相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年5月21日提交標(biāo)題為“systemsandmethodsfortime-basedparallelroboticoperation”的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)序列號(hào)62/001,521的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用而結(jié)合于此如同其全部?jī)?nèi)容在本說(shuō)明書(shū)中陳述一樣。

背景技術(shù)：

除非這里另有表示，該部分中描述的材料對(duì)于本申請(qǐng)的權(quán)利要求來(lái)說(shuō)不是現(xiàn)有技術(shù)，并且不因包括在該部分中而被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)。

自動(dòng)化制造過(guò)程可能涉及可用于加工輸出產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置的使用，輸出產(chǎn)品例如為汽車(chē)、墻壁、一件家具或任何數(shù)量的其它物理結(jié)構(gòu)。機(jī)器人裝置可配備有末端執(zhí)行器安裝工具，例如鉗子或鉆孔機(jī)，可在加工過(guò)程期間使用。機(jī)器人裝置可用序列具體運(yùn)動(dòng)執(zhí)行和用于其它操作的指令編程以便使機(jī)器人裝置完成制造過(guò)程。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)提供方法和設(shè)備，其有助于允許工作單元內(nèi)的機(jī)器人操作的時(shí)間基、執(zhí)行執(zhí)行。工作單元可為制造環(huán)境或包含一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置和/或其它部件以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人處理自動(dòng)化的其它環(huán)境。在示例內(nèi)，可接收表示多個(gè)機(jī)器人裝置在工作單元內(nèi)移動(dòng)通過(guò)的目標(biāo)位置序列的操作序列。然后可為每個(gè)機(jī)器人裝置確定時(shí)基操作序列。時(shí)基序列可表示機(jī)器人裝置在全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步的位置，包括接收的目標(biāo)位置。由時(shí)基序列的并行執(zhí)行導(dǎo)致的可能的沖突可被識(shí)別，并且時(shí)基序列的修改可被確定以防止沖突。修改的時(shí)基操作序列然后可提供到機(jī)器人裝置，以用于在工作單元內(nèi)并行執(zhí)行。

在一個(gè)示例中，提供一種方法，其包括接收用于多個(gè)對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的有序的操作序列，其中有序的操作序列包括工作單元內(nèi)的有序的目標(biāo)位置序列。該方法也可包括由計(jì)算機(jī)裝置確定用于機(jī)器人裝置的每一個(gè)的時(shí)基操作序列，其中時(shí)基操作序列表示工作單元內(nèi)在對(duì)應(yīng)全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步的位置，其中時(shí)基操作序列內(nèi)的位置包括用于對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的來(lái)自有序的操作目標(biāo)位置序列。該方法還可包括確定涉及機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)潛在沖突，該沖突由工作單元內(nèi)的時(shí)基操作序列的并行執(zhí)行導(dǎo)致。該方法可另外包括修改時(shí)基操作序列以便防止一個(gè)或多個(gè)潛在沖突。該方法還可包括為由工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置在全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步上并行執(zhí)行修改的時(shí)基操作序列提供指示。

在進(jìn)一步示例中，公開(kāi)了包括非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)和保存在非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的程序指令的系統(tǒng)。程序指令由至少一個(gè)處理器可執(zhí)行以為多個(gè)對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置接收有序的操作序列，其中有序的操作序列包括工作單元內(nèi)的有序的目標(biāo)位置序列。程序指令還可執(zhí)行為確定用于機(jī)器人裝置的每一個(gè)的時(shí)基操作序列，其中時(shí)基操作序列表示工作單元內(nèi)在全局時(shí)間線(xiàn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間步的位置，其中時(shí)基操作序列內(nèi)的位置包括來(lái)自用于對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的有序的操作序列的目標(biāo)位置。程序指令也可執(zhí)行以確定涉及機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)潛在沖突，該潛在沖突可能由工作單元內(nèi)的時(shí)基操作序列的并行執(zhí)行導(dǎo)致。程序指令可另外執(zhí)行以修改時(shí)基操作序列以防止所述一個(gè)或多個(gè)潛在沖突。程序指令還可執(zhí)行以提供由工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置在全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步上并行執(zhí)行修改的時(shí)基操作序列的指示。

在另一個(gè)示例中，公開(kāi)了一種非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中保存了指令，該指令在由計(jì)算系統(tǒng)執(zhí)行時(shí)，引起計(jì)算系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能。功能可包括接收用于多個(gè)對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的有序的操作序列，其中有序的操作序列包括工作單元內(nèi)的有序的目標(biāo)位置序列。功能也可包括確定用于機(jī)器人裝置的每一個(gè)的時(shí)基操作序列，其中時(shí)基操作序列表示工作單元內(nèi)在全局時(shí)間線(xiàn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間步的位置，其中時(shí)基操作序列內(nèi)的位置包括來(lái)自用于對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的有序的操作序列的目標(biāo)位置。功能還可包括確定涉及機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)潛在沖突，該潛在沖突可能由工作單元內(nèi)的時(shí)基操作序列的并行執(zhí)行所導(dǎo)致。功能可另外包括修改時(shí)基操作序列以便防止所述一個(gè)或多個(gè)潛在沖突。功能還可包括提供由工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置在全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步上并行執(zhí)行修改的時(shí)基操作序列的指示。

在再一個(gè)示例中，一種系統(tǒng)包括用于接收用于多個(gè)對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的有序的操作序列的裝置，其中有序的操作序列包括工作單元內(nèi)的有序的目標(biāo)位置序列。該系統(tǒng)也可包括用于確定用于機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列的裝置，其中時(shí)基操作序列表示工作單元內(nèi)在全局時(shí)間線(xiàn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間步上的位置，其中時(shí)基操作序列內(nèi)的位置包括來(lái)自用于對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置的有序的操作序列的目標(biāo)位置。該系統(tǒng)還可包括用于確定涉及機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)潛在沖突的裝置，所述一個(gè)或多個(gè)潛在沖突可能由工作單元內(nèi)的時(shí)基操作序列的并行執(zhí)行導(dǎo)致。該系統(tǒng)可另外包括用于修改時(shí)基操作序列以便防止所述一個(gè)或多個(gè)潛在沖突的裝置。該系統(tǒng)還可包括用于提供由工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置在全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步上并行執(zhí)行修改的時(shí)基操作序列的指令的裝置。

前面的發(fā)明內(nèi)容僅為說(shuō)明性的而不意味著任何方式上的限制。除了上面描述的各方面、實(shí)施例和特征，進(jìn)一步的方面、實(shí)施例和特征通過(guò)參考附圖以及下面的具體實(shí)施方式和附圖將變得明顯易懂。

附圖說(shuō)明

圖1示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的制造控制系統(tǒng)的方塊圖。

圖2a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的具有7自由度的機(jī)器人的示意圖。

圖2b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的具有附加鉗子的機(jī)器人的示意圖。

圖2c示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的具有附加心軸的機(jī)器人的示意圖。

圖3a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的工具架的示意圖。

圖3b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的工具架和兩個(gè)機(jī)器人的示意圖。

圖4a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的具有3d模型的圖形界面。

圖4b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的具有3d模型的附加圖形界面。

圖5示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的節(jié)點(diǎn)基圖形界面和構(gòu)建過(guò)程可視化。

圖6a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于圖形界面的工具欄。

圖6b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的數(shù)字工具體系。

圖6c是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性工作流的方塊圖。

圖7是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性方法的方塊圖。

圖8a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的序列機(jī)器人操作的示例。

圖8b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的時(shí)間基機(jī)器人操作的示例。

圖8c示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的兩個(gè)機(jī)器人裝置并行操作的運(yùn)動(dòng)路徑。

圖8d示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于圖8c中的機(jī)器人裝置的可替代的運(yùn)動(dòng)路徑。

圖8e示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于圖8c中的機(jī)器人裝置的進(jìn)一步可替代的運(yùn)動(dòng)路徑。

具體實(shí)施方式

這里描述示例性方法和系統(tǒng)。這里描述的任何示例性實(shí)施例或特征不是必須解釋為在其它實(shí)施例或特征上優(yōu)選或有利的。這里描述的示例性實(shí)施例不意味著是限制。容易理解，所公開(kāi)的系統(tǒng)和方法的某些方面可在廣泛種類(lèi)的不同配置中設(shè)置和結(jié)合，其全部在這里明確地預(yù)期。

此外，圖中示出的特定設(shè)置方案不應(yīng)看作限制。應(yīng)理解，其它實(shí)施例可包括或多或少的給定附圖中示出的每個(gè)元件。此外，某些示出的元件可結(jié)合或省略。再次，示例性實(shí)施例可包括圖中沒(méi)有示出的元件。

i.概述

示例性系統(tǒng)和方法可幫助提供工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置的并行操作，例如被控制以制造輸出產(chǎn)品的工業(yè)機(jī)器人。機(jī)器人操作的序列，包括機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和工具動(dòng)作，可首先提供為對(duì)應(yīng)于工作單元內(nèi)的不同機(jī)器人裝置。在某些情形下，這些序列可由來(lái)自軟件創(chuàng)建環(huán)境的用戶(hù)產(chǎn)生。在其它示例中，用于單個(gè)機(jī)器人的序列可事先編程且保存用于后面執(zhí)行。機(jī)器人操作的序列可表示機(jī)器人裝置的終端執(zhí)行器在工作單元內(nèi)行進(jìn)通過(guò)的目標(biāo)位置的序列(例如，六個(gè)自由度的位置)。在示例內(nèi)，機(jī)器人操作的序列可參考全局時(shí)間線(xiàn)轉(zhuǎn)換成時(shí)基序列以允許工作單元內(nèi)的并行執(zhí)行。

在進(jìn)一步示例中，用于機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可指示機(jī)器人裝置之一的終端執(zhí)行器沿著全局時(shí)間線(xiàn)在時(shí)間戳上的位置。在某些情況下，特定時(shí)間間隔可分開(kāi)連續(xù)的時(shí)間戳。例如，在一個(gè)示例中，每個(gè)機(jī)器人裝置的位置可確定為沿著時(shí)間線(xiàn)的每12毫秒。在其它示例中，可采用不同的時(shí)間解析度，可取決于適當(dāng)?shù)挠布蛱囟üぷ鲉卧獌?nèi)的通信系統(tǒng)。

在另外的示例中，用于機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可包括來(lái)自用于機(jī)器人裝置的對(duì)應(yīng)的操作序列的目標(biāo)位置。例如，目標(biāo)位置可限定機(jī)器人裝置跟隨的通過(guò)工作單元的運(yùn)動(dòng)路徑(例如，在加工過(guò)程期間)。時(shí)基序列可包括目標(biāo)位置以便引起機(jī)器人裝置運(yùn)動(dòng)通過(guò)相同的運(yùn)動(dòng)路徑。

在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人裝置的其它位置在確定機(jī)器人裝置的時(shí)間基序列中可插入在連續(xù)目標(biāo)位置之間。例如，12毫秒的時(shí)間間隔可用于時(shí)間基序列，但是機(jī)器人裝置的操作序列可僅包括機(jī)器人裝置大約每秒可到達(dá)的目標(biāo)位置。在這樣的示例中，在連續(xù)目標(biāo)位置之間可確定位置以便為機(jī)器人裝置提供更光滑的運(yùn)動(dòng)路徑。例如，取代運(yùn)動(dòng)通過(guò)連接連續(xù)目標(biāo)位置的直線(xiàn)，可采用連續(xù)的曲線(xiàn)。在另外的示例中，可選擇位置以便最小化機(jī)器人裝置從一個(gè)目標(biāo)位置到達(dá)相鄰一個(gè)行進(jìn)所需的時(shí)間量。

在進(jìn)一步示例中，可預(yù)測(cè)由工作單元內(nèi)多個(gè)機(jī)器人裝置并行執(zhí)行機(jī)器人操作導(dǎo)致的可能的沖突。例如，用于幾個(gè)機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可同步到具有特定時(shí)間步解析度的共同時(shí)鐘。因此，工作單元內(nèi)每個(gè)機(jī)器人裝置的位置可沿著全局時(shí)間線(xiàn)在時(shí)間步上確定且用于確定何時(shí)沖突可能發(fā)生。在檢測(cè)到可能的沖突時(shí)，時(shí)基操作序列的一個(gè)或多個(gè)可被修改，以便允許沒(méi)有沖突的并行執(zhí)行。

在某些示例中，時(shí)基操作序列可修改以在努力最小化完成過(guò)程(例如，制造過(guò)程)所需的時(shí)間量的同時(shí)避免沖突。在一個(gè)示例中，機(jī)器人裝置的一個(gè)或多個(gè)的操作速度可沿著全局時(shí)間線(xiàn)在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)修改。例如，特定機(jī)器人可變慢以便避免與工作單元中的第二動(dòng)作機(jī)器人沖突。在進(jìn)一步示例中，有關(guān)全局時(shí)間線(xiàn)的速度曲線(xiàn)可努力為機(jī)器人裝置的每一個(gè)確定以允許機(jī)器人裝置盡快共同操作，同時(shí)避免工作單元中的任何沖突。

在其它示例中，一個(gè)或多個(gè)時(shí)基操作序列也同樣可以修改或替代以按照其它方式避免沖突。例如，可插入操作以引起裝置的一個(gè)或多個(gè)保持在工作單元內(nèi)的位置持續(xù)全局時(shí)間線(xiàn)內(nèi)的特定時(shí)間長(zhǎng)度。例如，第一機(jī)器人可被命令為保持位置，直到第二機(jī)器人完成通過(guò)工作單元的特定運(yùn)動(dòng)。在另外的示例中，時(shí)基操作序列內(nèi)的目標(biāo)位置之間的位置可確定為避免沖突，獨(dú)立于時(shí)間修改或與時(shí)間修改相結(jié)合。例如，第一機(jī)器人可被命令以在另一個(gè)機(jī)器人占據(jù)的區(qū)域周?chē)苿?dòng)以達(dá)到特定的目標(biāo)位置。

在進(jìn)一步示例中，用于機(jī)器人裝置的操作序列可包括對(duì)應(yīng)于每個(gè)機(jī)器人操作序列內(nèi)的操作的同步點(diǎn)，其必須在任何機(jī)器人可連續(xù)執(zhí)行操作前到達(dá)。例如，同步點(diǎn)可用于保證工作單元內(nèi)同步操作沒(méi)有沖突發(fā)生。通過(guò)轉(zhuǎn)換到時(shí)基操作序列，在某些示例中，某些同步點(diǎn)可能沒(méi)有必要避免沖突。替代地，沖突檢測(cè)可根據(jù)機(jī)器人裝置沿著全局時(shí)間線(xiàn)在時(shí)間步上的位置進(jìn)行。然而，在某些示例中，特定的操作可能仍然需要以時(shí)間基模式同步。例如，兩個(gè)機(jī)器人裝置可在工作空間內(nèi)的特定部件上操作(例如，第一機(jī)器人裝置可將螺釘插入在由第二機(jī)器人裝置保持的板中)。在這樣的示例中，這些同步點(diǎn)可識(shí)別為在時(shí)間基模式中要求同步的錨定點(diǎn)，而其它的同步點(diǎn)可在轉(zhuǎn)換到時(shí)間基模式時(shí)被去除。

下面將描述示例性系統(tǒng)，包括各種軟件和硬件部件。應(yīng)理解，在一些實(shí)施例中，可替代系統(tǒng)，例如，可省略特定的部件、結(jié)合部件和/或增加附加部件，也同樣可采用所公開(kāi)的方法。

ii.示例性控制系統(tǒng)

示例性實(shí)施例可提供在制造和加工工業(yè)中使用的多軸機(jī)器人系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)計(jì)劃和控制。示例性設(shè)計(jì)生產(chǎn)系統(tǒng)可允許用戶(hù)利用傳播到由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置采用一個(gè)或多個(gè)工具制造的產(chǎn)品的效果，改變?cè)谇岸松厦枋鲚敵霎a(chǎn)品的參數(shù)。在某些實(shí)施例中，用戶(hù)可提供有允許機(jī)器人施動(dòng)者的配置使用不同的工具集自動(dòng)化構(gòu)建過(guò)程的圖形界面。在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)可抽象化，從而用戶(hù)不必為了控制構(gòu)建過(guò)程而編程具體的機(jī)器人指令(例如，運(yùn)動(dòng)指令或工具指令)。因此，用戶(hù)可在沒(méi)有特定類(lèi)型機(jī)器人指令的具體知識(shí)的情況下設(shè)計(jì)構(gòu)建過(guò)程。另外，用戶(hù)可提供有一個(gè)或多個(gè)界面，以允許在制造過(guò)程內(nèi)、在離線(xiàn)運(yùn)動(dòng)編程期間和/或在運(yùn)行期間變化具體機(jī)器人操作上的控制量。

在進(jìn)一步示例中，用戶(hù)可提供有三維(3d)模型圖形界面，以允許用戶(hù)改變描述在物理世界中影響構(gòu)建過(guò)程的物理工作單元和/或所希望輸出產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)變量。另外，用戶(hù)界面可提供抽象方法以將物理物體數(shù)字表示為軟件環(huán)境內(nèi)的節(jié)點(diǎn)。特別是，用戶(hù)經(jīng)驗(yàn)可使用戶(hù)從能以很多不同方式配置和結(jié)合的工具陣列選擇以控制物理工作單元內(nèi)的不同類(lèi)型的機(jī)器人施動(dòng)者和硬件部件。

在進(jìn)一步示例中，物理工作單元可包括其上計(jì)劃物理構(gòu)建過(guò)程或在物理世界上發(fā)生的物理階段或多個(gè)物理階段。在某些實(shí)施例中，物理工作單元可包括各種不同的機(jī)器人施動(dòng)者和其它硬件部件以及在構(gòu)建過(guò)程中可能使用的物理材料。在進(jìn)一步示例中，物理工作單元可包含工具架和/或自動(dòng)工具更換裝置。在另外的示例中，物理工作單元可包含一個(gè)或多個(gè)不同類(lèi)型的傳感器。再者，物理工作單元可包括任何數(shù)量的不同尺度，包括用于特定構(gòu)建活動(dòng)的平臺(tái)。

應(yīng)理解，本公開(kāi)不是要按照本申請(qǐng)中描述的特定實(shí)施例來(lái)限制，其旨在對(duì)各方面的說(shuō)明。這里描述了示例性制造系統(tǒng)的眾多部件。也預(yù)期僅包含這些部件的某些或這些部件的任何組合的系統(tǒng)。在不脫離所公開(kāi)系統(tǒng)和方法的精神和范圍的情況下，可進(jìn)行很多的修改和變化。除了這里列舉的那些外，本公開(kāi)范圍內(nèi)的功能上等同的方法和設(shè)備對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。

示例性實(shí)施例可涉及制造控制系統(tǒng)的使用，以產(chǎn)生在構(gòu)建過(guò)程期間機(jī)器人手臂的自動(dòng)編程。圖1描述了示例性制造控制系統(tǒng)100。制造控制系統(tǒng)100可為制造環(huán)境的一部分，其用于控制一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置以使用一個(gè)或多個(gè)工具加工某些輸出產(chǎn)品。制造控制系統(tǒng)100可包括主控制10、輸入和反饋系統(tǒng)20、系統(tǒng)裝置40和安全系統(tǒng)90。從最基本的角度看，制造控制系統(tǒng)100可在輸入系統(tǒng)20通過(guò)主控制10給系統(tǒng)裝置40之一提供指令時(shí)運(yùn)行。

在一個(gè)潛在實(shí)施例中，作為制造控制系統(tǒng)100的一部分，輸入和反饋系統(tǒng)20可包括數(shù)據(jù)庫(kù)22、主輸入24、軟件控制26和獨(dú)立手動(dòng)控制28。作為輸入和反饋系統(tǒng)20的部分，數(shù)據(jù)庫(kù)22可操作以提供一套定時(shí)和位置數(shù)據(jù)以指揮系統(tǒng)裝置40內(nèi)的裝置施動(dòng)者42、44的全部或部分。兩個(gè)裝置施動(dòng)者42、44示出在圖1中，但是任何數(shù)量的裝置施動(dòng)者可用在制造控制系統(tǒng)100內(nèi)。作為選擇，數(shù)據(jù)庫(kù)22可保存通過(guò)與裝置施動(dòng)者42、44的操作和功能相關(guān)的手動(dòng)或單個(gè)運(yùn)動(dòng)或數(shù)據(jù)輸入產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫(kù)22也可保存與裝置施動(dòng)者42、44獨(dú)立產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，例如采用軟件控制26的軟件建模特征創(chuàng)建的數(shù)據(jù)。

主輸入24可為作用為操作與制造控制系統(tǒng)100執(zhí)行的特定構(gòu)建過(guò)程相關(guān)的所有裝置施動(dòng)者42、44的任何裝置。主輸入24可通過(guò)發(fā)送輸入控制信號(hào)到主控制10而運(yùn)行。主控制10然后可采用來(lái)自主輸入24的信號(hào)以發(fā)送單個(gè)控制信號(hào)到操作為用于特定制造過(guò)程的裝置施動(dòng)者42、44的多個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者。在一個(gè)潛在實(shí)施例中，裝置施動(dòng)者42、44的每個(gè)單個(gè)裝置可在從主輸入24接收信號(hào)時(shí)從主控制10提供控制信號(hào)，包括使未操作為用于制造過(guò)程的特定部分的裝置施動(dòng)者42、44的裝置保持現(xiàn)狀或不動(dòng)作狀態(tài)的信號(hào)。在選擇性實(shí)施例中，連接為制造控制系統(tǒng)100部分的裝置施動(dòng)者42、44的一部分可不從主控制被發(fā)送任何信號(hào)，作為用于制造過(guò)程的特定部分的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)100操作的部分。

在某些實(shí)施例中，在通過(guò)主控制10給多個(gè)裝置施動(dòng)者42、44發(fā)送控制信號(hào)中，軟件控制26可用作主輸入24的替代者。作為選擇，軟件控制26可控制裝置施動(dòng)者42、44當(dāng)中的單個(gè)裝置以控制單個(gè)裝置的特定操作。在其它潛在實(shí)施例中，軟件控制26功能為對(duì)代表物理工作單元的虛擬模擬環(huán)境內(nèi)的裝置施動(dòng)者42、44的單個(gè)裝置的行為建模。在這樣的實(shí)施例中，軟件控制26可包含用于單個(gè)裝置的軟件模型，其允許為裝置創(chuàng)建控制信號(hào)而不實(shí)際發(fā)送信號(hào)到裝置?？刂菩盘?hào)然后可保存在軟件控制26中、在數(shù)據(jù)庫(kù)22中、在作為主控制10一部分的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器部件內(nèi)、或者在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)，該計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器是為其創(chuàng)建控制的裝置施動(dòng)者42、44的裝置的一部分。在控制信號(hào)由軟件控制26創(chuàng)建且傳播到適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)位置后，來(lái)自軟件控制26或來(lái)自主輸入24的主控制信號(hào)可激活單個(gè)裝置的控制信號(hào)以與其它裝置施動(dòng)者42、44協(xié)同動(dòng)作。

在進(jìn)一步示例中，裝置施動(dòng)者42、44的某些裝置可另外具有獨(dú)立的手動(dòng)控制28。如上面有關(guān)軟件控制26所描述，用于單個(gè)裝置的控制信號(hào)可在軟件建模中創(chuàng)建。另外或替代，裝置可具有獨(dú)立手動(dòng)控制28，可用于操作裝置施動(dòng)者42、44的裝置。在為整個(gè)制造過(guò)程創(chuàng)建一套指令時(shí)，獨(dú)立手動(dòng)控制28可隨時(shí)間給出記錄到數(shù)據(jù)庫(kù)22或主控制10的存儲(chǔ)裝置的輸入指令。在采用獨(dú)立手動(dòng)控制28創(chuàng)建一套指令期間，獨(dú)立手動(dòng)控制28可直接與裝置施動(dòng)者42、44的相關(guān)裝置通信。作為選擇，獨(dú)立手動(dòng)控制28可給主控制10發(fā)送控制信號(hào)，其然后將該信號(hào)傳送到裝置施動(dòng)者42、44的相關(guān)裝置。

控制信號(hào)然后可從獨(dú)立手動(dòng)控制28(例如，分開(kāi)的用戶(hù)界面)的信號(hào)或從由相關(guān)裝置的操作創(chuàng)建的測(cè)量反饋?zhàn)x數(shù)的任何一個(gè)創(chuàng)建。另外，盡管在很多情形下，可能優(yōu)選使獨(dú)立手動(dòng)控制28在實(shí)時(shí)的控制信號(hào)創(chuàng)建期間實(shí)際控制相關(guān)的裝置，但是控制信號(hào)可替代為在不控制裝置的情況下創(chuàng)建。例如，如果輸入信號(hào)期待特定的時(shí)間標(biāo)記，則獨(dú)立手動(dòng)控制28可獨(dú)立于相關(guān)裝置而操作，并且可記錄該控制操作。因此，來(lái)自獨(dú)立手動(dòng)控制的用于裝置施動(dòng)者42、44的單個(gè)裝置施動(dòng)者的指示可集成在構(gòu)建過(guò)程中作為制造控制系統(tǒng)100的一部分。

在進(jìn)一步示例中，主控制10可通過(guò)在虛擬世界(例如，軟件控制26)和物理世界(例如，包含裝置施動(dòng)者42、44的物理工作單元)之間提供鏈接而允許構(gòu)建系統(tǒng)的各部件的實(shí)時(shí)控制。因此，物理世界內(nèi)的物理機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)可用于實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)虛擬機(jī)器人的當(dāng)前位置。類(lèi)似地，虛擬機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)也可或替代用于驅(qū)動(dòng)物理世界中的物理機(jī)器人的當(dāng)前位置。

在一個(gè)潛在實(shí)施例中，用于具體裝置施動(dòng)者的單個(gè)控制信號(hào)以由主控制內(nèi)的主機(jī)時(shí)鐘提供的共同基礎(chǔ)時(shí)間調(diào)入主控制的存儲(chǔ)器內(nèi)的單一文檔中。在操作期間，主控制可以以適當(dāng)?shù)拈g隔為每個(gè)裝置施動(dòng)者提取控制信號(hào)且給每個(gè)裝置施動(dòng)者提供單個(gè)控制信號(hào)。在選擇性實(shí)施例中，主控制可為不同的裝置施動(dòng)者保持分開(kāi)的單個(gè)控制信號(hào)文檔和定時(shí)數(shù)據(jù)，并且同步與單個(gè)控制文檔分開(kāi)的不同的控制信號(hào)。

在另一個(gè)選擇性實(shí)施例中，用于裝置施動(dòng)者的一部分的控制數(shù)據(jù)可由主控制傳輸?shù)较嚓P(guān)單個(gè)裝置施動(dòng)者內(nèi)的存儲(chǔ)器。在操作期間，在存儲(chǔ)器內(nèi)具有控制數(shù)據(jù)的裝置施動(dòng)者可接收表示全局時(shí)間線(xiàn)的位置、通過(guò)全局時(shí)間線(xiàn)的前進(jìn)速度或二者的同步信號(hào)。

網(wǎng)絡(luò)支持也可實(shí)現(xiàn)主控制10到一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)裝置40的通信。在一個(gè)潛在實(shí)施例中，網(wǎng)絡(luò)可包括根據(jù)ieee1588操作的ethercat網(wǎng)絡(luò)。在這樣的實(shí)施例中，在每個(gè)從節(jié)點(diǎn)利用現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)內(nèi)存管理單元在線(xiàn)(onthefly)處理數(shù)據(jù)包。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)可讀取給其選址的數(shù)據(jù)，而電報(bào)轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)裝置。類(lèi)似地，在電報(bào)通過(guò)的同時(shí)可插入輸入數(shù)據(jù)。電報(bào)可僅延時(shí)幾個(gè)納秒。在主機(jī)側(cè)，適合商業(yè)化的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)接口卡或板載以太網(wǎng)控制器可用作硬件接口。利用這些接口，通過(guò)直接存儲(chǔ)器存取傳輸?shù)街骺刂频臄?shù)據(jù)可在網(wǎng)絡(luò)存取不占用cpu容量的情況下實(shí)現(xiàn)。ethercat協(xié)議采用以太幀內(nèi)的官方分配的以太類(lèi)型。該以太類(lèi)型的使用可允許以太幀內(nèi)的控制數(shù)據(jù)直接傳輸，而不重新定義標(biāo)準(zhǔn)的以太幀。幀可由幾個(gè)子電報(bào)組成，其每一個(gè)服務(wù)邏輯處理圖像的特定存儲(chǔ)區(qū)域，其大小可達(dá)4千兆字節(jié)。以太網(wǎng)終端的尋址可為任何順序，因?yàn)閿?shù)據(jù)序列可獨(dú)立于物理順序。廣播、多址通信和從裝置之間的通信是可能的。

以太網(wǎng)幀中的直接傳輸可在ethercat部件在與主控制器的相同到子網(wǎng)中操作且控制軟件直接訪(fǎng)問(wèn)以太網(wǎng)控制器的情況下使用。ethercat中的配線(xiàn)靈活性還可通過(guò)不同電纜的選擇而最大化。靈活和偏移的標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)補(bǔ)丁電纜隨意在以太網(wǎng)方式(100base-tx)或在e-bus(lvds)信號(hào)表示法中傳輸信號(hào)。塑料光纖(pof)可用在較長(zhǎng)距離的具體應(yīng)用中。以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的完整寬帶，例如不同的光纖和銅纜，可與開(kāi)關(guān)或介質(zhì)轉(zhuǎn)換器結(jié)合使用?？焖俚囊蕴W(wǎng)(100base-fx)或e-bus可根據(jù)距離要求選擇。

此外，這樣的采用ethercat的實(shí)施例支持與分布時(shí)鐘的精確對(duì)位同步的方法，如ieee1588標(biāo)準(zhǔn)中所描述。與完全同步通信相反，在通信失敗的情況下立即容忍同步質(zhì)量，分布排列的時(shí)鐘與通信系統(tǒng)內(nèi)的可能的失敗相關(guān)延遲具有高度的公差。因此，數(shù)據(jù)交換可根據(jù)“母”和“女”時(shí)鐘在硬件中完全實(shí)現(xiàn)。每個(gè)時(shí)鐘可簡(jiǎn)單且精確地確定其它時(shí)鐘的運(yùn)行時(shí)間偏離，因?yàn)橥ㄐ爬眠壿嫼腿p工通信以太網(wǎng)物理環(huán)形結(jié)構(gòu)。分布的時(shí)鐘可根據(jù)這樣的值調(diào)整，這意味著抖動(dòng)明顯小于1毫秒的非常精確的網(wǎng)絡(luò)范圍時(shí)基是合適的。

然而，高解析度分布時(shí)鐘不僅用于同步，而且可能提供關(guān)于數(shù)據(jù)采集的當(dāng)?shù)貢r(shí)間的精確信息。例如，控制頻繁地計(jì)算來(lái)自順次測(cè)量位置的速度。特別是非常短的采樣時(shí)間，甚至位移測(cè)量中的非常小的暫時(shí)抖動(dòng)也可導(dǎo)致速度上的很大步進(jìn)變化。在包括ethercat的實(shí)施例中，可引入ethercat擴(kuò)展數(shù)據(jù)類(lèi)型(時(shí)間戳數(shù)據(jù)類(lèi)型、重復(fù)采樣數(shù)據(jù)類(lèi)型)。當(dāng)?shù)貢r(shí)間可以以達(dá)到10ns的解析度鏈接到測(cè)量值，這可由以太網(wǎng)提供的大寬帶實(shí)現(xiàn)。速度計(jì)算的精度于是可不再取決于通信系統(tǒng)的抖動(dòng)。

此外，在網(wǎng)絡(luò)包括ethercat的實(shí)施例中，熱連接功能使網(wǎng)絡(luò)的部分能夠“在線(xiàn)”鏈接和去耦或再配置。很多應(yīng)用要求操作期間i/o配置上的變化。ethercat系統(tǒng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)可計(jì)算這些變化的配置。

在進(jìn)一步示例中，安全系統(tǒng)90可提供為在對(duì)施動(dòng)者通過(guò)全局時(shí)間線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)建模中檢測(cè)裝置施動(dòng)者之間的潛在沖突的預(yù)防安全。此外，這樣的通過(guò)全局時(shí)間線(xiàn)的建?？捎糜跒榘踩到y(tǒng)90設(shè)定安全參數(shù)。裝置施動(dòng)者通過(guò)全局時(shí)間線(xiàn)的位置和速度的建模能識(shí)別物理工作單元的區(qū)域中的不安全區(qū)域和不安全時(shí)間。這樣的識(shí)別可用于設(shè)定物體檢測(cè)器的感測(cè)觸發(fā)器，物體檢測(cè)器是示例性安全系統(tǒng)的一部分。例如，如果某一裝置施動(dòng)者的5英尺內(nèi)的區(qū)域確定為沖突風(fēng)險(xiǎn)，并且另外10英尺的緩沖區(qū)域要求在操作中保證安全，則lidar檢測(cè)器可配置為在操作期間檢測(cè)裝置施動(dòng)者的15英尺區(qū)域內(nèi)的不希望的物體和運(yùn)動(dòng)，并且如果檢測(cè)到物體，則自動(dòng)創(chuàng)建安全性關(guān)閉。在選擇性實(shí)施例中，lidar檢測(cè)器可配置為，如果在危險(xiǎn)區(qū)域的周邊檢測(cè)到物體，則創(chuàng)建報(bào)警信號(hào)，并且如果檢測(cè)到的物體朝著潛在的沖突區(qū)域移動(dòng)，則僅創(chuàng)建關(guān)閉。

在交替實(shí)施例中，安全系統(tǒng)90可包括施動(dòng)者的建模和限定安全區(qū)域的模型。軟件控制中的施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)分析可允許建模的安全檢查看到，任何的施動(dòng)者是否與限定的安全區(qū)域沖突。在某些實(shí)施例中，安全區(qū)域可通過(guò)將固定體積的空間輸入軟件控制中，通過(guò)物理工作單元的圖像采集而限定。安全區(qū)域也可限定為根據(jù)安全區(qū)域中物體的檢測(cè)的運(yùn)動(dòng)、抖動(dòng)、速度或加速度而變化。在可替代實(shí)施例中，安全區(qū)域可通過(guò)從應(yīng)答器裝置數(shù)據(jù)輸入而限定。例如，應(yīng)答器定位裝置可連接到機(jī)器人裝置施動(dòng)者，并且安全區(qū)域由距應(yīng)答器的距離限定。應(yīng)答器可給軟件控制提供位置數(shù)據(jù)，這可更新軟件控制內(nèi)或主機(jī)安全控制內(nèi)的安全區(qū)域。在另一個(gè)實(shí)施例中，固定的安全區(qū)域可限定在軟件控制內(nèi)，并且在構(gòu)建過(guò)程的操作前的主機(jī)安全控制內(nèi)的安全plc前發(fā)布。

在某些實(shí)施例中，系統(tǒng)裝置40可另外包括一個(gè)或多個(gè)傳感器46和48，例如激光基、紅外或計(jì)算機(jī)視覺(jué)基傳感器。主控制10可在從位于物理工作單元內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)不同類(lèi)型的傳感器中流轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)。例如，來(lái)自傳感器的數(shù)據(jù)可反映物理工作單元內(nèi)的部件和/或材料的尺寸或其它特性，以及部件和/或材料當(dāng)前如何定位在現(xiàn)實(shí)世界內(nèi)。該數(shù)據(jù)然后可流轉(zhuǎn)出來(lái)到環(huán)境內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置施動(dòng)者42和44以控制機(jī)器人動(dòng)作，例如精確地限定拾取點(diǎn)或調(diào)整施加到特定材料的壓力以避免損壞材料。

在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人裝置施動(dòng)者42、44可配置為操作加工中所用的一個(gè)或多個(gè)工具，例如，心軸、鉗子、鉆、剪鉗或烙鐵。在某些實(shí)施例中，機(jī)器人裝置施動(dòng)者42、44可在構(gòu)建過(guò)程期間采用工具架和/或自動(dòng)工具更換裝置50在一個(gè)或多個(gè)工具之間轉(zhuǎn)換。例如，主控制10可包含編程邏輯以便使來(lái)自工具架50的工具的選擇和配備自動(dòng)化。在其它示例中，引起機(jī)器人裝置施動(dòng)者42、44之一利用工具架/工具更換裝置50更換工具的指示也可或替代地來(lái)自獨(dú)立手動(dòng)控制28。

iii.示例性系統(tǒng)裝置

現(xiàn)在參見(jiàn)圖2a-2c和3a-c，將描述系統(tǒng)裝置40的幾個(gè)非限制性示例，包括機(jī)器人裝置施動(dòng)者42、44和工具架/工具更換裝置50。盡管這些圖聚焦在機(jī)器人手臂的使用上，但是在某些示例中可以使用或可以替代使用其它類(lèi)型的裝置施動(dòng)者42、44或系統(tǒng)裝置40。

圖2a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的機(jī)器人裝置施動(dòng)者。特別是，機(jī)器人裝置施動(dòng)者200可包括機(jī)器人手臂202，其末端執(zhí)行器204能夠配備有一個(gè)或多個(gè)不同的工具。機(jī)器人手臂202可沿著六個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，如圖2a所示的a1-a6。在特定的示例中，機(jī)器人裝置施動(dòng)者200還能沿著一個(gè)或多個(gè)軸a0運(yùn)動(dòng)，例如沿著沒(méi)有示出的軌道，這允許邊到邊運(yùn)動(dòng)。在特定的實(shí)施例中，可給出指示以定位末端執(zhí)行器204在具體位置，并且機(jī)器人手臂204沿著a1-a6的位置和/或機(jī)器人裝置施動(dòng)者200沿著一個(gè)或多個(gè)軸a0的位置可由相關(guān)制造控制系統(tǒng)的過(guò)程計(jì)算。在選擇性實(shí)施例中，機(jī)器人裝置施動(dòng)者200和/或機(jī)器人手臂202的位置控制可要求分開(kāi)、單個(gè)設(shè)定和控制指令。在某些示例中也可以使用或替代地使用以幾個(gè)自由度操作的機(jī)器人裝置。

圖2b示出了配備有鉗子206的機(jī)器人裝置施動(dòng)者200。特別是，鉗子206可設(shè)置在機(jī)器人手臂202的末端執(zhí)行器204。鉗子206在構(gòu)建過(guò)程期間可用于各種功能，例如拾取物體或部件，移動(dòng)物體或部件、保持物體或部件，和/或設(shè)置物體或部件。可采用各種不同類(lèi)型的鉗子，例如真空鉗子、翻轉(zhuǎn)鉗子或被動(dòng)定心鉗子。另外，可采用具有不同尺寸或其它特性的鉗子，以能與物理工作單元內(nèi)的不同類(lèi)型的機(jī)器人施動(dòng)者一致。

圖2c示出了配備有心軸208的機(jī)器人裝置施動(dòng)者200。心軸208可包括在構(gòu)建過(guò)程內(nèi)各種功能所用的旋轉(zhuǎn)軸，各種功能例如為切割材料、成型材料、研磨或布線(xiàn)。心軸208可為各種不同的類(lèi)型，例如，研磨心軸、電心軸、低速心軸或高速心軸。另外，可采用具有不同尺寸或其它特性的心軸，取決于物理工作單元內(nèi)的不同類(lèi)型的機(jī)器人施動(dòng)者。在某些實(shí)施例中，其它類(lèi)型的工具也可由機(jī)器人裝置施動(dòng)者使用或由其替代。

圖3a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的工具架。工具架可包含很多的不同制造工具(例如，心軸或鉗子)，并且可與自動(dòng)工具更換裝置一起使用以便機(jī)器人裝置被配備有特定工具以在物理工作單元內(nèi)使用。在某些實(shí)施例中，工具架可包含沿著軌道300設(shè)置的幾個(gè)工具架模塊302、304、306、308，工具架模塊302、304、306、308的每一個(gè)包含一個(gè)或多個(gè)特定工具。在某些實(shí)施例中，工具架模塊302、304、306、308的一個(gè)或多個(gè)可沿著軌道300移動(dòng)。在進(jìn)一步示例中，工具架模塊可與從模塊接口，這允許特定工具從工具架模塊選擇且然后配備在機(jī)器人裝置上。例如，參見(jiàn)圖3a，工具架模塊302可與從模塊310接口，并且工具架模塊306可與從模塊312接口。

為了便利工具更換，工具架模塊可配備有內(nèi)置安全傳感器以最小化意外的工具取出和放下指令。另外，工具更換從模塊可包括io接線(xiàn)盒以簡(jiǎn)化通過(guò)io觸發(fā)器信號(hào)來(lái)控制工具。在某些實(shí)施例中，io斷接箱子可與時(shí)間控制系統(tǒng)接口，時(shí)間控制系統(tǒng)例如為關(guān)于圖1描述的主控制10，其控制物理工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置。主控制10可用于指揮特定機(jī)器人裝置的工具更換，這可在運(yùn)行期間采用軟件控制26和/或由獨(dú)立手動(dòng)控制28事先配置。

圖3b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用工具配備機(jī)器人裝置的工具架的使用。特別是，第一機(jī)器人裝置314移動(dòng)其末端執(zhí)行器316到與工具架的工具架模塊302接口的從模塊310之上的位置。例如，機(jī)器人裝置314可通常配備有鉗子318，并且可控制為移動(dòng)到工具架以便將鉗子318放置在工具架中且配備由工具架模塊302保持的不同工具。另外，第二機(jī)器人裝置320可已經(jīng)將其末端執(zhí)行器322定位在從模塊312上以便配備已經(jīng)由從模塊312保持的心軸324。在配備心軸324后，機(jī)器人裝置320然后可處理以遠(yuǎn)離工具架移動(dòng)且采用心軸324完成操作。工具架模塊可定位在工具架上，從而多個(gè)機(jī)器人裝置可同時(shí)配備或更換工具。在某些實(shí)施例中，附加的支架模塊304、308可包含附加工具，該附加工具可由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置配備。

在進(jìn)一步示例中，可采用來(lái)自控制系統(tǒng)，例如關(guān)于圖1描述的主控制10的指示以便指示機(jī)器人裝置如何在運(yùn)行期間配備工具(例如，確定工具在工具架內(nèi)何處且實(shí)時(shí)解決末端執(zhí)行器問(wèn)題，以便定位末端執(zhí)行器在從模塊之上而使機(jī)器人裝置拾取工具)。在另外的示例中，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(例如，用于供電驅(qū)動(dòng)心軸的vfd)可安裝在物理工作單元內(nèi)的分開(kāi)固定的位置，以便在工具更換裝置系統(tǒng)上供電。

iv.示例性圖形界面

圖4a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的包含3d模型的圖形界面。如所示，圖形界面400可包括輸入窗口402，輸入窗口402可允許用戶(hù)輸入與輸出產(chǎn)品406相關(guān)的參數(shù)，輸出產(chǎn)品406例如為采用單個(gè)棍子構(gòu)建的墻。輸入窗口402可允許用戶(hù)輸入?yún)?shù)404，參數(shù)404可涉及輸出產(chǎn)品的各方面，包括尺寸、密度、曲率特性、其它幾何特性、所用材料和/或其它數(shù)值輸入。輸入可用于得出用于輸出產(chǎn)品406的參數(shù)方案。另外，輸入可用于在圖形界面400的顯示窗口408內(nèi)產(chǎn)生輸出產(chǎn)品406的草圖。

圖4b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的基于不同用戶(hù)輸入?yún)?shù)的三個(gè)不同輸出產(chǎn)品。圖形界面440的第一示意圖可包含輸入窗口402和顯示窗口408。輸入窗口402可允許用戶(hù)輸入與所希望輸出產(chǎn)品相關(guān)的參數(shù)404，包括產(chǎn)品尺寸、密度、曲線(xiàn)偏移、曲率量或類(lèi)型和/或其它幾何或數(shù)字輸入。根據(jù)輸入?yún)?shù)404，輸出產(chǎn)品406的幾何表示可顯示在顯示窗口408內(nèi)。在某些實(shí)施例中，用戶(hù)可修改單個(gè)參數(shù)404以便改變輸出產(chǎn)品406的各方面。

例如，圖形界面450的第二示意圖根據(jù)輸入窗口402內(nèi)的不同輸入?yún)?shù)404在顯示窗口408示出了不同的輸出產(chǎn)品406。在該示例中，輸出產(chǎn)品406的尺寸和/或生產(chǎn)輸出產(chǎn)品406所用的材料可修改為生產(chǎn)具有更大高度的輸出產(chǎn)品406，如第二示意圖450所示。此外，第三示意圖460根據(jù)輸入窗口402內(nèi)的不同輸入?yún)?shù)404在顯示窗口408內(nèi)示出了另一個(gè)不同的輸出產(chǎn)品406。例如，輸出產(chǎn)品的與曲率相關(guān)的參數(shù)可由用戶(hù)修改，以便生產(chǎn)另一個(gè)不同的輸出產(chǎn)品406，如第三示意圖460所示。

圖5示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于建造機(jī)器人構(gòu)建過(guò)程的圖形界面。例如，圖形界面可為如上面關(guān)于圖1描述的軟件控制26的部分。如所示，圖形界面500可包含允許用戶(hù)控制構(gòu)建過(guò)程各方面的輸入窗口502，包括建造期間所用的與機(jī)器人施動(dòng)者、工具、運(yùn)動(dòng)路徑和工具操作相關(guān)的節(jié)點(diǎn)。圖形界面500可另外包含顯示窗口510，顯示窗口510包含物理工作單元的3d幾何圖，包括諸如機(jī)器人施動(dòng)者、工具、材料和/或建造的輸出產(chǎn)品的部件。在示例性實(shí)施例中，輸入窗口502可提供視覺(jué)編程界面或可允許用戶(hù)輸入?yún)?shù)的不同類(lèi)型的界面，輸入的參數(shù)描述所希望的輸出產(chǎn)品和/或關(guān)于施動(dòng)者和工具在構(gòu)建過(guò)程中使用的信息。采用輸入窗口502采集的輸入數(shù)據(jù)可用于控制顯示窗口510內(nèi)顯示的物理工作單元的幾何形狀和/或其它方面。

在一個(gè)示例中，用戶(hù)可采用輸入窗口502輸入控制構(gòu)建過(guò)程的參數(shù)，輸入窗口502包含視覺(jué)編程界面，例如采用視覺(jué)編程語(yǔ)言構(gòu)建的界面，例如稱(chēng)為grasshopper的商業(yè)軟件程序。界面可允許用戶(hù)包括一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)504，節(jié)點(diǎn)504可表示構(gòu)建過(guò)程的部件，例如表示機(jī)器人的不同類(lèi)型和/或配置的機(jī)器人節(jié)點(diǎn)、如表示工具的不同類(lèi)型和/或配置的工具節(jié)點(diǎn)、表示可用io的類(lèi)型的io節(jié)點(diǎn)、表示機(jī)器人施動(dòng)者運(yùn)動(dòng)的可能軌道的軌道節(jié)點(diǎn)、以及用于確定機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)命令和其它類(lèi)型命令的命令節(jié)點(diǎn)。

如圖5的窗口502內(nèi)所示，單個(gè)節(jié)點(diǎn)504可采用連接器506連接在一起。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的連接器506可表示第一節(jié)點(diǎn)的輸出用作第二節(jié)點(diǎn)的輸入。例如，單一機(jī)器人節(jié)點(diǎn)可從幾個(gè)不同的部件節(jié)點(diǎn)接收輸入信息，幾個(gè)不同的部件節(jié)點(diǎn)例如為表示機(jī)器人類(lèi)型、機(jī)器人所用工具類(lèi)型、機(jī)器人可沿其行進(jìn)的軌道等節(jié)點(diǎn)。

在進(jìn)一步示例中，圖5的窗口502可包含時(shí)間線(xiàn)508。時(shí)間線(xiàn)508可具有表示當(dāng)前時(shí)間戳(例如，圖中所示的83)的指針，時(shí)間戳可表示制造過(guò)程的特定時(shí)間點(diǎn)。另外，時(shí)間線(xiàn)508可包含以特定速度執(zhí)行構(gòu)建過(guò)程或者快速行進(jìn)或返回構(gòu)建過(guò)程的按鈕。時(shí)間線(xiàn)508可用于控制在顯示窗口510內(nèi)顯示物理工作單元的幾何形狀和/或其它方面的時(shí)間點(diǎn)。此外，時(shí)間線(xiàn)508可用于表示用于模擬構(gòu)建過(guò)程或在軟件內(nèi)可視化物理世界內(nèi)發(fā)生的實(shí)際物理構(gòu)建過(guò)程任何一個(gè)目的的特定時(shí)間點(diǎn)。

如圖5所示，用戶(hù)界面可另外包含顯示窗口510，顯示窗口510可根據(jù)來(lái)自輸入窗口502的輸入顯示物理工作單元的幾何形狀和/或其它方面。例如，除了別的之外，顯示窗口510可包括與機(jī)器人施動(dòng)者、工具、構(gòu)件材料、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑和輸出產(chǎn)品相關(guān)的幾何形狀。在一個(gè)示例中，顯示窗口510可采用諸如rhinoceros的商業(yè)3d建模軟件設(shè)計(jì)，如圖5所示。顯示窗口510可顯示特定物理工作單元512的幾何形狀。顯示窗口510可包括選項(xiàng)以改變物理工作單元512的透視圖和/或物理工作單元512的縮小或放大圖。

物理工作單元512可包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者514。機(jī)器人施動(dòng)者514可為如上面有關(guān)圖1描述的裝置施動(dòng)者42和/或44和/或如有關(guān)圖2a-2c描述的機(jī)器人裝置200。對(duì)不同類(lèi)型和/或來(lái)自不同制造者的多軸機(jī)器人系統(tǒng)的很多不同類(lèi)型可提供支持。在某些實(shí)施例中，機(jī)器人施動(dòng)者514的一個(gè)或多個(gè)可為傳統(tǒng)的六軸機(jī)器人。在另外的示例中，另外或替代，可配置為沿著更少或更多軸操作的其它類(lèi)型的機(jī)器人可包括在物理工作單元512內(nèi)使用。

在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人施動(dòng)者可在軟件界面內(nèi)表示為機(jī)器人節(jié)點(diǎn)，機(jī)器人節(jié)點(diǎn)可與很多可互換的部件節(jié)點(diǎn)放在一起，包括表示不同商業(yè)機(jī)器人的制造和模型的機(jī)器人節(jié)點(diǎn)、表示諸如鉗子、心軸的可用于加工的不同類(lèi)型物理工具的工具節(jié)點(diǎn)、表示可用于與機(jī)器人施動(dòng)者通信的不同類(lèi)型io的io節(jié)點(diǎn)、以及表示機(jī)器人可沿其移動(dòng)的不同類(lèi)型軸的軌道節(jié)點(diǎn)。在某些實(shí)施例中，單個(gè)工具和/或工具參數(shù)(例如腕部安裝偏移或工具中心點(diǎn))也可抽象在可由用戶(hù)裝配在復(fù)合工具中的部件中。

顯示窗口510可另外包含表示單個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者514的運(yùn)動(dòng)路徑的一個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)路徑516。運(yùn)動(dòng)路徑516可表示機(jī)器人施動(dòng)者514在構(gòu)建過(guò)程期間要采取的路徑，例如拾取材料且將其連接到正建造的物體。在某些實(shí)施例中，運(yùn)動(dòng)路徑516還可表示將發(fā)生特定輸入或輸出動(dòng)作的點(diǎn)。例如，運(yùn)動(dòng)路徑516上的“x”可表示機(jī)器人施動(dòng)者514使用諸如鉗子的工具拾取特定類(lèi)型材料的點(diǎn)。在進(jìn)一步示例中，運(yùn)動(dòng)路徑516可與來(lái)自輸入窗口502的時(shí)間線(xiàn)508同步。因此，在某些實(shí)施例中，根據(jù)由時(shí)間線(xiàn)508表示的時(shí)間戳，可使得機(jī)器人施動(dòng)者514可沿著運(yùn)動(dòng)路徑516移動(dòng)到特定時(shí)間點(diǎn)的位置。

物理工作單元512可另外包含在構(gòu)建過(guò)程期間使用的一個(gè)或多個(gè)材料518。在該簡(jiǎn)化的示例中，材料518由用于構(gòu)建墻520的輥?zhàn)咏M成。可確定機(jī)器人施動(dòng)者514要采取的運(yùn)動(dòng)路徑516以便將單個(gè)棍子518移動(dòng)到墻520上。在其它示例中，各種不同類(lèi)型的材料，包括諸如膠水的連接材料，可由機(jī)器人施動(dòng)者同時(shí)使用來(lái)構(gòu)建更加復(fù)雜的輸出產(chǎn)品。

在進(jìn)一步示例中，物理工作單元512也可包含在構(gòu)件過(guò)程中可用的圖5中沒(méi)有示出的其它部件。例如，可包括一個(gè)或多個(gè)傳感器以感測(cè)有關(guān)物理工作單元中的機(jī)器人施動(dòng)者和/或材料的信息，以便影響機(jī)器人施動(dòng)者采取的運(yùn)動(dòng)路徑。例如，扭矩傳感器可用于確定是否特定一件的材料可能在應(yīng)力下斷裂?？刂葡到y(tǒng)，例如上面關(guān)于圖1描述的主控制10，可用于與物理工作單元內(nèi)的機(jī)器人施動(dòng)者和/或傳感器接口。

在某些實(shí)施例中，顯示窗口510可給用戶(hù)提供物理工作單元的多個(gè)3d視圖，并且可允許用戶(hù)改變特定視圖的方位和/或縮放。在其它示例中，顯示窗口510也可或替代呈現(xiàn)物理工作單元的其它類(lèi)型的表達(dá)，例如數(shù)字表達(dá)。

v.示例性系統(tǒng)工作流

在某些實(shí)施例中，輸入窗口可另外包含工具欄，工具欄包含控制構(gòu)建過(guò)程各方面的數(shù)字工具。圖6a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的用于圖形界面的工具欄。工具欄602可配備有各種不同的工具箱604，工具箱604可用于在圖形界面的輸入窗口內(nèi)設(shè)計(jì)或控制構(gòu)建過(guò)程。工具箱604可提供有數(shù)字工具，例如，該數(shù)字工具涉及產(chǎn)生機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑、不同平面或軸之間的變換、描述機(jī)器人施動(dòng)者、描述物理構(gòu)建工具、排序單個(gè)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、從機(jī)器人施動(dòng)者輸入和/或輸出到機(jī)器人施動(dòng)者的數(shù)據(jù)通信、虛擬軟件環(huán)境和物理工作單元之間的映射、和/或?qū)崿F(xiàn)構(gòu)建過(guò)程的可視化。

圖6b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的工具欄內(nèi)數(shù)字工具的機(jī)構(gòu)。如所示，數(shù)字工具可分成很多不同的種類(lèi)。數(shù)字工具然后可結(jié)合使用以設(shè)計(jì)構(gòu)建過(guò)程，如圖6c所示。圖6c是根據(jù)示例性實(shí)施例的示例性工作流的方塊圖。特別是，圖6c示出了涉及很多數(shù)字工具的工作流，數(shù)字工具在如圖6a和圖6b所示的工具欄內(nèi)或者由圖形界面內(nèi)的其它手段可訪(fǎng)問(wèn)。如所示，數(shù)字工具可分成很多不同的種類(lèi)。來(lái)自很多不同種類(lèi)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字工具可由用戶(hù)選擇以影響構(gòu)建過(guò)程的特定方面，包括過(guò)程中可用的在物理工作單元內(nèi)的機(jī)器人施動(dòng)者和其它部件。

在一個(gè)示例中，工具欄可包括路徑工具608，涉及產(chǎn)生可用于確定機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)路徑的目標(biāo)平面。在某些實(shí)施例中，路徑工具608可看作描述所希望輸出產(chǎn)品的輸入幾何圖形606，例如由參數(shù)建模軟件grasshopper產(chǎn)生的幾何圖形。例如，輸出產(chǎn)品的幾何圖形606可根據(jù)輸入窗口內(nèi)規(guī)定輸出幾何圖形各方面的用戶(hù)輸入而產(chǎn)生，包括尺寸、密度、曲率和材料等。路徑工具608然后可根據(jù)輸出產(chǎn)品的幾何圖形606確定用于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑的目標(biāo)平面。

在某些實(shí)施例中，輸出產(chǎn)品的幾何圖形606可包括特定的樣條、表面和/或輸出產(chǎn)品內(nèi)要包括的其它幾何構(gòu)造。路徑工具608然后可提供快捷鍵，用于產(chǎn)生在格式上與輸出產(chǎn)品各方面相關(guān)的目標(biāo)平面，可轉(zhuǎn)換成特定的機(jī)器人軌跡，該軌跡可用于加工包含目標(biāo)平面的輸出產(chǎn)品。例如，除了工具定義和材料特性外，用于單個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)路徑然后可作為目標(biāo)平面的函數(shù)得出。

在進(jìn)一步示例中，工具欄可包括涉及不同軸幀或偏移之間轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換工具610，如圖6b和圖6c所示。例如，轉(zhuǎn)換工具610可提供在特定機(jī)器人的基礎(chǔ)或關(guān)節(jié)以及包含輸出產(chǎn)品的階段處的坐標(biāo)幀之間的轉(zhuǎn)換。在其它示例中，轉(zhuǎn)換工具610也可另外允許在不同基準(zhǔn)幀內(nèi)操作的多個(gè)機(jī)器人之間的轉(zhuǎn)換。如圖6c所示，轉(zhuǎn)換可在確定單個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)序列之前和/或之后進(jìn)行。

在進(jìn)一步示例中，工具欄可包括表示物理工作單元各方面，例如機(jī)器人施動(dòng)者、工具、io和/或軸的階段工具612。在某些實(shí)施例中，階段工具612也可提供軟件中的虛擬機(jī)器人和物理工作單元內(nèi)的物理機(jī)器人施動(dòng)者之間的映射，如圖6b和圖6c所示。階段工具612可由引擎節(jié)點(diǎn)624使用以根據(jù)自命令工具622向控制系統(tǒng)628的輸出發(fā)送機(jī)器人施動(dòng)者采用的軌跡。在某些實(shí)施例中，階段節(jié)點(diǎn)612可配置為規(guī)定特定物理工作單元內(nèi)的當(dāng)前可用的機(jī)器人裝置和/或工具?？刂葡到y(tǒng)626然后可根據(jù)來(lái)自階段工具612的信息命令物理世界630內(nèi)的機(jī)器人施動(dòng)者和/或其它部件。

在某些實(shí)施例中，階段工具612可采取來(lái)自一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人節(jié)點(diǎn)614表示物理工作單元內(nèi)單個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者的屬性的輸入，如圖6b和圖6c所示。機(jī)器人節(jié)點(diǎn)614可用于限定機(jī)器人施動(dòng)者的屬性，例如傳統(tǒng)的六軸機(jī)器人或其它類(lèi)型的機(jī)器人。例如，機(jī)器人屬性可包括機(jī)器人的連桿長(zhǎng)度和/或機(jī)器人的臂長(zhǎng)、機(jī)器人的偏移量和/或機(jī)器人的關(guān)節(jié)、和/或機(jī)器人關(guān)節(jié)可處理的機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)或最大扭矩上的限制。

在另外的示例中，階段工具612也可采取來(lái)自用于限定物理構(gòu)建工具的屬性一個(gè)或多個(gè)工具節(jié)點(diǎn)616和/或用于保持工具的工具架的輸入，如圖6b和圖6c所示。例如，諸如鉗子或心軸的構(gòu)建工具的屬性可由工具節(jié)點(diǎn)規(guī)定，可用于配置自動(dòng)工具更換裝置，從而機(jī)器人施動(dòng)者可容易在工具之間切換。在某些實(shí)施例中，機(jī)器人施動(dòng)者可采用保存工具且便利工具更換過(guò)程的工具架在工具之間切換，如上面有關(guān)圖3a和3b所描述。

在進(jìn)一步示例中，工具節(jié)點(diǎn)616可包括用于混合加工的支持，可允許部件工具裝配成復(fù)合工具。特別是，單個(gè)的加工參數(shù)(例如，腕部安裝偏移量或工具中心點(diǎn))可抽象成裝配在復(fù)合工具中的部件。例如，多個(gè)工具可聚集成一個(gè)復(fù)合工具，其具有多個(gè)工具定向和/或中心點(diǎn)，可根據(jù)在特定時(shí)間需要哪個(gè)工具的部件而使用。例如，具有自動(dòng)工具更換裝置的復(fù)合工具可由主機(jī)界面加多個(gè)不同附屬裝置表示，附屬裝置例如為心軸、真空陣列或鉗子。在另一個(gè)示例中，復(fù)合工具可包括一系列不同的工具，例如鉗子加張緊器加輥。通過(guò)將加工抽象成限定工具方位和/或中心點(diǎn)的參數(shù)結(jié)合多個(gè)工具和/或結(jié)合工具的其它示例也是可能的。

在進(jìn)一步示例中，階段工具612也可采取來(lái)自一個(gè)或多個(gè)io節(jié)點(diǎn)618的輸入。io節(jié)點(diǎn)618可描述有關(guān)機(jī)器人施動(dòng)者可采取的數(shù)字和/或模擬輸入和/或輸出動(dòng)作的信息，例如動(dòng)作的類(lèi)型(例如，夾緊材料)和與動(dòng)作相關(guān)的屬性(例如，可夾緊的材料寬度)。在另外的示例中，機(jī)器人屬性可包括一個(gè)或多個(gè)軸節(jié)點(diǎn)620。軸節(jié)點(diǎn)620可描述機(jī)器人沿其能行進(jìn)的一個(gè)或多個(gè)線(xiàn)性和/或旋轉(zhuǎn)軸，包括機(jī)器人沿著軸運(yùn)動(dòng)上的限制。

在另外的示例中，工具欄可包括命令工具622，如圖6b和6c所示。命令工具622可用于確定機(jī)器人命令以引起一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者執(zhí)行特定操作，其可包括點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)、沿著外部軸的運(yùn)動(dòng)和/或輸入或輸出事件。例如，命令工具622之一可用于指揮沿著六個(gè)自由度之一的特定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)、沿著外部軸的特定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)或特定的輸入或輸出事件，例如以特定的方式給材料施加膠水。另外，命令工具622可包括產(chǎn)生步驟節(jié)點(diǎn)，以指示機(jī)器人施動(dòng)者采取特定序列運(yùn)動(dòng)步驟且執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)工具動(dòng)作。在進(jìn)一步示例中，對(duì)于單一時(shí)間幀內(nèi)的多個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者一起工作可產(chǎn)生協(xié)調(diào)的運(yùn)動(dòng)序列。

在某些實(shí)施例中，步驟節(jié)點(diǎn)，或運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作的序列可抽象成可重復(fù)用的子程序。例如，子程序可通過(guò)連接視覺(jué)構(gòu)建方塊來(lái)限定，可表示特定的運(yùn)動(dòng)命令或運(yùn)動(dòng)參數(shù)。子程序然后可用于使一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人在單一構(gòu)建過(guò)程內(nèi)執(zhí)行相同的動(dòng)作序列多次。在某些實(shí)施例中，步驟可在多個(gè)機(jī)器人之間同步，從而多個(gè)機(jī)器人可同時(shí)在共享環(huán)境中工作。示例性系統(tǒng)也可包括引擎節(jié)點(diǎn)624，其可將步驟的每一個(gè)分配到階段內(nèi)的特定機(jī)器人裝置。

在進(jìn)一步示例中，用戶(hù)可提供有在圖形界面內(nèi)的步驟之間切換的功能性。例如，如關(guān)于圖5所示和所述的時(shí)間線(xiàn)508也可包括在時(shí)間線(xiàn)上的步驟之間跳過(guò)的按鈕。在某些實(shí)施例中，對(duì)于特別步驟，用戶(hù)可插入數(shù)字書(shū)簽。例如，通過(guò)圖形界面，可從“取棍”步驟開(kāi)始跳到“釘棍”步驟開(kāi)始。時(shí)間線(xiàn)內(nèi)的這些書(shū)簽步驟可通過(guò)在步驟節(jié)點(diǎn)輸入運(yùn)動(dòng)命令、io命令和/或其它命令匹配用戶(hù)創(chuàng)作步驟。

另外，引擎節(jié)點(diǎn)624可與控制系統(tǒng)626通信。控制系統(tǒng)626可為計(jì)算裝置，其能與物理世界630中的物理工作單元內(nèi)的機(jī)器人施動(dòng)者和/或諸如傳感器的其它部件無(wú)線(xiàn)通信。特別是，控制系統(tǒng)626可提供對(duì)來(lái)自所有機(jī)器人施動(dòng)者和裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的訪(fǎng)問(wèn)，這可允許特定時(shí)間點(diǎn)的物理工作單元上的精確控制。控制系統(tǒng)也可或替代通過(guò)有線(xiàn)連接或其它類(lèi)型通信通道與施動(dòng)者或裝置的某些或全部通信，包括前面描述的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。

在某些實(shí)施例中，控制系統(tǒng)可另外包含諸如觸摸屏界面的物理控制界面，可允許用戶(hù)與控制系統(tǒng)相互作用來(lái)觀看活數(shù)據(jù)或?qū)崟r(shí)修改機(jī)器人動(dòng)作。例如，包含有關(guān)包括設(shè)定在控制系統(tǒng)626上的施動(dòng)者、工具、材料和環(huán)境的物理工作單元信息的階段文檔可通過(guò)編程界面訪(fǎng)問(wèn)。觀看物理世界630內(nèi)構(gòu)建過(guò)程的用戶(hù)然后可在完成前進(jìn)行過(guò)程修改。

在另外的示例中，工具欄可包括數(shù)據(jù)輸入/輸出工具628，其可允許控制系統(tǒng)626發(fā)送數(shù)據(jù)到確定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑的虛擬軟件環(huán)境和/或從確定機(jī)器人運(yùn)動(dòng)路徑的虛擬軟件環(huán)境接收數(shù)據(jù)，如圖6b和圖6c所示。因此，來(lái)自控制系統(tǒng)626的遙感裝置可用于創(chuàng)建在軟件中的虛擬世界和物理世界630之間的活鏈接。例如，數(shù)據(jù)輸入/輸出工具628可用于處理來(lái)自控制系統(tǒng)626的與物理工作單元中的機(jī)器人施動(dòng)者和/或工作單元內(nèi)的其它部件內(nèi)，如傳感器相關(guān)的信息。根據(jù)這樣有關(guān)物理世界630的信息，軟件內(nèi)的虛擬機(jī)器人可用來(lái)自物理世界630的實(shí)時(shí)反饋更新(例如，機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)路徑可根據(jù)實(shí)時(shí)傳感器數(shù)據(jù)確定或修改)。

另外，例如，數(shù)據(jù)輸入/輸出工具628可用于發(fā)送數(shù)據(jù)返回到控制系統(tǒng)626，從而控制系統(tǒng)626可完成物理世界630內(nèi)的特定輸入或輸出動(dòng)作。例如，控制系統(tǒng)626可根據(jù)來(lái)自軟件界面內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字工具的信息指示機(jī)器人施動(dòng)者如何使用物理世界630中的工具(例如，如何控制心軸)。

在進(jìn)一步示例中，引擎節(jié)點(diǎn)624包括觀察儀或模擬工具，可允許用戶(hù)通過(guò)軟件中的用戶(hù)界面模擬構(gòu)建過(guò)程，如圖6b何圖6c所示。在某些實(shí)施例中，觀察儀工具可將構(gòu)建過(guò)程顯示為顯示物理工作單元的屏幕上繪制的幾何圖形。在其它示例中，觀察儀工具也可或替代地將構(gòu)建過(guò)程顯示為表示特定數(shù)據(jù)值的曲線(xiàn)。另外，在進(jìn)一步示例中，觀察儀工具也可用于隨著構(gòu)建過(guò)程在物理世界630內(nèi)實(shí)際發(fā)生而觀察軟件中的構(gòu)建過(guò)程。在某些實(shí)施例中，觀察儀工具可另外提供特定構(gòu)建過(guò)程內(nèi)的潛在沖突的圖形表征，例如在機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑延伸在其可能運(yùn)動(dòng)的范圍外時(shí)或者兩個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者根據(jù)當(dāng)前限定的軌道和/或步驟序列可能發(fā)生沖突時(shí)。

在進(jìn)一步示例中，觀察儀部件可允許用戶(hù)事先和/或在構(gòu)建發(fā)生時(shí)看到構(gòu)建過(guò)程的模擬。在某些實(shí)施例中，用戶(hù)可離線(xiàn)采用觀察儀部件，以看到機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)路徑以及一些列連續(xù)步驟上的輸入/輸出事件，作為可視窗口內(nèi)繪制的幾何圖形。在其它示例中，除了或替代可視幾何圖形，用戶(hù)能夠觀察模擬回放，作為與通過(guò)曲線(xiàn)表示的物理工作單元的機(jī)器人施動(dòng)者、材料和/或其它方面相關(guān)的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流。在進(jìn)一步示例中，用戶(hù)也能夠看到單個(gè)時(shí)間步的特定數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如機(jī)器人關(guān)節(jié)值、軸線(xiàn)值或輸入/輸出值。

在某些示例性系統(tǒng)中，用戶(hù)也能夠采用觀察儀部件實(shí)時(shí)觀察物理世界中發(fā)生的構(gòu)建過(guò)程。該系統(tǒng)可與從傳感器接收實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的控制系統(tǒng)接口，傳感器可用于在輸出產(chǎn)品構(gòu)建時(shí)掃描在構(gòu)造中所用的物理工作單元、單個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者和/或部分。因此，觀察儀的用戶(hù)界面可實(shí)時(shí)更新以反映環(huán)境內(nèi)的物體和施動(dòng)者的現(xiàn)實(shí)世界尺寸、特性和/或位置。

vi.示例性方法

根據(jù)示例性實(shí)施例的方法700提供為指示機(jī)器人裝置在工作單元內(nèi)以時(shí)基模式操作。在某些實(shí)施例中，方法700可由控制系統(tǒng)執(zhí)行，例如參考圖1描述的制造控制系統(tǒng)100、主控制10和/或軟件控制26?？刂葡到y(tǒng)可采用前面描述的任何網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或通信方法與機(jī)器人施動(dòng)者通信。在另外的示例中，方法700的部分或全部可由相對(duì)于圖4a-4b、5和6a-6c所述和所示的任何圖形界面或系統(tǒng)執(zhí)行。在進(jìn)一步示例中，方法700的部分或全部可由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置執(zhí)行，例如參考圖1描述的系統(tǒng)裝置40內(nèi)的裝置施動(dòng)者42、44或參考圖2a-2c示出和描述的裝置施動(dòng)者200。另外，在描述具有特定數(shù)量和類(lèi)型的系統(tǒng)裝置的示例時(shí)，各種選擇性實(shí)施例也可包括任何數(shù)量和類(lèi)型的機(jī)器人裝置。

此外，應(yīng)注意，根據(jù)這里描述的流程的功能性可實(shí)施為具體的功能和/或配置通常功能的硬件模塊、為了實(shí)現(xiàn)參考圖7所示流程描述的具體邏輯功能、確定和/或步驟由處理器執(zhí)行的程序代碼的部分。如果使用，程序代碼可保存在任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如，包括磁盤(pán)或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的存儲(chǔ)裝置。

另外，圖7所示流程圖的每個(gè)方塊可表示在過(guò)程中配線(xiàn)為執(zhí)行具體邏輯功能的電路。除非具體指出，圖7所示的流程圖中的功能可執(zhí)行在所示或所討論的序列之外，包括基本上同時(shí)執(zhí)行分開(kāi)描述的功能或者甚至與在某些實(shí)施例中的序列相反，取決于所涉及的功能性，只要保持所描述方法的總體功能性。

如圖7的方塊702所示，方法700可包括接收用于多個(gè)機(jī)器人裝置的有序的操作序列。特別是，有序的操作序列可為工作單元內(nèi)的每個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者確定。用于特定機(jī)器人的有序的操作序列可包括用于機(jī)器人的末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)通過(guò)的目標(biāo)位置序列。在某些示例中，其它類(lèi)型的操作可散步在引起機(jī)器人在目標(biāo)位置之間移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)指令之間。例如，可為機(jī)器人限定工具動(dòng)作以在制造過(guò)程期間激活其運(yùn)動(dòng)路徑內(nèi)的特定點(diǎn)上的物理工具。

在某些示例中，用于機(jī)器人裝置的有序的操作序列可由軟件創(chuàng)建環(huán)境產(chǎn)生，例如如參考圖1描述的軟件控制26。特別是，用戶(hù)可使用軟件界面限定用于一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人的操作序列以共同完成制造或加工過(guò)程。例如，運(yùn)動(dòng)路徑和工具動(dòng)作可限定為用于工作單元內(nèi)的兩個(gè)或三個(gè)或四個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者以便加工物理輸出產(chǎn)品。在進(jìn)一步示例中，用于一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置的操作序列可事先限定且保存在存儲(chǔ)器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)內(nèi)。在某些示例中，用于不同機(jī)器人裝置實(shí)現(xiàn)制造過(guò)程的不同部分的操作序列可在不同的時(shí)間創(chuàng)建，并且然后在后面的時(shí)間結(jié)合以用于同時(shí)執(zhí)行。

圖8a示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的序列機(jī)器人操作的示例。更具體而言，機(jī)器人施動(dòng)者802示出在用于制造過(guò)程的工作單元內(nèi)。機(jī)器人施動(dòng)者802可為任何前述類(lèi)型的機(jī)器人裝置。這里，機(jī)器人施動(dòng)者802配備有鉗子804，但是其它類(lèi)型的工具也可或替代由機(jī)器人施動(dòng)者802使用。操作序列可提供為用于機(jī)器人施動(dòng)者802從棍子堆806拾取棍子，并且將棍子放在處于構(gòu)造下的棍子墻808上。應(yīng)理解，這里所示的情景為圖示的目的，并且可替代地使用任何數(shù)量的其它不同類(lèi)型的材料和輸出產(chǎn)品。

用于機(jī)器人施動(dòng)者802的操作序列可包括用于機(jī)器人施動(dòng)者802移動(dòng)通過(guò)(或移動(dòng)鉗子804通過(guò))的目標(biāo)位置序列810、812、814。目標(biāo)位置810、812、814可為工作單元內(nèi)的平移和旋轉(zhuǎn)位置(例如，具有6個(gè)自由度)。在某些示例中，較少的自由度可用于特定的機(jī)器人施動(dòng)者，這取決于機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)能力。在進(jìn)一步示例中，在以有序模式操作時(shí)，機(jī)器人施動(dòng)者802可缺省以直線(xiàn)在連續(xù)目標(biāo)位置之間移動(dòng)。例如，機(jī)器人施動(dòng)者802可跟隨路徑816在目標(biāo)位置810和目標(biāo)位置812之間運(yùn)動(dòng)，并且然后可跟隨路徑818在目標(biāo)位置812和目標(biāo)位置814之間移動(dòng)。在另外的示例中，工具動(dòng)作可包括在用于機(jī)器人施動(dòng)者802的操作序列內(nèi)。例如，激活鉗子804在目標(biāo)位置812拾取棍子的工具動(dòng)作和松開(kāi)鉗子804在目標(biāo)位置814放下棍子的第二工具動(dòng)作可包括在用于機(jī)器人施動(dòng)者802的操作序列內(nèi)。

在進(jìn)一步示例中，限定機(jī)器人施動(dòng)者的運(yùn)動(dòng)路徑的目標(biāo)位置數(shù)可在不同的操作序列內(nèi)變化。例如，在某些示例中，另外的目標(biāo)位置可提供為進(jìn)一步改善路徑816和路徑818。在某些示例中，不同的間隔尺寸也可用于工作單元內(nèi)機(jī)器人施動(dòng)者的不同操作序列，這有可能取決于分配給每個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者的任務(wù)類(lèi)型。

方法700可另外包括確定用于機(jī)器人裝置的每一個(gè)的時(shí)基操作序列，如方塊704所示。更具體而言，用于特定機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可表示在全局時(shí)間線(xiàn)的對(duì)應(yīng)時(shí)間步上的機(jī)器人裝置和/或機(jī)器人裝置的末端執(zhí)行器的位置。時(shí)基操作序列內(nèi)的位置可包括來(lái)自在方塊702接收的用于對(duì)應(yīng)機(jī)器人裝置有序的操作序列的目標(biāo)位置。在某些示例中，其它類(lèi)型的機(jī)器人操作也可包括在來(lái)自對(duì)應(yīng)接收的操作序列的時(shí)基操作序列內(nèi)。例如，如果操作序列引起機(jī)器人裝置采用工具實(shí)現(xiàn)構(gòu)造過(guò)程的部分，則時(shí)基操作序列也可另外包含用于機(jī)器人裝置的工具動(dòng)作以在全局時(shí)間線(xiàn)的特定時(shí)間步激活工具。

在進(jìn)一步示例中，特定時(shí)間間隔可分開(kāi)時(shí)基操作序列的每一個(gè)中的連續(xù)時(shí)間步。例如，用于工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置的每一個(gè)的位置可在每個(gè)時(shí)間步確定(例如，每12毫秒)。在某些示例中，所用的間隔可取決于控制系統(tǒng)的通信或網(wǎng)絡(luò)容量，例如關(guān)于圖1描述的主控制10，和/或系統(tǒng)裝置40或?qū)?yīng)裝置控制器的計(jì)算能力。在進(jìn)一步示例中，諸如主控制10的控制系統(tǒng)可用于給機(jī)器人裝置上的控制器提供指令以在每個(gè)時(shí)間步定位機(jī)器人裝置。在某些示例中，可采用10毫秒和20毫秒之間的時(shí)間間隔。在不同的示例中，其它的時(shí)間間隔也可使用。

圖8b示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的時(shí)間基機(jī)器人操作的示例。更具體而言，包括目標(biāo)位置810、812和814的操作序列可用于確定用于機(jī)器人施動(dòng)者802的時(shí)基操作序列以移動(dòng)鉗子804通過(guò)。運(yùn)動(dòng)路徑820和運(yùn)動(dòng)路徑822上的虛線(xiàn)可表示鉗子804(或者機(jī)器人施動(dòng)者802的末端執(zhí)行器)沿著全局時(shí)間線(xiàn)在時(shí)間步上的位置。例如，如果采用12毫秒的時(shí)間間隔確定用于機(jī)器人施動(dòng)者802的時(shí)基操作序列，則沿著運(yùn)動(dòng)路徑820和運(yùn)動(dòng)路徑822的連續(xù)虛線(xiàn)可表示在全局時(shí)間線(xiàn)的特定12毫秒期間鉗子804的位置改變。

在某些示例中，用于機(jī)器人裝置的另外位置可插入來(lái)自接收的操作序列的目標(biāo)位置之間的時(shí)基操作序列中。例如，用于機(jī)器人施動(dòng)者的在方塊702中接收的特定操作序列可僅包含機(jī)器人施動(dòng)者每秒或每十秒或每分鐘能達(dá)到的位置。然而，用于確定時(shí)基操作序列的時(shí)間間隔(例如，10毫秒或20毫秒或100毫秒)可允許限定更多的位置，其可允許更加精確的機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制。在進(jìn)一步示例中，不同的時(shí)間間隔也可用于不同的機(jī)器人裝置，有可能取決于不同裝置的硬件或控制器的能力。

再一次參見(jiàn)圖8b，位置可沿著運(yùn)動(dòng)路徑820插入在目標(biāo)位置810和812之間用于機(jī)器人施動(dòng)者802的時(shí)基操作序列內(nèi)。在某些示例中，位置可選擇為最小化機(jī)器人施動(dòng)者802從目標(biāo)位置810運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置812所花費(fèi)的時(shí)間量。例如，每個(gè)時(shí)間步上的位置可通過(guò)求解優(yōu)化問(wèn)題來(lái)求解以最小化總時(shí)間使用。在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人施動(dòng)者802沿著運(yùn)動(dòng)路徑820的速度和/或加速度曲線(xiàn)也可或替代在確定用于機(jī)器人施動(dòng)者的時(shí)基操作序列中優(yōu)化。例如，相對(duì)于全局時(shí)間線(xiàn)的最大速度曲線(xiàn)可努力為用于每個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者確定以最小化制造過(guò)程期間的總時(shí)間使用。例如，在圖8b中，鉗子804的速度可在目標(biāo)之間最大化，并且隨著接近目標(biāo)位置而減小，以便將鉗子804在目標(biāo)位置停止。

在另外的示例中，位置可確定以最小化機(jī)器人施動(dòng)者802從目標(biāo)位置810運(yùn)動(dòng)到目標(biāo)位置812所用的功率量。例如，流體的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)可用于替代剛性點(diǎn)到點(diǎn)運(yùn)動(dòng)以減小能耗。在進(jìn)一步示例中，流體的運(yùn)動(dòng)曲線(xiàn)也可用于引起機(jī)器人裝置更加精確地模擬物理現(xiàn)象。例如，控制為復(fù)制直升機(jī)飛行或過(guò)山車(chē)或各種不同材料制作的表面的碰撞力以便測(cè)試特定物體性能的機(jī)器人裝置可全部有助于軌跡的更加精確的時(shí)基描述。

方法700可另外包括確定由并行執(zhí)行導(dǎo)致的一個(gè)或多個(gè)潛在沖突，如方塊706所示。更具體而言，用于工作單元內(nèi)兩個(gè)或更多機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可同步到公用時(shí)鐘。機(jī)器人裝置在沿著全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步上的位置可用于確定何時(shí)在機(jī)器人裝置之間導(dǎo)致沖突?？赡艿臎_突可包括涉及兩個(gè)機(jī)器人裝置自身的沖突、涉及由機(jī)器人裝置所用的一個(gè)或多個(gè)工具的沖突、和/或涉及由一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置移動(dòng)或一個(gè)或多個(gè)機(jī)器上裝置在其上操作的材料或產(chǎn)品的沖突。通過(guò)采用機(jī)器人裝置的每一個(gè)沿著全局時(shí)間線(xiàn)的連續(xù)位置之間較小的時(shí)間間隔，可以以更大的信心實(shí)現(xiàn)沖突檢測(cè)。

在進(jìn)一步示例中，一個(gè)或多個(gè)可能的沖突可在機(jī)器人裝置的并行操作期間確定。例如，由于來(lái)自制造操作的校準(zhǔn)錯(cuò)誤或不希望的效果，工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置和/或其它部件的精確位置可能在制造過(guò)程開(kāi)始之前不知道。在這樣的示例中，某些可能的沖突可在線(xiàn)(onthefly)識(shí)別且避免。在進(jìn)一步示例中，用于機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可階段性確定，某些操作在執(zhí)行期間確定。例如，操作序列可用于確定用于機(jī)器人的時(shí)基操作序列以在全局時(shí)間線(xiàn)的第一個(gè)五分鐘執(zhí)行。然后，在執(zhí)行某些或全部操作后，可確定另一個(gè)五分鐘的操作塊。在某些示例中，確定操作序列和/或預(yù)定的沖突也可在其它時(shí)間或以其它的組合方式執(zhí)行

圖8c示出了根據(jù)示例性實(shí)施例的并行操作的兩個(gè)機(jī)器人裝置的運(yùn)動(dòng)路徑。更具體而言，時(shí)基操作序列可確定為用于機(jī)器人施動(dòng)者802和機(jī)器人施動(dòng)者824以在工作單元內(nèi)并行執(zhí)行。機(jī)器人施動(dòng)者802可配備有鉗子804，并且機(jī)器人施動(dòng)者824可配備有心軸826用于在制造過(guò)程期間使用。運(yùn)動(dòng)路徑820和822可為用于機(jī)器人施動(dòng)者802確定，以便引起機(jī)器人施動(dòng)者802移動(dòng)其鉗子804從棍子堆806拾取棍子且然后將棍子放在棍子墻808上。另外，運(yùn)動(dòng)路徑834可為用于機(jī)器人施動(dòng)者824確定，以同時(shí)移動(dòng)其心軸826從第一目標(biāo)位置830到位于材料箱828的第二目標(biāo)位置832。例如，機(jī)器人施動(dòng)者824可分配為從螺釘箱828拾取螺釘，以便將螺釘插入棍子墻808上的棍子中。

用于機(jī)器人施動(dòng)者802的運(yùn)動(dòng)路徑820、822和用于機(jī)器人施動(dòng)者824的運(yùn)動(dòng)路徑834可同步到公用時(shí)鐘。更具體而言，用于每個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者的沿著運(yùn)動(dòng)路徑的虛線(xiàn)可表示機(jī)器人在沿著全局時(shí)間線(xiàn)的時(shí)間步上的位置。通過(guò)比較每個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者在特定時(shí)間步上的位置，可預(yù)知機(jī)器人施動(dòng)者之間的可能的沖突。例如，機(jī)器人施動(dòng)者802和機(jī)器人施動(dòng)者824之間的可能沖突可在836預(yù)知。在某些示例中，可能的沖突可包括機(jī)器人裝置來(lái)到彼此之間的距離小于預(yù)定的安全緩沖器的點(diǎn)。例如，安全緩沖器可用于避免由校準(zhǔn)和/或命令的機(jī)器人位置上的不精確導(dǎo)致的沖突。

方法700可另外包括修改時(shí)基操作序列的至少一個(gè)以便防止識(shí)別的沖突，如方塊708所示。更具體而言，時(shí)基操作序列可通過(guò)修改對(duì)應(yīng)于特定操作的時(shí)間步和/或通過(guò)插入、去除或修改序列內(nèi)的特定操作而修改。在某些示例中，時(shí)基操作序列可努力修改以最小化完成制造過(guò)程所需的總時(shí)間或者由保證并行執(zhí)行期間不產(chǎn)生沖突導(dǎo)致的附加時(shí)間量。在進(jìn)一步示例中，另外或替代地，修改可確定以最小化其它源(例如，能源或電源)的使用。

在某些示例中，一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人裝置的操作速度可修改以便避免沖突。例如，參見(jiàn)圖8d，機(jī)器人施動(dòng)者802的操作速度可在從目標(biāo)位置812到814的運(yùn)動(dòng)中減慢。特別是，在連續(xù)時(shí)間戳之間鉗子804的位置之間的距離可減小，如沿著運(yùn)動(dòng)路徑822的虛線(xiàn)之間縮短的距離所表示。機(jī)器人施動(dòng)者802可減慢以便保證機(jī)器人施動(dòng)者824成功從目標(biāo)位置830穿行至832而不與機(jī)器人施動(dòng)者802沖突。

在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人施動(dòng)者可控制為在沿著全局時(shí)間線(xiàn)的不同點(diǎn)上以不同的速度操作。在某些示例中，表示機(jī)器人裝置在沿著時(shí)間線(xiàn)的每個(gè)時(shí)間點(diǎn)上的運(yùn)動(dòng)或操作速度的相對(duì)于全局時(shí)間線(xiàn)的速度曲線(xiàn)可為每個(gè)機(jī)器人裝置確定。另外，速度曲線(xiàn)可確定為在避免沖突的同時(shí)最大化裝置的每一個(gè)操作的速度或速率。在其它示例中，速度和/或加速度曲線(xiàn)可確定以最大化所有裝置并行操作時(shí)的結(jié)合的操作速度。例如，構(gòu)造操作花費(fèi)最長(zhǎng)時(shí)間(并且因此限制完成整個(gè)過(guò)程的時(shí)間)的機(jī)器人施動(dòng)者的速度曲線(xiàn)可在確定用于其它機(jī)器人施動(dòng)者的速度曲線(xiàn)前最大化。

在進(jìn)一步示例中，一個(gè)或多個(gè)操作可插入時(shí)基操作序列的一個(gè)或多個(gè)中以引起一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人施動(dòng)者沿著全局時(shí)間線(xiàn)保持位置持續(xù)特定的時(shí)間周期。特別是，替代或除了修改一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人在一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)的操作速度外，機(jī)器人可被命令，以保持位置持續(xù)全局時(shí)間線(xiàn)的特定子部分。參見(jiàn)圖8e，機(jī)器人施動(dòng)者802可被命令以保持特定點(diǎn)838處的位置持續(xù)一個(gè)或多個(gè)時(shí)間步以允許機(jī)器人施動(dòng)者824通過(guò)。如圖8e所示，機(jī)器人施動(dòng)者802沿著運(yùn)動(dòng)路徑820和822的操作速度可不如圖8d那樣修改，但是通過(guò)控制機(jī)器人施動(dòng)者804在位置838處保持位置仍可避免沖突。在另外的示例中，引起機(jī)器人裝置在時(shí)間和空間上的特定點(diǎn)保持位置的選項(xiàng)也可在確定用于機(jī)器人裝置的位置、速度和/或加速度曲線(xiàn)時(shí)考慮以最小化時(shí)間使用和/或其它源的使用，如前面所述。

在進(jìn)一步示例中，修改時(shí)基操作序列也可或替代包括修改時(shí)基序列的一個(gè)或多個(gè)中連續(xù)目標(biāo)位置之間的一個(gè)或多個(gè)位置。例如，通過(guò)修改用于裝置之一或二者的目標(biāo)位置之間的運(yùn)動(dòng)路徑，例如關(guān)于圖8c描述的運(yùn)動(dòng)路徑820、822和/或834，可避免在兩個(gè)機(jī)器人裝置之間的沖突。在進(jìn)一步示例中，位置的修改可結(jié)合前述的任何時(shí)間修改而執(zhí)行，以便防止沖突，同時(shí)有可能優(yōu)化通過(guò)時(shí)間和/或其它源。

在另外的示例中，在方法700的方塊處，為機(jī)器人裝置接收的操作序列可包括一個(gè)或多個(gè)同步點(diǎn)。同步點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于用于每個(gè)機(jī)器人的操作序列內(nèi)的操作，并且表示每個(gè)機(jī)器人必須在任何一個(gè)機(jī)器人被允許以繼續(xù)執(zhí)行操作前必須到達(dá)的點(diǎn)。諸如制造過(guò)程中所用的工業(yè)機(jī)器人的指示可通常包括同步點(diǎn)以保證沒(méi)有沖突或其它類(lèi)型的干涉因工作單元內(nèi)的多個(gè)機(jī)器人同時(shí)操作而發(fā)生。在某些示例中，要求一個(gè)或多個(gè)機(jī)器人停止和等待其它機(jī)器人完成工作單元內(nèi)的操作的同步點(diǎn)可導(dǎo)致效率低下。

在某些示例中，涉及多個(gè)機(jī)器人和同步點(diǎn)的過(guò)程，例如制造過(guò)程，在轉(zhuǎn)換到時(shí)基模式時(shí)可更高效完成。特別是，通過(guò)沿著全局時(shí)間線(xiàn)在時(shí)間步上執(zhí)行沖突檢查，某些或全部同步點(diǎn)可忽視。機(jī)器人裝置可允許連續(xù)操作而不是停止在同步點(diǎn)上，并且通過(guò)采用前述的任何一個(gè)方法修改時(shí)基操作序列可避免沖突。在某些示例中，通過(guò)求解優(yōu)化問(wèn)題以確定機(jī)器人裝置的位置、速度和/或加速度曲線(xiàn)而不要求在任何機(jī)器人能夠繼續(xù)之前在同步點(diǎn)的嚴(yán)格握手(stricthandshakes)，可更高效(時(shí)間或不同的源上)避免沖突。

在進(jìn)一步示例中，某些同步點(diǎn)可在轉(zhuǎn)換到時(shí)基模式時(shí)保存起來(lái)。特別是，同步點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)可識(shí)別為時(shí)基模式中兩個(gè)或更多機(jī)器人裝置之間要求同步的錨定點(diǎn)。在某些示例中，錨定點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于為了避免沖突之外目的要求同步的同步點(diǎn)。在進(jìn)一步示例中，錨定點(diǎn)可對(duì)應(yīng)于兩個(gè)或更多機(jī)器人裝置被控制為在工作單元內(nèi)的單一部件上操作的同步點(diǎn)。例如，在構(gòu)造過(guò)程期間，第一機(jī)器人裝置可分配為保持板，而第二機(jī)器人裝置驅(qū)動(dòng)釘子通過(guò)板。在這樣的示例中，同步可保持以導(dǎo)致第一機(jī)器人裝置繼續(xù)保持板，直到第二機(jī)器人裝置完成釘板。在進(jìn)一步示例中，未識(shí)別為錨定點(diǎn)的其它的同步點(diǎn)可在轉(zhuǎn)換到時(shí)基模式時(shí)忽視，允許時(shí)基操作序列通過(guò)那些點(diǎn)是流暢的且被優(yōu)化，如前所討論。

方法700可另外包括提供用于工作單元內(nèi)的機(jī)器人裝置并行執(zhí)行修改的時(shí)基操作序列的指令，如方塊710所示。特別是，修改為避免沖突的每個(gè)機(jī)器人裝置的時(shí)基操作序列可同步到用于執(zhí)行的單一全局時(shí)間線(xiàn)。在某些示例中，諸如關(guān)于圖1描述的主控制10的控制系統(tǒng)可用于將時(shí)基指令序列推送到單個(gè)機(jī)器人裝置的控制器上，以用于(例如，制造過(guò)程的)并行執(zhí)行。

在進(jìn)一步示例中，時(shí)基的指令序列可以塊或階段(例如，時(shí)間線(xiàn)的各點(diǎn))被確定和/或被提供到機(jī)器人控制器。在再一個(gè)示例中，時(shí)基的指令序列可采用前述的任何網(wǎng)絡(luò)或通信方法傳輸?shù)綑C(jī)器人裝置和/或用于機(jī)器人裝置的控制器。在另外的示例中，時(shí)基操作序列的某些或全部可確定且保存(例如，到存儲(chǔ)器或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì))用于后面執(zhí)行。在進(jìn)一步示例中，機(jī)器人操作序列的僅某些部分可提供為用于時(shí)基并行執(zhí)行，而其它部分替代地提供為用于順次執(zhí)行。

vii.結(jié)論

本公開(kāi)并非在本申請(qǐng)中描述的特定實(shí)施例方面加以限制，其旨在作為各方面的說(shuō)明。如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解，可進(jìn)行很多的修改和變化而不脫離其精神和范圍。除了這里列舉的外，本公開(kāi)范圍內(nèi)的功能上等同的方法和設(shè)備將由本領(lǐng)域的技術(shù)人員從前面的描述明顯易懂。這樣的修改和變化旨在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。

上面的詳細(xì)說(shuō)明參考附圖描述了所公開(kāi)系統(tǒng)、裝置和方法的各種特征和功能。附圖中，類(lèi)似的附圖標(biāo)記典型地表示類(lèi)似的部件，除非上下文另有表述。這里描述的和附圖中的示例性實(shí)施例不意味著是限制?？衫闷渌膶?shí)施例，并且可進(jìn)行其它的變化，而不脫離這里給出的主題事項(xiàng)的精神或范圍。容易理解，本公開(kāi)的各方面，如這里總體描述的和附圖中示出的，可在廣泛種類(lèi)的不同配置中設(shè)置、替代、結(jié)合、分開(kāi)和設(shè)計(jì)，其全部這里明確期待。

相對(duì)于附圖中的且如這里所討論的階梯圖、情境圖和流程圖的任何或全部，根據(jù)示例性實(shí)施例，每個(gè)方塊和/或通信可表示信息的處理和/或信息的傳輸。選擇性實(shí)施例包括在這些示例性實(shí)施例的范圍內(nèi)。在這些選擇性實(shí)施例中，例如，描述為方塊、傳輸、通信、要求、響應(yīng)和/或消息的功能可在所示或所討論的序列之外執(zhí)行，包括基本上同時(shí)或相反的序列，取決于所涉及的功能性。此外，或多或少的方塊和/或功能可用于這里討論的階梯圖、情境圖和流程圖的任何一個(gè)，并且這些階梯圖、情境圖和流程圖可彼此、部分或全部結(jié)合。

表示信息處理的方塊可對(duì)應(yīng)于可配置為實(shí)現(xiàn)這里描述方法或技術(shù)的具體邏輯功能的電路。作為選擇或另外，表示信息處理的方塊可對(duì)應(yīng)于模塊、區(qū)段或程序代碼的一部分(包括相關(guān)數(shù)據(jù))。程序代碼可包括由處理器可執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)指令，該指令可由處理器執(zhí)行，以用于實(shí)施方法或技術(shù)中的具體邏輯功能或動(dòng)作。程序代碼和/或相關(guān)數(shù)據(jù)可保存在任何類(lèi)型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上，例如存儲(chǔ)裝置，包括磁盤(pán)或硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器或其它存儲(chǔ)介質(zhì)。

計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可包括非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如短時(shí)周期保存數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，如寄存器存儲(chǔ)器、處理器緩存和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可包括長(zhǎng)時(shí)間周期的保存程序代碼和/或數(shù)據(jù)的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，例如，只讀存儲(chǔ)器(rom)、光盤(pán)或磁盤(pán)、光盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)也可為任何其它的易失性或非易失性存儲(chǔ)系統(tǒng)。例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可看作計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)或?qū)嶓w存儲(chǔ)裝置。

而且，表示一個(gè)或多個(gè)信息傳輸?shù)姆綁K可對(duì)應(yīng)于相同物理裝置中的軟件和/或硬件模塊之間的信息傳輸。然而，其它的信息傳輸可在不同的物理裝置中的軟件模塊和/或硬件模塊之間。

圖中所示的特定設(shè)置方案不應(yīng)看作限制。應(yīng)理解，其它的實(shí)施例可更多或更少地包括給定圖中所示的每個(gè)元件。此外，某些所示的元件可結(jié)合或省略。再次，示例性實(shí)施例可包括圖中沒(méi)有示出的元件。

盡管這里已經(jīng)公開(kāi)了各方面和實(shí)施例，但是其它的方面和實(shí)施例對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。這里公開(kāi)的各方面和實(shí)施例是為了說(shuō)明的目的而不意味著限制，其真實(shí)的范圍和精神由所附權(quán)利要求指出。