机器系统以及用于光学终点控制优化的相关方法技术方案

本发明专利技术提供具有光学终点控制的机器系统以及用于保持恒定光学接触的相关方法。具体而言，所述机器系统包括能够在至少一个方向上移动的机器。配置所述机器，使得在校准阶段期间，将可操纵回射系统安装在机器上以与其移动。控制器被配置成控制机器在至少一个方向上的移动。机器系统可以被配置成在确定定位器将回射器移动到期望位置要求的速度超过某一段进给率阈值之后自动调整机器的进给率，使得入射光束可以在机器从第一位置到第二位置的整个移动过程中与回射器保持恒定接触。

【技术实现步骤摘要】
机器系统以及用于光学终点控制优化的相关方法
技术介绍
当前机器加工系统可以结合回射器(retroreflector)使用激光追踪系统来在包含校准的制造或加工过程期间精确地确定可移动机器或组件的位置。为了避免在机械工具的移动期间失去与激光追踪系统所发出的激光束的接触，改进的回射器和可操纵回射系统可以用于增加回射器的接收角，使得回射器与激光束保持恒定接触。然而，在机械工具的移动使可操纵回射系统和/或激光追踪系统超过相应系统的轴速度的某些情况下，回射器仍可能失去与激光束的接触。现有解决方案需要机械工具操作者人工地观察回射器的位置和速度，并且在机械工具控制器上使用进给修调来避免激光束中断，由于人机互动会产生误差，增加劳动力需求并且延长机械工具测量时间。因此，需要一种改进的系统和方法以在制造或加工过程期间保持回射系统与光源之间的光学接触。
技术实现思路
下面提供本专利技术的简要概述以便提供对本专利技术的特定实施例的基本理解。本概述并不是本专利技术的详尽概述，且不标识本专利技术的关键和重要元素或描绘本专利技术的范围。其唯一目的在于以简要形式呈现本文所揭示的一些概念作为稍后呈现的更详细描述的序言。提供用于调整机器进给率以便光学终点控制优化的所配置机器系统和方法。可以实施所描述系统和方法以在包含校准的制造或加工过程期间保持光源与安装的可操纵回射系统之间的恒定光学接触。在各个实施例中，具有光学终点控制的机器系统包括能够在至少一个方向上移动的机器。可以配置所述机器，使得在校准阶段期间，可操纵回射系统安装在机器上以与其一起移动。可操纵回射系统可以包括用于反射入射到其上的至少一些光的回射器以及用于移动所述回射器的定位器。定位器可以包含以下马达中的一个或多个：方位马达和俯仰(elevation)马达。方位马达的旋转轴线垂直于俯仰马达的旋转轴线。机器系统可以进一步包括控制器，所述控制器被配置成控制机器在至少一个方向上的移动。机器可以包括一个或多个可旋转接头。机器系统可以被配置成基于机器的一个或多个轴线的位置确定而确定回射器的位置，其中每个轴线对应于机器的可旋转接头。机器系统可以被配置成在确定定位器将回射器移动到期望位置所需要的速度超过某一段进给率阈值之后调整机器的进给率，使得入射光束可以在机器从第一位置移动到第二位置的整个过程中与回射器保持恒定接触。在各个实施例中，调整机器的进给率包含将用于段(segment)(Fi，k)中的机器的进给率限制到通过以下等式确定的值：其中mag是机器从所述段的起始点到终点行进的距离，其中velMax是定位器的一个或多个马达的最大旋转速度，其中dC2是针对所述段调整回射器所需的方位马达的旋转度，其中dB2是针对所述段调整回射器所需的俯仰马达的旋转度，并且其中normFeed是机器的最大进给率。机器系统可以进一步被配置成在校准阶段发生之前通过预先确定机器的进给率路径来调整机器的进给率。替换地，和/或另外，机器系统可以进一步被配置成自动地实时调整机器的进给率。在此类实施例中，机器系统可以进一步被配置成检测光束从回射器的反射，并且基于反射光确定机器的一部分的位置。还提供一种用于调整机器进给率的方法。根据各个实施例，方法包括确定机器的第一位置和第二位置。第一位置和第二位置可以限定机器在三维空间中的移动。机器可以包括一个或多个可旋转接头。所述方法进一步包括将机器的移动分割成一个或多个段。每段限定机器在三维空间中的起始点与终点之间的增量运动。所述方法进一步包括基于机器的位置而在每段的起始点和终点处确定安装在机器上的回射器的位置。确定回射器的位置可以包含检测机器的一个或多个轴线的位置，其中每个轴线对应于机器的可旋转接头。所述方法进一步包括在确定定位器将回射器移动到期望位置要求的速度超过某一段进给率阈值之后调整机器的进给率，使得入射光束可以在机器从第一位置移动到第二位置的整个过程中与回射器保持恒定接触。在一些实施例中，定位器包含以下马达中的一个或多个：方位马达和俯仰马达。方位马达的旋转轴线垂直于俯仰马达的旋转轴线。在各个实施例中，调整机器的进给率包含将用于段(Fi，k)中的机器的进给率限制到通过以下等式确定的值：其中mag是机器从所述段的起始点到终点行进的距离，其中velMax是定位器的一个或多个马达的最大旋转速度，其中dC2是针对所述段调整回射器所需的方位马达的旋转度，其中dB2是针对所述段调整回射器所需的俯仰马达的旋转度，并且其中normFeed是机器的最大进给率。在一些实施例中，调整机器的进给率包括在校准过程发生之前预先确定机器的进给率路径。替换地，和/或另外，调整机器的进给率自动地实时发生。在此类实施例中，所述方法可以进一步包括检测光束从回射器的反射，并且基于反射光确定机器的一部分的位置。本专利技术的其它实施方案包含被配置成执行本文所描述方法的动作的对应装置、系统和计算机程序。例如，提供一种非暂时性计算机可读介质，其包括配置用于由计算机系统执行的一个或多个程序。在一些实施例中，一个或多个程序包含用于执行所描述方法和系统的动作的指令。这些其它实施方式可以各自任选地包含以下特征中的一个或多个。下文参考附图进一步描述这些和其它实施例。附图说明图1是根据一些实施例的包含多个可操纵回射系统的机器系统的示意表示。图2是根据一些实施例的可操纵回射系统的示意说明。图3A是根据一些实施例的包含安装到机器的可操纵回射系统的机器系统的示意说明。图3B是根据一些实施例的包含通过光源照射的安装的可操纵回射系统的机器系统的示意说明。图4是指示各个组件与穿过其的信号之间的相互关系的本专利技术的一个实施例的机器系统的示意表示。图5A至5B说明根据一些实施例的对应于用于调整机器进给率的方法的过程流程图。图6是说明能够实施本专利技术中描述的各个过程的计算机系统的示例的框图。图7是根据一些实施例的飞机的示意说明。图8是可以利用本文描述的方法和组合件的飞机制造和维护方法的框图。具体实施方式在以下描述中，阐述许多特定细节以便提供对所呈现概念的全面理解。所呈现概念可以在没有这些特定细节的一些或全部的情况下实践。在其它例子中，不详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地混淆所描述概念。尽管将结合具体实施例描述一些概念，但是应理解，这些实施例并不意图为限制性的。相反，本专利技术旨在涵盖如所附权利要求书限定的在本专利技术的精神和范围内可以包含的替代、修改和等效物。例如，将在特定机器系统(例如，用于飞机制造或工装的系统)的上下文中描述本专利技术的技术。然而，应注意，本专利技术的技术和机构可应用到各种其它位置追踪系统。如本文使用的术语“回射系统”可以与“主动追踪器”同义地使用。在以下描述中，阐述许多特定细节以便提供对本专利技术的全面理解。本专利技术的具体示例实施例可以在没有这些特定细节中的一些或全部的情况下实施。在其它例子中，不详细描述众所周知的过程操作，以免不必要地混淆本专利技术。为了清楚起见，有时以单数形式描述本专利技术的各种技术和机构。然而，应注意，除非另外指出，否则一些实施例包含技术的多次重复或机构的多个实例。为了清楚起见，有时以单数形式描述本专利技术的各种技术和机构。然而，应注意，除非另外指出，否则一些实施例包含技术的多次重复或机构的多个实例。例如，系统在各种环境下使用处理器。然而，将了解，除非另外指出，否则系统可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器系统光学终点控制优化，其包括：能够在至少一个方向上移动的机器，其中配置所述机器，使得在校准阶段期间，可操纵回射系统安装在所述机器上以与其一起移动，所述可操纵回射系统包括：回射器，用于反射入射到其上的至少一些光；以及定位器，用于移动所述回射器；控制器，其被配置成控制所述机器在所述至少一个方向上的移动；以及其中所述机器系统被配置成在确定所述定位器将所述回射器移动到期望位置要求的速度超过某一段进给率阈值之后调整所述机器的所述进给率，使得入射光束能够在所述机器从第一位置到第二位置的整个移动过程中与所述回射器保持恒定接触。

【技术特征摘要】
2016.07.05 US 15/202,3011.一种机器系统光学终点控制优化，其包括：能够在至少一个方向上移动的机器，其中配置所述机器，使得在校准阶段期间，可操纵回射系统安装在所述机器上以与其一起移动，所述可操纵回射系统包括：回射器，用于反射入射到其上的至少一些光；以及定位器，用于移动所述回射器；控制器，其被配置成控制所述机器在所述至少一个方向上的移动；以及其中所述机器系统被配置成在确定所述定位器将所述回射器移动到期望位置要求的速度超过某一段进给率阈值之后调整所述机器的所述进给率，使得入射光束能够在所述机器从第一位置到第二位置的整个移动过程中与所述回射器保持恒定接触。2.根据权利要求1所述的机器系统，其中所述机器包括一个或多个可旋转接头。3.根据权利要求2所述的机器系统，其进一步被配置成基于确定所述机器的一个或多个轴线的位置而确定所述回射器的位置，其中每个轴线对应于所述机器的可旋转接头。4.根据权利要求1所述的机器系统，其中所述定位器包含以下马达中的一个或多个：方位马达，以及俯仰马达，其中所述方位马达的旋转轴线垂直于所述俯仰马达的旋转轴线。5.根据权利要求4所述的机器系统，其中调整所述机器的所述进给率包含针对段(Fi,k)将所述机器的所述进给率限制到通过以下等式确定的值：其中mag是所述机器从所述段的起始点到终点行进的距离；其中velMax是所述定位器的所述一个或多个马达的最大旋转速度；其中dC2是针对所述段调整所述回射器所需的所述方位马达的旋转度；其中dB2是针对所述段调整所述回射器所需的所述俯仰马达的旋转度；以及其中normFeed是所述机器的最大进给率。6.根据权利要求1所述的机器系统，其中所述机器系统进一步被配置成在所述校准阶段发生之前通过预先确定所述机器的进给率路径而调整所述机器的所述进给率。7.根据权利要求1至6中任一项所述的机器系统，其中所述机器系统进一步被配置成自动地实时调整所述机器的所述进给率。8.根据权利要求7所述的机器系统，其中所述机器系统进一步被配置成检测所述光束从所述回射器的反射；以及基于所述反射光而确...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·柏林，P·L·弗里曼，S·J·伊斯利，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国,US