(57)【要約】      （修正有）【課題】部品を加工するためのシステム、方法及び装置を提供する。【解決手段】方法は、部品に関連付けられた加工パターンによって特定された複数の位置に関連付けられた、複数の空間表現を生成することを含みうる（５０２）。複数の空間表現は、第１位置にある部品に対する加工ツールの第１配向を特定する、第１空間表現を含みうる（５０４）。方法は、エンドエフェクタを第１位置へと移動させることを含みうる。方法は、結合ツールを使用して、第１位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することを含みうる（５０６）。方法は、第１位置にある部品に対する加工ツールの第２配向を特定する、第２空間表現を生成することを含みうる（５０８）。方法は、第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することに応答して、加工ツールを調整することを含みうる（５１０）。【選択図】図５
2015214014.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
部品を加工するための方法であって、
前記部品に関連付けられた加工パターンによって特定された複数の位置に関連付けられた複数の空間表現であって、第１位置にある前記部品に対する加工ツールの第１配向を特定する第１空間表現を含む、複数の空間表現を生成することと、
前記加工ツールと結合ツールとを含むエンドエフェクタを、前記第１位置へと移動させることと、
前記結合ツールを使用して、前記第１位置にある前記部品に前記エンドエフェクタを機械的に結合することと、
前記第１位置にある前記部品に対する前記加工ツールの第２配向を特定する、第２空間表現を生成することと、
前記第１位置において前記第２空間表現は前記第１空間表現と相違していると決定することに応答して、前記加工ツールを調整することとを含み、前記加工ツールを調整することにより、前記加工ツールを前記第１位置にある前記部品に対する前記第１配向へと戻す、方法。
【請求項２】
前記複数の空間表現は更に、第２位置にある前記部品に対する前記加工ツールの第１配向を特定する第３空間表現を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
更に、
前記加工ツールを使用して、前記第１位置にある前記部品に第１加工作業を実行することと、
前記第２位置へと前記エンドエフェクタを移動させることと、
前記結合ツールを使用して、前記第２位置にある前記部品に前記エンドエフェクタを機械的に結合することと、
前記第２位置にある前記部品に対する前記加工ツールの第２配向を特定する、第４空間表現を生成することと、
前記第４空間表現が前記第３空間表現と相違していることに応答して、前記加工ツールを調整することとを含み、前記加工ツールの調整により、前記加工ツールを前記第２位置にある前記部品に対する前記第１配向へと戻し、かつ、
前記加工ツールを使用して、前記第２位置にある前記部品に第２加工作業を実行することを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１加工作業前記と前記第２加工作業は穿孔作業である、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記第１空間表現を生成することは、
少なくとも１つの撮像デバイスを使用して、前記第１位置の第１画像を捕捉することと、
複数のセンサから、前記第１位置の第１測定値群を取得することとを含み、かつ、
前記第２空間表現を生成することは、
前記少なくとも１つの撮像デバイスを使用して、前記第１位置の第２画像を捕捉することと、
前記複数のセンサから、前記第１位置の第２測定値群を取得することとを含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記第１位置において前記第２空間表現は前記第１空間表現と相違していると決定することは、
前記第１画像を前記第２画像と比較することと、
前記第１画像の前記第２画像との比較に基づいて、前記第１画像と前記第２画像との間の少なくとも１つの相違を特定することとを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記第１画像を前記第２画像と比較することは、
前記第１画像内に含まれる第１特徴を前記第２画像内に含まれる第２特徴と比較することを含み、前記第１特徴は、前記部品の表面の第１特性を特定し、かつ、前記第２特徴は、前記部品の前記表面の第２特性を特定する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１空間表現は、前記第１位置にある前記部品の第１表面配向を特定し、かつ、前記第２空間表現は、前記第１位置にある前記部品の第２表面配向を特定する、請求項１から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記エンドエフェクタの前記移動は位置付け装置によって実行される、請求項１から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記エンドエフェクタはデータ処理システムに通信可能に結合され、かつ、前記位置付け装置は前記データ処理システムによって制御される、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記複数の空間表現は部品製造業者によって従前に生成される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
部品を加工するための装置であって、
第１端部を有する位置付け装置と、
前記位置付け装置の前記第１端部に結合されているハウジングを含むエンドエフェクタと、
前記ハウジング内に含まれる加工ツールとを備え、前記加工ツールは、前記部品に少なくとも１つの加工作業を実行するよう構成され、
前記ハウジング内に含まれる複数のセンサであって、前記部品に対する前記エンドエフェクタと前記加工ツールの位置及び配向を測定するよう構成された複数のセンサと、
前記ハウジングに結合された結合ツールとを備え、前記結合ツールは、前記部品に前記エンドエフェクタを機械的に結合するよう構成されている、装置
【請求項１３】
前記結合ツールは、前記部品に圧力を印加するよう構成されたクランプ板を含む、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記複数のセンサは複数の距離センサを備える、請求項１２又は１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記複数の距離センサは、複数の線形可変距離トランスフォーマと複数の光学エンコーダから成るグループから選択された複数のセンサを含む、請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
宇宙航空業界におけるもののような生産環境は、厳密な設計制約条件を満たす、部品と器材の精密なツーリング及び組立を必要とすることがよくある。しかし、かかる生産環境が、生産フロアでのより高いスループットを可能にする、効率的なツーリングプロセスを必要とすることもよくある。従来型のツーリングの器材及び方法は、それらが組立プロセス中に相当多くの加工を必要としうる大型で扱いにくい機械をよく利用し、ゆえに、組立プロセス全体のスループットを低減させることから、限定されたままの状態である。例えば、部品が組み立てられている時に、合わせ部品をマッチドリル加工することが必要になりうる。かかるプロセスは、合わせ部品が重ねられ、一緒にクランプ締めされて、ドリル治具により既定の穿孔パターンに従って穿孔されることを必要としうる。合わせ部品は次いで、浄化及び／又はデバリングのために分解された後に、組立プロセスの次の段階において再度組み立てられうる。
【発明の概要】
【０００２】
部品を加工するためのシステム、方法及び装置が提供される。様々な実施形態において、方法は、部品に関連付けられた加工パターンによって特定された複数の位置に関連付けられた、複数の空間表現を生成することを含みうる。複数の空間表現は、第１位置にある部品に対する加工ツールの第１配向を特定する、第１空間表現を含みうる。方法は、加工ツールと結合ツールとを含むエンドエフェクタを、第１位置へと移動させることも含みうる。方法は、結合ツールを使用して、第１位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することも含みうる。方法は、第１位置にある部品に対する加工ツールの第２配向を特定する、第２空間表現を生成することも含みうる。方法は、第１位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することに応答して、加工ツールを調整することも含みうる。加工ツールを調整することにより、加工ツールを第１位置にある部品に対する第１配向へと戻しうる。
【０００３】
いくつかの実施形態では、複数の空間表現は更に、第２位置にある部品に対する加工ツールの第１配向を特定する、第３空間表現を含みうる。更に、方法は、加工ツールを使用して第１位置にある部品に第１加工作業を実行することと、エンドエフェクタを第２位置へと移動させることと、結合ツールを使用して第２位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することも含みうる。方法は、第２位置にある部品に対する加工ツールの第２配向を特定する第４空間表現を生成することと、第４空間表現が第３空間表現と相違していることに応答して、加工ツールを調整することも含みうる。加工ツールを調整することにより、加工ツールを第２位置にある部品に対する第１配向へと戻しうる。方法は、加工ツールを使用して、第２位置にある部品に第２加工作業を実行することも含みうる。いくつかの実施形態では、第１加工作業と第２加工作業とは穿孔作業である。
【０００４】
いくつかの実施形態では、第１空間表現を生成することは、少なくとも１つの撮像デバイスを用いて第１位置の第１画像を捕捉することと、複数のセンサから第１位置の第１測定値群を取得することとを含む。様々な実施形態において、第２空間表現を生成することは、少なくとも１つの撮像デバイスを使用して第１位置の第２画像を捕捉することと、複数のセンサから第１位置の第２測定値群を取得することとを含む。いくつかの実施形態では、第１位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することは、第１画像を第２画像と比較することと、第１画像の第２画像との比較に基づいて、第１画像と第２画像との間の少なくとも１つの相違を特定することとを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの相違は、回転距離と直動距離のうちの少なくとも１つを含む。様々な実施形態において、第１画像の第２画像との比較は、第１画像内に含まれる第１特徴を第２画像内に含まれる第２特徴と比較することを含み、第１特徴は部品の表面の第１特性を特定し、かつ、第２特徴は部品の表面の第２特性を特定する。いくつかの実施形態では、第１特性は第２特性と同一である。
【０００５】
様々な実施形態において、第１空間表現は第１位置にある部品の第１表面配向を特定し、かつ、第２空間表現は第１位置にある部品の第２表面配向を特定する。更に、エンドエフェクタの移動は、位置付け装置によって実行されうる。また更に、エンドエフェクタはデータ処理システムに通信可能に結合され、かつ、位置付け装置はデータ処理システムによって制御されうる。いくつかの実施形態では、複数の空間表現は、部品製造業者によって従前に生成される。
【０００６】
本書では、部品を加工するための装置も開示される。いくつかの実施形態では、装置は、第１端部を有する位置付け装置と、ハウジングを含みうるエンドエフェクタとを含みうる。ハウジングは、位置付け装置の第１端部に結合されうる。装置は、ハウジング内に含まれる加工ツールも含むことがあり、加工ツールは、部品に少なくとも１つの加工作業を実行するよう構成される。装置は、ハウジング内に含まれる複数のセンサも含むことがあり、複数のセンサは、部品に対するエンドエフェクタと加工ツールとの位置及び配向を測定するよう構成される。装置は、ハウジングに結合された結合ツールも含むことがあり、結合ツールは、エンドエフェクタを部品に機械的に結合するよう構成される。
【０００７】
いくつかの実施形態では、加工ツールは、部品の材料に孔を穿孔するよう構成されたドリルを含む。更に、結合ツールは、部品に圧力を印加するよう構成されたクランプ板を含みうる。また更に、複数のセンサは複数の距離センサを含みうる。複数の距離センサは、複数の線形可変距離トランスフォーマと複数の光学エンコーダから成るグループから選択された、複数のセンサを含みうる。
【０００８】
本書では、部品を加工するための方法も開示される。方法は、部品に関連付けられた加工パターンによって特定された位置へと、エンドエフェクタを移動させることを含むことがあり、エンドエフェクタは、加工ツールと結合ツールとを含む。方法は、位置の第１空間表現を生成することも含むことがあり、第１空間表現は、部品に対する加工ツールの第１配向を特定する。方法は、結合ツールを使用して、第１位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することも含みうる。方法は、位置の第２空間表現を生成することも含むことがあり、第２空間表現は、部品に対する加工ツールの第２配向を特定する。方法は、第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することに応答して、加工ツールを調整することも含みうる。いくつかの実施形態では、加工ツールを調整することにより、加工ツールを部品に対する第１配向へと戻す。
【０００９】
いくつかの実施形態では、第１空間表現を生成することは、撮像デバイスを用いて第１画像を捕捉することを含む。更に、第２空間表現を生成することは、撮像デバイスを使用して第２画像を捕捉することを含みうる。また更に、その位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することは、第１画像を第２画像と比較することと、第１画像の第２画像との比較に基づいて、第１画像と第２画像との間の少なくとも１つの相違を特定することとを含む。上記の及び他の特徴は、本書でより詳細に説明されることになる。
【００１０】
更に、本開示は下記の条項による実施形態を含む。
【００１１】
条項１．部品を加工するための方法であって、
部品に関連付けられた加工パターンによって特定された複数の位置に関連付けられた複数の空間表現であって、第１位置にある部品に対する加工ツールの第１配向を特定する第１空間表現を含む、複数の空間表現を生成することと、
加工ツールと結合ツールとを含むエンドエフェクタを、第１位置へと移動させることと、
結合ツールを使用して、第１位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することと、
第１位置にある部品に対する加工ツールの第２配向を特定する第２空間表現を生成することと、
第１位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することに応答して、加工ツールを調整することとを含み、加工ツールを調整することにより、加工ツールを第１位置にある部品に対する第１配向へと戻す、方法。
【００１２】
条項２．複数の空間表現は更に、第２位置にある部品に対する加工ツールの第１配向を特定する第３空間表現を含む、条項１に記載の方法。
【００１３】
条項３．更に、
加工ツールを使用して、第１位置にある部品に第１加工作業を実行することと、
第２位置へとエンドエフェクタを移動させることと、
結合ツールを使用して、第２位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することと、
第２位置にある部品に対する加工ツールの第２配向を特定する第４空間表現を生成することと、
第４空間表現が第３空間表現と相違していることに応答して、加工ツールを調整することとを含み、加工ツールの調整により、加工ツールを第２位置にある部品に対する第１配向へと戻し、かつ、
加工ツールを使用して、第２位置にある部品に第２加工作業を実行することを含む、条項２に記載の方法。
【００１４】
条項４．第１加工作業と第２加工作業とは穿孔作業である、条項３に記載の方法。
【００１５】
条項５．第１空間表現を生成することは、
少なくとも１つの撮像デバイスを使用して、第１位置の第１画像を捕捉することと、
複数のセンサから、第１位置の第１測定値群を取得することとを含み、かつ、
第２空間表現を生成することは、
少なくとも１つの撮像デバイスを使用して、第１位置の第２画像を捕捉することと、
複数のセンサから、第１位置の第２測定値群を取得することとを含む、条項１に記載の方法。
【００１６】
条項６．第１位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することは、
第１画像を第２画像と比較することと、
第１画像の第２画像との比較に基づいて、第１画像と第２画像との間の少なくとも１つの相違を特定することとを含む、条項５に記載の方法。
【００１７】
条項７．少なくとも１つの相違は、回転距離と直動距離のうちの少なくとも１つを含む、条項６に記載の方法。
【００１８】
条項８．第１画像を第２画像と比較することは、
第１画像内に含まれる第１特徴を第２画像内に含まれる第２特徴と比較することを含み、第１特徴は部品の表面の第１特性を特定し、かつ、第２特徴は部品の表面の第２特性を特定する、条項６に記載の方法。
【００１９】
条項９．第１特性は第２特性と同一である、条項８に記載の方法。
【００２０】
条項１０．第１空間表現は、第１位置にある部品の第１表面配向を特定し、かつ、第２空間表現は、第１位置にある部品の第２表面配向を特定する、条項１に記載の方法。
【００２１】
条項１１．エンドエフェクタの移動は位置付け装置によって実行される、条項１に記載の方法。
【００２２】
条項１２．エンドエフェクタはデータ処理システムに通信可能に結合され、かつ、位置付け装置はデータ処理システムによって制御される、条項１１に記載の方法。
【００２３】
条項１３．複数の空間表現は、部品製造業者によって従前に生成される、条項１に記載の方法。
【００２４】
条項１４．部品を加工するための装置であって、
第１端部を有する位置付け装置と、
位置付け装置の第１端部に結合されているハウジングを含むエンドエフェクタと、
ハウジング内に含まれる加工ツールとを備え、加工ツールは、部品に少なくとも１つの加工作業を実行するよう構成され、
ハウジング内に含まれる複数のセンサであって、部品に対するエンドエフェクタと加工ツールとの位置及び配向を測定するよう構成された、複数のセンサと、
ハウジングに結合された結合ツールとを備え、結合ツールは、エンドエフェクタを部品に機械的に結合するよう構成されている、装置
【００２５】
条項１５．加工ツールは、部品の材料に孔を穿孔するよう構成されたドリルを含む、条項１４に記載の装置。
【００２６】
条項１６．結合ツールは、部品に圧力を印加するよう構成されたクランプ板を含む、条項１４に記載の装置。
【００２７】
条項１７．複数のセンサは複数の距離センサを含む、条項１４に記載の装置。
【００２８】
条項１８．複数の距離センサは、複数の線形可変距離トランスフォーマと複数の光学エンコーダから成るグループから選択された、複数のセンサを含む、条項１７に記載の装置。
【００２９】
条項１９．部品を加工するための方法であって、
加工ツールと結合ツールとを含むエンドエフェクタを、部品に関連付けられた加工パターンによって特定された位置へと移動させることと、
その位置の第１空間表現であって、部品に対する加工ツールの第１配向を特定する、第１空間表現を生成することと、
結合ツールを使用して、その位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することと、
その位置の第２空間表現であって、部品に対する加工ツールの第２配向を特定する、第２空間表現を生成することと、
第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することに応答して、加工ツールを調整することとを含み、加工ツールの調整により、加工ツールを部品に対する第１配向へと戻す、方法。
【００３０】
条項２０．第１空間表現を生成することは、撮像デバイスを使用して第１画像を捕捉することを含み、第２空間表現を生成することは、撮像デバイスを使用して第２画像を捕捉することを含み、かつ、その位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することは、
第１画像を第２画像と比較することと、
第１画像の第２画像との比較に基づいて、第１画像と第２画像との間の少なくとも１つの相違を特定することとを含む、条項１９に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための装置の一例を示す。
【図２】いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための装置の別の例を示す。
【図３】いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための装置の更に別の例を示す。
【図４】いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための方法の一例のフローチャートを示す。
【図５】いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための方法の別の例のフローチャートを示す。
【図６】いくつかの実施形態に従って実装された、加工パターンを生成するための方法の一例のフローチャートを示す。
【図７】いくつかの実施形態に従って構成された、データ処理システムの一例を示す。
【図８】いくつかの実施形態による、航空機の製造及び保守方法の一例のフローチャートを示す。
【図９】いくつかの実施形態による、航空機の一例のブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下の説明では、提示されている概念の完全な理解をもたらすために、多数の具体的な詳細事項が明記されている。提示されている概念は、これらの具体的な詳細事項の一部又は全てを含まずとも実施可能である。他の事例においては、説明されている概念を不必要に分かりにくくしないように、よく知られているプロセス作業については詳細に説明していない。いくつかの概念は特定の実施例と関連付けて説明されるが、これらの実施例は限定を意図していないことを理解されたい。
【００３３】
加工プロセスは、他の部品と共に組み立てられ、飛行機又は宇宙船の車両内に含まれうる部品を、加工又はツーリングするために使用されうる。加工プロセスは、部品を穿孔することを含みうる。部品は、支持プラットフォームに結合されうる設備によって、定位置に保持されうる。しかし、部品は、ドリルによって印加される回転力、又は、ドリルに関連付けられた他の機械的結合により、その設備内で移動しうる。更に、部品、又は、ドリルを保持するために使用されるマニピュレータは、ギヤボックスのバックラッシにより移動しうる。加工プロセスの一部として発生する、部品に対するドリルのこれらの移動は、穿孔される孔の位置でありうる加工位置、及びその後続位置全てに、位置ずれ及び公差外れを引き起こしうる。従って、これらの加工力外乱は、製造業者によって指定されうる理想の機械位置と比較した時に、達成される実際の加工位置付け精度を著しく低下させうる。
【００３４】
かかる力関連移動の問題に対処するための試行において、従来型の加工方法は、別個の方法システムを使用すること、並びに、サイズ及び質量を使って加工力に抵抗するよう設計されている、より大きく重い機械を使用することを必要としうる。他の従来型の方法は、加工プロセス中に発生する位置の変化をモデリングするための試行においてコンピュータモデルを使用する、オフラインのモデリング技術を実装している。しかし、かかる従来型の加工方法は、並はずれた機械のサイズ、並びに、確定的変形に限定されうるコンピュータモデルにより、用途が限定されたままの状態である。更に、かかる従来型の加工方法は、それらが、およそ数マイクロメートルでありうる小さく正確な公差に、部品を効果的かつ効率的に加工しえないことから、限定されたままの状態である。
【００３５】
合わせ部品に関連付けられた組立プロセスの前に合わせ部品の孔が正確に事前穿孔される、部品基準組立のプロセスを使用しうる、様々なシステム、方法及び装置が、本書で開示されている。ゆえに、事前穿孔され、組立のみを必要とする状態で部品が組立ラインに到着することから、組立プロセス中に加工は必要とされない。従って、組立プロセスのスループットは大幅に増大する。
【００３６】
更に、本書で開示されている様々なシステム、方法及び装置は、加工プロセス中に発生しうる力外乱にもかかわらず、部品の正確な加工を可能にしうる。いくつかの実施形態では、部品上の加工場所が、機械経路反復性が可能にする限り正確であることを加工用部品が担保する時に、二経路加工プロセスが実装されうる。第１経路では、ロボットを含みうる位置付け機械又は位置付け装置、或いは、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）機械が、いかなる加工も実行することなく、部品上の位置を観測し、それらの空間表現を生成するために使用されうる。第２経路では、保存された位置と空間表現とが、加工位置を補正して、加工プロセスにより発生しうる、部品又はマニピュレータの移動を補償するために使用される。いくつかの実施形態では、部品上の加工場所が、機械経路反復性が可能にする限り正確であることを同様に担保する、一経路加工プロセスが実装されうる。更に、加工パターンが提供されない場合、本書で開示されている様々な実施形態が、部品上の加工されるべきいくつかの位置を特定する、加工パターンを生成しうる。この様態では、本書で開示されている様々なシステム、方法及び装置は、大型機械又は複雑な穿孔治具を使用することなく、部品基準組立のための正確な加工を提供する。
【００３７】
図１は、いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための装置の一例を示す。装置は、加工プロセスで使用されうる、マニピュレータ、位置付け装置、又はロボットアームの端部に装着或いは結合された加工組立体でありうる、エンドエフェクタ１００のようなエンドエフェクタでありうる。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ１００は、加工パターンに基づいて、機械の部品又は構成要素でありうる部品を加工するために使用されうる、一又は複数の構成要素を含みうる。いくつかの実施形態では、加工パターンは、図６を参照してより詳細に記述されるように、従前に決定されてエンドエフェクタ１００に提供されているか、又は、エンドエフェクタ１００自体によって決定されている可能性がある。例えば、加工パターンは、部品に関して種々の位置に穿孔されるべきいくつかの孔を含むか、又は、それらを特定しうる。エンドエフェクタ１００は、位置を特定し、かつ、特定された位置に孔を穿孔する一方で、加工プロセス中に発生しうるあらゆる動揺又は移動を補正し、ゆえに、加工パターンの部品に対する正確かつ効率的な実装を担保するよう構成されうる。いくつかの実施形態により、下記でより詳細に記述されるセンサ及び撮像デバイスのような、エンドエフェクタ１００の一又は複数の構成要素は、既存システムの機能を向上させる一キットとして纏められて実装されることがあり、それらはＣＮＣ機械又はロボットを含みうる。
【００３８】
様々な実施形態において、エンドエフェクタ１００は、本書ではエンドエフェクタハウジングとも称されうるハウジング１０２を含みうる。ハウジング１０２は、エンドエフェクタ１００に同様内に含まれる様々な他の構成要素を収容するよう構成された硬性ケーシングを形成する、一又は複数の表面を含みうる。従って、ハウジング１０２は、エンドエフェクタ１００の内部構成要素のための構造支持を提供するよう構成される。ハウジング１０２は、密閉ハウジングであるか、又は、半密閉ハウジングでありうる。更に、ハウジング１０２は、硬度特性及び重量特性に基づいて選択された材料で作られうる。例えば、ハウジング１０２は、アルミニウムのような比較的軽量かつ硬性な材料で作られうる。
【００３９】
様々な実施形態において、エンドエフェクタ１００は、ハウジング１０２に結合されうる一又は複数の加工ツールを含みうる。例えば、エンドエフェクタ１００は加工ツール１０４を含みうる。いくつかの実施形態では、加工ツール１０４は、様々な加工プロセス又は加工作業を実行するよう構成されうる、一又は複数の構成要素を含みうる。例えば、加工ツール１０４は、部品の材料に孔を穿孔しうるドリルとして構成されうる。様々な実施形態において、加工ツール１０４は、加工ツール１０４の動作を制御するよう構成された、制御ハードウェアと制御論理とを含む。いくつかの実施形態では、加工ツール１０４の制御ハードウェアと制御論理は、下記でより詳細に記述される通信インターフェース１１６に、通信可能に結合されうる。この様態では、外部データ処理システム、及び、データ処理システム上で実装される制御プログラムは、加工ツール１０４の動作を制御するよう構成されうる。
【００４０】
様々な実施形態において、加工ツール１０４は、一又は複数の加工作業又は加工プロセスの実行を可能にするよう、又は促進するよう構成されている、一又は複数の構成要素を含みうる。例えば、加工ツール１０４は、加工ツールに回転軸を提供するシャフトを含む回転ユニットでありうる、スピンドル１０７を含みうる。いくつかの実施形態では、スピンドル１０７は、加工ツール１０４の端部に取り付けられたドリルビットを回転させ、かつ／又は伸長させるよう構成されうる。一例では、スピンドル１０７は、４インチのストロークを有する空気駆動スピンドルでありうる。様々な実施形態において、加工ツール１０４は更に、スピンドル１０７の回転を駆動し、かつ、スピンドル１０７の動作を表す信号を生成するよう構成されうる、駆動部とロードセル１０５を含みうる。様々な実施形態において、信号は、通信インターフェース１１６を介して、外部データ処理システムに提供されうる。本書で説明されている様々な実施形態は、様々な実施形態によるスピンドル及びドリルを含むが、加工ツール１０４は、その代わりに、塗装ノズル、グルーガン、溶接ツール、研削ディスク、又は、部品プロファイル内に含まれうる測定値を取得するために使用されるレーザースキャナといった、一又は複数の他のツールを含みうる。ゆえに、加工ツール１０４は、塗装、接着、溶接、研削、又はスキャンのような他の様々な加工作業を、正確に実行するよう構成されうる。
【００４１】
様々な実施形態において、エンドエフェクタ１００は更に、撮像デバイス１０８を含みうる。いくつかの実施形態では、撮像デバイス１０８は、超音波センサ又はカメラのような、一又は複数の感知デバイスを含みうる。例えば、撮像デバイス１０８は、エンドエフェクタ１００に隣接しうる部品の空間表現の少なくとも一部を含むデジタル画像を、エンコードし、かつ保存するよう構成されたデジタルカメラでありうる。例えば、撮像デバイス１０８は、電荷結合素子（ＣＣＤ）センサ、又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサを含みうる。センサは、６４０ピクセル×４８０ピクセルの解像度を有する画像を記録するよう構成されうる。更に、撮像デバイス１０８は、約１ｍｍでありうる比較的浅い視野（ＦＯＶ）を有するよう構成されうる。撮像デバイス１０８は、エンドエフェクタ１００に隣接しうる部品の表面の詳細、質感、特徴及び特性といった位置上のデータを捕捉する画像を、記録するよう構成されうる。例えば、記録された画像は、部品に関連付けられた微小凹凸或いは一又は複数の隆起又は溝、並びに、他の弁別的な特徴又は特性を、特定しうる。いくつかの実施形態では、撮像デバイス１０８は、複数のカメラを含みうる。ゆえに、いくつかのカメラが、部品の空間表現に関連付けられた画像を捕捉するために使用されうる。いくつかの実施形態では、撮像デバイス１０８はハウジング１０２の内部に装着されることがあり、ハウジング１０２は孔又は開口を含むことがあり、撮像デバイスは、開口を通じて加工されるべき部品の表面を観測しうる。更に、撮像デバイス１０８は、撮像デバイス１０８の動作を制御するよう構成されうる、関連付けられた制御ハードウェア及び制御論理を含みうる。いくつかの実施形態では、撮像デバイス１０８の制御ハードウェアと制御論理は、下記でより詳細に記述される、外部データ処理システムに結合されうる通信インターフェース１１６に、結合されうる。この様態では、外部データ処理システム、及び、データ処理システム上で実装される制御プログラムは、撮像デバイス１０８の動作を制御するよう構成されうる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ１００は、ハウジングの内部に含まれうる光源１１０も含み、かつ、撮像デバイス１０８に関連付けられた開口又は孔に隣接して装着されうる。ゆえに、光源１１０は、撮像デバイス１０８に関連付けられた孔を通じて光を放出する、光の拡散源を提供するよう構成されうる。この様態では、光源１１０によって放出された光は、エンドエフェクタ１００に隣接しうる部品を照明し、かつ、撮像デバイス１０８が部品の表面の一又は複数の画像を記録するに十分な入射光を提供しうる。様々な実施形態において、光源１１０は、撮像デバイス１０８との、又は通信インターフェース１１６との通信可能な接続を介して外部データ処理システムによって同様に制御されうる、関連付けられた制御ハードウェアと制御論理とを含みうる。当然のことながら、図１は１台のカメラと１つの光源を示しているが、エンドエフェクタ１００は、追加的な位置精度を提供するための複数のカメラ及び複数の光源を含みうる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ１００は、加工されることになっている部品にエンドエフェクタ１００を機械的に結合するよう構成されている、結合ツール１１２を含みうる。例えば、結合ツール１１２は、エンドエフェクタ１００に隣接しうる部品に圧力を印加するよう構成されている、圧力板又はクランプ板を含みうる。印加された圧力は、部品が一又は複数の後続加工プロセス中にほぼ静止した状態に保たれるように、部品を支持プラットフォームに当接して保持しうる。いくつかの実施形態では、結合ツール１１２は、アクチュエータによって結合され、動かされうるクランプ装置又はクランプ板を含みうる。様々な実施形態により、結合ツール１１２は、ピボット軸受に装着された防滑材を含みうる。ゆえに、ピボット軸受に装着された防滑材が、部品をほぼ静止した状態に保ちうる。いくつかの実施形態では、結合ツール１１２は、電磁石が使用されうる係止機構を含みうる。ゆえに、係止機構は、部品を定位置に係止し、かつ、それをほぼ静止した状態に保持しうる。いくつかの実施形態では、結合ツール１１２の使用は任意であり、クランプ締めを実行せずに部品が定位置に十分に固定されうる。様々な実施形態において、結合ツール１１２は、通信インターフェース１１６との通信可能な接続を介して、外部データ処理システムによって同様に制御されうる、関連付けられた制御ハードウェアと制御論理とを含みうる。制御論理と制御ハードウェアは、クランプ装置及びアクチュエータの動作を制御するよう構成され、かつ、隣接した部品のクランプ締めとクランプ緩和とを制御するよう構成されうる。
【００４４】
様々な実施形態において、エンドエフェクタ１００は更に、センサ１１４のような複数のセンサを含みうる。センサは、エンドエフェクタ１００に隣接しうる部品に関連付けられた位置情報を決定し、記録しうる。いくつかの実施形態では、センサは、センサがハウジング１０２の外表面とエンドエフェクタ１００に隣接している部品の表面との間の距離を測定する、その距離測定値の一又は複数の組を作るよう構成されうる。センサ１１４のようなセンサは、各々が直線距離測定を行う線形可変差動トランスフォーマ（ＬＶＤＴ）でありうる。例えば、センサは、各ＬＶＤＴによって行われた距離測定の間の関連性が部品の表面に関連付けられた法線ベクトルでありうる表面配向を特定しうるように位置付けられた、３ミクロン精度のＬＶＤＴを含みうる。様々な実施形態において、センサは、変位プローブ及び光学格子を使用する光学エンコーダでありうる。ゆえに、一又は複数の光学格子が、距離を決定又は測定するために、光学エンコーダの変位プローブによって使用されうる。この様態では、部品までの距離、部品の表面配向、及び、エンドエフェクタ１００に対する部品の配向を決定するために、全てのセンサによって行われた一括測定が使用されうる。様々な実施形態において、センサ１１４のようなセンサは、通信インターフェース１１６との通信可能な接続を介して、外部データ処理システムに結合されうる。従って、センサ１１４は、リアルタイムで、データ処理システムに測定値の記録された組を通信しうる。
【００４５】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ１００は通信インターフェース１１６を含みうる。通信インターフェース１１６は、外部データ処理システムに結合されうる、一又は複数のコネクタ又は通信リンクを含みうる。通信インターフェース１１６とデータ処理システムとの間の接続は、通信ケーブルを介して行われうる。更に、通信インターフェース１１６とデータ処理システムとの間の接続は、無線接続を介して行われうる。
【００４６】
図２は、いくつかの実施形態に従って実装された、構成要素を加工するための装置の別の例を示す。エンドエフェクタ１００を参照して同様に上述されているように、エンドエフェクタ２００は、エンドエフェクタ２００内に含まれる様々な構成要素を収容し、かつ、それらに構造支持を提供するよう構成されている、ハウジング２０２を含みうる。図２に示すように、ハウジング２０２は、ハウジング２０２の内部に装着されている撮像デバイス２０４と、ハウジング２０２の外部でエンドエフェクタ２００に隣接しうる部品との間の、見通し線を提供するよう構成されうる孔２０３を含みうる。
【００４７】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ２００は更に、結合ツール２０６を含みうる。図２に示すように、結合ツール２０６は、環形状又は輪形状と、エンドエフェクタ２００に隣接しうる部品に圧力が印加される時に部品とインターフェース接続する、比較的平らな前部表面とを有しうる。様々な実施形態において、エンドエフェクタ２００は、部品に対する一又は複数の距離測定を行うよう構成されうる、センサ２０８のようないくつかのセンサも含みうる。図１の加工ツール１０４を参照して同様に上述されているように、エンドエフェクタ２００は、加工ツールも含みうる。図２に示すように、加工ツールは、穿孔の作業又はプロセス中に回転され、伸長された時に、部品に孔を穿孔するよう構成されうる、ドリルビット２１０を含みうる。
【００４８】
図３は、いくつかの実施形態に従って実装された、構成要素を加工するための装置の更に別の例を示す。エンドエフェクタ１００及びエンドエフェクタ２００を参照して同様に上述されているように、加工組立体３００はエンドエフェクタ３０８を含みうる。図３に示すように、エンドエフェクタ３０８は位置付け装置３１０に装着される。位置付け装置３１０は、エンドエフェクタを位置付け、かつ、その移動を制御するよう構成された、一又は複数の関節及びモータを含みうる。様々な実施形態において、位置付け装置３１０は、同様にエンドエフェクタ３０８に通信可能に結合されている、外部データ処理システムによって制御されうる。この様態では、エンドエフェクタ３０８から受信されたデータは、外部データ処理システムによって処理され、位置付け装置３１０の、そして結果的にはエンドエフェクタ３０８の、移動及び配向を制御するために使用されうる。
【００４９】
いくつかの実施形態では、加工組立体３００は更に、部品３０２及び部品３０３のような、加工されるべき一又は複数の部品の静止位置を提供するよう構成されうる、支持プラットフォーム３０６を含みうる。様々な実施形態において、クランプ装置３０４は、支持プラットフォーム３０６に結合され、かつ、部品３０２と部品３０３とプラットフォーム３０６とを互いに機械的に結合するよう構成されうる。例えば、クランプ装置３０４は、部品３０２と部品３０３とプラットフォーム３０６とを機械的に結合する、一定の大きさの圧力を印加しうる。
【００５０】
図４は、いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための方法の一例のフローチャートを示す。上述のように、方法４００のような部品を加工するための方法は、加工パターンに従って一又は複数の加工作業を実行することを含みうる。様々な実施形態において、方法４００は、二経路で実装されうる。第１経路では、加工パターン内の各位置について、第１空間表現が生成されうる。各位置について生成された第１空間表現は、後続の加工作業中に、基準位置として後に使用されうる。従って、第１空間表現が生成され、記録されてしまうと、第２経路が開始されうる。部品の実際の加工は、第２経路中に実行されうる。従って、部品は、加工パターン内で特定された位置の各々においてクランプされ、穿孔されうる。第２経路中、部品がクランプされた後に、特定の位置についての第２空間表現が生成されうる。第２空間表現は従前に生成された第１空間表現と比較され、その２つの間のあらゆる移動又は位置エラーが補正され、かつ、部品はその特定の位置において加工されうる。この様態では、エンドエフェクタ又は部品の位置付けにおけるあらゆるエラーが補正され、加工パターンの各位置が、高い精度で加工されうる。
【００５１】
従って、方法４００は、部品に対してある位置にエンドエフェクタを移動させることによって、作業４０２で開始しうる。上述のように、その位置は、加工されるべき部品に関連付けられた加工パターンに基づいて特定され、決定されうる。例えば、部品基準組立プロセスで使用されるべき特定の部品は、組立プロセスにおいてそれが他の部品ときちんと組み合わされうるように、それに穿孔されるべき孔の特定のパターンを有しうる。上述のように、孔の位置付けの公差は比較的小さく、ゆえに、加工プロセスにおける高い精度が必要とされる。例えば、孔の位置付けの公差は５マイクロメートル未満でありうる。いくつかの実施形態では、加工パターンは、従前に提供され、かつ、エンドエフェクタに結合されて、エンドエフェクタの動作を制御するよう構成されたデータ処理システムのメモリに保存されている可能性がある。例えば、加工パターンは、組立プロセスにおいて部品を使用することになる航空機製造業者によって、従前に生成されている可能性がある。様々な実施形態において、加工パターンは、図６を参照して下記でより詳細に記述されるように、既に加工された別の部品に基づいて、エンドエフェクタによって決定されている可能性がある。
【００５２】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタを含む加工組立体は、状態機械として、加工パターン内に含まれる位置を繰り返し通過又はステップ通過するよう構成されうる。例えば、作業４０２では、データ処理システムが、データ処理システムの現状に基づいて第１位置を特定しうる。加工パターン内に表された第１位置は、部品に関連付けられた第１空間位置に対応する一又は複数のデータ値を含みうる。いくつかの実施形態では、データ処理システム内に保存された第１位置の描写は、三次元デカルト座標系のような三次元座標系における位置を特定する、一又は複数のデータ値を含みうる。従って、作業４０２では、データ処理システムは、エンドエフェクタに結合された位置付け装置への入力を提供しうる。入力は、位置付け装置に、加工パターンによって特定された第１位置へとエンドエフェクタを移動させうる。
【００５３】
作業４０４において、複数のセンサを使用して、その位置の第１空間表現が生成されうる。様々な実施形態において、ある位置の空間表現は、一又は複数のデータ値、又は、エンドエフェクタ内に含まれるセンサ並びに撮像デバイスによって生成された全てのデータ値を含むデータ構造を参照しうる。例えば、空間表現は、いくつかのセンサによって生成された距離測定値を含みうる。上述のように、距離測定値は、特定の位置における表面法線及び／又は表面配向を特定又は表示しうる。更に、空間表現は、撮像デバイスによって捕捉された画像を含みうる。いくつかの実施形態では、画像は、記録された画像から表面の特徴及び特性を抽出又は特定するために、画像処理ソフトウェアによって処理されている可能性がある。かかる抽出された表面の特徴は、空間表現に関連付けられたデータ構造内の一又は複数のデータ値として、保存されうる。この様態では、空間表現は、特定の部品に関連付けられた特定の位置について取得可能な全てのデータ及び推測データを保存しうる。同様に上述されているように、空間表現に保存されているデータは、特定の位置にある部品に関連付けられた角度又は表面配向、並びに、デカルト座標系及び／又は極座標系内の座標によって特定されうる直線位置及び回転位置を、特定しうる。ゆえに、空間表現は、エンドエフェクタ、及び／又は、加工ツールのような、エンドエフェクタの内部に含まれうる様々な構成要素の、配向を特定しうる。従って、作業４０４において、一又は複数のデータ値が、エンドエフェクタ内に含まれるセンサ及び撮像デバイスから受信されうる。データ値は、その位置にある部品に関して、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタ内に含まれる加工ツールの第１配向を特定する位置の第１空間表現として、データ構造内に保存されうる。
【００５４】
作業４０６において、加工パターン内に追加の位置が存在するか否かが決定されうる。加工パターンが、例えば別々の孔に対応しうる複数の位置を含む場合、方法４００は作業４０２に戻り、エンドエフェクタは加工パターン内の次の位置へと移動して、対応する空間表現が生成されうる。この様態では、加工パターン内の各位置について、空間表現が生成され、保存されうる。従って、加工パターン内の各位置について空間表現が生成され、保存されている部品に対して、作業４０２から４０６において、第１経路が作られうる。保存されている空間表現は、加工が発生する作業において、後に使用されうる。加工パターン内に追加の位置が存在しないと決定される場合、方法４００は作業４０８に進みうる。
【００５５】
作業４０８において、エンドエフェクタは、部品に対してある位置へと移動しうる。同様に上述されているように、その位置は、部品に関連付けられた加工パターンに基づいて特定されうる。いくつかの実施形態では、作業４０８は、従前に生成された空間表現を使用して一又は複数の加工作業が実行されることになっている部品に関連付けられた、第２経路の開始、又はその一部でありうる。例えば、作業４０８において、エンドエフェクタは、加工パターンの第１位置へと回帰しうる。
【００５６】
作業４１０において、エンドエフェクタは、作業４０８におけるエンドエフェクタの移動先の位置にある部品に、機械的に結合されうる。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタ内に含まれる結合ツールが使用され、エンドエフェクタと部品との間の機械的結合を提供しうる。例えば、エンドエフェクタは、エンドエフェクタハウジングから伸長し、部品の表面に接触して、部品を押圧するよう部品の表面に圧力を印加する、クランプ装置又はクランプ板を含み、部品は結果的には、別の部品又は支持プラットフォームに当接して押圧されうる。この様態で機械的に結合される時、結合ツールによって提供される追加的な機械的結合は、一又は複数の後続の加工作業により発生しうる部品の移動の量を低減させる。上述のように、かかる結合なく部品を加工するプロセスは、加工作業中に部品を移動させ、結果として、公差外れかつ組立プロセスで使用不可な加工済み部品をもたらしうる。例えば、部品がクランプ締めされていない間に部品に孔が穿孔される場合、部品はドリルの回転により移動し、結果として、孔が設計仕様及び設計公差を満たさないということになりうる。しかし、クランプ締めのような機械的結合が提供されれば、かかる移動は防止され、孔は正確に、設計仕様及び設計公差を満たした状態で、穿孔されうる。
【００５７】
作業４１２において、その位置の第２空間表現が生成されうる。同様に上述されているように、第２空間表現は、いくつかのセンサによって生成された距離測定値、並びに、撮像デバイスによって記録された画像に基づいて生成された一又は複数のデータ値を含みうる。従って、作業４１２において、一又は複数のデータ値が、エンドエフェクタ内に含まれるセンサ及び撮像デバイスから受信されうる。データ値は、その位置の第２空間表現としてデータ構造内に保存されうる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、エンドエフェクタの部品との機械的結合が、部品自体に何らかの移動を引き起こした可能性があることから、その位置の第２空間表現は第１空間表現と相違しうる。例えば、クランプ装置による部品への圧力の印加が、部品の位置付けに、少しの回転又は直線運動を引き起こした可能性がある。第２空間表現は、結合が発生した後、及び、部品が若干移動した後に、生成されうる。ゆえに、作業４１０において確立された機械的結合により、部品に伝達された移動は、結果として、第１空間表現を、第２空間表現と若干相違させうる。
【００５９】
作業４１４において、エンドエフェクタの一又は複数の構成要素が調整されうる。様々な実施形態において、エンドエフェクタは、その位置の第１空間表現とその位置の第２空間表現との間のあらゆる相違を補償するよう調整されうる。例えば、上述のように、第１描写は、部品に関してエンドエフェクタの第１配向を特定しうる。エンドエフェクタの部品との結合が、伝達された移動のいずれかにより、部品に対するエンドエフェクタの配向を変化させた可能性がある。ゆえに、第２空間表現は、第１空間表現と相違し、かつ、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタ内に含まれる加工ツールの第２配向を特定しうる。様々な実施形態において、作業４１４では、エンドエフェクタの一又は複数の構成要素は、エンドエフェクタとその関連付けられた構成要素を第１位置へと戻し、ゆえに、結合によって伝達された移動を補償するよう、調整されうる。
【００６０】
様々な実施形態において、調整は、第１空間表現と第２空間表現との比較に基づいて実行されうる。例えば、外部データ処理システムは、第１位置に関連付けられた第１空間表現と第２空間表現の両方をメモリに保存しうる。データ処理システムは、第１と第２の空間表現の一又は複数のデータ値を比較し、かつ、その２つの間の一又は複数の相違を特定するよう構成されうる。例えば、データ処理システムは、２つの空間表現に関連付けられた２つの異なる画像の間の相違に基づいて回転距離及び直動距離を特定する、一又は複数の画像処理作業を実行するよう構成されうる。
【００６１】
いくつかの実施形態では、画像処理作業は、第１空間表現に関連付けられた第１画像内に含まれる第１特徴を特定することと、第２空間表現に関連付けられた第２画像内に含まれる第２特徴を特定することとを、含みうる。上述のように、第１と第２の空間表現は、同一の位置に関して生成されており、同一の位置の弁別的な特性の第１と第２の画像を含むことになる。しかし、第２空間表現は異なる配向に基づいて生成された可能性があることから、画像の特徴、及び、その位置の表面の弁別的な特性は、それぞれ、第１と第２の画像の内部の別々の位置及び配向となる。従って、データ処理システム内に実装されている制御プログラムは、微小凹凸の特定の部分又は溝のような、部品の表面の第１特性を特定しうる少なくとも第１特徴を、特定するよう構成されうる。データ処理システムは、部品の表面の第２特性を特定する、第２画像内の少なくとも第２特徴も特定しうる。様々な実施形態において、第１特性と第２特性とは、部品の表面の同一の特性である。しかし、それらは、結合の最中に発生した可能性がある移動により、それらのそれぞれの画像内で別様に表される。従って、データ処理システムは、潜在している第１と第２の特性が同一であると決定するために、一又は複数の画像認識作業を実行しうる。データ処理システムは次いで、第１特徴を第２特徴と比較し、第１画像の第１特徴と第２画像の第２特徴との間で観測される相違の原因となる、発生した可能性がある回転変化、並びに、発生した可能性があるあらゆる直線移動又は直線運動を見積もりうる。
【００６２】
更に、第１空間表現に対する、センサによって得られた第１測定値群と、第２空間表現に対する、センサによって得られた第２測定値群との比較に基づいて、データ処理システムは、部品の表面に関して、エンドエフェクタとそれに関連付けられた構成要素の配向又は角度の変化も見積もりうる。特定された変化は、将来の使用のためにデータ処理システム内に保存され、かつ、ログファイルの一部としても保存されうる。いくつかの実施形態では、特定された変化は、マイクロメートルのような直動距離の単位、及び、度のような径方向距離の単位として表される。
【００６３】
いくつかの実施形態では、調整はエンドエフェクタ全体に適用されうる。この様態では、エンドエフェクタ内に含まれる加工ツールの位置を修正又は調整するために、エンドエフェクタ全体の位置が調整されうる。ゆえに、データ処理システムは、従前に特定された相違に基づいて調整信号を生成しうる。調整信号は、エンドエフェクタに結合された位置付け装置に、エンドエフェクタの位置を、移動させ、かつ再位置付け又は調整させる、一又は複数の指令を含みうる。調整信号は、位置付け装置に、第１と第２の空間表現の間の特定された相違と逆の一又は複数の動作を実行させる、指令を含むよう構成されうる。例えば、第１と第２の空間表現の比較が特定の方向に部品が３マイクロメートル移動したことを示す場合、調整信号は、位置付け装置に、エンドエフェクタ並びにエンドエフェクタ内に含まれる加工ツールを、逆方向に３マイクロメートル移動させ、ゆえに、結合によって従前に引き起こされた動作を相殺する、指令を含みうる。動作軸（ｘ、ｙ、ｚ）又は回転軸のうちの任意の軸について、同様の調整が行われうる。様々な実施形態において、調整はエンドエフェクタの個々の構成要素に適用されうる。例えば、加工ツールは、加工ツールが個々に可動であることを可能にする、関連付けられたハードウェアを含みうる。この例では、位置付け装置とエンドエフェクタは静止状態に保たれうる一方で、加工ツールは、調整信号に基づいて調整され、再位置付けされる。いくつかの実施形態では、加工ツールはおよそ千分の１インチの距離だけ移動しうる一方で、エンドエフェクタとそれに関連付けられた結合ツールは静止状態に保たれる。
【００６４】
また更に、追加的な要因又は変数が、調整の基礎として使用されうる。例えば、いくつかの実施形態により、図１を参照して上述されている様々なセンサとカメラは、部品を囲み、かつ、加工中に構造支持を提供するフレーム又は治具の空間配向を、モニタするようにも構成されうる。熱膨張のような、これらの構成要素に関連付けられた他の要因又は変数は、検出され、かかる要因又は変数によって引き起こされた相違のいずれかに基づいて、エンドエフェクタの一又は複数の構成要素の調整によって補償されることがありうる。熱膨張のような要因及び変数は補正されうることから、合わせ構成要素は、厳格に制御された温度管理システムを利用することなく、別々の製造場所で、別々の材料で作られうる。同様に、加工自体に関連付けられた要因又は変数も、調整の基礎として使用されることがありうる。かかる要因又は変数は、機械のエラー、ドリフト及び再ゼロイングを含みうる。
【００６５】
作業４１６において、その位置にある部品に加工作業が実行されうる。様々な実施形態において、加工作業は、その位置にある部品に孔を穿孔することを含みうる。従って、エンドエフェクタの加工ツールが使用され、その位置にある部品に孔を穿孔しうる。いくつかの実施形態では、加工ツールは、データ処理システムによって提供された入力信号に応答して、使用されうる。加工作業が終了してしまうと、方法４００は作業４１８に進みうる。
【００６６】
作業４１８において、加工パターン内に何らかの追加の位置が存在するか否かが決定されうる。加工パターン内に追加の位置が存在しないと決定される場合、方法４００は終了しうる。しかし、加工パターン内に追加の位置が存在すると決定される場合、方法４００は作業４１０に戻り、加工パターン内の追加の各位置について、結合、生成、調整及び加工の追加的繰り返しが実行されうる。例えば、作業４１０から４１６に関して上述されている作業は、加工パターン内の第１位置について、実行された可能性がある。しかし、加工パターンは複数の位置を含みうる。ゆえに、作業４１０から４１６の次の繰り返しにおいて、エンドエフェクタは第２位置へと移動し、結合が確立され、結合後に第２位置の空間表現が生成されうる。同様に上述されているように、結合後に生成された第２位置の空間表現は、作業４０４の繰り返し中に生成された可能性がある、従前に生成された空間表現と比較されうる。エンドエフェクタと加工ツールの位置及び／又は配向は、第２位置における２つの空間表現の間の特定された相違に基づいて、修正又は調整されうる。当然のことながら、この調整は、ドリルの回転又はギヤボックスのバックラッシによる移動のような、従前の加工作業によって伝達されたあらゆる移動も、補正することになる。作業４１０から４１６は、加工パターン内の追加の各位置について実行されうる。例えば、加工パターンが５つの位置を含む場合、作業４１０から４１６の追加的繰り返しが、加工パターンの第３位置、第４位置及び第５位置について実行されうる。
【００６７】
本書で開示されている様々な実施形態及び方法が、いくつかの実施形態による位置付け装置及び反復可能な機械経路を参照して説明されたが、上述の様々な作業は、任意で、及び、反復可能な機械経路の存在とは無関係に実行されうる。ゆえに、本書で開示されている様々な実施形態は、反復可能な機械経路ではなく、テンプレート又は治具と併せて実装されうる。例えば、軽量の治具又はテンプレートが、孔に局所的にエンドエフェクタを位置付けるために使用されうる。かかる位置付けは、手動で、又は半自動で実行されうる。その後、上述のように、クランプ締め、又は、他の追加的な要因又は変数により発生しうる配向の変化を補正するために、エンドエフェクタの様々な構成要素が使用されうる。この様態では、本書で説明されている様々な実施形態及び方法が、テンプレート又は治具と併せて使用され、かつ、テンプレート又は治具によって決められる位置に基づいて、各孔において局所的に変化を補正しうる。当然のことながら、合わせ部品は、一対の合わせテンプレート又は合わせ治具を使用して製造されうる。
【００６８】
図５は、いくつかの実施形態に従って実装された、部品を加工するための方法の別の例のフローチャートを示す。図４を参照して同様に上述されているように、方法５００のような部品を加工するための方法は、加工パターンに従って一又は複数の加工作業を実行することを含みうる。様々な実施形態において、方法５００は、単一経路で実装されうる。従って、加工パターン内の位置について第１空間表現が生成されうる。第１空間表現は、後続の加工作業中に、基準位置として後に使用されうる。第１空間表現が生成され、記録されてしまうと、部品はクランプ締めされ、現位置において第２空間表現が生成されうる。第２空間表現は従前に生成された第１空間表現と比較され、その２つの間のあらゆる移動又は位置エラーが補正され、かつ、部品はその特定の位置において加工されうる。加工パターン内に何らかの追加の位置が存在する場合、追加の各位置について方法が反復されうる。
【００６９】
従って、方法５００は、作業５０２における、部品に対するある位置へのエンドエフェクタの移動によって開始しうる。図４を参照して同様に上述されているように、その位置は、加工されるべき部品に関連付けられた加工パターンに基づいて特定され、決定されうる。加工パターンは、エンドエフェクタ自体によって、従前に供給されているか、従前に決定されている可能性がある。加工パターンに基づいて位置が特定され、エンドエフェクタがその位置へと移動してしまうと、方法５００は作業５０４に進みうる。
【００７０】
作業５０４において、複数のセンサを使用して、その位置の第１空間表現が生成されうる。第１空間表現は、その位置にある部品に関連付けられた角度又は表面配向を特定する一又は複数のデータ値を含み、かつ、デカルト座標系及び／又は極座標系内の座標によって特定された直線位置及び回転位置を特定する一又は複数のデータ値も含みうる。第１空間表現は、エンドエフェクタ内に含まれる撮像デバイスによって捕捉された第１画像の少なくとも一部も含みうる。ゆえに、第１空間表現は、その位置にある部品に関して、エンドエフェクタ、及び／又は、加工ツールのようなエンドエフェクタの内部に含まれうる様々な構成要素の、配向を特定しうる。
【００７１】
作業５０６において、エンドエフェクタはその位置にある部品に機械的に結合されうる。同様に上述されているように、クランプ装置のような、エンドエフェクタ内に含まれる結合ツールが使用され、エンドエフェクタと部品との間の機械的な結合を提供しうる。結合ツールは、エンドエフェクタのハウジングから伸長し、部品の表面に接触し、部品の表面に圧力を印加して部品を押圧し、かつ、後続の加工作業中にさもなければ発生しうる移動を防止しうる。
【００７２】
作業５０８において、複数のセンサを使用して、その位置の第２空間表現が生成されうる。同様に上述されているように、第２空間表現は、いくつかのセンサによって生成された距離測定値、並びに、撮像デバイスによって記録された第２画像に基づいて生成された一又は複数のデータ値を含みうる。従って、作業５０８において、一又は複数のデータ値が、エンドエフェクタ内に含まれるセンサ及び撮像デバイスから受信されうる。データ値は、その位置の第２空間表現としてデータ構造内に保存されうる。上述のように、エンドエフェクタの部品との機械的結合が、部品の何らかの移動を引き起こした可能性があることから、その位置の第２空間表現は、第１空間表現と相違しうる。ゆえに、作業５０６において確立された機械的結合により、部品に伝達された移動は、結果として、第１空間表現を第２空間表現と若干相違させうる。
【００７３】
作業５１０において、エンドエフェクタの一又は複数の構成要素は調整されうる。図４を参照して上述されているように、エンドエフェクタは、その位置の第１空間表現とその位置の第２空間表現との間のあらゆる相違を補償するよう調整されうる。例えば、上述のように、第１空間表現は、部品に関して、エンドエフェクタの第１配向を特定しうる。エンドエフェクタの部品との結合が、伝達された移動のいずれかにより、部品に対するエンドエフェクタの配向を変化させた可能性がある。ゆえに、第２空間表現は、第１空間表現と相違し、かつ、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタ内に含まれる加工ツールの第２配向を特定しうる。様々な実施形態において、作業５１０では、エンドエフェクタの一又は複数の構成要素は、エンドエフェクタとその関連付けられた構成要素を第１配向へと戻し、ゆえに、結合によって伝達された移動を補償するよう、調整されうる。また更に、図４を参照して同様に上述されているように、追加的な要因又は変数が、調整の基礎として使用されうる。かかる要因又は変数のいくつかの例は、熱膨張、機械のエラー、ドリフト及び再ゼロイングを含みうる。
【００７４】
調整は、第１空間表現と第２空間表現との比較に基づいて実行されうる。例えば、データ処理システムは、第１と第２の空間表現の一又は複数のデータ値を比較し、かつ、その２つの間の、部品の表面に関する回転変化、直動変化、及び、エンドエフェクタとそれに関連付けられた構成要素の配向又は角度の変化を含みうる、一又は複数の相違を特定するよう、構成されうる。特定された変化は、将来の使用のためにデータ処理システム内に保存され、かつ、ログファイルの一部としても保存されうる。更に、データ処理システムは、エンドエフェクタ全体、及び／又は、加工ツールのような、エンドエフェクタの内部に含まれる一又は複数の構成要素を調整するために使用されうる特定された相違に基づいて、調整信号を生成しうる。
【００７５】
作業５１２において、エンドエフェクタの位置が正しいか否かが決定されうる。様々な実施形態において、エンドエフェクタ及び加工ツールの位置付けの精度は、エンドエフェクタ及び加工ツールが、加工パターンによって最初に特定された位置の所望の公差内に載置されているか否かに基づいて決定されうる。いくつかの実施形態では、作業５１２は、作業５１０の調整が行われた後に、追加の空間表現を生成することを含みうる。追加の空間表現は、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールの位置が、加工パターンによって特定され、第１空間表現によって表されている位置の許容可能な公差内に位置付けられているか否かを決定するために、第１空間表現と比較されうる。例えば、データ処理システムは、第１空間表現と追加の空間表現との間の一又は複数の相違を特定し、かつ、特定された相違を、一又は複数の設計制約条件又は仕様制約条件に対応する．所定の閾値と比較しうる。距離として出力されうる相違が閾値を下回る場合、データ処理システムは、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールの位置は正しいと表示しうる。相違が閾値を上回る場合、データ処理システムは、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールの位置が正しくないと表示しうる。
【００７６】
エンドエフェクタの位置が正しくないと決定される場合、方法５００は作業５０４に戻りうる。従って、方法５００は、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールを正しく、かつ指定された公差内に位置付けるよう再度試行するために、その位置におけるエンドエフェクタ及び／又は加工ツールの再結合及び再調整へと進みうる。エンドエフェクタの位置が正しいと決定される場合、方法５００は作業５１４に進みうる。
【００７７】
作業５１４において、その位置にある部品に加工作業が実行されうる。様々な実施形態において、加工作業は、その位置にある部品に孔を穿孔することを含みうる。従って、エンドエフェクタの加工ツールが使用され、その位置にある部品に孔を穿孔しうる。いくつかの実施形態では、加工ツールは、データ処理システムによって提供された入力信号に応答して、使用されうる。加工作業が終了してしまうと、方法５００は作業５１６に進みうる。
【００７８】
作業５１６において、加工パターン内に何らかの追加の位置が存在するか否かが決定されうる。加工パターン内に追加の位置が存在しないと決定される場合、方法５００は終了しうる。しかし、加工パターン内に追加の位置が存在すると決定される場合、方法５００は作業５０２に戻り、加工パターン内の追加の各位置について、作業５０２から５１４が実行されうる。例えば、作業５０２から５１４の追加的繰り返しが、加工パターンの第２位置、第３位置、第４位置及び第５位置について実行されうる。
【００７９】
図４を参照して同様に上述されているように、本書で開示されている様々な実施形態及び方法が、いくつかの実施形態による、位置付け装置及び反復可能な機械経路を参照して説明されたが、上述の様々な作業は、任意で、及び、反復可能な機械経路の存在とは無関係に、実行されうる。ゆえに、本書で開示されている様々な実施形態は、反復可能な機械経路ではなく、テンプレート又は治具と併せて実装されうる。この様態では、本書で説明されている様々な実施形態及び方法が、テンプレート又は治具と併せて使用され、かつ、テンプレート又は治具によって決められる位置に基づいて、各孔において局所的に変化を補正しうる。
【００８０】
図６は、いくつかの実施形態に従って実装された、加工パターンを生成するための方法の一例のフローチャートを示す。前述のように、特定の部品のための加工パターンは、この時点で取得可能ではない可能性がありうる。かかる状況において、方法６００のような加工パターンの生成方法が、追加の部品を加工するために後に使用されうる加工パターンを生成するために、使用されうる。様々な実施形態において、加工パターンの生成方法は、加工パターンが生成されうる元であるテンプレートとして、既に加工された既存の部品を使用しうる。ゆえに、いくつかの実施形態により、エンドエフェクタ、それに関連付けられた構成要素、並びに加工組立体の他の構成要素は、従前に加工された部品を観測し、かつ、部品の特定された各位置についての空間表現を含む加工パターンを生成するよう、構成されうる。例えば、既に加工された部品は、部品に穿孔された孔でありうるいくつかの位置を含みうる。方法６００は、孔の位置並びに配向、及び孔軸を観測し、記録するために実装されうる。この様態では、方法６００のような加工パターンの生成方法は既存の部品に基づいて加工パターンを生成し、生成された加工パターンは、方法４００及び方法５００のような部品加工方法によってまだ加工されていない他の部品を加工するために使用されうる。
【００８１】
従って、方法６００は、作業６０２において、部品に対するエンドエフェクタの位置を特定することによって開始しうる。同様に上述されているように、部分は、加工パターンに従って既に加工されている可能性がある。例えば、部品は、例えば製造業者によって、加工パターンに従って従前に穿孔されたいくつかの孔を含みうる。様々な実施形態において、エンドエフェクタは、加工パターンの各位置における各孔について、孔軸を特定するよう構成されうる。エンドエフェクタは、ドエル（ｄｏｗｅｌ）に結合されている平らな表面である板部を含みうる、アダプタ板と併せて使用されうる。いくつかの実施形態では、ドエルは、部品に含まれうる孔にぴったりと貫入するよう構成されうる。更に、板部は、エンドエフェクタの撮像デバイスのための参照マークを提供する、一又は複数のマーク又は表示を含みうる。様々な実施形態において、アダプタ板は、特定の位置における孔に挿入されうる。例えば、アダプタ板は、ユーザ又は製造技術者によって挿入されうる。アダプタ板のドエルは、孔に挿入されると、孔軸と位置合わせされ、かつ、板部は孔軸と直交しうる。従って、作業６０２において、データ処理システムは、加工パターン内のある位置に関連付けられたデータを保存するよう構成され、かつ、アダプタ板はその位置に関連付けられた孔に挿入されうる。
【００８２】
作業６０４において、複数のセンサを使用して、その位置の第１空間表現が生成されうる。従って、エンドエフェクタはアダプタ板へと移動しうる。いくつかの実施形態では、エンドエフェクタはそれ自体を、アダプタ板上のマークを参照して自動的に位置合わせするよう構成されうる。エンドエフェクタ内に含まれる複数のセンサと撮像デバイスとは、位置合わせされてしまうと、アダプタ板の表面法線及び表面配向、及び、推定による、孔に関連付けられた位置にある部品の表面法線及び表面配向を、記録するために使用されうる。図４及び図５を参照して同様に上述されているように、第１空間表現は、その位置にある部品に関連付けられた角度又は表面配向を特定し、かつ、デカルト座標系及び／又は極座標系内の座標によって特定された直線位置及び回転位置も特定しうる。第１空間表現は、加工パターン内の位置として、データ処理システムのメモリに保存されうる。
【００８３】
作業６０６において、生成された加工パターンが再現されうる。様々な実施形態において、方法６００の現繰り返し以前に生成された加工パターンは、加工プロセスを、部品の加工中にそれが発生する可能性がありうることから、踏襲するよう再現されうる。既に加工された部品に生成された加工パターンを実装して、加工プロセスを踏襲するプロセスは、生成された位置が、実際に正しく、かつ、エンドエフェクタと加工ツールとを含む加工組立体によって正確に実装されているということを、検証する能力を提供する。より具体的には、生成された加工パターンの再現は、加工ツールが各孔軸と正確に一致していることを担保しうる。当然のことながら、作業６０６の開始の前に、アダプタ板は取り除かれる。
【００８４】
一例では、方法６００のいかなる従前の繰り返しも存在していない可能性があり、かつ、生成された加工パターンが、この時点で生成中の位置以外の、従前に生成されたいかなる位置も含まない可能性がありうる。この例では、エンドエフェクタは、初期開始位置に単にリセットされ、次いで、この時点で生成中の位置へと移動する可能性がありうる。別の例では、方法６００の何度かの従前の繰り返しが存在している可能性があり、生成された加工パターンは、従前に生成されたいくつかの位置を含む可能性がありうる。この例では、エンドエフェクタは、初期開始位置にリセットされる可能性があり、かつ、加工プロセス全体を通じての精度を担保するために、従前に生成された位置の各々、並びに、この時点で生成中の位置をステップ通過しうる。いくつかの実施形態では、それ以前に生成された数個の位置のみが、再現される可能性がありうる。例えば、エンドエフェクタは、この時点で生成中の位置から４つの位置だけ前の、従前の位置にリセットされうる。この例では、エンドエフェクタは、その従前の位置から現時点で生成中の位置に到達するまでの、生成された位置の通過を開始しうる。
【００８５】
作業６０８において、その位置の第１空間表現とエンドエフェクタの実際の位置との相違が測定されうる。従って、生成された加工パターンの再現が終結し、かつ、現時点で生成中の位置に従ってエンドエフェクタが位置付けられた後に、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールの実際の現位置を特定する、第２空間表現が生成されうる。図４及び図５を参照して同様に上述されているように、データ処理システムは第１空間表現を第２空間表現と比較し、その２つの間のあらゆる相違が特定されうる。また更に、同様に上述されているように、追加的な要因又は変数が、特定された相違及び後続の調整の基礎として使用されうる。かかる要因又は変数のいくつかの例は、熱膨張、機械のエラー、ドリフト及び再ゼロイングを含みうる。
【００８６】
作業６１０において、エンドエフェクタの位置が正しいか否かが決定されうる。同様に上述されているように、第１空間表現と第２空間表現との間の相違は、受容可能な製造公差を表す閾値と比較されうる。相違が閾値を上回り、受容可能な製造公差内ではないと決定される場合、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールの位置は正しくないと決定され、方法６００は作業６１２に進みうる。
【００８７】
作業６１２において、第１空間表現は更新されうる。様々な実施形態において、従前に記録された第１空間表現は、第２空間表現に基づいて修正されうる。例えば、その２つの間の特定された相違は、特定された相違を相殺するために、第１空間表現から減ぜられるか、又は除去されうる。この様態では、結果として第２空間表現を第１空間表現と相違させた可能性がある実装エラーを調整するか、又は補償するために、第１空間表現は修正されうる。第１空間表現が更新されてしまうと、方法６００は、更新された第１空間表現の使用から生じるエンドエフェクタ及び／又は加工ツールの位置が正しくなっていることを担保するために、作業６０６に戻りうる。
【００８８】
作業６１０に戻り、第１空間表現と第２空間表現との間の相違が閾値を下回り、受容可能な製造公差内であると決定される場合、エンドエフェクタ及び／又は加工ツールの位置は正しいと決定され、方法６００は作業６１４に進みうる。
【００８９】
作業６１４において、加工パターン内に何らかの追加の位置が存在するか否かが決定されうる。ゆえに、加工パターン内に別の孔が存在する場合、加工パターン内に追加の位置が存在すると決定され、方法６００は作業６０２に戻りうる。従って、作業６０２から６１０は、特定される追加の各位置について反復されうる。この様態では、各位置に関連付けられた位置及び空間表現が、観測されている特定の種類の部品に関連付けられた加工パターンの一部として生成され、保存されうる。しかし、追加の位置が特定されないか、又は検出されない場合、加工パターン内に追加の位置は存在しないと決定され、方法６００は終了しうる。
【００９０】
図７は、いくつかの実施形態に従って構成された、データ処理システムの一例を示す。上述のように、エンドエフェクタは、エンドエフェクタ及びエンドエフェクタの内部に含まれる一又は複数の構成要素からデータを受信し、かつ、それらに信号を提供するよう構成されている、システム７００のようなデータ処理システムに、通信可能に結合されうる。この様態では、システム７００に示されるようなデータ処理システムは、エンドエフェクタ及びそれに関連付けられた構成要素、並びに、位置付け装置のような加工組立体の他の構成要素の作業を制御しうる。いくつかの実施形態では、システム７００の一又は複数の構成要素は、生産ロボットの搭載構成要素として実装され、かつ／又は、ラップトップコンピュータ、外部携帯デバイス、又はコンピュータシステムの内部に実装されうる。いくつかの実施形態では、データ処理システム７００は、プロセッサユニット７０４と、メモリ７０６と、固定記憶域７０８と、通信ユニット７１０と、入出力（Ｉ／Ｏ）ユニット７１２と、ディスプレイ７１４との間の通信を提供する、通信フレームワーク７０２を含む。この例では、通信フレームワーク７０２はバスシステムの形態をとりうる。
【００９１】
プロセッサユニット７０４は、メモリ７０６に読み込まれうるソフトウェアに対する指令を実行する役割を果たす。プロセッサユニット７０４は、特定の実行形態に応じて、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、又は他の何らかの種類のプロセッサでありうる。
【００９２】
メモリ７０６及び固定記憶域７０８は、記憶デバイス７１６の実施例である。記憶デバイスは、一時的及び／又は恒久的に、限定する訳ではないが例としてはデータ、機能的な形態のプログラムコード及び／又は他の適切な情報といった情報の保存が可能な、任意のハードウェアである。記憶デバイス７１６は、これらの例示的な実施例では、コンピュータ可読記憶デバイスと称されることもある。メモリ７０６は、これらの実施例では、例えば、ランダムアクセスメモリ、又は、任意の他の適切な揮発性或いは不揮発性の記憶デバイスでありうる。固定記憶域７０８は、特定の実行形態に応じて様々な形態をとりうる。例えば、固定記憶域７０８は、一又は複数の構成要素又はデバイスを包含しうる。例えば、固定記憶域７０８は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換え型光ディスク、書換え可能磁気テープ、又はそれらの何らかの組み合わせでありうる。固定記憶域７０８によって使用される媒体はまた、着脱可能なものでありうる。例えば、着脱可能ハードドライブは固定記憶域７０８向けに使用されうる。
【００９３】
これらの例示的な実施例では、通信ユニット７１０は、他のデータ処理システム又は装置との通信を提供する。これらの例示的な実施例では、通信ユニット７１０は、ネットワークインターフェースカード、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース、又は他の適切な通信デバイス／インターフェースでありうる。
【００９４】
入出力ユニット７１２は、データ処理システム７００に接続されうる他のデバイスとのデータの入出力を可能にする。例えば、入出力ユニット７１２は、キーボード、マウス、及び／又は他の何らかの適切な入力装置を通じて、ユーザ入力のための接続を提供しうる。更に、入出力ユニット７１２は、プリンタに出力を送信しうる。ディスプレイ７１４は、ユーザに情報を表示するための機構を提供する。
【００９５】
オペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又はプログラムに対する指令は、通信フレームワーク７０２を通じてプロセッサユニット７０４と連通している記憶デバイス７１６内に配置されうる。種々の実施形態のプロセスは、メモリ７０６などのメモリ内に配置されうるコンピュータ実装指令を使用して、プロセッサユニット７０４によって実行されうる。
【００９６】
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、プロセッサユニット７０４内のプロセッサによって読み取られ、実行されうる。種々の実施形態のプログラムコードは、メモリ７０６又は固定記憶域７０８といった種々の物理的な又はコンピュータ可読の記憶媒体上に具現化されうる。
【００９７】
プログラムコード７１８は、選択的に着脱可能なコンピュータ可読媒体７２０上に機能的な形態で配置され、かつ、プロセッサユニット７０４による実行のために、データ処理システム７００に読込まれるか、又は送信されうる。プログラムコード７１８とコンピュータ可読媒体７２０は、これらの例示的な実施例では、コンピュータプログラム製品７２２を形成する。一例では、コンピュータ可読媒体７２０は、コンピュータ可読記憶媒体７２４又はコンピュータ可読信号媒体７２６でありうる。
【００９８】
ゆえに、様々な実施形態により、コンピュータプログラム製品７２２のようなコンピュータプログラム製品は、実行される時に本書で開示されている方法のうち任意のものを実行するよう構成された、非一時的コンピュータ可読媒体を含みうる。例えば、実行される時に、コンピュータプログラム製品は、部品に関連付けられた加工パターンによって特定された複数の位置に関連付けられた複数の空間表現を生成することを含む方法を実行することがあり、複数の空間表現は、第１位置にある部品に対する加工ツールの第１配向を特定する、第１空間表現を含む。方法は、加工ツールと結合ツールとを含むエンドエフェクタを、第１位置へと移動させることも含みうる。方法は、結合ツールを使用して、第１位置にある部品にエンドエフェクタを機械的に結合することも含みうる。方法は更に、第１位置にある部品に対する加工ツールの第２配向を特定する、第２空間表現を生成することを含みうる。方法は、第１位置において第２空間表現は第１空間表現と相違していると決定することに応答して、加工ツールを調整することも含むことがあり、加工ツールを調整することにより、加工ツールを第１位置にある部品に対する第１配向へと戻す。当然のことながら、コンピュータプログラム製品７２２及びそれに関連付けられた構成要素は、図１から図６を参照して上述されている方法及び作業のうちの任意のものを実行するよう構成されうる。
【００９９】
これらの例示的な実施例では、コンピュータ可読記憶媒体７２４は、プログラムコード７１８を伝搬させるか、又は送信する媒体というよりはむしろ、プログラムコード７１８を保存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。
【０１００】
代替的には、プログラムコード７１８は、コンピュータ可読信号媒体７２６を使用して、データ処理シスム７００に送信されうる。コンピュータ可読信号媒体７２６は、例えば、プログラムコード７１８を包含する伝搬されたデータ信号でありうる。例えば、コンピュータ可読信号媒体７２６は、電磁信号、光信号、及び／又は他の任意の適切な種類の信号でありうる。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、有線などの通信リンク、及び／又は他の任意の適切な種類の通信リンクを介して送信されうる。
【０１０１】
データ処理システム７００に関して例示されている種々の構成要素は、種々の実施形態が実装されうる様態に構造的な制限を設けることを意図していない。種々の例示的な実施形態は、データ処理システム７００に関して例示されている構成要素の、追加的な、及び／又は代替的な構成要素を含むデータ処理システム内に実装されうる。図７に示した他の構成要素は、図示されている例示的な実施例と異なる可能性がある。種々の実施形態は、プログラムコード７１８を実行可能な任意のハードウェアデバイス又はシステムを使用して実装されうる。
【０１０２】
本書で開示されている加工のツール及び方法の様々な実施形態は、図８に示す航空機の製造及び保守方法８００と、図９に示す航空機８０２に関連して説明されている。製造前の段階では、例示的な方法８００は、航空機８０２の仕様および設計８０４と、材料調達８０６とを含みうる。製造段階では、航空機８０２の、構成要素とサブアセンブリの製造８０８と、システム統合８１０とが行われる。その後、航空機８０２は認可及び納品８１２を経て運航８１４に供されうる。顧客により運航されている期間に、航空機８０２には、定期的な整備及び保守８１６（改造、再構成、改修なども含みうる）が予定される。
【０１０３】
方法８００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実行され、又は実施されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者及び主要システムの下請業者を含み、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
【０１０４】
図９に示すように、例示的な方法８００によって製造された航空機８０２は、複数のシステム８２０及び内装８２２を備えた機体８１８を含みうる。高レベルのシステム８２０の例には、推進システム８２４、電気システム８２６、油圧システム８２８、及び環境システム８３０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ることもある。航空宇宙産業の例を示したが、本発明の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用されうる。
【０１０５】
本書で具現化されている装置及び方法は、製造及び保守方法８００の一又は複数の任意の段階において用いられうる。例えば、製造プロセス８０８に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機８０２の運航期間中に製造される構成要素又はサブアセンブリと類似の方法で作製又は製造されうる。また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機８０２の組立を実質的に効率化するか、又は航空機８０２のコストを削減することにより、製造段階８０８及び８１０において利用されうる。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、或いはそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機８０２の運航期間中に、限定する訳ではないが例としては整備及び保守８１６に、利用することができる。
【０１０６】
前述の概念は、理解の明確化を目的としてやや詳細に記述されているが、ある種の変更および修正が、付随する特許請求の範囲内で実践されうることは明らかであろう。プロセス、システム、及び装置の実装には多数の代替的な様態があることに留意されたい。従って、本書の実施例は例示的なものであり、限定的なものではないとみなされるべきである。
【符号の説明】
【０１０７】
１００  エンドエフェクタ
１０２  ハウジング
１０４  加工ツール
１０５  ロードセル
１０７  スピンドル
１０８  撮像デバイス
１１０  光源
１１２  結合ツール
１１４  センサ
１１６  通信インターフェース
２００  エンドエフェクタ
２０２  ハウジング
２０３  孔
２０４  撮像デバイス
２０６  結合ツール
２０８  センサ
２１０  ドリルビット
３００  加工組立体
３０２  部品
３０３  部品
３０４  クランプ装置
３０６  支持プラットフォーム
３０８  エンドエフェクタ
３１０  位置付け装置
７０２  通信フレームワーク
８００  航空機の製造及び保守方法
【図１】
2015214014.tif 000003
【図２】
2015214014.tif 000004
【図３】
2015214014.tif 000005
【図４】
2015214014.tif 000006
【図５】
2015214014.tif 000007
【図６】
2015214014.tif 000008
【図７】
2015214014.tif 000009
【図８】
2015214014.tif 000010
【図９】
2015214014.tif 000011
【外国語明細書】
2015214014000001.pdf
2015214014000002.pdf
2015214014000003.pdf
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