[发明专利]柔性制造系统和方法

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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(computer aided design,CAD)和计算机辅助工程(computer aided engineering,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(computer aided manufacturing,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。