(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の面に形成された造作の特定の深さを決定するための装置であって、前記造作は、前記物体の前記面の一部分を通る穴の皿穴であり、切削工具によって前記物体の前記面を通して形成されており、前記装置は、
前記造作と前記造作に近接する前記物体の前記面の部分の画像を取り込むように構成されるカメラと、
前記カメラに動作可能に結合される１つまたは複数のプロセッサと、
を備え、
前記１つまたは複数のプロセッサは、前記造作の前記特定の深さを決定するために、      前記画像において、前記造作と前記物体の前記面との間の前記造作のエッジを検出し、
前記切削工具の先端角を取得し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が、実質的にゼロに等しい曲率、前記カメラに対して実質的に凹状である曲率、および、前記カメラに対して実質的に凸状である曲率から選択される３つの曲率の一つを有するかを決定し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が実質的にゼロに等しい曲率を有するとの決定に応じ、検出された前記エッジに最良に適合する最良適合の円の直径と、取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が前記カメラに対して実質的に凹状の曲率を有するとの決定に応じ、ここにおいて、前記画像において検出された前記エッジの形状が実質的に楕円であり、前記楕円の短軸に等しい前記円の直径と、取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が前記カメラに対して実質的に凸状の曲率を有するとの決定に応じ、ここにおいて、前記画像において検出された前記エッジの形状が実質的に楕円であり、前記楕円の長軸に等しい前記円の直径と、取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算する、
ように構成される、
装置。
【請求項２】
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
計算された前記深さ値を、深さ値の所定の範囲と比較し、
計算された前記深さ値が、深さ値の前記所定の範囲内にある場合、前記造作に第１のラベルを割り当て、または、
計算された前記深さ値が、深さ値の前記所定の範囲内にない場合、前記造作に第２のラベルを割り当て、第２のラベルは、前記第１のラベルと異なる、
ように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記１つまたは複数のプロセッサは、算出された前記直径、取得された前記先端角、および、１つまたは複数の三角関数を使用して、前記造作についての前記深さ値を計算するように構成される、請求項１または請求項２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４】
装置はさらに、電磁放射を出射するように構成される照明システムを備え、
前記カメラは、前記照明システムによって出射された前記電磁放射を検出するように構成され、
前記照明システムは、前記造作と前記造作に近接する前記物体の前記面の一部分の上に電磁放射を出射し、それによって、前記造作と前記物体の前記面との間で、前記画像におけるコントラストを増加させるように構成される、
請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記カメラは、ロボットアームのエンドエフェクタ上に設けられる、請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は、さらに、切削工具を備え、
前記カメラは、さらに、前記造作が前記物体に形成される前に、前記物体の１つまたは複数の画像を取得するように構成され、
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
前記造作が前記物体に形成される前の前記物体の１つまたは複数の画像を使用して、前記切削工具を、前記物体の前記面に垂直になるように動かし、
その後、前記物体の前記面に前記造作を形成するために前記切削工具を制御するように構成される、
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
物体の面に形成された造作の特定の深さを決定する方法であって、前記造作は、前記物体の前記面の一部分を通る穴の皿穴であり、切削工具によって前記物体の前記面に形成されており、
カメラを使用して、前記造作と前記造作に近接する前記物体の前記面の部分との画像を取り込み、
前記画像において、前記造作と前記物体の前記面との間で前記造作のエッジを検出し、
前記切削工具の先端角を取得し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が、実質的にゼロに等しい曲率、前記カメラに対して実質的に凹状である曲率、および、前記カメラに対して実質的に凸状である曲率から選択される３つの曲率の一つを有するかを決定し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が実質的にゼロに等しい曲率を有するとの決定に応じ、検出された前記エッジに最良に適合する最良適合の円の直径と、取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が前記カメラに対して実質的に凹状の曲率を有するとの決定に応じ、ここにおいて、前記画像において検出された前記エッジの形状が実質的に楕円であり、前記楕円の短軸に等しい前記円の直径と、取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算し、
前記造作に近接する前記物体の前記面の前記部分が前記カメラに対して実質的に凸状の曲率を有するとの決定に応じ、ここにおいて、前記画像において検出された前記エッジの形状が実質的に楕円であり、前記楕円の長軸に等しい前記円の直径と、取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算し、
よって、前記造作の前記特定の深さが決定される、
方法。
【請求項８】
１つまたは複数の穴を備える航空機用パネルを製造するための方法であって、
各穴は、皿穴開けされた部分を備え、
各皿穴開けされた部分は、特定の深さと関連付けられ、
各特定の深さは、請求項７に記載の方法を用いて決定される、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体の中に穿孔された、または、切り込まれた造作を検査することに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機製造の分野では、機体を提供するために、構造体に留められるべきパネルに予め穿孔された穴を皿穴開け（countersink）することが望まれる傾向がある。これは、構造体にパネルを留めるために使用される留め具が、パネルの表面（例えば、航空機の外面）と同一面になり得るように実行される。これは、結果としての機体が、留め具が航空機の外面と同一面にない場合と比べて、より良好な空気力学的特性を有することを提供することに向かう。
【０００３】
予め穿孔された穴の皿穴開けは、例えば、手工具と工作台を使用するなど、人間のオペレータにより手動で行われ得る。皿穴開けの工程の間、パネルは、オペレータによって加えられた力により、工作台の上で曲がるか、または、屈曲する。オペレータは、手作業でそのような偏向を補償し得る。オペレータは、また、例えば、手工具上への設定を手作業で調節することによってなどで、皿穴を開けている部分の湾曲を補償し得る。しかし、大規模な労働力と作業スペースが、多数のパネルを処理するために必要とされる傾向にある。また、人間のオペレータは、繰り返される穿孔によって引き起こされる反復運動過多損傷になり得る。
【０００４】
穴の皿穴開けは、また、工作機械（または、ロボット）を用いて行われ得る。このような装置の使用は、典型的には、切り込み／穿孔の力の下で屈曲することを防止するように、パネルをしっかりと支持する堅固な固定具を使用する必要がある。このような工作機械は、非常に高価になり得る。固定具は、通常、穿孔されるパネルの形状ごとにあつらえられる必要があり、また、高価になる傾向がある。
【発明の概要】
【０００５】
第１の態様において、本発明は、物体に形成された造作の深さを決定するための装置を提供し、造作は、切削工具によって物体に形成される。装置は：  造作と造作に近接する物体の部分との画像を取得するように構成されたカメラと；  カメラに動作可能に接続され、画像の中で、造作と物体の面との間で造作のエッジを検出し、検出されたエッジを使用して、円の直径を計算し、計算された円の直径と取得された先端角を使用して、造作についての深さ値を計算するように構成される１つまたは複数のプロセッサと；  を備える。
【０００６】
造作は、物体の部分を貫通する穴の皿穴であってよい。
【０００７】
１つまたは複数のプロセッサは、さらに、計算された深さ値を、深さ値の所定の範囲と比較し；  計算された深さ値が、深さ値の所定の範囲内であれば、造作に第１のラベルを割り当て；  または、  計算された深さ値が、深さ値の所定の範囲内にない場合、造作に第２のラベルを割り当てる；  ように構成され得、第２のラベルは第１のラベルと異なる。
【０００８】
円は、検出されたエッジに最良適合（best fit）する円であってよい。
【０００９】
１つまたは複数のプロセッサは、さらに、造作に近接する物体の部分が、実質的にゼロに等しい曲率を有することを決定し；  造作に近接する物体の部分が実質的にゼロに等しい曲率を有するとの決定に応じて、最良適合の円の直径と取得された先端角を使用して、造作についての深さ値を計算する；  ように構成され得る。
【００１０】
画像において検出されたエッジの形状は、実質的に楕円であってよい。円について直径は、楕円の短軸に等しくあり得る。
【００１１】
１つまたは複数のプロセッサは、さらに：  造作に近接する物体の部分がカメラに対して凹状であることを決定し；  造作に近接する物体の部分がカメラに対して凹状であると判定したことに応じ、円の直径と取得された先端角を使用して、造作の深さ値を計算する；  ように構成され得る。
【００１２】
画像における検出されたエッジの形状は、実質的に楕円であってよいで。円についての直径は、楕円の長軸に等しくあり得る。
【００１３】
１つまたは複数のプロセッサは、さらに：  造作に近接する物体の部分が、カメラに対して凸状であることを決定し；  造作に近接する物体の部分がカメラに対して凸状であるとの決定に応じて、円の直径と取得された先端角を使用して、造作についての深さ値を計算する；  ように構成され得る。
【００１４】
１つまたは複数のプロセッサは：  計算された直径と、取得された先端角と、１つまたは複数の三角関数を使用して、造作についての深さ値を計算する；  ように構成され得る。
【００１５】
装置は、さらに、電磁放射を出射するよう構成される照明システムを備え得る。カメラは、照明システムによって出射された電磁放射を検出するように構成され得る。照明システムは、造作と造作に近接する物体の部分との上に電磁放射を出射するよう構成され得、それによって、造作と物体の面との間で画像のコントラストを増加させる。
【００１６】
カメラは、ロボットアームのエンドエフェクタに配置され得る。
【００１７】
装置は、さらに、切削工具を備え得る。
カメラは、さらに、造作が物体に形成される前に、物体の１つまたは複数の画像を取得するように構成され得る。１つまたは複数のプロセッサは、さらに：  造作が物体に形成される前の物体の１つまたは複数の画像を使用して、物体の面に垂直になるように、切削工具を動かし；  その後、物体に造作を形成するように、切削工具を制御する；  ように構成される。
【００１８】
さらなる態様において、本発明は、物体に形成された造作の深さを決定する方法を提供し、造作は切削工具によって物体に形成される。方法は：  造作と造作に近接する物体の部分との画像を取得することと；  画像において、造作と物体の面との間のエッジを検出することと；  検出されたエッジを使用して、円についての直径を計算することと；  切削工具の先端角を取得することと；  計算された直径と取得された先端角とを使用して、造作についての深さ値を計算することと；  を備える。
【００１９】
さらなる態様において、本発明は、１つまたは複数の穴を備える航空機用パネルを提供し、各穴は、皿穴開けされた部分を備え、皿穴開けされた部分の各々は、深さ値に関連付けられ、深さ値の各々は、前述の態様に従って決定される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、例示の航空機用パネルの概略図（正確な縮尺ではない）である。
【図２】図２は、皿穴開けプロセスを実行するための装置の概略図（正確な縮尺ではない）である。
【図３】図３は、第１のエンドエフェクタの概略図（正確な縮尺ではない）である。
【図４】図４は、第２エンドエフェクタの概略図（正確な縮尺ではない）である。
【図５】図５は、皿穴開けプロセスの実施形態のステップを示すプロセスフロー図である。
【図６】図６は、皿穴開けプロセスの間に実行される検査プロセスのステップを示すプロセスフロー図である。
【図７】図７は、検査プロセスの間に取得される画像を示す模式図（正確な縮尺ではない）である。
【詳細な説明】
【００２１】
図１は、例示のパネル２の概略図（正確な縮尺ではない）である。
【００２２】
パネル２は、炭素繊維で作られる。パネル２は、パネル２の前面からパネル２の後面までパネル２を貫通する、予め穿孔された穴４を備える。言い換えれば、穴４は、パネル４の構造を貫通する通路である。
【００２３】
穴４は、既知の直径のものである。パネル２を貫通する穴４の方向は、パネル２の前面に垂直（即ち、直角）である。
【００２４】
本実施形態では、パネル２は、航空機の機体の一部を形成するために構造体に固定されるためのものである。パネルは、穴４を（前面から後面まで）抜け、構造体に入る留め具によって構造体に固定されるものである。穴４は、留め具が前面と面一になるように、前面に、（所定の深さまで）皿穴開けされるものである。これは、成果として得られる航空機が、比較的に、空力性能とステルス性能をもつことを与えるのに役立つ。
【００２５】
図２は、皿穴開けプロセスを行うための装置６の概略図（正確な縮尺ではない）である。皿穴開けプロセスは、パネル２の前面において、穴４を（所定の深さに）皿穴開けすることである。
【００２６】
皿穴開けプロセスは、穿孔プロセスの１つの例である。用語「穿孔プロセス」は、それに限定されないが、穴を穿孔すること、（予め穿孔された穴を）皿穴開けすること、口を広げること、などを含む、任意の形式の穿孔プロセスをいうものとして、この中で使用される。
【００２７】
装置６は、固定具システム８、複数のクランプ９、第１のロボット１０、第１のエンドエフェクタ１１、第２のロボット１２、第２のエンドエフェクタ１３、第１のロボットコントローラ１４、第１のエンドエフェクタコントローラ１６、第２のロボットコントローラ１８、第２のエンドエフェクタコントローラ２０、第１の削り屑抜き取りモジュール２２、第２の削り屑抜き取りモジュール２４を備える。
【００２８】
固定具システム８は、パネル２が、複数のクランプ９を用いてクランプされる、フレームである。この実施形態において、固定具システム８は、典型的には、治具を備える従来の固定具システムであり、その骨組みは、標準的な鋼の桁を接合することによって作られる。クランプ９は、従来のクランプである。
【００２９】
第１のロボット１０は、皿穴開けプロセスに使用するための、従来の産業用ロボットアーム、または、ロボット操作によるアームである。例えば、第１のロボットアーム１０は、Ｋｕｌａ Ｇｍｂｈ（登録商標）製のロボットアームである。
【００３０】
第１のエンドエフェクタ１１は、第１のロボット１０が、第１のエンドエフェクタ１１を動かし得るように、第１のロボットアーム１０の端部に結合される。第１のロボット１０と第１のエンドエフェクタは、パネル２の前面が第１のロボット１０と第１のエンドエフェクタ１１によってアクセス可能であるように、固定具システム８の前側に、即ち、パネル２の前面の前に、位置付けられる。
【００３１】
第１のロボット１０と第１のエンドエフェクタ１１は、好都合には、単一のモジュール、例えば、第１のモジュール、穿孔モジュール、または、穿孔装置と考えられ得る。
【００３２】
第１のエンドエフェクタ１１は、図３を参照して後でより詳細に説明される。
【００３３】
第２のロボット１２は、皿穴開けプロセスに使用するための、従来の産業用ロボットアーム、または、ロボット操作によるアームである。例えば、第２のロボット１２は、Ｋｕｋａ Ｇｍｂｈ（登録商標）製のロボットアームである。
【００３４】
第２のエンドエフェクタ１３は、第２のロボット１２が、
第２のエンドエフェクタ１３を動かし得るように、第２のロボットアーム１２の端部に結合される。第２のロボット１２と第２のエンドエフェクタ１３は、パネルの後面が、第２のロボット１２と第２のエンドエフェクタ１３によってアクセス可能であるように、固定具システム８の後ろ側、即ち、パネル２の後面の後ろに位置付けられる。
【００３５】
第２のロボット１２と第２のエンドエフェクタ１３は、好都合には、単一のモジュール、例えば、第２のモジュール、支持モジュール、または、支持装置、と考えられ得る。
【００３６】
第２のエンドエフェクタ１３は、図４を参照して、後でより詳細に説明される。
【００３７】
第１のロボット１０は、第一ロボット１０が、第１のロボットコントローラ１４によって制御されるような態様で、第１のロボットコントローラ１４に結合される。
【００３８】
第１のエンドエフェクタ１１は、第１の一エンドエフェクタ１１が、第１のエンドエフェクタコントローラ１６によって制御されるような態様で、第１のエンドエフェクタコントローラ１６に結合される。
【００３９】
第１のロボットコントローラ１４と第１のエンドエフェクタコントローラ１６は、それらが通信し得るように、共に結合される。
【００４０】
第２のロボット１２は、第２のロボット１２が、第２のロボットコントローラ１８によって制御されるような態様で、第２のロボットコントローラ１８に結合される。
【００４１】
第２のエンドエフェクタ１３は、第２のエンドエフェクタ１３が、第２エンドエフェクタコントローラ２０によって制御されるような態様で、第２のエンドエフェクタコントローラ２０に結合される。
【００４２】
第２のロボットコントローラ１８と第２のエンドエフェクタコントローラ２０は、それらが通信し得るように、共に結合される。
【００４３】
第１のロボットコントローラ１４と第２のロボットコントローラ１８は、第１のロボット１０と第２のロボット１２を制御するための従来の制御ユニットである。
【００４４】
第１のロボットコントローラ１４と第２のロボットコントローラ１８は、それらが通信し得るように、共に結合される。特に、この実施形態において、第１および第２のロボットコントローラ１４、１８は、第１の動作モードにおいて、第１と第２のロボット１０、１２が「マスタ−スレーブ関係」を有するように、即ち、第１と第２のロボット１０、１２の間の相対位置が実質的に維持されるように、第１のロボット１０が動かされると、第２のロボット１２も動かされるように、共に結合される。また、この実施形態では、この実施形態における第１と第２のロボットコントローラ１４、１８は、第２の動作モードにおいて、第１と第２のロボット１０、１２が、お互いから独立して動かされ得るように、共に結合される。
【００４５】
第１と第２のロボット１０、１２を動かすための命令は、例えば、オフラインプログラム（off-line program：ＯＬＰ）、または、オフラインプログラムによって呼び出されるサブルーチンとしてなどのいずれかで、第１と第２のロボットコントローラ１４、１８のそれぞれに存在する。
【００４６】
第１の削り屑引き出しシステム２２は、従来の削り屑引き出しシステムである。
第１の削り屑引き出しシステム２２は、第１のエンドエフェクタ１１に結合され、後述される皿穴開けプロセスの結果から生じる削り屑（即ち、旋削屑、削り屑、やすり屑、または、かんな屑などの、くず、または、ごみ）を引き出すように構成される。
【００４７】
第２の削り屑引き出しシステム２４は、従来の削り屑引き出しシステムである。第２の削り屑引き出しシステム２４は、第２のエンドエフェクタ１３に結合され、後述される皿穴開けプロセスの結果から生じる削り屑（即ち、旋削屑、削り屑、やすり屑、または、かんな屑などの、くず、または、ごみ）を引き出すように構成される。
【００４８】
いくつかの実施形態では、異なる数の削り屑引き出し抽出システム、例えば、１つ、が使用される。
【００４９】
図３は、第１のエンドエフェクタ１１の概略図（正確な縮尺ではない）である。
【００５０】
この実施形態では、第１のエンドエフェクタ１は、第１のフレーム２６、２つのエアシリンダ２８ａ、２８ｂ、圧力脚３０と、２つの距離測定デバイス３２ａ、３２ｂ、穿孔システム３６（切削工具３８、即ち、皿穴開け、を備える）、視覚および直交化システム４０（カメラ４２、レーザ４４、および、照明システム４６を備える）、を備える。
【００５１】
第１のエンドエフェクタ１１の第１のフレーム２６は、第１のロボットに取り付けられる。
【００５２】
エアシリンダ２８ａ−ｂは、エアシリンダ２８の作動下で、圧力脚３０が第１のフレーム２６に対して動かされ得る（即ち、圧力脚３０が、第１のフレーム２６から伸ばされ得る）ように、第１のフレーム２６の末端と圧力脚３０との間に取り付けられる。
【００５３】
圧力脚３０は、従来のロボット操作によるシステムにより使用される従来の圧力脚である。圧力脚３０は、圧力脚３０の前面が、その地点で、第１のフレーム２６に対する圧力脚３０の動きが停止される、パネル２の前面に接触する（即ち、押し付ける）まで、エアシリンダ２８ａ−ｂの作動下で、第１フレーム２６から伸ばされ得る。
【００５４】
距離測定デバイス３２ａ−ｂは、第１のフレーム２６に取り付けられる。各距離測定デバイス３２ａ−ｂは、第１のフレーム２６に対する圧力脚３０のそれぞれの部分により動いた距離を測定するように構成される。換言すれば、各距離測定デバイス３２ａ−ｂは、圧力脚３０のそれぞれの部分が伸ばされる第１フレーム２６からの距離を測定するように構成される。この実施形態では、各距離測定デバイス３２ａ−ｂは、第１のフレーム２６から圧力脚にレーザ光を照射し、圧力脚３０から第１のフレーム２６に反射されたレーザ光を解析することにより、第１のフレーム２６と圧力脚３０との間の距離を決定するレーザ距離測定デバイスを備える。他の実施形態では、異なる種類の距離センサが使用され得る。
【００５５】
この実施形態では、距離測定デバイス３２ａの第１のものは、第１のフレーム２６の第１の側に、または、近接して設けられる。第１の距離測定デバイス３２ａは、エアシリンダ２８ａの第１のものに、または、近接して設けられ、第１のエアシリンダ２８ａは、第１のフレーム２６の第１の側に取り付けられる。第１の距離測定デバイス３２ａは、第１のフレーム２６の第１の側と圧力脚３０の第１の端部との間の距離を測定するように構成される。好ましくは、第１の距離測定デバイス３２ａは、第１のエアシリンダ２８ａの軸に実質的に平行である（例えば、沿う）方向に、圧力脚３０の第１の端部の上にレーザ光を照射するように構成される。
【００５６】
この実施形態では、レンジ測定デバイス３２ｂの第２のものは、第１のフレーム２６の第２の側に、または、近接して設けられ、第１のフレーム２６の第２の側は、第１のフレーム２６の第１の側の反対にある。第２の測定デバイス３２ｂは、エアシリンダ２８ｂの第２のものに、または、近接して設けられ、第２のエアシリンダ２８ｂは、第１のフレーム２６の第２の側に取り付けられる。第２の距離測定デバイス３２ｂは、第１のフレーム２６の第２の側と圧力脚３０の第２の端部との間の距離を測定するように構成され、圧力脚３０の第２の端部は、圧力脚３０の第１の端部に対して反対である。好ましくは、第２の距離測定デバイス３２ｂは、第２のエアシリンダ２８ｂの軸に実質的に平行である（例えば、沿う）方向に、圧力脚３０の第２の端部の上にレーザ光を照射するように構成される。この実施形態では、第１のエアシリンダ２８ａの軸は、第２のエアシリンダ２８ｂの軸線と実質的に平行である。
【００５７】
距離測定デバイス３２ａ−ｂによってなされる測定値は、図５を参照して後でより詳細に以下に記載されるように、第１のエンドエフェクタ１１から第１のエンドエフェクタコントローラ１６に送られる。
【００５８】
圧力脚３０は、その構造を貫通する通路４８（即ち、開口または孔）を備える。この実施形態では、視覚および直交化システム４０が、圧力脚３０の前面に取り付けられる。
【００５９】
穿孔システム３６は、動作時に、切削工具３８を駆動する（即ち、回転する）駆動装置を備える。
【００６０】
穿孔システム３６は、穿孔システム３６が、切削工具３８の軸に平行な方向に、第１のフレーム２６の表面に沿って動かされ得るように、第１のフレーム２６に摺動可能に搭載される。この実施形態では、穿孔システム３６は、切削工具３８の長手方向の軸（参照符号「５０」によって示される点線として図３に示される）が圧力脚３０における通路４８を通り抜けるように構成される。従って、切削工具３８は、切削工具３８の少なくとも一部が、通路４８を完全に通り抜けるように、その長手方向の軸に沿って動かされ得る。動作時には、以降でより詳細に説明されるように、穴４を皿穴開けするために、切削工具３８は、それが、穴４においてパネル２の前面と接触するまで、通路４８を通って、パネル２に向かって、その長手方向の軸５０に沿って動かされる。そして、切削工具３８は、さらに、所定の深さにパネル２の穴４を皿穴開けするために動かされる。
【００６１】
この実施形態では、視覚および直交化システム４０は、Ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ（商標）によるＬｕｃａｎａ Ａｅｒｏ（商標）システムである。しかし、他の実施形態では、視覚および直交化システム４０は、異なる好適なシステムである。
【００６２】
視覚および直交化システム４０は、例えば、工業用ＣＣＤ、または、ＣＭＯＳカメラであってよい、カメラ４２を備える。視覚および直交化システム４０は、また、レーザ４４を備える。
【００６３】
カメラ４２は、航空機用パネル２の前面の画像を取り込むように構成される。
【００６４】
この実施形態では、図５を参照して後でより詳細に記載されるように、視覚および直交化システム４０は、パネル２上の穴４に位置決めし、穴４の軸が、切削工具３８の長手方向の軸５０に実質的に揃わされるように、航空機用パネル２に対して第１のエンドエフェクタ１１を直交化するように構成される。
【００６５】
この実施形態では、照明システム４６は、航空機用パネル２の前面の上に可視光を照明するように構成される。カメラ４２は、照明システム４６によって航空機用パネルの上に照明された可視光を検出するように構成される。いくつかの実施形態では、照明システム４６とカメラ４２は、可視光の代わりに、または、可視光に加えて、異なる波長の電磁波照射を使用するように構成されてもよい。
【００６６】
この実施形態では、エアシリンダ２８による圧力脚３０の動きは、第１のエンドエフェクタコントローラ１６により制御される。また、穿孔システム３６の動作は、第１のエンドエフェクタコントローラ１６によって制御される。また、視覚および直交化システム４０の動作は、第１のロボットコントローラ１６によって制御される。また、照明システム４６の動作は、第１のロボットコントローラ１６によって制御される。
【００６７】
この実施形態では、第１の圧力脚３０の第１と第２の端部によって第一フレーム２６に対して動かされる距離の測定値は、それぞれ、第１と第２の距離測定デバイス３２により、第１のエンドエフェクタコントローラ１６に送られ得る。また、カメラ４２によって取得された測定値または画像は、第１のロボットコントローラ１４、および／または、他のプロセッサに送られ得る。
【００６８】
図４は、第２のエンドエフェクタ１３の概略図（縮尺通りではない）である。
【００６９】
この実施形態では、第２のエンドエフェクタ１３は、第２フレーム６０と荷重センサ６２を備える。
【００７０】
第２のエンドエフェクタ１３の第２のフレーム６０は、第２のロボット１２に取り付けられる。
【００７１】
動作時に、第２のロボット１２は、第２のフレーム６０の前面が、パネル２の後面と接触するように動かされるよう制御される。荷重センサ６２は、第２のフレーム６０の前面に取り付けられる。荷重センサ６２は、第２のエンドエフェクタ１３によって航空機用パネル２にかけられる荷重または力を測定するように構成される。荷重センサ６２は、第２のロボットアームコントローラ１８に荷重測定値を送るように構成される。
【００７２】
削り屑引き出しは、第２のフレーム６０の前面で、または、近接して行われ得る。
【００７３】
図５は、皿穴開けと検査のプロセスの実施形態のステップを示すプロセスフロー図である。
【００７４】
ステップＳ２において、第１のロボット１０および第２のロボット１２が、共にリンク（または、結合）される。これは、第１のロボット１０がそれの以前の位置から新たな位置に動く場合、第１のロボット１０に対する第２のロボット１２の位置が維持されるように（即ち、ロボット１０、１２のお互いの相対的な位置が実質的に同じに維持されるように）ロボット１２が動き、その逆もあるように行われる。
【００７５】
この実施形態において、第１のロボット１０は、穴４に対応する、オフラインでプログラムされた位置に動く。この位置は、第１のロボットコントローラ１４上で実行するプログラムにおいて定義される。
【００７６】
ステップＳ４において、位置合わせプロセスが実行される。この位置合わせプロセスは、切削工具３８の長手軸５０が穴４の軸に沿って位置合わせされるように第１のエンドエフェクタ（手先効果器）１１を動かすことを備える。
【００７７】
この実施形態において、カメラ４２は、位置合わせプロセスを実行するために使用される。カメラ４２により取得された測定は、穴４に対してエンドエフェクタ１１、１３を位置決めするために、例えば、ロボットアームコントローラ１４、１８によって、使用される。いくつかの実施形態において、位置合わせプロセスは、照明システム４６が、パネル２の前面を可視光で照明することを含み得る。しかし、他の実施形態では、異なる好適な位置合わせプロセスが実行されてもよい。
【００７８】
ステップＳ６において、第１のロボット１０と第２のロボット１２は、互いから脱リンクされる（または、結合解除される）。換言すれば、ステップＳ４の後、ロボット１０、１２は互いに独立して動くことができる。
【００７９】
ステップＳ８において、直交化プロセスが実行される。この直交化プロセスは、切削ツール３８の長手軸がパネル２の前面に垂直（即ち直角）になるように、第１のエンドエフェクタを動かすことを含む。
【００８０】
この実施形態では、レーザ４４とカメラ４２が、直交化プロセスを実行するために使用される。レーザ４４は、パネル２の前面上に、例えば、十字の形状で、レーザ光を投射する。カメラ４２は、パネル２の前面上の投射されたレーザ光の画像を取り込む。カメラ４２によって取得された測定は、パネル２の前面の湾曲を決定するために、例えば、第１のロボットアームコントローラ１４によって、使用される。第１のロボットアームコントローラ１４は、切削工具３８の長手軸５０がパネル２の前面に垂直であるように第１のエンドエフェクタ１１を動かすために、決定された湾曲を使用する。しかし、他の実施形態では、異なる好適な直交化プロセスが実行されてもよい。
【００８１】
ステップＳ１０において、オプションとして、ステップＳ４の位置合わせプロセスが再び実行され得る。これは、ステップＳ８の直交化プロセスの間に、切削工具３８が、穴４との位置合わせから外れて動かされた場合に、切削工具３８が、穴４と再び位置合わせされるように行われ得る。
【００８２】
ステップＳ１２において、第２のロボットコントローラ１８は、第２のロボット１２を、第２のフレーム６０の前面が、パネル２の後面と接し、パネル２の後面に予め定められた荷重を加えるように動くように制御する。
【００８３】
この実施形態では、第２のフレーム６０がパネル２の後面に接するように動かされ、荷重センサ６２は、第２のフレーム６０によってパネル２に加えられた負荷の測定値を、第２のロボットコントローラに送信する。第２のロボットコントローラ１８は、荷重センサ６２によって測定された負荷が予め定められた荷重に等しくなるまで、第２のフレーム６０をパネル２の後面に対して押し付けるように第２のロボット１２を制御する。ひとたび、荷重センサ６２によって測定された荷重が予め定められた加重に等しくなると、第２のロボットコントローラ１８は、例えば、第２のロボット１２の関節をロックすることにより、第２のロボット１２と第２のエンドエフェクタ１３のさらなる動きを防止する、または、動きに対抗する。
【００８４】
従って、この実施形態では、第２のエンドエフェクタ１３は、パネル２上に予め定められた荷重を加える。この実施形態において、予め定められた加重値は、例えば、２Ｎなど、５Ｎに等しいかそれより小さい。しかし、他の実施形態において、予め定められた加重値は異なる値である。
【００８５】
パネル２の後面上に第２のフレーム６０によって加えられた予め定められた加重は比較的小さい。これは、有利なことには、パネル２が第２のエンドエフェクタ１３によって実質的には偏向されないことを与えることに役立つ。第２のエンドエフェクタ１３は、有利なことに、穴４の皿穴開けの間、パネル２の偏向を防止するか、偏向に抗することに役立つ、パネル２のための堅固な「アンビル（anvil：金床）」構造を与えることに役立つ。
【００８６】
パネル２の後面に対して第２のフレーム６０を動かすことにおける荷重センサ６２の使用は、有利なことには、第２のフレーム６０の前面とパネル２の後面との間の距離を知るための任意の必要性を排除することに役立つ。この実施形態において、第２のフレーム６０は、荷重センサ６２が読み取った荷重値が、予め定められた荷重値に等しくなるまで、パネル２の後面に向かって動かされる。これは、有利なことに、第２のフレーム６０の前面、および／または、パネル２の後面における製造許容誤差が補償され得ることを提供するために役立つ。
【００８７】
ステップＳ１４において、第１のエンドエフェクタコントローラ１６は、圧力脚３０の前面がパネル２の前面に接するまで、エアシリンダ２８ａ−ｂを、第１のフレーム２６から圧力脚３０を伸ばすように制御する。
【００８８】
この実施形態では、第１のフレームからの圧力脚３０の伸長は、ひとたび、圧力脚３０がパネル２の前面と接するようになると停止される。圧力脚３０のそのような動きは、有利なことに、第２のフレーム６０の前面と圧力脚３０の前面との間にパネルがクランプされるようにするのに役立つ。パネル２のクランプは、少なくとも穴４の近辺において、パネル２の動き（例えば、偏向、または、曲がり）が防止される、または、抗されるのに役立つ。
【００８９】
ステップＳ１６において、ステップＳ２２において第１のフレーム２６からどれだけ遠くに離れる方向に圧力脚３０が動かされたかの測定が、距離測定デバイス装置３２ａ−ｂによって行われる。これらの距離測定値は、第１のエンドエフェクタ１１から第１のエンドエフェクタコントローラ１６に送られる。
【００９０】
この実施形態では、第１の距離測定デバイス３２ａは、圧力脚３０の第１の端部が第１のエアシリンダ２８ａにより第１のフレーム２６の第１の側から離れる方向に動く距離を測定する。第１の距離測定デバイス３２ａによって測定されたこの距離は、以降、「第１の距離測定値」と呼ばれる。また、この実施形態では、第２の距離測定デバイス３２ｂは、圧力脚３０の第２の端部が第２のエアシリンダ２８ｂによって第１のフレーム２６の第２の側から離れる方向に動かされる距離を測定する。第２の距離測定デバイス３２ｂにより測定されたこの距離は、以降、「第２の距離測定値」と呼ばれる。
【００９１】
ステップＳ１８において、第１の距離測定値と第２の距離測定値とを使用して、第１のエンドエフェクタコントローラ１６は、圧力脚３０が第１のフレーム２６からどれだけ離れるように動かされたのかを表す距離の値を決定する。
【００９２】
この実施形態では、第１のエンドエフェクタコントローラ１６によって決定された距離の値は、第１の距離測定値と第２の距離測定値の平均値である。しかし、他の実施形態では、圧力脚３０が第１のフレーム２６からどれだけ遠くに離れる方向に動かされたかを表す距離の値は、異なる方法で計算され、例えば、距離の値は、第１の距離測定値と第２の距離測定値との異なる関数であってもよい。
【００９３】
ステップＳ２０において、第１のエンドエフェクタコントローラ１６は、それが位置合わせされる穴４の軸に沿って、所望の予め定められた深さまで穿孔するために、切削工具３８がその軸４６に沿ってどれだけ動かされるべきかを決定する。
【００９４】
この実施形態では、切削工具３８によってその軸４８に沿って動かされるべきこの距離は：
（ｉ）圧力脚が第１のフレーム２６から伸ばされていないときの、切削工具３８の先端と圧力脚３０の前面との間の距離と；
（ｉｉ）ステップＳ１８において第１のエンドエフェクタコントローラ１６によって決定された距離の値と；
（ｉｉｉ）予め定められた深さと；
を使用して（例えば、共に加えることによって）決定される。圧力脚が第１のフレーム２６から伸ばされていないときの、切削工具３８の先端と圧力脚３０の前面との間の距離は、既知の距離である。
【００９５】
いくつかの実施形態では、エアシリンダ２８ａ−ｂの各々は、異なる速度で、および／または、異なる距離だけ、第１のフレーム２６から離れる方向に圧力脚３０を動かし得る。
従って、実際には、圧力脚３０は、軸を中心に回転され、または、「捩じられ（twisted）」得る。いくつかの実施形態では、圧力脚３０の第１の端部が第１のフレーム２６の第１の側から離れる方向に動かされる距離は、圧力脚３０の第２の端部が第１のフレーム２６の第２の側から離れる方向に動かされる距離と異なり得る。そのような状況では、第１の距離測定値は、第２の距離測定値と異なる。
【００９６】
単一の距離測定デバイスだけが、圧力脚３０が第１のフレーム２６から離れる方向に動かされる距離を測定するために使用されるシステムにとっては、例えば、先の段落に記載されたように、圧力脚３０が回転され、または、「捩じられる」場合、圧力脚３０が動かされる距離の測定値は、比較的に不正確であり得る。これは、許容範囲内にない深さまで穿孔されている皿穴につながり得る。圧力脚３０が第１のフレーム２６から離れる方向に動かされる距離を測定するために単一のレンジ測定デバイスだけが使用されるシステムは、圧力脚３０の上述の回転または「捩じれ」を補償することができない傾向をもつ。
【００９７】
有利なことには、２つまたはそれより多くの距離測定デバイスの使用は、圧力脚３０の上述の捩じれまたは回転を補償することに役立つ。圧力脚３０が第１のフレーム２６から離れる方向に動かされる距離を測定するために２つまたはそれより多くの距離測定デバイスの使用は、改善された距離測定精度を提供するのに役立つ。従って、改善された皿穴穿孔が提供されるのに資する。特に、ステップＳ１８において第１のエンドエフェクタコントローラ１６によって決定される距離の値（即ち、第１の距離測定値と第２の距離測定値の関数）は、単一の距離測定デバイスが、圧力脚３０が第１のフレーム２６から離れる方向に動かされる距離を測定するために使用されるアプローチと比較して、改良された皿穴開けの結果を提供するのに役立つ。
【００９８】
有利なことに、２個の距離測定デバイス３２ａ−ｂは、圧力脚３０の両極端部のそれぞれの（第１のフレーム２６に対する）動きを測定するように構成される。これは、圧力脚３０の任意の回転または捩じれが、距離測定デバイス３２ａ−ｂによって取得された距離測定値によって表されることを提供するのに役立つ。
【００９９】
いくつかの実施形態では、異なる数の距離測定デバイスが実装される。好ましくは、少なくとも２つの距離測定デバイスが使用される。いくつかの実施形態では、２つより多くの距離測定デバイスが実装される。
【０１００】
ステップＳ２２において、第１のエンドエフェクタコントローラ１６は、穿孔システム３６を起動し、切削工具３８を、その長手方向の軸４６に沿って、ステップＳ２０で決定された距離だけ動かすように、第１のエンドエフェクタ１１を制御する。
【０１０１】
従って、切削工具３８は起動され、穴４の長さに沿って、予め定められた深さまでパネルに穿孔する、即ち、穴４を皿穴開けするように、その軸４６に沿って動かされる。
【０１０２】
この実施形態では、穿孔／皿穴開けプロセスの間、削り屑抜き取りシステム２２、２４が、削り屑を抜き取るように起動される。
【０１０３】
ステップＳ２４において、切削工具３８が、予め定められた深さまで穴４を皿穴開けするように動かされ、切削工具が、時間の予め定められた量の間、進行停止したとき、穿孔システム３６はパネルから退避される（第１エンドエフェクタコントローラ１６の制御下で）。
【０１０４】
ひとたび、切削工具３８がパネル２から退避されると、削り屑抜き取りシステム２２、２４が動作停止される。
【０１０５】
ステップＳ２６において、第１のエンドエフェクタコントローラ１６の制御下で、圧力脚３０は、第１のフレーム２６に対してその開始位置まで後退される。
【０１０６】
ステップＳ２８において、皿穴開け検査プロセスが、皿穴開けされた穴４を検査するために実行される。皿穴開け検査プロセスは、図６を参照して、後でより詳細に記載される。
【０１０７】
ステップＳ３０において、それぞれのロボットコントローラ１４、１８の制御の下で、第１と第２のロボット１０、１２が、それらの開始位置に戻るように動かされる。
【０１０８】
従って、皿穴開けプロセスが提供される。このプロセスは、パネル２に渡って穿孔される任意の数の穴について繰り返され得る。
【０１０９】
図６は、図５の処理のステップＳ２８で実行された皿穴開け検査のステップを示すプロセスフロー図である。
【０１１０】
ステップＳ３２において、照明システム４６は、パネル２の前面を可視光で照明する。いくつかの実施形態では、異なる波長の電磁放射、例えば、赤外または紫外光、が、可視光の代わりに、または、可視光に加えて使用され得る。この実施形態では、皿穴開けされた穴４における、および、近接するパネルの前面の部分が照明される。
【０１１１】
ステップＳ３４において、カメラ４２が、パネル２の照明された前面の画像を取得する。
【０１１２】
この実施形態では、取得された画像は、カメラ４２からプロセッサ（例えば、第１のロボットコントローラ１４、および／または、第１エンドエフェクタコントローラ１６）に送られる。
【０１１３】
ステップＳ３６において、プロセッサは、穴４の皿穴開けされた部分とパネル２の前面との間のエッジを検出するために、カメラ４２によって取得された画像を処理する。
【０１１４】
有利なことには、可視光でパネル２の前面を照明することは、比較して暗い穴４の皿穴開け部分と、比較して明るい（例えば、着色された）パネル２の前面との間で、取得された画像におけるコントラストを増加させるのに役立つ。穴の皿穴開けされた部分のエッジの検出は、コントラストのこの増加によって促進されることに資する。
【０１１５】
この実施形態では、穴４の皿穴開けされた部分とパネル２の前面との間の検出されたエッジの形状は、円（パネル２の前面が穴４の近傍で平坦である場合）、または、楕円（パネル２の前面が穴４の近傍で湾曲している場合）のいずれかである。
【０１１６】
ステップＳ３８からＳ４２は、プロセッサによって実行可能なソフトウェアで定義される画像処理方法を記載する。
【０１１７】
図７は、処理ステップＳ３８からＳ４２を理解するのに有用である、カメラ４２により取得された画像７０を示す概略図（正確な縮尺ではない）である。画像７０は、特に、パネル２の前面の部分と、穴４の皿穴開けされた部分とパネル２の前面との間の検出されたエッジ７２を備える。
【０１１８】
この実施形態では、検出されたエッジ７２は、楕円形である。
【０１１９】
ステップＳ３８において、検出されたエッジ７２を使用して、プロセッサは、（図７に点線で示される）第１の円７４を決定する。
【０１２０】
この実施形態では、第１の円７４は、検出されたエッジ７２に適合する「最良適合（best fit）」または「幾何学的適合（geometric fit）」である。幾何学的アルゴリズムが、検出されたエッジ７２に第１の円７４を適合するように使用され得る。
【０１２１】
この実施形態では、第１の円７４は、検出されたエッジ７４に沿った複数の点までの距離の二乗和が最小となる円である。しかし、他の実施形態では、第１の円７４は、異なる最良適合の円であってよい。
【０１２２】
この実施形態では、検出されたエッジ７２は楕円形である。従って、第１の円７４は、検出されたエッジ７２と一致しない傾向にある。検出されたエッジ７２が円形である実施形態においては、第１の円７４は、検出されたエッジ７２と一致する傾向にある。
【０１２３】
図７は、画像７０上に重畳された（または、付加された）算出された第１の円７４を示す。
【０１２４】
ステップＳ４０では、検出されたエッジ７２を使用して、プロセッサは、（図７に点線で示される）第２の円７６を決定する。
【０１２５】
本実施形態では、第２の円７６の決定は、第１の円７４の決定から独立している。
【０１２６】
この実施形態では、第２の円７６は、第１の円７４と同心である。また、第２の円７６は、楕円の検出されたエッジ７２の短軸に等しい直径を有する。任意の好適なアルゴリズムが、第２の円７６を計算するためにプロセッサによって使用され得る。このようなアルゴリズムは、第１の円７４の中心を決定することと、楕円の検出されたエッジ７２の短軸の長さを決定することを含み得る。
【０１２７】
この実施形態では、検出されたエッジ７２は、楕円形である。従って、第２の円７６は、検出されたエッジ７２と一致しない傾向にある。検出されたエッジ７２が円である実施形態においては、第２の円７６は、検出されたエッジ７２と（および、第１の円７４と）一致する傾向にある。従って、検出されたエッジ７２が円形であるいくつかの実施形態では、第２の円７６の決定は省略され得る。
【０１２８】
図７は、画像７０上に重畳された（または、付加された）算出された第２の円７６を示す。
【０１２９】
ステップＳ４２において、検出されたエッジ７２を使用して、プロセッサは、（図７に点線で示される）第３の円７８を決定する。
【０１３０】
この実施形態では、第３の円７８の決定は、第１の円７４と第２の円７６の決定から独立している。
【０１３１】
この実施形態では、第３の円７８は、第１の円７４と第２の円７６と同心である。また、第３の円７８は、楕円の検出されたエッジ７２の長軸に等しい直径を有する。任意の好適なアルゴリズムが、第３の円７８を計算するためにプロセッサによって使用され得る。このようなアルゴリズムは、第１の円７２の中心を決定することと、楕円形の検出されたエッジ７２の長軸の長さを決定することとを含み得る。
【０１３２】
この実施形態では、検出されたエッジ７２は、楕円形である。従って、第３の円７８は、検出されたエッジ７２と一致しない傾向にある。検出されたエッジ７２が円である実施形態においては、第３の円７６は、検出されたエッジ７２と（および、第１の円７４と）一致する傾向にある。従って、検出されたエッジ７２が円形であるいくつかの実施形態では、第３の円７８の決定を省略し得る。
【０１３３】
図７は、画像７０上に重畳された（または、付加された）算出された第３の円７８を示す。
【０１３４】
ステップＳ４４において、プロセッサは、皿穴開けされた穴４における（および、その近傍の）パネル２の前面が、カメラ４２に対して、平坦か、凹状か、または、凸状かのいずれかであるかどうかを決定する。これは、航空機のパネル２を明細するＣＡＤファイルから決定され得る。
【０１３５】
ステップＳ４６において、プロセッサは、１つの円７４、７６、７８を選択する。
【０１３６】
この実施形態において、ステップＳ４４において、皿穴開けされた穴４におけるパネルの前面が、カメラ４２に対して、平坦であることが決定された場合、プロセッサは第１の円７４を選択する。
【０１３７】
しかし、ステップＳ４４において、皿穴開けされた穴４におけるパネル２の前面が、カメラ４２に対して、凹状であることが決定された場合、プロセッサは第２の円７６を選択する。
【０１３８】
しかし、ステップＳ４４において、皿穴開けされた穴４におけるパネル２の前面が、カメラ４２に対して、凸状であることが決定された場合、プロセッサは第３の円７８を選択する。
【０１３９】
ステップＳ４６において、選択された円７４、７６、７８を用いて、プロセッサは、穴４が皿穴開けされている深さを決定する。
【０１４０】
この実施形態では、皿穴開けの深さを決定するために、プロセッサは、切削工具３８の先端角（point angle）、または、切削角（cutting angle）などの角度を取得する。この先端角は、以降、切削工具３８の「角度」と呼ばれる。「先端角」の用語は、切削工具またはドリルビット（刃）の先端に形成された角度をいうためにこの中で使用される。切削工具３８の角度は、例えば、Ｋｅｌｃｈ社のツールプリセッタを使用するなどで正確に測定されており、メモリに記憶され得る。例えば、切削工具３８の角度は、切削工具３８と関連付けられた無線周波数識別（ＲＦＩＤ）チップ上に、他のデータと共に、記憶され得る。
【０１４１】
そして、プロセッサは、穴４が皿穴開けされている深さを計算するために、選択された円７４、７６、７８、および、切削工具３８の角度を使用し得る。基本的な三角関数が使用され得る。例えば、プロセッサは、皿穴開けされた深さとして、三角関数を用いて、切削工具の刃のエッジの交点の先端と、切削工具３８の直径が選択された円７４、７６、７８の直径に等しい、切削工具３８の長さに沿った地点との間の距離を決定し得る。
【０１４２】
この実施形態では、切削工具３８の先端角は、皿穴の深さを決定するために使用される。しかし、他の実施形態では、異なる角度、例えば、切削工具３８のリップ角、が使用され得る。
【０１４３】
ステップＳ５０において、プロセッサは、決定された皿穴の深さが予め定められた許容範囲内にあるか否かを決定する。
【０１４４】
ステップＳ５０において、プロセッサが、決定された皿穴の深さが予め定められた許容範囲内であることを決定した場合、方法はステップＳ５２に進む。
【０１４５】
しかし、ステップＳ５０において、プロセッサが、決定された皿穴の深さが予め定められた許容範囲外であることを決定した場合、方法はステップＳ５４に進む。ステップＳ５４は、ステップＳ５２の説明の後、後により詳細に説明される。
【０１４６】
ステップＳ５２において、決定された皿穴の深さが予め定められた許容範囲内にあることの決定に応答して、皿穴４は「検査合格」とラベル付けされる。換言すれば、穴４が所望の深さまで皿穴開けされていると決定される。
【０１４７】
ステップＳ５２の後、図６の処理は終了し、方法は図５のプロセスのステップＳ３０に進む。
【０１４８】
ステップＳ５４において、決定された皿穴の深さが予め定められた許容範囲内にないとの決定に応答して、皿穴４は、「検査不合格」とラベル付けされる。換言すれば、穴４が所望の深さに皿穴開けされていないことが決定される。
【０１４９】
この実施形態では、航空機用パネル２は、その後、許容範囲外の皿穴開けされた穴を治すまたは修復するために処理され得る。いくつかのケースでは、皿穴開けされた穴の結果が許容範囲外であると、パネル２が廃棄されてもよい。
【０１５０】
ステップＳ５４の後、図６の処理は終了し、方法は、図５のプロセスのステップＳ３０に進む。
【０１５１】
従って、皿穴検査方法が提供される。
【０１５２】
上述の皿穴検査方法は、有利なことに、平坦、凹状、および、凸状の面に形成された皿穴の皿穴深さを決定するために使用され得る皿穴検証方法を提供する。
【０１５３】
上で与えられた皿穴開けプロセスの利点は、プロセスが、市販で入手可能な、既製の産業用ロボットを使用して実行されることである。さらに、それは、任意のタイプのパネルまたは部品上で、および、任意の形状のパネルまたは部品上で、皿穴開け／穿孔プロセスを実行するために同じロボットを使用することが可能となることに役立つ。従って、有利なことに、比較的高価な機械工具の使用が避けられることに役立つ。
【０１５４】
上述の皿穴開けプロセスに使用されるロボットは、異なる大きさ／形状の切削工具を使用することができる。従って、ロボットは、多くの形式の穿孔／皿穴開け動作を行うために使用され得る。異なるサイズ／形状の切削工具を考慮して、切削工具の大きさ（例えば、長さ、および、角度）が、Ｋｅｌｃｈのプリセッタ上で正確に測定され得る。このデータは、例えば、工具番号、工具寿命などのような他のデータと共に、チャックに取り付けられた無線周波数識別（Radio Frequency Identification：ＲＦＩＤ）チップに記憶され得る。工具が工具交換装置から選択された場合に、ＲＦＩＤチップに記憶されたデータが、制御ユニットにリンクされた読み取り器によって読み取られ得る。そして、システムは、例えば、それがどの工具を使用しているか、それが、工具が交換されなければならなくなる前に、何個の穴を穿孔することができるか、および、工具の長さ、を決定することができる。工具の長さは、所望される予め定められた深さまでパネル／部品を穿孔するために、切削工具がその軸に沿ってどれくらい動かされるべきであるかの決定に使用され得る。工具寿命は、有利なことに、穴が当該工具で皿穴開けされる度に工具の利用可能な寿命を減算し、当該工具のために、減算された工具寿命をＲＦＩＤチップに記憶することによって、監視され得る。
【０１５５】
穿孔中、第２のロボットは、有利なことに、穿孔されているパネル／部品の後面に接触することに役立つ。これは、第２のロボットが、穿孔中に第１のロボットによって付与される力と等しく、反対の力を付与することを提供するのに役立つ。換言すれば、パネルは、第１と第２のロボットの作動により、（穿孔されている地点に近接するパネルの少なくとも部分が、穿孔動作の間に曲がったり、または、屈曲したりしないことに役立つように）固定される。
【０１５６】
コントローラ１４、１６、１８、２０を含む、上記構成を実装し、上述の方法のステップを実行するための装置は、例えば、１つまたは複数のコンピュータ、または、他の処理装置、または、プロセッサなどの任意の好適な装置を構成し、または、適合させることによって、および／または、追加のモジュールを提供することによって、提供され得る。装置は、コンピュータメモリ、コンピュータディスク、ＲＯＭ、ＰＲＯＭなど、または、これらまたは他の記憶媒体の任意の組み合わせなどの、機械が読み取り可能な記憶媒体の中に、または、上に記憶されたコンピュータプログラム、または、複数のコンピュータプログラムの形態での命令やデータを含み、命令を実装し、データを使用するために、コンピュータ、コンピュータのネットワーク、または、１つまたは複数のプロセッサを備え得る。
【０１５７】
図５および図６のフローチャートに示され、上述されたプロセスステップのあるものは省略され得、そのようなプロセスステップは、上で提示され、図に示される順序と異なる順序で実行されてもよいことに留意すべきである。さらに、プロセスステップの全ては、理解の利便性と容易さのために、個別の時間的に連続したステップとして示されているが、それにもかかわらず、プロセスステップのいくつかは、実際には、同時に、または、少なくとも時間的にある程度重複して、実行され得る。
【０１５８】
上記実施形態では、皿穴開けプロセスは、（平坦または平坦でない）パネル上で行われる。パネルは、炭素繊維で作られており、機体を形成する構造体に固定するためにある。しかし、他の実施形態では、皿穴開けプロセスは、例えば、１つまたは複数の異なるタイプの材料で作られた部品などの異なるタイプの部品、または、異なる目的のための部品上で実施され得る。
【０１５９】
上記実施形態では、パネル／部品上で実施されるプロセスは、皿穴開けプロセス（予め穿孔された穴を皿穴開けするため）である。しかし、他の実施形態では、実行されるプロセスは、部品／パネルに穴を穿孔するプロセス、例えば、後で、皿穴開けされてもよい、などの異なるタイプの穿孔／切削プロセスである。
以下に、本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
物体に形成された造作の深さを決定するための装置であって、前記造作は、切削工具によって物体に形成されており、前記装置は、
前記造作と前記造作に近接する前記物体の部分の画像を取り込むように構成されるカメラと、
前記カメラに動作可能に結合される１つまたは複数のプロセッサと、
を備え、
前記１つまたは複数のプロセッサは、
前記画像において、前記造作と前記物体の面との間の前記造作のエッジを検出し、
検出された前記エッジを用いて、円についての直径を計算し、
前記切削工具の先端角を取得し、
算出された前記直径と、取得された前記先端角を使用して、前記造作についての深さ値を計算する
ように構成される、
装置。
［Ｃ２］
前記造作は、前記物体を通じる穴の皿穴である、［Ｃ１］に記載の装置。
［Ｃ３］
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
計算された前記深さ値を、深さ値の所定の範囲と比較し、
計算された前記深さ値が、深さ値の前記所定の範囲内にある場合、前記造作に第１のラベルを割り当て、または、
計算された前記深さ値が、深さ値の前記所定の範囲内にない場合、前記造作に第２のラベルを割り当て、第２のラベルは、前記第１のラベルと異なる、
ように構成される、［Ｃ１］または［Ｃ２］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ４］
前記円は、検出された前記エッジに最良適合する円である、［Ｃ１］ないし［Ｃ３］のいずれか一項に記載の装置。 
［Ｃ５］
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
前記造作に近接する前記物体の部分が、実質的にゼロに等しい曲率を有していることを決定し、
前記造作に近接する物体の部分が実質的にゼロに等しい曲率を有するとの決定に応じて、最良適合の前記円の直径と取得された前記先端角とを使用して、前記造作についての前記深さ値を計算する
ように構成される、［Ｃ４］に記載の装置。
［Ｃ６］
前記画像において検出された前記エッジの形状は、実質的に楕円であり、
前記円について前記直径は、前記楕円の短軸に等しい、
［Ｃ１］ないし［Ｃ３］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ７］
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
前記造作に近接する前記物体の部分が、カメラに対して凹状であることを決定し、
前記造作に近接する前記物体の部分が前記カメラに対して凹状であると決定したことに応じて、前記円の前記直径と取得された前記先端角とを使用して、前記造作の深さ値を計算する
ように構成される、［Ｃ６］に記載の装置。
［Ｃ８］
前記画像における検出されたエッジの形状は、実質的に楕円であり、  前記円についての前記直径は、前記楕円の長軸に等しい、
［Ｃ１］ないし［Ｃ３］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ９］
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
前記造作に近接する前記物体の部分が、前記カメラに対して凸状であることを決定することと、
前記造作に近接する前記物体の部分が前記カメラに対して凸状であるという決定に応じて、前記円の前記直径と取得された前記先端角を使用して、前記造作についての深さ値を計算する
ように構成される、［Ｃ８］に記載の装置。
［Ｃ１０］
前記１つまたは複数のプロセッサは、算出された前記直径、取得された前記先端角、および、１つまたは複数の三角関数を使用して、前記造作についての前記深さ値を計算するように構成される、［Ｃ１］ないし［Ｃ９］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ１１］
装置はさらに、電磁放射を出射するように構成される照明システムを備え、
前記カメラは、前記照明システムによって出射された前記電磁放射を検出するように構成され、
前記照明システムは、前記造作と前記造作に近接する前記物体の部分の上に電磁放射を出射し、それによって、前記造作と前記物体の面との間で、前記画像におけるコントラストを増加させるように構成される、
［Ｃ１］ないし［Ｃ１０］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ１２］
前記カメラは、ロボットアームのエンドエフェクタ上に設けられる、［Ｃ１］ないし［Ｃ１１］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ１３］
前記装置は、さらに、切削工具を備え、
前記カメラは、さらに、前記造作が前記物体に形成される前に、前記物体の１つまたは複数の画像を取得するように構成され、
前記１つまたは複数のプロセッサは、さらに、
前記造作が前記物体に形成される前の前記物体の１つまたは複数の画像を使用して、前記切削工具を、前記物体の面に垂直になるように動かし、
その後、前記物体に前記造作を形成するために前記切削工具を制御する
ように構成される、
［Ｃ１］ないし［Ｃ１２］のいずれか一項に記載の装置。
［Ｃ１４］
物体に形成された造作の深さを決定する方法であって、前記造作は、切削工具によって物体に形成されており、
前記造作と前記造作に近接する前記物体の部分との画像を取り込み、
前記画像において、前記造作と前記物体の面との間で前記造作のエッジを検出し、
検出された前記エッジを使用して、円についての直径を算出し、
前記切削工具の先端角を取得し、
計算された前記直径と取得された前記先端角を使用して、前記造作についての深さ値を算出する、
方法。
［Ｃ１５］
１つまたは複数の穴を備える航空機用パネルであって、
各穴は、皿穴開けされた部分を備え、
各皿穴開けされた部分は、深さ値と関連付けられ、
各深さ値は、［Ｃ１４］に記載の方法を用いて決定される、航空機用パネル。
【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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