(57)【要約】      （修正有）【課題】ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタを使用して被加工物に動作を実施するための、方法及び装置を提供する。【解決手段】エンドエフェクタ１０４は、動作が実施される被加工物フィーチャの公称位置に位置付けられる。エンドエフェクタが被加工物フィーチャに接触することによって、エンドエフェクタが被加工物フィーチャと受動的に位置合わせされる。被加工物フィーチャとエンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、動作が被加工物フィーチャに実施される。【選択図】図１
2018109600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロボットデバイス（２０２）に取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）であって、
被加工物フィーチャ（１１０２）の実際の位置（１１１０）を接触によって判定するよう構成された、適応型接触プローブ（２０６）と、
前記適応型プローブ（２０６）に関連しており、かつ、前記被加工物フィーチャ（１１０２）と前記適応型接触プローブ（２０６）を受動的に位置合わせするよう構成された、少なくとも１つの並進式接合部（４２４、４２６）、及び少なくとも１つの回転式接合部（４２６、４２８）とを備える、多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの並進式接合部（４２４、４２６）が、
前記エンドエフェクタ（２０４）の脚部コレット（４２４）の中に摺動可能に固定された、軸受ハウジング（４２６）を更に備える、請求項１に記載の多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの回転式接合部（４２６、４２８）が、
前記エンドエフェクタ（２０４）の軸受ハウジング（４２６）内に回転可能に装着された、球面軸受（４２８）を更に備える、請求項１又は２に記載の多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）。
【請求項４】
前記適応型接触プローブ（２０６）が、
前記被加工物（１１０４）に適応して接触するよう構成された接触子（４２２）であって、前記適応型接触プローブ（２０６）が、前記接触子（４２２）と前記被加工物（１１０４）との接触に応じてフィードバックを提供するよう構成される、接触子（４２２）と、
前記適応型接触プローブ（２０６）に関連するリニアゲージ（４１８）であって、前記接触子（４２２）が前記被加工物（１１０４）に接触する時に、前記リニアゲージ（４１８）から前記被加工物フィーチャ（１１０２）における前記被加工物（１１０４）の厚さが判定される、リニアゲージ（４１８）とを更に備える、請求項１から３のいずれか一項に記載の多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）。
【請求項５】
前記適応型接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）と受動的に位置合わせされない場合に、実質的にニュートラルな配向で前記適応型接触プローブ（２０６）を保持するよう構成された、いくつかの磁気デテント（４３２）を更に備える、請求項１から４のいずれか一項に記載の多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）。
【請求項６】
前記エンドエフェクタ（２０４）を前記ロボットデバイス（２０２）に取り付けるための、動的に位置合わせされる磁気連結部（４０２）を更に備える、請求項１から５のいずれか一項に記載の多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）。
【請求項７】
ロボットデバイス（２０２）に取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）を使用して、被加工物（１１０４）に自動的に動作を実施するための方法であって、
前記動作が実施される被加工物フィーチャ（１１０２）の公称位置（２４０４）に、前記エンドエフェクタ（２０４）を位置付けることと、
前記被加工物フィーチャ（１１０２）と前記エンドエフェクタ（２０４）を受動的に位置合わせするために、前記エンドエフェクタ（２０４）を前記被加工物フィーチャ（１１０２）に接触させることと、
前記被加工物フィーチャ（１１０２）と前記エンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）に前記動作を実施することとを含む、方法。
【請求項８】
前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記公称位置（２４０４）に前記エンドエフェクタ（２０４）を位置付けることに応じて、前記エンドエフェクタ（２０４）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）の実際の位置（１１１０）に受動的に位置合わせされうるか否かを判定することを更に含み、
前記エンドエフェクタ（２０４）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）の実際の位置（１１１０）に受動的に位置合わせされうるか否かを判定することが、
前記エンドエフェクタ（２０４）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記実際の位置（１１１０）に受動的に位置合わせされうるか否かを判定するために、前記エンドエフェクタ（２０４）から適応型接触プローブ（２０６）を伸長させることを更に含み、前記接触プローブ（２０６）は、前記被加工物（１１０４）への損傷を防止するために垂直方向に適応する、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記被加工物フィーチャ（１１０２）が前記被加工物（１１０４）の穴（１５０８）であり、前記被加工物フィーチャ（１１０２）と前記エンドエフェクタ（２０４）を受動的に位置合わせすることが、
前記穴（１５０８）を通して前記接触プローブ（２０６）を伸長させることと、
前記エンドエフェクタ（２０４）が前記穴（１５０８）に位置合わせされるまで、前記接触プローブ（２０６）が前記穴（１５０８）を通って伸長するにつれて、前記接触プローブ（２０６）を、磁気によって決まるニュートラル位置から並進的かつ角度的にオフセットさせることとを更に含み、
前記動作が、前記穴（１５０８）において前記被加工物（１１０４）の厚さを判定することを含む、方法であって、
前記適応型接触プローブ（２０６）が前記被加工物（１１０４）の下面に接触するまで前記接触プローブ（２０６）を後退させることと、
前記接触プローブ（２０６）の伸長に基づいて、前記穴（１５０８）において前記被加工物（１１０４）の前記厚さを判定することと、
前記適応型接触プローブ（２０６）からの接触フィードバックが前記穴（１５０８）の側壁との接触を示すまで、前記エンドエフェクタ（２０４）をオフセットさせることとを更に含み、
前記接触プローブ（２０６）を後退させるステップが、前記エンドエフェクタ（２０４）をオフセットさせることに応じて実施される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記動作を実施することに応じて、前記適応型接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から除去されうるか否かを判定することと、
前記接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から除去されえないと判定することに応じて、前記接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から後退しうる、前記エンドエフェクタの位置を位置特定するために、後退探索プロセスを実施することと、
前記接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から後退しうる、前記エンドエフェクタの位置を位置特定することに応じて、前記エンドエフェクタを前記被加工物フィーチャ（１１０２）から後退させて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）から前記適応型接触プローブ（２０６）を除去することとを更に含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記被加工物フィーチャ（１１１２）の前記公称位置（２４０４）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記実際の位置（１１１０）ではないと判定することに応じて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）の探索プロセスを実施することと、
前記被加工物フィーチャ（１１０２）を位置特定することに応じて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記公称位置（２４０４）から前記実際の位置（１１１０）までのオフセットを記憶することとを更に含む、方法であって、
前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記探索プロセスを実施することが、
前記適応型接触プローブ（２０６）からの接触フィードバックに基づいて前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記実際の位置（１１１０）が判定されるまで、前記公称位置（２４０４）からの外向きの螺旋経路内で、前記エンドエフェクタ（２０４）の細かな移動及び前記接触プローブ（２０６）の伸長チェックを行うことを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１２】
ロボットデバイス（２０２）に取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタ（２０４）を使用して、被加工物（１１０４）に自動的に動作を実施するためのコンピュータプログラム製品であって、
コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）と、
前記動作が実施される被加工物フィーチャ（１１０２）の公称位置（２４０４）に前記エンドエフェクタ（２０４）を位置付けるための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第１プログラムコード（２７１８）と、
前記エンドエフェクタ（２０４）を前記被加工物フィーチャ（１１０２）に接触させて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）と前記エンドエフェクタ（２０４）を受動的に位置合わせするための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第２プログラムコード（２７１８）と、
前記被加工物フィーチャ（１１０２）と前記エンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）に前記動作を実施するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第３プログラムコード（２７１８）と、
前記被加工物フィーチャ（１１０２）の前記公称位置（２４０４）に前記エンドエフェクタ（２０４）を位置付けることに応じて、前記エンドエフェクタ（２０４）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）の実際の位置（１１１０）に受動的に位置合わせされうるか否かを判定するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第４プログラムコード（２７１８）とを含み、
前記第４プログラムコード（２７１８）が、
前記エンドエフェクタ（２０４）から適応型接触プローブ（２０６）を伸長させて、前記エンドエフェクタ（２０４）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）の実際の位置（１１１０）に受動的に位置合わせされうるか否かを判定するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶されたプログラムコード（２７１８）を更に含む、コンピュータプログラム製品。
【請求項１３】
前記被加工物フィーチャ（１１０２）が前記被加工物（１１０４）の穴（１５０８）であり、前記第２プログラムコード（２７１８）が、
前記被加工物（１１０４）の前記穴（１５０８）を通して前記接触プローブ（２０６）を伸長させるための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶されたプログラムコード（２７１８）であって、前記エンドエフェクタ（２０４）が前記穴（１５０８）に位置合わせされるまで、前記接触プローブ（２０６）が前記穴（１５０８）を通って伸長するにつれて、前記接触プローブ（２０６）が、並進的かつ角度的に、磁気によって決まるニュートラル位置から受動的にオフセットされる、プログラムコード（２７１８）を更に含み、
前記動作が、前記穴（１５０８）において前記被加工物（１１０４）の厚さを判定することを含む、コンピュータプログラム製品であって、
前記適応型接触プローブ（２０６）が前記被加工物（１１０４）の下面に接触するまで前記接触プローブ（２０６）を後退させるための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第５プログラムコード（２７１８）と、
前記接触プローブ（２０６）の伸長に基づいて、前記穴（１５０８）において前記被加工物（１１０４）の前記厚さを判定するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第６プログラムコード（２７１８）とを更に含む、請求項１２に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１４】
前記適応型接触プローブ（２０６）からの接触フィードバックが前記穴（１５０８）の側壁との接触を示すまで、前記エンドエフェクタ（２０４）をオフセットさせるための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第７プログラムコード（２７１８）を更に含み、
前記第７プログラムコード（２７１８）に応じて前記第５プログラムコード（２７１８）が実施される、請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品。
【請求項１５】
前記動作を実施することに応じて、前記適応型接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から除去されうるか否かを接触フィードバックによって判定するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第７プログラムコード（２７１８）と、
前記接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から除去されえないと判定することに応じて、前記接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から後退しうる、前記エンドエフェクタの位置を位置特定するために、後退探索プロセスを実施するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第８プログラムコード（２７１８）と、
前記接触プローブ（２０６）が前記被加工物フィーチャ（１１０２）から後退しうる、前記エンドエフェクタの位置を位置特定することに応じて、前記エンドエフェクタを前記被加工物フィーチャ（１１０２）から後退させて、前記被加工物フィーチャ（１１０２）から前記適応型接触プローブ（２０６）を除去するための、前記コンピュータ可読記憶媒体（２７２０）に記憶された第９プログラムコード（２７１８）とを更に含む、請求項１３に記載のコンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本開示は概してロボット式の製造動作に関し、詳細には、製造への応用のためにロボットアームに取り付けられるエンドエフェクタの位置付けに関する。より詳細には、本開示は、ターゲット位置が変動する被加工物にロボット式エンドエフェクタを正確に位置付けるための方法及び装置に関する。
【０００２】
ロボットアームデバイスの制御を伴う、製造への応用においては、任意の動作が実施される被加工物に対して、ロボットマニピュレータ又はロボットエンドエフェクタを精密に位置付けることが必要になる。ロボットアームデバイスを使用する多くの応用では、ロボットの位置付け及び配向の制御に対する決定論的アプローチが前提とされる。この決定論的アプローチはロボットの作業セル条件が一定であることを予期するものであり、ロボットの運動制御により、全ての新規被加工物に常に同じ結果が発生することになる。
【０００３】
しかし、一部の応用、特に大型部品を伴う応用に関しては、一定の作業セル及び被加工物条件についての決定論的な前提は、通常有効ではない。例えば、被加工物の熱膨張及び／又は収縮といった変化する環境的条件は、多くの場合、被加工物におけるターゲット位置の変動をもたらす。被加工物におけるターゲット位置が変動しうる、このようなロボット応用形態に関しては、エンドエフェクタと被加工物フィーチャとの正確な位置合わせを実現することが困難である。
【０００４】
ある動作により、被加工物のフィーチャとエンドエフェクタを精密に位置合わせする（例えば、測定のようなタスクのために穴の中にツールを挿入する）ことが必要な状況では、エンドエフェクタの不正確な配置が、エンドエフェクタ、被加工物、又はその両方に損傷を引き起こしうる。エンドエフェクタが不正確に配置されると、ロボットによって実行されるあらゆる自動タスクが停止せざるをえない。この問題に対処するために作業人員が介入することが、たびたび必要とされる。
【０００５】
被加工物フィーチャの付近でのエンドエフェクタの正確な位置付けを伴う、標準的なロボット制御の応用では、位置ずれが起こると、オペレータがロボット制御プログラムを停止させて被加工物又はロボットの位置調整を実施し、次いで制御プログラム再始動させることが必要になる。人間の介入を伴うこの中断、調整、及び再始動というアプローチによりタスクを完遂することは、可能であるが、非常に非効率的である。
【０００６】
より順応性のある応用では、位置ずれ問題に対処するために視覚システムが使用されてきた。視覚システムは、典型的には、カメラが取り付けられているエンドエフェクタをフィーチャ位置に移動させることを伴う。カメラは対象のエリアの写真を撮る。制御システムは、画像内の正しいフィーチャを特定し、エンドエフェクタを正しい位置に移動させるために必要な局所的オフセットを算出する。ロボットは次いで、別のロボット移動を実行することによって、エンドエフェクタを正しい位置に移動させる。
【０００７】
視覚システムは、表面外観に変動のない被加工物に対して、及び、厳密に制御された照明条件のもとでは、良好に機能しうる。しかし、視覚システムは、高価であることも、既存のロボットシステムへの統合が困難なこともある。更に、視覚システムには、多くの場合、相当量の初期校正及び稼働中の校正、並びに特殊な整備が必要になる。
【０００８】
外部カメラシステムが、別種の既存手法である。外部カメラシステムは、ロボット自体ではなく環境の中に配置された、一又は複数の外部カメラ又は他のセンサを使用する。外部カメラシステムのような応用では、フィーチャに対するエンドエフェクタの相対的な位置及び配向が測定される。しかし、他の視覚システムと同様に、外部カメラシステムも、変動のない表面外観、及び厳密に制御された照明条件のもとにあることに、大きく依拠する。
【０００９】
光学的モーションキャプチャシステムは、上述の外部カメラシステムの一変形例である。光学的モーションキャプチャシステムは、エンドエフェクタ及び被加工物に配置された再帰反射マーカーを利用する。再帰反射マーカーが他のカメラシステムにある照明問題の一部を克服するので、光学的モーションキャプチャシステムは、他のものよりは、表面外観又は周囲の照明条件に依存しなくなる。しかし、他の種類の視覚ベースのシステムと同様に、光学的モーションキャプチャシステムも、初期校正及び特殊整備の問題を有しており、典型的には非常に高価である。
【００１０】
特殊な座標測定機器（ＣＭＭ）は、多種多様な測定タスクに使用されるガントリのようなデバイスである。しかしＣＭＭは、典型的には、作業量が限定されている大型で重いデバイスである。大型の又は複雑な被加工物に対する動作にＣＭＭを使用するのは、困難で時間がかかることである。
【００１１】
したがって、上述の問題の少なくとも一部、並びに他の起こりうる問題を考慮している、方法及び装置を有することが望ましいと言える。
【発明の概要】
【００１２】
一実施例では、装置は、ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型（ｍｕｌｔｉ−ａｘｉｓ  ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）エンドエフェクタを備える。このエンドエフェクタは、適応型接触プローブを備える。適応型接触プローブは、被加工物フィーチャの実際の位置を接触によって判定するよう構成される。エンドエフェクタは、それに加えて、適応型接触プローブに関連する、少なくとも１つの並進式接合部と、少なくとも１つの回転式接合部とを備える。少なくとも１つの並進式接合部及び少なくとも１つの回転式接合部は、被加工物フィーチャと適応型接触プローブを受動的に位置合わせするよう、構成される。
【００１３】
別の実施例では、ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタを使用して被加工物に自動的に動作を実施するための、方法が提供される。この方法は、動作が実施される被加工物フィーチャの公称位置（ｎｏｍｉｎａｌ  ｌｏｃａｔｉｏｎ）に、エンドエフェクタを位置付けることを含む。方法は、それに加えて、被加工物フィーチャとエンドエフェクタを受動的に位置合わせするために、エンドエフェクタを被加工物フィーチャに接触させることを含む。方法は、それに加えて、被加工物フィーチャとエンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、被加工物フィーチャに動作を実施することを含む。
【００１４】
また別の実施例では、ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタを使用して被加工物に自動的に動作を実施するための、コンピュータプログラム製品が提供される。このコンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読記憶媒体を備える。コンピュータプログラム製品は、動作が実施される被加工物フィーチャの公称位置にエンドエフェクタを位置付けるための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第１プログラムコードを含む。コンピュータプログラム製品は、それに加えて、エンドエフェクタを被加工物フィーチャに接触させて、被加工物フィーチャとエンドエフェクタを受動的に位置合わせするための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第２プログラムコードを含む。コンピュータプログラム製品は、それに加えて、被加工物フィーチャとエンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、被加工物フィーチャに動作を実施するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第３プログラムコードを含む。
【００１５】
これらの特徴及び機能は、本開示の様々な例において個別に実現可能であるか、又は、後述の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解されうる、更に別の例において組み合わされうる。
【００１６】
実施例の特性と考えられる新規な特徴は、付随する特許請求の範囲に明記される。しかし、実施例及び好ましい使用モードと、それらの更なる目的及び特徴は、添付図面と併せて後述の本開示の実施例の詳細説明を参照することにより、最もよく理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施例によりブロック図の形式で示された、データ取得システムの図である。
【図２】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットが取り付けられているロボットの斜視図である。
【図３】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットの正射投影図である。
【図４】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットの断面図である。
【図５】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットの測定プローブを含む分解組み立て部の正射影図である。
【図６】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットの脚部を含む分解組み立て部の正射投影図である。
【図７】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットの本体を含む分解組み立て部の正射投影図である。
【図８】一実施例により示された、エンドエフェクタアセンブリの斜視図である。
【図９】一実施例により示された、エンドエフェクタアセンブリの拡大正射投影図である。
【図１０】一実施例により示された、エンドエフェクタアセンブリユニットの断面図である。
【図１１】一実施例により示された、被加工物と角度的に位置ずれしている、受動適応型エンドエフェクタユニットの断面図である。
【図１２】一実施例により示された、被加工物が角度的に位置ずれしている、受動適応型エンドエフェクタユニットの受動位置合わせに関する断面図である。
【図１３】一実施例により示された、被加工物に対して穴接近位置にある、受動適応型エンドエフェクタユニットの断面図である。
【図１４】一実施例により示された、被加工物が直線的に位置ずれしている、受動適応型エンドエフェクタユニットの受動位置合わせに関する断面図である。
【図１５】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第１の図である。
【図１６】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第２の図である。
【図１７】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第３の図である。
【図１８】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第４の図である。
【図１９】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第５の図である。
【図２０】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第６の図である。
【図２１】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第７の図である。
【図２２】一実施例により示された、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の断面図のうちの第８の図である。
【図２３】一実施例により示された、エンドエフェクタユニットの二次元図である。
【図２４】一実施例により示された、伸長探索プロセスの実施に関する正射投影図である。
【図２５】一実施例により示された、後退通り抜け探索プロセスの実施に関する正射投影図である。
【図２６】一実施例により示された、受動適応型エンドエフェクタを使用して、被加工物フィーチャにおいて厚さ測定動作を実施するための、プロセスの図である。
【図２７】一実施例により示された、ブロック図の形式のデータ処理システムの図である。
【図２８】一実施例により示された、航空機の製造及び保守方法のブロック図である。
【図２９】一実施例が実装されうる航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施例では、種々の検討事項が考慮される。例えば、実施例では、ロボットオペレータを伴う製造への応用の実施が望ましい可能性があることが、考慮されている。更に、実施例では、被加工物に対してロボットを精密に位置付けるための方法及び装置を有し、その被加工物に製造動作を実施することが望ましいかもしれないということも、考慮されている。詳細には、実施例では、製造済みの飛行機構成要素などの大型の被加工物に対してロボットを精密に位置付け、その被加工物の穴又は切り欠きの厚さを正確に測定するための、方法及び装置を有することが望ましいかもしれないということが、考慮されている。
【００１９】
ゆえに、実施例は、被加工物及び被加工物フィーチャの公称位置と被加工物及び被加工物フィーチャの実際の位置との間に不一致が存在する可能性がある状況において、エンドエフェクタと被加工物フィーチャとの位置合わせを可能にする、方法及び装置を提供する。この性能は、ロボットの再プログラミングを必要とせずにロボットの経路プログラムを再使用することを可能にするものであり、かつ、被加工物との位置合わせ接触が許容される状況に適用可能である。
【００２０】
実施例は、ロボットアーム又はガントリに取り付けられる、適応型の自己位置合わせロボット式エンドエフェクタであって、システムが実際のフィーチャ位置の公称値からのずれを補償することを可能にする、ロボット式エンドエフェクタを提供する。このエンドエフェクタは、被加工物及び被加工物フィーチャとの適切な位置合わせを、たとえそのフィーチャの実際の位置が正確には分かっていない場合であっても可能にするために、回転式及び並進式の適応型要素を使用する。エンドエフェクタは、特に大型の対象物について、穴、スロット、及び他の種類の切り欠きに関連する表面厚さ測定を正確に実施する。
【００２１】
したがって、実施例のエンドエフェクタ及び制御プロセスは、フィーチャの公称位置向けに開発されたロボット制御プログラムが、小さい〜中ぐらいの大きさの、被加工物及びフィーチャの位置の公称値からのずれを許容することを可能にする、位置合わせ補償方法を提供する。
【００２２】
実施例は、複数の一体型の並進式接合部、回転式接合部、及び磁気デテントを伴う適応設計を使用する、エンドエフェクタを提供し、この適応設計により、エンドエフェクタが、非理想的な条件に受動的に適合し、なおかつ、プログラムされた動作を実施することが可能になる。この適合可能性により、公称フィーチャ位置向けに開発されたロボット応用形態が、完了したプログラムを部分的にさかのぼって被加工物又はロボットの位置の調整を行うための、ロボット経路の再プログラミング、又は運動プログラムの停止を必要とせずに、極端ではない位置不一致を伴う状況において使用されることが可能になる。
【００２３】
実施例は、エンドエフェクタの、三次元の適応型並進運動、並びに、適応型のピッチ／ロール回転運動を伴う、エンドエフェクタを提供する。複数の一体型の並進式接合部、回転式接合部、磁気デテント、及びセンサにより、ロボットオペレータによるエンドエフェクタの横方向運動のオーバートラベルの補償と共に、エンドエフェクタの自己位置合わせという特徴が、可能になる。上記の特徴を合わせれば、エンドエフェクタが、たとえ位置ずれしている場合であっても、正確な穴厚測定値を取得することが可能になる。
【００２４】
実施例は、複数のレベルのエラー検出を行うエンドエフェクタを制御するための方法、並びに、より大きな不一致を伴う測定応用のためのリカバリ方法を、更に提供する。このエラー検出方法及びリカバリ方法により、最少限の人間の介入でシステムが稼働することが可能になる。大きな位置ずれがある（位置合わせチェックフェーズにおいてプローブが穴に入る代わりに表面に接触する）状況では、穴を位置特定するためにアプリケーションコントローラがサーチパターンを実施する。アプリケーションコントローラは次いで、位置を再センタリングするために制御アプリケーションにオフセット測定値を提供し、その後、測定プロセスは継続する。
【００２５】
ここで図、詳細には図１を参照するに、データ取得システムの図が、一実施例により、ブロック図の形式で示されている。この実施例では、データ取得システム１００は、被加工物についての情報を取得するために使用されうる。
【００２６】
図示しているように、データ取得システム１００はロボット１０２を含む。ロボット１０２は、エンドエフェクタユニット１０４を移動させるよう構成されうる。詳細には、ロボット１０２は、被加工物の表面に対してエンドエフェクタユニット１０４を位置付けるために使用されうる。
【００２７】
一実施例では、ロボット１０２は関連するロボットアームを備える。この例では、エンドエフェクタユニット１０４は、ロボット１０２に関連するロボットアームに取り付けられるように構成される。
【００２８】
本書において、一構成要素が別の構成要素に「関連する」場合、この関連付けは、図示された例における物理的な関連付けである。例えば、ロボットアームなどの第１構成要素は、第２構成要素に固定されること、第２構成要素に接合されること、第２構成要素に装着されること、第２構成要素に溶接されること、第２構成要素に留め付けられること、第２構成要素に磁気によって取り付けられること、及び／又は、他の何らかの好適な様態で第２構成要素に接続されることによって、ロボット１０２などの第２構成要素に関連することになると見なされうる。場合によっては、第１構成要素は、第３構成要素によって第２構成要素に接続されることにより、第２構成要素に関連すると見なされうる。第１構成要素は、第２構成要素の一部として、及び／又は延長部として形成されることによって、第２構成要素に関連することになるとも見なされうる。
【００２９】
図示しているように、データ取得システム１００はロボットコントローラ１０６を含む。ロボットコントローラ１０６は、ロボット１０２の移動を制御するよう構成されうる。詳細には、ロボットコントローラ１０６は、被加工物の表面に対してエンドエフェクタユニット１０４を位置付けるために、ロボット１０２を制御するのに使用されうる。
【００３０】
図示しているように、データ取得システム１００はデータ取得コントローラ１０８を含む。データ取得コントローラ１０８は、エンドエフェクタユニット１０４の動作を制御するよう構成されうる。詳細には、データ取得コントローラ１０８は、被加工物についての情報を取得するために、エンドエフェクタユニット１０４の動作を制御するのに使用されうる。
【００３１】
一実施例では、データ取得コントローラ１０８は、被加工物についてのデータを取得するためのモジュールである。この実施例では、データ取得コントローラ１０８は、内部でそれ自体の制御プログラムを実行するわけではない。その代わりに、データ取得コントローラ１０８は、ロボットコントローラ１０６又はアプリケーションコントローラ１１４の少なくとも一方に、入力／出力の生データを提供する。
【００３２】
一実施例では、データ取得コントローラ１０８は、ロボットコントローラ１０６によって制御されうるか、又はロボットコントローラ１０６に統合されうる、モジュールである。したがって、データ取得コントローラ１０８は、ロボットコントローラ１０６と直接通信するモジュールでありうる。
【００３３】
別の実施例では、データ取得コントローラ１０８は、アプリケーションコントローラ１１４によって制御されうる。したがって、データ取得コントローラ１０８は、アプリケーションコントローラ１１４を通じて、エンドエフェクタユニット１０４と連動しうる。
【００３４】
この実施例では、データ取得システム１００は、ロボットコントローラ１０６、データ取得コントローラ１０８、及びアプリケーションコントローラ１１４を含む。ロボットコントローラ１０６、データ取得コントローラ１０８、及びアプリケーションコントローラ１１４のうちの少なくとも１つは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又はそれらの組み合わせを使用して実装されうる。ソフトウェアを使用する場合、ロボットコントローラ１０６、データ取得コントローラ１０８、及びアプリケーションコントローラ１１４によって実施される動作は、限定するわけではないが例としては、プロセッサユニットで実行されるよう設定されたプログラムコードを使用して、実装されうる。ファームウェアを使用する場合、ロボットコントローラ１０６及びデータ取得コントローラ１０８によって実施される動作は、限定するわけではないが例としては、プロセッサユニットで実行されるよう不揮発性メモリに記憶されたプログラムコード及びデータを使用して、実装されうる。
【００３５】
ハードウェアが用いられる場合、ハードウェアは、ロボットコントローラ１０６及びデータ取得コントローラ１０８によって実施される動作を実施するよう動作する、一又は複数の回路を含みうる。実行形態に応じて、ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、又は、任意の数の動作を実施するよう構成された、他の何らかの好適な種類のハードウェアデバイスの形態をとりうる。
【００３６】
プログラマブル論理デバイスは、特定の動作を実施するように構成されうる。このデバイスは、これらの動作を実施するよう恒久的に構成されうるか、又は、再構成可能でありうる。プログラマブル論理デバイスは、限定するわけではないが例としては、プログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又は、他の何らかの種類のプログラマブルハードウェアデバイスの形態をとりうる。
【００３７】
本書において、列挙されたアイテムと共に使用される「のうちの少なくとも１つ（ａｔ  ｌｅａｓｔ  ｏｎｅ  ｏｆ）」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数の種々の組み合わせが使用可能であり、必要とされうるのは列挙されたアイテムのうち１つだけであることを、意味している。アイテムとは、特定の対象物、物品、ステップ、動作、プロセス、又はカテゴリでありうる。換言すると、「のうちの少なくとも１つ」は、アイテムの任意の組み合わせ、又はいくつかのアイテムがリストから使用されうることを意味するが、列挙されたアイテムの全てが必要とされるわけではない。
【００３８】
限定するわけではないが例としては、「アイテムＡ、アイテムＢ、若しくはアイテムＣのうちの少なくとも１つ」又は「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」とは、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ」、「アイテムＢとアイテムＣ」、又は、他の何らかの種類の組み合わせを意味しうる。場合によっては、「アイテムＡ、アイテムＢ、若しくはアイテムＣのうちの少なくとも１つ」又は「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」とは、限定するわけではないが、「２つのアイテムＡ、１つのアイテムＢ、及び、１０のアイテムＣ」、「４つのアイテムＢ及び７つのアイテムＣ」、又は、他の何らかの好適な組み合わせを意味しうる。
【００３９】
この実施例では、データ取得システム１００はエンドエフェクタユニット１０４を含む。エンドエフェクタユニット１０４は、ロボット１０２に取り付けられるように構成される。この実施例では、エンドエフェクタユニット１０４は、ロボット１０２に関連するロボットアームに取り付けられるように構成される。
【００４０】
エンドエフェクタユニット１０４は、被加工物についての情報を取得するよう構成される。この情報は、例えば、被加工物の寸法などの被加工物の物理的特性に関する情報でありうる。一実施例では、エンドエフェクタユニット１０４は、被加工物の厚さを測定するよう構成される。
【００４１】
一実施例では、エンドエフェクタユニット１０４は、受動適応型である。エンドエフェクタユニット１０４のこの受動適応により、エンドエフェクタユニット１０４が非理想的な条件に適合し、なおかつ、データ取得コントローラ１０８からのプログラムされた制御を実施することが、可能になる。非理想的な条件に適合する能力により、データ取得コントローラ１０８が、被加工物における公称の被加工物フィーチャ位置向けに開発されたロボット応用形態を、被加工物フィーチャの極端ではない位置不一致を伴う状況に適合させることが、可能になる。このロボット応用形態は、ロボットコントローラ１０６を別経路に再プログラミングすること、又は、完了したプログラムを部分的にさかのぼって被加工物若しくはロボットの位置の調整を行うことを必要とせずに、適合可能である。
【００４２】
一実施例では、エンドエフェクタユニット１０４の受動適応は、エンドエフェクタユニット１０４に統合された複数の並進式接合部及び回転式接合部を通じて、実装される。この実施例では、並進式接合部及び回転式接合部は、エンドエフェクタユニット１０４が非理想的な条件に受動的に適合し、なおかつ、データ取得コントローラ１０８からのプログラムされた制御を実施することを可能にする、磁気デテント及びばねを備える。受動適応運動が行われている間に、接触及び不具合を検出又は判定するためにセンサ１１２が使用され、この検出又は判定は次いで、ロボットコントローラ１０６に通信される。
【００４３】
エンドエフェクタユニット１０４はいくつかの構成要素を含む。図示しているように、エンドエフェクタユニット１０４は、測定プローブ１１０及びセンサ１１２を含む。
【００４４】
測定プローブ１１０は、被加工物についての情報を取得するよう構成されたツールである。一実施例では、測定プローブ１１０は、特定の位置において被加工物の表面厚さを正確に測定するよう構成された、作動するリニア測定プローブである。
【００４５】
一実施例では、測定プローブ１１０は被加工物に接触するよう構成される。測定プローブ１１０は、接触適応型であってよく、エンドエフェクタユニット１０４又は被加工物に損傷をもたらすことのない被加工物との軽い接触を許容する。エンドエフェクタ１０４は、接触の発生に応じてつながり（ａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）、次いで、接触がなくなるとその当初の構成に戻るよう、設計される。
【００４６】
センサ１１２は、測定プローブ１１０と被加工物との接触を検出するよう構成される。測定プローブ１１０と被加工物との接触を検出することにより、被加工物フィーチャと測定プローブ１１０の接触位置合わせが可能になる。測定プローブ１１０の接触位置合わせにより、ロボットコントローラ１０６を別経路に再プログラミングすること、又は、完了したプログラムを部分的にさかのぼって被加工物若しくはロボットの位置の調整を行うことを必要とせずに、ロボット１０２が、公称の被加工物フィーチャ位置と実際の被加工物フィーチャ位置との間に位置不一致を伴う非理想的な条件に適合することが可能になる。
【００４７】
図示しているように、データ取得システム１００はアプリケーションコントローラ１１４を含む。一実施例では、アプリケーションコントローラ１１４は、１つのコンピュータ、又は、互いに通信可能な複数のコンピュータからなる、コンピュータシステムの中で実装される。一実施例では、アプリケーションコントローラ１１４によって実施されるステップを実施するための指令すなわちコードが、コンピュータシステムのメモリに記憶され、かつ、このコンピュータシステムの中の一又は複数のプロセッサによって実装されうる。
【００４８】
この実施例では、アプリケーションコントローラ１１４は、ロボットコントローラ１０６及びデータ取得コントローラ１０８と連動する。ユーザは、アプリケーションコントローラ１１４のユーザインターフェース１１６を通じて、ロボットコントローラ１０６とデータ取得コントローラ１０８の少なくとも一方と対話しうる。
【００４９】
図１のデータ取得システム１００の図は、実施例が実装されうる様態に、物理的な又は構造上の制限を課すことを意図するものではない。図示した構成要素に加えて、又はそれらに代えて、他の構成要素が使用されうる。一部の構成要素は不要になりうる。また、一部の機能する構成要素を図示するために、ブロックが提示されている。実施例において実装される場合、これらのブロックのうちの一又は複数が、組み合わされ、分割され、又は、組み合わされて異なるブロックに分割されうる。
【００５０】
例えば、場合によっては、データ取得コントローラ１０８は、ロボットコントローラ１０６の一部として、又はアプリケーションコントローラ１１４として、実装されうる。それ以外の場合、アプリケーション１１４とデータ取得コントローラ１０８の両方が、ロボットコントローラ１０６の一部として実装されうる。
【００５１】
次に図２を参照するに、エンドエフェクタユニットが取り付けられているロボットの斜視図が、一実施例により示されている。ロボット２０２は、図１にブロック形式で示したロボット１０２の物理的実行形態の一例でありうる。
【００５２】
一実施例では、ロボット２０２は、エンドエフェクタユニット２０４を移動させるよう構成されうる。詳細には、ロボット２０２は、被加工物の表面に対してエンドエフェクタユニット２０４を位置付けるために使用されうる。図示しているように、ロボット２０２はロボットアームを備える。
【００５３】
この実施例では、エンドエフェクタユニット２０４は、ロボット２０２に取り付けられるように構成される。図２に示すエンドエフェクタユニット２０４は、図１にブロック形式で示したエンドエフェクタユニット１０４の物理的実行形態の一例でありうる。エンドエフェクタユニット２０４は、被加工物についての情報を取得するよう構成される。
【００５４】
一実施例では、エンドエフェクタユニット２０４は、受動適応型である。エンドエフェクタユニット２０４は、被加工物及び被加工物フィーチャの極端ではない位置不一致を伴う非理想的な条件に適合しうる。非理想的な条件に適合する能力により、ロボット２０２を別経路に再プログラミングすること、又は、ロボット２０２の位置の調整を行うことを必要とせずに、エンドエフェクタユニット２０４が、被加工物及び被加工物フィーチャに関する極端ではない位置不一致に適合することが可能になる。
【００５５】
一実施例では、エンドエフェクタユニット２０４は測定プローブ２０６を含む。図２に示す測定プローブ２０６は、図１にブロック形式で示した測定プローブ１１０の物理的実行形態の一例でありうる。この実施例では、エンドエフェクタユニット２０４は、接触適応型に構成され、エンドエフェクタユニット２０４又は被加工物に損傷をもたらすことのない被加工物との軽い接触を許容する。
【００５６】
測定プローブ２０６は被加工物に接触するよう構成される。この実施例では、測定プローブ２０６は、被加工物及び被加工物フィーチャに接触して位置合わせされるよう構成される。測定プローブ２０６の接触位置合わせにより、ロボット２０２の再プログラミングを必要とせずに、エンドエフェクタユニット２０４が、位置不一致を伴う非理想的な条件に適合することが可能になる。
【００５７】
次に図３を参照するに、エンドエフェクタユニットの正射投影図が一実施例により示されている。図示しているように、図３は図２のエンドエフェクタユニット２０４の拡大図である。
【００５８】
図示しているように、エンドエフェクタユニット２０４は、測定プローブ２０６、本体３０２、及び脚部アセンブリ３０４を含む。測定プローブ２０６は、本体３０２及び脚部アセンブリ３０４の中に装着される。脚部アセンブリ３０４は本体３０２に関連しており、それにより、脚部アセンブリ３０４及び測定プローブ２０６は、受動適応型となり、エンドエフェクタユニット２０４が被加工物フィーチャの非理想的な位置に適合することを可能にする。
【００５９】
次に図４を参照するに、エンドエフェクタユニットの断面図が一実施例により示されている。図示しているように、図４は図３の線３０６に沿って切った、エンドエフェクタユニット２０４の断面図である。
【００６０】
図示しているように、エンドエフェクタユニット２０４はコネクタプレート４０２を含む。コネクタプレート４０２は、エンドエフェクタユニット２０４を図２のロボット２０２に接続する。一実施例では、コネクタプレート４０２は、コネクタプレート４０２と磁気分離部（ｂｒｅａｋａｗａｙ）４１０との断接を検出するための、マイクロスイッチ分離部４０４を含む。一実施例では、マイクロスイッチ分離部４０４は、コネクタプレート４０２が磁気分離部４１０から断接状態になった場合の安全機構として、緊急停止条件を作動させる。
【００６１】
コネクタプレート４０２は、埋め込まれた磁石４０６及び運動ロケータ４０８を含む。埋め込まれた磁石４０６及び運動ロケータ４０８は、コネクタプレート４０２に磁気分離部４１０を精密に連結する。
【００６２】
一実施例では、運動ロケータ４０８は、磁気分離部４１０のくぼみ４１１に対応する、コネクタプレート４０２に三角形に配置された３つの突起である。コネクタプレート４０２が磁気分離部４１０に連結されている時、運動ロケータ４０８は、コネクタプレート４０２と磁気分離部４１０との相対運動を、６自由度において確定的に制約する。
【００６３】
リニア摺動部４１２が、スプライン４１３を通じて磁気分離部４１０に装着される。一実施例では、ばね４１４が、ｚ軸４１６に沿った適応を提供し、エンドエフェクタユニット２０４と被加工物との軽い接触を許容する。ばね４１４は、後述する他の特徴と併用されて、測定プローブ２０６の受動的な接触位置合わせを可能にし、エンドエフェクタユニット２０４が、非理想的な条件のもとで被加工物フィーチャに関する正確な情報を取得することを可能にする。
【００６４】
リニア摺動部４１２の適応特性により、本体３０２がｚ軸４１６に沿って移動することが可能になる。後述する他の特徴と併用されて、リニア摺動部４１２が、コネクタプレート４０２及び磁気分離部４１０に対してｚ軸４１６に沿って延在することで、被加工物及び被加工物フィーチャ非理想的な位置の補償が可能になる。具体的にはリニア摺動部４１２は、被加工物フィーチャの角度的な位置ずれを部分的に補償し、かつ、測定プローブ２０６による正確なデータ取得を可能にする。
【００６５】
リニアゲージ４１８が、位置合わせ磁石４２０ａ及び４２０ｂによって、リニア摺動部４１２に磁気的に連結される。リニア摺動部４１２との磁気連結は、後述する他の特徴と併用されて、ユニットが被加工物フィーチャの非理想的な位置を補償するために公称配向から離れるように動いた後に、リニアゲージ４１８が公称配向に戻ることを可能にする。具体的には、リニア摺動部４１２とリニアゲージ４１８との磁気連結は、被加工物フィーチャの角度的な位置ずれを部分的に補償し、測定プローブ２０６が被加工物フィーチャのこの角度的な位置ずれに位置合わせされることを可能にする。リニア摺動部４１２とリニアゲージ４１８との磁気連結に部分的に基づいて、エンドエフェクタ２０４は、非理想的な条件のもとでも被加工物フィーチャに関する正確な情報が取得可能であり、かつ、情報の取得が終わるとニュートラルな状態に戻りうる。
【００６６】
リニアゲージ４０８は、被加工物についての情報を測定するよう設計されたセンサである。この情報は、例えば、厚さ、曲率、偏心度、変位、高さ、深さ、平坦度、変動、振れ（ｒｕｎｏｕｔ）、真円度、ゆがみ、反り、又は配置でありうる。一実施例では、リニアゲージ４１８は、ｚ軸４１６に沿った接触子４２２の動きの範囲に基づいて、被加工物フィーチャにおいて被加工物の厚さを判定するよう構成される。リニアゲージ４１８は、被加工物において被加工物の厚さを判定するよう構成されている場合、例えば、エンコーダベースの測定プローブ、直線的に変動可能な差動トランス、又は、他の好適な種類の距離測定デバイスでありうる。
【００６７】
一実施例では、接触子４２２の伸長は、伸長シャフト４２１を通じて接触子４２２に接続された空圧アクチュエータによって、作動する。この実施例では、空圧アクチュエータは、測定プローブ２０６の中の空圧シリンダによって駆動される。接触子４２２の空圧作動は、ｚ軸４１６に沿った追加的な適応を提供する。
【００６８】
別の実施例では、接触子４２２の伸長は、例えば親ねじアクチュエータなどの他の種類のアクチュエータによって作動する。この実施例では、そのような他の種類のアクチュエータは、ｚ軸４１６に沿った追加的な適応を提供するために、それ自体の内部にばねシステムを有しうる。
【００６９】
ｚ軸４１６に沿った並進とピッチ／ロール回転との同時適応により、測定プローブ２０６の受動的な自己位置合わせと共に、エンドエフェクタユニット２０４の横方向運動のオーバートラベル補償が、可能になる。エンドエフェクタユニット２０４は、測定プローブ２０６の自己位置合わせに部分的に基づいて、非理想的な条件のもとでも被加工物フィーチャに関する正確な情報を取得しうる。
【００７０】
並進式接合部（４２４、４２６）の一例は、エンドエフェクタ２０４の脚部コレット４２４の中に摺動可能に固定された、軸受ハウジング４２６である。この脚部コレット４２４は、軸受ハウジング４２６の周りにカラーを形成する。軸受ハウジング４２６は、球面軸受４２８の周囲で、脚部コレット４２４内で回転可能であり、軸受ハウジング４２６及び本体３０２に対する脚部コレット４２４の回転移動を可能にする。回転式接合部（４２６、４２８）の一例は、エンドエフェクタ２０４の軸受ハウジング４２６内に回転可能に装着された、球面軸受４２８である。
【００７１】
球面軸受４２８はリニアゲージ４１８を支持する。球面軸受４２８は、球面軸受４２８の周囲の直角方向における中心点の周囲での、リニアゲージ４１８の角度回転を許容する。
【００７２】
直角方向における、球面軸受４２８の周囲での測定プローブ２０６の角度適応により、測定プローブ２０６の受動的な自己位置合わせが可能になる。エンドエフェクタユニット２０４は、測定プローブ２０６の自己位置合わせに部分的に基づいて、非理想的な条件のもとでも被加工物フィーチャに関する正確な情報を取得しうる。
【００７３】
軸受ハウジング４２６は、位置合わせ磁石４３０及び位置合わせ磁石４３２によって、本体３０２に磁気的に連結される。位置合わせ磁石４３０及び位置合わせ磁石４３２は、後述する他の特徴と併用されて、エンドエフェクタユニット２０４が被加工物フィーチャの非理想的な位置を補償することを可能にする。具体的には、位置合わせ磁石４３０と位置合わせ磁石４３２との磁気連結は、被加工物フィーチャの平面的な位置ずれを部分的に補償し、測定プローブ２０６が平面的に並進して被加工物及び被加工物フィーチャに位置合わせされることを可能にする。位置合わせ磁石４３０は軸受ハウジング４２６の位置合わせ磁石４３２と相互作用し、磁気デテントとして作用する。軸受ハウジング４２６と本体３０２との磁気連結に部分的に基づいて、エンドエフェクタユニット２０４は、非理想的な条件のもとでも被加工物フィーチャに関する正確な情報が取得可能であり、かつ、状態の取得が終わるとニュートラルな状態に戻りうる。
【００７４】
バレルプローブ４２３は、エンドエフェクタユニット２０４の、ロボット２０２によるエンドエフェクタ２０４の横方向運動中に接触フィードバックを提供するよう構成された部分である。一実施例では、バレルプローブ４２３は、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６にデジタル信号を送信するよう構成された、集約型（ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ）接触感知性能を含む。バレルプローブ４２３からの信号は、被加工物との接触、及び、ロボットコントローラ１０６がロボット１０２の運動を停止すべきであることを示す。
【００７５】
一実施例では、バレルプローブ４２３の集約型接触感知性能は、図１にブロック形式で示したセンサ１１２などの一又は複数の接触センサによって提供される。この実施例では、バレルプローブ４２３の集約型接触感知性能は、限定するわけではないが、圧力ベースのスイッチ、容量性センサ、抵抗性センサ、及び電気接続センサ、並びにそれらの組み合わせなどの、接触センサによって提供されうる。
【００７６】
次に図５を参照するに、エンドエフェクタユニットの、測定プローブを含む分解組み立て部の正射投影図が、一実施例により示されている。図５に示すアセンブリ５００は、図２のエンドエフェクタユニット２０４の測定プローブ２０６並びに他の構成要素の、分解状態の正射投影図である。
【００７７】
図示しているように、アセンブリ５００はコネクタプレート４０２を含む。コネクタプレート４０２は、エンドエフェクタユニット２０４をロボット２０２（両方とも図１に示している）に接続する。一実施例では、コネクタプレート４０２は、エンドエフェクタユニット２０４をロボット２０２に取り外し可能に接続するための、マイクロスイッチ分離部４０４を含む。
【００７８】
コネクタプレート４０２は、埋め込まれた磁石４０６及び運動ロケータ４０８を含む。運動ロケータ４０８は、磁気分離部４１０のくぼみ４１１に対応し、コネクタプレート４０２に磁気分離部４１０を精密に連結する。
【００７９】
リニア摺動部４１２が、スプライン４１３を通じて磁気分離部４１０に装着される。一実施例では、ばね４１４が、ｚ軸４１６に沿った適応を提供し、被加工物フィーチャの角度的な位置ずれを部分的に補償する。
【００８０】
リニアゲージ４１８が、位置合わせ磁石４２０ａ及び４２０ｂによって、リニア摺動部４１２に磁気的に連結される。位置合わせ磁石４２０ａ及び４２０ｂにより、被加工物及び被加工物フィーチャの角度的な位置ずれの部分的な補償が可能になり、被加工物フィーチャの角度的な位置ずれと測定プローブ２０６とを受動的に位置合わせすることが可能になる。
【００８１】
次に図６を参照するに、エンドエフェクタユニットの、脚部アセンブリを含む分解組み立て部の正射投影図が、一実施例により示されている。図６に示す脚部アセンブリ３０４は、図３のエンドエフェクタユニット２０４の脚部アセンブリ３０４並びに他の構成要素の、分解状態の正射投影図である。
【００８２】
脚部アセンブリ３０４は脚部コレット４２４を含む。脚部コレット４２４は、図４の軸受ハウジング４２６の周りにカラーを形成する。脚部コレット４２４は、図８に示す軸受ハウジングが、球面軸受４２８の周囲で回転することを可能にし、軸受ハウジング４２６及び本体３０２に対する脚部コレット４２４の回転移動を可能にする。
【００８３】
脚部コレット４２４はいくつかの接触子先端６０２を含む。接触子先端６０２は、エンドエフェクタユニット２０４又は被加工物に損傷をもたらすことのない被加工物との軽い接触を許容する。
【００８４】
球面軸受４２８は、球面軸受４２８の周囲の直角方向における中心点の周囲での、図４に示すリニアゲージ４１８の角度回転を許容する。球面軸受は４２８は、ロックナット６０４によってリニアゲージ４１８に固定される。クランプ６０６が、図４の軸受ハウジング４２６の中に球面軸受４２８を固定する。
【００８５】
次に図７を参照するに、エンドエフェクタユニットの、本体を含む分解組み立て部の正射投影図が、一実施例により示されている。図７に示すアセンブリ７００は、図３のエンドエフェクタユニット２０４の本体３０２並びに他の構成要素の、分解状態の正射投影図である。
【００８６】
本体３０２は、図２の測定プローブ２０６用の保護ハウジングと支持構造体、及び、図４のリニア摺動部４１２と球面軸受ハウジング４２８との間の接続を提供する。本体３０２は、図４に示すリニア摺動部４１２に関連している。一実施例では、リニア摺動部４１２は、保持リング７０２によって、本体３０２の中に固定される。
【００８７】
保持リング７０４が、図４の軸受ハウジング４２６の中で球面軸受４２８を保持する。図６に示しているように、クランプ６０６が、軸受ハウジング４２６の中に球面軸受４２８（両方とも図４に示している）を固定する。
【００８８】
軸受ハウジング４２６は、位置合わせ磁石４３０及び位置合わせ磁石４３２によって、本体３０２に磁気的に連結される。位置合わせ磁石４３０と位置合わせ磁石４３２との磁気連結が、被加工物フィーチャの直線的な位置ずれを部分的に補償し、測定プローブ２０６が被加工物及び被加工物フィーチャに直線的に位置合わせされることを可能にする。
【００８９】
次に図８を参照するに、エンドエフェクタアセンブリの斜視図が、一実施例により示されている。アセンブリ８００は、エンドエフェクタユニット２０４から本体３０２が（両方とも図３に示している）取り外されている、エンドエフェクタユニット２０４の各部分を示している。
【００９０】
図示しているように、アセンブリ８００は、リニアゲージ４１８と、球面軸受４２８の内部に装着された接触子４２２とを示している。球面軸受４２８は、リニアゲージ４１８を支持し、ｘ軸８０２とｙ軸８０４の両方に沿った直角方向における中心点の周囲での、リニアゲージ４１８の角度回転を許容する。クランプ６０６が図６に示すロックナット６０４を固定し、ロックナット６０４が、軸受ハウジング４２６の中に球面軸受４２８を固定する。
【００９１】
脚部コレット４２４は、軸受ハウジング４２６の周りにカラーを形成する。軸受ハウジング４２６は、球面軸受４２８の周囲で、脚部コレット４２４内で回転可能であり、軸受ハウジング４２６に対する脚部コレット４２４の回転移動を可能にする。
【００９２】
次に図９を参照するに、エンドエフェクタアセンブリの拡大正射投影図が、一実施例により示されている。図示しているように、アセンブリ９００は、図８のアセンブリ８００の下部の拡大された正射投影図である。
【００９３】
次に図１０を参照するに、エンドエフェクタアセンブリユニットの断面図が、一実施例により示されている。図示しているように、図１０は、図９の断面線９０２に沿って切った、アセンブリ９００の断面図である。図示しているように、接触子４２２は伸長シャフト４２１に装着され、伸長シャフト４２１は、球面軸受４２８を通過するプローブバレル４２３の中で摺動する。球面軸受４２８は、リニアゲージ４１８を支持し、ｘ軸８０２とｙ軸８０４の両方に沿った直角方向における中心点の周囲での、リニアゲージ４１８の角度回転を許容する。クランプ６０６が、軸受ハウジング４２６の中に球面軸受４２８を固定する。
【００９４】
脚部コレット４２４は、軸受ハウジング４２６の周りにカラーを形成する。軸受ハウジング４２６は、球面軸受４２８の周囲で、脚部コレット４２４内で回転可能であり、軸受ハウジング４２６に対する脚部コレット４２４の回転移動を可能にする。
【００９５】
次に図１１を参照するに、被加工物と角度的に位置ずれしている、受動適応型エンドエフェクタユニットの断面図が、一実施例により示されている。図示しているように、エンドエフェクタ２０４は、図４の断面図に従って示されている。
【００９６】
この実施例では、エンドエフェクタ２０４は、被加工物１１０４の被加工物フィーチャ１１０２に動作を実施するよう位置付けられる。この実施例では、動作は、被加工物１１０４の厚さ１１０６の測定である。
【００９７】
この実施例では、被加工物１１０４は航空機の部品でありうる。限定するわけではないが例としては、被加工物１１０４は、外板パネル、翼、胴体、水平安定板、ドア、ハウジング、エンジン、又は航空機内の他の好適な構造体のうちの、少なくとも一つに組み込まれうる。被加工物１１０４は、リブ、スパー、ストリンガ、又は航空機内の他の好適なフレーム構造体といった、航空機のフレーム構造体でもありうる。
【００９８】
被加工物１１０４は表面１１０８を有しうる。表面１１０８は、一部の実施例では、「作業面（ｗｏｒｋ  ｓｕｒｆａｃｅ）」と称されうる。被加工物１１０４の被加工物フィーチャ１１０２は、実際の位置１１１０に配置される。
【００９９】
この実施例では、被加工物フィーチャ１１０２は被加工物１１０４のフィーチャであり、この被加工物１１０４のフィーチャに、エンドエフェクタユニット２０４によって動作が実施される。この実施例では、被加工物フィーチャ１１０２は被加工物１１０４の穴である。この実施例では、エンドエフェクタユニット２０４は、被加工物１１０４の厚さの測定動作を正確に実施するよう構成される。
【０１００】
エンドエフェクタユニット２０４は、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６に従って公称位置に、図２のロボット２０２により位置付けられる。公称位置は、表面１１０８に沿った、被加工物１１０４及び被加工物フィーチャ１１０２の予期される位置及び配向に対応する。公称位置は、被加工物１１０４の設計又は製造仕様に基づくものでありうる。公称位置は、ロボットコントローラ１０６とアプリケーションコントローラ１１４の少なくとも一方の中に、基準データ（ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ  ｄａｔａ）として記憶されうる。
【０１０１】
この実施例では、被加工物１１０４の実際の位置１１１０は、実質的に、エンドエフェクタユニット２０４が配向された公称位置から、角度的にずれている。このような動作条件のもとでは、エンドエフェクタユニット２０４は、エンドエフェクタユニット２０４と被加工物１１０４との間の角度的な位置ずれにより、被加工物フィーチャ１１０２に正確に動作を実施できないことがある。
【０１０２】
本書において、「およそ（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、「約（ａｂｏｕｔ）、及び「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」という用語は、依然として所望の機能を実施しうるか、又は所望の結果を実現しうる、規定された量に近い量を表す。例えば、「およそ」、「約」、及び「実質的に」という用語は、規定の量の、１０％未満以内、５％未満以内、１％未満以内、０．１％未満以内、及び、０．０１％未満以内の量を表しうる。
【０１０３】
次に図１２を参照するに、被加工物が角度的に位置ずれしている受動適応型エンドエフェクタユニットの位置合わせに関する断面図が、一実施例により示されている。図示しているように、図４の断面図に従って示されているエンドエフェクタ２０４は、図１１の被加工物フィーチャ１１０２に、受動的に位置合わせされる。
【０１０４】
球面軸受４２８は、本体３０２に対する、球面軸受４２８の周囲の直角方向における中心点の周囲での、リニアゲージ４１８及び脚部コレット２４２の角度回転を許容する。接触子４２２が被加工物フィーチャ１１０２内に挿入されるにつれて、脚部コレット４２４は、球面軸受４２８の周囲で受動的に回転し、軸受ハウジング４２６及び本体３０２に対する脚部コレット４２４の回転移動を可能にする。
【０１０５】
測定プローブ２０６のリニアゲージ４１８は、脚部コレット４２４に連結される。したがって、球面軸受４２８の周囲での脚部コレット４２４の回転により、それに対応する、ｘ軸８０２とｙ軸８０４に沿った直角方向における測定プローブ２０６の回転が発生する。
【０１０６】
直角方向における、球面軸受４２８の周囲での測定プローブ２０６の角度適応により、エンドエフェクタユニット２０４の受動的で角度的な自己位置合わせが可能になる。エンドエフェクタユニット２０４は、測定プローブ２０６の受動的な自己位置合わせに部分的に基づいて、被加工物フィーチャ１１０２に正確に動作を実施しうる。
【０１０７】
次に図１３を参照するに、被加工物と角度的に位置ずれしている受動適応型エンドエフェクタユニットの断面図が、一実施例により示されている。図示しているように、エンドエフェクタ２０４は、図４の断面図に従って示されている。
【０１０８】
この実施例では、エンドエフェクタユニット２０４は、被加工物１１０４の被加工物フィーチャ１３０２に動作を実施するよう位置付けられる。この実施例では、動作は、被加工物１１０４の厚さ１１０６の測定である。
【０１０９】
エンドエフェクタユニット２０４は、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６よる穴の公称位置の上方の位置に、図２のロボット２０２によって位置付けられる。公称位置は、表面１１０８に沿った、被加工物１１０４及び被加工物フィーチャ１３０２の予期される位置に対応している。公称位置は、被加工物１１０４の設計又は製造仕様に基づくものでありうる。公称位置は、ロボットコントローラ１０６とアプリケーションコントローラ１１４の少なくとも一方の中に、基準データとして記憶されうる。この実施例では、公称位置は、被加工物フィーチャ１１０２の中心の、三次元配置及び角度配向を含む予期される位置である。
【０１１０】
この実施例では、被加工物１１０４の実際の位置１３１０は、実質的に、エンドエフェクタユニット２０４が配置される公称位置から、直線的にずれている。このような動作条件のもとでは、エンドエフェクタユニット２０４は、エンドエフェクタユニット２０４と被加工物フィーチャ１３０２との間の直線的な位置ずれにより、被加工物フィーチャ１３０２に正確に動作を実施できないことがある。
【０１１１】
次に図１４を参照するに、被加工物が直線的に位置ずれしている、受動適応型エンドエフェクタユニットの受動位置合わせに関する断面図が、一実施例により示されている。図示しているように、図４の断面図に従って示されているエンドエフェクタ２０４は、図１３の被加工物フィーチャ１３０２に受動的に位置合わせされる。
【０１１２】
被加工物１１０４の実際の位置１３１０が、実質的に、エンドエフェクタユニット２０４が配置される公称位置から直線的にずれている場合、軸受ハウジング４２６が、フィーチャ１３０２の実際の位置の位置ずれに適合するために、実質的にニュートラルな位置から受動的に変位する。この実施例では、軸受ハウジング４２６は、本体３０２に対して、ｘ軸８０２とｙ軸８０４のいずれに沿っても並進しうる。
【０１１３】
軸受ハウジング４２６は、位置合わせ磁石４３０及び位置合わせ磁石４３２によって、本体３０２に磁気的に連結される。接触子４２２が被加工物フィーチャ１３０２内に挿入されるにつれて、位置合わせ磁石４３０と位置合わせ磁石４３２はオフセットし、エンドエフェクタユニット２０４が被加工物フィーチャの非理想的な位置を補償することを可能にする。軸受ハウジング４２６は、本体３０２に対して受動的にオフセットし、本体３０２に対する軸受ハウジング４２６の直線的な移動を可能にする。
【０１１４】
測定プローブ２０６のリニアゲージ４１８は、軸受ハウジング４２６に連結される。したがって、軸受ハウジング４２６の直線的な変位により、それに対応する測定プローブ２０６のオフセットが発生する。
【０１１５】
本体３０２に対する軸受ハウジング４２６の移動に基づく測定プローブ２０６の直線的適応は、被加工物フィーチャの直線的な位置ずれを部分的に補償し、測定プローブ２０６が被加工物及び被加工物フィーチャに直線的に位置合わせされることを可能にする。測定プローブ２０６の直線的適応により、エンドエフェクタユニット２０４の受動的で直線的な自己位置合わせが可能になる。エンドエフェクタユニット２０４は、測定プローブ２０６の受動的な自己位置合わせに部分的に基づいて、被加工物フィーチャ１３０２に正確に動作を実施しうる。
【０１１６】
次に図１５から図２２を参照するに、動作を実施している受動適応型エンドエフェクタの一連の正射投影断面図が、一実施例により示されている。図示しているように、被加工物１５００に動作を実施しているエンドエフェクタユニット２０４が示されている。この実施例では、動作は、被加工物フィーチャ１５０２における被加工物１５０４の厚さ１５０６の測定である。この実施例では、被加工物フィーチャ１５０２は穴１５０８である。
【０１１７】
ここで、具体的には図１５を参照するに、エンドエフェクタユニット２０４は、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６に従って、図２のロボット２０２により接近位置１５１０に位置付けられる。接近位置１５１０は、穴１５０８の公称位置の若干上方の位置である。接近位置１５１０は、接触子４２２が被加工物１５０４に当たることなく穴１５０８内に伸長しうるように、被加工物の上方一定の高さに位置付けられる。
【０１１８】
ここで、具体的には図１６を参照するに、被加工物１５０４の近位にあるが接触していない、エンドエフェクタユニット２０４が示されている。図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６がエンドエフェクタユニット２０４の移動を終了すると、図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８は、被加工物１５０４の表面１５１２との接触をチェックするために、測定プローブ２０６の接触子４２２を伸長させる。測定プローブ２０６の接触子４２２が完全に伸長すると、図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８は、測定プローブ２０６が穴１５０８の中に伸長したと推定する。
【０１１９】
測定プローブ２０６が完全に伸長できない場合、データ取得コントローラ１０８は、接触子４２２が表面１５１２に接触したと推定する。図１にブロック形式で示したアプリケーションコントローラ１４４は、次いで、下記の図２４に示す大位置ずれ軽減プロセスに進む。
【０１２０】
ここで、具体的には図１７を参照するに、接触子４２２が、測定深さ１８０２まで、穴１５０８の中心を通って下に移動するように、エンドエフェクタユニット２０４は、図１にブロック形式で示したロボット１０２によって動かされる。
【０１２１】
この実施例では、エンドエフェクタユニット２０４の垂直適応が、被加工物１５０４及びエンドエフェクタユニット２０４への損傷を防止する。垂直適応は、例えばばね４１４の圧縮によって提供されうる。
【０１２２】
接触子４２２が穴１５０８の中に移動するにつれて、測定プローブ２０６は、受動的に配向されて、穴１５０８の実際の位置１５１４に位置合わせされる。この実施例では、測定プローブ２０６が、図１１から図１４に関連して上述したように、穴１５０８の実際の位置１５１４に、受動的に位置合わせされる。
【０１２３】
ここで、具体的には図１８を参照するに、測定プローブ２０６が穴１５０８の中に移動し、穴１５０８と受動的に位置合わせされた後、エンドエフェクタ２０４は測定位置１８０２に移動する。この実施例では、測定位置１８０２は穴１５０８の周縁の周辺の位置であり、この位置において、被加工物１５０４の厚さ１５０６が判定される。測定位置１８０２に到達するために、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、図２のロボットを方向付けて、測定プローブ１１０が測定位置１８０２において被加工物１５０４に接触するまで、エンドエフェクタユニット２０４をｘ軸８０２とｙ軸８０４の少なくとも一方に沿った方向に移動させる。
【０１２４】
一実施例では、上記の図８から図１１に関連して上述した適応要素は、測定位置１８０２のオーバーランを受け入れるよう変位する。上記の図８から図１１に関連して上述したように、エンドエフェクタユニット２０４が測定位置１８０２をオーバーランした場合、軸受ハウジング４２６が、エンドエフェクタユニット２０４による測定位置１８０２のオーバーランを補償するために、本体８０２に対して受動的に変位する。ロボットコントローラ１０６が移動を停止させるべきであることを示すために、バレルプローブ４２３からの接触信号が、ロボットコントローラ１０６に送信される。たとえ接触が発生したという信号をロボットが受信しても、ロボットが停止に至るには数分の１秒かかる。エンドエフェクタの受動的なＸ、Ｙ適応が、この動きに対する適応補償を提供する。図１８に示しているように、軸受ハウジング４２６は、ｘ軸８０２とｙ軸８０４のいずれか、又はその両方に沿って、本体３０２に対して並進する。
【０１２５】
ここで、具体的には図１９を参照するに、エンドエフェクタユニット２０４は、測定位置１８０２に既に移動している。エンドエフェクタユニット２０４が測定位置１８０２に到達すると、図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８が、測定動作を実施するために測定プローブ２０６を方向付ける。図示しているように、測定プローブ２０６は、接触子４２２が被加工物１５０４に接触するまで後退する。図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８は、リニアゲージ４１８の伸長を特定し、この伸長から、測定位置１８０２における被加工物１５０４の厚さ１５０６が判定されうる。
【０１２６】
ここで図２０を参照するに、接触子４２２は伸長した状態で示されており、エンドエフェクタユニット２０４は、穴１５０８の公称中心に戻っている。個々の測定が完了すると、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、次いで、追加の測定を実施するために、穴１５０８の周りの異なる測定位置にエンドエフェクタユニット２０４を移動させうる。穴１５０８の周りの測定位置の各々について測定プロセスが完了した後、エンドエフェクタユニット２０４は穴１５０８の公称中心に戻る。
【０１２７】
ここで図２１を参照するに、接触子４２２は後退している。図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６のエンドエフェクタユニット２０４の移動が終了すると、図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８は、完全な後退が行われたか否か、又は、接触子４２２が被加工物１５０４に接触したか否かを判定するために、接触子４２２を後退させ、プローブの伸長距離をチェックする。
【０１２８】
接触子４２２が完全には後退できない場合、接触子４２２は、後退中に被加工物１５０４に接触している。図１にブロック形式で示したアプリケーションコントローラ１４４は、下記の図２５に示す大位置ずれ軽減プロセスに進む。
【０１２９】
ここで図２２を参照するに、接近位置に戻ったエンドエフェクタユニット２０４が示されている。接触子４２２の通り抜け（ｃｌｅａｒａｎｃｅ）が確認されると、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、被加工物１５０４から離れて接近位置１５１０に戻るように、エンドエフェクタユニット２０４を移動させる。図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、次いで、別の被加工物フィーチャの上方の次の接近位置へとエンドエフェクタユニット２０４を移動させ、その被加工物フィーチャに動作を実施しうる。
【０１３０】
ここで図２３を参照するに、エンドエフェクタユニットの二次元図が別の実施例により示されている。図２３に示すエンドエフェクタユニット２３０２は、図１にブロック形式で示したエンドエフェクタユニット１０４の物理的実行形態の第２の例である。
【０１３１】
図示しているように、測定プローブ２３０４が本体２３０６の外部に配置されている。この実施例では、エンドエフェクタ２３０２は、被加工物２３１４の縁部２３１２に沿って、厚さ２３１０の測定動作を正確に実施するよう構成される。
【０１３２】
ここで図２４を参照するに、伸長探索プロセスの実施に関する正射投影図が、一実施例により示されている。図示しているように、伸長探索プロセス２４００は、接近位置１５１０において接触子４２２の伸長が被加工物１５０４によって妨げられた場合に被加工物フィーチャを位置特定するための、大位置ずれ軽減プロセスである。
【０１３３】
図示しているように、エンドエフェクタユニット２０４は、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６に従って、公称位置２４０４に位置付けられている。公称位置２４０４は、被加工物１５０４及び被加工物フィーチャ１５０２の予期される位置及び配向に対応する。公称位置２４０４は、被加工物１５０４の設計又は製造仕様に基づくものでありうる。公称位置２４０４は、ロボットコントローラ１０６とアプリケーションコントローラ１１４（両方とも図１にブロック形式で示している）の少なくとも一方の中に、基準データとして記憶されうる。
【０１３４】
この実施例では、被加工物フィーチャ１５０２の公称位置２４０４は、被加工物フィーチャ１５０２の実際の位置１５１４とは実質的に異なり、それにより、接触子４２２の伸長が被加工物１５０４によって妨げられる。
【０１３５】
被加工物１５０４との接触が検出された場合、図１にブロック形式で示したアプリケーションコントローラ１１４は、伸長探索プロセス２４００を開始する。伸長探索プロセス２４００において、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、外向きの螺旋経路２４０２に沿って、エンドエフェクタユニット２０４を少しずつインクリメンタルに移動させる。インクリメンタルな移動の各々の後に、図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８は、被加工物フィーチャ１５０２をチェックするために接触子４２２を伸長させる。例えば接触子４２２が穴１５０８の中を通り抜けることによって、被加工物フィーチャ１５０２が見い出されると、アプリケーションコントローラ１１４は、公称位置２４０４からのずれをオフセットデータとして記憶し、図１５から図２２に示した測定プロセスが継続される。
【０１３６】
ここで図２５を参照するに、後退通り抜け探索プロセスの実施に関する正射投影図が、一実施例により示されている。図示しているように、後退通り抜け探索プロセス２５００は、接触子４２２の後退が被加工物１５０４によって妨げられた場合に、エンドエフェクタユニット２０４が被加工物１５０４から安全に後退しうる位置を位置特定するための、大位置ずれ軽減プロセスである。
【０１３７】
図示しているように、エンドエフェクタユニット２０４は、公称位置２４０４に既に移動している。この実施例では、公称位置２４０４は穴１５０８の中心位置である。被加工物１５０４との接触が検出された場合、図１にブロック形式で示したアプリケーションコントローラ１１４は、後退通り抜け探索プロセス２５００を開始する。後退通り抜け探索プロセス２５００において、図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、外向きの螺旋経路２５０２に沿って、エンドエフェクタユニット２０４を少しずつインクリメンタルに移動させる。一実施例では、外向きの螺旋経路２５０２は、図１８の測定位置１８０２などの直前の測定位置とは反対の方向にスタートする、公称位置２４０４からの外向きの螺旋経路内にある。インクリメンタルな移動の各々の後に、図１にブロック形式で示したデータ取得コントローラ１０８は、被加工物フィーチャ１５０２から通り抜けをチェックするために接触子４２２の後退を試みる。例えば接触子４２２の後退が被加工物１５０４に接触しなかった際に、被加工物フィーチャ１５０２からの通り抜けが確認されると、ロボットコントローラ１０６は、図１５に示す接近位置１５１０まで、エンドエフェクタユニット２０４を後退させる。
【０１３８】
ここで図２６を参照するに、受動適応型エンドエフェクタを使用して被加工物フィーチャにおける厚さ測定動作を実施するためのプロセスの図が、一実施例により示されている。図２６に示すプロセスは、ロボットコントローラ１０６、データ取得コントローラ１０８、及びアプリケーションコントローラ１１４（全て図１にブロック形式で示している）のうちの一又は複数において、実装されうる。
【０１３９】
プロセス２６００は、エンドエフェクタユニットを接近位置に移動させること（ステップ２６０２）によって始まる。エンドエフェクタユニットは、例えば、図２のエンドエフェクタユニット２０４でありうる。接近位置は、動作が実施される被加工物フィーチャの公称中心位置の若干上方の位置でありうる。被加工物フィーチャは、例えば、図１２及び図１３に示す穴１２０２でありうる。接近位置は、例えば、図１５に示す接近位置１５１０でありうる。
【０１４０】
接近位置への移動の後、プロセス２６００は、表面接触をチェックするために測定プローブを伸長させる（ステップ２６０４）。表面との接触が検出された場合（ステップ２６０６の「ｙｅｓ」）、プロセス２６００は、公称中心位置からの外向きの螺旋経路内で細かな移動及びプローブ伸長チェックを行うことによって、伸長探索プロセスを開始する（ステップ２６０８）。伸長探索プロセスは、例えば、図２４に示す伸長探索プロセス２４００でありうる。
【０１４１】
ここでステップ２６０６を再度参照するに、表面との接触が検出されなかった場合（ステップ２６０６の「ｎｏ」）、プロセス２６００は、測定深さまでエンドエフェクタユニットを移動させる（ステップ２６１０）。測定深さは、例えば、図１７に示す測定深さ１７０２でありうる。
【０１４２】
エンドエフェクタユニットが測定深さまで移動するにつれて、図２の測定プローブ２０６などの測定プローブは、受動的に配向されて、被加工物フィーチャの実際の位置に位置合わせされる。この実施例では、プロセス２６００は、図１１から図１４に関連して上述したように、穴１５０８の実際の位置１５１４とエンドエフェクタユニット２０４を、受動的に位置合わせする。
【０１４３】
プロセス２６００は、電動接触センサが作動するまで、公称測定位置に向かう方向にエンドエフェクタを移動させる（ステップ２６１２）。この実施例では、エンドエフェクタユニットは、図１８に示す測定位置１８０２などの測定位置に移動する。
【０１４４】
エンドエフェクタユニットが測定位置に到達すると、プロセス２６００は厚さ測定を実施する（ステップ２６１４）。この実施例では、プロセス２６００は、接触子４２２などの接触子が被加工物に接触するまで、測定プローブを後退させる。接触子の位置に基づいて、プロセス２６００は、測定位置において被加工物の厚さを判定しうる。この実施例では、接触子は、図４のリニアゲージ４１８などのリニアゲージに関連している。プロセス２６００は、接触子が被加工物に接触した時のリニアゲージの伸長を測定することによって、被加工物の厚さを判定する。
【０１４５】
測定動作を実施した後、プロセス２６００は、測定プローブを伸長させ、被加工物フィーチャの公称中心位置に戻るようにエンドエフェクタを移動させる（ステップ２６１５）。図１にブロック形式で示したロボットコントローラ１０６は、次いで、被加工物フィーチャの周りの異なる測定位置で追加の測定を実施するために、エンドエフェクタユニット２０４を移動させうる。
【０１４６】
全ての測定が完了すると、被加工物からのプローブの通り抜けをチェックするために、測定プローブが後退する（ステップ２６１６）。被加工物との接触が検出された場合（ステップ２６１８の「ｙｅｓ」）、プロセス２６００は、直前の測定の位置とは反対の方向にスタートする、公称中心位置からの外向きの螺旋経路内で細かな移動及びプローブ伸長チェックを行うことによって、後退探索プロセスを開始する（ステップ２６２０）。後退探索プロセスは、例えば、図２５に示す後退探索プロセス２５００でありうる。
【０１４７】
ここでステップ２６１８を再度参照するに、被加工物との接触が検出されない場合（ステップ２６１８の「ｎｏ」）、プロセス２６００は、被加工物フィーチャの上方の接近位置までエンドエフェクタユニットを後退させ（ステップ２６２２）、その後プロセスは終了する。後退時に接触子が被加工物に接触しない場合に、測定プローブの被加工物フィーチャからの通り抜けが確認される。エンドエフェクタが接近位置まで後退した後、図１のロボットコントローラ１０６などのロボットコントローラは、次の被加工物フィーチャの上方の次の接近位置にエンドエフェクタユニットを移動させ、次の被加工物フィーチャに動作を実施しうる。
【０１４８】
図示している種々の例におけるフロー図及びブロック図は、実施例における、装置及び方法のいくつかの実行可能な実行形態の構造、機能、及び、動作を示している。これに関し、フロー図またはブロック図内の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は、動作若しくはステップの一部分を表わしうる。
【０１４９】
一実施例のいくつかの代替的実行形態においては、ブロック内に記載された一又は複数の機能が、図中に記載された順序を逸脱して発生することがある。例えば、場合によっては、含まれる機能に応じて、連続して示されている２つのブロックが、実質的に同時に実行されること、また時には、ブロックが逆順に実施されることがありうる。また、フロー図またはブロック図に示されているブロックに加えて、他のブロックが追加されることもある。
【０１５０】
したがって、本書に記載の実施例は、大規模なロボット応用形態において発生するロボット式エンドエフェクタとフィーチャとの位置ずれへのリアルタイムの適合を可能にするために、三次元適応及びセンサフィードバックを包含する手法を提供する。更に、実施例のデータ取得システムはまた、位置ずれに対処するのに必要な人間の介入をなくす。したがって、本書に記載の実施例は、決定論的に開ループで作動するよう設計された標準的なロボットシステムが有さない様態で、部品における製造上の変動、又は、環境的要因（温度など）の変動による膨張／収縮に順応する能力を、提供する。
【０１５１】
視覚システムと比較した場合、本書に記載の実施例は、実装がより簡単であり、かつ、照明条件の変動の影響を受けにくいものである。実施例のデータ取得システムは、視覚システムに必要なカメラ又は他の光学ハードウェアに依拠しない。したがって、結果として得られる実行形態の初期投資コスト、及び稼働中の整備コストが低減される。
【０１５２】
座標測定機器と比較した場合、記載されている実施例は、比較的低コストのロボットアームを位置付けに使用する。更に、実施例は、特に大型の又は複雑な部品の測定を要する場合に座標測定機器を実装するための、大きな専用フロア空間を必要としない。
【０１５３】
ここで図２７を参照するに、ブロック図の形態のデータ処理システムの図が、一実施例により示されている。データ処理システム２７００は、ロボットコントローラ１０６、データ取得コントローラ１０８、及びアプリケーションコントローラ１１４（全て図１にブロック形式で示している）のうちの一又は複数を実装するために、使用されうる。図示しているように、データ処理システム２７００は、プロセッサユニット２７０４と、記憶デバイス２７０６と、通信ユニット２７０８と、入出力ユニット２７１０と、ディスプレイ２７１２との間の通信を提供する、通信フレームワーク２７０２を含む。場合によっては、通信フレームワーク２７０２はバスシステムとして実装されうる。
【０１５４】
プロセッサユニット２７０４は、いくつかの動作を実施するために、ソフトウェア向けの指令を実行するよう構成される。プロセッサユニット２７０４は、実行形態に応じて、いくつかのプロセッサ、１つのマルチプロセッサコア、及び／又は、他の何らかの種類のプロセッサを備えうる。場合によっては、プロセッサユニット２７０４は、回路システム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイスなどのハードウェアユニット、又は他の何らかの好適な種類のハードウェアユニットという形態をとりうる。
【０１５５】
プロセッサユニット２７０４によって実行されるオペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムのための指令は、記憶デバイス２７０６内に配置されうる。記憶デバイス２７０６は、通信フレームワーク２７０２を通じてプロセッサユニット２７０４と通信可能でありうる。本書において、コンピュータ可読記憶デバイスとも称される記憶デバイスは、一時的及び／又は恒久的に情報を記憶することが可能な任意のハードウェアである。この情報は、データ、プログラムコード、及び／又はその他の情報を含みうるが、それらに限定されるわけではない。
【０１５６】
メモリ２７１４及び固定記憶装置２７１６は、記憶デバイス２７０６の例である。メモリ２７１４は、例えばランダムアクセスメモリ、又は、何らかの種類の揮発性若しくは不揮発性の記憶デバイスという形態をとりうる。固定記憶装置２７１６は、任意の数の構成要素又はデバイスを含みうる。例えば、固定記憶装置２７１６は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換可能光ディスク、書換可能磁気テープ、又は、それらの何らかの組み合わせを含みうる。固定記憶装置２７１６によって使用される媒体は、取り外し可能であることも、そうではないこともある。
【０１５７】
通信ユニット２７０８は、データ処理システム２７００が他のデータ処理システム及び／又はデバイスと通信することを可能にする。通信ユニット２７０８は、物理的な及び／または無線の通信リンクを使用して、通信を提供しうる。
【０１５８】
入出力ユニット２７１０は、データ処理システム２７００に接続された他のデバイスからの入力の受信、及びかかるデバイスへの出力の送信を、可能にする。例えば、入出力ユニット２７１０は、キーボード、マウス、及び／又は、他の何らかの種類の入力デバイスを通じて、ユーザ入力を受信することを可能にしうる。別の例としては、入出力ユニット２７１０は、データ処理システム２７００に接続されたプリンタに出力を送信することを可能にしうる。
【０１５９】
ディスプレイ２７１２は、ユーザに対して情報を表示するよう構成される。ディスプレイ２７１２は、例えば、モニタ、タッチスクリーン、レーザディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、仮想表示デバイス、及び／又は他の何らかの種類のディスプレイデバイスを含みうるが、それらに限定されるわけではない。
【０１６０】
この実施例では、種々の実施例のプロセスは、コンピュータ実装指令を使用して、プロセッサユニット２７０４によって実施されうる。これらの指令は、プログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、又はコンピュータ可読プログラムコードと称されることがあり、かつ、プロセッサユニット２７０４内の一又は複数のプロセッサによって読み取られ、実行されうる。
【０１６１】
これらの例では、プログラムコード２７１８は、選択的に取り外し可能なコンピュータ可読媒体２７２０に機能する形態で配置されており、かつ、プロセッサユニット２７０４による実行のために、データ処理システム２７００にローディングされうるか、又は伝送されうる。プログラムコード２７１８とコンピュータ可読媒体２７２０とは共に、コンピュータプログラム製品２７２２を形成する。この実施例では、コンピュータ可読媒体２７２０は、コンピュータ可読記憶媒体２７２４、又はコンピュータ可読信号媒体２７２６でありうる。
【０１６２】
コンピュータ可読記憶媒体２７２４は、プログラムコード２７１８を伝播又は伝送する媒体というよりはむしろ、プログラムコード２７１８を記憶するために使用される、物理的な又は有形の記憶デバイスである。コンピュータ可読記憶媒体２７２４は、限定するわけではないが例としては、データ処理システム２７００に接続される光ディスク若しくは磁気ディスク、又は固定記憶デバイスでありうる。
【０１６３】
代替的には、プログラムコード２７１８は、コンピュータ可読信号媒体２７２６を使用して、データ処理システム２７００に転送されうる。コンピュータ可読信号媒体２７２６は、例えば、プログラムコード２７１８を内包する被伝播データ信号でありうる。このデータ信号は、物理的なかつ／又は無線の通信リンクを介して伝送可能な、電磁信号、光信号、及び／又は他の何らかの種類の信号でありうる。
【０１６４】
図２７のデータ処理システム２７００の図は、実施例が実装されうる様態に対する構造的な限定をもたらすことを意図していない。種々の実施例が、データ処理システム２７００に関して示されている構成要素に追加される、又はかかる構成要素に代わる構成要素を含む、データ処理システムにおいて実装されうる。更に、図２７に示す構成要素は示されている実施例とは異なることがある。
【０１６５】
本開示の実施例は、図２８に示す航空機の製造及び保守方法２８００、並びに図２９に示す航空機２９００に関連して、説明されうる。まず図２８を参照するに、航空機の製造及び保守方法のブロック図が一実施例により示されている。製造前の段階では、航空機の製造及び保守方法２８００は、図２９の航空機２９００の仕様及び設計２８０２、並びに材料の調達２８０４を含みうる。
【０１６６】
製造段階では、図２９の航空機２９００の構成要素及びサブアセンブリの製造２８０６、並びにシステムインテグレーション２８０８が行われる。その後、図２９の航空機２９００は、認可及び納品２８１０を経て運航２８１２に供されうる。顧客による運航２８１２の期間中に、図２９の航空機２９００には、改造、再構成、改修、及びその他の整備又は保守を含みうる定期的な整備及び保守２８１４が予定される。
【０１６７】
航空機の製造及び保守方法２８００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、オペレータ、又はこれらの組み合わせによって、実施又は実行されうる。このような例では、オペレータは顧客でありうる。この明細書において、システムインテグレータは、任意の数の航空機製造業者及び主要システム下請業者を含みうるが、それらに限定されるわけではなく、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含みうるが、それらに限定されるわけではなく、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関等でありうる。
【０１６８】
ここで図２９を参照するに、実施例が実装されうる航空機のブロック図が示されている。この例では、航空機２９００は、図２８の航空機の製造及び保守方法２８００によって製造され、かつ、複数のシステム２９０４及び内装２９０６を有する機体２９０２を含みうる。システム２９０４の例には、推進システム２９０８、電気システム２９１０、油圧システム２９１２、及び環境システム２９１４のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示しているが、種々の実施例は、自動車産業などの他の産業にも応用可能である。
【０１６９】
本書で例示されている装置及び方法は、図２８の航空機の製造及び保守方法２８００のうちの少なくとも１つの段階において用いられうる。詳細には、図１のデータ取得システム１００が、航空機の製造及び保守方法２８００の様々な段階において使用されうる。限定するわけではないが例としては、エンドエフェクタユニット１０４は、仕様及び設計２８０２において機体２９０２の厚さを決定するために使用されうる。更に、データ取得システム１００は、定期的な整備及び保守２８１４、又は、航空機の製造及び保守方法２８００の他の何らかの段階における、機体２９０２の検査工程で使用されうる。
【０１７０】
一実施例では、図２８の構成要素及びサブアセンブリの製造２８０６で製造される構成要素又はサブアセンブリは、図２８の、航空機２９００の運航２８１２の期間中に製造される構成要素又はサブアセンブリと同様の様態で、作製又は製造されうる。更に別の例としては、一又は複数の装置の例、方法の例、又はそれらの組み合わせが、図２８の構成要素及びサブアセンブリの製造２８０６、及びシステムインテグレーション２８０８といった製造段階において利用されうる。一又は複数の装置の例、方法の例、又はそれらの組み合わせは、図２８の、航空機２９００の運航２８１２の期間中か、整備及び保守２８１４の段階か、又はそれらの組み合わせにおいて、利用されうる。いくつかの異なる実施例を使用することで、航空機２９００の組み立てを大幅に効率化すること、航空機２９００のコストを削減すること、又はその両方が可能になる。
【０１７１】
さらに、本開示は以下の条項による例を含む。
【０１７２】
条項１．ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタであって、
被加工物フィーチャの実際の位置を接触によって判定するよう構成された、適応型接触プローブと、
適応型プローブに関連しており、かつ、被加工物フィーチャと適応型接触プローブを受動的に位置合わせするよう構成された、少なくとも１つの並進式接合部及び少なくとも１つの回転式接合部とを備える、多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７３】
条項２．少なくとも１つの並進式接合部が、
エンドエフェクタの脚部コレットの中に摺動可能に固定された、軸受ハウジングを更に備える、条項１に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７４】
条項３．少なくとも１つの回転式接合部が、
エンドエフェクタの軸受ハウジング内に回転可能に装着された、球面軸受を更に備える、条項２に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７５】
条項４．適応型接触プローブが、
被加工物に適応して接触するよう構成された接触子を更に備え、適応型接触プローブは、接触子と被加工物との接触に応じてフィードバックを提供するよう構成される、条項３に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７６】
条項５．適応型接触プローブに関連するリニアゲージを更に備え、接触子が被加工物に接触する時のリニアゲージの伸長に基づいて、被加工物フィーチャにおける被加工物の厚さが判定される、条項４に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７７】
条項６．リニアゲージが球面軸受の中に装着され、
接触子が被加工物の上面に接触する時のリニアゲージの伸長に基づいて、被加工物フィーチャにおける被加工物の厚さが判定される、条項５に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７８】
条項７．適応型接触プローブが被加工物フィーチャと受動的に位置合わせされない場合に、実質的にニュートラルな配向で適応型接触プローブを保持するよう構成された、いくつかの磁気デテントを更に備える、条項１に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１７９】
条項８．いくつかの磁気デテントが、データの取得中に、適応型接触プローブを、受動的に位置合わせされた配向で保持するよう更に構成される、条項７に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１８０】
条項９．エンドエフェクタをロボットデバイスに取り付けるための、動的に位置合わせされる磁気連結部を更に備える、条項１に記載の多軸適応型エンドエフェクタ。
【０１８１】
条項１０．ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタを使用して、被加工物に自動的に動作を実施するための方法であって、
動作が実施される被加工物フィーチャの公称位置に、エンドエフェクタを位置付けることと、
被加工物フィーチャとエンドエフェクタを受動的に位置合わせするために、エンドエフェクタを被加工物フィーチャに接触させることと、
被加工物フィーチャとエンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、被加工物フィーチャに動作を実施することとを含む、方法。
【０１８２】
条項１１．被加工物フィーチャの公称位置にエンドエフェクタを位置付けることに応じて、エンドエフェクタが被加工物フィーチャの実際の位置に受動的に位置合わせされうるか否かを判定することを更に含む、条項１０に記載の方法。
【０１８３】
条項１２．エンドエフェクタが被加工物フィーチャの実際の位置に受動的に位置合わせされうるか否かを判定することが、
エンドエフェクタが被加工物フィーチャの実際の位置に受動的に位置合わせされうるか否かを判定するために、エンドエフェクタから適応型接触プローブを伸長させることを更に含み、接触プローブは、被加工物への損傷を防止するために垂直方向に適応する、条項１１に記載の方法。
【０１８４】
条項１３．被加工物フィーチャが被加工物の穴であり、被加工物フィーチャとエンドエフェクタを受動的に位置合わせすることが、
穴を通して接触プローブを伸長させることと、
エンドエフェクタが穴に位置合わせされるまで、接触プローブが穴を通って伸長するにつれて、接触プローブを、磁気によって決まるニュートラル位置から並進的かつ角度的にオフセットさせることとを更に含む、条項１２に記載の方法。
【０１８５】
条項１４．動作が、穴において被加工物の厚さを判定することを含む、方法であって、
適応型接触プローブが被加工物の下面に接触するまで接触プローブを後退させることと、
接触プローブの伸長に基づいて、穴において被加工物の厚さを判定することとを更に含む、条項１３に記載の方法。
【０１８６】
条項１５．適応型接触プローブからの接触フィードバックが穴の側壁との接触を示すまで、エンドエフェクタをオフセットさせることを更に含み、
接触プローブを後退させるステップが、エンドエフェクタをオフセットさせることに応じて実施される、条項１４に記載の方法。
【０１８７】
条項１６．動作を実施することに応じて、適応型接触プローブが被加工物フィーチャから除去されうるか否かを判定することと、
接触プローブが被加工物フィーチャから除去されえないと判定することに応じて、接触プローブが被加工物フィーチャから後退しうる、エンドエフェクタの位置を位置特定するために、後退探索プロセスを実施することと、
接触プローブが被加工物フィーチャから後退しうる、エンドエフェクタの位置を位置特定することに応じて、エンドエフェクタを被加工物フィーチャから後退させて、被加工物フィーチャから適応型接触プローブを除去することとを更に含む、条項１４に記載の方法。
【０１８８】
条項１７．被加工物フィーチャの公称位置が被加工物フィーチャの実際の位置ではないと判定することに応じて、被加工物フィーチャの探索プロセスを実施することと、
被加工物フィーチャを位置特定することに応じて、被加工物フィーチャの公称位置から実際の位置までのオフセットを記憶することとを更に含む、条項１２に記載の方法。
【０１８９】
条項１８．被加工物フィーチャの探索プロセスを実施することが、
適応型接触プローブからの接触フィードバックに基づいて被加工物フィーチャの実際の位置が判定されるまで、公称位置からの外向きの螺旋経路内で、エンドエフェクタの細かな移動及び接触プローブの伸長チェックを行うことを更に含む、条項１７に記載の方法。
【０１９０】
条項１９．ロボットデバイスに取り付けられる多軸適応型エンドエフェクタを使用して、被加工物に自動的に動作を実施するためのコンピュータプログラム製品であって、
コンピュータ可読記憶媒体と、
動作が実施される被加工物フィーチャの公称位置にエンドエフェクタを位置付けるための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第１プログラムコードと、
エンドエフェクタを被加工物フィーチャに接触させて、被加工物フィーチャとエンドエフェクタを受動的に位置合わせするための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第２プログラムコードと、
被加工物フィーチャとエンドエフェクタを位置合わせすることに応じて、被加工物フィーチャに動作を実施するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第３プログラムコードとを含む、コンピュータプログラム製品。
【０１９１】
条項２０．被加工物フィーチャの公称位置にエンドエフェクタを位置付けることに応じて、エンドエフェクタが被加工物フィーチャの実際の位置に受動的に位置合わせされうるか否かを判定するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第４プログラムコードを更に含む、条項１９に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９２】
条項２１．第４プログラムコードが、
エンドエフェクタから適応型接触プローブを伸長させて、エンドエフェクタが被加工物フィーチャの実際の位置に受動的に位置合わせされうるか否かを判定するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラムコードを更に含む、条項２０に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９３】
条項２２．被加工物フィーチャが被加工物の穴であり、第２プログラムコードが、
被加工物の穴を通して接触プローブを伸長させるための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラムコードを更に含み、エンドエフェクタが穴に位置合わせされるまで、接触プローブが穴を通って伸長するにつれて、接触プローブが、並進的かつ角度的に、磁気によって決まるニュートラル位置から受動的にオフセットされる、条項２１に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９４】
条項２３．動作が、穴において被加工物の厚さを判定することを含む、コンピュータプログラム製品であって、
適応型接触プローブが被加工物の下面に接触するまで接触プローブを後退させるための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第５プログラムコードと、
接触プローブの伸長に基づいて、穴において被加工物の厚さを判定するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第６プログラムコードとを更に含む、条項２２に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９５】
条項２４．適応型接触プローブからの接触フィードバックが穴の側壁との接触を示すまで、エンドエフェクタをオフセットさせるための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第７プログラムコードを更に含み、
第７プログラムコードに応じて第５プログラムコードが実施される、条項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９６】
条項２５．動作を実施することに応じて、適応型接触プローブが被加工物フィーチャから除去されうるか否かを接触フィードバックによって判定するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第７プログラムコードと、
接触プローブが被加工物フィーチャから除去されえないと判定することに応じて、接触プローブが被加工物フィーチャから後退しうる、エンドエフェクタの位置を位置特定するために、後退探索プロセスを実施するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第８プログラムコードと、
接触プローブが被加工物フィーチャから後退しうる、エンドエフェクタの位置を位置特定することに応じて、エンドエフェクタを被加工物フィーチャから後退させて、被加工物フィーチャから接触プローブを除去するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第９プログラムコードとを更に含む、条項２３に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９７】
条項２６．被加工物フィーチャの公称位置が被加工物フィーチャの実際の位置ではないと判定することに応じて、被加工物フィーチャの探索プロセスを実施するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第５プログラムコードと、
被加工物フィーチャを接触により位置特定することに応じて、被加工物フィーチャの公称位置から実際の位置までのオフセットを記憶するための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶された第６プログラムコードとを更に含む、条項２０に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９８】
条項２７．第５プログラムコードが、
接触プローブからの接触フィードバックに基づいて被加工物フィーチャの実際の位置が判定されるまで、公称位置からの外向きの螺旋経路内で、エンドエフェクタの細かな移動及び接触プローブの伸長チェックを行うための、コンピュータ可読記憶媒体に記憶されたプログラムコードを更に含む、条項２６に記載のコンピュータプログラム製品。
【０１９９】
種々の実施例の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的であること、又は開示されている形態の例に限定することを意図しているわけではない。当業者には、多くの修正例及び変形例が自明となろう。更に、種々の実施例は、他の望ましい例とは異なる特徴を提供しうる。選択された一又は複数の例は、それらの例の原理と実践的応用を最もよく解説するため、及び、他の当業者が様々な例の開示内容と共に想定される特定の用途に適した様々な修正例について理解することを可能にするために、選ばれ、説明されている。
【図１】
2018109600.tif 000003
【図２】
2018109600.tif 000004
【図３】
2018109600.tif 000005
【図４】
2018109600.tif 000006
【図５】
2018109600.tif 000007
【図６】
2018109600.tif 000008
【図７】
2018109600.tif 000009
【図８】
2018109600.tif 000010
【図９】
2018109600.tif 000011
【図１０】
2018109600.tif 000012
【図１１】
2018109600.tif 000013
【図１２】
2018109600.tif 000014
【図１３】
2018109600.tif 000015
【図１４】
2018109600.tif 000016
【図１５】
2018109600.tif 000017
【図１６】
2018109600.tif 000018
【図１７】
2018109600.tif 000019
【図１８】
2018109600.tif 000020
【図１９】
2018109600.tif 000021
【図２０】
2018109600.tif 000022
【図２１】
2018109600.tif 000023
【図２２】
2018109600.tif 000024
【図２３】
2018109600.tif 000025
【図２４】
2018109600.tif 000026
【図２５】
2018109600.tif 000027
【図２６】
2018109600.tif 000028
【図２７】
2018109600.tif 000029
【図２８】
2018109600.tif 000030
【図２９】
2018109600.tif 000031
【外国語明細書】
2018109600000001.pdf
2018109600000002.pdf
2018109600000003.pdf
2018109600000004.pdf