柔性制造系统和方法技术方案

系统执行用于创建机器人控制代码的过程以制造产品。设计者用户界面显示虚拟零件，并接收用于处理和组装创建虚拟产品所需的虚拟零件的输入。设计者确定在用户界面上显示的用于处理和组装虚拟零件的选项。选择机器人的能力和选项以优化产品制造的指标。本发明专利技术的工具集产生机器人控制代码，该机器人控制代码利用选择的选项执行机器人能力序列以生产产品。操控虚拟机器人和虚拟零件的模拟器使用机器人控制代码来创建虚拟产品，以检查机器人控制代码。经过验证的机器人控制代码用于控制真实的机器人来创建产品。

【技术实现步骤摘要】
柔性制造系统和方法
本申请涉及机器人制造领域，具体地，涉及一种柔性制造系统和方法。
技术介绍
在常规的机器人产品制造中，必须在运行机器人制造过程之前确定设计、零件移动和机加工操作、零件组装和这些产品制造工艺的优化。这个过程可能非常复杂，并且在生产之前可能需要大量时间才能最终完成。除了仅仅考虑产品生产之外，还应基于以下标准对生产工艺进行优化：成本、上市时间、并行组装、设备负荷、节能、生产策略优势等。将基本产品设计转换为可销售产品的过程非常复杂，需要与产品各方面相关的许多关键设计选择，具体包括材料、工具、机械、零件组装工艺、部件设计和生产实施等。简化的过程包括以下主要阶段：1.产品需求识别阶段，其通常由市场营销部门完成，该阶段制定了产品的一般要求并生成功能设计要求说明文件。2.实施项目设计，具体包括列出具有功能设计要求说明文件中指定的特征的所有模块和组件。3.然后，技术设计者将设计细节映射到可用的技术和工具，以便完全验证产品制造方案的可行性。4.在设计被验证且工具、技术和资源可用以后，制造商可能会开始物理产品的创建。这些使用机器人的制造工艺的设计历来是人工计划的，这导致生产前准备时间较长。图1示出了设计验证过程的图，该过程使用可用的技术、工具、材料、供应品和其他资源来创建产品设计。规划和设计角色通常在每个阶段的不同人类专家之间分配。在所示的示例中，设计团队可以包括：设计者103、技术人员105和工厂专家107，他们使用的可用的知识(包括可用的技术111、可用的工具113、材料供应115和资源供应117)来扮演其在产品制造设计过程中的角色。设计者103可以使用计算机辅助设计(computeraideddesign,CAD)和计算机辅助工程(computeraidedengineering,CAE)工具来基于具体的产品要求来创建产品设计。产品设计可以包括诸如材料、紧固件、涂料、粘合剂和电子调节等详细信息。当建议的设计完成时，可能需要昂贵的分析、可用的资源以及实验来验证该设计选择。如果设计者认为可能没有满足产品要求，其可以请求对产品设计进行调整。通过迭代过程，设计人员最终可以创建满足产品要求的产品设计，并且该产品设计可以转发给技术人员105。技术人员105可以使用计算机辅助制造工具(computeraidedmanufacturing,CAM)和可用的知识资源来确定在工厂中是否有可用的所需产品制造工具技术。如果技术人员105认为由于工厂中缺少工具或技术而无法制造该设计，则技术人员105可以要求设计者103重新设计产品。替代地，技术人员105也可能要求工厂调整或请求工厂设备升级。技术人员105的工作也可能是一个迭代过程。一旦技术人员105确定产品设计仅需要工厂中可用的制造设备，则将工厂技术同意的设计转发给工厂制造专家107。工厂制造专家107可以审阅产品设计并请求技术修正，根据可用资源请求开发新技术，向管理部门发出升级工厂设备和/或技术支持的请求，或者查找材料供应渠道。一旦工厂专家批准了设计，就可以在制造该设计之前创建产品的概念原型证明。可以构建这些概念原型并且进行调整，直到工厂制造专家107对产品满意为止。一旦建立了所有工厂流程并且工厂提供了所有资源，就可以开始包括产品创建和组装的产品生产。该过程可以产生用于产品生产的产品技术文档，其可以包括：加工路线单、流程图、标准设备图表、生产说明、车间数据报表(shopdatastatement)、设备数据报表和材料数据报表。可以为与产品生产相关的所有类型的工作提供技术文档。加工路线单可以由准备工作文档的所有阶段组成，并且可以包含对具体序列过程中所有产品制造操作的制造工艺的描述，并指定设备、仪器、材料和人工支出。流程图可以提供用于制造产品的技术的图形或示意表示，并包括零部件数据、装配单元数据和材料数据。生产说明包括操作方法、控制生产过程的方法、使用设备或仪器的指导以及规定的安全措施。车间数据报表包含通过制造工厂的物品路线的信息。设备数据报表可以包含制造物品所需的附件和工具的清单。材料数据报表可以包括材料支出率的详细报表和摘要报表。现有技术中产品生产所需的技术文档的计划是一个非常复杂的问题，上述的设计、批准、验证过程非常耗时。例如，设计一辆汽车并使得工厂准备好汽车生产可能需要五到六年的时间。购买新车时，该车的设计可能已经是五年或更长时间之前的事情了。在大多数情况下，汽车工厂专门针对特定车型的生产，而在产品的重新定位和产品修改上并不灵活。如果工厂环境或产品要求方面发生了意外改变，则必须重新执行上述的产品制造设计过程。因此，非常需要提供一种能够简化产品设计并自动确定用于产品生产的机器人制造过程的改进系统。
技术实现思路
本专利技术涉及一种自动化的设计流程(DesignFlow)制造的方法，该方法允许对初始产品设计、技术工艺和制造设计进行实时修改。更具体地，本专利技术的系统执行：验证，测试并最终规划机器人和软件操作。本专利技术的系统还可以向设计者提供即时反馈，以便他们可以知道其设计是否适合生产。例如，设计者绘制零件或组件，而本专利技术的系统可以立即提供反馈，使得设计者了解如何生产该产品，该产品将花费多少钱以及所制造的产品将具有什么特性。本专利技术的方法可以由计算机软件控制，并且可以基于不同的产品制造的可能选项(例如估计的产品成本、产品制造时间、产品重量等)向设计者提供产品设计信息。例如，本专利技术的方法可以分析使用现有工具的产品设计和需要新工艺的产品设计。如果需要开发新技术，则新的机械运输、安装和启动时间会导致时间延迟，这会增加产品的初始成本。但是，在某些情况下，从长期来看，新技术的开发要求在战略上是有利的。如果新技术的开发比使用可用的制造设备具有更多的好处，则设计者用户可以要求新技术的工厂设备升级。本专利技术的方法可以执行用于使产品设计过程自动化的各种任务。在一个实施例中，该系统可以确定产品的特点，以确定合适的设计和生产方法。该系统可以对产品进行产品功能分析，从而可以在充分了解产品应如何工作的情况下做出所有设计决策，以便设计的制造工艺将生产出所需功能的产品。通过确定是否可以在不影响所需功能的前提下改进该产品，该系统可以运行可生产性和可用性设计研究来优化产品设计。该系统可以根据工厂中适用的技术来设计适合产品特定特征的制造工艺。该方法涉及创造合适的零部件创建、操纵、改进和组装序列，识别子组件，集成质量控制以及设计每个零件以使其结构和设计与组装方法兼容。该系统可以创建工厂优化的产品，适应任何工厂的具体能力。该系统可以创建产品制造方案并确定相关的依赖工艺。该系统可以优化任何工厂的现有技术工艺能力。该系统可以根据为了所建议的产品制造而选择的产品设计和技术工艺，创建一组建议的工厂升级。该系统可以将新产品添加到生产线中，以与正在生产的现有产品并行生产。该系统可以使现有产品适合在另一家工厂生产。该系统可以根据最佳设计和选定的技术工艺/依赖(dependencies)来设置对新工厂的要求。该系统的优势可以包括一个工厂系统，其使工人完全参与生产策略，以最少的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机器人制造产品的方法，所述方法包括：/n通过设计计算机上的设计者工具分析具有零件和组件的产品的产品设计以及一组产品要求，所述设计者工具与数据库相连接，所述数据库存储与工厂中可用的机器人工具和机器人工具能力有关的信息；/n通过所述设计者工具，从可用的机器人工具能力中确定机器人工具能力的序列，用于移动、机加工及组装零件和组件，以制造满足一系列产品要求的产品；/n通过所述设计者工具确定可用于制造满足所述一组产品要求的产品的机器人工具能力的可用工具选项；/n在所述设计计算机的用户界面上显示所确定的用于制造所述产品的机器人工具能力的序列以及所述可用工具选项；/n使用户能够通过所述设计计算机的用户界面选择一些显示的选项；/n通过所述设计者工具创建控制代码，以使用所述机器人工具能力的序列和选择的选项来通过在所述工厂中的机器人工具制造产品；/n通过所述设计计算机上的模拟器，使用创建的控制代码通过虚拟机器人工具模拟产品的制造；/n通过所述模拟器验证所创建的控制代码正确地制造了产品；以及/n使用所创建的控制代码通过在所述工厂中的机器人工具制造所述产品。/n

【技术特征摘要】
20190408 GB 1904979.01.一种用于机器人制造产品的方法，所述方法包括：
通过设计计算机上的设计者工具分析具有零件和组件的产品的产品设计以及一组产品要求，所述设计者工具与数据库相连接，所述数据库存储与工厂中可用的机器人工具和机器人工具能力有关的信息；
通过所述设计者工具，从可用的机器人工具能力中确定机器人工具能力的序列，用于移动、机加工及组装零件和组件，以制造满足一系列产品要求的产品；
通过所述设计者工具确定可用于制造满足所述一组产品要求的产品的机器人工具能力的可用工具选项；
在所述设计计算机的用户界面上显示所确定的用于制造所述产品的机器人工具能力的序列以及所述可用工具选项；
使用户能够通过所述设计计算机的用户界面选择一些显示的选项；
通过所述设计者工具创建控制代码，以使用所述机器人工具能力的序列和选择的选项来通过在所述工厂中的机器人工具制造产品；
通过所述设计计算机上的模拟器，使用创建的控制代码通过虚拟机器人工具模拟产品的制造；
通过所述模拟器验证所创建的控制代码正确地制造了产品；以及
使用所创建的控制代码通过在所述工厂中的机器人工具制造所述产品。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述设计者工具从所述可用的机器人工具能力中确定所述机器人工具能力的替代序列，以用于制造满足所述一组产品要求的产品；
在所述设计计算机的用户界面上显示所述机器人工具能力的替代序列；
通过所述设计者工具创建替代控制代码，以使用所述机器人工具能力的替代序列和选择的选项，通过在所述工厂中的机器人工具制造所述产品。
在模拟器上使用所述替代控制代码通过虚拟机器人工具模拟所述产品的制造；以及
通过所述模拟器验证所述替代控制代码提供所述产品的正确制造。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
由所述设计者工具确定在所述机器人工具能力的所确定的序列和所述机器人工具能力的替代序列中的机器人工具能力中的每一个机器人工具能力的处理时间，其中所述机器人工具能力的所确定的序列中的机器人工具能力的累积处理时间大于所述机器人工具能力的替代顺序中的机器人工具能力的累积处理时间；
在所述设计计算机的用户界面上显示所述机器人工具能力的所确定的序列和所述机器人工具能力的替代序列中的机器人工具能力中的每一个机器人工具能力的所确定的处理时间；
使用户能够通过所述用户界面选择所述机器人工具能力的替代序列；以及
使用所述替代控制代码通过在所述工厂中的机器人工具制造所述产品。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述设计者工具确定使用所述机器人工具能力的所确定的序列制造的产品的重量，以及使用所述机器人工具能力的替代序列制造的产品的替代重量，其中使用所述机器人工具能力的所确定的序列制造的产品的重量大于使用所述机器人工具能力的替代序列制造的产品的替代重量；
在所述设计计算机的用户界面上显示所述产品的重量和所述产品的替代重量；
使所述用户能够通过所述用户界面选择所述机器人工具能力的替代序列；和
使用所述替代控制代码通过在所述工厂中的机器人工具制造所述产品。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述设计者工具确定使用所述机器人工具能力的所确定的序列制造的产品的成本，以及使用所述机器人工具能力的替代序列制造的产品的替代成本，其中使用所述机器人工具能力的所确定的序列制造的产品的成本大于使用所述机器人工具能力的替代序列制造的产品的替代成本；
在所述设计计算机的用户界面上显示所述产品的成本和所述产品的替代成本；
使所述用户能够通过所述用户界面选择所述机器人工具能力的替代序列；和
使用所述替代控制代码通过在所述工厂中的机器人工具制造所述产品。


6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过所述设计者工具分析具有零件和组件的第...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·鲁尼茨基，A·沃琴科，Y·辛金，M·布赖辛，A·蒂巴耶夫，A·巴拉诺娃，K·克林金，
申请(专利权)人：来临机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB