用于共享工具制造和设计数据的系统、方法和装置制造方法及图纸

提供了一种用于实现工作表面的地形测量的位置感测工具。该工具包括用于映射工具环境以及用于在环境中定位工具的传感器。该工具实现在环境内的工具活动的跟踪。该工具实现与其它计算机系统的设计和制造协作。该工具使用工具定位、用户位置和工具环境感知来实现用户和工具环境的安全。该工具的某些实施例允许在工具环境中自动引导任务。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于共享工具制造和设计数据的系统、方法和装置相关申请的交叉引用本申请依据35U.S.C119要求于2016年8月19日提交的美国临时专利申请No.62/377,482、于2017年5月21日提交的美国临时专利申请No.62/509,159，以及于2017年5月21日提交的美国临时专利申请No.62/509,162的优先权权益，这所有三个专利申请都在此通过引用被整体并入本文。
技术介绍
在材料上绘制的视觉引导对于用户来说可能难以手动地跟随。此外，可能难以确定工具在材料上的位置。
技术实现思路
本公开的装置、系统和方法便于引导工具。在一些实施例中，该系统包括具有可以定位在诸如木材的一块材料的表面上的工作台的钻机或框架。该工具可以电气或机械耦合到框架，并且框架与工具一起可以在材料上通过。该系统可以包括传感器、相机或定位逻辑，以确定工具在材料上的位置并准确地将框架、工作台或工具移动(或提供用于用户移动的指令)到材料上的期望坐标。制造或生产操作可以包括在具有至少一个平面的一块材料上工作或与之一起工作，诸如从一块胶合板切割出一种形状。但是，对于工具来说，确定平面的边缘的地点可能是具有挑战性的，所述平面的边缘可能是矩形的，诸如在胶合板中，或者可能是平滑的轮廓，诸如2D模板的边缘。本解决方案的系统、方法和装置涉及用于检测边缘的形状和/或位置的系统。该工具可以配置有一种或多种技术，以便于引导工具的工作构件或钻头。例如，工具可以包括探针并且配置有横向探测技术，该技术测量材料或工件的表面，或者在工件上或相对于工件建立参考点。该工具可以探测工件轮廓的一个或多个点以数字化模板。该工具可以探测轮廓的一个或多个点，以在翻转之前和之后扫描工作材料的边缘，以对准用于双面加工的方案(plan)。该工具可以探测轮廓的一个或多个点以生成网格覆盖。在一些实施例中，该系统可以包括与数字处理器耦合的手持式工具。手持式工具可以包括已知或近似已知几何形状的物理元件，诸如探针。除了用作诸如钻头之类的探针之外，探针还可以是在除用于探测之外的一些其它能力中使用的工具的一部分。使用一个或多个传感器，系统可以确定探针在任意坐标系中的3D位置或地点，并存储该位置。系统可以通过检测工具框架的位置并使用从工具框架到探针的偏移来确定位置，或者系统可以直接检测位置。在一些实施例中，系统可以通过将手持式工具移动到探针几何形状与边缘接触的位置来检测材料的边缘。系统可以接收探针几何形状与材料边缘接触的指示。指示可以是经由工具的界面，诸如按钮，或者系统可以自动检测探针与边缘接触。系统可以将接触点存储在存储器中。系统或工具可以对材料的一个或多个接触点或边缘进行采样。手持式工具也可以沿着3D路径移动，在沿着3D路径移动期间，手持式工具在一些时间范围内与边缘接触而在其它时间范围内不与边缘接触。在一些实施例中，材料的表面可以用地点标记来标记，该地点标记有助于检测工具、工作构件或传感器相对于材料表面的地点。地点标记可以被设计或配置为便于通过工具的传感器进行简单、快速和可靠的检测。在一些实施例中，地点标记可以包括二进制图像或者以可以容易地被转换为二进制图像的方式构造。例如，地点标记可以包括可以用最小计算能力检测到的基准标记，诸如可以表示多米诺骨牌的黑白图像。在一些实施例中，本公开涉及一种指引或抽取可在材料表面上执行任务时生成的尘屑的系统、方法或装置。例如，当切割工具正在切割诸如木材的材料时，可能产生可使工具难以检测到可能放置在材料表面上的标记的锯屑。本公开的工具包括其中可以指引由切割材料生成的尘屑的腔体。例如，该腔体可以包括工具框架中的空隙，并且工具的风扇可以将尘屑引向腔体。此外，可以将真空吸尘器耦合到工具，使得可以经由通道抽取尘屑。在一些实施例中，本公开涉及用于确定工具相对于工作表面的位置的系统、方法或装置。该系统、方法或装置可以确定由工具的尖端(例如，切割钻头)施加的力的变化，以便确定切割工具的尖端何时接触或压靠材料的表面。例如，工具的尖端可以处于不接触工作表面的第一位置。尖端可以逐渐移动到接触材料表面的第二位置。当工具的尖端移动到第二位置时，该系统、方法或装置可以确定力的变化，力的变化可以指示工具尖端正在接触材料表面。例如，由于工具的尖端从底座卸下一些力，因此施加在工具底座上的力可能较小。本公开的至少一个方面涉及一种校准工具的位置检测的系统。该系统可以包括耦合到工具的底座。底座可以与工作表面接触。该系统可以包括具有一个或多个处理器的计算设备。该系统可以包括通信地耦合到计算设备的传感器。该系统可以包括由计算设备控制的马达。计算设备可以经由传感器识别指示由底座的一部分施加在工作表面上的力的量的参数的第一值。计算设备可以指示马达将工作构件朝工作表面延伸。在工作构件与工作表面接触时，计算设备可以经由传感器识别参数的第二值。计算设备可以将参数的第一值与参数的第二值进行比较，以生成第一值和第二值之间的差。计算设备可以响应于第一值和第二值之间的差大于阈值而确定工作构件相对于工作表面的z-轴位置。本公开的至少一个方面涉及一种评估工具的工作构件的位置的方法。该方法可以包括通信地耦合到包括一个或多个处理器的计算设备的传感器，其检测指示由工具的底座的一部分施加在工作表面上的力的量的参数的第一值。该方法可以包括由工具的一个或多个处理器控制的马达，其将工作构件朝工作表面延伸。底座可以至少部分地与工作表面接触。该方法可以包括当工作构件与工作表面接触时传感器检测参数的第二值。参数的第二值可以小于参数的第一值。该方法可以包括计算设备响应于第一值和第二值之间的差大于阈值而确定工作构件相对于工作表面的z-轴位置。至少一个方面涉及一种用于定位工具的工作构件的系统。该系统可以包括耦合到工具的底座。该系统可以包括包括一个或多个处理器的计算设备。该系统可以包括通信地耦合到计算设备的传感器。该系统可以包括由计算设备控制的马达。该系统可以包括计算设备，该计算设备被配置为经由传感器识别指示由底座的一部分朝工作表面施加的力的量的参数的第一值。计算设备可以指示马达将工作构件朝工作表面延伸。计算设备可以在工作构件与工作表面接触的情况下经由传感器识别参数的第二值。计算设备可以将参数的第一值与参数的第二值进行比较，以识别第一值和第二值之间的差。计算设备可以基于第一值和第二值之间的差大于阈值来确定工作构件相对于工作表面的z-轴位置。至少一个方面涉及一种定位工具的工作构件的方法。该方法可以包括由通信地耦合到包括一个或多个处理器的计算设备的传感器检测工具的底座的第一垂直位置的参数的第一值。该方法可以包括由计算设备控制的马达将工作构件朝工作表面延伸。该方法可以包括在工作构件与工作表面接触的情况下经由传感器检测指示工具的底座的第二垂直位置的参数的第二值。该方法可以包括由计算设备将参数的第一值与参数的第二值进行比较，以确定工具的底座的垂直位置的变化。该方法可以包括由计算设备基于工具的底座的垂直位置的变化来确定工作构件相对于工作表面的z-轴位置。至少一个方面涉及一种用于定位工具的工作构件的系统。该系统可以包括耦合到工具的底座。该系统可以包括包括一个或多个处理器的计算设备。该系统可以包括通信地耦合到计算设备的一个或多个传感器。该系统可以包括由计算设备控制本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于跟踪钻机的使用的系统，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，所述系统包括：一个或多个处理器；一个或多个传感器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器；以及一个或多个存储器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器并且具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时，使得所述系统：从第一计算机系统接收数字设计；至少部分地基于数字设计确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关；响应于使工作构件相对于工作表面移动，将部件与期望路径对准，其中对准包括：使用所述一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；以及至少部分地基于第一数据确定部件的位置数据；以及至少部分地基于在工作构件的运动期间收集到的位置数据向第二计算机系统发送跟踪数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.19 US 62/377,482;2017.05.21 US 62/509,159;1.一种用于跟踪钻机的使用的系统，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，所述系统包括：一个或多个处理器；一个或多个传感器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器；以及一个或多个存储器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器并且具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时，使得所述系统：从第一计算机系统接收数字设计；至少部分地基于数字设计确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关；响应于使工作构件相对于工作表面移动，将部件与期望路径对准，其中对准包括：使用所述一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；以及至少部分地基于第一数据确定部件的位置数据；以及至少部分地基于在工作构件的运动期间收集到的位置数据向第二计算机系统发送跟踪数据。2.如权利要求1所述的系统，其中所述跟踪数据包括与所述数字设计相关的参考。3.如权利要求1-2中任一项所述的系统，其中在确定所述期望路径之前修改所述数字设计。4.如权利要求1-3中任一项所述的系统，其中所述第一数据包括与放置在工作表面上的地点标记相关的信息。5.如权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述第一计算机系统和所述第二计算机系统是相同的。6.如权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述部件是适配器。7.如权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述部件是工作构件。8.一种跟踪钻机的使用的计算机实现的方法，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，所述方法包括：从第一计算机系统接收数字设计；至少部分地基于数字设计确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关；响应于使工作构件相对于工作表面移动，将部件与期望路径对准，其中对准包括：使用一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；以及至少部分地基于第一数据确定部件的位置数据；以及至少部分地基于在工作构件的运动期间收集到的位置数据向第二计算机系统发送跟踪数据。9.一个或多个计算机可读介质，存储用于跟踪钻机的使用的指令，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，其中当所述指令由一个或多个计算设备执行时，使得所述一个或多个计算设备中的至少一个计算设备：从第一计算机系统接收数字设计；至少部分地基于数字设计确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关；响应于使工作构件相对于工作表面移动，将部件与期望路径对准，其中对准包括：使用一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；以及至少部分地基于第一数据确定部件的位置数据；以及至少部分地基于在工作构件的运动期间收集到的位置数据向第二计算机系统发送跟踪数据。10.一种用于使用钻机实现协作的系统，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，所述系统包括：一个或多个处理器；一个或多个传感器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器；以及一个或多个存储器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器并且具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时，使得所述系统：使用所述一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；将获得的第一数据发送到第一计算机系统，其中第一数据与放置在工作表面上的地点标记相关；从第二计算机系统接收第二数据，其中第二数据至少部分地基于与第一数据相关的设计修改；以及至少部分地基于第二数据确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关。11.如权利要求10所述的系统，其中所述第一数据包括与工作表面的边缘的至少一部分相关的信息。12.如权利要求10-11中任一项所述的系统，其中所述第一数据至少部分地基于利用工作构件探测工作表面。13.如权利要求10-12中任一项所述的系统，其中所述第一数据包括图像数据，并且所述图像数据与工作表面的外观相关。14.如权利要求10-13中任一项所述的系统，其中所述第一计算机系统和所述第二计算机系统是相同的。15.如权利要求10-14中任一项所述的系统，其中所述部件是适配器。16.如权利要求10-15中任一项所述的系统，其中所述部件是工作构件。17.一种使用钻机实现协作的计算机实现的方法，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，所述方法包括：使用一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；将获得的第一数据发送到第一计算机系统，其中第一数据与放置在工作表面上的地点标记相关；从第二计算机系统接收第二数据，其中第二数据至少部分地基于与第一数据相关的设计修改；以及至少部分地基于第二数据确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关。18.一个或多个计算机可读介质，存储用于使用钻机实现协作的指令，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，其中当所述指令由一个或多个计算设备执行时，使得所述一个或多个计算设备中的至少一个计算设备：使用一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面相关的第一数据；将获得的第一数据发送到第一计算机系统，其中第一数据与放置在工作表面上的地点标记相关；从第二计算机系统接收第二数据，其中第二数据至少部分地基于与第一数据相关的设计修改；以及至少部分地基于第二数据确定部件的期望路径，其中部件的位置与工作构件的位置相关。19.一种用于确定与使用钻机的工作表面相关的信息的系统，所述钻机具有用于保持工作构件的适配器，所述系统包括：一个或多个处理器；一个或多个传感器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器；以及一个或多个存储器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器并且具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时，使得所述系统：使用所述一个或多个传感器中的至少第一传感器获得与工作表面的至少一部分相关的第一数据，其中第一传感器被定位在第一组一个或多个地点以获得第一数据；在工作构件与工作表面的边缘接触的情况下，获得与工作表面的至少一部分相关的第二数据，其中第一传感器被定位在第二组一个或多个地点以获得第二数据，并且第二组一个或多个地点不同于第一组一个或多个地点；至少部分地基于第一数据和第二数据确定部件的至少一个位置，其中所述部件的所述至少一个位置与工作部件的位置相关；以及至少部分地基于所述部件的所述至少一个位置确定工作表面的边缘的地点。20.如权利要求19所述的系统，其中可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器的所述一个或多个存储器中的至少一个存储器具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时，使得所述系统：至少部分地基于来自所述一个或多个传感器之一的信号识别工作构件与边缘接触。21.如权利要求19-20中任一项所述的系统，包括：可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个传感器的一个或多个接口，其中可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器的所述一个或多个存储器中的至少一个存储器具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个执行时，使得所述系统：至少部分地基于来自所述一个或多个接口之一的信号来识别工作构件与边缘接触。22.如权利要求19-21中任一项所述的系统，其中所述地点至少部分地基于工作构件的物理尺寸。23.如权利要求19-22中任一项所述的系统，其中所述部件的第一位置至少部分地基于放置在工作表面上的地点标记来确定。24.如权利要求19-23中任一项所述的系统，其中所述部件是所述一个或多个传感器中的至少一个。25.如权利要求19-24中任一项所述的系统，其中所述部件是适配器。26.如权利要求19-25中任一项所述的系统，其中所述部件是工作构件。27.一种确定与使用钻机的工作表面相关的信息的计算机实现的方法，所述钻机具有用于保持工作构件的适配器，所述方法包括：使用一个或多个传感器中的至少第一传感器获得与工作表面的至少一部分相关的第一数据，其中第一传感器被定位在第一组一个或多个地点以获得第一数据；在工作构件与工作表面的边缘接触的情况下，获得与工作表面的至少一部分相关的第二数据，其中第一传感器被定位在第二组一个或多个地点以获得第二数据，并且第二组一个或多个地点不同于第一组一个或多个地点；至少部分地基于第一数据和第二数据确定部件的至少一个位置，其中所述部件的所述至少一个位置与工作部件的位置相关；以及至少部分地基于所述部件的所述至少一个位置确定工作表面的边缘的地点。28.一个或多个计算机可读介质，存储用于确定与使用钻机的工作表面相关的信息的指令，所述钻机具有用于保持工作构件的适配器，其中当所述指令由一个或多个计算设备执行时，使得所述一个或多个计算设备中的至少一个计算设备：使用一个或多个传感器中的至少第一传感器获得与工作表面的至少一部分相关的第一数据，其中第一传感器被定位在第一组一个或多个地点以获得第一数据；在工作构件与工作表面的边缘接触的情况下，获得与工作表面的至少一部分相关的第二数据，其中第一传感器被定位在第二组一个或多个地点以获得第二数据，并且第二组一个或多个地点不同于第一组一个或多个地点；至少部分地基于第一数据和第二数据确定部件的至少一个位置，其中所述部件的所述至少一个位置与工作部件的位置相关；以及至少部分地基于所述部件的所述至少一个位置确定工作表面的边缘的地点。29.一种用于控制钻机的系统，所述钻机具有一个或多个致动器以移动用于保持工作构件的适配器，所述系统包括：一个或多个处理器；一个或多个传感器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器；以及一个或多个存储器，可操作地耦合到所述一个或多个处理器中的至少一个处理器并且具有存储在其上的指令，当所述指令由所述一个或多个处理器中的至少一个处理器执行时，使得所述系统：使用所述一个或多个传感器中的至少一个传感器获得与工作表面的至少一部分相关的第一数据；至少部分地基于第一数据确定部件的位置，其中所述部件的位置与工作部件的位置相关；使用所述部件的位置评估一个或多个触发规则；以及基于所述评估，触发一个或多个动作。30.如权利要求29所述的系统，其中所述一个或多个触发的动作与安全性相关。31.如权利要求29-30中任一项所述的系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·R·里弗斯，J·J·黑本施特赖特，I·E·莫耶，S·库特里斯，M·W·马丁，J·E·布卢姆，
申请(专利权)人：整形工具股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US