【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于使用制造设施来生产多个工件的方法，该制造设施包括由相应机器控制器来控制的至少一个制造机器。本专利技术进一步涉及一种用于使用该方法来生产多个工件的制造设施。
技术介绍
1、当前，在许多工业分支中，可以观察到，加大了力度来将用于生产质量监测的一个或多个计量装置集成到制造设施中、甚至直接集成到制造机器中。这背后有若干原因。例如，期望避免或减少用于计量装置的特定基础设施，比如具有受控温度、湿度或甚至洁净室或灰室（grey room）条件、低振动等的专用测量室基础设施。用于计量的特定基础设施是昂贵的。此外，专用测量室通常远离制造区域，这使得工件物流较为困难。
2、另一缺点是，远程测量室生成的测量结果往往存在时间延迟，这种时间延迟过大，以至于无法有效用于闭环制造控制。获得结果的时间（time-to-result）通常显著长于生产循环时间或生产过程波动的周期长度。另外，通常需要高素质专业人员来操作测量室。
3、尽管如此，质量控制多年来一直是工业制造过程中的重中之重，旨在实现成本高效的生产，同时确保客户方面对产品的高度认可。在工业工件制造中，有许多构思和方法可用于建立质量控制流程。
4、举例来说，us 11 249 458 b2披露了一种控制系统，该控制系统包括控制工件的机加工的控制器，并且包括在机加工操作途中拍摄工件的图像的拍摄装置。该控制器基于所获取的图像在机加工操作途中生成工件的三维模型，将所生成的三维模型与通过机加工模拟生成的三维模型彼此进行比较，并且基于该比较的结果来确定机加工
5、us 11 049 236 b2披露了一种用于对物体执行实时质量检验的系统和方法。该系统和方法包括用于移动被检验物体的传送装置，从而允许在生产线上执行检验。至少一个光学获取单元捕获被检验物体的光学图像。将光学图像与物体的cad模型进行匹配，然后提取经匹配的cad模型。波长在紫光范围或紫外范围内的带有照射光束的激光器对物体进行扫描，从而使物体形成为三维点云。将点云与每个物体的所提取的cad模型进行比较，其中，将ctf与用户输入或cad模型信息进行比较，然后基于点云与cad模型之间的偏差程度来确定物体是可接受的还是有缺陷的。
6、us 2021/0208568 a披露了一种制造系统，该制造系统包括：通信模块，该通信模块用于接收三维模型和控制命令，这些控制命令包括用于制造机器的具有相应参考值、公差值和/或干预公差值的制造指令；制造模块，其中，使用该模型、这些指令和这些命令来制造物体；计算模块，该计算模块使用该三维模型和这些制造指令来计算这些控制命令；以及测量装置，该测量装置具有通信模块、捕获模块、以及检查模块，该通信模块用于接收该三维模型，该捕获模块使用传感器来测量制造物体，从而捕获其参考值和/或公差值和/或干预公差值，其中，测得值偏离适用的制造参考值以及超过相关联的制造公差值和/或相关联的干预公差值使得产生控制信号。
7、us 9 383 742 b2披露了一种用于在用机器制造复杂形状的燃气涡轮发动机零件期间在定位该燃气涡轮发动机零件时的误差补偿的系统和方法。首先，检索零件上的多个控制点的理论测量结果。接着，在机器的坐标系中获取控制点的实际测量结果。如果实际测量结果与理论测量结果之间的误差超过公差，则计算变换矩阵。变换矩阵表示要应用于坐标系以调整其姿态来补偿误差的变换。可以迭代地计算变换矩阵并将其应用于坐标系，直到使实际测量结果在公差内。接着，可以生成机加工程序以相应地制造零件。
8、ep 3 045 992 a1披露了一种使用反馈环路来补偿在生产过程中出现的误差的方法。该方法包括：生成根据生产模型在生产装配中生产的至少一个样品物体的实际特性数据；执行标称值-实际值比较，从而生成偏差数据；以及基于标称特性数据和偏差数据而自动地创建经适配的生产模型。经适配的生产模型可用于经适配的生产过程中，经适配的生产过程用于在生产装配中生产经适配的物体，并且经适配的生产模型不同于标称特性数据，使得在生产过程中出现的误差在经适配的生产过程中至少部分地得到补偿。
9、us 6 975 918 b2披露了一种用于成批制造产品的生产系统，该生产系统包括：加工装置，该加工装置根据控制命令致动用于对这些产品中一个进行加工的刀具；测量装置，该测量装置用于自动测量这些经加工的产品中的一个的实际几何尺寸；校正装置，该校正装置联接到加工装置和测量装置并且将实际尺寸与位于公差区间内的预设目标尺寸进行比较。如果实际尺寸在位于公差区间内的干预区间之外，则校正装置以校正方式干预刀具的控制命令。
10、us 11 036 203 b2披露了一种用于使用处理电路系统来建造三维物体的建造系统。处理电路系统根据建造条件和建造数据来估计要根据建造数据建造的三维物体，并根据由处理电路系统估计的三维物体的估计结果来校正建造数据。
11、us 8 090 557 b2披露了一种用于操作工业加工机器、生产机器或操纵机器人的方法。借助于模拟模型来模拟工业机器的操作的至少一部分，并存储模拟结果和来自工业机器的操作的实时数据。该模拟可以在工业机器中执行，并且如果情况如此，则可以使用用于此目的的单元来至少部分地产生模拟模型的参数表示。为了产生参数表示，可以藉由内联网和/或互联网连接在工业机器与该单元之间创建数据-系统连接。另外，该模拟可以在外部模拟单元中执行，外部模拟单元藉由内联网和/或互联网连接而与工业机器具有数据-系统连接。
12、wo 2018/204410披露了一种系统，该系统包括：到制造系统的第一数据链路，该制造系统被配置成基于共同的工程示意图来创建一批零件；到计量装置的第二数据链路，该计量装置被配置成测量该批零件中的至少一些零件以生成表示至少一些零件中的每个零件的物理形状的测量数据；以及机器学习系统，该机器学习系统包括与存储可执行指令的计算机可读存储器通信的一个或多个处理器，其中，该一个或多个处理器被这些可执行指令编程为至少进行以下项：访问神经网络，该神经网络基于该批零件中的过去零件的测量数据而被训练以做出关于该批零件中的未来零件的预测；将该测量数据向前传递通过该神经网络以生成关于该批零件中的未来零件的预测；并且基于该预测来确定是否输出用于调整制造系统的操作的指令。
13、us 10 180 667 b2披露了一种集成到制造机器中的测量技术，其中测量结果由经训练的人工智能（ai）来解释。ai基于测量结果来确定新的标称控制数据。
14、现有技术方法中的一些旨在于实际生产出工件之前进行校正。换言之，它们试图在随后生产的工件的生产过程中使用从先前生产的工件获得的知识来实施某种前向误差校正。这种抢占式误差校正似乎非常有前景，以便优化真实的、非理想的制造设施的效率和输出。不幸的是，工业制造过程和设施可能非常复杂，而且通常很难明确识别出可能导致不期望的生产误差和产品本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于使用制造设施来生产多个工件的方法，该制造设施包括：第一制造机器，该第一制造机器具有第一可移动机器元件；第一机器控制器，该第一机器控制器被配置成控制该第一可移动机器元件；以及计量装置，该计量装置被配置成确定所生产的工件的实际特性，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其中，该制造设施包括：第二制造机器，该第二制造机器具有第二可移动机器元件；以及第二机器控制器，该第二机器控制器被配置成控制该第二可移动机器元件，并且其中，该第二工件是使用该第二制造机器和该第二机器控制器来生产的。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该第一制造机器位于第一制造场所处，并且该第二制造机器位于远离该第一制造场所的第二制造场所处，其中，在该第一制造场所和该第二制造场所上单独地记录个别的过程参数序列，并且其中，该多个第二控制命令是基于来自该第一制造场所和该第二制造场所两者的这些个别的过程参数序列来确定的。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括在该第一制造机器或该第二制造机器上生产该多个工件中的第三工件的步骤，其中，做出个别过程决策以便将生产该第三工件的
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该检验步骤包括使用自动化搬运设备将该第一工件从该制造机器转移到该计量装置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该检验步骤包括生成表示该第一工件上的多个测量点的格式化3D点云数据，并且其中，该比较步骤包括使用最佳拟合算法将该第一工件的CAD表示拟合到该格式化3D点云中。
7.如权利要求6所述的方法，其中，估计该第一工件的工件主轴线，并且其中，在使用该工件主轴线进行该拟合之前对该格式化3D点云数据进行预对准。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，将多个不同的检验计划指配给该格式化3D点云的不同区域，并且其中，并行地执行该多个不同的检验计划。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，确定该多个第二控制命令包括：将该3D点云数据和该第一工件中的至少一个划分成多个工件分区，并且单独地确定该工件分区中的每一个的相应的第二控制命令。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，生产该第二工件包括：在多个第二相继的制造步骤期间记录多个第二过程参数序列；在该多个第二相继的制造步骤期间尚未执行第二控制命令子集时从该多个第二控制命令中选择该第二控制命令子集；基于该多个第二过程参数序列来修改该第二控制命令子集以便获得经修改的第二控制命令；以及使用这些经修改的第二控制命令来控制该可移动机器元件。
11.如权利要求1至10中任一项所述的方法，其中，如果确定这些经修改的第二控制命令超过预定阈值标准，则终止生产该第二工件。
12.如权利要求1至11中任一项所述的方法，其中，基于该多个第二过程参数是否超过预定阈值标准，事件触发式地使用该计量装置检验该第二工件。
13.如权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，该多个过程参数包括机器元件移动参数、环境参数、机床参数、工件材料参数、操作者干预。
14.一种用于生产多个工件的制造设施，该制造设施包括：
15.如权利要求14所述的制造设施，进一步包括：第二制造机器（12.2），该第二机器控制器具有第二可移动机器元件；第二机器控制器（14.2），该第二机器控制器被配置成在多个第二相继的制造步骤期间控制该第二可移动机器元件；以及第二校正控制器（30.2），该第二校正控制器与该第二机器控制器（14.2）相关联，其中，该第二校正控制器（30.2）被配置成获得多个第二过程参数序列并将该多个第二过程参数序列映射到该多个第二相继的制造步骤上以便获得第二顺序映射数据、并且基于该第二顺序映射数据来确定用于该第二机器控制器的多个经修改的第二控制命令。
16.如权利要求15所述的制造设施，进一步包括高级比较器（36），该高级比较器与该第一校正控制器和该第二校正控制器（30.1；30.2）操作性地连接，其中，该高级比较器（36）被配置成基于该第一顺序映射数据和该第二顺序映射数据来确定用于该第一机器控制器（14.1）和用于该第二机器控制器（14.2）的高级误差校正命令。
17.如权利要求14至16中任一项所述的制造设施，其中，该校正控制器（28）包括专用机器适配器（34），该专用机器适配器被配置成将这些第一误差校正命令转换成该多个经修改的第一控制命令。
18.如权利要求14至17中任一项所述...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于使用制造设施来生产多个工件的方法，该制造设施包括：第一制造机器，该第一制造机器具有第一可移动机器元件；第一机器控制器，该第一机器控制器被配置成控制该第一可移动机器元件；以及计量装置，该计量装置被配置成确定所生产的工件的实际特性，该方法包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的方法，其中，该制造设施包括：第二制造机器，该第二制造机器具有第二可移动机器元件；以及第二机器控制器，该第二机器控制器被配置成控制该第二可移动机器元件，并且其中，该第二工件是使用该第二制造机器和该第二机器控制器来生产的。
3.如权利要求2所述的方法，其中，该第一制造机器位于第一制造场所处，并且该第二制造机器位于远离该第一制造场所的第二制造场所处，其中，在该第一制造场所和该第二制造场所上单独地记录个别的过程参数序列，并且其中，该多个第二控制命令是基于来自该第一制造场所和该第二制造场所两者的这些个别的过程参数序列来确定的。
4.如权利要求3所述的方法，进一步包括在该第一制造机器或该第二制造机器上生产该多个工件中的第三工件的步骤，其中，做出个别过程决策以便将生产该第三工件的该步骤指配给该第一制造机器或该第二制造机器，并且其中，该个别过程决策是基于来自该第一制造场所和该第二制造场所两者的这些个别的过程参数序列。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，该检验步骤包括使用自动化搬运设备将该第一工件从该制造机器转移到该计量装置。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，该检验步骤包括生成表示该第一工件上的多个测量点的格式化3d点云数据，并且其中，该比较步骤包括使用最佳拟合算法将该第一工件的cad表示拟合到该格式化3d点云中。
7.如权利要求6所述的方法，其中，估计该第一工件的工件主轴线，并且其中，在使用该工件主轴线进行该拟合之前对该格式化3d点云数据进行预对准。
8.如权利要求6或7所述的方法，其中，将多个不同的检验计划指配给该格式化3d点云的不同区域，并且其中，并行地执行该多个不同的检验计划。
9.如权利要求1至8中任一项所述的方法，其中，确定该多个第二控制命令包括：将该3d点云数据和该第一工件中的至少一个划分成多个工件分区，并且单独地确定该工件分区中的每一个的相应的第二控制命令。
10.如权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，生产该第二工件包括：在多个第二相继的制造步骤期间记录多个第二过程参数序列；在该多个第二相继的制造步骤期间尚未执行第二控制命令子集时从该多个第二控制命令中选择该第二控制命令子集；基于该多个第二过程参数序列来修改该第二控制命令子集...
【专利技术属性】
技术研发人员：N·哈弗坎普，C·霍尔，FG·乌尔默，S·马蒂奇，C·维斯曼，D·戈尔施，
申请(专利权)人：卡尔蔡司股份公司，
类型：发明
国别省市：
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