增强型机器人教导工具制造技术

本发明专利技术涉及增强型机器人教导工具，提供了一种将机器人臂(104)与端部执行器(112)对准的装置(118)。该装置(118)可包括球形工具(134)和接收器(132)。所述球形工具(134)可包括球形端部部分(140)和被构造成能拆卸地联接到所述端部执行器(112)的远侧底部部分(142)。所述接收器(132)可包括多个臂(138)和被构造成能拆卸地联接到所述机器人臂(104)的近侧底部部分(136)。此外，所述臂(138)可被构造成接纳所述球形端部部分(140)并且包括一个或更多个指示器(160)，所述指示器(160)被构造成跟踪所述机器人臂(104)和所述端部执行器(112)之间的对准。

【技术实现步骤摘要】

本公开总体上涉及机器人组件，更特别地，涉及用于将机器人臂与端部执行器对准的设备、系统和方法。
技术介绍
诸如机器人臂的机器人组件一般用于各种工业应用。可使用机器人臂来执行诸如，测量、制造、定位、组装部件等的自动化的重复功能以及其他功能，这原本会是麻烦的或者更难以用手来手动实现的。这种自动化处理不仅减少了所牵涉的加工量和潜在的人为误差，而且增加了整体生产率并且允许更灵活地执行任务。在飞行器制造应用中，例如，可用算法和数据将机器人臂预编程，这些算法和数据不仅能够自动化安装各种不同的飞行器组件，而且能容易地重新构造成以适应自动化处理中的特定变化。机器人臂常常构成为具有工作端部，工作端部可装配有被设计用于不同任务的各种可更换的端部执行器或工具。更特别地，工作端部可设置有通用连接器，通用连接器使用能拆卸的机械或气动机构来联接到不同类型的端部执行器。此外，机器人臂可被预编程，以在机器人臂能够达到的范围的一个或更多个工具架上可用并且能容易附接于机器人臂的工作端部的不同端部执行器之间自动地互换。然而，为了使机器人臂能够在不同端部执行器之间自动地互换，机器人臂可首先需要被教导关于不同端部执行器相对于工作架和/或机器人臂的底部定位在哪里，并且工作端部必须定位在哪里，以连接到工具架上的特定端部执行器。通常，由用手或用位置控制将机器人臂的工作端部向着工具架移动并进入用于附接到期望端部执行器的适宜位置的操作人员来执行教导处理。一旦工作端部正确连接到端部执行器，机器人臂相对于其底部的所得到的空间姿态可被存储在存储器中。通过针对工具架中的各个工具位置将空间姿态编程，例如以预设方式，机器人臂能够简单调用空间姿态中的任一个并且自主地更换或附接到位于该工具位置的端部执行器。然而，在教导处理期间，操作人员必须在六个自由度内不仅使用线性运动而且使用旋转运动将端部执行器正确对准机器人臂，由于通用或快速改变连接器的可视性有限，导致这样的操作会是困难的。尽管一些传统连接器板提供了对准销来一定程度地辅助对准处理，但教导处理仍然有很大的改进空间。因此，存在对于将机器人臂对准静止的端部执行器的改进技术的需要，该技术提供了简单而有效的方式来减少对准处理期间的未知量。
技术实现思路
按照本公开的一个方面，提供了一种将机器人臂与端部执行器对准的装置。该装置包括球形工具和接收器。所述球形工具可包括球形端部部分和被构造成能拆卸地联接到所述端部执行器的远侧底部部分。所述接收器可包括多个臂和被构造成能拆卸地联接到所述机器人臂的近侧底部部分。所述臂可被构造成接收所述球形端部部分并且包括一个或更多个指示器，所述指示器被构造成跟踪所述机器人臂和所述端部执行器之间的对准。按照本公开的另一个方面，提供了一种用于将机器人组件的对准进行编程的系统。该系统可包括：端部执行器，其具有工具侧连接底部；机器人臂，其具有相对于所述端部执行器能移动到多个可编程姿态中的一个的机器侧连接底部；具有球形端部部分和远侧底部部分的球形工具被构造成能拆卸地联接到所述工具侧连接底部；以及具有多个臂和近侧底部部分的接收器被构造成能拆卸地联接到所述机器侧连接底部。所述臂可被构造成能配合地接纳所述球形端部部分并且包括被构造成指示所述机器人臂和所述端部执行器之间的对准的一个或更多个指示器。按照本公开的其他方面，提供了一种将机器人臂与端部执行器对准的方法。该方法可包括：提供球形工具，所述球形工具具有球形端部部分和能拆卸地联接到所述端部执行器的远侧底部部分；提供接收器，所述接收器具有多个臂、多个指示器和能拆卸地联接到所述机器人臂的近侧底部部分；相对于所述端部执行器调节所述机器人臂的姿态，直到所述指示器指示正确对准；以及当所述指示器指示正确对准时，将所述机器人臂的姿态编程。已经讨论的特征、功能和优点可在各种实施方式中独立地实现或者可在其他实施方式中组合，可参照以下描述和附图明白它们的其他细节。附图说明图1是按照本公开的教导提供的一个示例性对准系统的立体图；图2是本公开的一个示例性对准系统的侧面平面图；图3是本公开第一个示例性接收器的立体图；图4是本公开的一个示例性球形工具的立体图；图5是图4的球形工具的立体图；图6是图4的球形工具的锁紧柱的剖视图；图7是图4的球形工具的锁紧销的剖视图；图8是图3的接收器的立体图；图9是本公开的另一个示例性指示器的立体图；图10是图9的指示器的立体图；图11是本公开的另一个示例性指示器的立体图；图12是图11的指示器的立体图；图13是本公开的另一个示例性指示器的立体图；图14是本公开的一个示例性对准方法的概略视图；图15是用于使用线性机器人移动将机器人臂对准端部执行器的本公开的一个示例性对准装置的侧面平面图；图16是被用于使用旋转机器人移动将机器人臂对准端部执行器的图15的对准装置的侧面平面图；图17是被用于将机器人臂的对准姿态编程的图15的对准装置的侧面平面图。具体实施方式尽管以下阐述了对众多不同实施方式的详细描述，但应该理解，法律上的保护范围由本专利末尾阐述的权利要求书的词语限定。具体实施方式将被理解为只是示例性的，并没有描述每个可能的实施方式，因为描述每个可能的实施方式将是不切实际的，如果并非不可能。可使用当前技术或在本专利的提交日期之后开发的技术来实现众多替代实施方式，这些实施方式仍将落入限定保护范围的权利要求书的范围内。还应该理解，除非本文中明确定义了术语，否则并不旨在明确地或隐含地将该术语的含义限制为超过其原本或普通的含义，并且此术语不应该被理解为被基于除了权利要求书语言外的本专利的任何部分中进行的任何陈述来限制范围。使本专利末尾的权利要求书中阐述的任何术语以与单个含义一致的方式在本文中引用，仅仅是为了不混淆读者的清晰性缘故这么做，并且此权利要求术语不旨在通过隐含或其他方式而限于该单个含义。现在，参照图1，示意性示出用于机器人组件102的对准系统100的一个示例性实施方式。如所示出的，机器人组件102可包括机器人臂104，机器人臂104可绕着其一个或更多个轴108相对于底部106旋转、枢转或以其他方式移动。机器人组件102还可以相对于一个或更多个工具架110移动，这些工具架110中的每个可携载能附接到机器人臂104的工作端部114的多个不同工具或端部执行器112。更具体地，工具架110可包括一个或更多个固定柱116，固定柱116被构造成以有助于机器人臂104自主地到达并且连接到端部执行器112并且更换之前连接的端部执行器112的能力的方式支承并定位各端部执行器112。此外，各可用的端部执行器112可被指定用于工具架110的各个柱116，使得一旦被编程或教导，机器人臂104可针对不同任务自主地取回或更换不同的端部执行器112。转到图2，更详细地提供了用于机器人组件102的对准系统100的另一个示例性实施方式。在所示出的机器人组件102中，机器人臂104的工作端部116可被构造成可配合地联接到针对不同应用设计的一个或更多个可更换工具或端部执行器112。例如，机器人臂104可联接到适合的端部执行器112并且用一个或更多个算法进行编程以执行特定任务(诸如，与测量、制造、定位、组装、安装等相关的任务)。如所示出的，对准系统100还可设有对准装置118，对准装置118可例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种将机器人臂(104)与端部执行器(112)对准的装置(118)，该装置包括：球形工具(134)，该球形工具(134)具有球形端部部分(140)和被构造成能拆卸地联接到所述端部执行器(112)的远侧底部部分(142)；以及接收器(132)，该接收器(132)具有多个臂(138)和被构造成能拆卸地联接到所述机器人臂(104)的近侧底部部分(136)；其中，所述臂(138)被构造成接纳所述球形端部部分(140)并且包括一个或更多个指示器(160)，所述指示器(160)被构造成跟踪所述机器人臂(104)和所述端部执行器(112)之间的对准。

【技术特征摘要】
2015.09.16 US 14/856,1871.一种将机器人臂(104)与端部执行器(112)对准的装置(118)，该装置包括：球形工具(134)，该球形工具(134)具有球形端部部分(140)和被构造成能拆卸地联接到所述端部执行器(112)的远侧底部部分(142)；以及接收器(132)，该接收器(132)具有多个臂(138)和被构造成能拆卸地联接到所述机器人臂(104)的近侧底部部分(136)；其中，所述臂(138)被构造成接纳所述球形端部部分(140)并且包括一个或更多个指示器(160)，所述指示器(160)被构造成跟踪所述机器人臂(104)和所述端部执行器(112)之间的对准。2.根据权利要求1所述的装置(118)，其中，所述远侧底部部分(142)包括被构造成与所述端部执行器(112)接合的多个锁定销(152)，并且所述近侧底部部分(136)包括被构造成接收所述机器人臂(104)的多个锁定销(152)的连接器，其中，所述球形工具(134)还包括同轴贯穿设置的锁紧柱(144)，所述锁紧柱(144)能相对于所述球形工具(134)轴向移动并且被构造成将所述远侧底部部分(142)的所述锁定销(152)选择性接合至锁定位置。3.根据权利要求1至2中的任一项所述的装置(118)，其中，所述远侧底部部分(142)被构造成能拆卸地联接到所述端部执行器(112)的工具侧连接底部(122)，并且所述近侧底部部分(136)被构造成能拆卸地联接到所述机器人臂(104)的机器侧连接底部(120)。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的装置(118)，其中，所述接收器(132)的所述臂(138)包括异形端部，所述异形端部被构造成能配合地接纳所述球形工具(134)的所述球形端部部分(140)并且绕着所述球形工具(134)的工具中心点(156)旋转。5.根据权利要求4所述的装置(118)，其中，所述球形端部部分(140)接合所述接收器(132)的所述异形端部，从而将所述接收器(132)和所述机器人臂(104)联接到所述球形工具(134)和所述端部执行器(112)。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的装置(118)，其中，所述臂(138)和所述指示器(160)被构造成指示所述机器人臂(104)和所述端部执行器(112)之间的中心点对准和臂对准。7.根据权利要求1所述的装置(118)，其中，所述指示器(160)能基于与所述球形端部部分(140)的相互作用而相对于所述臂(138)枢转地移位，所述指示器(160)的移位对应于所述机器人臂(104)和所述端部执行器(112)之间的至少中心点对准。8.根据权利要求7所述的装置(118)，其中，所述指示器(160)还包括一个或更多个感测装置(174)，所述感测装置(174)被构造成检测所述移位并且生成表征与所述端部执行器(112)关联的对应对准和偏移距离的一个或更多个输出。9.一种用于将机器人组件(102)的对准编程的包括根据权利要求1所述的装置的系统(100)，该系统还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·D·卡特，D·D·布洛赫，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：美国;US