CN113714343B - 用于校准自动机单元的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于校准自动机单元的设备和方法，所述设备包括：具有平面区域的校准块，该平面区域包括位于至少一个三角形的三个角处的至少三个标记元件，其中，用于校准包括至少第一组件的基于自动机的生产环境的处理器适于：接收所述校准块的参数；接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置；接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合；以及基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。

Description

用于校准自动机单元的设备和方法
技术领域
本公开总体上涉及基于自动机的生产环境，并且特别涉及用于校准自动机折弯单元的方法和设备。
背景技术
自动机折弯单元可以包括：可以沿着轨道行进或不沿着轨道行进的自动机(robot)，压弯机(press brake)，输入站(station)(例如，入栈托盘(in-pallet)、传送器带等)，自动机从该输入站抓取板材，例如所要折弯的金属板材，以及输出站(例如，出栈托盘(out-pallet)，传送器带，麻袋，收集容器等)，输出站是所述自动机放置处理后的板材的地方。在折弯过程期间，自动机将要折弯的板材以指定位置和朝向放置到压弯机的下梁上的，以便折弯。自动机折弯单元通常包括朝向台，该朝向台可以在开始处理板材时用于确定板材在空间中的确切位置和朝向。但是，在某些构造中，可能没有朝向台存在，自动机能直接从入栈托盘或传送器带抓取板材，然后将板材移动到压弯机或移动到重新抓取站。在其它构造中，朝向台也可以是输入站。自动机折弯单元也可以包括重新抓取站，所述重新抓取站意图用于将板材放置成使自动机能够在不同位置或角度抓取板材以进一步折弯。
规划具体设计的处理需要确定板材上的抓取站置和自动机的轨迹，以使自动机能够反复抓取板材，通过压弯机沿所需线折弯板材并将板材输出。
自动机单元的各组件的位置是已知的。但是，通常已知这些位置的精确度水平不足，在开始处理板材之前可能仍需要执行精确的校准。当有意或无意移动任何组件时，可能也需要进一步的校准。
校准单元、即测量所有相关表面在3D空间中的精确位置是一项繁琐的工作，需要很高的专业知识和精确度，并且可能花费很长时间。因此，此过程可能会导致包括专家费用以及机器停机时间的高昂成本。
发明内容
所公开主题的一个示例性实施例是一种设备，其包括：具有平面区域的校准块，该平面区域包括位于至少一个三角形的三个角处的至少三个标记元件，其中，用于校准包括至少第一组件的基于自动机的生产环境的处理器适于：接收所述校准块的参数；接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置；接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合；以及基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。在所述设备内，所述三角形可选地为直角三角形。该设备可以进一步包括校准工具，并且可选地，当将所述校准工具放置在所述至少三个标记元件上时，获得该位置集合。在所述设备内，可选地，从指针获得所述位置集合。在所述设备内，所述指针可选地是激光指针。在所述设备内，可选地，通过分析由采集设备采集的图像来获得所述位置集合。在所述设备内，所述基于自动机的生产环境可选地是自动机折弯单元，并且所述第一组件可选地是选自包括以下的组：朝向台、压弯机、重新抓取站、抓具更换站、工具更换站、入栈托盘和出栈托盘。在所述设备内，可选地，该自动机折弯单元还包括轨道。在所述设备内，可选地，该处理器还适于生成程序，该程序用于使自动机在所述基于自动机的生产环境内的两个位置之间转换(transition)，在所述基于自动机的生产环境中，所述自动机将处理后的板材放置在所述压弯机上。在所述设备内，可选地，所述处理器进一步适于：针对所述基于自动机的生产环境的第二组件，重复所述接收所述参数、所述接收所述位置、所述接收所述位置集合以及所述确定。在所述设备内，可选地，所述处理器进一步适于生成程序，该程序用于使自动机从所述第一组件转换到所述第二组件。在所述设备中，可选地，所述处理器进一步适于生成测试，该测试用于测试在所述基于自动机的生产环境中操作的自动机是否能够到达所述第一组件的目标点。
所公开主题的另一示例性实施例是一种由处理平台执行的方法，该方法包括：接收具有平面区域的校准块的参数，该平面区域包括至少三个标记元件，所述至少三个标记元件位于至少一个三角形的三个角上；接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置；接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合；基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。在该方法内，该三角形可选地是直角三角形。在该方法内，可选地是，当将校准工具放置在所述至少三个标记元件上时，获得所述位置集合。在该方法内，该位置集合可选地从激光指针获得。该方法可以进一步包括分析由采集设备采集的图像以获得所述位置集合。该方法还可以包括生成程序，该程序用于使自动机在所述基于自动机的生产环境内的两个位置之间转换。在该方法中，所述基于自动机的生产环境可选地是自动机折弯单元，在该自动机折弯单元中，该自动机将处理后的板材放置在压弯机上。该方法还可以包括：针对所述基于自动机的生产环境的第二组件，重复所述接收所述参数、所述接收所述位置、所述接收所述位置集合和所述确定。该方法还可以包括：生成测试，该测试用于测试在所述基于自动机的生产环境中操作的自动机是否能够到达所述第一组件的目标点。
所公开主题的又一示例性实施例是一种计算机程序产品，其包括保存程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被处理器读取时使处理器执行：接收具有平面区域的校准块的参数，该平面区域包括位于至少一个三角形的三个角处的至少三个标记元件；接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置；接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合；基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。
附图说明
通过结合附图的以下详细描述，将更全面地理解和了解目前公开的主题，在附图中，对应或相似的数字或字符指示对应或相似的组件。除非另有指示，否则附图提供本公开的示例性实施例或方面，并且不限制本公开的范围。在附图中：
图1A示出了根据本公开的一些示例性实施例的校准块的图示；
图1B示出了根据本公开的一些示例性实施例的校准指针的图示；
图1C示出了根据本公开的一些示例性实施例的另一校准块的图示；
图2A和图2B示出了根据本公开的一些示例性实施例的自动机单元的示意图的两个视图；
图3示出了根据本公开的一些示例性实施例的由用户执行的用于校准自动机单元的方法中的步骤的流程图；
图4示出了本公开的一些示例性实施例中的用于校准自动机单元的步骤流程图；和
图5示出了根据所公开主题的一些示例性实施例的被配置用于校准自动机单元的***的框图。
具体实施方式
与本公开有关的一个技术问题是需要以快速且廉价的方式校准自动机单元，其不需要专门知识。
自动机折弯单元可以包括：自动机，该自动机可以沿着轨道行进，也可以不沿轨道行进；压弯机；输入站(例如入栈托盘，传送器带等)，自动机从该输入站抓取板材，例如所要折弯的金属板材；以及输出站(例如出栈托盘，传送器带，麻袋，收集容器等)，在输出站，所述自动机放置处理后的板材。在折弯过程期间，所述自动机将所要折弯的板材放在压弯机的下梁上指定的位置和朝向下，以便折弯。自动机折弯单元通常包括朝向台，该朝向台可以在开始处理板材时用于确定板材在空间中的确切位置和朝向。但是，在某些构造中，可能没有朝向台存在，并且自动机可以直接从入栈托盘或传送器带抓取板材，然后将板材移动到压弯机或移动到重新抓取站。在其它构造中，该输入站也可以是朝向台。自动机折弯单元也可以包括设计用于放置板材的重新抓取站，以便自动机能够在不同的位置或角度上抓取板材，以便进一步折弯。
所述自动机单元还可以包括控制器，该控制器用于接收所述自动机的当前地点和位置，并且用于控制自动机朝目标地点或沿着设计的轨迹的运动。
自动机单元可以包括挂件(pendant)或与挂件相通，挂件也称为自动机示教挂件。挂件是手持式控制和编程单元。挂件可用于手动地将自动机送到所需位置或朝向，改变速度等。挂件也可用于读取并显示自动机位置。挂件也可以用于加载和运行自动机的外部生成的程序。挂件还可以包括紧急停止按钮。
无论是在有或在没有抓取板材的情况下，可以通过诸如处理器之类的处理单元来了解或规划自动机在两个组件之间的轨迹。处理单元可以与自动机单元相关联或在自动机单元外部。
规划具体设计的处理包括确定自动机单元的组件的相对位置，其中每个这样的位置都可以描述为组件的具体点的位置，例如朝向台的底角以及组件的具体表面的朝向。规划还包括确定自动机需要行进的一条或多条轨迹，或者执行不同弯折所需的位置和朝向变化，以使自动机能够重复抓取板材并通过压弯机沿着正确的线弯折板材。
鉴于自动机单元的组件的位置，仍然需要精确地校准自动机单元。当有意或无意移动任何组件时，可能也需要进一步的校准。
当前，这种校准可能是一项漫长而昂贵的工作，因此需要提供一种准确、简便、快速且廉价的方式来校准自动机单元。
一种技术方案包括校准块，该校准块具有平面构件或区域，并且可选地一个或多个构件或区域，其能够放置在自动机单元的压弯机或另一组件上。平面区域可具有至少一个角，例如直角的角。平面区域可以包括三个指定的位置，这些位置由诸如孔、蚀刻或其它图形或物理方法的元件标记出来，其位置形成三角形。在一些实施例中，所述三角形可以是直角三角形。标记出直角的元件可以最接近校准块的一个角。在校准过程期间，通过位置指针(也称为校准指针、校准工具或类似的名称)触碰所述元件或以其它方式与所述元件相互作用来确定所述元件的位置。在另一些实施例中，可以使用其它技术来指示位置，例如激光指向，从相机拍摄的图像中获得位置等。
可以使用UI将所述三个标记元件相对于校准块的固定点(例如校准块的角)的位置以及所述位置指针的参数(例如长度和尖端半径)提供给计算设备，用于执行计算模块。
所述解决方案还包括由计算设备执行模块，该模块用于基于所述元件的位置来计算上面定位有校准块的自动机单元的组件的特定表面的位置和朝向。该解决方案可以进一步包括用户界面(UI)，例如图形用户界面(GUI)，用于输入与校准过程有关的参数和测量值。
为了校准所述单元，需要将所述校准指针安装在自动机臂上，然后可以将校准块放置在所述自动机单元需要进行校准的组件上的特定位置上。
例如，可以将校准块放置在朝向台上。三个标记元件的位置可以如下取得：使用示教挂件将具有安装好的校准指针的所述自动机臂按预定顺序移动到三个标记元件中的每一个标记元件。使用UI将在示教挂件上每个位置处显示的位置提供给***。从这些位置中，可以在特定的坐标系(例如，自动机的坐标系)中获得上面放置有校准块的朝向台的表面的位置和朝向。
然后，可以将校准块(其可以与用于校准朝向台的校准块相同或是不同)放置在自动机单元的另一构件(例如压弯机)上的预定位置和朝向下。如上所述，可以使用校准指针来取得三个标记元件的位置。从测量值中，可以获得在自动机的相同坐标系中的压弯机的绝对位置和朝向。可以通过在三维空间中施加转换和旋转变换来获得朝向台和压弯机(或自动机单元的任何其它两个组件)的固定点和朝向之间的转换。
本公开的一个技术效果包括用于获得自动机单元的各个组件的实际位置和朝向的快速且有效的过程。该过程不需要专门的专业知识，并且可能花费例如一天之内，或者甚至在一小时之内，这与可能需要花费专家数周甚至更久的现有技术方法形成对比。
另外地或可替代地，因为所述单元组件的准确位置和朝向可以获得，可以相应地自动、半自动或手动地计算或更新自动机用于将板材从所述单元的一个组件移动到另一组件的轨迹。
所需的校准块制造简单，价格低廉，并且可用于自动机单元的多次校准，以便用于处理一种或多种类型的物品。
尽管本公开集中在折弯自动机单元上，但是应当理解，这仅仅是示例，并且本公开可以适用于任何基于自动机的生产环境，例如但不限于铣削，焊接，喷涂，切削，攻丝，成形，堆叠等。
现在参考图1A，其示出了根据本公开的一些实施例的校准块的图示。
总体上用100表示的校准块可以包括平面区域104，该平面区域可以是矩形，或者可以不是矩形。该校准块可包括一个或多个抓取区域108和/或112。抓取区域108和112可用于将校准块附接到压弯机的夹持***。因此，每个抓取区域108和112以及其他可能的抓取区域可以被调节成不同标准的夹持***。
校准块可以包括至少一个边缘114，所述至少一个边缘114连接平面104的直角的角118和抓取区域108和/或112的相对平面的角122。校准块的一个点，例如角118可以被选择作为块的参考点。边缘114代表在角118处的校准块100的高度。角118可以在用于校准自动机单元的方法中用作参考点，这将在下文中进一步阐述。
通常，校准块可以包括三个标记元件，也称为元件，所述元件限定三角形(例如直角三角形)的角，使得位于直角(或另一个预定角度)上的元件是元件中最接近校准块的参考点的元件。这三个元件用于相对于预定坐标系确定上面放置有校准块的自动机单元的组件的平面的表面。这些元件可以被实施成为孔，蚀刻或其它图形，体积或物理方法。孔可以具有相同的结构和尺寸，例如具有相同半径和相同深度的圆形开口。
应当理解，根据本公开的校准块可以包括多于三个的元件，使得这些元件形成多个三角形。特别地，参考所述块的相同参考点或参考所述块的不同参考点，可以由不同的元件三元组来形成两个或更多个直角三角形。因此，如果将角118选择作为参考角，则元件128、120和132限定如上所述的直角三角形的角，并且可以用于校准过程。在另一个示例中，如果选择角110作为参考角，则元件124、132和120限定直角三角形的角。在校准一个或多个自动机单元的各个组件时，针对三角形的这种多个选项可以提供对于元件的更方便的访问。
这些元件相对于校准块的参考点的相对位置以及该角相对于组件的参考点的相对位置可用于确定该点在3D空间中的位置。
校准块可以由诸如金属的坚固材料制成，因此相对较重。但是，为了在产生的测量值计算中能够获得更好的精度，标记元件之间的距离应尽可能得大，因此意味着应该将板做得尽可能得大。但是，该板仍需要能够由相关组件支撑，这可能会限制其尺寸。
校准块可以由铣削的金属制成，这可以确保具有标记元件和抓取区域的校准块按设计被精确地制造。
现在参考图1B，其示出了根据本公开的一些实施例的校准指针的图示。校准指针可以被安装在自动机臂上，当校准板被安装在自动机单元的各个组件上时，自动机臂可以被移动到校准板的标记元件处。标记元件的位置就可以显示在示教挂件上。这样可以确定每个这样的组件的表面的位置和朝向。
应当理解，校准指针需要对应于标记元件。例如，当使用孔作为标记元件时，校准指针需要能够容易地以垂直姿势***任何一个孔中，但是在孔中不应具有明显的运动自由度。
总体上用附图标记150表示的校准指针被设计成安装在自动机臂上，因此包括被构造用于例如通过***和/或拧入到自动机臂的相应的下沉部或接纳孔而附接到自动机臂的附接基座凸缘156。指针可以进一步包括从基座凸缘156沿自动机的方向延伸的柄脚160；主体，该主体包括从基座凸缘156沿与自动机相反的方向延伸的圆柱体157和158；以及伸长钻头162，其从主体158延伸并以尖端152结束，尖端152可以是基本上球形的并且具有比延伸部162更大的直径。
然而，应理解的是，可以使用任何其它校准指针，只要它可以清楚地指示校准块上的位置即可。在一些实施例中，可以将自动机的特定点或由自动机使用的任何工具用作校准工具，而不是专用工具。在另一些实施例中，可以在不触碰位置的情况下获得位置，例如通过诸如激光指针类的指向设备，通过分析图像等。
现在参考图1C，其示出了校准块170，在该校准块中，元件174、178、182和186被实施成为蚀刻十字，使得每个元件的位置是十字的中心。元件的排列方式使它们的位置创建一个或多个直角三角形。校准块170可以是扁平的并且不包括抓取元件。该实施例可能特别适合于校准重新抓取站。
现在参考图2A和2B，其示出了根据本公开的一些示例性实施例的自动机单元的两个示意图，在该自动机单元中，可以使用校准块和校准方法。图2A示出了利用轨道以进一步延伸自动机可及范围的自动机单元的视图，而图2B示出了未利用这种轨道的另一自动机单元的视图。
总体上由200表示的典型自动机单元可以包括朝向台204。朝向台204可以包括在两个平面中倾斜的平面区域，以使得其一个角208低于所有其它角，或者包括用于滑动放置在朝向台204上的板材的另一个构件，例如滚珠轴承或聚合物带。更具体地，朝向台204相对于平行于支撑自动机单元200的地面的平面和垂直于地面的平面这两个平面均成角度。平面区域的下边缘可以由边界207和209界定。这种结构能够在自动机单元200校准期间将所要处理的板材以及校准块准确而又牢固地放置在朝向台204上。
自动机单元200可以包括自动机211。自动机单元200可以包括或可以不包括自动机211可以在上面移动的轨道228。自动机211可以具有附接于其的抓具213，抓具213可以包括真空杯、机械夹持唇，磁性体或另一种用于抓取板材的附接机构。自动机211可以包括多个连杆，两个相邻的连杆可以通过关节连接起来。关节可以具有6个自由度：三个自由度描述其在三维空间中的x-y-z位置，三个自由度描述其朝向(例如，以偏航角，翻滚角和俯仰角的形式描述)。
自动机单元200可以包括压弯机216，该压弯机216包括下梁220和上梁221。处理后的板材可以通过自动机211放置在下梁220上，并且在上梁221朝下梁221下降并被压靠在下梁上之后折弯该板材。
自动机单元200可以包括入栈托盘232，自动机211可以从该入栈托盘中取得要处理的板材并将其放置在朝向台204上。但是，在其它构造或其它自动机单元中，朝向台和入栈托盘可以被实施成为一个组件。
自动机单元200可以包括出栈托盘236，在已经经过所有所需的折弯动作之后，自动机211可以将板材放置在出栈托盘236上。
自动机单元200可以包括重新抓取站224。自动机211可以将处理后的板材附接到重新抓取站224，以使自动机211可以以不同的方式，例如在不同的区域或从不同的方向抓取板材，以便使板材能够进一步折弯或输出到出栈托盘236。重新抓取站224可具有由其宽度w 216和深度h 215限定的重新抓取区域。
自动机211(在其末端处具有抓具213)可以被编程，以在有或没有被抓具213抓取的板材的情况下在自动机单元200的各个组件之间移动。
例如，可以对自动机211进行编程，以使抓具213从入栈托盘232抓取板材，并将该板材放置在朝向台204上。由于朝向台204的倾斜，板材可以向下滑动，直至其最低角处在角208处且板材被精确地定位。然后，自动机211可以将板材运送到压弯机216并将该板材放置在下梁220上。自动机211可能需要先将板材放置在重新抓取站224上，然后才能将板材放置在下梁220上。一旦板材被折弯，自动机211即可执行以下任何一项操作：更改下梁220上处理后的板材的位置；改变抓具213在处理后的板材上的抓取站置；将该板材运送到重新抓取站224，然后再次抓取该板材，并将其运送回到下梁220或出栈托盘236；使用“抓具更换”站更换抓具，使用“工具更换”站或其它等更换机器上的工具。
现在参考图3，其示出了根据本公开的一些实施例的由用户执行的用于校准自动机单元的方法中的步骤流程图。
在步骤300，用户可以定义校准块100，例如将块名称或另一个标识符与块参数关联。用户可以输入校准块的参数，包括三个元件128、120和132相对于参考点(例如板100的参考点118)的X位置和Y位置和该块在参考点118处的高度114。
用户还可以输入元件参数，例如孔的直径和深度。
在步骤304，用户可以定义校准指针150，即，将指针名称或另一个标识符与指针参数相关联。用户可以输入校准指针的参数，包括：其长度L，该长度例如是从基座156的端部(其位于在与附接部分160的边界处)到尖端152的中心测量得到的；以及尖端的直径d。
应当理解的是，可以定义与各参数集合相关联的多个校准块和相应的校准指针。
在步骤308，可以对自动机单元的各个组件进行校准。可以使用所定义的校准块100之一来校准每个组件，其中不同的块100可以用于校准同一自动机单元200的不同组件。
下面详细描述的步骤310描述了每个自动机单元组件通常的校准过程。
因此，校准每个组件可以包括步骤312：从用户界面中选择所要用于校准特定组件的校准块100和校准指针150。可以使用图形用户界面的下拉列表来选择校准块和校准指针，该列表包含在***中定义的块100和指针150。
组件的校准还可包括步骤316：将块100放置在组件上的预定位置；以及步骤320：用于将从块的参考点(例如角118)到组件参考点的距离通过UI输入到***中。
组件的校准还可包括步骤324：当块100定位在组件上时，确定校准块100的标记元件的位置。可以使用接收来自自动机211的读数的挂件来执行确定。标记元件的坐标应该以与定义校准块时相同的顺序提供，使得每个标记元件与对应的坐标相关联。
组件的校准可以进一步包括测试组件校准的步骤328。测试可以包括规划并执行一个或多个测试，其中任何测试的期望结果是自动机211到达一个或多个目标位置。
可能的测试是程序到点测试，在该测试中，测试自动机是否能够到达任意点。因此，用户可以使用指向设备输入特定坐标或以图形方式从组件的图像中选择点，以及自动机211的方向。可以生成测试程序，以使自动机211到达该点。然后，***可以运行程序并检查自动机211是否确实到达了正确的位置和正确的方向。该测试可以在没有校准块的情况下执行，检查校准是否确实将组件放置在坐标系中的正确位置。
应理解的是，执行以上详述的步骤312、316、320、324和328，以校准自动机单元的如下详述的每个所需组件。但是，对于一些组件，所述步骤中的某些步骤可能被省略掉。
在步骤332，可以校准朝向台204。校准可包括选择(312)校准块100和指针150，将校准块100放置(316)在台204上，其中参考点118处在朝向台204的角208处，使得块100稳定且可重复地位于朝向台204上。在一些实施例中，推荐使用专用块100来校准朝向台204。块参考点距离组件参考点的距离可以确定(320)为块的高度114。然后，可以使用安装在自动机211上的校准指针150并从挂件读取坐标来确定(324)标记元件的位置，并且可以测试(328)朝向台204的校准。
在步骤336，可以对压弯机216进行校准。校准可包括选择(312)校准块100和指针150，将校准块100放置(316)在压弯机216的下梁220上。块参考点118距离机器夹持***的顶部和机器中心的距离可以确定(320)。然后，可以使用安装在自动机211上的校准指针150和挂件来测量(324)标记元件的位置，并且可以测试(328)对压弯机216的校准。
在步骤340，可对重新抓取站224进行校准。校准可以包括选择(312)校准块100和指针150。在一些实施例中，可推荐使用专用块100来校准重新抓取站224，其中，块100可以足够大，以安全地放置在重新抓取站224上。通常，校准块应尽可能大，其中在重新抓取站上的尺寸和定位可以主要由该工位的尺寸和几何形状确定，包括附接机构的类型。
可以将校准块放置(316)在重新抓取站224上。可以确定(320)块参考点118距重新抓取站224的重新抓取区域的中心的距离。然后，可以使用安装在自动机211上的校准指针150和挂件来测量(324)标记元件的位置。
在步骤344，可以校准入栈托盘232，在步骤348，可以校准出栈托盘236，但是，在某些情况下，可以省略步骤344和348。当需要时，对入栈托盘232和出栈托盘236的校准可以包括选择(312)校准块100和指针150，将校准块100放置(316)在相应的托盘上，确定(320)块参考点118距托盘的参考点的距离，并使用安装在自动机211上的校准指针150测量(324)标记元件的位置。
可以以类似方式校准诸如抓具更换站之类的其他单元组件。
上面的步骤指示用户校准自动机单元200所执行的动作。
现在参考图4，其示出了在本公开的一些实施例中的用于校准自动机单元200的步骤流程图。
在步骤400，可以接收并存储一个或多个校准块100的参数，包括三个标记元件相对于参考点的位置以及标记元件的半径和深度。
在步骤404，可以接收并存储一个或多个校准指针150的参数，例如长度和半径。
可以在对正在被校准的自动机单元200的每个组件进行校准期间执行校准过程408。
在步骤412，可以选择校准块100，并且可以通过UI从用户接收校准块100的参考点相对于组件的参考点的位置。
在步骤416，可以接收块的三个标记元件的坐标。例如通过连接自动机控制器和执行校准的处理器的通信信道(如以下结合图5所详述)，或由用户使用用户界面以输入如挂件所显示的坐标来直接从挂件接收坐标。
在步骤420，可以使用校准块和指针参数，三个标记元件的测量位置以及校准块100的参考点相对于组件位置的位置来确定组件的参考点的位置以及组件的参考表面的朝向。应理解的是，还可以通过知道该表面以及包括校准块的标记元件的平面区域的相对朝向而能够确定组件的参考表面的朝向。例如，当校准朝向台时，校准块100与朝向台平行；当校准压弯机216时，校准块100可以平行于下梁220的顶表面等。可以使用标准的三维几何计算(例如平移和旋转)来确定组件的位置和朝向。
在步骤424，可以通过用户界面从用户接收点的坐标以及自动机211必须到达该点的方向，并且可以生成并存储测试程序。测试可以是程序到点的测试。可以通过使用自动机运行所生成的程序来执行测试。
在步骤428，在用户运行测试之后，可以接收并分析包括自动机211位置和方向的测试结果，例如，自动机211是否已到达预期点的周围以及达到何种精度。
应理解的是，定义和检查测试结果可能涉及其他参数，例如方向，速度，加速度等。
现在参考图5，其示出了在本公开的一些实施例中用于校准自动机单元200的***的框图。
该***可以包括一个或多个计算平台500。在一些实施例中，计算平台500可以是服务器，台式计算机，膝上型计算机等。另外地或可选地，计算平台500可以是自动机单元200的控制器或处理器的一部分，使得下面详述的组件被实施为控制器或处理器的一部分。
计算平台500可以通过任何通信信道与其它计算平台通信，诸如广域网，局域网，内联网，因特网，存储器存储设备的传送等。
计算平台500可以包括处理器504，其可以是一个或多个中央处理单元(CPU)，微处理器，电子电路，集成电路(IC)等。处理器504可以被配置用以提供所需功能，例如通过加载到存储器并激活下面详述的存储在存储设备512上的模块。
应当理解的是，计算平台500可以被实施为可以可操作地彼此连接的一个或多个计算平台。还应当理解，处理器504可以被实施为一个或多个处理器，无论是否位于相同的平台上。
计算平台500可以包括输入/输出(I/O)设备508，例如显示器，扬声器电话，头戴式耳机，指向设备，键盘，触摸屏等。I/O设备508可用来从用户接收输入并向用户提供输出，例如接收或显示标记元件坐标或其它测量值。
计算平台500可以包括存储设备512，例如硬盘驱动器，闪存盘，随机存取存储器(RAM)，存储芯片等。在一些示例性实施例中，存储设备512可以保留程序代码，该程序代码能够操作以使处理器504执行与以下所列任何模块相关联的动作，或者以上图4的方法的步骤。程序代码可包括一个或多个可执行单元，例如功能，库，独立程序等，其适于执行以下详述的指令。
存储设备512可以包括用户界面(UI)516，例如图形用户界面(GUI)，用于从用户定义接收值或测量值，例如校准块标识符，标记元件位置，校准指针定义等。UI 516还可以用于向用户显示数据或信息，例如组件的位置和朝向，测试是否通过或失败等。
存储设备512可以包括组件位置和朝向确定模块520，用于基于校准模块标记元件距离模块参考点的距离、标记元件的报告位置以及块参考点相对于组件参考点的位置来确定自动机单元200组件的位置和朝向。
存储设备512可以包括测试生成模块524，用于生成程序到点的测试，在该测试中，自动机211必须以给定的姿态到达给定的点。
存储设备512可以包括测试结果分析模块528，用于接收测试结果，例如，当自动机211应当到达目的点时自动机211已经到达的实际点，并确定测试是否已经通过或失败。
应理解的是，以上模块描述仅是示例性的，模块可以被不同地布置，并且模块之间的任务划分可以是不同的。
本发明可以是***，方法和/或计算机程序产品。该计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上具有用于使处理器执行本发明各方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是有形的设备，其可以保留并存储由指令执行设备使用的指令。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于，电子存储设备，磁存储设备，光存储设备，电磁存储设备，半导体存储设备或前述的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体示例的非详尽列表包括：便携式计算机磁盘，硬盘，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦可编程只读存储器(EPROM或闪存)，静态随机存取存储器(SRAM)，便携式光盘只读存储器(CD-ROM)，数字多功能盘(DVD)，记忆棒，软盘，机械编码设备(例如打孔卡，或凹槽中的凸起结构，上面有记录的指令)，以及上述的任何合适的组合。本文所使用的计算机可读存储介质不应被解释为本身是瞬时信号，例如无线电波或其它自由传播的电磁波，通过波导或其它传输媒介(例如，穿过光纤光缆的光脉冲)传播的电磁波或通过电线传输的电信号。
本文所述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到相应的计算/处理设备，或者通过网络(例如，互联网，局域网，广域网，和/或无线网络)下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆，光传输光纤，无线传输，路由器，防火墙，交换机，网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配器卡或网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发计算机可读程序指令，以存储在相应的计算/处理设备内的计算机可读存储介质中。
用于执行本发明的操作的计算机可读程序指令可以是汇编程序指令，指令集架构(ISA)指令，机器指令，机器相关指令，微代码，固件指令，状态设置数据，或以一种或多种编程语言(包括面向对象的编程语言，例如Smalltalk，C++等；和常规过程编程语言，例如“C”编程语言或类似编程语言)的任意组合编写的源代码或目标代码。计算机可读程序指令可以完全在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行，作为独立软件包执行，部分地在用户的计算机上并且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情景下，远程计算机可以通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或者可以与外部计算机建立连接(例如，通过使用互联网服务提供商的互联网)。在一些实施例中，包括例如可编程逻辑电路，现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)的电子电路可以通过利用计算机可读程序指令的状态信息来执行计算机可读程序指令来个性化电子电路，以执行本发明的各方面。
这里参考了根据本发明实施例的方法、装置(***)和计算机程序产品的流程图图示和/或框图描述了本发明的各方面。应理解的是，流程图图示和/或框图的每个框以及流程图图示和/或框图中的框的组合可以通过计算机可读程序指令来实施。
可以将这些计算机可读程序指令提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理设备的处理器，以产生机器，使得指令(其经由计算机或其它可编程数据处理设备的处理器执行)创建用于实施流程图和/或框图的框中指定的功能/动作的装置。这些计算机可读程序指令也可以存储在计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质可以指引计算机、可编程数据处理装置和/或其它设备以特定方式起作用，从而使得其中存储有指令的计算机可读存储介质包括制品，该制品包括实施流程图和/或框图的框中指定的功能/动作的各方面的指令。
计算机可读程序指令也可以被加载到计算机、其它可编程数据处理设备或其它设备上，使得在计算机、其它可编程设备或其它设备上执行一系列操作步骤来产生计算机实施过程，以便在计算机、其它可编程装置或其它设备上执行的指令实施流程图和/或框图的框中指定的功能/动作。
附图中的流程图和框图阐述了根据本发明的各个实施例的***、方法和计算机程序产品的可能实施方式的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个框可以代表指令的模块、片段或部分，其包括用于实施指定的逻辑功能的一个或多个可执行指令。在一些替代实施方式中，框中指出的功能可以不按图中指出的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能，实际上可以基本上同时执行接连示出的两个框，或者有时可以以相反的顺序执行这些框。还应注意，框图和/或流程图的每个框以及框图和/或流程图的框的组合可以由特定用途的基于硬件的***来实施，该***执行指定功能或动作或执行特殊用途硬件和计算机指令的组合。
本文所使用的术语仅出于描述具体实施例的目的，并不旨在限制本发明。如本文所用，除非上下文另外明确指出，单数形式“一”，“一个”和“该”意图是也包括复数形式。还将理解的是，术语“包括”和/或“包含”在本说明书中使用时指定存在所述特征，整数，步骤，操作，元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征，整数，步骤，操作，元素，组件和/或上述构成的组。
所附权利要求书中的所有装置或步骤以及功能元件的相应结构，材料、作用和等同物旨在包括用于与具体要求保护的其它元件组合地执行功能的任何结构、材料或动作。已经出于说明和描述的目的给出了本发明的描述，但是并不意图是穷举性的或将本发明限制为所公开的形式。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变型对于本领域普通技术人员将是显而易见的。选择和描述实施例是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，并使本领域的其它普通技术人员能够理解本发明，以便各种实施例及各种修改适于所设想的特定用途。

Claims (19)

1.一种校准设备，包括：
具有平面区域的校准块，该平面区域包括位于至少一个三角形的三个角处的至少三个标记元件，
其中用于校准包括至少第一组件的基于自动机的生产环境的处理器适于：
接收所述校准块的参数，所述参数包括所述至少三个标记元件相对于所述校准块的参考点的位置以及标记元件的半径和深度；
接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置，其中所述校准块放置在所述第一组件上的预定位置；
接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合，其中当将校准指针放置在所述至少三个标记元件上时，通过将所述校准指针按预定顺序移动到三个标记元件中的每一个标记元件，获得所述位置集合；和
基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述三角形是直角三角形。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述校准指针是激光指针。
4.根据权利要求1所述的设备，其中，通过分析由采集设备采集的图像来获得所述位置集合。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述基于自动机的生产环境是自动机折弯单元，并且所述第一组件选自以下的组：朝向台、压弯机、重新抓取站、抓具更换站、工具更换站、入栈托盘和出栈托盘。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，所述自动机折弯单元还包括轨道。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器还适于生成程序，该程序用于使自动机在所述基于自动机的生产环境内的两个位置之间转换，在所述基于自动机的生产环境中，所述自动机将处理后的板材放置在压弯机上。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器还适于：针对所述基于自动机的生产环境的第二组件，重复所述接收所述参数、所述接收所述位置、所述接收所述位置集合以及所述确定。
9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述处理器还适于生成程序，该程序用于使自动机从所述第一组件转换到所述第二组件。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述处理器还适于生成测试，该测试用于测试在所述基于自动机的生产环境中操作的自动机是否能够到达所述第一组件的目标点。
11.一种由处理平台执行的方法，所述方法包括：
接收具有平面区域的校准块的参数，该平面区域包括位于至少一个三角形的三个角处的至少三个标记元件，所述参数包括所述至少三个标记元件相对于所述校准块的参考点的位置以及所述标记元件的半径和深度；
接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置，其中所述校准块放置在所述第一组件上的预定位置；
接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合，其中当将校准指针放置在所述至少三个标记元件上时，通过将所述校准指针按预定顺序移动到三个标记元件中的每一个标记元件，获得所述位置集合；和
基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述三角形是直角三角形。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述位置集合从激光指针获得。
14.根据权利要求11所述的方法，还包括分析由采集设备采集的图像，以获得所述位置集合。
15.根据权利要求11所述的方法，还包括生成程序，该程序用于使自动机在所述基于自动机的生产环境内的两个位置之间转换。
16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述基于自动机的生产环境是自动机折弯单元，在所述自动机折弯单元中，所述自动机将处理后的板材放置在压弯机上。
17.根据权利要求11所述的方法，还包括：针对所述基于自动机的生产环境的第二组件，重复所述接收所述参数、所述接收所述位置、所述接收所述位置集合以及所述确定。
18.根据权利要求11所述的方法，还包括生成测试，该测试用于测试在所述基于自动机的生产环境中操作的自动机是否能够到达所述第一组件的目标点。
19.一种计算机程序产品，包括保存程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在被处理器读取时使所述处理器执行：
接收具有平面区域的校准块的参数，该平面区域包括位于至少一个三角形的三个角处的至少三个标记元件，所述参数包括所述至少三个标记元件相对于所述校准块的参考点的位置以及所述标记元件的半径和深度；
接收所述校准块的校准块参考点相对于基于自动机的生产环境的第一组件的组件参考点的位置，其中所述校准块放置在所述第一组件上的预定位置；
接收当所述校准块位于所述第一组件上时取得的所述校准块的所述至少三个标记元件的位置集合，其中当将校准指针放置在所述至少三个标记元件上时，通过将所述校准指针按预定顺序移动到三个标记元件中的每一个标记元件，获得所述位置集合；和
基于所述参数、所述位置和所述位置集合，确定所述第一组件在所述基于自动机的生产环境的坐标系中的位置和朝向。
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