利用双多轴机器人装置检查零件的系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术的名称是“利用双多轴机器人装置检查零件的系统和方法”。本公开描述了使用一对多轴机器人装置执行零件的超声扫描的机器人检查系统的实施例。每个多轴机器人装置可包含可传送和/或接收超声信号以执行超声扫描的末端执行器。在一个实施例中，机器人检查系统包含可彼此独立地在零件的任一侧平移多轴机器人装置的线性滑动组件。

The System and Method of Checking Parts with Double Multi-Axis Robot Device

The name of the invention is \a system and method for inspecting parts by means of a dual multi-axis robot device\. The present disclosure describes an example of a robotic inspection system using a pair of multi-axis robotic devices to perform ultrasonic scanning of parts. Each multi-axis robot device may comprise an end effector capable of transmitting and/or receiving ultrasound signals to perform ultrasound scanning. In one embodiment, the robot inspection system includes linear sliding components that can independently move each other on either side of the part.

【技术实现步骤摘要】
利用双多轴机器人装置检查零件的系统和方法
本文所公开的主题涉及零件的无损测试和检查，并且更特别地，涉及使用多轴机器人装置通过将信号穿过该零件传递来执行检查的系统。
技术介绍
无损检查（“NDI检查”）涉及不损害结构或不要求重要分解地检验零件。这种类型的检查对于要求结构的外部和/或内部的彻底的检查的许多应用是有利的。例如，飞行器产业使用NDI检查来检查飞行器零件的内部和外部损坏、异常以及瑕疵（flaw）。技术人员可通过在结构上手动移动适当的传感器来执行NDI检查。NDI检查的示例可使用包含脉冲-回波（PE）、透射（through-transmission，TT）以及剪切波传感器的各种传感器以获得例如零件中的厚度计量、层状异常和孔隙度的检测、和/或裂缝检测的数据。手动检查要求技术人员在结构上移动传感器。在一些检查中，如果在结构中有任何异常，技术人员还必须观察显示器以确定异常的位置。因此，检查的质量很大程度上取决于技术人员的表现和技巧。尽管自动化（例如，机器人）的使用可补救许多手动检查的缺陷，但由于不能实时确定传感器（相对于零件）的精确位置，所以多轴机器人在NDI检查中相对于零件操纵传感器的用处不大。而是，操作多轴机器人的程序简单地指示机器人去何处，但不报告传感器的相对位置。当传感器采集数据时，此限制使相对于零件获得传感器的位置（例如，在三维空间）的能力具有挑战。此外，多轴机器人的限制更可能限制这些机器人与透射（TT）传感器的组合的应用，其中来自传感器的超声信号穿过零件从一个机器人传递到另一机器人。以上论述仅提供一般背景信息并且不旨在用作确定要求保护的主题的范围时的辅助。
技术实现思路
本公开描述示范性检查系统，其中在一个示例中，检查系统可使用多轴机器人以使用透射（TT）传感器进行检查。检查系统的一些所公开的实施例的实践提供大的检查包封以容纳大的零件（例如，飞行器零件）而不用典型地使用框架式线性自由度平移传感器的检查系统的成本、复杂性以及限制。在一个实施例中，本公开描述一种用于执行零件的扫描的检查系统。检查系统包含具有第一末端执行器（endeffector）的第一多轴机器人装置和具有第二末端执行器的第二多轴机器人装置。检查系统还包含滑动组件（slideassembly），该滑动组件包含第一线性滑动（linearslide）和第二线性滑动，用于分别在其上支撑第一多轴机器人装置和第二多轴机器人装置。在一个示例中，将第一线性滑动和第二线性滑动放置在零件的任一侧以允许第一多轴机器人装置的独立于第二多轴机器人装置的线性移动。在另一示例中，在扫描期间，将第一末端执行器和第二末端执行器安置在零件的相反侧，以在第一机器人装置和第二机器人装置之间交换信号。在另一实施例中，本公开描述一种用于实现零件的扫描的检查系统。检查系统包含具有可生成超声信号的第一末端执行器的第一多轴机器人装置，以及具有可接收超声信号的第二末端执行器的第二多轴机器人装置。检查系统还包含控制器，该控制器耦合到第一多轴机器人装置和第二多轴机器人装置的每个，控制器包含配置为执行一个或多个可执行指令的处理器。可执行指令包含用于在零件的相反侧安置第一末端执行器和第二末端执行器以穿过零件将超声信号从第一多轴机器人装置传递到第二多轴机器人装置的可执行指令。可执行指令还包含用于沿着扫描路径平移第一末端执行器和第二末端执行器以收集关于零件的超声数据的可执行指令，扫描路径包含对应于零件的计算机辅助设计（CAD）模型上的位置的检查点，检查点定义在何处收集超声数据。在又一实施例中，本公开描述一种用于执行零件的超声扫描的方法，该零件具有分别放置在第一多轴机器人装置和第二多轴机器人装置上的第一末端执行器和第二末端执行器。方法包含沿着扫描路径平移第一末端执行器和第二末端执行器以收集关于零件的超声数据的步骤，其中第一末端执行器传送超声信号，并且第二末端执行器在超声信号穿过零件传递后接收超声信号。该方法还包含生成显示的步骤，该显示包含超声数据和零件的模型，其中第一多轴机器人装置可独立于第二多轴机器人装置地从零件的第一端平移到第二端。本专利技术的简短描述仅旨在提供根据一个或多个说明性的实施例的本文所公开的主题的简短概述，并且不用作解释权利要求或定义或限制本专利技术的范围的引导，本专利技术的范围仅由所附的权利要求限定。提供此简短描述以用以下在详细描述中进一步描述的简化形式引入概念的说明性的选择。此简短描述不旨在识别要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用作确定要求保护的主题的范围时的辅助。要求保护的主题不限于解决背景中提到的任何或所有缺点的实现。附图说明所以本专利技术的特征在其中可以理解的方式，本专利技术的详细描述可以通过参考某些实施例而具有，其中的一些图示在附图中。然而，要注意，附图仅图示本专利技术的某些实施例并且因此不认为是其范围的限制，这是由于本专利技术的范围包含其它同样有效的实施例。附图不一定按比例，通常放置在其上强调，从而图示本专利技术的某些实施例的特征。在附图中，遍及各视图相似标号用于指示相似零件。因此，为了进一步理解本专利技术，可以结合附图作出下文的详细描述的参考，附图中：图1描绘示范性多轴机器人装置；图2描绘包含图1的一对多轴机器人装置的示范性检查系统；图3描绘操作例如图2的检查系统等检查系统的示范性方法的流程图；图4描绘图3的方法中的引导机器人装置的操作的扫描路径的示例，其中扫描路径可从零件的计算机辅助设计（CAD）模型生成；图5描绘示范性检查系统的布线示意图。具体实施方式本公开描述使用一对多轴机器人检查零件（也称为“资产”和/或“对象”）的机器人检查系统的实施例。检查可使用各种工具。出于本公开的目的，使用超声工具（即，可生成超声信号的工具）来描述机器人检查系统的各种特征和概念。然而，有关检查领域的技术人员将意识到用于扫描零件例如来识别缺陷和异常的其它类型的工具同样可应用于本文所论述的机器人检查系统。在一个实施例中，机器人检查系统可使用可将超声信号穿过零件从一个机器人传递到另一个机器人的相反超声工具来收集超声数据。多轴机器人支撑可移动臂上的超声工具，该可移动臂与机器人的其它可移动结构组合可通过多个自由度（例如，X、Y、Z、倾斜、摇摆、滚动）操纵超声工具。机器人检查系统还包含独立地平移机器人的线性滑动或轨道。在一个构造中，机器人平行于彼此地移动而保持足以穿过零件传递超声信号的超声工具的对准。为了个别机器人上的超声工具的尖端之间的真实位置对准，用于此目的的相反超声工具的对准的容差通常不可超过多于±1mm（或大约±0.003英寸）。以下的机器人检查系统可满足这些要求，并且更特别地，克服许多类型的多轴机器人中的固有限制，其中在这些多轴机器人上的末端执行器的实际位置的容差可超过用于超声工具的对准的可接受的限制。机器人检查系统的实施例还可将超声数据与零件的三维计算机辅助设计（CAD）模型相关。此特征允许实施例生成并显示数据（例如，超声数据）作为CAD模型的部分和/或CAD模型的覆盖。此特征示出零件的结构中的缺陷和缺点，例如，裂缝、解体、不连续、空隙以及孔隙度，所有这些可影响零件的性能。图1图示用于本公开的检查系统的示范性机器人装置100。用作机器人装置100的类型的机器人发现于工业装置（例如，汽车、飞行器等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于执行零件的扫描的检查系统，所述检查系统包括：第一多轴机器人装置，所述第一多轴机器人装置具有第一末端执行器；第二多轴机器人装置，所述第二多轴机器人装置具有第二末端执行器；滑动组件，所述滑动组件包括第一线性滑动和第二线性滑动，用于分别在其上支撑所述第一多轴机器人装置和所述第二多轴机器人装置，其中所述第一线性滑动和所述第二线性滑动放置在所述零件的任一侧以允许独立于所述第二多轴机器人装置的所述第一多轴机器人装置的线性移动，其中，在通过透射技术扫描期间，将所述第一末端执行器和所述第二末端执行器安置在所述零件的相对侧以在所述第一机器人装置和所述第二机器人装置之间交换信号；以及其中，在通过脉冲回波技术扫描期间，将所述第一末端执行器和所述第二末端执行器安置在所述零件的任一侧以允许独立于所述第二多轴机器人装置的所述第一多轴机器人装置的移动。

【技术特征摘要】
2011.12.09 US 13/3160001.一种用于执行零件的扫描的检查系统，所述检查系统包括：第一多轴机器人装置，所述第一多轴机器人装置具有第一末端执行器；第二多轴机器人装置，所述第二多轴机器人装置具有第二末端执行器；滑动组件，所述滑动组件包括第一线性滑动和第二线性滑动，用于分别在其上支撑所述第一多轴机器人装置和所述第二多轴机器人装置，其中所述第一线性滑动和所述第二线性滑动放置在所述零件的任一侧以允许独立于所述第二多轴机器人装置的所述第一多轴机器人装置的线性移动，其中，在通过透射技术扫描期间，将所述第一末端执行器和所述第二末端执行器安置在所述零件的相对侧以在所述第一机器人装置和所述第二机器人装置之间交换信号；以及其中，在通过脉冲回波技术扫描期间，将所述第一末端执行器和所述第二末端执行器安置在所述零件的任一侧以允许独立于所述第二多轴机器人装置的所述第一多轴机器人装置的移动。2.如权利要求1所述的检查系统，还包括第一工具变换器和第二工具变换器，其中所述第一多轴机器人装置能够选取所述第一工具变换器并且所述第二多轴机器人装置能够选取所述第二工具变换器以将所述第一末端执行器和所述第二末端执行器从生成信号的工具改变到对准工具来测量所述零件的位置。3.如权利要求2所述的检查系统，其中所述对准工具包括激光器。4.如权利要求1所述的检查系统，还包括与所述第一末端执行器耦合的第一诊断工具，其中所述第一诊断工具引起所述第一末端执行器生成超声信号。5.如权利要求1所述的检查系统，其中所述第一末端执行器和所述第二末端执行器生成流体流以将所述信号从所述第一末端执行器耦合到所述零件以及从所述零件耦合到所述第二末端执行器。6.如权利要求5所述的检查系统，其中所述流体是水。7.如权利要求1所述的检查系统，其中所述第一多轴机器人装置和所述第二多轴机器人装置具有六个自由度。8.如权利要求1所述的检查系统，其中所述第一多轴机器人装置作为主装置并且所述第二多轴机器人装置作为从装置，并且其中所述从装置响应于所述主装置的移动而移动。9.一种用于实现零件的扫描的检查系统，所述检查系统包括：第一多轴机器人装置，所述第一多轴机器人装置具有能够生成超声信号的第一末端执行器；第二多轴机器人装置，所述第二多轴机器人装置具有能够接收所述超声信号的第二末端执行器；第一线性滑动和第二线性滑动，所述第一线性滑动和第二线性滑动用于分别在其上支撑所述第一多轴机器人装置和所述第二多轴机器人装置；以及控制器，所述控制器耦合到所述第一多轴机器人装置和所述第二多轴机器人装置中的每一个，所述控制器包括配置为执行一个或多个可执行指令的处理器，所述一个或多个可执行指令包括可执行指令以用于：其中，在通过透射技术扫描期间，在所述零件的相对侧安置所述第一线性滑动和所述第二线性滑动，其中所述第一线性滑动独立并平行于所述第二线性滑动进行平移；在所述零...

【专利技术属性】
技术研发人员：TW小卢特，BW肖夫纳，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US