Nova Patents
JP2024508564A

Autonomous welding robots

Abstract

In some examples, an autonomous robotic welding system includes a workspace that includes a part having a seam, a sensor configured to capture a plurality of images within the workspace, and a sensor configured to perform a weld along the seam. It includes a configured robot and a controller. The controller identifies a seam on a part in the workspace based on multiple images, plans a path for the robot to follow when welding the seam, and determines whether the path includes multiple different configurations of the robot and the planned path. The robot is configured to instruct the robot to weld the seam according to the path.

JP2024508564A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 13

Term

Projected expiry 24 February 2042.

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  5. Projected expiry

26 claims: 5 independent, 21 dependent

  1. 1
    継ぎ目を有する部品を含む、作業スペースと、前記作業スペース内の複数の画像を取り込むように構成されているセンサと、前記継ぎ目に沿って溶接を施すように構成されているロボットと、前記複数の画像に基づいて、前記作業スペース内の前記部品上の前記継ぎ目を識別し、前記継ぎ目を溶接するときに前記ロボットがたどるべき経路を計画し、前記経路が前記ロボットの複数の異なる構成を含み、かつ前記ロボットに、前記計画された経路に従って前記継ぎ目を溶接するよう命令するように構成されている、コントローラとを含む、自律型ロボット溶接システム。
  2. 2
    前記ロボットの前記複数の異なる構成の各々が、前記ロボットのアームが保持される異なる角度を含む、請求項1記載のシステム。
  3. 3
    前記コントローラが、前記ロボットが前記作業スペース内で構造体と衝突するかどうかを決定するように構成されている、請求項1記載のシステム。
  4. 4
    前記コントローラが、前記決定に基づいて前記経路を計画するように構成されている、請求項3記載のシステム。
  5. 5
    前記センサが、前記作業スペース内の複数の視点から前記複数の画像を取り込むように構成されている、請求項1記載のシステム。
  6. 6
    前記コントローラが、前記複数の視点からの前記複数の画像に基づいて、前記識別された継ぎ目が実際に継ぎ目である信頼値を決定するように構成されている、請求項5記載のシステム。
  7. 7
    前記コントローラが、前記継ぎ目を溶接するときに前記作業スペース内の固定具を特定の構成に制約するように構成されている、請求項1記載のシステム。
  8. 8
    前記コントローラが、前記固定具を1Fまたは2F溶接位置に制約するように構成されている、請求項7記載のシステム。
  9. 9
    製造作業スペース内の部品に対して製造プロセスを行うための製造ツールと、複数の自由度を有し、かつ前記製造ツールを動かすように構成されている、ロボットアームと、前記製造作業スペースにおいて位置決めされている前記部品に関連する画像データを取り込むように構成されている、1つまたは複数のセンサと、前記画像データを使用して前記製造作業スペース内の前記部品の位置を決定すること、前記製造プロセスが行われるべき前記部品上の1つまたは複数の部位を識別すること、および前記製造プロセスを行うための前記ロボットアームについての動きパラメータを生成することのうちの1つまたは複数を行うように構成されている、ロボットコントローラとを含む、製造ロボットシステム。
  10. 10
    前記1つまたは複数のセンサが、前記製造作業スペース内の他の要素に関連する画像データを取り込むように構成されており、前記他の要素が位置決め装置および固定具を含む、請求項9記載の製造ロボットシステム。
  11. 11
    前記製造作業スペース内の位置決め装置をさらに含み、前記部品が前記位置決め装置上に位置決めされており、前記ロボットコントローラが、前記位置決め装置についての追加の動きパラメータを生成するように構成されており、かつ前記追加の動きパラメータが、前記ロボットアームと前記位置決め装置との間の協調した動きを容易にする、請求項9記載の製造ロボットシステム。
  12. 12
    前記ロボットコントローラが、前記1つまたは複数のセンサを使用して、前記ロボットアームが前記製造作業スペース内で1つまたは複数の物体と衝突するかどうかを決定するように構成されている、請求項9記載の製造ロボットシステム。
  13. 13
    前記製造作業スペースが、前記製造ツール、前記ロボットアーム、位置決め装置、および前記位置決め装置上に位置決めされている前記部品を含む、請求項9記載の製造ロボットシステム。
  14. 14
    自律型ロボット溶接を行うためのコンピュータ実装方法であって、作業スペース内の部品の複数の画像を取り込むために、複数のセンサを使用する工程;前記複数の画像を使用して点群を生成する工程;前記点群を使用して前記部品上の継ぎ目を識別する工程;前記作業スペース内でのロボットと構造体との間の衝突が発生するかどうかを決定する工程;前記識別された継ぎ目に沿っておりかつ前記衝突決定に基づく、前記ロボットの一連の位置および構成を決定することによって、前記識別された継ぎ目を溶接するときに前記ロボットがたどるべき経路を計画する工程;ならびに前記計画された経路に基づいて前記識別された継ぎ目を溶接する工程を含む、コンピュータ実装方法。
  15. 15
    前記位置が、3D空間における前記ロボットの溶接ヘッドの位置を含む、請求項14記載の方法。
  16. 16
    前記経路を計画する工程が、前記ロボットに対する制約を緩和することを含む、請求項14記載の方法。
  17. 17
    自律型ロボット溶接を行うためのコンピュータ実装方法であって、ロボット溶接作業スペースの複数の画像を取り込む工程;前記複数の画像を使用して3次元点群を生成する工程;および前記3次元点群に基づいて、前記ロボット溶接作業スペース内の部品の継ぎ目を溶接する工程を含む、前記コンピュータ実装方法。
  18. 18
    前記作業スペース内のロボットの溶接ヘッドに結合されているセンサを使用して前記ロボット溶接作業スペースのスキャンを行う工程、および前記スキャンに基づいて、前記継ぎ目を溶接するときに使用される経路を補正する工程をさらに含む、請求項17記載の方法。
  19. 19
    前記スキャンが、前記継ぎ目に関する可変間隙データを含む、請求項18記載の方法。
  20. 20
    前記複数の画像を使用してピクセルごとの分類を行う工程をさらに含む、請求項17記載の方法。
  21. 21
    前記点群を使用して点ごとの分類を行う工程をさらに含む、請求項17記載の方法。
  22. 22
    前記点ごとの分類を使用して、前記部品に対応するものまたは前記作業スペース内の固定具に対応するものとして、前記点群のうちの点を分類する工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  23. 23
    ニューラルネットワークを使用して、前記点ごとの分類を行う工程をさらに含む、請求項21記載の方法。
  24. 24
    前記作業スペース内の固定具に関連する、前記点群のうちの点をセグメント化して分離する工程をさらに含む、請求項17記載の方法。
  25. 25
    前記複数の画像を取り込む工程が、前記ロボット溶接作業スペース内の複数の視点から複数の画像を取り込むことを含む、請求項17記載の方法。
  26. 26
    前記複数の取り込まれた画像を使用して、前記部品上の候補継ぎ目が実際に継ぎ目である信頼値を決定する工程をさらに含む、請求項17記載の方法。
Independent claims26