(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の表面と第二の表面とを有する積み重ねたものをクランプするためのクランプアセンブリ（１１０、５１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０、１３１０、１４１０）であって、
複数の磁石装置（１３０、１３２ａ、１３２ｂ、５４０、７４０、８４０、９４０、１０４０、１１４０、１２４０、１３４０、Ｍ１〜Ｍ６）を含む第一のクランプ（１２０、５２０、７２０、８２０、９２０、１０２０、１１２０、１２２０、１３２０、１４２０）であって、各磁石装置は永久磁石（１３２、５４２、１３４２）および永久磁石を囲むコイル（１３４、５４４、１３４４）を含む第一のクランプ、
永久磁石（１３２、５４２、１３４２）を選択的に磁化および消磁させるためにコイル（１３４、５４４、１３４４）にパルスを供給する制御装置（１５０）、および
前記第一のクランプと対向し、前記第一のクランプの前記永久磁石（１３２、５４２、１３４２）のうちの少なくとも一つとエアギャップを形成する第二のクランプ（１４０、５３０、７３０、８３０、９３０、１０３０、１１３０、１２３０、１３３０）であって、前記複数の永久磁石のうち少なくとも２つの永久磁石の間に磁束通路を提供し、かつ、前記第一のクランプの対応する永久磁石と、永久磁石（１３４７）が整列されている複数の磁石装置を有する第二のクランプ
を備え、
前記第一のクランプは前記積み重ねたものの前記第一の表面と対向して配置されるように構成されており、
前記第二のクランプは前記積み重ねたものの前記第二の表面と対向して配置されるように構成されており、
前記エアギャップは前記積み重ねたものを受容するように構成されており、
前記永久磁石の磁区整列を促進および非促進するために、前記制御装置（１５０）が選択されたコイルにパルスを供給するよう構成され、
前記制御装置（１５０）には、各コイルについてコントロールコイルの電流時間及び振幅を制御して各永久磁石の目的の磁束密度を達成するための、エアギャップセンサーに応じた閉ループコントロールを含む、クランプアセンブリ（１１０、５１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０、１３１０、１４１０）。
【請求項２】
クランプアセンブリ（１１０、５１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０、１３１０、１４１０）であって、
複数の磁石装置（１３０、１３２ａ、１３２ｂ、５４０、７４０、８４０、９４０、１０４０、１１４０、１２４０、１３４０、Ｍ１〜Ｍ６）を含む第一のクランプ（１２０、５２０、７２０、８２０、９２０、１０２０、１１２０、１２２０、１３２０、１４２０）であって、各磁石装置は永久磁石（１３２、５４２、１３４２）および永久磁石を囲むコイル（１３４、５４４、１３４４）を含む第一のクランプ、および
永久磁石（１３２、５４２、１３４２）を選択的に磁化および消磁させるためにコイル（１３４、５４４、１３４４）にパルスを供給する、制御装置（１５０）を備え、
少なくとも１つの磁石装置（１３４５）の永久磁石（１３４７）が曲がっており、かつ、コイル（１３４９）がその曲がっている永久磁石の一端に存在する、クランプアセンブリ（１１０、５１０、７１０、８１０、９１０、１０１０、１１１０、１２１０、１３１０、１４１０）。
【請求項３】
永久磁石がプロセス軸（Ａ）を中心に対称的に配置されている請求項１または２に記載のクランプアセンブリ。
【請求項４】
プロセス軸（Ａ）周囲の永久磁石（１３２、５４２、１３４２）を保持するための少なくとも１つの保磁子（１３６、５５０、７５０、９５０、１０５０、１１５０、１２５０）をさらに備えており、保磁子はまた永久磁石間の磁束通路を提供する請求項１〜３のいずれか一項に記載のクランプアセンブリ。
【請求項５】
コイルにパルスを供給するためのエネルギーを事前に保存するためのコンデンサシステム（１５２０）をさらに備えた請求項１〜４のいずれか一項に記載のクランプアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
部品を積み重ねたものが互いに締結されるような組立作業を例として考察する。これらの部品は数百ポンドの力で互いに締め付け固定され、リベットまたはボルトなどの留め具が部品を積み重ねたものの中に挿入され、その後終端処理される。
【背景技術】
【０００２】
この例では、締付力を付与するために電磁石を使用する。たとえば、多くの電磁石がその積み重ねたものの片側に配置される一方で、金属プレートが反対側に配置されることがある。電磁石が作動すると、磁束線が金属プレートを通して流れる磁界が形成され、金属プレートが最も抵抗の少ない位置（すなわち電磁石の方）へと移動される。この結果、部品同士が締め付け固定される。
【０００３】
数百ポンドの締付力を得るためには、大きな電磁石と高電流が使用される。締め付け固定のサイクル中、高電流が常に流れる。締め付け固定のサイクルが長いとき、全エネルギー使用量は非常に高い。
【０００４】
締め付け固定のサイクルが長いとき、過熱を避けるために、電磁石を冷却するための冷却システムが必要な場合がある。空気またはその他の冷却流体が、電磁石の銅線間のチャネルを通して流されることがある。このような流体が運び出す熱は、熱交換器やその他の二次システムで排出される。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書の一実施形態に係るクランプアセンブリは、複数の磁石装置を含む第一のクランプを備える。各磁石装置は、永久磁石および永久磁石を囲むコイルを含む。クランプアセンブリはさらに、永久磁石を選択的に磁化および消磁させるために、コイルにパルスを供給する制御装置を備えている。
【０００６】
本明細書の別の一実施形態に係るシステムは、複数の磁石装置をプロセス軸の周囲に含むロボットエンドエフェクタを備える。各磁石装置は、永久磁石および永久磁石を囲むコイルを含む。システムはさらに、永久磁石を選択的に磁化および消磁させるために、コイルにパルスを供給する制御装置を備えている。
【０００７】
本明細書の別の実施形態によると、積み重ねたものを締め付け固定する方法には、積み重ねたものの第一の面に対する永久磁石の位置決めをすること、積み重ねたものの第二の面に対し磁束伝導構造を配置すること、および永久磁石を磁化および消磁させるために、外部磁界パルスを永久磁石に供給することを含む。
【０００８】
本発明の一態様は複数の磁石装置を含む第一のクランプを有するクランプアセンブリに関する。各磁石装置は、永久磁石および永久磁石を囲むコイルを含む。クランプアセンブリはまた、永久磁石を選択的に磁化および消磁させるために、コイルにパルスを供給する制御装置を含む。
【０００９】
一実施例においては、クランプアセンブリはまた第一のクランプの磁石と共にエアギャップを形成する第二のクランプを含み、第二のクランプは磁束通路を提供する。
【００１０】
クランプアセンブリの一変形例では、第二のクランプに、磁束通路を提供するプレートが含まれる。
【００１１】
クランプアセンブリの別の代替例では、第二のクランプに複数の磁石装置が含まれ、これら磁石装置の永久磁石が第一のクランプの対応する永久磁石と整列されている。
【００１２】
クランプアセンブリの別の実施例では、各永久磁石に鉄合金が含まれる。
【００１３】
クランプアセンブリの別の変形例では、永久磁石がプロセス軸を中心に対称的に配置されている。
【００１４】
別の代替例では、クランプアセンブリにはまた、プロセス軸周囲の永久磁石を保持するための少なくとも１つの保磁子が含まれ、保磁子は永久磁石間の磁束通路も提供する。
【００１５】
クランプアセンブリのさらに別の実施例では、複数の保磁子がプロセス軸から外側に放射状に伸びる。
【００１６】
クランプアセンブリのさらに別の変形例では、前記少なくとも１つの保磁子は複数の永久磁石をプロセス軸を中心に環状に配置する。
【００１７】
クランプアセンブリのさらに別の代替例では、少なくとも１つの磁石装置の永久磁石は曲がっており、かつ、コイルがその曲がっている永久磁石の一端に存在する。
【００１８】
さらに別のクランプアセンブリの実施例では、永久磁石の磁区整列を促進および非促進するために、制御装置が選択されたコイルにパルスを供給するよう構成される。
【００１９】
クランプアセンブリのさらなる別の変形例では、制御装置にはエアギャップセンサーに対応した閉ループコントロールが含まれ、閉ループコントロールは各コイルが各永久磁石の目的の磁束密度を達成するため、コントロールコイルの電流時間と振幅を制御する。
【００２０】
さらに別の代替例では、クランプアセンブリはさらにコイルにパルスを供給するためのエネルギーを事前に保存するためのコンデンサシステムを含む。
【００２１】
本発明の別の態様は、ロボットエンドエフェクタを持つシステムに関する。ロボットエンドエフェクタには複数の磁石装置がプロセス軸の周囲に含まれる。各磁石装置は、永久磁石および永久磁石を囲むコイルを含む。システムはまた、永久磁石を選択的に磁化および消磁させるために、コイルにパルスを供給する制御装置を含む。
【００２２】
システムの一実施例においては、ロボットエンドエフェクタにプロセス軸に沿って少なくとも１つの製造作業を実施するためのツールアセンブリが含まれる。
【００２３】
一変形例においては、システムは磁石装置と共にエアギャップを形成するための磁束伝導構造も含む。
【００２４】
別の代替例においては、システムはクランプおよび磁束伝導構造を位置決めするための少なくとも１つのロボットも含む。
【００２５】
本発明のさらなる別の態様は、積み重ねたものを締め付け固定する方法に関する。この方法は、積み重ねたものの第一の面に対する永久磁石の位置決めをすること、積み重ねたものの第二の面に対し磁束伝導構造を配置すること、および永久磁石を磁化および消磁させるために、外部磁界パルスを永久磁石に供給することを含む。
【００２６】
この方法の一実施例では、永久磁石がプロセス軸周囲に配置されている。
【００２７】
この方法の一変形例では、パルス時間はミリ秒単位であり、締め付け固定のサイクルは少なくとも１０秒である。
【００２８】
上述した本明細書で用いられる用語「実施例」、「変形例」、「代替例」は区別しないで用いられる。
【００２９】
これらの特徴および機能は、種々の実施形態において単独で達成することも、他の実施形態において組み合わせることもできる。実施形態のさらなる詳細は、下記の説明及び図面を参照することによって理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、磁気クランプを行うために選択的に永久磁石を磁化および消磁させるための永久磁石およびコイルを含むクランプアセンブリの図である。
【図２】図２は、積み重ねたものに対し磁気クランプを行うためのクランプアセンブリの使用方法の図である。
【図３】図３は、磁気クランプ中の磁束フローの図である。
【図４Ａ】図４Ａは、永久磁石を選択的に磁化および消磁させるために、コイルにパルスを供給する図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、永久磁石を選択的に磁化および消磁させるために、コイルにパルスを供給する図である。
【図５】図５は、クランプアセンブリの一実施形態の図である。
【図６】図６は、クランプアセンブリの一実施形態の図である。
【図７】図７は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図８】図８は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図９】図９は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図１０】図１０は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図１１】図１１は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図１２】図１２は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図１３】図１３は、クランプアセンブリの追加の実施形態の図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、６個の磁石装置を有するクランプアセンブリの図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、図１４Ａのクランプアセンブリの各種プロセスの構成図である。
【図１５】図１５は、クランプアセンブリにコイルの電流を供給するシステムの図である。
【図１６】図１６は、磁気クランプアセンブリを含むロボットシステムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１を参照すると、積み重ねたものを磁気的に締め付け固定するクランプアセンブリ１１０が示されている。積み重ねたものには、１つ以上の部品が含まれる。積み重ねたものの構成は何らの特定の材料に限定されない。
【００３２】
クランプアセンブリ１１０にはクランプ１２０が含まれ、クランプ１２０には複数の磁石装置１３０が含まれる。各磁石装置１３０は、永久磁石１３２および永久磁石１３２を囲むコイル１３４を含む。コイル１３４は、それぞれの対応する永久磁石１３２を選択的に磁化および消磁させるために使用される。
【００３３】
クランプアセンブリ１１０にはさらに、クランプ１２０の永久磁石１３２とのエアギャップを形成する磁束伝導構造１４０が含まれる。締め付け固定作業の間、積み重ねたものは永久磁石１３２と磁束伝導構造１４０間のエアギャップ内に置かれる。永久磁石１３２が磁化されると、磁束伝導構造１４０はクランプ１２０の方向に引きつけられ、そこで締付力が積み重ねたものに付与される。永久磁石１３２が消磁されると、締付力が除去される。
【００３４】
いくつかの実施形態において、磁束伝導構造１４０は磁束伝導材（鋼など）製のプレートを含む。他のいくつかの実施形態においては、磁束伝導構造１４０は第二のクランプを含んでおり、第二のクランプは対応する複数の磁石装置を含む。第一のクランプと第二のクランプの永久磁石はエアギャップを形成するように整列される。さらに別の実施形態においては、磁束伝導構造１４０は積み重ねたものの中にある磁束伝導部品（クランプ１２０から最も遠い位置にある磁束伝導部品など）であってよい。
【００３５】
図２は、積み重ねたものに対し磁気クランプを行うため、クランプアセンブリ１１０を使用する方法の図である。ブロック２１０で、永久磁石１３２が積み重ねたものの第一の面の上方に配置される。通常、永久磁石１３２は前記第一の面の上方に配置される前に消磁される。
【００３６】
ブロック２２０で、磁束伝導構造１４０が積み重ねたものの第二の面に対し配置される。ブロック２３０で、永久磁石１３２は元の位置で磁化される。磁束が、磁束伝導構造１４０を通って流れる。
【００３７】
図３に示すように、永久磁石１３２が磁化されると、磁束（Ｆ）が１つの磁石１３２ａから磁束伝導構造１４０を通り、もう１つの磁石１３２ｂへと流れる。（磁気回路を完成させるため、保磁子１３６が磁石１３２ａおよび１３２ｂに磁気的に結合されてよい。）磁束伝導構造１４０が最も抵抗の少ない位置、すなわちクランプ１２０の方に移動される。その結果、締付力が、エアギャップＡＧ内に置かれた積み重ねたものＳに付与される。
【００３８】
クランプアセンブリ１１０にはさらに、永久磁石１３２を選択的に磁化および消磁させるために、コイル１３４にパルスを供給する制御装置１５０が含まれる。制御装置１５０は永久磁石１３２を磁化させるために一方向にコイルの電流を供給し、かつ、制御装置１５０は永久磁石１３２を消磁させるために反対方向にコイルの電流を供給する。電流の供給を受けたコイル１３４は、磁区整列を促進または非促進するために十分な強度を持つ外部磁界を確立する。
【００３９】
パルス幅は締め付け固定のサイクル時間と比較して短い。たとえば、パルス幅はミリ秒単位であるのに対し、１サイクルで締付力は１０秒間（あるいはもっと長く）付与される。
【００４０】
永久磁石１３２の磁化を変化させる磁界を形成するために、コイルの電流の振幅と時間が選択される。コイルの電流の振幅は同一の締付力を付与する電磁石の振幅よりも高い可能性がある。しかしながら、コイル１３４に流れる電流はミリ秒間であるのに対し、従来の電磁石に流れる電流は数十秒（あるいはそれより多い）間であるため、全体的な電力消費量はより低い。さらに、コイル１３４を冷却するための冷却システムは不要である。
【００４１】
コイルの電流の単一のパルスがコイルに送られるようにしてもよいし、または複数のパルスが送られるようにしてもよい。図４Ａは単一のパルスを示す。図４Ｂは異なる強度および方向のパルス列を示す。
【００４２】
締付力は磁束場を最大化することで、最大化できる。磁束場は、コイルの電流の振幅とパルス幅、磁石数、およびコイルごとの巻き数で変化する。締付力はまたエアギャップのサイズで変化する。
【００４３】
いくつかの実施形態において、永久磁石１３２は鉄合金を含んでよい。たとえば、永久磁石はＡｌＮｉＣｏ磁石のような鉄合金の磁石としてよい。しかしながら、その他の実施形態では磁束密度のより高いまたはより低い永久磁石を使用してもよい。たとえば、その他の実施形態で希土類磁石を使用してよい。
【００４４】
永久磁石１３２の磁性体を完全にいずれかの方向に磁化させるため（最大の締付力を得るため）、外部磁界は、永久磁石１３２の磁性体を飽和状態にする。しかしながら、永久磁石１３２により形成された磁界を消磁、すなわち本質的に無効にするために、外部磁界の強度をより小さくし、存在物に対し反対方向に外部磁界をかけてよい。
【００４５】
その飽和状態の強度より低い外部磁界をかけることで、連続する締付力が得られる。たとえば、均一の力分布をもたらすため、クランプアセンブリ１１０内のすべての永久磁石１３２が磁化されるが、その磁化は完全な締付力を発揮させないよう部分的にすぎない。コイルの電流の振幅およびパルス幅を制御し、磁石装置ごとに特定の締付力を得ることができる。
【００４６】
クランプアセンブリ１１０に、実際の締付力を検出するためのセンサー１６０を含めてよい。第一の実施例として、力センサー（ロードセル）によって生成される実際の締付力の大きさを測定するようにしてよい。第二の実施例として、ホール効果センサーがエアギャップ内の磁束密度を測定し、この測定値から実際の締付力を測定するようにしてもよい。
【００４７】
いくつかの実施形態において、制御装置１５０に実際の締付力を制御するための閉ループコントロールを含めてよい。たとえば、実際の締付力と所望の締付力の誤差が一定のしきい値内になるまで、閉ループコントロールが締付力を変化させるようにしてよい。図４Ｂのパルス列について検討する。２つの初期パルスがすべての磁石に対し完全な磁化を発生させ、結果として最大の締付力をもたらす。続いて逆極性の振幅のより小さいパルスが、最大の締付力から所望のより小さい締付力になるよう締付力を低減させるために使用される。
【００４８】
他の実施形態において、制御装置１５０は締付力を制御するための開ループコントロールを使用してよい。たとえば、所望の締付力を得るために、コイルの電流の強度、時間、方向を判定するための参照テーブルを使用できる。
【００４９】
図５から図１３は、クランプアセンブリの各種の実施形態を図示する。これらの実施形態では、永久磁石がプロセス軸を中心に対称的に配置される。このような配置にすると、積み重ねたものにプロセス軸に沿って製造作業（例：掘削、リベット締め）を実施する際、均一の締付力を積み重ねたものに付与できる。
【００５０】
図５と６を参照すると、積み重ねたものを締め付け固定するための上側のクランプ５２０と下側のクランプ５３０を含むクランプアセンブリ５１０が示されている。積み重ねたものには上側の部分（Ｐ１）と下側の部分（Ｐ２）が含まれる。
【００５１】
各クランプ５２０および５３０には４組の磁石装置５４０が含まれ、各磁石装置５４０には永久磁石５４２とコイル５４４が含まれる。磁石装置５４０はプロセス軸（図示せず）を中心に放射状に配置される。上側のクランプ５２０と下側のクランプ５３０の対向する永久磁石５４２の第一の端により、エアギャップが画定される。各組の磁石装置５４０には、保磁子５５０が永久磁石５４２の第二の端に磁気的結合されている。保磁子５５０は低炭素鋼またはその他の磁束伝導材で構成してよい。
【００５２】
図６は、上側のクランプ５２０内の１組の磁石装置５４０と下側のクランプ５３０内の対応する組の磁石装置５４０の横断面図である。図６には締め付け固定中の磁束通路も示されている（直線の矢印）。エアギャップＡＧ内の磁束密度および磁石装置５４０間の対応する締付力は、コイル５４４を通る電流パルス（円形矢印）の強度、方向、およびシーケンスで制御される。
【００５３】
図７を見ると、単一の部品Ｐ３を締め付け固定するためのクランプ７２０および金属プレート７３０を含むクランプアセンブリ７１０が示されている。クランプ７２０には、プロセス軸（Ａ）を中心に対称的に配置された２組の磁石装置７４０が含まれる。各磁石装置７４０は正方形の構成をしており、正方形状の永久磁石と正方形状のコイルが含まれている。これらの永久磁石は単一の保磁子７５０で接続されており、単一の保磁子７５０にはプロセス軸（Ａ）から外側に放射状に伸びるアーム７５２が備わっている。保磁子７５０の開口部７５４は、部品（Ｐ３）の締め付け固定された部分内で製造作業が行われることを可能にする。
【００５４】
図８は、金属プレート８３０とクランプ８２０を含む、図７に示す実施形態と類似のクランプアセンブリ８１０を示す。しかしながら、図８の実施形態においては、クランプ８２０の磁石装置８４０は円筒形の構成である（各磁石装置８４０の永久磁石とコイルは円筒形である）。円筒形のコイルの方が巻きやすく、巻線内での張力をより低くできる。
【００５５】
図９および１０は、クランプ９２０と１０２０を示しており、各クランプはそれぞれ磁石装置９４０と１０４０の単一の組を有しており、これら磁石装置の永久磁石の端同士の間に磁束通路を付与する保磁子９５０と１０５０をそれぞれ有している。図９のクランプアセンブリ９１０には、クランプ９２０と鋼のバー９３０が含まれる。図１０のクランプアセンブリ１０１０には、クランプ１０２０および対応する下側のクランプ１０３０が含まれる。下側のクランプ１０３０の永久磁石は、上側のクランプ１０２０の永久磁石と整列され、かつ、上側のクランプ１０２０の永久磁石と共にエアギャップを形成している。鋼のバー９３０の代わりに、下側のクランプ１０３０を使用すると、より強い締付力が得られる。一方で、鋼のバー９３０を使用する図９のクランプ９１０の方が費用や複雑さの度合いは低い。さらに、鋼のバー９３０はクランプ９２０の永久磁石と整列させる必要がないため、位置決めに同様の厳密さが必要とされない。
【００５６】
図１１は上側のクランプ１１２０と下側のクランプ１１３０を含むクランプアセンブリ１１１０を示すが、各クランプ１１２０と１１３０には、環状に配置された複数の磁石装置１１４０が含まれる。各クランプ１１２０と１１３０にはさらに、磁石装置１１４０の永久磁石を磁気的結合するための環状の保磁子１１５０が含まれる。他の実施形態では、クランプ１１３０の代わりに、磁束伝導プレートを使用してもよい。
【００５７】
図１２は、上側のクランプ１２２０と下側のクランプ１２３０を含むクランプアセンブリ１２１０を示すが、各クランプ１２２０と１２３０には、磁石装置１２４０が環状に配置されている。各クランプ１２２０と１２３０にはさらに、複数の保磁子１２５０が含まれる。各保磁子１２５０は、一組の永久磁石を磁気的結合する。図１２は、各クランプ１２２０と１２３０の３組の磁石装置１２４０を示す。
【００５８】
図１３は、上側のクランプ１３２０と下側のクランプ１３３０を含むクランプアセンブリ１３１０を示している。上側のクランプ１３２０は、プロセス軸（図示せず）に平行に配置された永久磁石１３４２を有する複数の磁石装置１３４０を含む。コイル１３４４が永久磁石１３４２の周囲に巻いてある。下側のクランプ１３３０には、複数の磁石装置１３４５が含まれ、磁石装置１３４５の永久磁石１３４７は曲がりを有する。各曲がった永久磁石１３４７の一端は、上側のクランプ１３２０の永久磁石１３４２と整列され、かつ、上側のクランプ１３２０の永久磁石１３４２と共にエアギャップを形成している。コイル１３４９がそれぞれの曲がった永久磁石１３４７の他方の一端の周囲に巻かれている。このように配置することで、下側のクランプ１３３０のプロファイルを減じ、クランプアセンブリ１３１０をより狭いスペースで使用できるようにする。上側のクランプに曲がった永久磁石を使用したり、あるいは上側のクランプ１３２０の代わりに金属プレートを使用したりすることで、クランプアセンブリプロファイルはさらに減じることができる。
【００５９】
クランプアセンブリの制御について以降記述する。磁化中に、パルス強度またはパルス時間の一方あるいは両方を調節し、そのパルスで得られる最大電流を変更できる。これにより今度は、異なる強度の外部磁界がもたらされる。つまり、パルス強度及び／又はパルス時間を変更すると、連続する締付力が得られる。
【００６０】
さらに、各永久磁石を選択的に磁化および消磁できるため、積み重ねたものの異なる領域を締め付け固定できる。
【００６１】
ここで図１４Ａを参照すると、６つの磁石装置を有するクランプ１４２０を含むクランプアセンブリ１４１０が示されており、図１４Ｂにはクランプアセンブリ１４１０の各種のプロセス構成ＡからＥが示されている。磁石装置には反時計回りの順に、Ｍ１からＭ６のラベルが付されている。大きな締め付け固定領域および大きな締付力が必要な場合、Ｍ１からＭ６のすべての磁石装置が活性化される（プロセス構成Ａ）。より小さな締め付け固定領域のみが必要な場合、より少ない数の磁石装置が活性化される。たとえば、磁石装置Ｍ１およびＭ４が磁化されるのに対し、磁石装置Ｍ２、Ｍ３、Ｍ５、およびＭ６は消磁される（プロセス構成Ｂ）。
【００６２】
プロセス構成Ａ、Ｂ、Ｃ、およびＤにおいては、締付力はプロセス軸の対向する両側に付与される。すべての磁石が同じ磁化を有すると、締付力はプロセス軸を中心に対称的になり、少なくとも１つの磁石が異なる磁化を有すると、締付力は非対称的になる。
【００６３】
他の構成においては、締付力はプロセス軸の１つの側にのみ付与される。たとえば、プロセス構成Ｅでは、磁石Ｍ１とＭ２を磁化し、他の磁石Ｍ３からＭ６を消磁させることで締付力が生成される。積み重ねたものの一端を締め付けるためにこのような力が使用されることがある。
【００６４】
選択した磁石を同時にまたは連続的に磁化することができる。たとえば、Ｍ１からＭ６までのすべての永久磁石を同時に磁化するには入力エネルギーが不十分な場合、磁石は連続的に磁化される。プロセス構成Ｄを検討してみる。磁石Ｍ１、Ｍ３，Ｍ４、およびＭ６に特定の締付力を達成させるために、まず磁石Ｍ１を磁化し、次に磁石Ｍ６を、その次に磁石Ｍ４を、そして磁石Ｍ３を磁化できる。
【００６５】
ここで図１５を参照すると、磁石装置のコイルに電流を供給するシステム１５１０が示されている。システム１５１０には、電気エネルギーを格納するための１つ以上のコンデンサ１５２０が含まれる。たとえば、少なくとも１つのコンデンサ１５２０がクランプアセンブリの各コイルに提供される。各コンデンサ１５２０を充電するために、電源１５３０（バッテリーなど）を使用してよい。各コンデンサ１５２０はＨブリッジ回路（Ｈブリッジ回路はコンデンサの電流方向を制御可能）などの回路１５４０によりコイルを介して放電され、対応する永久磁石を磁化または消磁させる。コンデンサの充電時間および放電時間を制御するために一連の電力抵抗器１５５０を使用してよい。制御装置１５０で充電と放電を制御してよい。
【００６６】
本明細書におけるクランプアセンブリは何らの特定の用途にも限定されない。一実施例にすぎないが、本明細書におけるクランプアセンブリは１つ以上の製造作業を実施するよう構成されたロボットシステムで使用できる。
【００６７】
図１６を参照すると、ロボットシステム１６１０が示されている。ロボットシステム１６１０にはエンドエフェクタ１６２０およびエンドエフェクタ１６２０を位置決めするためのロボット１６３０が含まれる。エンドエフェクタ１６２０にはクランプ１６４０が含まれており、クランプ１６４０にはプロセス軸の周囲に配置された複数の磁石装置が含まれる。ロボットシステム１６１０にはさらに前記ロボット１６３０またはそれとは別のロボット１６３０によって配置され得る磁束伝導構造１６２５が含まれる。
【００６８】
エンドエフェクタ１６２０はプロセス軸に沿って１つ以上の製造作業を実施するよう構成できる。たとえば、エンドエフェクタ１６２０にはさらに、プロセス軸を目的位置の上に正確に位置決めする視覚システム１６５０およびその目的位置においてプロセス軸に沿って１つ以上の製造作業を実施するためのツールアセンブリ１６６０が含まれる。制御装置１６７０が、ロボット１６３０（複数の場合あり）の作業、クランプアセンブリ１６４０、視覚システム１６５０、およびツールアセンブリ１６６０を制御してよい。一部の実施形態においては、制御装置１６７０はエンドエフェクタ１６２０またはロボット１６３０によって運搬されてもよい。
【符号の説明】
【００６９】
１３２ａ    磁石
１３２ｂ    磁石
１３６    保磁子
１４０    磁束伝導構造
５１０    クランプアセンブリ
５２０    上側のクランプ
５３０    下側のクランプ
５４０    磁石装置
５４２    永久磁石
５４４    コイル
５５０    保磁子
７１０    クランプアセンブリ
７２０    クランプ
７３０    金属プレート
７４０    磁石装置
７５０    保磁子
７５２    アーム
７５４    開口部
８１０    クランプアセンブリ
８２０    クランプ
８３０    金属プレート
８４０    磁石装置
９１０    クランプアセンブリ
９２０    クランプ
９３０    鋼のバー
９４０    磁石装置
９５０    保磁子
１０１０    クランプアセンブリ
１０２０    上側のクランプ
１０３０    下側のクランプ
１０４０    磁石装置
１０５０    保磁子
１１１０    クランプアセンブリ
１１２０    上側のクランプ
１１３０    下側のクランプ
１１４０    磁石装置
１１５０    環状の保磁子
１２１０    クランプアセンブリ
１２２０    上側のクランプ
１２３０    下側のクランプ
１２４０    磁石装置
１２５０    保磁子
１３１０    クランプアセンブリ
１３２０    上側のクランプ
１３３０    下側のクランプ
１３４０    磁石装置
１３４２    永久磁石
１３４４    コイル
１３４５    磁石装置
１３４７    永久磁石
１３４９    コイル
１４１０    クランプアセンブリ
１４２０    クランプ
Ａ    プロセス軸
Ｍ１    磁石
Ｍ２    磁石
Ｍ３    磁石
Ｍ４    磁石
Ｍ５    磁石
Ｍ６    磁石
Ｐ１    上側の部分
Ｐ２    下側の部分
Ｐ３    単一の部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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