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采样点。该系统还包括机器人臂，该机器人臂联接到表面处理工具，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多个采样点：近似该工作表面的该区域的表面形貌；基于近似表面形貌来修改该机器人臂的轨迹；以及生成针对该机器人臂的控制信号，该控制信号包括该机器人臂进入该区域的路径。

2、本文的系统和方法可提高机器人表面处理单元在非平坦的工作表面(例如具有边缘或曲率的表面)上完成表面处理操作的能力。这可提高总体表面处理效率并且减小必须手动完成的操作的数量。

技术特征：

1.一种机器人系统，包括：

2.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述工作表面是车辆。

3.根据权利要求2所述的机器人系统，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。

4.根据权利要求3所述的机器人系统，其中所述表面处理工具是砂磨机或抛光工具。

5.根据权利要求2所述的机器人系统，其中使用所述车辆的3d模型来识别所述采样点。

6.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述轨迹被映射到近似的所述表面上。

7.根据权利要求1所述的机器人系统，并且还包括：

8.根据权利要求7所述的机器人系统，其中近似曲率包括对近似的所述表面进行采样。

9.根据权利要求1所述的机器人系统，并且还包括：

10.根据权利要求2所述的机器人系统，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轨迹。

11.根据权利要求1所述的机器人系统，其中基于所述近似表面形貌内识别的表面特征来修改所述轨迹。

12.根据权利要求11所述的机器人系统，其中拉伸或压缩所述轨迹。

13.根据权利要求11所述的机器人系统，其中成比例地放大或减小所述轨迹。

14.根据权利要求1所述的机器人系统，其中所述机器人臂执行所述控制信号并且遵循所述路径。

15.一种用于检测工作表面上的特征的表面特征检测系统，所述系统包括：

16.根据权利要求15所述的系统，并且还包括通信部件，所述通信部件向显示部件传输所检测到的特征的指示。

17.根据权利要求16所述的系统，其中所检测到的特征被覆盖在近似的所述表面上。

18.根据权利要求16所述的系统，其中所检测到的特征被覆盖在采样表面上。

19.根据权利要求15所述的系统，其中所述近似是多项式近似。

20.根据权利要求19所述的系统，其中所述多项式近似是三次多项式。

21.根据权利要求15所述的系统，其中所述多个表面样本在所述工作表面上的目标区域的半径内。

22.根据权利要求21所述的系统，其中所述工作表面是车辆表面，所述目标区域包括缺陷，并且其中所述表面特征是谷、脊、曲率增大的区域、凸曲率的区域、凹曲率的区域、所述车辆表面上的靠近所述缺陷的凸曲率和凹曲率的快速过渡的区域。

23.根据权利要求15所述的系统，其中所述轨迹修改器将轨迹模板映射到近似的所述表面上以获得经修改轨迹。

24.根据权利要求15所述的系统，并且还包括：

25.根据权利要求24所述的系统，其中如果所述区域是机器人可修复的，则轨迹修改器生成通过所述区域的轨迹。

26.根据权利要求25所述的系统，其中所述轨迹包括多个路点，并且在所述多个路点中的每一个处所述轨迹包括接触所述工作表面的表面处理工具的力和速度。

27.根据权利要求15所述的机器人系统，其中所述表面是从少于10个采样点近似的。

28.根据权利要求27所述的机器人系统，其中近似曲率包括对近似的所述表面进行采样。

29.根据权利要求23所述的机器人系统，其中所述经修改轨迹包括经修改的工具力、盘速度或工具速度。

30.根据权利要求23所述的机器人系统，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轨迹模板。

31.根据权利要求23所述的机器人系统，其中基于所识别的表面特征来修改所述轨迹。

32.一种从工作表面移除材料的方法，所述方法包括：

33.根据权利要求32所述的方法，其中对所述表面进行建模包括：

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述表面的近似是多项式近似。

35.根据权利要求32所述的方法，其中所述目标区域包括缺陷。

36.根据权利要求35所述的方法，其中所述工作表面包括车辆。

37.根据权利要求32所述的方法，其中所述表面处理轨迹包括沿着所述移动路径的力分布。

38.根据权利要求32所述的方法，其中经修改的所述移动路径具有比原始移动路径更小的面积。

39.根据权利要求32所述的方法，其中经修改的所述移动路径是从原始移动路径拉伸或压缩的。

40.根据权利要求32所述的方法，其中近似曲率包括对近似的所述表面进行采样。

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采样点。该系统还包括机器人臂，该机器人臂联接到表面处理工具，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多个采样点：近似该工作表面的该区域的表面形貌；基于近似表面形貌来修改该机器人臂的轨迹；以及生成针对该机器人臂的控制信号，该控制信号包括该机器人臂进入该区域的路径。

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：2024/3/12