(57)【要約】      （修正有）【課題】外皮上の穿孔位置を正確に特定する。【解決手段】製品の組み立てに用いられる移動型装置１０であって、プラットフォーム１２と、プラットフォーム１２に接続された複数のホイールセット１４と、複数のホイールセット１４を駆動するための駆動システム１８と、組み立て作業のために装置１０を表面に固定するための取り付け機構２９と、表面の下方に配置された少なくとも１つの磁石の検出に基づき、組み立て作業が行われる表面上の位置を検出するための複数のセンサ４６と、プラットフォーム１２と組み立て作業が行われる表面との間の角度を調節するための正規化システムと、を含む移動型装置。【選択図】図１
2019111645.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製品の組み立てに用いられる移動型装置（１０）であって、
プラットフォーム（１２）と、
前記プラットフォーム（１２）に接続された複数のホイールセット（１４）と、
前記複数のホイールセット（１４）を駆動するための駆動システム（１８）と、
組み立て作業のために前記装置（１０）を表面（７２）に固定するための取り付け機構（２９）と、
前記表面（７２）の下方に配置された少なくとも１つの磁石の検出に基づき、前記組み立て作業が行われる前記表面（７２）上の位置を検出するための複数のセンサ（４６）と、
前記プラットフォーム（１２）と前記組み立て作業が行われる前記表面（７２）との間の角度を調節するための正規化システム（５２）と、を含む移動型装置。
【請求項２】
前記プラットフォーム（１２）に接続されたドリルアセンブリ（３３）と、
ドリルスピンドルアセンブリ（４０）を上げ下げするために、前記ドリルアセンブリ（３３）に接続されたドリル送りアセンブリ（３８）と、
ＸＹ平面において、前記ドリルアセンブリ（３３）を位置決めするための駆動テーブル（４２）と、を更に含む、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
前記正規化システム（５２）は、
枢動角度測定装置（６０）と、
前記枢動角度測定装置（６０）に接続された制御ユニット（６６）と、
前記プラットフォーム（１２）の一部を上げ下げするために、前記制御ユニット（６６）に接続された正規化モータ（６８）と、を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項４】
前記正規化システム（５２）は、複数のマルチコアプロセッサ（４５）を有しており、各プロセッサ（４５）の各コアは、特定の機能を実行するようにプログラムされている、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項５】
各ホイールセット（１４）は、
前記プラットフォーム（１２）に取り付けられたホイール枢動アセンブリ（１６）と、
前記ホイール枢動アセンブリ（１６）に回転可能に接続された少なくとも１つのホイール（１４Ａ）と、を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項６】
前記少なくとも１つのホイール（１４Ａ）は、オムニホイールである、請求項５に記載の装置（１０）。
【請求項７】
前記駆動システム（１８）は、前記複数のホイールセット（１４）毎に個別の駆動システム（１８）を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項８】
前記取り付け機構（２８）は、
前記プラットフォーム（１２）の下面に配置された複数の吸着カップ（３１）と、
前記複数の吸着カップ（３１）に接続された真空システム（２２）と、を含む、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項９】
前記センサ（４６）は、磁気抵抗性を有しており、出力磁界強度をＸ、Ｙ、及びＺ成分に分割及び測定可能である、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
前記装置（１０）の位置を検出及び特定するために用いられる信号を送信するとともに
、穿孔対象位置を前記装置（１０）に知らせるための信号を受信するように構成されている制御盤（３２）を更に含む、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
穿孔するために移動型自律装置を操作するためのプロセスであって、
前記移動型自律装置に対して、表面上の穿孔位置へ移動するための信号を送信することと、
前記移動型自律装置から更新位置を受信することと、
前記更新位置が前記穿孔位置であるか否かを判断することと、
前記移動型自律装置のドリルアセンブリを前記穿孔位置に位置合わせすることと、
前記移動型自律装置の位置を固定するために、前記移動型自律装置の取り付け装置を起動することと、
磁石を検出するために、磁気センサ及びＸＹ駆動部を起動させることと、
前記ドリルアセンブリを下げるために前記移動型自律装置のドリル送りアセンブリを起動することと、を含むプロセス。
【請求項１２】
前記穿孔位置に設けられた一時磁石の正確な位置を検出するための一組のセンサを起動することと、
前記一組のセンサからの読取り値に基づいて、前記一時磁石に前記ドリルアセンブリを位置合わせするために、前記移動型自律装置の駆動テーブルを調節することと、を更に含む、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
前記装置のプラットフォームと穿孔対象の前記表面との間の角度を調節することを更に含む、請求項１１に記載のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の実施形態は、概して、製造装置に関し、より具体的には、アセンブリの表面に沿ってドリル穴へ移動する移動型コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
作業面の死角領域内の位置は、一定の正確性を保って特定できることが望ましい。例えば、構造体の２つの部分を互いに固定する際に外面のみが作業者に視認可能な場合、正確且つ再現可能に（reproducibly）これらの２つの部分間にわたって留め具を設けることは困難である。これは、内部フレーム構造体に対して外皮が設置及び固定された航空機に特に関連があると考えられる。上述したケースでは、一旦外皮を設置すると、この外皮を先に貫通させて航空機の内部構造体に固定されるよう留め具を位置づけることは困難である。このような状況は、他の組み立て及び製造環境においても生じる。
【０００３】
現在、解決策の一つとして、構造体の内部から逆方向に穿孔する方法がある。上述した航空機の場合、テンプレートとしてリブや翼桁に予め形成された穴を用いて、翼の内部から逆方向に翼の外皮に対して穿孔することが一般的であろう。しかしながら、この方法では、角度のずれた穴が形成されてしまい、後に手直しが必要になる場合がある。
【０００４】
逆方向への穿孔の際、作業者は、構造体の内部に物理的に入ることになるが、これらの場所は、空間的に狭いことが多い。次に、作業者は、内部構造体及び外皮に穿孔する。しかしながら、この方法では、穴が正確に形成できない可能性がある。更に、穴を形成するために、狭い場所に潜り込んだり入り込んだりするため、作業者に負担がかかりうる。
【０００５】
航空機産業では、下部構造体から外表面へ穴を転写する（transfer）ためにバックマーカー（backmarkers）を用いることもある。バックマーカーは、例えば、片側にピンを有
し、その反対側に当該ピンに整列配置された穴を有する長状の薄い金属分割片で構成されている。外皮の内方においてピン側を下部構造体のパイロット穴に整列するように滑り込ませてから、外皮にパイロット穴を形成する。しかしながら、分割片が歪曲することに加え、この器具を厚みの大きい部分に設けることが困難であることから、用途が、外皮の縁部付近の薄肉領域に限られてしまう。
【０００６】
また、プローブ（probe）や位置特定装置を用いて、外皮上の正確な位置を特定する方
法もある。プローブには、一般的に、３次元空間における位置がプログラムされている。表面がプローブの届く範囲に配置されているとき、プローブは、当該プローブが接触する地点を特定することができる。しかしながら、この方法では、広範囲な事前のプログラミングや、プローブによる位置特定の対象である表面を正確に配置することが求められる。このような特別な配向プローブを用いると、多くの用途において時間及び製造コストが増大する。
【０００７】
従って、上述した課題を克服するシステム及び方法を提供することが望ましい。
【発明の概要】
【０００８】
本開示の一態様によると、プラットフォームを有する、穿孔用の移動型装置が提供される。複数のホイールセットは、前記プラットフォームに接続されている。駆動システムは、前記複数のホイールを駆動するために用いられる。取り付け機構は、前記装置を表面に固定するために、前記プラットフォームの下側に配置される。制御盤は、前記装置の動作を制御するために用いられる。ドリルアセンブリは、前記プラットフォームに接続されて
いる。ドリル送りアセンブリは、ドリルスピンドルアセンブリを上げ下げするために前記ドリルアセンブリに接続されている。駆動テーブルは、ＸＹ平面において前記ドリルアセンブリを位置決めするために用いられる。供給電源は、前記装置に電源を供給するために用いられる。アンテナは、位置情報を送信するとともに穿孔位置を受信するために、前記制御盤に接続されている。センサは、穿孔位置を検出するために用いられる。
【０００９】
有利には、上記装置は、前記プラットフォームと穿孔対象の前記表面との間の角度を調節するための正規化システムを更に含む。好ましくは、上記正規化システムは、枢動角度測定装置と、当該枢動角度測定装置と接続された制御ユニットと、前記プラットフォームの一部を上げ下げするために、前記制御ユニットに接続された正規化モータとを含む。好ましくは、前記正規化システムは、複数のマルチコアプロセッサを有しており、各プロセッサの各コアは、特定の機能を実行するようにプログラムされている。有利には、各ホイールセットは、前記プラットフォームに取り付けられたホイール枢動アセンブリと、前記ホイール枢動アセンブリに回転可能に接続された少なくとも１つのホイールとを含む。好ましくは、前記少なくとも１つのホイールは、オムニホイールである。有利には、前記駆動システムは、前記複数のホイールセット毎に個別の駆動システムを含む。有利には、前記取り付け機構は、前記プラットフォームの下面に配置された複数の吸着カップと、前記複数の吸着カップに接続された真空システムとを含む。有利には、前記センサは、磁気抵抗性を有しており、出力磁界強度をＸ、Ｙ、及びＺ成分に分割及び測定可能である。有利には、前記ドリルアセンブリは、ドリルスピンドルと、スピンドルモータを含み、ドリル送りモータは、前記ドリル送りアセンブリに接続されている。
【００１０】
本開示の更なる態様によると、プラットフォームを有するとともに、製品の組み立てに用いられる移動型装置が提供される。複数のホイールセットは、前記プラットフォームに接続されている。駆動システムは、前記複数のホイールセットを駆動するために用いられる。取り付け機構は、組み立て作業のために、前記装置を表面に固定するために用いられる。複数のセンサは、前記表面の下方に配置された少なくとも１つの磁石の検出に基づき、前記組み立て作業が行われる前記表面上の位置を検出するために用いられる。正規化システムは、前記プラットフォームと前記組み立て作業が行われる前記表面との間の角度を調節するために用いられる。
【００１１】
有利には、上記正規化システムは、枢動角度測定装置と、当該枢動角度測定装置と接続された制御ユニットと、前記プラットフォームの一部を上げ下げするために、前記制御ユニットに接続された正規化モータとを含む。好ましくは、前記正規化システムは、複数のマルチコアプロセッサを有しており、各プロセッサの各コアは、特定の機能を実行するようにプログラムされている。好ましくは、前記複数のセンサは、磁気抵抗性を有しており、出力磁界強度をＸ、Ｙ、及びＺ成分に分割及び測定可能である。有利には、前記複数のホイールセットは、オムニホイールのセットである。有利には、前記駆動システムは、前記複数のホイールセット毎に個別の駆動システムを含む。有利には、前記取り付け機構は、前記プラットフォームの下面に配置された複数の吸着カップと、前記複数の吸着カップに接続された真空システムとを含む。
【００１２】
本開示の更に別の態様によると、穿孔するために移動型自律装置を操作するためのプロセスが提供される。このプロセスは、前記移動型自律装置に対して、表面上の穿孔位置へ移動するための信号を送信することと、前記移動型自律装置から更新位置を受信することと、前記更新位置が前記穿孔位置であるか否かを判断することと、前記移動型自律装置のドリルアセンブリを前記穿孔位置に位置合わせすることと、前記移動型自律装置の位置を固定するために、前記移動型自律装置の取り付け装置を起動することと、磁石を検出するために、磁気センサ及びＸＹ駆動部を起動させることと、前記ドリルアセンブリを下げるために前記移動型自律装置のドリル送りアセンブリを起動することと、を含む。
【００１３】
有利には、上記プロセスは、前記穿孔位置に設けられた一時磁石の正確な位置を検出するための一組のセンサを起動することと、前記一組のセンサからの読取り値に基づいて、前記一時磁石に前記ドリルアセンブリを位置合わせするために、前記移動型自律装置の駆動テーブルを調節することと、を更に含む。有利には、上記プロセスは、前記装置のプラットフォームと穿孔対象の前記表面との間の角度を調節することを更に含む。
【００１４】
上述する特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において個々に実現可能であり、また、他の実施形態との組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本開示の実施形態は、詳細な説明及び添付図面からより一層理解されるであろう。
【００１６】
【図１】感磁穿孔機を示す上面概略図である。
【図２】感磁穿孔機を示す斜視図である。
【図３】感磁穿孔機で用いられるホイール枢動アセンブリを示す拡大斜視図である。
【図４】感磁穿孔機で用いられるドリルアセンブリを示す拡大斜視図である。
【図５】感磁穿孔機で用いられるセンサを示す底面図である。
【図６】感磁穿孔機のプラットフォーム及びホイール枢動アセンブリを示す斜視図である。
【図７】感磁穿孔機で用いられる正規化システムの動作の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図８】感磁穿孔機で用いられる正規化システムの動作の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図９】感磁穿孔機で用いられる正規化システムの動作の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図１０】感磁穿孔機の実施形態を用いる方法を示すフローチャートである。
【図１１】感磁穿孔機を実施するための通信装置、演算装置、及び媒体を全体的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
ここで、図１及び２を参照すると、感磁穿孔装置１０（以降、装置１０）の実施形態が示されている。装置１０は、最初の穴を開けるためにアセンブリの表面に沿って移動可能な、携帯移動式の自律型コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）マシンとして構成することができる。これらの穴の場所は、座標測定システムを介して特定され、その位置は、部品における一時磁石を感知する磁気抵抗センサを用いて絞り込まれる。以下の説明では、装置１０はドリルとして用いられているが、装置１０は、穿孔の用途以外にも、検査、写真撮影、封止材や接着剤の塗布、塗装、清掃、又は、大きな構造体に対してコンパクトな自律型装置を必要とする用途などの幅広い分野で用いることができる。
【００１８】
装置１０は、プラットフォーム１２を有する。プラットフォーム１２は、装置１０の複数のコンポーネントを支持するために用いられる。図１及び２に示すプラットフォーム１２は三角形状であるが、プラットフォーム１２は、本開示の思想及び範囲から逸脱しない範囲において他の形状に形成することもできる。
【００１９】
プラットフォーム１２には、装置１０を動かすための複数のホイールセット１４が取り付けられている。本実施形態では、３つのホイールセット１４が示されているが、これは一例であり、何ら限定を加えるものではない。ホイールセット１４は、１つ又は複数のホイール１４Ａ、ホイール間の軸１４Ｃ、ギアボックス１４Ｄ、及び、独立した駆動システム１８により形成される。ホイールセット１４は、ホイール枢動アセンブリ１６に取り付
けられている。ホイール枢動アセンブリ１６は、プラットフォーム１２に取り付けられており、ホイール枢動アセンブリ１６を中心としてホイールセット１４を枢動させることにより、全てのホイール１４Ａが表面と接触した状態を維持するようにする。図１及び２に示す実施形態においては、各ホイールセット１４は、２対のホイール１４Ａを有しており、１つのホイールセット１４につき合計４つのホイール１４Ａを有する。
【００２０】
ホイールセット１４に用いるホイール１４Ａはどんな種類であってもよい。一実施形態によれば、ホイールセット１４は、１つ又は複数のオムニホイール（Omni wheels）で構
成されている。オムニホイールは、例えば、ホイール１４Ａの周縁に沿って形成された小型の円盤１４Ｂを有するタイプのホイールである。ディスク１４Ｂは、回転方向に対して垂直に形成されている。これにより、円盤１４Ｂを有する各ホイール１４Ａは、全力回転する一方で、極めて容易に横方向にスライドすることもできる。
【００２１】
図３から分かるように、ホイールセット１４は、各ホイールセット１４におけるホイール１４Ａの対が両方とも表面と接触した状態を維持するように設計される。これは、枢動軸心CLを中心としたホイールセット１４の枢動により実現することができる。この枢動によって４つのホイール１４Ａの全てが確実に表面に接触することにより、装置１０は、垂直性（normality）及び牽引力(traction)を維持することができる。
【００２２】
図１及び２を再び参照すると、図１及び２に示す実施形態において、ホイールセット１４は、プラットフォーム１２の頂点に取り付けられている。しかしながら、これは一例であり、何ら限定を加えるものではない。ホイールセット１４は、別の態様でプラットフォーム１２に取り付けることもできる。本実施形態に示すように、プラットフォーム１２には、切り欠き部１２Ａが形成されている。ホイール枢動アセンブリ１６は、ホイールセット１４が切り欠き部１２Ａ内に配置されるように、切り欠き部１２Ａを横切って接続される。
【００２３】
ホイールセット１４は、駆動システム１８によって駆動される。一実施形態によれば、各ホイールセット１４は、独立した駆動システム１８により駆動される。駆動システム１８は、独立モータ及びギアシステムなどで構成される。駆動システム１８についての上記説明は、一例であり、何ら限定を加えるものではない。
【００２４】
装置１０は、電源２０を有する。電源２０は、装置１０の様々なコンポーネントに電力を供給するために用いられる。一実施形態によれば、電源２０は、バッテリー２０Ａである。追加の実施形態においては、装置１０に電力を供給するために電気ケーブルを用いてもよいし、太陽電池を充電源／電力源として用いてもよい。電源２０は、１つ又は複数のＤＣコンバータ２２に接続されている。ＤＣコンバータ２２は、装置１０の様々なコンポーネントに印加する電圧を調節するために用いられる。電源２０には、更にスイッチ２４も接続されている。スイッチ２４は、装置１０の通電を制御するために用いられる。
【００２５】
装置１０は、当該装置１０を製造表面に固定するとともに、穿孔プロセス中に当該装置１０を安定に保つための取り付け機構２９を有する。一実施形態によれば、取り付け機構２９は、プラットフォーム１２の下面に配置された吸着カップ３１で構成されている。吸着カップ３１は、吸着カップ３１への空気の流れを制御する真空システム２７に接続されている。真空システム２７は、エアポンプ２６及び真空ポンプ２８で構成されており、当該真空ポンプは、吸着カップ３１と流体連通するエアシリンダ３０への空気の流れを制御する。
【００２６】
装置１０は、穿孔するためのドリルアセンブリ３３を有する。一実施形態によれば、ドリルアセンブリ３３は、スピンドルモータ４０Ａと、ドリルビット（drill bit）５０を
保持するためのドリルスピンドル４０Ｂとで構成されるドリルスピンドルアセンブリ４０を有する。スピンドルモータ４０Ａは、ドリルスピンドル４０Ｂに動力を供給して当該ドリルスピンドルを回転させるために用いられる。上記構成は、ドリルアセンブリ３３の一例であり、何ら限定を加えるものではない。スピンドル制御部４４は、ドリルアセンブリ３３に接続されており、ドリル速度を制御する。
【００２７】
ドリルアセンブリ３３は、ドリル送りアセンブリ３８に接続されている。ドリル送りアセンブリ３８は、ドリルスピンドルアセンブリ４０を上げ下げするために用いられる。ドリル送りアセンブリ３８は、ドリル送りモータ３４に接続されている。ドリル送りモータ３４は、ドリルスピンドルアセンブリ４０を上げ下げするために用いられる。ドリル送りベルト３６は、ドリル送りモータ３４及びドリル送りアセンブリ３８に接続されている。ドリル送りベルト３６は、ドリルスピンドルアセンブリ４０を上げ下げするために、ドリル送りモータ３４からドリル送りアセンブリ３８へ動力を伝達するために用いられる。
【００２８】
ドリルアセンブリ３３及びドリル送りアセンブリ３８は、駆動テーブル４２上に載置されている。駆動テーブル４２は、ＸＹ平面においてドリルアセンブリ３３を移動させるために用いられる。従って、駆動テーブル４２は、所望の領域上でドリルアセンブリ３３及びドリルビット５０を精密に位置決めするために用いられる。
【００２９】
装置１０は、センサ４６を有する。センサ４６は、ＸＹ駆動テーブル４２の下方に設けられており、ＸＹ駆動テーブル４２と共に移動する。センサ４６は、ドリルの位置を検出するために用いられる。一実施形態によれば、センサ４６は、装置１０が取り付けられて動作する作業面の下方に予め配置されたドリル位置磁石を検出するために用いられる磁気センサである。
【００３０】
次に、図１〜５を参照すると、一実施形態に係るセンサ４６は、磁気抵抗性を有する。従って、センサ４６は、出力磁界強度（output field strength）をＸ、Ｙ、及びＺ成分
に分割する。以下に説明する制御盤３２上の１つ又は複数のマイクロプロセッサ４５は、磁界強度の読取り値を処理するとともに、翼面下の磁石がセンサ４６の下方中心に揃ったことを当該マイクロプロセッサが確認するまでＸＹ駆動テーブル４２に対して移動を指示するために用いられる。磁気強度及び磁気方向のＸ、Ｙ、及びＺ成分を知ることにより、マイクロプロセッサ４５は、磁石の中心を検出するだけでなく、磁石の深さ及び極配向を特定することができる。上記した情報に基づき、穿孔を行う前に磁石が適切に設置されていることを確認するための品質チェックを行うことができる。
【００３１】
装置１０は、制御盤３２を有する。制御盤３２は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ４５と、装置１０を動作させるとともに、エラー検出、アセンブリ動作の追跡、及び、品質測定（quality metrics）を行うためのソフトウェア又はファームウェアを保存するメ
モリとを有する。制御盤３２は、更に、留め具挿入システムと、ドリルアセンブリ３３を検出及び位置合わせするドリル正規化システム５２とを制御する。アンテナ５１は、制御盤３２との間で無線制御信号を送受信するために、当該制御盤３２とつながっている。
【００３２】
次に図１〜９を参照しながら、正規化システム５２について詳述する。正規化システム５２は、表面に対して適切な穿孔角度を実現すべくプラットフォーム１２を上げ下げするために用いられる。図６から分かるように、ドリルアセンブリ３３は、２つの前方ホイールセット１４間の中間線からずれて配置することが必要な場合もある。このようにドリルアセンブリ３３を配置することにより、翼パネル（wing panel）などの曲面の縁部に沿って穿孔を行うことができる。しかしながら、２つの前方ホイールセット１４間の中間線からずれてドリルアセンブリ３３を配置移動させるためには、曲面に対する装置の垂直性を検知及び調節するためのシステムが必要となる。曲面上においては、ホイールセット１４
は枢動することになる。従って、適切な穿孔角度を実現するために、枢動角度を測定する必要がある。
【００３３】
ホイールセット１４の枢動角度を測定するために、枢動角度測定装置６０が、プラットフォーム１２に接続される。一実施形態によれば、枢動角度測定装置６０は、２つの前方ホイールセット１４に搭載されたセンサ６２と、プラットフォーム１２に搭載されたエンコーダ６４とで構成される。エンコーダ６４は、センサ６２によって測定されたデータを取り込んで、枢動角度を計算する。ホイールセット１４の配置と枢動角度とを用いて、表面に対する適切な穿孔角度を実現するために、プラットフォーム１２の上げ下げが必要な角度を特定することができる。
【００３４】
正規化システム５２の制御ユニット６６は、枢動角度測定装置から読取り値を受け取って、表面に対する適切な穿孔角度を実現するために、プラットフォーム１２の上げ下げが必要な角度を計算する。計算が完了すると、制御ユニット６６は、信号を正規化モータ６８に送信する。正規化モータ６８は、プラットフォーム１２の後部に接続するホイールセット１４に取り付けられたスイングアーム７０を押したり引いたりする。スイングアーム７０は、表面に対する適切な穿孔角度を実現するために、プラットフォーム１２を上げ下げする。制御ユニット６６は、所定の許容範囲を有するようにプログラムされている。従って、プラットフォーム１２の上げ下げが必要な角度が所定の角度、例えば１度を超えなければ、正規化システム５２は、スイングアーム７０を動かさないようにプログラムされている。
【００３５】
制御ユニット６６は、１つ又は複数のマイクロプロセッサ４５を有する。図面には、５つのマイクロプロセッサ４５が示されているが、これはほんの一例であり、何ら限定を加えるものではない。標準の制御ユニットは、所謂タスクリスト（laundry list）及び割り込み法（interrupts approach）を用いる。制御ユニットは、割り込みを受信しない限り
、リストに従って各タスクを順番に完了させる。割り込みを受信した場合、現在の命令を完了させてから割り込みに応答する。これらの制御ユニットは、割込み駆動であることが知られており、割り込み入力の総数は、プロセッサ設計により制限されている。
【００３６】
一実施形態によれば、制御ユニット６６は、複数のマルチコアマイクロプロセッサ４５を用いる。制御ユニット６６の機能は、個々の単純なタスクに分割される。これらのタスクは、複数のマイクロプロセッサ４５のうち使用可能なコアの１つに独占的に割り当てられる。この構成により、必要に応じて、装置１０の全ての機能が常時利用可能になる。従って、制御ユニット６６は、リストに列挙されたタスクを全て実行する必要がない。複数のマイクロプロセッサ４５のコアは、それぞれの状態を全てのコアに伝えるための共通レジストリを共有する。従って、割り込みの必要がない。共通レジストリの更新は、僅か８ナノ秒で実行させることが可能であり、より効果的な制御を行うことができる。制御ユニット６６を実装することにより、複雑性を低減するとともに、装置１０の動作を制御するために必要なハードウェアの量を大幅に削減することができ、効率が格段に向上する。
【００３７】
図７〜９を参照すると、正規化システム５２の動作が示されている。図７において、正規化システム５２は、装置１０が水平な表面７２上に位置していると判断する。従って、正規化システム５２は、表面７２に対して適切な穿孔角度を実現するために、プラットフォーム１２を上げ下げする必要がない。
【００３８】
図８において、正規化システム５２は、装置１０が若干湾曲した表面７２上に位置していると判断する。正規化システム５２は、プラットフォーム１２とホイールセット１４との間の角度を計算する。本実施形態において、正規化システム５２は、角度が所定の許容範囲内（例えば、プラットフォーム１２が、表面７２に対する垂直方向に対して１度の範
囲内）であると算出する。従って、正規化システム５２は、表面７２に対して適切な穿孔角度を実現するために、プラットフォーム１２を上げ下げする必要がない。
【００３９】
図９において、正規化システム５２は、装置１０が、やはり若干湾曲した表面７２に位置していると判断する。正規化システム５２は、プラットフォーム１２とホイールセット１４との間の角度が所定の許容範囲を超えているか否かを計算する。従って、正規化システム５２は、表面７２に対して適切な穿孔角度を実現するために、プラットフォーム１２を上げ下げするための信号を送信する。
【００４０】
図１〜１１を参照しながら、装置１０を用いる方法を説明する。図１０は、本発明の実施形態に係る自律型感磁穿孔装置を用いる方法１００のフローチャートを示す。方法１００は、穿孔又は加工する表面上に装置１０を設置するステップ１０２で始まり、次に装置１０を起動する（ステップ１０４）。装置１０の起動後、ステップ１０６において、装置１０は、アンテナ５１を介して、当該装置１０の位置を検出及び特定するための無線信号を送信する。ステップ１０８において、セルコントローラ（不図示）は、装置１０の現在位置及び穿孔対象位置を、装置１０に送信する。ステップ１１０において、装置１０は、穿孔対象位置へ移動する。ステップ１１２において、セルコントローラは、装置１０の位置を確認するとともに、装置１０の位置が正しいか否かを判断する。
【００４１】
位置が正しくない場合、セルコントローラは、装置１０の現在位置及び所望の穿孔位置を再送信する。装置１０の位置が正しい場合、自律型感磁穿孔装置の位置を固定するために、真空圧を印加することにより吸着カップ３１を起動する（ステップ１１６及び１１８）。ステップ１２０において、穿孔対象位置に設けられた一時磁石の正確な位置を検出するために磁気センサを起動する。ステップ１２２において、装置１０が、一時磁石を感知すると、制御盤３２は、磁石に対してドリルアセンブリ３３を位置合わせするように駆動テーブル４２に命令を送信する（ステップ１２４）。ステップ１２６において、装置１０の位置を再確認する。ステップ１２８において、正規化システム５２を用いてプラットフォーム１２と穿孔対象の表面７２との間の角度を計算する。計算した角度が所定の閾値を超えている場合、ステップ１３０に示すように、正規化システム５２を用いて、プラットフォーム１２と表面７２との間の角度を調節する。装置１０の正しい位置を確認すると、ドリルアセンブリ３３を起動する（ステップ１３２）。ステップ１３４において、ドリルビット５０を下降させて製造表面と接触させてから、穴を形成し、ドリルビット５０を退避させる。ステップ１３６において、留め具を挿入する（ステップ１３４）。ステップ１３８において、装置１０は、更なる位置決定のための命令を待つ。
【００４２】
図１１は、本発明の実施形態に係る自律型感磁穿孔装置を実施するための通信装置、演算装置、及び媒体を全体的に示す概略図である。システム２００は、マルチメディア装置２０２と、ディスプレイ２１４を備えるように構成されたデスクトップコンピュータ装置２０４とを含む。マルチメディア装置２０２は、ネットワーク２０８に無線で接続された携帯電話や携帯演算装置などの、移動型の通信及び娯楽装置である。マルチメディア装置２０２は、ビデオ表示部２１８及び音声出力部２１６を有する。マルチメディア装置２０２及びデスクトップコンピュータ装置２０４は、任意であるが、本発明の実施形態に係る装置１０の構成要素を実行するための内部記憶装置、演算プロセッサ、ソフトウェア、及びグラフィカル・ユーザー・インターフェース（ＧＵＩ）を用いて構成することができる。ネットワーク２０８は、サーバ２０６に代表されるようなデータ／インターネット能力を有する、固定配線ネットワーク、光ケーブル及び光ファイバ、無線放送（over the air
broadcasts）、衛星２２０、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、広域ネットワー
ク（ＷＡＮ）、グローバルネットワーク（例えば、インターネット）、イントラネットなどを含む既知のネットワークのうち任意のネットワークである。サーバ２０６は、装置１０を制御及び配置するためのセルコントローラ（Ｖｉｃｏｎ）として構成される。ネット
ワークの通信態様は、セルラー基地局２１０及びアンテナ２１２で示される。一実施形態によれば、ネットワーク２０８はＬＡＮであり、各遠隔装置２０２及びデスクトップ装置２０４は、ユーザー・インターフェース・アプリケーション（例えば、ウェブブラウザ）を実行し、ネットワーク２０８を介してサーバシステム／セルコントローラ２０６に連絡する。これに代えて、遠隔装置２０２及び２０４は、例えばリモートクライアントなどの、主にネットワーク２０８にアクセスするためにプログラムされた装置を用いて実現することができる。
【００４３】
本発明の実施形態において、装置１０の動作用ソフトウェアは、個々のマルチメディア装置２０２やデスクトップコンピュータ２０４、又は装置１０に記憶されていてもよいし、サーバ／セルコントローラ２０６又はセルラー基地局２１０に記憶されていてもよい。
【００４４】
本開示の実施形態を様々な特定の実施形態を用いて説明したが、当業者にとって、請求の範囲及びその思想を逸脱することなく、改変を加えて本開示の実施形態を実現可能であることは明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年3月5日(2019.3.5)
【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】
製品の組み立てに用いられる移動型装置であって、
プラットフォームと、
前記プラットフォームに接続されるとともに、組立てが行われるべき対象位置にある表面に係合して前記移動型装置を当該表面に沿って移動させるための複数のホイールセットと、
前記複数のホイールセットを駆動するための駆動システムと、
前記移動型装置を前記表面に固定するための取り付け機構と、
前記表面の下方に配置された少なくとも１つの磁石の検出に基づき、前記組み立て作業が行われる前記表面上の位置を検出するための複数のセンサと、
前記移動型装置の動作を制御するために、前記対象位置を表す信号を受信して前記移動型装置を前記対象位置に移動させるとともに、前記センサからの情報に基づいて前記移動型装置の位置を調整するように構成されている制御盤と、
前記プラットフォームと前記組み立て作業が行われる前記表面との間の角度を調節するための正規化システムと、を含む移動型装置。
【請求項２】
前記正規化システムは、
枢動角度測定装置と、
前記枢動角度測定装置に接続された制御ユニットと、
前記プラットフォームの一部を上げ下げするために、前記制御ユニットに接続された正規化モータと、を含む、請求項１に記載の移動型装置。
【請求項３】
前記正規化システムは、複数のマルチコアプロセッサを有しており、各プロセッサの各コアは、特定の機能を実行するようにプログラムされている、請求項２に記載の移動型装置。
【請求項４】
前記複数のセンサは、磁気抵抗性を有しており、出力磁界強度をＸ、Ｙ、及びＺ成分に分割及び測定可能である、請求項１〜３のいずれかに記載の移動型装置。
【請求項５】
前記複数のホイールセットは、オムニホイールセットである、請求項１〜４のいずれかに記載の移動型装置。
【請求項６】
前記駆動システムは、前記複数のホイールセット毎に個別の駆動システムを含む、請求項１〜５のいずれかに記載の移動型装置。
【請求項７】
穿孔するために移動型自律装置を操作するためのプロセスであって、
前記移動型自律装置に対して、表面上の穿孔位置へ移動するための信号を送信することと、
前記移動型自律装置から更新位置を受信することと、
前記更新位置が前記穿孔位置であるか否かを判断することと、
前記移動型自律装置のドリルアセンブリを前記穿孔位置に位置合わせすることと、
前記移動型自律装置の位置を固定するために、前記移動型自律装置の取り付け装置を起動することと、
磁石を検出するために、磁気センサ及びＸＹ駆動部を起動させることと、
前記ドリルアセンブリを下げるために前記移動型自律装置のドリル送りアセンブリを起動することと、を含むプロセス。
【請求項８】
前記穿孔位置に設けられた一時磁石の正確な位置を検出するための一組のセンサを起動することと、
前記一組のセンサからの読取り値に基づいて、前記一時磁石に前記ドリルアセンブリを位置合わせするために、前記移動型自律装置の駆動テーブルを調節することと、を更に含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
前記装置のプラットフォームと穿孔対象の前記表面との間の角度を調節することを更に含む、請求項７又は８に記載のプロセス。
【外国語明細書】
2019111645000001.pdf
2019111645000002.pdf
2019111645000003.pdf
2019111645000004.pdf