Роботизированная система и способ работы роботизированной системы - RU2016134744A

1. Роботизированная система для выполнения множества операций во время сборки или технического обслуживания летательного аппарата или космического корабля, роботизированная система (1), содержащая:

- первого робота (2), выполненного с возможностью расположения вблизи фюзеляжа (4) летательного аппарата или космического корабля и содержащего

- часть (5) основания,

- подвижную роботизированную руку (6), в одном конце соединенную с частью (5) основания, а в противоположном конце содержащую первую соединительную часть (19), и

- первое средство (17) управления, выполненное с возможностью управления роботизированной рукой (6), и

- множество вторых роботов (3), каждый из которых меньше, чем первый робот (2), и содержит

- средство (20) перемещения, обеспечивающее соответствующему второму роботу (3) поддержку на поверхности земли и обеспечивающее поступательное перемещение второго робота (3) вдоль поверхности земли и вращательное движение робота относительно оси, перпендикулярной поверхности земли,

- приводную часть (21), выполненную с возможностью приведения в движение средства (20) перемещения для осуществления по меньшей мере поступательного перемещения соответствующего второго робота (3),

- инструментальную часть (7), содержащую инструмент (9), выполненный с возможностью выполнения конкретной операции из множества операций, и

- вторую соединительную часть (23), выполненную с возможностью выборочного и съемного соединения с первой соединительной частью (19) в предопределенном взаимном расположении, и

- второе средство (18) управления, выполненное с возможностью управления соответствующим вторым роботом (3),

при этом, для каждой операции из множества операций, множество вторых роботов (3) включает в себя по меньшей мере одного второго робота (3), инструмент (9) которого выполнен с возможностью выполнения соответствующей операции, и

при этом первое и второе средства (17, 18) управления выполнены с возможностью управления

- приводной частью (21) одного из вторых роботов (3) и роботизированной рукой (6), чтобы соединять первую соединительную часть (19) и соответствующую вторую соединительную часть (23) в предопределенном взаимном расположении,

- затем, роботизированной рукой (6), чтобы перемещать инструментальную часть (7) вместе со вторым роботом (3), поддерживаемым роботизированной рукой (6), в выбранное местоположение, в котором должна быть выполнена конкретная операция, для которой приспособлена инструментальная часть (7) соответствующего второго робота (3), и

- затем, вторым роботом (3), чтобы выполнять конкретную операцию в выбранном местоположении.

2. Роботизированная система по п. 1, в которой первое средство (17) управления дополнительно выполнено с возможностью управления первой соединительной частью (19), и/или в которой второе средство (18) управления вторых роботов (3) дополнительно выполнено с возможностью управления соответствующей второй соединительной частью (23).

3. Роботизированная система по п. 1 или 2, дополнительно содержащая главный узел управления, выполненный с возможностью осуществления связи с первым средством (17) управления и/или вторым средством (18) управления через проводное или беспроводное соединение связи, и для предоставления команд управления или команд программирования первому средству (17) управления и второму средству (18) управления, соответственно.

4. Роботизированная система по п. 1 или 2, в которой первое и второе средства (17, 18) управления сконфигурированы таким образом, что, при соединении первой соединительной части (19) со второй соединительной частью (23) одного из вторых роботов (3), первое средство (17) управления сопрягается с соответствующим вторым средством (18) управления, чтобы установить соединение связи, и второе средство (18) управления предоставляет команды управления или команды программирования для управления движением роботизированной руки (6), которые хранятся во втором средстве (18) управления, первому средству (17) управления через соединение связи.

5. Роботизированная система по п. 1 или 2, в которой приводная часть (21), вторая соединительная часть (23) и инструментальная часть (7) каждого из вторых роботов (3) являются модульными узлами, которые являются выборочно и независимо заменяемыми.

6. Роботизированная система по п. 1 или 2, в которой каждый второй робот (3) дополнительно содержит три уровня, расположенных друг над другом, при этом приводная часть (21) расположена на самом нижнем из трех уровней, вторая соединительная часть (23) расположена на среднем уровне из трех уровней, а инструментальная часть (7) расположена на самом верхнем уровне из трех уровней.

7. Роботизированная система по п. 6, в которой каждый из трех уровней определен опорной плитой (22a, 22b, 22c), на которой установлены приводная часть (21), вторая соединительная часть (23) и инструментальная часть (7), соответственно.

8. Роботизированная система по п. 1 или 2, в которой инструмент (9) по меньшей мере некоторых из вторых роботов (3) является 3D-принтером (10), инструментом (14) для анализа, измерения или наблюдения, транспортным инструментом (11), инструментом для проверки и ремонта, нагревательным устройством, окрашивающим или покрывающим устройством или крепежным инструментом.

9. Роботизированная система по п. 1 или 2, в которой

- первая соединительная часть содержит вытянутый прямой соединительный элемент (19), имеющий первую продольную ось и проходящий от роботизированной руки (6), так что соединительный элемент (19) является выборочно перемещаемым посредством роботизированной руки (6) в первом направлении вдоль первой продольной оси и по меньшей мере во втором направлении, перпендикулярном первой продольной оси и являющемся направленным вертикально вверх направлением, когда первая продольная ось ориентирована горизонтально, при этом соединительный элемент (19) содержит

- первую поверхность примыкания, проходящую вдоль первой продольной оси,

- по меньшей мере одну вторую поверхность примыкания, направленную от роботизированной руки (6),

- две разнесенные третьи поверхности примыкания, ориентированные во втором направлении и расположенные на противоположных сторонах соединительного элемента (19) относительно первой продольной оси, и

- первое фиксирующее средство (62), и

- вторая соединительная часть (23) содержит

- две разнесенные первые граничные поверхности (24a, 24b), ориентированные и направленные напротив друг друга в первой плоскости, которая ориентирована горизонтально, когда соответствующий второй робот (3) поддерживается на горизонтальной поверхности земли, и определяющие между собой первое пространство (26) вставки, которое имеет такой размер, что соединительный элемент (19) по меньшей мере частично является вставляемым в первое пространство (26) вставки через отверстие между двумя концами (27a, 27b) первых граничных поверхностей (24a, 24b) посредством перемещения соединительного элемента (19) в первой плоскости вдоль продольной оси соединительного элемента (19), при этом первое пространство (26) вставки содержит первую секцию (26a), проходящую от отверстия, и вторую секцию (26b), отделенную от отверстия посредством первой секции (26a), при этом первая секция (26a) сужается от отверстия в направлении второй секции (26b),

- две вторые граничные поверхности (25a, 25b), которые расположены под углом относительно друг друга и направлены по меньшей мере ко второй секции (26b) первого пространства (26) вставки, так что они определяют, сверху от первого пространства (26) вставки, сужающееся второе пространство (28) вставки, в которое по меньшей мере частично является вставляемым соединительный элемент (19) посредством перемещения соединительного элемента (19) после того, как он был по меньшей мере частично вставлен во вторую секцию (26b) первого пространства (26) вставки, во втором направлении, перпендикулярном первой плоскости, при этом второе пространство (28) вставки сужается вверх в направлении вытянутой прямой переходной области (25c) между двумя поверхностями примыкания, которая переходная область (25c) имеет вторую продольную ось и четвертую поверхность примыкания, проходящую вдоль второй продольной оси и направленную к первому пространству (26) вставки в направлении, перпендикулярном первой плоскости, при этом четвертая поверхность примыкания сконфигурирована, чтобы приходить в контакт с первой поверхностью примыкания, когда первая и вторая продольные оси параллельны друг другу и соединительный элемент (19) находится в самом верхнем положении внутри второго пространства (28) вставки, и чтобы затем удерживать соединительный элемент (19) от перемещения во втором направлении и в направлении, перпендикулярном первому и второму направлениям,

- по меньшей мере одну пятую поверхность примыкания, расположенную и сконфигурированную, чтобы приходить в контакт с по меньшей мере одной второй поверхностью примыкания, чтобы ограничивать перемещение соединительного элемента (19) вдоль второй продольной оси в направлении от роботизированной руки (6),

- две разнесенные шестые поверхности примыкания, расположенные и сконфигурированные, чтобы приходить в контакт с двумя третьими поверхностями примыкания, когда первая поверхность примыкания контактирует с четвертой поверхностью примыкания, чтобы затем предотвратить вращательное перемещение второй соединительной части (23) относительно второй продольной оси, и

- второе фиксирующее средство (25), выполненное с возможностью выборочного зацепления с первым фиксирующим средством (62), когда первая поверхность примыкания контактирует с четвертой поверхностью примыкания, по меньшей мере одна вторая поверхность примыкания контактирует с по меньшей мере одной пятой поверхностью примыкания, а две третьи поверхности примыкания контактируют с двумя шестыми поверхностями примыкания, при этом, когда первое и второе фиксирующие средства (62, 25) находятся в зацеплении, перемещение соединительного элемента (19) вдоль второй продольной оси по направлению к роботизированной руке (6) предотвращается.

10. Роботизированная система по п. 9, в которой

- соединительный элемент (19) содержит два выступа (60a, 60b), проходящих от противоположных сторон соединительного элемента (19) относительно первой продольной оси, при этом каждый выступ (60a, 60b) имеет первую прямую кромку (63a, 63b), определяющую одну из вторых поверхностей примыкания, и/или вторую прямую кромку (61a, 61b), определяющую одну из третьих поверхностей примыкания, и/или

- вторая секция (26b) первого пространства (26) вставки является частью вытянутого канала постоянной ширины между параллельными частями первых граничных поверхностей (24a, 24b), и/или

- вторые граничные поверхности (25a, 25b) являются участками поверхности по меньшей мере одного граничного элемента (25), определяющего по меньшей мере пятую поверхность примыкания, и/или

- две шестые поверхности примыкания являются участками поверхности элемента (22с) плиты.

11. Роботизированная система по п. 9 или 10, в которой угловая ориентация третьих поверхностей примыкания является регулируемой.

12. Роботизированная система по п. 1 или 2, в которой второе средство (18) управления выполнено с возможностью приема команды управления, указывающей соответствующему второму роботу (3) перемещаться в местоположение в пределах диапазона перемещения роботизированной руки (6).

13. Роботизированная система по п. 12, в которой каждый из вторых роботов (3) содержит устройство (30, 31, 32) датчика, соединенное с соответствующим вторым средством (18) управления и выполненное с возможностью распознавания предопределенного объекта (33), при этом второе средство (18) управления выполнено с возможностью останавливать перемещение второго робота (3) в местоположение в пределах диапазона перемещения роботизированной руки (6) при детектировании предопределенного объекта (33).

14. Роботизированная система по п. 13, в которой устройство (30, 31, 32) датчика является устройством датчика расстояния, выполненного с возможностью распознавания расстояния между устройством датчика расстояния и предопределенным объектом (33), при этом второе средство (18) управления выполнено с возможностью останавливать перемещение второго робота (3) в местоположение в пределах диапазона перемещения роботизированной руки (6) при детектировании предопределенного объекта на предопределенном расстоянии.

15. Способ работы роботизированной системы (1) по любому из пп. 1-14, в котором

первого робота (2) располагают вблизи фюзеляжа (4) летательного аппарата или космического корабля в производственной среде (16), с тем, чтобы инструмент (9) каждого второго робота (3) мог достичь части фюзеляжа (4), когда его удерживают посредством роботизированной руки (6),

роботизированная система дополнительно содержит по меньшей мере одного третьего робота (2'), который имеет идентичную конструкцию с первым роботом (2) и располагается в удаленной области (15) хранения, в которой хранится множество предметов (12) в отделениях стеллажа для хранения,

множество вторых роботов (3) содержит по меньшей мере одного второго робота (3) первой категории, выполненного с возможностью выполнения конкретной операции, включающей в себя изменение летательного аппарата или космического корабля, по меньшей мере одного второго робота (3) второй категории, выполненного с возможностью выполнения конкретной операции, включающей в себя наблюдение, измерение или анализ результатов конкретной операции, выполняемой одним из вторых роботов (3) первой категории, и по меньшей мере одного второго робота (3) третьей категории, выполненного с возможностью выполнения конкретной операции, включающей в себя транспортировку конкретного типа предмета (12) для использования техником (8) для переделки или исправления результата конкретной операции, выполняемой одним из вторых роботов (3) первой категории или наблюдаемой, измеряемой или анализируемой одним из вторых роботов (3) второй категории, и

способ содержит следующие этапы:

a) приводят в действие первый робот (2) и один из вторых роботов (3) первой категории, чтобы соединить второго робота (3) с роботизированной рукой (6), чтобы выполнить соответствующую конкретную операцию, включающую в себя изменение летательного аппарата или космического корабля, и чтобы затем отсоединить второго робота (3) от роботизированной руки (6),

b) приводят в действие первый робот (2) и один из вторых роботов (3) второй категории, чтобы соединить второго робота (3) с роботизированной рукой (6), чтобы выполнить соответствующую конкретную операцию, включающую в себя наблюдение, измерение или анализ результатов конкретной операции, выполняемой одним из вторых роботов (3) первой категории на этапе a),

c) анализируют результат наблюдения, измерения или анализа, выполненного вторым роботом (3) второй категории на этапе b), чтобы определить, необходим ли технику (8) один из предметов (12), чтобы переделать или исправить результат конкретной операции, выполненной вторым роботом (3) первой категории на этапе a), и, если один из предметов (12) необходим, приводят в действие, на основании анализа результата, третьего робота (2') и одного из вторых роботов (3) третьей категории, чтобы

- соединить второго робота (3) с роботизированной рукой (6) третьего робота (2'), поднять второй робот (3) с помощью роботизированной руки (6) к определенному предмету (12), привести в действие второй робот (3), чтобы переместить предмет (12) на инструмент (9) второго робота (3), и разъединить первого и второго роботов (3), или переместить определенный предмет с помощью роботизированной руки (6) на инструмент (9) второго робота (3), и

- транспортировать определенный предмет (12) посредством второго робота (2) к технику (8) в производственную среду (16).