用于处理工作表面的系统和方法与流程

背景技术：

1、清漆涂层修复是汽车原始装备制造(oem)部门中要自动化的最后操作中的一项操作。期望用于使该过程以及适于使用磨料和/或机器人检查和修复的其他表面处理应用自动的技术，该表面处理应用包括油漆应用(例如，底漆砂磨、清漆涂层缺陷移除、清漆涂层抛光等)、粘合剂分配、膜包裹应用或材料移除系统。缺陷修复对自动化提出了许多挑战。

技术实现思路

1、本发明提出了一种机器人系统，其包括表面检查系统，该表面检查系统接收工作表面的区域内的多个区的采样信息。该系统还包括机器人臂，该机器人臂联接到表面接合工具，该机器人修复臂被构造为致使该表面处理工具接合该工作表面的该区域。该系统还包括过程映射系统，该过程映射系统被配置为基于该采样信息：近似该工作表面的该区域中的表面形貌，基于该近似表面形貌来生成包括轨迹的针对该区域的表面处理计划。该表面处理计划包括以下各项中的一者：沿着该轨迹的力分布、该表面接合工具沿着该轨迹的速度分布、该表面接合工具沿着该轨迹的旋转速度分布、或轨迹修改，该轨迹修改考虑了在该近似表面形貌中识别的表面特征的存在。该过程映射系统还被配置为生成针对该机器人臂的控制信号，该控制信号包括该表面处理计划。

技术特征：

1.一种机器人系统，包括：

2.根据权利要求1所述的系统，其中所述表面处理计划包括轨迹修改，所述轨迹修改考虑了在所述近似表面形貌中识别的表面特征的存在，其中所述表面特征包括所述区域内的凹形表面、凸形表面或边缘。

3.根据权利要求1所述的系统，其中所述表面处理计划包括轨迹修改，所述轨迹修改考虑了在所述近似表面形貌中识别的表面特征的存在，其中所述轨迹修改包括不连续的轨迹。

4.根据权利要求3所述的系统，其中所述变换将所述轨迹远离所识别的表面特征移动。

5.根据权利要求1所述的系统，其中所述轨迹包括通过所述区域的一系列路点。

6.根据权利要求4所述的系统，其中基于缺陷尺寸、缺陷位置、缺陷类型或缺陷严重性来选择轨迹模板。

7.根据权利要求6所述的系统，其中所述表面处理计划包括轨迹修改，所述轨迹修改考虑了在所述近似表面形貌中识别的表面特征的存在，其中所述轨迹修改基于所识别的表面特征。

8.根据权利要求1所述的系统，其中所述机器人臂执行所述控制信号并且遵循所述轨迹。

9.一种用于工作表面上的缺陷的修复计划生成系统，所述系统包括：

10.根据权利要求9所述的系统，其中所述变换器：

11.根据权利要求9所述的系统，其中所述工作表面是车辆。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述表面采样接收器从相机接收表面样本。

13.根据权利要求11所述的系统，其中所述工具是砂磨机或抛光工具。

14.一种从工作表面移除材料的方法，所述方法包括：

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述变换器通过以下方式来变换所述表面处理轨迹：

16.根据权利要求15所述的方法，并且还包括：

17.根据权利要求14所述的方法，其中对所述表面进行建模包括：

18.根据权利要求14所述的方法，其中所述目标区域包括缺陷。

19.根据权利要求14所述的方法，其中对表面进行采样包括视觉系统对所述表面进行成像。

20.根据权利要求14所述的方法，其中在所述路点中的每一个处施加的所述力是经修改施加力，所述经修改施加力由力修改器基于所述表面形貌来修改。

21.根据权利要求14所述的方法，其中修改所述表面处理轨迹包括轨迹模板的同胚变换。

22.根据权利要求14所述的方法，其中所述经修改轨迹包括不连续的轨迹。

23.一种机器人表面处理系统，包括：

24.根据权利要求23所述的系统，其中所述表面处理计划包括所述表面接合工具沿着所述轨迹的迎角分布。

25.根据权利要求23所述的系统，其中所述表面处理计划包括考虑所述表面约束特征的轨迹修改，其中所述轨迹修改包括模板轨迹的同胚变换。

26.根据权利要求24所述的系统，其中所述变换在所述表面约束特征上拉伸所述轨迹。

27.根据权利要求24所述的系统，其中所述变换将所述轨迹远离所述表面约束特征移动。

28.根据权利要求24所述的系统，其中所述模板轨迹具有呈一形状的周界，并且其中所述变换改变所述形状。

29.根据权利要求24所述的系统，其中所述区域包含缺陷，并且其中所述表面接合工具是材料移除工具。

30.根据权利要求29所述的系统，其中所述表面处理工具是砂磨机或抛光工具。

31.根据权利要求24所述的系统，其中所述表面检查系统包括相机。

32.根据权利要求23所述的系统，其中所述过程映射系统通过以下方式来识别表面约束特征：

33.根据权利要求24所述的系统，其中所述轨迹包括通过所述区域的一系列路点。

34.根据权利要求25所述的系统，其中基于缺陷尺寸、缺陷位置、缺陷类型或缺陷严重性来选择所述模板轨迹。

35.根据权利要求34所述的系统，其中基于所识别的表面特征来修改所述轨迹。

36.根据权利要求35所述的系统，其中拉伸或压缩所述轨迹。

37.根据权利要求36所述的系统，其中所述形状为圆形、椭圆形、玫瑰花形、螺旋形或内次摆线形。

38.根据权利要求24所述的系统，其中所述机器人臂执行所述控制信号并且遵循所述路径。

39.根据权利要求23所述的系统，其中所识别的表面边界包括表面特征和来自所述表面特征的缓冲空间。

技术总结
提出了一种机器人系统，其包括表面检查系统，该表面检查系统接收工作表面的区域内的多个区的采样信息。该系统还包括机器人臂，该机器人臂联接到表面接合工具，机器人修复臂被构造为致使该表面处理工具接合该工作表面的该区域。该系统还包括过程映射系统，该过程映射系统被配置为基于该采样信息：近似该工作表面的该区域中的表面形貌，基于该近似表面形貌来生成包括轨迹的针对该区域的表面处理计划。该表面处理计划包括以下各项中的一者：沿着该轨迹的力分布、该表面接合工具沿着该轨迹的速度分布、该表面接合工具沿着该轨迹的旋转速度分布、或轨迹修改，该轨迹修改考虑了在该近似表面形貌中识别的表面特征的存在。该过程映射系统还被配置为生成针对该机器人臂的控制信号，该控制信号包括该表面处理计划。

技术研发人员：丹尼尔·M·博迪利,布雷特·R·黑梅斯,X·董
受保护的技术使用者：3M创新有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11