使用组装后过程交互印记来检测组装故障的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及自动化组装，且更特别地设及在组装完成之后的组装故障的检测。
【背景技术】
[0002] 自动化组装（例如但并非限制，机器人组装）在诸如汽车、电子装置等各种行业中 得W使用。在2011年12月8日公开的W02011153156中描述了用于电子装置的机器人组 装的一个示例。
[0003] 存在有过程中故障检测，诸如在Ro化iguez等人的标题为化ilure Detection in Assembly:Fo;rce Si即ature Analysis(出自2010年的IE邸CA沈会议）的论文中所描述 的那些方法。运样的方法使用来自传感器的数据，该数据常常被组装过程的动态特性所损 坏。如果所关屯、的是被组装部件的机械强度，则可W用自动化视觉检查和/或破坏性张力 来执行组装后检查。
【发明内容】
[0004] 一种用于检测生产制品的自动化过程的成功的方法，包括但不限于： 阳〇化]使用自动化过程来生产统计上数目很大的成功制品和失败制品；使所述成功制品 和所述失败制品中的每个制品与测试平台相交互，W测量指示所述成功制品和所述失败制 品的交互印记；
[0006] 计算在所述成功制品的交互印记与所述失败制品的交互印记之间的差异的相关 性；
[0007] 获得针对在所述成功制品和所述失败制品被生产之后所生产的附加制品的交互 印记；化及
[0008] 相对于所计算的所述成功制品和所述失败制品交互印记的相关性，来分析针对在 所述成功制品和所述失败制品被生产之后所生产的附加制品而获得的交互印记，W自动地 将在所述成功制品和所述失败制品被生产之后所生产的附加制品分类为成功或失败。
[0009] 一种用于检测生产制品的自动化过程的成功的方法，包括但不限于：
[0010] 计算在统计上数目很大的成功制品的交互印记与统计上数目很大的失败制品的 交互印记之间的差异的相关性；
[0011] 获得针对在所述成功制品的交互印记与所述失败制品的交互印记之间的差异的 相关性被计算之后所生产的制品的交互印记；W及
[0012] 相对于所计算的所述成功制品和所述失败制品交互印记的相关性，来分析针对在 所述成功制品的交互印记和所述失败制品的交互印记之间的差异的相关性被计算之后所 生产的制品而获得的交互印记，W自动地将在所述成功制品的交互印记与所述失败制品的 交互印记之间的差异的相关性被计算之后所生产的制品分类为成功或失败。
[0013] 一种用于通过测试使用自动化过程生产的统计上数目很大的成功制品和失败制 品来检测生产制品的自动化过程的成功的方法，包括但不限于：
[0014] 使所述成功制品和所述失败制品中的每个与测试平台相交互，W测量指示成功的 制品和失败的制品的交互印记；
[0015] 计算所述成功制品的交互印记与所述失败制品的交互印记之间的差异的相关性； W及
[0016] 通过改变每个成功制品和失败制品与所述测试平台的交互而在具有交互步骤的 改变的情况下，重复所述生产、所述交互和所述计算的步骤，W使得在所述成功制品的交互 印记和所述失败制品的交互印记之间的差异的相关性最小化。
【附图说明】
[0017] 图1示出了握持着已组装产品的机器人。
[0018] 图2示出了在测试已组装产品的组装故障时在组装后测试系统中使用的测试平 台。
[0019] 图3和图4示出了将被组装成由组装后测试系统测试的产品的部件的一个示例。
[0020] 图5a至图5c示出了针对在图3和4中示出的部件的故障组装的示例，并且图5d 示出了针对那些部件的正确组装。
[0021] 图6a和图化示出了由组装后测试系统用来针对图3和4中所示的部件检测组装 故障的运动。
[0022] 图7a和化示出了用于将支持向量机（SVM)用于组装故障检测时的两个阶段的流 程图。
[0023] 图8示出了用于所收集的受力印记的后处理的流程图。
[0024] 图9示出了能够用来对所收集的受力印记进行分类的超平面。
[0025] 图10a和1化示出了用于优化被用来测试制品的运动W改善在成功制品的交互信 号与失败制品的交互信号之间的差异的相关性的流程图。
【具体实施方式】
[0026] 现在参考图1和2,示出了用于组装后测试系统的一个实施例。在如图1中所示的 该实施例中，已组装产品16由安装在机器人10的尖端上的夹持器14握持。机器人10可 W例如是较接6轴机器人、笛卡尔龙口机器人、诸如SCARA机器人之类的具有少于6个轴的 机器人，或诸如多臂机器人之类的具有超过6个轴的机器人。机器人10的运动由控制器12 控制。如图1中所示，将与已组装产品16接触的测试平台18被安装在工作台20上。
[0027] 测试平台18可W是与已组装产品即制品16相交互的任何东西。虽然图1示出了 被安装在工作台20上的测试平台18,但众所周知的是，测试平台18可W由图1中未示出的 机器人保持，并且机器人10可W将已组装产品16带到保持着测试平台18的机器人，或者 保持着测试平台18的机器人可W使测试平台18与已组装产品16接触。
[0028] 如本领域的技术人员可W认识到的，本发明的控制器12可W包括计算机可读介 质，其具有存储在其上面的计算机可读指令，其在被处理器执行时执行本文所述的操作。计 算机可读介质可W是任何有形介质，其可W包含、存储、传送、传播或传输用户接口程序指 令W供指令执行系统、装置或设备使用或与之相结合地使用，并且举例来说但在没有限制 的情况下，可W是电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体的系统、装置、设备或者是传播有形 介质。计算机可读有形介质的更具体的例子（非穷举的列表）包括：便携式计算机盘、硬盘、 随机存取存储器（RAM)、只读存储器（ROM)、可擦式可编程只读存储器巧PROM或闪存）、便携 式紧凑盘只读存储器（CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件。可W利用任何适当编程语言来编 写用于执行本发明的操作的计算机程序代码或指令，只要其允许实现所述技术结果。虽然 控制器12可W执行图7、图8和图10的流程图中所示的操作，但图1中所示的实施例也可 W包括与控制器12通信W执行那些操作的单独计算设备。
[0029] 如图2中所示，测试平台18被构造有至少底层26和顶层27。顶层27由硬质材 料制成，而底层26由诸如橡胶和泡沫之类的柔顺材料制成。此类设计的目的是提供测试平 台18与已组装产品16的柔顺且非破坏性接触。在替换实施例中，由于在系统中的别处存 在柔顺性或者由于组装操作的性质，可W不需要柔顺层。
[0030] 已组装产品16的一个示例在图3和4中被示为印刷电路板24、大体上矩形插口 30 和侣屏蔽罐36的组合，其中在印刷电路板24上面安装有各种电路元件，在大体上矩形插口 30中具有其它电路元件，并且侣屏蔽罐36覆盖大体上矩形插口 30。插口 30包括形成四个 拐角34a至34d的四个凸起侧壁32a至32d。
[0031] 如从图3可W看到的，屏蔽罐28包括大体上矩形形状的平坦面36。侧壁38a至 38d从每个边缘向上突出并形成拐角40a至40d。屏蔽罐28尺寸被确定为卡扣配合在插口 30上。可W用机器人组装领域的技术人员众所周知的方式，通过除机器人10之外的一个或 多个机器人（未示出）来执行屏蔽罐28到插口 30的组装。
[0032] 图5a至5d示出了屏蔽罐28到插口 30的良好和故障组装。更特别地，图5a显示 缺少屏蔽罐28,亦即屏蔽罐28未被组装到插口 30。
[0033] 当屏蔽罐28被组装到插口 30时，该组装的主要故障是屏蔽罐28的四个拐角40a 至40d中的一个或两个未被充分地按压到插口 30中。图化示出了针对一个拐角不在正确 位置上的此类故障，并且图5c示出了针对两个拐角不在正确位置上的此故障。
[0034] 图5d示出了良好组装。如此图中所示，屏蔽罐28覆盖插口 30,并且屏蔽罐28的 全部四个拐角40a至40d在插口 30上处于正确位置。 阳035] 图6a和图化示出了用W使用图1和图2中的设置来检测用于图3和4中所示的 部件的组装故障的测试运动。如图6a和图化中所示，该测试运动是抵靠着测试平台18的 顶层27按压插口 30的四个拐角40a-40d中的每一个的摇摆运动。在故障是屏蔽罐28的一 个或多个拐角在被组装到插口 30时不在正确位置上的情况下，诸如图化和5c中所示，插 口 30的四个拐角40a至40d中的每一个抵靠着层27的按压可W导致该故障组装的修复。
[0036] 测试运动由机器人10执行，并在系统设置期间被预编程。由于机器人10的高度 可重复性，此测试运动对于每个已组装产品16而言是相同的。如果每个已组装产品16的 夹持是可重复的，则组装故障的测试条件几乎没有变化。结果，在摇摆和按压运动期间诱发 的接触受力没有诸如实际组装过程中的动态特性的其它副作用。
[0037] 可W使用用于故障检测的许多现有算法来处理通过使用力传感器从测试运动所 获得的接触受力印记（forces