特表 2023-503341 自動修理システムのためのデュアルマウンティング

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-01-27

(54)【発明の名称】自動修理システムのためのデュアルマウンティング

(51)【国際特許分類】

   B25J 13/08 20060101AFI20230120BHJP

   B24B 37/00 20120101ALI20230120BHJP

   B24B 27/00 20060101ALI20230120BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20230120BHJP

   B24B 57/02 20060101ALI20230120BHJP

【ＦＩ】

B25J13/08 Z

B24B37/00 H

B24B27/00 A

B24B49/10

B24B57/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022530644

(86)(22)【出願日】2020-11-24

(85)【翻訳文提出日】2022-05-25

(86)【国際出願番号】 IB2020061076

(87)【国際公開番号】W WO2021105867

(87)【国際公開日】2021-06-03

(31)【優先権主張番号】62/940,950

(32)【優先日】2019-11-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】505005049

【氏名又は名称】スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー

(74)【代理人】

【識別番号】100130339

【弁理士】

【氏名又は名称】藤井 憲

(74)【代理人】

【識別番号】100135909

【弁理士】

【氏名又は名称】野村 和歌子

(74)【代理人】

【識別番号】100133042

【弁理士】

【氏名又は名称】佃 誠玄

(74)【代理人】

【識別番号】100171701

【弁理士】

【氏名又は名称】浅村 敬一

(72)【発明者】

【氏名】ニーナバー，アーロン ケー．

(72)【発明者】

【氏名】へメス，ブレット アール．

(72)【発明者】

【氏名】ストレイ，トーマス ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】ヴィタレ，クリスティー エル．

(72)【発明者】

【氏名】ハルブスト，ナサン ジェイ．

(72)【発明者】

【氏名】アルサー，ジョナサン ビー．

【テーマコード（参考）】

3C034

3C047

3C158

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C034AA13

3C034AA19

3C034BB50

3C034BB92

3C034CA02

3C034CA04

3C034CA18

3C034CA26

3C034CB01

3C034CB18

3C034DD20

3C047FF09

3C047FF11

3C047GG01

3C158AA05

3C158AA12

3C158AA13

3C158AC02

3C158BA02

3C158BA05

3C158BA07

3C158BB02

3C158BB06

3C158BC02

3C158CB01

3C158EB01

3C158ED21

3C158ED26

3C707AS12

3C707AS23

3C707BS10

3C707KS34

3C707KS36

3C707KW03

3C707KX10

3C707LU08

(57)【要約】

物体表面を調製するための駆動ロボットアームに取り付けられたデュアルマウントエンドエフェクタシステムについて論じられている。システムは、物体表面に接触し、調製するように構成されている第１のツールと、物体表面に接触し、調製するように構成されている第２のツールとを含む。システムはまた、力制御部を含む。力制御部は、第１の状態では、物体表面に接触し、調製するための位置にある第１のツールと、第２の状態では、物体表面に接触し、調製するための位置にある第２のツールと位置合わせするように構成されている。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体表面を調製するための駆動ロボットアームに取り付けられたデュアルマウントエンドエフェクタシステムであって、
前記物体表面に接触し、調製するように構成されている第１のツールと、
前記物体表面に接触し、調製するように構成されている第２のツールと、
力制御部と
を備え、
前記力制御部は、第１の状態では、前記物体表面に接触し、調製するための位置にある前記第１のツールと位置合わせし、第２の状態では、前記物体表面に接触し、調製するための位置にある前記第２のツールと位置合わせするように構成されている、
エンドエフェクタシステム。

【請求項2】

前記第１のツールは、前記システムが第１の位置にあるときに前記第１のツールを動作させるように構成された第１のモータを有し、前記第２のツールは、前記システムが第２の位置にあるときに前記第２のツールを動作させるように構成された第２のモータを有する、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

前記第１のモータ及び前記第２のモータは、前記力制御部に取り付けられている、請求項２に記載のシステム。

【請求項4】

前記第１のモータ及び前記第２のモータは、前記第１のツールと前記第２のツールとが約１８０°離れるように、端と端とで取り付けられている、請求項３に記載のシステム。

【請求項5】

前記第１のツールは、サンダ、ポリッシャ、デニバ、噴霧器、流体適用器、又は流体除去ツールからなる群から選択される、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項6】

前記第１のツールと前記第２のツールは同じである、請求項１～５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１のツールと前記第２のツールは異なる、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項8】

前記物体表面に接触し、調製するように構成されている第３のツールと、
前記物体表面に接触し、調製するように構成されている第４のツールと、
を更に備え、
前記第３のツールは、前記エンドエフェクタシステムが第３の位置にあるときに動作するように構成されており、前記第４のツールは、前記エンドエフェクタシステムが第４の位置にあるときに動作するように構成されている、
請求項１～７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項9】

前記第３のツールを動作させるように構成された第３のモータに結合された第２の力制御部を更に備え、前記第２の力制御部は、前記第４のツールを動作させるように構成された第４のモータに結合されている、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記第１のツールは、第１の端部にて前記第１のモータのスピンドルに取り外し可能に結合する第１のカプラによって前記第１のモータに結合されている、請求項２～９のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項11】

前記カプラは、第２の端部にて前記第１のツールに取り外し可能に結合する、請求項１０に記載のシステム。

【請求項12】

前記第１のツールは、サンダ、ポリッシャ、デニバ、ワイパからなる群から選択される、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項13】

機能的構成要素が前記物体表面に接触し、調製している間に、エンドエフェクタツールの作業状態を検出するように構成された１つ以上のセンサと、
前記センサから信号を受信し、前記信号を処理して、前記エンドエフェクタツールの状態情報を生成する制御回路と、
を更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項14】

前記センサは、位置データを取得するためのリニア位置センサ、圧力データを取得するための圧力センサ、及び表面マッピングデータを取得するためのセンサのうちの少なくとも１つを含む、請求項１３に記載のシステム。

【請求項15】

前記エンドエフェクタシステムを前記駆動ロボットアームに機能的に接続するための取り付けインタフェースを更に備える、請求項１～１４のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項16】

前記物体表面上に流体を分注するように構成されたノズルを更に備える、請求項１～１５のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項17】

前記流体は、水、界面活性剤、又は研磨剤からなる群から選択される、請求項１６に記載のシステム。

【請求項18】

前記制御回路は、前記制御回路と前記駆動ロボットアームの制御システムとの間で信号を通信するための通信構成要素を含む、請求項１３～１７のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項19】

請求項１～１８のいずれか一項に記載のエンドエフェクタシステムと、
駆動ロボットアームと、
を備え、
前記駆動ロボットアームに取り付けられている、
自動表面調製システム。

【請求項20】

前記駆動ロボットアームは、ロボット制御システムを実行させるためのマイクロプロセッサを更に含む、請求項１９に記載のシステム。

【請求項21】

前記駆動ロボットアームは自動車修理ロボットであり、前記第１のツールは、前記表面に接触し、研磨するように構成されている、請求項１～２０のいずれか一項に記載のシステム。

【請求項22】

前記表面を研磨することは、前記第１のツールが前記表面から材料層を除去することを含み、前記材料層は、前記表面上の塗料、プライマー、ｅコート、又はクリアコートの層である、請求項２１に記載のシステム。

【請求項23】

表面調製システムを使用して物体表面を調製する方法であって、
エンドエフェクタシステムを第１の位置において検出することであって、前記エンドエフェクタシステムは、第１のツール及び第２のツールを備え、第１の位置において、前記第１のツールは前記物体表面と位置合わせされている、検出することと、
前記物体表面を調製するために第２のツールが必要であるという入力を受け取ることと、
前記エンドエフェクタシステムの移動機構を作動させることであって、作動は、前記移動機構が前記第２のツールを前記物体表面と位置合わせさせること
を含む、作動させることと、
前記第２のツールの位置を検証することと、
を含み、
検出する前記工程、受け取る前記工程、作動させる前記工程、及び検証する前記工程は、前記エンドエフェクタシステムと関連付けられたプロセッサによって生成された命令に応答して、前記エンドエフェクタシステムによって実行される、
方法。

【請求項24】

前記第１のツールは第１のモータを備え、前記第２のツールは第２のモータを備え、前記第１のモータ及び前記第２のモータは、力制御部に取り付けられている、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記第１のモータと前記第２のモータは、１８０°離して取り付けられている、請求項２４に記載の方法。

【請求項26】

前記エンドエフェクタシステムは、駆動ロボットアームに取り付けられている、請求項２３又は２４に記載の方法。

【請求項27】

前記プロセッサは、前記駆動ロボットアームと関連付けられている、請求項２６に記載の方法。

【請求項28】

前記第１のツールと前記第２のツールと前記力制御部は、互いに対して固定されており、前記移動機構は、前記駆動ロボットアームの一部分である、請求項２７に記載の方法。

【請求項29】

前記移動機構は、前記駆動ロボットアーム内のプレートであり、前記第２のツールを位置合わせさせることは、前記第２のツールが所定の位置にあるようになるまで前記プレートを回転させることを含む、請求項２８に記載の方法。

【請求項30】

入力を受け取ることは、コントローラから命令を受け取ることを含み、前記命令は、エンドエフェクタシステムの位置を含み、前記エンドエフェクタシステムの位置は、前記第１の位置又は第２の位置のいずれかである、請求項２３～２９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項31】

前記駆動ロボットアームは、ロボット制御システムを実行するためのマイクロプロセッサを更に含む、請求項３０に記載のシステム。

【請求項32】

前記物体表面に接触し、調製するように構成されている第３のツールと、
前記物体表面に接触し、調製するように構成されている第４のツールと、
を更に備え、
前記第３のツールは、前記エンドエフェクタシステムが第３の位置にあるときに動作するように構成されており、前記第４のツールは、前記エンドエフェクタシステムが第４の位置にあるときに動作するように構成されている、
請求項２３～３１のいずれか一項に記載の方法。

【請求項33】

前記第３のツールを動作させるように構成された第３のモータに結合されている第２の力制御部を更に備え、前記第２の力制御部は、前記第４のツールを動作させるように構成された第４のモータに結合されている、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

前記第１のツールは、第１の端部にて前記第１のモータのスピンドルに取り外し可能に結合する第１のカプラによって前記第１のモータに結合されている、請求項３３に記載の方法。

【請求項35】

前記カプラは、第２の端部にて前記第１のツールに取り外し可能に結合する、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記第１のツールは、サンダ、ポリッシャ、デニバ、ワイパからなる群から選択される、請求項２３～３５のいずれか一項に記載の方法。

【請求項37】

前記第２のツールは前記第１のツールと同じである、請求項３６に記載の方法。

【請求項38】

前記第２のツールは前記第１のツールと異なるツールである、請求項３６に記載の方法。

【請求項39】

機能的構成要素が前記物体表面に接触し、調製している間に、エンドエフェクタツールの作業状態を検出するように構成された１つ以上のセンサと、
前記センサから信号を受信し、前記信号を処理して、前記エンドエフェクタツールの状態情報を生成する制御回路と、
を更に備える、請求項２３～３８のいずれか一項に記載の方法。

【請求項40】

前記センサは、位置データを取得するためのリニア距離センサ、圧力データを取得するための圧力センサ、及び表面マッピングデータを取得するためのセンサのうちの少なくとも１つを含む、請求項３９に記載の方法。

【請求項41】

前記エンドエフェクタシステムを前記駆動ロボットアームに機能的に接続するための取り付けインタフェースを更に備える、請求項２３～４０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項42】

前記第２のツールと関連付けられたノズルを使用して、前記物体表面上に流体を分注することを更に含む、請求項２３～４０のいずれか一項に記載の方法。

【請求項43】

前記流体は、水、界面活性剤、又は研磨剤からなる群から選択される、請求項４２に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【背景技術】

【0001】

自動車業界では、乗物部品若しくは交換部品（例えばバンパ）の表面を様々な目的（例えば塗装）のために調製すること、又は塗装若しくはコーティング時に生じた欠陥のために自動車部品若しくは交換部品の表面を修理することを必要とすることが多い。典型的な表面調製プロセスには、例えば、自動車の表面を物理的に研磨すること、すなわち「スカッフィング」が含まれる。典型的な修理作業には、例えば、サンディング及びポリッシングを含むことが多い。表面調製と表面上の欠陥の修理とでは、異なるツールが用いられ得る。

【図面の簡単な説明】

【0002】

以下の本開示の様々な実施形態の詳細な説明を添付図面と併せて検討することで、本開示をより完全に理解し得る。

【図1】一実施形態による、物体表面を擦るためのスマートエンドエフェクタツールを含む表面調製システムの側面斜視図を示す。

【図2】スマートエンドエフェクタツールの側面斜視図を示す。

【図3A】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態を示す。

【図3B】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態を示す。

【図3C】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態を示す。

【図3D】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態を示す。

【図4A】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態の構造図を示す。

【図4B】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態の構造図を示す。

【図4C】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態の構造図を示す。

【図4D】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態の構造図を示す。

【図5A】ノズルを有するエンドエフェクタアセンブリの一実施形態を示す。

【図5B】ノズルを有するエンドエフェクタアセンブリの一実施形態を示す。

【図6】表面調製システムの一実施形態のブロック図を示す。

【図7】デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態のブロック図を示す。

【図8】本発明の一実施形態におけるデュアルマウントエンドエフェクタを使用する方法を示す。

【0003】

図面では、同様の参照符号は同様の要素を示す。上記に特定した図面は、縮尺通りに描かれないことがあり、本開示の様々な実施形態を説明しているが、「発明を実施するための形態」で指摘するように、他の実施形態もまた企図される。全ての場合において、本開示は、本明細書で開示される開示内容を、明示的な限定によってではなく、例示的な実施形態を表現することによって説明する。本開示の範囲及び趣旨に含まれる、数多くの他の修正形態及び実施形態を、当業者によって考案することができる点を理解されたい。

【発明を実施するための形態】

【0004】

本開示は、物体表面上で作業する（例えば、スカッフィング、サンディング、ポリッシングなど）デュアルマウントツールを備えたエンドエフェクタを使用する自動システム及び方法を提供する。デュアルマウントツールを有するエンドエフェクタと駆動ロボットアームとを含む自動表面調製システムが提供される。デュアルマウントツールは、駆動ロボットアームに取り付けられている。ツールのそれぞれは、物体表面に接触し、調製するように構成された機能的構成要素と、機能的構成要素が物体表面に接触し、調製している間に、エンドエフェクタツール及び場合によっては流体用ディスペンサの作業状態情報を検出するように構成された１つ以上のセンサと、センサから信号を受信し、信号を処理して、エンドエフェクタツールの状態情報を生成する制御回路とを含む。

【0005】

いくつかの実施形態では、自動表面調製システムは、そのロボットアームを備えたエンドエフェクタツールと通信し、エンドエフェクタ及び各デュアルマウントツールの各状態情報を更新することによって初期化することができる。エンドエフェクタツールが物体表面に接触し、これを調製する間、１つ以上のオンボードセンサが、取り付けられているツールの作業状態情報を検出し、ツール状態信号を生成することができる。制御システムは、センサからのツール状態信号を処理して、リアルタイム状態情報、通知、及び命令を生成し、通知及び命令をロボットコントローラに送信することができ、ロボットコントローラは、更に、エンドエフェクタ及びデュアルマウントツールからのリアルタイム状態情報並びに通知及び命令に基づいて、ロボットアームの運動パラメータ及びまたエンドエフェクタツール自体の制御パラメータを調整することができる。

【0006】

図１及び図２は、例えば、２０１８年１２月１９日に出願された共有の米国仮特許出願第６２／７８１，８７４号において論じられる自動表面調製システムを示す。図１及び図２のシステムは、単一のツールを備えたエンドエフェクタに対して論じられる。しかしながら、図３～図８に対して論じられるように、本発明の実施形態は、多くの類似の機械構成要素を含む。

【0007】

図１は、一実施形態による、ツールが取り付けられ、物体表面２を擦るために使用され得るスマートエンドエフェクタ２０を含む自動表面調製システム１００の側面斜視図を示す。表面調製システム１００は、ロボットアーム１０を更に含む。ロボットアーム１０は、ジョイント１３ａ～１３ｃによって接続された複数のアームセクション１２ａ～１２ｃを含む。スマートエンドエフェクタ２０は、ロボットアーム１０の遠位端において取り付けインタフェース１４に機能的に接続されている。取り付けインタフェース１４は、特定の取り付け基準に基づいて設計されてもよく、同じ取り付け基準に基づいた様々なエンドエフェクタと適合性があってもよい。いくつかの実施形態では、取り付けインタフェース１４は、エンドエフェクタ２０をロボットアーム１０に機能的に接続するための様々な機械的及び電気的手段を含んでもよい。例えば、取り付けインタフェースは、スマートエンドエフェクタ２０をロボットアーム１０に機械的に取り付けるための任意の適切な締結デバイスを含んでもよく、取り付けインタフェースは、ツールとロボットアームとの間で電気信号を通信するための、又はロボットアームからツールに電力を供給するための、任意の適切な電気的接続を含んでもよい。

【0008】

ロボットコントローラ１６を使用して、ロボットアームコマンドプログラムを実行し、スマートエンドエフェクタ２０の移動軌道を精密に制御できるように、ロボットアーム１０の運動を制御する。いくつかの実施形態では、ロボットアームコマンドプログラムは、例えば、アームセクション及びジョイントの位置、向き、速度を含む一連の運動パラメータによりロボットアームの運動を制御し得る。物体表面２は、例えば、自動車部品表面（例えば、バンパ）であり得る。ロボットコントローラ１６は、物体表面に接触し動き回って物体表面２を調製する（例えば、スカッフィング、研磨、サンディング、ポリッシングなど）ために使用されるツールをエンドエフェクタ２０が制御できるように、ロボットアームの運動を制御することができる。いくつかの実施形態では、ロボットコントローラ１６は、エンドエフェクタツールに電気、空気圧などの形態で動力を供給するための、ロボットコントローラ１６の動力源への任意の動力インタフェースを含んでもよい。

【0009】

図２は、一実施形態による、図１のスマートエンドエフェクタ２０の側面斜視図を示す。スマートエンドエフェクタ２０は、ロボットアーム１０の取り付けインタフェース１４にエンドエフェクタ２０を取り付けるためのマウントインタフェース２２を含む。ツール２０は、物体表面２を巡って走行する時に、その位置、向き、移動軌道などを調整するロボットアーム１０の運動によって制御される。図２の図示実施形態では、スマートエンドエフェクタ２０は、図１の物体表面２に接触して擦るように構成された単一の機能的構成要素２６を含む。機能的構成要素２６は、スカッフィングパッド２６ａと、物体表面を擦る又は研磨するためにスカッフィングパッド２６ｂを移動させるためのモータ２６ｂとを含む。いくつかの実施形態では、スカッフィングパッドは研磨パッドを含み得る。研磨パッドは、例えば、物体表面に特定の圧力をかけて特定の軌道で揺動、振動、又は移動することにより物体表面を研磨することができる。

【0010】

エンドエフェクタ２０は、機能的構成要素が物体表面２上で作業している又は作業しようとしている間に、機能的構成要素２６の作業状態情報を検出するための１つ以上のセンサを更に含む。関連する作業状態情報としては、例えば、機能的構成要素２６と物体表面２との間の変位情報、表面位置、平面、向きなどを含む物体表面２のマッピング情報、例えば接触圧力情報、振動情報などを含む機能的構成要素２６と物体表面２との間の物理接触情報が挙げられ得る。図２の図示実施形態では、エンドエフェクタ２０は、関連する作業状態情報を検出するための、圧力センサ２３と、フレックスセンサ２４と、超音波センサ２５とを含む。エンドエフェクタ又はいずれかのツールが適切に配置されているかどうかを判定するために、少なくともいくつかのカメラ、又は他の光学ベースのセンサもまた存在し得る。他の適切なセンサを使用して、エンドエフェクタ２０の所望の作業状態情報を取得することができることを理解されたい。また、エンドエフェクタ２０及び機能的構成要素２６の作業状態を監視するために、エンドエフェクタ２０及び機能的構成要素２６の様々な場所に複数のセンサを分散させることができる。

【0011】

圧力センサ２３は、スカッフィングパッド２６ａと物体表面２との間の物理的接触圧力を監視するために、スカッフィングパッド２６ａに隣接して配置され得る。図２の図示実施形態では、圧力センサ２３は、スカッフィングパッド２６ａとスカッフィングパッド２６ａの取り付けボード２１との間に配置されている。いくつかの実施形態では、圧力センサ２３は、スカッフィングパッド２６ａと物体表面２の間、又はスカッフィングパッド２６ａと物体表面２との間の物理的接触圧力をリアルタイムで監視することができる限り、他の適切な場所に配置され得る。

【0012】

フレックスセンサ２４は、ツールと物体表面との間の厳密な変位を測定し、物体表面２を連続的にマッピングして、例えば、物体表面２の２次元の透視投影図又は外形を得るために設けられる。フレックスセンサ２４は、１つ以上の可撓性感知要素２４ａを含み、可撓性感知要素２４ａは、物体表面２に向かって延び、物体表面２に接触するための各遠位端２４ｅを有しており、厳密な変位の接触測定、及び連続的な表面マッピングを提供する。いくつかの実施形態では、フレックス感知要素２４ａは、アナログ抵抗性を示すようにすることができ、それらの抵抗は、その屈曲量と共に変化し得る。可撓性感知要素２４ａからのアナログ信号を制御回路２８によってリアルタイムで増幅しサンプリングして、物体表面２に対する表面マッピングデータを生成することができる。しかしながら、ツールと物体表面との間の変位を測定するための１つの実装オプションとしてフレックスセンサが記載されているが、他のリニア距離センサ、特に、非接触距離センサを含む他のセンサ技術が明示的に企図される。

【0013】

超音波センサ２５は、物体表面２に対するエンドエフェクタ２０の相対位置並びに物体表面の連続的なマッピングを測定するために設けられる。相対位置は、音波が超音波センサ２５から伝送され、物体表面２から反響され、超音波センサ２５によって受信され、時間差を使用してエンドエフェクタ２０と物体表面２との間の距離を計算することができる反響定位プロセスによって測定され得る。超音波センサ２５の位置決め信号は、制御回路２８に送信されて、エンドエフェクタ２０と物体表面２との間のリアルタイム変位を決定することができる。いくつかの実施形態では、超音波センサ２５は、比較的粗いレベルの位置情報及びマッピング情報を提供することができ、これらは、フレックスセンサ及び／又は圧力センサによる測定により更に精緻化され得る。

【0014】

図１及び図２のシステムは、ロボットアセンブリ用の単一のエンドエフェクタを示す。しかしながら、多くの作業では、表面を滑らかにするためのサンディング若しくはポリッシングの前に欠陥を除去するためのデニビング若しくは他のサンディングツール、又は表面を清掃する若しくはきれいにするための拭き取りツールを使用することなど、複数のツールの使用が必要である。しかしながら、図１又は図２のシステムなどのシステムでは、最初に機能的構成要素を取り外し、第２の機能的構成要素を取り付け、次いで、第２の機能的構成要素が正しく取り付けられており、かつシステムコントローラと通信していることを検証することが必要とされるであろう。

【0015】

その代わりに、本明細書に記載される実施形態は、単一のロボットアームが、特定の作業の必要性に基づいて第１のツールと第２のツールとの間で切り替えることができるように、デュアルマウントツールを有するエンドエフェクタを示す。あるいは、ロボットは、オペレータから受け取ったコマンドに応答して、第１のツールと第２のツールとの間で切り替わることができる。

【0016】

図３Ａ～図３Ｄは、ロボットアーム３００上のデュアルマウントエンドエフェクタシステム３２０の一実施形態を示す。図３Ａは、ロボットアーム３００のシステム図を示す。図３Ｂは、使用位置におけるエンドエフェクタシステムの図を示す。ロボットアーム３００は、ケーブル取り付け構成３０２を有し得る。ロボットアーム３００は、取り付けプレート３５０上に取り付けられたデュアルマウントエンドエフェクタシステム３２０を有する。ロボットアーム３００は、第１のツール３３０又は第２のツール３４０を工作物と相互作用するための位置に配置するために、エンドエフェクタシステム３２０を、回転プレート３１０を使用して回転可能に、かつジョイント３１５を使用して垂直に移動させることができる。第１のツール３３０及び第２のツール３４０のそれぞれは、エンドエフェクタユニット３２０ａ、３２０ｂにそれぞれ接続するコネクタ３３２、３４２をそれぞれ有する。

【0017】

図３Ｂは、第２のツール３４０が工作物と係合するための位置にある、２つの使用位置のうちの１つにおけるエンドエフェクタシステム３２０を示す。図４に対して記述されるように、システム３２０は、単一の力制御部を使用して、第１のツール３３０及び第２のツール３４０の両方を動作させる。第１の使用位置及び第２の使用位置は、力制御部と並列に整列したツール３３０、３４０のうちの１つを有する。

【0018】

図３Ｃは、エンドエフェクタシステム３２０の側面図を示す。図３Ｄは、エンドエフェクタ３２０ａ、３２０ｂが力制御部３６０及び取り付けプレート３５０に対してどのように配置されているかを示すエンドエフェクタシステム３２０の正面図を示す。

【0019】

図４Ａ及び図４Ｂは、本明細書に記載される実施形態によるエンドエフェクタシステムの構造図を示す。図４Ａは、エンドエフェクタシステム４００の分解図を示す。エンドエフェクタシステム４００は、垂直移動ジョイント４１０を使用し、ロボティックアームによって様々な適切な向きのいずれかに移動させることができる。エンドエフェクタシステム４００は、プレート４１５の移動によって回転可能に移動させることができる。エンドエフェクタシステム４００は、１つ以上の取り付けプレート４５０によってロボットアームに取り付けられている。

【0020】

第１のエンドエフェクタモータ４２０ａは、スピンドル４２２ａと相互作用するツールコネクタ４３２を介して第１のツール４３０に結合する。エンドエフェクタモータ４２０ａは、第１のマウント４３６を介して力制御部４６０に結合する。第１のマウント４３６はまた、第１のハウジング４３４に結合する。

【0021】

第２のエンドエフェクタモータ４２０ｂは、スピンドル４２２ｂと相互作用するツールコネクタ４４２を介して第２のツール４４０に結合する。エンドエフェクタモータ４２０ｂは、第２のマウント４４６を介して力制御４６０に結合する。第２のマウント４４６はまた、第２のハウジング４４６に結合する。ハウジング４３６、４４６は、ダスト及びデブリをモータ４２０ａ、４２０ｂに寄せ付けないように機能し得る。

【0022】

図４Ｂは、分かりやすくするためにハウジング４３６、４４６を取り外した、ロボットアーム４０２に接続された組み立て済みのエンドエフェクタシステム４００を示す。

【0023】

２つの異なるツール４３０、４４０を図４Ａ及び図４Ｂに示す。ツール４３０、４４０は、一実施形態では同じツールであり、例えば、両方ともデニビングツール、両方ともポリッシングツール、両方とも拭き取りツール、両方ともサンディングツール、又は両方ともその他のツールである。更に、一方又は両方のツールは、撮像ツール、噴霧ツール、又は流体（水又は研磨剤など）適用器であってもよい。２つの利用可能なツールを有することで、オペレータが介入する必要が生じる前の、及び／又はロボットにディスク交換、研磨パッド交換などの整備が必要となるまでの、ロボットの作業時間を増加させることができる。例えば、第１のツール４３０が摩耗した場合、ロボティックアーム４０２は、プレート４１５を回転させることによりエンドエフェクタシステム４００を回転させ、第２のツール４４０を所定の位置に置き、作業を継続することができる。しかしながら、別の実施形態では、ツール４３０、４４０は異なる。例えば、ツール４３０とツール４４０は両方ともサンディングツールであり得るが、それらの研磨グリット又は表面積は異なり得る。あるいは、ツール４３０とツール４４０は、デニバ４３０及びサンダ４４０などの異なるツールであってもよい。ツールの任意の適切な組み合わせが適切であり得、本開示の一部として想定される。

【0024】

加えて、図４Ａ及び図４Ｂの実施形態は、２つのツールを有するシステムを示す。しかしながら、図４Ｃ及び図４Ｄに示されるものなどの別の実施形態では、モータ４２０ａ、４２０ｂの軸線に垂直な軸線に沿って第３のツール及び第４のツールも付加されている。第３のツール及び第４のツールは、力制御部４６０に垂直に配置された第２の力制御部と対にされ得る。あるいは、第３のツール及び第４のツールは、動作時に第３のツール及び第４のツールが力制御部４６０に平行になるように第３のツール及び第４のツール又は力制御部４６０のいずれかが回転することができる限り、力制御部４６０と対にされ得る。更に、図４Ａ～図４Ｄの構成では２つ又は４つのツールが示されているが、追加のツールが駆動ロボットアーム上に配置され、力制御ユニットに結合され得ることが明確に企図される。

【0025】

図５Ａ及び図５Ｂは、ノズルを有するエンドエフェクタアセンブリの一実施形態を示す。エンドエフェクタアセンブリ５００は、コネクタ５３２を使用して第１のツール５３０に結合された第１のエンドエフェクタ５２０ａを有する。第１のツール５３０は、作業面上に存在する流体から作業上の便益を受けることができる。したがって、一実施形態では、ノズル５３８が、ノズルマウント５３９によって取り付けプレート５５０に取り付けられている。ノズル５３８は、水又は研磨剤の供給源に接続し、作業の必要性に応じて、水又は研磨剤のいずれかを分注し得る。同様に、第２のエンドエフェクタ５２０ｂが、コネクタ５４２を使用して第２のツール５４０に結合されている。第２のツールがまた、冷却剤、研削助剤、油、石鹸、水及び／又は研磨剤などの作業流体を分注することができる第２のノズル５４８と関連付けられ得る。

【0026】

図３～図５に記載されているものなどのシステムは、ロボットアームに結合された単一のエンドエフェクタに比べて作業上の便益を提供する。複数ツール設計により、ツールヘッドを交換する必要なしに、かつ必要なツールを有する他のロボットを再配置する必要なしに、変化する又は予期せぬ動作条件に適応するようにプロセスを動的に修正することを可能にする。本明細書に記載されるエンドエフェクタアセンブリの実施形態は、モジュール接続システムを備えたモータを含み、接続機構を使用して、エンドエフェクタモータと関連付けられたスピンドルにツールを接続することによりツールを交換することを可能にする。これにより、異なるツールのためにエンドエフェクタを変更する必要なしに、様々なツールを同じアセンブリに接続することを可能にすることができる。しかしながら、エンドエフェクタモータ間の直接接続も想定される。様々なツールを同じアセンブリ及び制御システムに統合すると、システムの複雑さの大幅な低減、動的再構成に必要な時間の削減、並びにプロセス作業を完了するために必要なロボット数の潜在的な削減を可能にする。

【0027】

図６は、一実施形態による、物体表面を調製するために駆動ロボットアーム６２０に機能的に接続されたエンドエフェクタシステム６１０を含む表面調製システム６００のブロック図を示す。図６に示されるように、いくつかのエンドエフェクタシステム６１０を単一のロボットアーム６２０に結合することができる。例えば、２つのエンドエフェクタシステム６１０を、各エンドエフェクタシステム６１０が他方から１８０°回転するように、力制御部に結合することができる。これにより、単一の力制御部がいずれかのエンドエフェクトシステム６１０を動作させることを可能にする。

【0028】

別の実施形態では、２つを超えるエンドエフェクタシステム６１０を単一の駆動ロボットアーム６２０に結合することができる。例えば、エンドエフェクタシステム６１０の別のセットを、互いに１８０°に、かつエンドエフェクタシステム６１０の第１のセットに垂直に取り付けることができる。単一の力制御部が、目的のツールに結合されたエンドエフェクタシステム６１０が力制御部と整列するようにそれぞれの間で９０°回転することによって、４つ全てのエンドエフェクタシステムを動作させることができる。

【0029】

各スマートエンドエフェクタ６１０は、物体表面６０２に対するその作業状態情報を検出するために、複数のセンサ６１２（例えば、センサ１、．．．センサＮ）を含む。複数のセンサ６１２は、例えば、１つ以上の図２の圧力センサ２３、１つ以上の図２のフレックスセンサ２４、１つ以上の図２の超音波センサ２５、１つ以上の他の種類のセンサ、及びセンサの任意の組み合わせを含み得る。センサ６１２からの生信号（例えば、アナログセンサ信号）は、プロセッサユニット６１４（例えば、図２の制御回路２８）によって受信及び処理される。プロセッサユニット６１４は、アナログセンサ信号をサンプリングし、アナログセンサ信号をデジタル信号に変換するアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）構成要素を含んでもよい。プロセッサユニット６１４は、デジタル信号を処理及び抽出してリアルタイムツール状態情報、通知、又は命令を生成し、生成された情報をロボットコントローラ及び／又は力コントローラに通信する、デジタル信号処理構成要素を更に含んでもよい。

【0030】

いくつかの実施形態では、ツールのプロセッサユニット６１４によって生成されるリアルタイムツール状態情報は、例えば、物体表面に対するツールの現在位置情報を含んでもよい。リアルタイムツール状態情報は、例えば、ツールが物体表面に適切に接触しているか否かを示す接触圧力、物体表面とツールとの間の変位のリアルタイム変化などを更に含んでもよい。

【0031】

いくつかの実施形態では、プロセッサユニット６１４は、超音波センサ２５からの位置データ、フレックスセンサ２４からの表面マッピングデータ、及び圧力センサマイクロコントローラ２３からの圧力データを組み合わせて、物体表面２を再構築し、エンドエフェクタツールが物体表面６０２にわたって移動して物体表面６０２を調製する（例えば、擦る、研磨する、サンディングする、又はポリッシングする）ための経路を導出することができる。いくつかの実施形態では、処理ユニット６１４は、計画された経路と工作物の実際の位置との間のばらつきに対応するために、既存のロボットの経路のみを修正する。いくつかの実施形態では、ツールのプロセッサユニット６１４によって生成されるリアルタイム通知は、例えば、位置通知（例えば、ツールが物体表面の縁部にあるというロボットコントローラへの通知）、安全通知（例えば、接触圧力が上限を上回っているという、ロボットコントローラへの通知）などを含んでもよい。

【0032】

いくつかの実施形態では、ツールのプロセッサユニット６１４によって生成される命令は、例えば、ツールの動作をどのように制御するかに関するツール動作命令、ロボットコントローラにツールの位置又はツールの移動軌道若しくは速度を調整するように命令する運動命令などを含んでもよい。ツール動作命令は、例えば、ツールをオン／オフにする、ロボットコントローラへのオン／オフ命令、ツールのモータの動作を制御する、ロボットコントローラへのモータ制御命令などを含んでもよい。例えば、プロセッサユニット６１４は、接触圧力が限界を上回っているとプロセッサユニット６１４が判定した場合に、ロボットアームに物体表面から離れるよう命令するためにロボットコントローラに命令を送ってもよい。プロセッサユニット６１４は、ツールが物体表面に接近しているとプロセッサユニット６１４が判定した場合に、ロボットアームにツールの移動速度を下げるよう命令するためにロボットコントローラに命令を送ってもよい。プロセッサユニット６１４は、即時のアクション又は停止を要するプロセスイベント（例えば、ツールが物体表面の未確認の突起物に接触した）が存在するとプロセッサユニット６１４が判定した場合に、ツールの動作を停止させるようにロボットコントローラに緊急停止命令を送ってもよい。

【0033】

スマートエンドエフェクタツール６１０からのリアルタイムの状態情報、通知、又は命令は、ツール制御インタフェース６１６及びロボット制御インタフェース６２６を介してロボットコントローラ１６に送られ得る。次いで、ロボットコントローラ１６は、リアルタイムの状態情報を使用して、スマートエンドエフェクタツール３１０の移動軌道を精密に制御できるように、ロボットアームの運動パラメータを同時に更新することができる。ロボットコントローラ６２８はまた、スマートエンドエフェクタツール６１０からの通知の時点で又は命令後に作動することにより、表面調製システム６００をしかるべく制御することもできる。いくつかの実施形態では、ロボットコントローラ６２８は、スマートエンドエフェクタツールからリアルタイムの状態情報、通知、又は命令を受信し、受信した情報を解釈し、通知又は命令が予め設定された規則と適合性があるかどうかをチェックし、それに応じて命令を実施してもよい。例えば、ロボットコントローラ６２８は、ツールに、物体表面に対するツールの位置調整のための移動ベクトルを提供してもよく、ロボットコントローラ６２８は、ツールを物体表面に押し付ける適切な力を与えるようにロボットアーム及び／又は力制御ユニットに命令してもよく、ロボットコントローラ６２８は、ロボットコントローラによって緊急条件が判定された場合などに停止するように、緊急停止コマンドをツールに提供することができる。

【0034】

図７は、デュアルマウントエンドエフェクタシステムの一実施形態のブロック図を示す。システム７００は、例えば取り付けプレート７２２を介して駆動ロボットアームに接続するように構成され得る。

【0035】

システム７００は、エンドエフェクタシステム７１０を含む。エンドエフェクタシステム７１０は、第１のツール７１２と第２のツール７１４とを支持するデュアルマウントシステムである。一実施形態では、第１のツール７１２及び第２のツール７１４のうちの１つのみが一度に動作可能である。一実施形態では、第１のツール７１２及び第２のツール７１４は、ツールが回転可能に互いに１８０°離れるように配置されている。しかしながら、他の構成も可能である。第１のツール７１２及び第２のツール７１４のそれぞれは、圧力センサ、フレックスセンサ、超音波センサ、又は所望の作業状態情報を得るための他の適切なセンサなどの関連センサを有してもよい。

【0036】

システム７１０はまた、工作物に対するツール７１２、７１４の所定の位置への移動を可能にする１つ以上の移動機構７１８を有する。一実施形態では、ツール７１２又はツール７１４は、動作するためには、力制御部７２０と整列し、かつ力制御部７２０に平行である必要がある。一実施形態では、移動機構７１８は、必要に応じてツール７１２又はツール７１４のいずれかが所定の位置にあるように、エンドエフェクタシステム７１０を回転可能に移動させる。

【0037】

システム７００は、例えば１つ以上のノズル７１６を使用してワーク表面に材料を供給するように構成された材料供給源７３０を含む。供給される材料は、作業に応じて、水７３２、界面活性剤７３４、研磨剤７３６、又は別の適切な流体７３８であり得る。

【0038】

一実施形態では、ツール選択機構７４０は、ツール７１２又はツール７１４が力制御部７２０と位置合わせされるべきかを選択する。ツール選択機構７４０は、例えばユーザインタフェースを介した使用者の選択に応じて選択を行ってもよい。別の実施形態では、ツール選択機構７４０は、所与の修理に関するパラメータに基づいて選択を行ってもよい。例えば、既知の欠陥に基づいて、第１のサンディングツールが必要とされる場合があり、次いで、ポリッシングツールが適用される場合がある。ツール選択機構７４０は、修理プロセスに基づいて、必要に応じポリッシングツールを選択し得る。

【0039】

一実施形態では、エンドエフェクタツール検出器７５０が、力制御部７２０と位置合わせされている現在のツールを検出するように構成されている。エンドエフェクタツール検出器７５０は、ツール７１２、７１４のそれぞれと関連付けられたセンサからの情報を検出することによって、現在のツールを検出することができる。例えば、一実施形態では、各ツールは、力制御部７２０と位置合わせされていない場合には電源が入れられなくてもよい、又はそうでなければ「オン」状態にならなくてもよい、関連付けられたモータを有する。同様に、ツールが位置合わせされているかどうかを報告するために、他のセンサ情報も使用され得る。したがって、エンドエフェクタツール検出器は、ツールが位置合わせされているかどうかを、センサ及び／又は電力使用情報に基づいて検出することができる。

【0040】

エンドエフェクタツール切替器７６０は、ツールが力制御部と位置合わせされているかどうか、及びどのツールが力制御部と位置合わせされているかに基づいて、所望のツールが力制御部７２０と位置合わせされるためにエンドエフェクタシステム７１０が位置を変更する必要があるという信号を生成することができる。

【0041】

エンドエフェクタ位置アクチュエータ７７０は、所望の作業のために、移動機構７１８を作動させて、所望のツール７１２又はツール７１４を力制御部７２０と位置合わせさせる。

【0042】

２つのツール７１２及び７１４を有する単一のエンドエフェクタシステム７１０について説明してきた。しかしながら、一実施形態では、第３のツール及び第４のツールを有する第２のエンドエフェクタシステム７１０が存在することが明示的に企図される。第３のツールと第４のツールもまた、互いに対して１８０°に配置され得る。第２のエンドエフェクタシステム７１０は、第１のシステムに対しオフセットして配置されてもよく、オフセットは、動作していないときの第１のツールが作業スペース上の第３のツールの動作に影響を及ぼさないほど十分に大きい。一実施形態では、２つのシステム７１０は、移動機構７１８の約９０°の回転によって４つのツールのうちの１つが力制御部７２０と位置合わせされるように配置される。しかしながら、４つのツールそれぞれの間の回転は、使用されていないツールが加工面に不適切に係合しないことを確実にするために必要なツールのサイズ及びクリアランスに応じて、より大きい又はより小さい回転を必要とし得る。

【0043】

図８は、本発明の一実施形態におけるデュアルマウントエンドエフェクタを使用する方法を示す。方法８００は、図３～図７に対して説明したシステムのいずれか、又は別の適切なデュアルマウントエンドエフェクタシステムに有用であり得る。

【0044】

ブロック８１０において、エンドエフェクタシステムは第１の位置にある。第１の位置は、例えば、力制御部と位置合わせされた第１のツールであり得る。

【0045】

ブロック８２０において、新たなツールが必要であるという入力が受け取られる。一実施形態では、入力は、例えば、ユーザインタフェースと対話するオペレータから受け取られ得る。別の実施形態では、入力は、自動修理システムによって実行される一連の修理命令から生じ得る。

【0046】

ブロック８３０において、エンドエフェクタシステムを作動させる。作動には、ツールが力制御部と位置合わせされるように、エンドエフェクタシステムを第１の位置から第２の位置に移動させることを含み得る。一実施形態では、エンドエフェクタアセンブリは、それぞれが力制御部に取り付けられた第１のツールと第２のツールとを備える。一実施形態では、第１のツールと第２のツールは、互いに１８０°離れて配置される。そのような実施形態では、エンドエフェクタシステムを作動させることは、第１のツール又は第２のツールのいずれかが力制御部と位置合わせされるまでエンドエフェクタシステムを回転させることを含み得る。

【0047】

一実施形態では、エンドエフェクタアセンブリは、それぞれが力制御部に取り付けられた４つのツールを備える。一実施形態では、４つのツールは、互いに約９０°離れるように向けられる。しかしながら、ツールが自由に動作するために必要なスペースの量に応じて、ツールは、より近くてもよく、又は更に離れていてもよい。例えば、２つのデニビングツールは、２つのサンディングツールに比べて、互いにより接近して配置され得る。４つのツールは、それぞれが力制御部と順番に位置合わせするように回転してもよい。別の実施形態では、４ツールエンドエフェクタアセンブリは、１８０°離れて配置された２つのツールをそれぞれが有する２つの力制御部を必要とし、２つの力制御部は、４つのツールが概ね「Ｘ」字形を形成するように互いに垂直に取り付けられている。

【0048】

ブロック８４０において、ツール位置が検証される。検証は、ツールが力制御部と適切に位置合わせされることを確実にすることを含み得る。検証はまた、ツールがモータに適切に接続されることを確実にすることを含み得る。検証はまた、ツールに関連付けられたセンサが全て適切に機能することを確実にすることを含み得る。検証は、ブロック８４２に示されるように自動的に行われてもよく、又はいくらかのオペレータの介入を含んでもよい。検証は、ブロック８４６に示されるようにエンドエフェクタシステムによって行われてもよい。検証はまた、駆動ロボットアーム８４８によって行われてもよい。

【0049】

物体表面を調製するための駆動ロボットアームに取り付けられたデュアルマウントエンドエフェクタシステムについて論じられている。システムは、物体表面に接触し、調製するように構成されている第１のツールと、物体表面に接触し、調製するように構成されている第２のツールとを含む。システムはまた、力制御部を含む。力制御部は、第１の状態では、物体表面に接触し、調製するための位置にある第１のツールと、第２の状態では、物体表面に接触し、調製するための位置にある第２のツールと位置合わせするように構成されている。

【0050】

第１のツールは、システムが第１の位置にあるときに第１のツールを動作させるように構成された第１のモータを有し得、第２のツールは、システムが第２の位置にあるときに第２のツールを動作させるように構成された第２のモータを有し得る。

【0051】

第１のモータ及び第２のモータは、力制御部に取り付けられ得る。

【0052】

第１のモータ及び第２のモータは、第１のツールと第２のツールとが約１８０°離れるように、端と端とで取り付けられ得る。

【0053】

第１のツールは、サンダ、ポリッシャ、デニバ、噴霧器、流体適用器、又は流体除去ツールからなる群から選択され得る。第１のツールと第２のツールは同じであり得る。第１のツールと第２のツールは異なり得る。

【0054】

エンドエフェクタシステムはまた、物体表面に接触し、調製するように構成されている第３のツールと、物体表面に接触し、調製するように構成されている第４のツールとを有し得る。第３のツールは、エンドエフェクタシステムが第３の位置にあるときに動作するように構成され得、第４のツールは、エンドエフェクタシステムが第４の位置にあるときに動作するように構成され得る。

【0055】

システムは、第３のツールを動作させるように構成された第３のモータに結合された第２の力制御部を更に含み得る。第２の力制御部は、第４のツールを動作させるように構成された第４のモータに結合されている。

【0056】

第１のツールは、第１の端部にて第１のモータのスピンドルに取り外し可能に結合する第１のカプラによって第１のモータに結合され得る。カプラは、第２の端部にて第１のツールに取り外し可能に結合し得る。

【0057】

第１のツールは、サンダ、ポリッシャ、デニバ、ワイパからなる群から選択される。

【0058】

システムはまた、機能的構成要素が物体表面に接触し、調製している間に、エンドエフェクタツールの作業状態を検出するように構成された１つ以上のセンサと、センサから信号を受信し、信号を処理して、エンドエフェクタツールの状態情報を生成する制御回路とを含み得る。センサは、位置データを取得するためのリニア位置センサ、圧力データを取得するための圧力センサ、及び表面マッピングデータを取得するためのセンサのうちの少なくとも１つを含み得る。

【0059】

システムはまた、エンドエフェクタシステムを駆動ロボットアームに機能的に接続するための取り付けインタフェースを含み得る。

【0060】

システムはまた、物体表面上に流体を分注するように構成されたノズルを含み得る。流体は、水、界面活性剤、又は研磨剤であり得る。

【0061】

制御回路はまた、制御回路と駆動ロボットアームの制御システムとの間で信号を通信するための通信構成要素を含み得る。

【0062】

駆動ロボットアームに取り付けられた、本明細書に記載されるいずれかの実施形態のエンドエフェクタシステムを含み得る自動表面調製システムが提供される。駆動ロボットアームはまた、ロボット制御システムを実行させるためのマイクロプロセッサを含み得る。駆動ロボットアームは自動車修理ロボットであり得、第１のツールは、表面に接触し、研磨するように構成されている。表面を研磨することは、第１のツールが表面から材料層を除去することを含む。材料層は、表面上の塗料、プライマー、ｅコート、又はクリアコートの層であり得る。

【0063】

表面調製システムを使用して物体表面を調製する方法について論じられている。当該方法は、エンドエフェクタシステムを第１の位置において検出することを含む。エンドエフェクタシステムは、第１のツール及び第２のツールを含む。第１の位置において、第１のツールは物体表面と位置合わせされている。当該方法はまた、物体表面を調製するために第２のツールが必要であるという入力を受け取ることを含む。当該方法はまた、エンドエフェクタシステムの移動機構を作動させることを含む。作動は、移動機構が第２のツールを物体表面と位置合わせさせることを含む。当該方法はまた、第２のツールの位置を検証することを含む。検出する工程、受け取る工程、作動させる工程、及び検証する工程は、エンドエフェクタシステムと関連付けられたプロセッサによって生成された命令に応答して、エンドエフェクタシステムによって実行される。

【0064】

第１のツールは第１のモータを含み得、第２のツールは第２のモータを含み得、第１のモータ及び第２のモータは、力制御部に取り付けられている。

【0065】

第１のモータと第２のモータは、１８０°離して取り付けられ得る。

【0066】

エンドエフェクタシステムは、駆動ロボットアームに取り付けられ得る。

【0067】

プロセッサは、駆動ロボットアームと関連付けられ得る。

【0068】

当該方法の実施において、第１のツールと第２のツールと力制御部は、互いに対して固定され得、移動機構は、駆動ロボットアームの一部分であり得る。

【0069】

当該方法の実施において、移動機構は、駆動ロボットアーム内のプレートであり得、第２のツールを位置合わせさせることは、第２のツールが所定の位置にあるようになるまでプレートを回転させることを含み得る。

【0070】

当該方法の実施において、入力を受け取ることは、コントローラから命令を受け取ることを含み得る。命令は、エンドエフェクタシステムの位置を含み得、エンドエフェクタシステムの位置は、第１の位置又は第２の位置のいずれかであり得る。

【0071】

当該方法の実施において、駆動ロボットアームは、ロボット制御システムを実行するためのマイクロプロセッサを更に含み得る。

【0072】

当該方法の実施において、エンドエフェクタシステムは、物体表面に接触し、調製するように構成されている第３のツールと、物体表面に接触し、調製するように構成されている第４のツールとを更に含み得、第３のツールは、エンドエフェクタシステムが第３の位置にあるときに動作するように構成され得、第４のツールは、エンドエフェクタシステムが第４の位置にあるときに動作するように構成され得る。

【0073】

当該方法の実施において、システムは、第３のツールを動作させるように構成された第３のモータに結合された第２の力制御部を更に含み得る。第２の力制御部は、第４のツールを動作させるように構成された第４のモータに結合され得る。第１のツールは、第１の端部にて第１のモータのスピンドルに取り外し可能に結合する第１のカプラによって第１のモータに結合され得る。カプラは、第２の端部にて第１のツールに取り外し可能に結合し得る。

【0074】

当該方法の実施において、第１のツールは、サンダ、ポリッシャ、デニバ、ワイパであり得る。第２のツールは第１のツールと同じであり得る。第２のツールは第１のツールと異なり得る。

【0075】

当該方法の実施において、システムはまた、機能的構成要素が物体表面に接触し、調製している間に、エンドエフェクタツールの作業状態を検出するように構成された１つ以上のセンサと、センサから信号を受信し、信号を処理して、エンドエフェクタツールの状態情報を生成する制御回路とを含み得る。

【0076】

当該方法の実施において、センサは、位置データを取得するためのリニア距離センサ、圧力データを取得するための圧力センサ、及び表面マッピングデータを取得するためのセンサのうちの少なくとも１つを含み得る。

【0077】

当該方法の実施において、システムは、エンドエフェクタシステムを駆動ロボットアームに機能的に接続するための取り付けインタフェースを更に含み得る。

【0078】

当該方法はまた、第２のツールと関連付けられたノズルを使用して、物体表面上に流体を分注することを含み得る。流体は、水、界面活性剤、又は研磨剤であり得る。

【0079】

本明細書全体を通して、「一実施形態」、「特定の実施形態」、「１つ以上の実施形態」、又は「ある実施形態」に対する言及は、「実施形態」という用語の前に、「例示的な」という用語が含まれているか否かに関わらず、その実施形態に関連して説明される具体的な特徴、構造、材料、又は特性が、本開示の特定の例示的な実施形態のうちの少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して、様々な箇所における「１つ以上の実施形態において」、「特定の実施形態において」、「一実施形態において」、又は「ある実施形態において」などの表現の出現は、必ずしも本開示の特定の例示的な実施形態のうちの同一の実施形態に言及するものとは限らない。更に、特定の特徴、構造、材料、又は特性は、１つ以上の実施形態では任意の好適な方法で組み合わされてもよい。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図5A】

【図5B】

【図6】

【図7】

【図8】

【国際調査報告】