特許 5967972 エンドエフェクタクランプのための力及び垂直性の検出

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5967972

(24)【登録日】2016年7月15日

(45)【発行日】2016年8月10日

(54)【発明の名称】エンドエフェクタクランプのための力及び垂直性の検出

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/06 20060101AFI20160728BHJP

【ＦＩ】

   B25J15/06 S

【請求項の数】14

【外国語出願】

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2012-35495(P2012-35495)

(22)【出願日】2012年2月21日

(65)【公開番号】特開2012-171093(P2012-171093A)

(43)【公開日】2012年9月10日

【審査請求日】2015年2月20日

(31)【優先権主張番号】13/032,596

(32)【優先日】2011年2月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】500520743

【氏名又は名称】ザ・ボーイング・カンパニー

【氏名又は名称原語表記】Ｔｈｅ Ｂｏｅｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100109726

【弁理士】

【氏名又は名称】園田 吉隆

(74)【代理人】

【識別番号】100101199

【弁理士】

【氏名又は名称】小林 義教

(72)【発明者】

【氏名】サール， ブランコ

(72)【発明者】

【氏名】ガンボア， ジェームズ ディー．

(72)【発明者】

【氏名】エリクソン， クリス ジェイ．

【審査官】 木原 裕二

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０６−３０５６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２５７５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０６６７１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０６２９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２１７２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０５７５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０１０２１４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２５Ｊ １／００ − ２１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロボットシステムであって、
電磁クランプ（１１４、５１０）を含むエンドエフェクタ（１１０）と、
前記クランプによって加工対象物表面（Ｓ）に加えられる力を測定するための前記エンドエフェクタに取り付けられた力センサー（１１６、５１２）と、
前記力センサー（１１６、５１２）が前記表面（Ｓ）に接触する前に、前記クランプ（１１４、５１０）が前記表面（Ｓ）に対して垂直であることを判定するため、前記力センサー（１１６、５１２）の周囲に配置された複数の垂直センサー（１１８、５１４）と
を備えたロボットシステム。

【請求項2】

前記垂直センサー（１１８）が、前記クランプの第１（Ｒ１）及び第２（Ｒ２）回転軸についての方向を測定するための少なくとも３個のセンサーを含む、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記エンドエフェクタ（１１０）を移動するためのロボットマニピュレータ（１２０）と、
前記垂直センサー（１１８）の出力に応答して、前記力センサー（１１６）が前記加工対象物表面（Ｓ）に接触可能になることなく、前記クランプ（１１４）が前記加工対象物表面（Ｓ）に対して垂直になるまで、前記エンドエフェクタ（１１０）を移動させるように、前記ロボットマニピュレータ（１２０）に指令を出すための制御装置（１２２）と
をさらに備えた、請求項１又は２に記載のシステム。

【請求項4】

前記制御装置（１２２）が、前記力センサーの出力に応答して締め付け力を発生させるように、前記クランプ（１１４）に指令を出す、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記垂直センサーの位置を較正するための較正プレート（８１０）をさらに備え、前記較正プレート（８１０）は、前記力センサーが載る高い部位（８１２）、及び前記垂直センサー（１１８、５１４）の先端に対する較正面を定義する低い部位（８１４）を有する、請求項３又は４に記載のシステム。

【請求項6】

前記制御装置（１２２）が、前記垂直センサー（１１８、５１４）に対する較正面を決定し、
前記クランプ（１１４、５１０）を加工対象物表面上に移動させ、前記較正面からピンまでの距離を決定し、且つ
対向する垂直センサーの前記距離が等しくなるように前記クランプの方向を合わせる、請求項３又は４に記載のシステム。

【請求項7】

前記力センサーが前記クランプの表面に配置されており、且つ
各垂直センサー（１１８、５１４）が、ピン及び前記ピンの位置を決定するためのリニア変位センサーを含み、
前記クランプの前記表面を越えて各ピンの先端が延びるよう可動になっている、請求項１から６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記力センサー及び前記垂直センサーが前記クランプと一体化されている、請求項１から７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

請求項１または３に記載のシステムであって、
前記電磁クランプが、
磁心（５１６）と、
前記磁心の周囲に巻かれた巻き線（５２６）とを有し、
前記力センサーが前記電磁クランプの締め付け面の位置にあり、
前記力センサー（５１２）の周囲に配置された前記複数の垂直センサー（５１４）が、前記締め付け面から前記力センサー（５１２）よりも遠くへ延びる先端を有するリニア変位センサーを備え、前記力センサー（５１２）が前記加工対象物表面（Ｓ）に接触することなく、前記加工対象物表面（Ｓ）に対する前記クランプの垂直性を判定可能とする、システム。

【請求項10】

４個のリニア変位センサーが前記力センサー（５１２）の周囲に配置された、請求項９に記載のシステム。

【請求項11】

各リニア変位センサーが、前記磁心（５１６）に埋め込まれた線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）及び前記ＬＶＤＴから延びるピンを含む、請求項９又は１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記力センサー（５１２）を前記磁心（５１６）に固定するための軸受筒（５２４）をさらに備え、前記軸受筒（５２４）が前記締め付け面を提供する、請求項９ないし１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

請求項９から１２のいずれか一項に記載のシステムにおけるクランプの使用方法であって、
前記リニア変位センサーのための較正面の決定（７１０）と、
前記加工対象物表面に接触するすべての垂直センサーの先端を用いた、加工対象物上での前記クランプの位置決め（７２０）と、
前記較正面から各先端までの距離の決定（７３０）と、
対向するセンサーの距離が等しくなるまでの前記クランプの再方向設定（７５０）と、
距離を維持しつつ前記締め付け面が前記加工対象物表面に接触するまでの、前記加工対象物表面へ向けた前記クランプの移動（７６０）と、
締め付け力の適用（７７０）と
からなる、クランプの使用方法。

【請求項14】

前記加工対象物上での製造作業の実施をさらに備えた、請求項１３に記載の方法であって、
前記磁心の軸開口部へのドリルの挿入と、
前記力センサーの読み取り中に、前記加工対象物に孔を穿孔するための前記ドリルの使用、及び穿孔中の前記巻き線の制御と
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

商用航空機の組み立て中、一部の作業は、限られた空間の内側と外側から同期を取って実施される。主翼ボックスのパネルにスパーを固定する作業について考えてみる。主翼ボックスの外側の組立てシステムは、パネルの片側に穿孔作業、皿取り加工作業、締め具挿入作業を行う。パネルの反対側にある主翼ボックスの内側で作業員又はシステムが、挿入した締め具にスリーブとナットを配置する。

【0002】

穿孔作業中、組み立てシステムは、パネルに対して適切な締め付け力を加えることが必要となる。電磁石を使用して締め付け力を加える場合には、電磁石のコイルに供給される電流に応じて、締め付け力を推定することができる。しかしながら、その推定値は常に正しいわけではない。推定値が正しくない場合には、締め付け力が不十分になる可能性がある。

【0003】

穿孔作業中の締め付け力が不十分な場合には、ドリルが移動することがある。その結果、穿孔された孔の位置が許容誤差範囲を超える可能性がある。したがって、商用航空機で正確に穿孔しなければならない孔の数を考慮した場合、許容誤差範囲を超えた孔による損失はきわめて大きくなる可能性がある。

【0004】

締め付け力を推定するのではなく、穿孔中に締め付け力を正確に測定することが望ましいであろう。

【発明の概要】

【0005】

本明細書のある観点によれば、ロボットシステムは、電磁クランプを含むエンドエフェクタ、クランプによって加工対象物表面に与えられる力を測定するためエンドエフェクタに取り付けられた力センサー、及び複数の垂直センサーを備えている。本垂直センサーは、力センサーの周囲に配置されており、力センサーが加工対象物表面に接触する前に、クランプが当該表面に対して垂直かどうかを判定する。

【0006】

本明細書の別の観点によれば、電磁クランプは、磁心、磁心の周囲に巻かれた巻き線、締め付け面の力センサー、及び力センサーの周囲に配置された複数のリニア変位センサーを備えている。本リニア変位センサーは、締め付け面から、力センサーよりも遠くまで延びるチップを有し、これにより力センサーが表面に触れることなく、加工対象物表面に対するクランプの垂直性を判定することができる。

【0007】

本明細書の別の観点によれば、方法は、加工対象物での製造作業を実施するためのクランプの使用からなり、クランプには、加工対象物表面に対するクランプの締め付け力を測定するための力センサーが含まれる。加工対象物表面に最も近いクランプの締め付け面の位置決めを含むクランプの使用、締め付け面が加工対象物表面に接触する前の加工対象物表面に関する締め付け面の垂直性の判定、締め付け面の垂直性を維持しつつ行う加工対象物表面への締め付け面の移動、及び加工対象物表面に対するクランプの固定からなる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１はエンドエフェクタを含むロボットシステムの図である。

【図2】図２は加工対象物表面に対してエンドエフェクタを固定するロボットシステムの制御方法の図である。

【図3】図３はエンドエフェクタの軸に関する力センサー及び垂直センサーの図である。

【図4A】図４Ａは垂直センサーの図である。

【図4B】図４Ｂは較正面に関する２個の垂直センサーのチップの図である。

【図5】図５は磁心に力センサー及び垂直センサーが埋め込まれた電磁クランプの磁心の図である。

【図6】図６は図５の磁心を含む電磁クランプの図である。

【図7】図７は図６の電磁クランプの制御方法の図である。

【図8】図８のＡ〜Ｄは較正、位置決め、及び締め付け中の図６の電磁クランプの図である。

【図9】図９は製造作業中の電磁クランプの図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

図１を参照して、締め付け力を測定した加工対象物表面に対して、エンドエフェクタ１１０を締め付けるためのロボットシステム１００について説明する。エンドエフェクタ１１０は、本体１１２及び電磁クランプ１１４を含む。一部の実施形態では、本体１１２及びクランプ１１４が一体化されることがある。他の実施形態では、本体１１２及びクランプ１１４は別個の要素となることがある。

【0010】

システム１００の操作中、エンドエフェクタ１１０の締め付け面（Ｃ）は、加工対象物表面（Ｓ）とは反対の方向に移動する。エンドエフェクタ１１０はさらに、加工対象物表面（Ｓ）に対して、クランプ１１４によって与えられる力を測定するための力センサー１１６を含む。例えば、力センサー１１６は、歪みゲージ、油圧センサー、又は形状記憶センサーを含むことができる。加工対象物表面に対して締め付け面（Ｃ）が垂直になると、測定値はきわめて正確になる。

【0011】

エンドエフェクタ１１０はさらに、力センサー１１６の周囲に配置される、複数の垂直センサー１１８を含む。一部の実施形態では、垂直センサー１１８は、リニア変位センサーにしてもよい。他の実施形態では、垂直センサー１１８は、近接センサーにしてもよい。垂直センサー１１８は、力センサー１１６が加工対象物表面（Ｓ）に接触する前に、加工対象物表面（Ｓ）に対して締め付け面（Ｃ）が垂直かどうかを判定することができる。この配置により、加工対象物表面（Ｓ）に対して締め付け力が垂直になるように、力センサー１１６から垂直センサー１１８を分離する動作が可能になる。力の測定は、力センサー１１６が加工対象物表面に対して垂直になるときに、より正確になる。動作を分離することにより、精度はさらに改善される。仮に、垂直性を判定する際に、力センサー１１６が加工対象物表面に接触していたとする。その場合、力センサーが加工対象物表面（Ｓ）に接触する際にクランプを回転させるため、エンドエフェクタ１１０には、力センサーとエンドエフェクタとの間の球面軸受を含む、より複雑な設計が必要となることがある。その結果、反作用力が球面軸受を摩耗させ、クランプのずれを引き起こすことがある。この問題は動作を分離することで回避される。高い精度での締め付け力の測定に加えて、システム１００は球面軸受を必要としない、より単純な設計を有している。

【0012】

ロボットシステム１００はさらに、エンドエフェクタ１１０を移動するためのロボットマニピュレータ１２０を含んでいる。ロボットマニピュレータ１２０は、例えばロボットアームを含むことができる。

【0013】

ロボットシステム１００はさらに、エンドエフェクタ１１０を移動するようにロボットマニピュレータ１２０に指令を出す、制御装置１２２を含む。制御装置１２２は又、力センサー１１６及び垂直センサー１１８を読み取り、クランプ１１４を制御して締め付け力を発生させる。制御装置１２２は、マイクロプロセッサを用いたものにしてもよい。

【0014】

次に図２を参照して、制御装置１２２によって実行されるある種の機能について説明する。ブロック２１０では、制御装置１２２は、締め付け面（Ｃ）が加工対象物表面（Ｓ）に対して垂直になっていることを垂直センサー１１８が示すまで、エンドエフェクタ１１０を加工対象物表面（Ｓ）とは反対の方向に移動するように、ロボットマニピュレータ１２０に指令を出す。この移動中に、力センサー１１６は加工対象物表面（Ｓ）に接触しない。

【0015】

ブロック２２０では、制御装置１２２は、エンドエフェクタ１１０を加工対象物表面（Ｓ）の方向に移動するように、ロボットマニピュレータ１２０に指令を出す。制御装置１２２は又、締め付け面（Ｃ）が加工対象物表面（Ｓ）に対して垂直のまま維持されることを保証するため、垂直センサー１１８を使用する。

【0016】

ブロック２３０では、制御装置１２２は、エンドエフェクタ１１０が加工対象物表面（Ｓ）に接触する場合を判定するため、力センサー１１６の値を読み取る。クランプが加工対象物表面（Ｓ）に対して垂直な状態で、制御装置１２２は、締め付け力を発生させるように、クランプ１１４に指令を出す。締め付け力により、エンドエフェクタ１１０は加工対象物表面（Ｓ）に対して固定される。制御装置１２２は、力センサー１１６の値を読み取り、正確な締め付け力が確実に加えられるように、クランプ１１４を制御する。

【0017】

次に図３を参照して、４個の垂直センサー１１８が力センサー１１６の周囲に配置されている実施形態を示す。垂直センサー１１８のうち、Ｎ１及びＮ２で指定した対向する第１のセンサー対１１８は、第１の回転軸（Ｒ１）に沿って配置される。Ｎ３及びＮ４で指定した対向する第２のセンサー対は、第２の回転軸（Ｒ２）に沿って配置される。４個の垂直センサー１１８は、平面及び非平面上で使用することができる。一部の実施形態では、平面上で３個の垂直センサー１１８が使用されることがある。

【0018】

次に図４Ａを参照して、垂直センサー４１０の実施形態を説明する。図４の垂直センサー４１０は、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）などのリニア変位センサー４１２としてもよい。垂直センサー４１０は、ピン４１４及びコイル（図示せず）を含む。ピン４１４のチップ４１６は、加工対象物表面に接触するように構成されている。作業中、ピン４１４はコイルに対して移動し、電圧を検出する。電圧の変化は、ピン４１４の変位に比例している。

【0019】

一部の実施形態では、力センサー１１６及び／又は垂直センサー１１８は、クランプ１１４から切り離して、エンドエフェクタ１１０に取り付けることができる。他の実施形態では、１又は複数のセンサー１１６及び１１８を、クランプ１１４と一体化することもできる。

【0020】

次に図５及び６を参照して、力センサー５１２及び垂直センサー５１４を一体化した電磁クランプ５１０の実施形態について説明する。クランプ５１０は、ハブ５１８及びプレート５２０を有する磁心５１６を含む。軸路５２２は、ハブ５１８及びプレート５２０を通って延びる。

【0021】

力センサー５１２はドーナッツ形状を有し、ハブ５１８に埋め込まれ、軸路５２２を取り囲んでいる。軸受筒５２４は、ハブ５１８内の力センサー５１２を保持し、ハブ５１８から外側へ延びる。軸受筒５２４は、締め付け面（Ｃ）を提供する。軸受筒５２４の締め付け面（Ｃ）のみが、加工対象物表面（Ｓ）に接触する。一部の実施形態では、軸受筒５２４と力センサー５１２は、別々の構成要素になることがある。他の実施形態では、軸受筒５２４と力センサー５１２は一体化されることがある。

【0022】

図４Ａに示した種類の４個の垂直センサー５１４は、軸路５２２の周囲に配置される。各リニア変位センサーは、対応する可動ピンと共にハブ５１８に埋め込まれる。ピンは移動可能なため、締め付け面（Ｃ）を越えてチップを延ばすことができる。ピンは移動可能なため、チップを締め付け面（Ｃ）からわずかに露出又は隠れるようにすることができる。

【0023】

垂直センサー５１４は、図３に示すように配置される。２個の対向する垂直センサー５１４（Ｎ１及びＮ２）は、第１の軸Ｒ１に沿って配置される。他の２個の対向する垂直センサー５１４（Ｎ３及びＮ４）は、第２の軸Ｒ２に沿って配置される。

【0024】

巻き線５２６は、ハブ５１８の周囲に巻かれる。通電されると、巻き線５２６は電磁場を発生させる。シェル５２８は巻き線５２６を覆う。

【0025】

図５及び６の磁心５１０は、穿孔作業に特有ないくつかの機能を有する。軸路５２２は、その中にドリルビットを挿入することができる。切削屑排出ポート５３０により、穿孔中に切削屑を取り除くことができる。

【0026】

次に図７をさらに参照して、電磁クランプ５１０の作業を説明する。作業はセンサーの較正から始まる。高い部位８１２及び低い部位８１４を有する較正プレート８１０を使用することができる。

【0027】

ブロック７１０では、垂直センサー５１４に対する較正面を決定する。軸受筒５２４を高い部位８１２に、４個の垂直センサー５１４をすべて低い部位８１４に載せた状態で、較正プレート８１０に対してクランプ５１０を位置決めする（図８Ａを参照）。各垂直センサー５１４の位置を読み取り、保存する。保存されたこれらの位置が較正面を決定する。

【0028】

センサーの較正が完了したら、クランプ５１０を較正プレート８１０から取り外す。クランプ５１０を取り外すと、ピンのチップは較正面の先まで延びている。

【0029】

次にクランプ５１０を加工対象物８２０の表面（Ｓ）の上に配置する。ブロック７２０では、クランプ５１０は、垂直センサー５１４の延びたピンが表面（Ｓ）に接触するように配置される（図８Ｂを参照）。ブロック７３０では、較正面から各チップまでの距離φを決定するため、垂直センサー５１４の値を読み取る。図４Ｂは、垂直センサーＮ１及びＮ２に対する距離φ_Ｎ１及びφ_Ｎ2を示す。

【0030】

ブロック７４０では、オフセットΔＡがφ_Ｎ１−φ_Ｎ２として決定される。同様にして、オフセットΔＢがφ_Ｎ３−φ_Ｎ４として決定される。

【0031】

ブロック７５０では、対向するセンサーのチップが較正面から等距離になるまで、クランプ５１０を操作する。すなわち、ΔＡ＝０かつΔＢ＝０になるまでクランプを移動する（図８Ｃを参照）。ΔＡ＝０かつΔＢ＝０となったとき、締め付け面（Ｃ）は加工対象物表面（Ｓ）に対して垂直であるとみなされる。

【0032】

ブロック７６０では、ΔＡ及びΔＢがΔＡ＝０かつΔＢ＝０の状態にあることを確認しつつ、加工対象物表面（Ｓ）に向かってクランプ５１０を移動する。このようにして、締め付け面（Ｃ）は加工対象物表面（Ｓ）に向かって移動するため、締め付け面（Ｃ）は垂直な状態を維持する。力センサー５１２を監視し、軸受筒５２４が加工対象物表面（Ｓ）にいつ接触するかを決定する。

【0033】

クランプ５１０の移動は、軸受筒５２４が加工対象物表面（Ｓ）に接触したことを力センサー５１２が示したとき、停止される（図８Ｄを参照）。この時点では、クランプ５１０は表面（Ｓ）に対して垂直になっているが、締め付け力は加えられていない。

【0034】

ブロック７７０では、締め付け力を発生させるため、巻き線５２６に通電を行う。ブロック７８０では、締め付け力が加えられている間に製造作業を実施する。ブロック７７０及びブロック７８０では、力センサー５１２を連続的に読み取り、加えられている実際の締め付け力を確定し、又、製造作業中に正確な締め付け力が加えられることを保証するため、巻き線５２６への電流を調整する。

【0035】

次に図９を参照して、複合材料又は他の非金属材料でできた加工対象物９１０での製造作業中のクランプ５１０を説明する。クランプ５１０は較正が行われた後、加工対象物９１０の片側に配置され、又、鋼板などの金属製裏当て板９２０は、加工対象物９１０の反対側に配置される。クランプ５１０の巻き線に通電が行われると、加工対象物９１０はクランプ５１０と金属製裏当て板９２０の間に固定される。軸受筒は、穿孔される位置の周囲に高い締め付け力を与える。

【0036】

製造作業には、クランプ５１０の軸路へのドリルの挿入、及び加工対象物９１０での穿孔が含まれることがある。孔の穿孔時には、切削屑を取り除くため排出ポートで吸い取りが行われる。孔が穿孔されると、ドリルが取り除かれ、軸路５２２及び穿孔した孔の中に締め具が挿入される。締め付け力を開放し、裏当て板９２０を取り除き、締め具にナットを取り付ける。

【0037】

図９の製造作業は、航空機の組み立て中に使用することができる。例えば、この製造作業は、主翼ボックスのパネルへのスパーの固定に使用することができる。クランプ５１０は、パネルの片側での穿孔、皿取り加工及び締め具挿入作業の実施に使用される。パネルの反対側にある主翼ボックスの内側で作業員又はシステムが、挿入した締め具の上にスリーブとナットを配置する。米国特許出願公開第２００９／０２８７３５２号は、アクセスポートを通じてのみアクセス可能な限られた空間内で、締め具の上にスリーブ又はナットを配置することが可能なロボットシステムについて記載している。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
ロボットシステムであって、
電磁クランプを含むエンドエフェクタと、
前記クランプによって加工対象物表面に加えられる力を測定するための前記エンドエフェクタに取り付けられた力センサーと、
前記力センサーが前記表面に接触する前に、前記クランプが前記表面に対して垂直であることを判定するため、前記力センサーの周囲に配置された複数の垂直センサーと
を備えたロボットシステム。
（態様２）
前記垂直センサーが、前記クランプの第１及び第２回転軸についての方向を測定するための少なくとも３個のセンサーを含む、態様１に記載のシステム。
（態様３）
前記エンドエフェクタを移動するためのロボットマニピュレータと、
前記垂直センサーの出力に応答して、前記力センサーが前記加工対象物表面に接触可能になることなく、前記クランプが前記加工対象物表面に対して垂直になるまで、前記エンドエフェクタを移動させるように、前記ロボットマニピュレータに指令を出すための制御装置と
をさらに備えた、態様１又は２に記載のシステム。
（態様４）
前記制御装置が、前記力センサーの出力に応答して締め付け力を発生させるように、前記クランプに指令を出す、態様３に記載のシステム。
（態様５）
前記垂直センサーの位置を較正するための較正プレートと、
前記力センサーが載る高い部位、及び前記垂直センサーの前記チップに対する較正面を定義する低い部位を有する較正プレートと
をさらに備えた、態様３又は４に記載のシステム。
（態様６）
前記制御装置が、前記垂直センサーに対する較正面を決定し、
前記クランプを加工対象物表面上に移動させ、前記較正面からピンまでの距離を決定し、且つ
対向する垂直センサーの前記距離が等しくなるように前記クランプの方向を合わせる、態様３又は４に記載のシステム。
（態様７）
前記力センサーが前記クランプの表面に配置されており、且つ
各垂直センサーが、ピン及び前記ピンの位置を決定するためのリニア変位センサーを含み、
前記締め付け面を越えて前記チップが延びるように各ピンが可動になっている、態様１〜６のいずれか一項に記載のシステム。
（態様８）
前記力センサー及び前記垂直センサーが前記クランプと一体化されている、態様１〜７のいずれか一項に記載のシステム。
（態様９）
電磁クランプであって、
磁心と、
前記磁心の周囲に巻かれた巻き線と、
締め付け面の位置にある力センサーと、
前記力センサーの周囲に配置された複数のリニア変位センサーであって、これによって前記力センサーが前記表面に接触することなく、加工対象物表面に対する前記クランプの垂直性を判定することができる、前記締め付け面から前記力センサーよりも遠くへ延びるチップを有するリニア変位センサーと
からなる、電磁クランプ。
（態様１０）
４個のリニア変位センサーが前記力センサーの周囲に配置された、態様９に記載のクランプ。
（態様１１）
各リニア変位センサーが、前記磁心に埋め込まれた線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）及び前記ＬＶＤＴから延びるピンを含む、態様９又は１０に記載のクランプ。
（態様１２）
前記力センサーを前記磁心に固定するための軸受筒をさらに備え、前記軸受筒が前記締め付け面を提供する、態様９、１０、又は１１のいずれか一項に記載のクランプ。
（態様１３）
態様９〜１２のいずれか一項に記載のクランプの使用方法であって、
前記リニア変位センサーのための較正面の決定と、
前記加工対象物表面に接触するすべての垂直センサーの前記チップを用いた、加工対象物上での前記クランプの位置決めと、
前記較正面から各チップまでの距離の決定と、
対向するセンサーの距離が等しくなるまでのクランプの再方向設定と、
距離を維持しつつ前記締め付け面が前記加工対象物表面に接触するまでの、前記加工対象物表面方向への前記クランプの移動と、
前記締め付け力の適用と
からなる、クランプの使用方法。
（態様１４）
前記加工対象物上での製造作業の実施をさらに備えた、態様１３に記載のクランプの使用方法であって、
前記磁心の軸開口部へのドリルの挿入と、
前記力センサーの読み取り中に、前記加工対象物に孔を穿孔するための前記ドリルの使用、及び穿孔中に正確な締め付け力が加えられることを保証するための前記巻き線の制御と
を含む、方法。
（態様１５）
加工対象物上で製造作業を実施するためのクランプの使用と、
前記加工対象物表面に対する前記クランプの締め付け力を測定するための力センサーを含む前期クランプと、からなる方法であって、
前記クランプの使用が、
前記加工対象物に隣接する前記クランプの締め付け面の位置決めと、
前記締め付け面が前記加工対象物表面に接触する前の、前記加工対象物表面に対する前記締め付け面の垂直性の決定と、
前記締め付け面の垂直性を保ちつつ行う、前期加工対象物表面の方向への前記締め付け面の移動と、
前記加工対象物表面に対する前記クランプの固定と
を含む、方法。
（態様１６）
前記製造作業が穿孔作業を含む、態様１５に記載の方法。
（態様１７）
前記加工対象物が複合航空機パネルを含み、前記方法がさらに複合パネル後方への金属製裏当てパネルの配置からなる、態様１５又は１６に記載の方法。

【符号の説明】

【0038】

１００ ロボットシステム
１１０ エンドエフェクタ
１１２ 本体
１１４ クランプ
１１６ 力センサー
１１８ 垂直センサー
１２０ ロボットマニピュレータ
１２２ 制御装置
４１０ 垂直センサー
４１２ リニア変位センサー
４１４ ピン
４１６ チップ
５１０ 電磁クランプ
５１２ 力センサー
５１４ 垂直センサー
５１６ 磁心
５１８ ハブ
５２０ プレート
５２２ 軸路
５２４ 軸受筒
５２６ 巻き線
５２８ シェル
５３０ 切削屑排出ポート
８１０ 較正プレート
８１２ 高い部位
８１４ 低い部位
８２０ 加工対象物
９１０ 加工対象物
９２０ 金属製裏当て板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図5】