiàn)于零件的缺陷的更準確的報告，這是因為檢查系統(tǒng)在超聲掃描期間收集更多的數(shù)據(jù)。
用于將掃描路徑與零件對準的步驟(例如，在步驟304)協(xié)調掃描路徑與零件的實際方位。此步驟的執(zhí)行考慮檢查系統(tǒng)的部件的相對位置以指示機器人到相當于零件的檢查工具的合適的位置。此步驟可包含在“自由空間”中定位零件的步驟，并且更特別地，可要求機器人裝置使用對準工具或其它器具以在檢查包封中識別零件的方位并且測量相對于該對多軸機器人裝置的零件的位置。得到的測量可用于確定坐標和/或零件相對于多軸機器人裝置的其它位置指標。在一個實施例中，方法300可包含從工具變換器選擇對準工具的步驟以及利用對準工具量化零件的對準的步驟。對于基于激光的對準工具，方法300可包含在零件的一個或多個位置處引導激光的步驟，并且在一個實現(xiàn)中，位置包含零件上的三個單獨的點，從其可以確定零件的方位。用于定位和平移超聲工具的步驟(例如，在步驟306和308)跨零件的表面移動末端執(zhí)行器(例如，第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器)。這些步驟可包含給機器人裝置的致動器和各種馬達供能的一個或多個步驟。第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器的軌跡可取決于機器人裝置的內部軟件和編碼，例如，其中這樣的編碼可確定機器人裝置的各接合的移動的最有效率的組合，以便在正確的位置安置第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器并且保持用于成功地將超聲信號穿過零件從第一末端執(zhí)行器傳遞到第二末端執(zhí)行器的合適的對準。此移動可覆蓋整個表面，或在一個備選方案中，僅覆蓋已知發(fā)生對零件不利的缺陷或瑕疵的表面的部分。如以上所論述的，掃描路徑可指示在何處定位第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器。將超聲數(shù)據(jù)與第一多軸機器人裝置的位置相關(例如，在步驟310)可使用來自至少一個機器人裝置的機器人裝置在操作期間生成的數(shù)據(jù)。在一個實施例中，并且如在以下示意圖中所示出的，一個或多個機器人裝置可包含編碼器或測量移動、位置和/或一個或多個自由度的其它參數(shù)的其它裝置。通常使用確定末端執(zhí)行器的位置以及最終超聲工具相對于機器人的坐標系統(tǒng)的位置的一個或多個矩陣來協(xié)調來自編碼器的信息。方法300的實施例可包含用于限定機器人的位置來使用和協(xié)調超聲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)的數(shù)學操縱的各步驟。用于生成顯示的步驟(例如，在步驟312)可改變和/或修改發(fā)現(xiàn)于計算機或其他計算裝置的現(xiàn)存的接口。顯示可提供三維模型，在其中示出超聲數(shù)據(jù)以指示在超聲掃描期間所收集的數(shù)據(jù)。在一個實現(xiàn)中，通過最終用戶的顯示的檢驗可指示在何處可能發(fā)現(xiàn)缺陷。顯示可允許最終用戶關注三維模型的某些區(qū)域以及提供特征用于利用如在計算機領域中通常所知的超聲數(shù)據(jù)操縱(例如，縮放、轉動等)得到的模型。圖5圖示示范性檢查系統(tǒng)500的高水平布線示意圖。通常各種配置可實現(xiàn)本公開的概念。圖5的示例提供一個示范性結構的示意圖。在本示例中，檢查系統(tǒng)500包含以主-從關系安排的一對機器人裝置(例如，主裝置502和從裝置504)，其中在其間耦合有數(shù)據(jù)管道(data conduit)506。在此關系中，主裝置502指示從裝置504的移動、位置以及其它方面的操作。計算裝置508與主裝置502耦合以與機器人裝置502、504通信可執(zhí)行指令以及交換數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的交換可經由有線和/或無線協(xié)議而發(fā)生。機器人裝置502、504包含控制單元(例如，控制單元510和512)，其可包含處理器(例如，處理器514和516)、存儲器(例如，存儲器518和520)以及驅動電路(例如，驅動電路522和524)。這些部件利用總線(例如，總線526和528)耦合在一起。還如在圖5中所示出的，存儲器518、520可以以例如用于操作機器人裝置502、504以及執(zhí)行超聲掃描的指令528的形式來存儲一個或多個計算機程序或可執(zhí)行指令。結合以上論述的圖3來提供指令528的示例。方法300的步驟可提供為機器人裝置502、504的部件(包含處理器514、516和驅動電路522、524)可執(zhí)行以實現(xiàn)并最終執(zhí)行本文所公開的超聲掃描的可執(zhí)行指令。驅動電路522、524可包含操作機器人裝置502、504的軸的各馬達536的馬達驅動器電路(例如，馬達驅動532和534)。馬達536可包含步進馬達和/或部署編碼器以追蹤并確定馬達536連接到其的軸的位置。馬達驅動器電路532、534可監(jiān)測編碼器的位置，該編碼器包含與機器人裝置502、504和線性驅動(未示出)關聯(lián)的那些編碼器。工具驅動器電路(例如，工具驅動器電路538和540)與工具542耦合，并且在一個示例中，與超聲儀器544耦合。部件的此組合如本文所描述的和預期的實現(xiàn)超聲掃描的操作。工具驅動器電路538,540還可包含與工具變換器550耦合以允許機器人裝置如需要地改變工具的工具變換器電路(例如，工具變換器電路546和548)。盡管示出為個別單元，但構造的變化形式可組合控制單元的一個或多個部件。在一個示例中，處理器是中央處理單元(CPU)，例如，ASIC和/或FPGA。處理器還可包含狀態(tài)機電路或能夠從驅動電路和直接從其它部件接收輸入的其它合適的部件。存儲器可包含易失性和非易失性存儲器并且可用于軟件(或固件)指令和配置設置的存儲。在一些實施例中，處理器、存儲器以及驅動器電路可以包含于單個集成電路(IC)或其它部件。作為另一示例，處理器可包含內部程序存儲器，例如，RAM和/或ROM。類似地，這些部件的一個或多個功能中的任一個可以跨附加的部件(例如，多個處理器或其它部件)分布。如將由本領域的技術人員意識到的，本發(fā)明的各方面可以實施為系統(tǒng)、方法或計算機程序產品。因此，本發(fā)明的各方面可采用整體硬件實施例、整體軟件實施例(包含固件、常駐軟件、微代碼等)或將軟件和硬件方面組合的實施例的形式，本文其可以全部通常被稱為“服務”、“電路”、“電路圖”、“模塊”和/或“系統(tǒng)”。此外，本發(fā)明的各方面可采用實施于具有實施于其上的計算機可讀程序代碼的一個或多個計算機可讀介質中的計算機程序產品的形式?？梢岳靡粋€或多個計算機可讀介質的任何組合。計算機可讀介質可以是計算機可讀信號介質或計算機可讀存儲介質。計算機可讀存儲介質可以例如是但不限于電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導體系統(tǒng)、器件或裝置、或上述的任何合適的組合。計算機可讀存儲介質的更多具體示例(非窮舉列表)可包含以下:具有一個或多個導線的電連接、便攜式計算機軟磁盤、硬盤、隨機存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)、光纖、便攜式光盤只讀存儲器(CD-ROM)、光存儲裝置、磁存儲裝置或上述的任何合適的組合。在此文檔的上下文中，計算機可讀存儲介質可以是可包含或存儲用于由指令執(zhí)行系統(tǒng)、器件或裝置使用或者與指令執(zhí)行系統(tǒng)、器件或裝置結合的程序的任何有形的介質。在計算機可讀介質上實施的程序代碼和/或可執(zhí)行指令可使用任何適當?shù)慕橘|，包含但不限于無線、有線線路、光纜、RF等、或上述的任何合適的組合來傳送。執(zhí)行用于本發(fā)明的各方面的操作的計算機程序代碼可以以一個或多個編程語言的任何組合來書寫，該編程語目包含面向對象的編程語目(例如，Java、Smalltalk、C++等)和傳統(tǒng)的過程編程語言(例如，“C”編程語言或類似編程語言)。程序代碼可全部在用戶的計算機(裝置)上、部分在用戶的計算機上(如獨立軟件包)、部分在用戶的計算機上并且部分在遠程計算機上、或全部在遠程計算機或服務器上執(zhí)行。在后者場景中，遠程計算機可以通過任何類型的網絡連接到用戶的計算機，該網絡包含局域網(LAN)或廣域網(WAN)，或可以對外部計算機作出該連接(例如，使用因特網服務提供商通過因特網)。本文參考根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法、器件(系統(tǒng))以及計算機程序產品的流程圖和/或框圖來描述本發(fā)明的各方面。將理解流程圖和/或框圖的每個框，以及流程圖和/或框圖中的框的組合，可以由計算機程序指令來實現(xiàn)?？梢詫⑦@些計算機程序指令提供給通用計算機、專用計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理器件的處理器以產生機器，以便經由計算機或其它可編程數(shù)據(jù)處理器件的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于實現(xiàn)在流程圖和/或框圖的框或多個框中規(guī)定的功能/動作的裝備。這些計算機程序指令還可存儲于計算機可讀介質，該計算機可讀介質可引導計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理器件或其它裝置以特定方式起作用，以便存儲于計算機可讀介質的指令產生包含實現(xiàn)在流程圖和/或框圖的框或多個框中規(guī)定的功能/動作的指令的制
品O計算機程序指令還可載入計算機、其它可編程數(shù)據(jù)處理器件或其它裝置上以引起將在計算機、其它可編程器件或其它裝置上執(zhí)行的一系列操作步驟以產生計算機實現(xiàn)的過程，以便在計算機或其它可編程器件上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)在流程圖和/或框圖的框或多個框中規(guī)定的功能/動作的過程。如本文所使用的，以單數(shù)敘述并且冠以詞語“一”的元件或功能應該理解為不排除多個所述元件或功能，除非明確地敘述了這樣的排除。此外，要求保護的發(fā)明的“一個實施例”的提及不應解釋為排除也并入所敘述的特征的附加的實施例的存在。本書面描述使用示例來公開本發(fā)明，包含最佳模式，并且也使本領域的任何技術人員能夠實踐本發(fā)明，包含制作和使用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何并入的方法。本發(fā)明的可專利范圍由權利要求來限定，并且可包含本領域技術人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權利要求的字面語言沒有不同的結構元件或如果該示例包含與權利要求的字面語言的沒有實質差別的等效結構元件，則旨在這樣的其它示例在權利要求的范圍內。部件列表
100機器人裝置 102基座 104可移動臂 106操縱器 108第一接合 110第二接合 112第三接合 114第四接合 116第五接合 118第六接合 120末端執(zhí)行器 200機器人檢查202零件
204包封
206支撐結構
208第一機器人裝置
210第二機器人裝置
212線性滑動組件
214第一線性滑動
216第二線性滑動
218第一滑架
220第二滑架
222第一端
224第二端
226第一工具變換器
228第二工具變換器
230第一儀器
232第二儀器
300方法
302步驟
304步驟
306步驟
308步驟
310步驟
312步驟
400掃描路徑
402 CAD模型
404檢查點
406掃描路徑線
500檢查系統(tǒng)
502主裝置
504從裝置
506數(shù)據(jù)管道
508計算裝置
510控制單元
512控制單元
514處理器
516處理器
518存儲器
520存儲器
522驅動電路524驅動電路526總線528指令532馬達驅動534馬達驅動536馬達
538工具驅動器電路540工具驅動器電路542工具544超聲儀器546工具變換器電路548工具變換器電路550工具變換器。
權利要求
1.一種用于執(zhí)行零件的掃描的檢查系統(tǒng)，包括: 第一多軸機器人裝置，具有第一末端執(zhí)行器； 第二多軸機器人裝置，具有第二末端執(zhí)行器； 滑動組件，包含第一線性滑動和第二線性滑動，用于分別在其上支撐所述第一多軸機器人裝置和所述第二多軸機器人裝置，其中所述第一線性滑動和所述第二線性滑動放置在所述零件的任一側以允許獨立于所述第二多軸機器人裝置的所述第一多軸機器人裝置的線性移動， 其中，在掃描期間，將所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器安置在所述零件的相反側以在所述第一機器人裝置和所述第二機器人裝置之間交換信號。
2.如權利要求1所述的檢查系統(tǒng)，還包含第一工具變換器和第二工具變換器，其中所述第一多軸機器人裝置可選取所述第一工具變換器并且所述第二多軸機器人裝置可選取所述第二工具變換器以將所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器從生成信號的工具改變到對準工具來測量所述零件的位置。
3.如權利要求2所述的檢查系統(tǒng)，其中所述對準工具包含激光器。
4.如權利要求1所述的檢查系統(tǒng)，還包含與所述第一末端執(zhí)行器耦合的第一診斷工具，其中所述第一診斷工具引起所述第一末端執(zhí)行器生成超聲信號。
5.如權利要求1所述的檢查系統(tǒng)，其中所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器生成流體流以將信號從所述第一末端執(zhí)行器耦合到所述零件以及從所述零件耦合到所述第二末端執(zhí)行器。
6.如權利要求5所述的檢查系統(tǒng)，其中所述流體是水。
7.如權利要求1所述的檢查系統(tǒng)，其中所述第一多軸機器人裝置和所述第二多軸機器人裝置具有六個自由度。
8.如權利要求1所述的檢查系統(tǒng)，其中所述第一多軸機器人裝置用作主裝置以及所述第二多軸機器人裝置用作從裝置，并且其中響應于所述主裝置的移動來移動所述從裝置。
9.一種用于實現(xiàn)零件的掃描的檢查系統(tǒng)，包含: 第一多軸機器人裝置，具有能生成超聲信號的第一末端執(zhí)行器； 第二多軸機器人裝置，具有能接收所述超聲信號的第二末端執(zhí)行器；以及 控制器，耦合到所述第一多軸機器人裝置和所述第二多軸機器人裝置的每個，所述控制器包含配置為執(zhí)行一個或多個可執(zhí)行指令的處理器，所述一個或多個可執(zhí)行指令包含可執(zhí)行指令用于: 在所述零件的相反側安置所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器，以穿過所述零件將所述超聲信號從所述第一多軸機器人裝置傳遞到所述第二多軸機器人裝置；以及 沿著掃描路徑平移所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器以收集關于所述零件的超聲數(shù)據(jù)，所述掃描路徑包含對應于所述零件的計算機輔助設計(CAD)模型上的位置的檢查點，所述檢查點限定在何處收集所述超聲數(shù)據(jù)。
10.如權利要求9所述的檢查系統(tǒng)，還包含第一線性滑動和第二線性滑動，分別在所述零件的相反側支撐所述第一多軸機器人裝置和所述第二多軸機器人裝置，其中所述第一線性滑動獨立并平行于所述第二線性滑動地平移。
11.如權利要求9所述的檢查系統(tǒng)，還包含與所述第一末端執(zhí)行器耦合的第一診斷工具，其中所述第一診斷工具引起所述第一末端執(zhí)行器生成超聲信號。
12.如權利要求9所述的檢查系統(tǒng)，還包含用于測量所述零件相對于所述第一多軸機器人裝置的位置的可執(zhí)行指令，其中所述掃描路徑在所述零件的所述掃描的實現(xiàn)之前與所述零件的位置對準。
13.如權利要求12所述的檢查系統(tǒng)，還包含用于用所述第一多軸機器人裝置取回具有激光器的對準工具以測量所述零件相對于所述第一多軸機器人裝置的位置的可執(zhí)行指令。
14.如權利要求9所述的檢查系統(tǒng)，其中所述第一多軸機器人裝置用作主裝置以及所述第二多軸機器人裝置用作從裝置，并且其中響應于所述主裝置的移動來移動所述從裝置。
15.一種用于執(zhí)行零件的超聲掃描的方法，所述零件具有分別放置在第一多軸機器人裝置和第二多軸機器人裝置上的第一末端執(zhí)行器和第二末端執(zhí)行器，所述方法包含步驟用于: 沿著掃描路徑平移所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器以收集關于所述零件的超聲數(shù)據(jù)，其中所述第一末端執(zhí)行器傳送超聲信號以及所述第二末端執(zhí)行器在所述超聲信號穿過所述零件傳遞后接收所述超聲信號；以及 生成包含所述超聲數(shù)據(jù)和所述零件的模型的顯示， 其中所述第一多軸機器人裝置可獨立于所述第二多軸機器人裝置地從所述零件的第一端平移到所述零件的第二端。
16.如權利要求15所述的方法，還包含用于從所述零件的計算機輔助設計(CAD)模型生成所述掃描路徑的步驟。
17.如權利要求15所述的方法，還包含用于測量所述零件相對于所述第一多軸機器人裝置的位置的步驟以及用于在所述超聲掃描的實現(xiàn)之前將所述掃描路徑與所述位置對準的步驟。
18.如權利要求15所述的方法，還包含用于將所述超聲數(shù)據(jù)與所述第一多軸機器人裝置的位置相關的步驟。
19.如權利要求15所述的方法，其中所述第一多軸機器人裝置和所述第二多軸機器人裝置具有六個自由度。
20.如權利要求15所述的方法，其中所述第一末端執(zhí)行器和所述第二末端執(zhí)行器生成水流以將所述超聲信號從所述第一末端執(zhí)行器耦合到所述零件以及宋所述零件耦合到所述第二末端執(zhí)行器。
全文摘要
本發(fā)明的名稱是“利用雙多軸機器人裝置檢查零件的系統(tǒng)和方法”。本發(fā)明描述了使用一對多軸機器人裝置執(zhí)行零件的超聲掃描的機器人檢查系統(tǒng)的實施例。每個多軸機器人裝置可包含可傳送和/或接收超聲信號以執(zhí)行超聲掃描的末端執(zhí)行器。在一個實施例中，機器人檢查系統(tǒng)包含可彼此獨立地在零件的任一側平移多軸機器人裝置的線性滑動組件。
文檔編號G01N29/04GK103163219SQ20121052104
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月7日 優(yōu)先權日2011年12月9日
發(fā)明者T.W.小盧特, B.W.肖夫納 申請人:通用電氣公司