【手続補正書】
【提出日】令和3年4月5日(2021.4.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長距離リアルタイム遠隔溶接を実行するシステムであって、
実際の溶接作業を実行するために遠隔溶接現場に設置されるように構成されているロボット溶接システムであって、
溶接トーチと、カメラと、
前記ロボット溶接システムを制御して、前記カメラを介して前記実際の溶接作業中に加工物と前記溶接トーチとの間の少なくともアーク又はビームの映像を収集するように構成されている第１の制御器と
を含むロボット溶接システムと、
ローカル現場に設置されるように構成されている模擬溶接システムであって、
前記ローカル現場で少なくとも前記映像を観察するために、人間の溶接士によって着用されるように構成されている頭部装着型ディスプレイデバイスと、
少なくとも前記映像を観察しながら、前記ローカル現場で模造溶接ツールを保持して移動させる前記人間の溶接士に応じて、前記溶接トーチを遠隔で制御するように構成されている模造溶接ツールと、
前記模擬溶接システムを制御して、前記模造溶接ツールの移動を追跡しながら制御パラメータを生成するように構成されている第２の制御器と
を含む模擬溶接システムと、
前記遠隔溶接現場における前記第１の制御器と前記ローカル現場における前記第２の制御器との間で、少なくとも前記映像及び前記制御パラメータの通信を行うように構成されている超低待ち時間通信ネットワークであって、前記第１の制御器と前記第２の制御器との間の往復通信待ち時間は、０．５ミリ秒と１０ミリ秒との間であり、前記遠隔溶接現場と前記ローカル現場との間の直線距離は、少なくとも１０キロメートルである超低待ち時間通信ネットワークと
を含み、
前記ロボット溶接システムは、少なくとも前記制御パラメータに応じた前記模造溶接ツールによる前記溶接トーチの遠隔ロボット制御を介して、前記実際の溶接作業中に、前記遠隔溶接現場で前記加工物に実際の溶接部を形成するように構成されている、システム。
【請求項２】
前記ロボット溶接システムは、自動遮光フィルターを含み、前記第１の制御器は、前記自動遮光フィルターを通して観察する前記カメラを介して前記実際の溶接作業中に前記加工物と前記溶接トーチとの間の少なくとも前記アーク又は前記ビームの前記映像を収集するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ロボット溶接システムは、マイクロホンを含み、前記第１の制御器は、前記マイクロホンを介して前記実際の溶接作業中に前記加工物と前記溶接トーチとの間の少なくとも前記アーク又は前記ビームの音声を収集するように構成されており、前記超低待ち時間通信ネットワークは、前記遠隔溶接現場における前記第１の制御器から前記ローカル現場における前記第２の制御器に、前記ローカル現場で前記頭部装着型ディスプレイデバイスを介して前記人間の溶接士によって観察されるべき前記音声の通信を行うように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記模造溶接ツールは、前記模造溶接ツールの位置及び方向のうち少なくとも１つを監視して、三次元空間で前記模造溶接ツールを追跡する前記第２の制御器に、対応する位置及び方向信号を供給するように構成されている１つ又は複数のセンサーを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記模造溶接ツールの位置及び方向のうち少なくとも１つを監視して、三次元空間で前記模造溶接ツールを追跡する前記第２の制御器に、対応する位置及び方向信号を供給するように構成されている、前記模造溶接ツールの外部にある１つ又は複数のセンサーを更に含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１の制御器は、前記遠隔溶接現場における前記第１の制御器と前記ローカル現場における前記第２の制御器との間の前記往復通信待ち時間を判定する待ち時間試験を実行するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第２の制御器は、前記遠隔溶接現場における前記第１の制御器と前記ローカル現場における前記第２の制御器との間の前記往復通信待ち時間を判定する待ち時間試験を実行するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記超低待ち時間通信ネットワークは、無線周波数無線ネットワークセグメント及び光ファイバーネットワークセグメントのうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記超低待ち時間通信ネットワークは、前記遠隔溶接現場と前記ローカル現場との間で動作する専用プライベートネットワークである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記超低待ち時間通信ネットワークは、受動光学構成要素、遮光フィルター、分散補償モジュール、非順方向誤り訂正トランスポンダー、ソフトウェア定義ネットワーク、及びネットワーク機能仮想化技法のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記超低待ち時間通信ネットワークは、三次元集積回路チップ、三次元集積回路チップスタック、回路基板に組み込まれた光導波路、チップスタック内の光集積トランシーバー、及びシャーシ内の回路基板の完全無線チップ間相互接続性のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の制御器及び前記第２の制御器は各々、三次元集積回路チップ、三次元集積回路チップスタック、回路基板に組み込まれた光導波路、チップスタック内の光集積トランシーバー、及びシャーシ内の回路基板の完全無線チップ間相互接続性のうち少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
リアルタイムで長距離にわたってロボット溶接システムを遠隔で制御する方法であって、
ローカル現場で人間の溶接士によって動作される模造溶接ツールの移動及び制御を追跡して、前記模造溶接ツールの前記移動及び前記制御に対応する制御パラメータを生成するステップと、
超低待ち時間通信ネットワーク上で前記ローカル現場から遠隔溶接現場におけるロボット溶接システムに前記制御パラメータを伝送するステップであって、前記超低待ち時間通信ネットワーク上の前記ローカル現場と前記遠隔溶接現場との間の往復通信待ち時間は、０．５ミリ秒と１０ミリ秒との間であり、前記ローカル現場と前記遠隔溶接現場との間の直線距離は、少なくとも１０キロメートルであるステップと、
前記ロボット溶接システムの実際の溶接作業を前記遠隔溶接現場で制御して、前記制御パラメータに応じた前記ロボット溶接システムの遠隔ロボット制御を介して前記遠隔溶接現場で加工物に実際の溶接部を形成するステップであって、前記ロボット溶接システムの溶接トーチは、リアルタイムで前記ローカル現場で前記人間の溶接士によって動作される前記模造溶接ツールの前記移動及び前記制御に追従するステップと
を含む、方法。
【請求項１４】
前記人間の溶接士によって動作される前記模造溶接ツールの前記移動は、前記遠隔溶接現場で前記加工物を模擬する、前記ローカル現場における模擬加工物に沿っている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記ロボット溶接システムの前記溶接トーチの先端部が、前記遠隔溶接現場で前記実際の溶接作業中に前記加工物から適切な距離でない場合を判定するステップと、
前記溶接トーチの前記先端部が前記適切な距離でない場合、前記超低待ち時間通信ネットワーク上で、前記遠隔溶接現場から前記ローカル現場にフィードバック信号を伝送するステップと、
前記フィードバック信号に応じて前記ローカル現場における前記模造溶接ツール内で触覚反応を生成するステップと
を更に含むことを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記ロボット溶接システムの前記溶接トーチが、前記遠隔溶接現場で前記実際の溶接作業中に前記加工物に対して適切な角度でない場合を判定するステップと、
前記溶接トーチが前記適切な角度でない場合、前記超低待ち時間通信ネットワーク上で、前記遠隔溶接現場から前記ローカル現場にフィードバック信号を伝送するステップと、
前記フィードバック信号に応じて前記ローカル現場における前記模造溶接ツール内で触覚反応を生成するステップと
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ロボット溶接システムの前記溶接トーチが、前記遠隔溶接現場で前記実際の溶接作業中に前記加工物に対して適切な移動速度で移動していない場合を判定するステップと、
前記溶接トーチが前記適切な移動速度で移動していない場合、前記超低待ち時間通信ネットワーク上で、前記遠隔溶接現場から前記ローカル現場にフィードバック信号を伝送するステップと、
前記フィードバック信号に応じて前記ローカル現場における前記模造溶接ツール内で触覚反応を生成するステップと
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
次の１ミリ秒以上にわたって前記模造溶接ツールの前記移動及び前記制御に対応する前記制御パラメータを予想するために、前記遠隔溶接現場に近い前記超低待ち時間通信ネットワークのエッジの近くで、予測、内挿又は外挿技法のうち少なくとも１つを使用するステップを更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記遠隔溶接現場で前記実際の溶接作業中に前記加工物と前記溶接トーチとの間に形成される少なくともアーク又はビームの音声を収集するステップと、
前記超低待ち時間通信ネットワーク上で前記遠隔溶接現場から前記ローカル現場に前記音声を伝送するステップと、
前記人間の溶接士が前記実際の溶接作業中に前記模造溶接ツールを移動させるにつれて、リアルタイムで前記ローカル現場における前記人間の溶接士に対して前記音声を再生するステップと
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記遠隔溶接現場で前記実際の溶接作業中に前記加工物と前記溶接トーチとの間に形成される少なくともアーク又はビームの映像を収集するステップと、
前記超低待ち時間通信ネットワーク上で前記遠隔溶接現場から前記ローカル現場に前記映像を伝送するステップと、
前記人間の溶接士が前記実際の溶接作業中に前記模造溶接ツールを移動させるにつれて、リアルタイムで前記ローカル現場における前記人間の溶接士に対して前記映像を表示するステップと
を更に含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記映像を、前記遠隔溶接現場における自動遮光フィルターを介して収集する、請求項２０に記載の方法。