▶ スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニーの特許一覧
(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】2023-04-05
(54)【発明の名称】ロボット補修システム及び方法
(51)【国際特許分類】
B25J 9/16 20060101AFI20230329BHJP
B05B 12/00 20180101ALI20230329BHJP
B05C 11/10 20060101ALI20230329BHJP
B05C 11/00 20060101ALI20230329BHJP
B05D 3/12 20060101ALI20230329BHJP
B05D 1/26 20060101ALI20230329BHJP
B05D 7/14 20060101ALI20230329BHJP
B25J 13/08 20060101ALI20230329BHJP
【ＦＩ】
B25J9/16
B05B12/00 A
B05C11/10
B05C11/00
B05D3/12 B
B05D1/26 Z
B05D7/14 S
B25J13/08 Z
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022550880
(86)(22)【出願日】2021-02-19
(85)【翻訳文提出日】2022-08-24
(86)【国際出願番号】 IB2021051439
(87)【国際公開番号】W WO2021171154
(87)【国際公開日】2021-09-02
(31)【優先権主張番号】62/981,059
(32)【優先日】2020-02-25
(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】ヴィタル，クリスティー エル．
(72)【発明者】
【氏名】ハーブスト，ナサン ジェイ．
(72)【発明者】
【氏名】ヘメス，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】アルサー，ジョナサン ビー．
(72)【発明者】
【氏名】オルランド，マーク ダブリュ．
【テーマコード（参考）】
3C707
4D075
4F035
4F042
【Ｆターム（参考）】
3C707AS12
3C707AS23
3C707BS09
3C707CY13
3C707DS01
3C707GS05
3C707GS06
3C707KS09
3C707KS27
3C707KS33
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3C707KX05
3C707LU08
3C707MT06
4D075AC06
4D075AC88
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4D075BB91X
4D075DA27
4D075DC12
4F035AA03
4F035AA04
4F035BB03
4F035BB04
4F035BB13
4F035BB35
4F035BC02
4F035BC05
4F035BC06
4F042AA09
4F042AB00
4F042AB03
4F042BA02
4F042BA09
4F042CA01
4F042CB02
4F042CB18
4F042DH09
(57)【要約】
ロボット補修ユニット（４００）に結合された除去ツール（３３０、４２５）を含むロボット補修ユニット（４００）が提示される。除去ツール（３３０、４２５）は、作業表面（１３０）から流体又は破片を除去するように構成されている。補修ユニット（４００）はまた、ロボット補修ユニット（４００）を制御するように構成されたコントローラ（１５０）を含む。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロボット補修ユニットであって、前記ロボット補修ユニットに結合された除去ツールであって、作業表面から流体又は破片を除去するように構成されている、除去ツールと、
前記ロボット補修ユニットを制御するように構成されたコントローラと、
を備える、ロボット補修ユニット。
【請求項2】
力制御ユニットと、前記力制御部に結合されたエンドエフェクタであって、前記除去ツールは、前記エンドエフェクタに結合されている、エンドエフェクタと、
を更に備える、請求項１に記載のロボット補修ユニット。
【請求項3】
前記エンドエフェクタは、第１のエンドエフェクタユニットであり、前記力制御ユニットには、第２のエンドエフェクタユニットも結合されている、請求項２に記載のロボット補修ユニット。
【請求項4】
前記第２のエンドエフェクタユニットに結合された研磨ツールを更に備える、請求項３に記載のロボット補修ユニット。
【請求項5】
前記第１のエンドエフェクタユニット及び前記第２のエンドエフェクタユニットは、前記力制御ユニットに装着された装着プレートに装着されている、請求項３に記載のロボット補修ユニット。
【請求項6】
前記ロボット補修ユニットに装着された流体ディスペンサを更に備える、請求項１～５のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項7】
流体除去ツールは、前記エンドエフェクタに結合されたコネクタであり、前記コネクタは、単回使用の流体除去要素に取り外し可能に結合するように構成されている、請求項１～６のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項8】
前記コネクタは、フックアンドループ取り付けシステム、接着剤、又は磁石を使用して、前記単回使用の流体除去要素に取り外し可能に結合する、請求項７に記載のロボット補修ユニット。
【請求項9】
前記流体除去ツールは、吸引ツールを備える、請求項１～８のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項10】
前記流体除去ツールはまた、スポンジ要素を備える、請求項９に記載のロボット補修ユニット。
【請求項11】
前記流体除去ツールは、ブロワーを備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項12】
前記作業表面上の流体を検出するように構成された流体検出器、を更に備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項13】
流体除去構成要素を交換する必要性を検出するように構成された流体除去交換センサ、を更に備える、請求項１～１２のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項14】
前記流体除去構成要素は、除去された流体を貯蔵する流体容器を備える、請求項１３に記載のロボット補修ユニット。
【請求項15】
前記流体除去交換センサは、重量センサである、請求項１３に記載のロボット補修ユニット。
【請求項16】
前記重量センサは、前記力制御ユニットである、請求項１５に記載のロボット補修ユニット。
【請求項17】
前記流体除去交換センサは、光学センサである、請求項１３に記載のロボット補修ユニット。
【請求項18】
前記流体除去交換センサは、前記流体除去構成要素の流体除去作業のカウントである、請求項１３に記載のロボット補修ユニット。
【請求項19】
前記除去された流体は、水、ポリッシュ剤、ワックス、又は削り屑を含む、請求項１～１７のいずれか一項に記載のロボット補修ユニット。
【請求項20】
作業表面上の欠陥を補修する方法であって、前記方法は、ロボットアームを前記欠陥に近接させることと、
前記ロボットアームに結合された研磨ツールを、前記欠陥を含む欠陥領域に接触させることと、
前記研磨ツールで前記欠陥領域を研磨することであって、前記領域を研磨することは研磨破片を生成する、ことと、
ロボット廃棄物除去ツールを使用して、前記研磨破片を自動的に除去することと、
を含む、方法。
【請求項21】
前記ロボット廃棄物除去ツールは、前記ロボットアームに結合されている、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
ロボットセルが、前記ロボットアーム及び前記ロボット廃棄物除去ツールを備える、請求項２０又は２１に記載の方法。
【請求項23】
前記廃棄物除去ツールは、単回使用の廃棄物除去要素に取り外し可能に結合する、請求項２０～２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項24】
取り外し可能に結合することは、前記廃棄物除去ツールが、フックアンドループ取り付けシステム、接着剤、又は磁石システムを使用して、前記単回使用の廃棄物除去要素に解除可能に取り付けられることを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項25】
前記廃棄物除去ツールは、吸引ツールを備える、請求項２０～２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記廃棄物除去ツールは、ブロワーを備える、請求項２０～２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項27】
前記廃棄物除去ツールは、前記ロボットアームの力制御ユニットに結合する第１のエンドエフェクタユニットに結合されている、請求項２０～２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項28】
前記廃棄物除去ツールが前記欠陥領域に近接するように、前記欠陥領域に対する前記廃棄物除去ツールの相対位置を調整すること、を更に含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項29】
前記廃棄物除去ツールを近接させることにより、前記研磨ツールは前記欠陥領域から離れるように移動する、を更に含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記第１のエンドエフェクタユニット及び第２のエンドエフェクタユニットは両方とも、装着プレートを介して前記力制御部に結合されている、請求項２９に記載の方法。
【請求項31】
前記欠陥領域上に研磨流体を分配すること、を更に含む、請求項２０～３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項32】
流体ディスペンサが、前記ロボットアームに結合されている、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
クリアコート補修は、自動車の相手先商標製品製造（ｏｒｉｇｉｎａｌ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ；ＯＥＭ）部門で自動化されるべき、最終作業のうちの１つである。このプロセスのみならず、研磨材並びに／又はロボット検査及びロボット補修の使用に適している、他の塗装適用（例えば、プライマーサンディング、クリアコート欠陥除去、クリアコートポリッシングなど）を、自動化するための技術が所望されている。
【0002】
塗装欠陥の検出及び補修を自動化するための従来の取り組みとしては、乗物本体上の塗装欠陥を検出及び補修するための、電子撮像の使用を開示している、米国特許出願公開第２００３／０１３９８３６号で説明されているシステムが挙げられる。このシステムは、乗物の撮像データを、乗物のＣＡＤデータと比較照合することにより、各塗装欠陥に関する三次元塗装欠陥座標を作成する。これらの塗装欠陥データ及び塗装欠陥座標は、塗装欠陥のサンディング及びポリッシングを含めた様々なタスクを実行する、複数の自動ロボットを使用する自動補修に関する補修計画を策定するために使用される。
【図面の簡単な説明】
【0003】
図面では、必ずしも正確な縮尺では描かれていないが、異なる図において、同様の数字は同様の構成要素を説明し得る。図面は、本文書で論じられる様々な実施形態を、例示的にではあるが、限定することなく、全般的に示す。
【0004】
【0005】
【図2A】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【図2B】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【図2C】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【図2D】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【図2E】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【図2F】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【図2G】本明細書の実施形態による、ロボット補修ユニットのツール構成の概略図を示す。
【0006】
【図3】本明細書の実施形態による、作業表面上の欠陥を検出及び補修する方法を示す。
【0007】
【図4】本明細書の実施形態による、ロボット補修システムを示す。
【0008】
【図5】本明細書の実施形態による、流体除去部を交換する方法を示す。
【0009】
【図6】本明細書で論じられる実施形態が有用であり得るロボット表面調製システムの概略図を示す。
【図7】本明細書で論じられる実施形態が有用であり得るロボット表面調製システムの概略図を示す。
【図8】本明細書で論じられる実施形態が有用であり得るロボット表面調製システムの概略図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
撮像技術及び計算システムの近年の進歩は、生産速度でのクリアコート検査のプロセスを実現可能にしている。具体的には、ステレオ偏向計測は、後続の自動スポット補修を可能にするべく、塗装欠陥及びクリアコート欠陥の画像と場所とを、（座標位置情報及び欠陥分類を提供する）空間情報と共に適切な解像度で提供することが可能である点が、近年示されている。
【0011】
欠陥の検出及び分類技術が向上すると、検出された欠陥の補修を自動化する能力が可能になる。自動補修プロセスは、サンディング又はポリッシング用の研磨物品などの材料、ウェットサンディング又はポリッシング用の水などの流体を供給すること、並びに使用済み材料及び廃棄物を乗物表面から除去することを含む、新しい課題を提示する。補修が正常に完了したことを確実にするために、補修後検査のために除去が重要である。研磨廃棄物、及び補修プロセスで使用される任意の流体が除去されない場合、補修後検査プロセスは正確ではない場合がある。
【0012】
補修領域から流体を除去するためのいくつかの解決策を本明細書に記載する。自動補修には、検出された欠陥領域上又はその近くに分配される流体が役立ち得る。しかしながら、補修品質に関して表面を検査できるように、流体と補修中に生成された廃棄物とを補修表面から除去するための自動除去解決策を有することも重要である。補修後に自動ロボット補修ユニットが補修表面領域を洗浄することを可能にする解決策が望まれる。
【0013】
補修プロセス中に、表面欠陥がサンディングされポリッシングされてもよい。サンディング及びポリッシングの両方が、幾分の削り屑、又は作業表面から除去された材料を生じさせる場合がある。水、ポリッシュ剤、又はワックスなどの、サンディング作業又はポリッシング作業中に使用される任意の流体が、削り屑と混合する場合がある。作業表面から流体及び削り屑を除去する解決策が必要である。
【0014】
本明細書で使用する場合、用語「乗物」とは、塗料によるプライマーによる塗装、塗料、又はクリアコートを製造時に少なくとも１回施される、広範囲の移動構造体を包含することを意図している。本明細書の多くの実施例は、自動車に関わるものであるが、本明細書で説明される方法及びシステムはまた、トラック、列車、ボート（モータの有無を問わず）、飛行機、ヘリコプターなどにも適用可能であることが明示的に想到される。
【0015】
本明細書で使用する場合、「ロボット補修ユニット」という用語は、表面と相互作用して欠陥を除去するロボット補修システムを指す。いくつかの実施形態では、ロボット補修ユニットは、静止面上で動作する固定ユニットであってもよい。他の実施形態では、ロボット補修ユニットは、レール、トラック、又は他の機構に沿って移動することができ、それにより移動する表面上の欠陥に対処することができる移動型補修ユニットである。加えて、補修ユニットは固定式であり、補修の対象が移動することも可能である。ロボット補修ユニットは、どちらも２０１９年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０９５０号及び同第６２／９４０９６０号に記載されているものなどの、１つ以上のツールを有する１つ以上のエンドエフェクタを有してもよく、どちらも参照として本明細書に組み込まれる。しかしながら、他のロボット補修ユニット構造もまた明示的に想到される。
【0016】
塗装補修は、乗物製造プロセスにおける、最後に残された依然として大部分が手作業であるステップのうちの１つである。歴史的に見て、このことは、十分な自動検査が欠如していることと、補修プロセス及び補修後検査の自動化が困難であることとの、２つの主要因によるものである。
【0017】
２０１９年１１月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／９４１２８６号に記載されているように、視覚的に許容可能な形で欠陥に対処するために、検査部分に対して及び表面を研磨する問題に関して進展がなされてきた。しかしながら、自動化が進展するにつれて、研磨物品を含む研磨材料、及び研磨プロセスに必要な流体をどのように供給するか、並びに使用済み研磨材料を表面からどのように除去又は交換するか、を含む追加の問題が生じている。
【0018】
図１Ａは、本発明の実施形態が有用である、ロボット塗装補修システムの概略図である。システム１００は一般に、目視検査システム１１０と、欠陥補修システム１２０との、２つのユニットを含む。双方のシステムは、モーションコントローラ１１２、１２２によってそれぞれ制御することができ、これらのモーションコントローラは、１つ以上のアプリケーションコントローラ１５０から命令を受信することができる。アプリケーションコントローラは、ユーザインタフェース１６０から入力を受信する、又はユーザインタフェース１６０に出力を提供することができる。補修ユニット１２０は、エンドエフェクタ１２６と連携させることが可能な、力制御ユニット１２４を含む。図１に示すように、エンドエフェクタ１２６は、一実施形態では、どちらも２０１９年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０９５０号及び同第６２／９４０９６０号に記載されているもののように、更に記載されているように構成することができる２つのツール１２８を含む。しかしながら、他の配置構成もまた明示的に想到される。目視検査ユニット１１０が、乗物表面１３０上の欠陥を検出することができ、これを補修ユニット１２０により補修することができる。
【0019】
十分な能力の検査システム１１０が存在していることは、補修ユニット１２０によって補修する欠陥を特定するため及び欠陥に対処するために重要である。乗物塗装補修における現行の最新技術は、（例えば、クリアコートにおける鏡面性に匹敵する）望ましい仕上げを維持しつつ、目の細かい研磨材及び／又はポリッシュシステムを使用して、電動ツールの支援の有無に関わらず、最後まで手作業で欠陥をサンディング／ポリッシングすることである。そのような補修を実行する熟練者は、長時間の訓練を活用すると同時に、自身の感覚を利用して、補修の進捗を監視し、適宜に変更を加える。そのような高度な技術は、感知が制限されているロボットによる解決策においては、取り込むことが困難である。
【0020】
加えて、研磨材料の除去は、圧力駆動プロセスである一方で、多くの工業用マニピュレータは、一般に、位置追跡／制御レジームにおいてネイティブに動作するものであり、位置精度を念頭に置いて最適化されている。その結果、力制御（すなわち、関節トルク及び／又は直交力）が本質的に不得手な、極めて硬直した誤り応答曲線（すなわち、小さい位置ずれが、極めて大きい補正力をもたらすもの）を有する、極度に厳密なシステムがもたらされる。閉ループ力制御手法が、敏感な力／圧力駆動処理に遥かに適している柔軟な（すなわち、硬直していない）変位曲線を提供する、より最近の（かつ、より成功した）力制御式フランジと共に、後者に対処するために（限られた有用性を伴って）使用されてきた。
【0021】
いくつかの補修プロセスは、研磨剤除去プロセスを加速する又は支援するために流体を使用する。例えば、流体は、削り屑除去を支援し、研磨剤の目詰まりを低減させ、使用中の切削の均一性を向上させながら、研磨物品の寿命を延ばすことができる。例えば、いくつかのサンディング作業は、研磨作業の前又はその最中に補修領域上に水又は別の流体を分散させることを必要とするウェットサンディング作業である。加えて、ポリッシングは、多くの場合、ポリッシング作業の前又はその最中に、ポリッシュ剤が分配されることを必要とする。補修が完了した後、水又は別の除去溶剤を分配して、破片を除去してもよい。
【0022】
図１Ｂは、本発明の実施形態において有用であり得る、塗装補修ロボットの概略図である。ロボット補修ユニット２００は、いくつかの実施形態では、固定式とすることが可能な基底部２１０を有する。他の実施形態では、基底部２１０は、並進、又はｘ軸、ｙ軸、及び／若しくはｚ軸を中心とする回転である、６次元のいずれかにおいて移動することができる。例えば、ロボット２００は、補修されている乗物と共に移動するように構成されているレールシステムに固定された、基底部２１０を有し得る。欠陥場所に応じて、ロボット２００は、乗物により接近すること、又は乗物から遠ざかることが必要な場合もあり、あるいは、乗物に対して、より高く又はより低くなるよう移動することが必要な場合もある。移動式基底部２１０は、欠陥に到達することが困難な補修を、より容易にすることができる。
【0023】
ロボット補修ユニット２００は、作業表面と相互作用することが可能な、１つ以上のツール２５６を有する。ツール２５６は、一実施形態ではバックアップパッドを含んでもよく、又は別の好適な研磨ツールを含んでもよい。研磨動作の間、ツール２５６は、接着剤、フックアンドループ、クリップシステム、真空、若しくは他の好適な取り付けシステムを使用して取り付けられている、研磨ディスク又は他の好適な研磨物品を有し得る。ツール２５６は、ロボット補修ユニット２００に装着されているので、ロボット補修ユニット２００によって提供される自由度（殆どの場合、６自由度）の範囲内、並びに、その基準座標系を有する任意の他の自由度（例えば、コンプライアント力制御２３０ユニット）の範囲内で位置決めされる能力を有する。
【0024】
ロボット補修ユニット２６０は、図１Ｂに示すように、いくつかの接合部２６０を有し、接合部２６０の各々が、ｘ及びｙ方向に動くことができる。加えて、接合部２６０がボールジョイントであるいくつかの実施形態では、それら各々がｚ方向へ可動であり得る。ロボット補修ユニットの可動能力は、補修される乗物上の異なる位置にある欠陥へのアクセスを可能にするため、重要である。しかしながら、外部供給源からの流体の供給を設計する場合に困難が存在する。
【0025】
自動的に流体を作業表面上に分配すること、及び流体を自動的に除去することの両方ができる解決策が望まれる。これにより、補修プロセスは、研磨ツールを欠陥の近くに配置することから、欠陥をサンディングすることと、欠陥をポリッシングすることと、表面を洗浄することとを連続的に進めることが可能になる。補修プロセスが完了するとすぐに、補修後検査も自動的に生じてよい。
【0026】
図２Ａ～図２Ｇは、本明細書の実施形態において有用であり得る、ロボット補修ユニットのためのツール構成を示す。図２Ａは、使用位置における２ツール式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、ケーブル装着構成３０２を有してもよい。ロボットアーム３００は、装着プレート３５０上に装着さ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の各々は、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。
【0027】
図２Ａは、第２のツール３４０が工作物と係合する位置にある、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。２０１９年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０，９５０号に記載されているように、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、力制御部に平行に位置合わせされたツール３３０、３４０のうちの１つを有する。図２Ｂは、エンドエフェクタシステム３２０の側面図を示す。
【0028】
図２Ｃは、コネクタ３４２を使用してツール３４０がエンドエフェクタユニット３２０ｂに結合された状態のエンドエフェクタの部分図を示す。同じく、エンドエフェクタ３２０ｂには、ノズル３６４から方向３６２に流体を分配する流体ディスペンサ３６０が装着されている。しかしながら、図２Ｃは、流体ディスペンサの１つの可能な位置を示す一方で、他の好適な位置もまた想到される。
【0029】
図２Ａ～図２Ｃは、ロボット補修システムのためのマルチツールエンドエフェクタ上の研磨ツール及び流体ディスペンサの構成を示す。しかしながら、どちらも２０１９年１１月２日に出願された米国仮特許出願第６２／９４０９５０号、同第６２／９４０９６０号、及び２０１９年１１月２７日に出願された同第６２／９４１２８６号に記載されているようなロボット補修システムは、流体分配及び研磨プロセスをどのように自動化できるかを示すが、作業表面から流体及び研磨破片、又は削り屑を除去するためのロボットによる解決策が必要である。また、ロボットによる作業は、人間のオペレータから遮断された作業領域で行われることが多いので、ロボットによる作業を中断させて人間のオペレータが作業表面に作用することを可能にする必要なく、検査を行うことができるように、乗物の補修後表面を掃除するための解決策を提供する必要がある。
【0030】
図２Ｄ～図２Ｇは、研磨作業後に作業表面から流体及び研磨廃棄物を除去するためのロボットによる解決策の様々な構成を示す。図２Ｄは、コネクタ３４２を介してエンドエフェクタユニット３２０ｂにツール３４０が結合されている状態のマルチツールエンドエフェクタシステムを示す。エンドエフェクタユニット３２０ａが、拭き取り特徴部３３０ａに接続されている。拭き取り特徴部３３０ａは布として示されているが、織布若しくは不織布、あるいは紙タオルなどの別の吸収性材料から形成されてもよい。
【0031】
拭き取り特徴部３３０ａは、いくつかの実施形態では、任意の好適な機構を使用して交換可能である。例えば、拭き取り特徴部３３ａは、フックアンドループ構成、接着剤、磁石、又は別の好適な一時的な接続機構を使用してコネクタ３４２に接続してもよい。
【0032】
図２Ｅは、コネクタ３３２を介してエンドエフェクタユニット３２０ａに流体除去特徴部３３０ｂが結合されている状態のマルチツールエンドエフェクタシステムを示す。流体除去特徴部３３０ｂは、表面に吸引を適用して、作業表面上の研磨破片及び任意の残りの流体を吸い込む。流体除去特徴部３３０ｂは、回収した流体及び研磨廃棄物を収集する廃棄物リザーバ（図示せず）に結合されてもよい。１つの吸引ベースの除去特徴部３３０ｂが図示されているが、他の吸引ベースの特徴部３３０ｂもまた可能であることが想定される。例えば、可撓性ホース又は非可撓性チューブも使用されてもよい。吸引ベースの特徴部はまた、ゴム又は他の圧縮可能部分などの、吸引効率を改善するための係合特徴部を、特徴部３３０ｂの表面係合縁部に沿って含んでもよい。
【0033】
図２Ｆは、流体除去特徴部３３０ｃの別の実施形態を示す。特徴部３３０ａとは異なり、除去特徴部３３０ｃは、吸収性物品３３６とカプラ３３２との間の直接係合を必要としないが、代わりに、流体除去作業のために吸収性物品３３６を回収し、使用済み吸収性物品３３６を廃棄するための介在物として機能する。吸収性物品３３６は、単回使用の物品であってもよく、又は複数回の流体除去作業のための十分な吸収能力を有してもよい。特徴部３３０ｃは、図２Ｆに示すクランプなどの機械的回収特徴部であってもよい。他の実施形態では、特徴部３３０ｃは、フック又はループ取り付け部品、接着剤、磁石、又は別の好適な係合特徴部などの、吸収性物品３３６を回収する係合特徴部を組み込んでいる。
【0034】
図２Ｇは、流体除去特徴部３３０ｄの別の実施形態を示す。特徴部３３０ａ又は３３０ｃとは異なり、流体除去特徴部３３０ｄは、交換前に複数回使用されてもよい。流体除去特徴部３３０ｄは、圧縮可能なスポンジ又はスポンジ様要素であってもよい。いくつかの実施形態では、図示するスポンジ構成要素３３０ｄは、吸引構成要素（図示せず）及び流体容器（図示せず）と組み合わされる。
【0035】
図２Ｄ～図２Ｇは、単一のツールオプション３４０を示すが、他の実施形態では、他の好適なツールが可能であることが明示的に想到される。例えば、研磨ツール３４０は、サンディングツール、デニビング（ｄｅｎｉｂｂｉｎｇ）ツール、又はポリッシングツールを含んでもよい。ツール３４０はまた、バックアップパッド及び／又は研磨物品に結合してもよい。加えて、流体ディスペンサ３６０は、エンドエフェクタユニット３２０ｂに結合されているように示しているが、エンドエフェクタユニット３２０ａ上、装着プレート３５０上、又は別の好適な位置を含む、他の位置も可能である。例えば、研磨破片の除去を手助けするために追加の流体を分配できるように、ディスペンサ３６０が、拭き取り特徴部と同じエンドエフェクタユニット上に配置されてもよい。
【0036】
図３は、本明細書の実施形態による、作業表面上の欠陥を検出及び補修する方法を示す。
【0037】
ブロック３１０において、欠陥領域を検出し、例えば図１Ａのアプリケーションコントローラ１５０などのロボットコントローラからの、検出された欠陥に関連する命令が、補修ユニットにより受信される。本明細書で論じられる実施形態に限定されるものではないが、欠陥領域は、表面の画像３０２によって検出することができる、又はブロック３０４に示すように乗物上の位置に関連付けることができる。
【0038】
ブロック３２０、３３０、及び３４０は、検出された欠陥を補修するステップに関する。欠陥は、１つ以上の研磨作業で補修されてもよい。例えば、欠陥領域が、最初にサンディングされ、次いでポリッシングされてもよい。サンディングステップとポリッシュステップとの間で欠陥が検査されてもよく、欠陥が正常に補修されたかどうかに応じて、サンディング及び／又はポリッシングステップが繰り返されてもよい。
【0039】
ブロック３２０において、流体を補修領域上に分配する。流体は、例えば、ウェットサンディング又はウェットポリッシング作業用の水３１２であってもよい。流体はまた、ポリッシング作業用のポリッシュ剤３１４であってもよい。ポリッシュ剤３１４は、実際には、様々な作業に有用な様々なポリッシュ剤を指してもよい。異なるポリッシュ剤３１４が、異なる粘度を有してもよい。補修作業に応じて、他の流体３１６もまた分配されてもよい。流体は、同時係属中の米国仮特許出願第６２／９８１，０５８号に記載されるもの、任意の他の好適な自給式流体分配システムなどの、自給式流体分配システム、を使用して分配されてもよい。
【0040】
ブロック３３０において、欠陥を研磨する。欠陥を研磨することは、サンディング作業３２２、デニビング（ｄｅｎｉｂｂｉｎｇ）作業３２４、ポリッシング作業３２６、又は別の作業３２８を含んでもよい。欠陥を研磨することは、ツールを欠陥領域と接触させることを含む。研磨は、ブロック３２０の流体分配の後、又はそれと同時に起きてもよい。
【0041】
ブロック３４０において、流体を作業表面から除去する。流体を除去することはまた、クリアコート又は塗料「削り屑」を含む、研磨作業から生成した廃棄物を除去することを含んでもよい。流体を除去することは、人間による検査作業中に手作業で行われてもよい、又は補修ユニット上のツールにより又は別のロボットユニットにより全て自動的に行われてもよい。流体除去は、吸収性物品による物理的拭き取り作業３３２を含んでもよく、吹き付け作業３３４、真空作業３３６、又は別の好適な作業３３８の使用を含んでもよい。流体除去要素は、いくつかの実施形態では、単回除去作業の後に処分されることを意図した単回使用の要素であってもよい。他の実施形態では、流体除去要素は、除去された流体が定期的な処分の前に貯蔵される流体容器に結合されてもよい。代わりに、流体容器が廃棄物流に結合されてもよく、除去された流体が連続的に処分されることができる。加えて、ブロック３４０に示すような、流体を除去することは、流体除去要素、例えば吸引中の作業表面との係合を改善するために真空要素に結合されたスポンジ要素、の組み合わせを指す場合がある。加えて、物理的拭き取り作業の前に、ブロック３３４に示すように、圧縮空気又は圧縮ガスを作業表面上に分配してもよい。削り屑又はより高い粘度の流体の除去を手助けするために、流体もまた同時に分配されてもよい。例えば、ポリッシュ剤又はワックスの除去を手助けするために、水が分配されてもよい。
【0042】
図４は、本明細書の実施形態による、ロボット補修システムを示す。ロボット４００は、例えば補修されている乗物に対して、ロボット４００が移動することを可能にし得るロボット移動機構４０８を有してもよい。ロボット補修ユニット４００はまた、手動入力又はセンサ４０２から受信した入力のいずれかに基づいて、ロボット４００及びその構成要素の移動を制御することができるコントローラ４３０を含む。ロボット４００はまた、例えば、流体容器を交換する必要があるかどうかを検出する流体レベル検出器４０４などの、流体除去システムに固有のセンサを含んでもよい。センサはまた、流体除去作業が成功したかどうか、例えば、作業表面が、依然として濡れているかどうか又は依然として研磨破片を有するかどうか、を検出するために使用されてもよい。いくつかの実施形態では、センサは、ロボット４００とは別個に、例えば、ロボットアーム４１０上に、又はエンドエフェクタアセンブリ上に装着されてもよい。
【0043】
ロボットアーム４１０は、装着プレート４１７に結合された力制御要素４１６を有する。１つ以上のエンドエフェクタユニット４１９もまた、装着プレート４１７に結合されてもよく、各エンドエフェクタユニット４１９もまた、ツール要素４１８に結合されてもよい。ツール要素のうちの１つ以上が、除去特徴部４２０であってもよい。除去特徴部４２０は、単回使用の除去特徴部であってもよく、又はセレクタ４２６を使用して単回使用の除去要素４２５と相互作用して、順次的な除去動作のために除去要素４２５を順次選択してもよい。ロボットアーム４１０はまた、ロボットアーム４１０の１つ以上の構成要素の移動を可能にする１つ以上のロボットアーム移動機構４１４を有する。
【0044】
図５は、本明細書の実施形態による、流体除去部を交換する方法を示す。システムは、例えば、図２Ａ～図２Ｇに関して説明したものと同様の構成要素、又は他の好適なロボット流体除去システムを含んでもよい。しかしながら、流体除去構成要素を定期的に交換する必要がある場合がある。いくつかの流体除去構成要素は、吸収性物品（例えば、単回使用の吸収パッド）などの単回使用の構成要素であり、各流体除去作業の後に交換される必要がある。いくつかの流体除去作業では、除去前に、高吸収性物品（例えば、より大きな吸収性布、スポンジ等）などの他の流体除去構成要素を使用することができる。他の流体除去構成要素は、それ自体の交換を必要としないが、除去を良好に継続するために、流体容器を定期的に空にする必要がある。
【0045】
ブロック５１０において、流体除去作業を行う。流体除去は、吸収性物品による物理的拭き取り作業、吸引作業、吹き付け作業、これらの組み合わせ、又は別の好適な作業を含んでもよい。
【0046】
ブロック５２０において、流体除去特徴部を交換する必要性を検出する。単回使用の吸収性物品の場合、検出は、除去特徴部を交換しなければならない使用回数５２４、例えば除去作業が行われるたび、を指すことができる。複数回使用の作業の場合、使用回数５２４は、１回より多くてもよく、例えば２回、３回、又はそれ以上であってもよい。変更する必要性を検出することが、設定されるブロック５２２に示すように、例えばオペレータによって手動で入力される場合もある。変更する必要性を検出することが、流体レベル５２６に到達したことを検出することを含む場合もある。例えば、力制御ユニットのツール側に結合された流体除去解決策を有することの利点は、重量の僅かな変化を検出する能力である。複数回使用の吸収性物品の場合、流体レベル５２６に到達したことを検出することは、物品の重量が、更に多くの流体を効率的に吸収することが不可能であることを示すレベルに到達したことを検出することを含んでもよい。加えて、除去された流体を流体容器が保持する実施形態については、流体レベル５２６に到達したことを検出することはまた、流体除去部がもはや追加の流体又は破片を効果的に除去することができないレベルに、流体容器が到達したことを検出することを含んでもよい。流体除去特徴部を変更する必要性を検出する他の方法も想定される。
【0047】
ブロック５３０において、流体除去特徴部を交換する。交換は、単回使用の物品の場合、使用済み物品の処分及び新しい吸収性物品の選択を含んでもよい。これは、ブロック５３４に示すように、ロボットユニットにより、クランプ又は他のツールを使用して、使用済み物品を除去し、使用済み物品を廃棄ユニットに配置し、新しい物品を取り出し、新しい物品をエンドエフェクタユニットの収容部に配置して、行ってもよい。ブロック５３２に示すように、交換の少なくとも一部分が手動であってもよい。例えば、オペレータが、単回使用の吸収性物品の積層体を組み立て、ロボットセルのオペレータ側に配置して、それらが各交換作業において利用可能なようにしてもよい。ブロック５３６に示すように、他の交換方法もまた想定される。例えば、流体容器の交換は、流体容器を空にし、それに交換することのように簡単な場合がある。代替として、流体容器を交換することは、充満された流体容器を除去し、代わりに空の流体容器を配置することを含んでもよい。
【0048】
ブロック５４０において、交換された流体除去特徴部を検出する。いくつかの実施形態では、ロボット補修ユニットは、除去特徴部が交換されたことを検出してもよい。交換は、例えば、ブロック５４２に示すように、オペレータが交換を手動で示すことにより検出されてもよい。新しい流体源ユニットを検出することはまた、重量感知が実現可能な実施形態については、ブロック５４４に示すように、ツール側の重量が新しい吸収性物品又は空の流体容器に対応することを、重量センサが検出することを含んでもよい。交換された流体除去特徴部を検出することはまた、例えば、新しい流体容器が再設置されたことを光学的に感知するなどの、ブロック５４６に示すような他の方法を含んでもよい。他の実施形態では、他の好適な感知システムも実現可能であり得る。
【0049】
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に示すように、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°回転しているように、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を動作させることが可能になる。
【0050】
別の実施形態では、３つ以上の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のセットに垂直に装着することができる。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、各々の間で９０°回転させることにより、単一の力制御部が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。
【0051】
各エンドエフェクタ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、図２の圧力センサ２３のうちの１つ以上の、図２のフレックスセンサ２４のうちの１つ以上、図２の超音波センサ２５のうちの１つ以上、他の種類のセンサのうちの１つ以上、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て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。
【0052】
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。
【0053】
いくつかの実施形態では、プロセッサユニット６１４は、超音波センサからの位置決めデータ、フレックスセンサ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からの圧力データを組み合わせて、物体表面６０２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。
【0054】
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、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ロボットコントローラに命令するための運動命令、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／オフするための、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ための、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、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、プロセッサユニット６１４は、ロボットアームが物体表面から離れるように移動するように命令するための命令を、ロボットコントローラに送ってもよい。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、プロセッサユニット６１４は、ツール移動の速度を低減するようにロボットアームに命令するための命令をロボットコントローラに送ってもよい。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即時停止命令を送ってもよい。
【0055】
エンドエフェクタツール６１０からのリアルタイム状態情報、通知、又は命令は、ツール制御インタフェース６１７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６１６に送られ得る。次いで、ロボットコントローラ６１６は、リアルタイム状態情報を使用して、エンドエフェクタツール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６１６はまた、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を適宜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６１６は、エンドエフェクタツールからリアルタイム状態情報、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装してもよい。例えば、ロボットコントローラ６１６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６１６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６１６は、ロボットコントローラによって即時条件が判定された場合などに停止するように、即時停止コマンドをツールに提供することができる。
【0056】
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、例えば装着プレート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てもよい。図４のロボット補修ユニットとは対照的に、流体除去ツールは、デュアルマウントツールシステムの一部、又は３つ、４つ、又はそれ以上のツールが装着されたシステムの一部であり得ることが想到される。専用の拭き取りツールが明示的に想到されているが、図７に記載されているものなどの他の構成が可能である。
【0057】
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の各々は、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好適なセンサなどの、関連付けられたセンサを有してもよい。
【0058】
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。本明細書で論じたように、２つのツール７１２、７１４について論じているが、ツール７１２又はツール７１４のいずれかが廃棄物除去特徴部であってもよいことが明示的に想到される。
【0059】
システム７００は、例えば１つ以上のノズル７１６を使用して作業表面に材料を供給するように構成された材料源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、ポリッシュ剤７３６、又は例えばワックスなどの別の好適な流体７３８であってもよい。
【0060】
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に位置合わせされるべきかどうかを選択する。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、所与の補修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。代替として、サンディング作業の後、ポリッシングの前に、生成された削り屑を除去するために、廃棄物除去ツールが必要となる場合がある。ツール選択機構７４０は、補修プロセスに基づいて、必要時に、第２の適切なツールを選択してもよい。
【0061】
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に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の各々に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に位置合わせされていない場合には給電されなくてもよい又は「オン」状態でなくてもよい、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。
【0062】
エンドエフェクタツール切替器７６０は、ツールが力制御部に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に位置合わせされているかに基づいて、所望のツールを力制御部７２０に位置合わせさせ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。
【0063】
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に位置合わせさせる。
【0064】
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想到される。第３のツール及び第４のツールもまた、互いに対して１８０°に配置されてもよい。第２のエンドエフェクタシステム７１０は、第１のシステムに対してオフセットさせ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での第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に位置合わせされるように配置される。しかしながら、４つのツールの各々の間の回転は、使用されていないツールが作業表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する場合がある。
【0065】
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、又は別の好適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。
【0066】
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、力制御部に位置合わせされた第１のツールであり得る。
【0067】
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を受け取る。一実施形態では、入力は、例えば、ユーザインタフェースと相互作用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、自動補修システムによって実行される補修命令のセットから生じ得る。例えば、生成された削り屑は、サンディング後、かつポリッシング前に、廃棄物除去ツールによって除去される必要があり得る。
【0068】
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。作動は、ツールが力制御部に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装着された第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のツール及び第２のツールは、互いに１８０°離れるように配置される。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に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。
【0069】
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装着された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、互いにより近くに配置され得る。４つのツールは、それぞれが順番に力制御部に位置合わせされ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°離れるように配置された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装着されている。
【0070】
ブロック８４０において、ツール位置を検証する。検証は、ツールが力制御部に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に示す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による介入を含んでもよい。検証は、ブロック８４６に示す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。
【0071】
ロボット補修ユニットに結合された除去ツールを含むロボット補修ユニットが提示される。除去ツールは、作業表面から流体又は破片を除去するように構成されている。ロボット補修ユニットはまた、ロボット補修ユニットを制御するように構成されたコントローラを含む。
【0072】
ロボット補修ユニットは、力制御ユニットと、力制御部に結合されたエンドエフェクタとも含むように実装されてもよい。除去ツールは、エンドエフェクタに結合されてもよい。
【0073】
ロボット補修ユニットは、エンドエフェクタが第１のエンドエフェクタユニットであるように実装されてもよい。力制御ユニットには、第２のエンドエフェクタユニットも結合されている。
【0074】
ロボット補修ユニットは、第２のエンドエフェクタユニットに結合された研磨ツールも含むように実装されてもよい。
【0075】
ロボット補修ユニットは、第１のエンドエフェクタユニット及び第２のエンドエフェクタユニットが、力制御ユニットに装着された装着プレートに装着されるように実装されてもよい。
【0076】
ロボット補修ユニットは、第１のエンドエフェクタユニットが第２のエンドエフェクタユニットから少なくとも１０°離れて装着されるように実装されてもよい。
【0077】
ロボット補修ユニットは、第１のエンドエフェクタユニットが第２のエンドエフェクタユニットから約１８０°離れて装着されるように実装されてもよい。
【0078】
ロボット補修ユニットは、ロボット補修ユニットに装着された流体ディスペンサも含むように実装されてもよい。
【0079】
ロボット補修ユニットは、流体ディスペンサがエンドエフェクタに装着されるように実装されてもよい。
【0080】
ロボット補修ユニットは、流体除去ツールがエンドエフェクタに結合されたコネクタであるように実装されてもよい。コネクタは、単回使用の流体除去要素に取り外し可能に結合するように構成されている。
【0081】
ロボット補修ユニットは、単回使用の流体除去要素が布又は吸収パッドであるように実装されてもよい。
【0082】
ロボット補修ユニットは、コネクタが、フックアンドループ取り付けシステム、接着剤、又は磁石を使用して、単回使用の流体除去要素に取り外し可能に結合するように実装されてもよい。
【0083】
ロボット補修ユニットは、流体除去ツールが吸引ツールを含むように実装されてもよい。
【0084】
ロボット補修ユニットは、吸引ツールが可撓性チューブを含むように実装されてもよい。
【0085】
ロボット補修ユニットは、吸引ツールが、作業表面に対する封止を改善するための係合特徴部を有するように実装されてもよい。
【0086】
ロボット補修ユニットは、流体除去ツールがスポンジ要素も含むように実装されてもよい。
【0087】
ロボット補修ユニットは、流体除去ツールが複数回使用の流体除去要素を含むように実装されてもよい。
【0088】
ロボット補修ユニットは、複数回使用の流体除去要素がスポンジ、吸収性布、又は吸収パッドを含むように実装されてもよい。
【0089】
ロボット補修ユニットは、流体除去ツールがブロワーを含むように実装されてもよい。
【0090】
ロボット補修ユニットは、ブロワーが圧縮空気を作業表面に向けるように実装されてもよい。
【0091】
ロボット補修ユニットは、作業表面上の流体を検出するように構成された流体検出器も含むように実装されてもよい。
【0092】
ロボット補修ユニットはまた、流体除去構成要素を交換する必要性を検出するように構成された流体除去交換センサを含むように実装されてもよい。
【0093】
ロボット補修ユニットは、流体除去構成要素が、除去された流体を貯蔵する流体容器を含むように実装されてもよい。
【0094】
ロボット補修ユニットは、流体除去交換センサが重量センサであるように実装されてもよい。
【0095】
ロボット補修ユニットは、重量センサが力制御ユニットであるように実装されてもよい。
【0096】
ロボット補修ユニットは、流体除去交換センサが光学センサであるように実装されてもよい。
【0097】
ロボット補修ユニットは、流体除去交換センサが流体除去構成要素の流体除去作業のカウントであるように実装されてもよい。
【0098】
ロボット補修ユニットは、除去された流体が、水、ポリッシュ剤、ワックス、又は削り屑を含むように実装されてもよい。
【0099】
ロボット補修ユニットは、少なくとも流体除去ツールの動作の一部の間に、流体ディスペンサが流体を分配するように実装されてもよい。
【0100】
ロボット補修ユニットは、ロボット移動構成要素も含むように実装されてもよい。作業表面は、移動している乗物であってもよく、ロボット移動構成要素は、移動している乗物と同様の速度及び方向でロボット補修ユニットを移動させるように構成されてもよい。
【0101】
ロボットアームを欠陥に近接させることと、ロボットアームに結合された研磨ツールを、欠陥を含む欠陥領域に接触させることと、研磨ツールで欠陥領域を研磨することとを含む、作業表面上の欠陥を補修する方法が提示される。領域の研磨は、研磨破片を生成する。本方法はまた、ロボット廃棄物除去ツールを使用して、研磨破片を自動的に除去することを含む。
【0102】
本方法は、ロボット廃棄物除去ツールがロボットアームに結合されるように実装されてもよい。
【0103】
本方法は、ロボットセルが、ロボットアーム及びロボット廃棄物除去ツールを含むように実装されてもよい。
【0104】
本方法は、廃棄物除去ツールが単回使用の廃棄物除去要素に取り外し可能に結合するように実装されてもよい。
【0105】
本方法は、単回使用の廃棄物除去要素が吸収性物品を含むように実装されてもよい。
【0106】
本方法は、吸収性物品が、織布品、ニット物品、不織布物品、スパンレース物品、スパンボンド物品、ステッチボンド物品、メルトブロー物品、ブローマイクロファイバー物品、マイクロファイバー、又はスポンジ物品を含むように実装されてもよい。
【0107】
本方法は、取り外し可能に結合することが、廃棄物除去ツールが、フックアンドループ取り付けシステム、接着剤、又は磁石システムを使用して、単回使用の廃棄物除去要素に解除可能に取り付けられることを含むように実装されてもよい。
【0108】
本方法は、廃棄物除去ツールが吸引ツールを含むように実装されてもよい。
【0109】
本方法は、廃棄物除去ツールがブロワーを含むように実装されてもよい。
【0110】
本方法は、研磨ツールが、サンディングツール、デニビングツール、又はポリッシングツールであるように実装されてもよい。
【0111】
本方法は、研磨ツールがバックアップパッドを介して研磨物品に結合するように実装されてもよい。
【0112】
本方法は、廃棄物除去ツールが、ロボットアームの力制御ユニットに結合する第１のエンドエフェクタユニットに結合されるように実装されてもよい。
【0113】
本方法は、研磨ツールが、第２のエンドエフェクタユニットに結合され、第２のエンドエフェクタユニットが、ロボットアームの力制御ユニットに結合するように実装されてもよい。
【0114】
本方法は、廃棄物除去ツールが欠陥領域に近接するように、欠陥領域に対する廃棄物除去ツールの相対位置を調整することを更に含む、ように実装されてもよい。
【0115】
本方法は、廃棄物除去ツールを近接させることにより、研磨ツールは欠陥領域から離れるように移動する、ように実装されてもよい。
【0116】
本方法は、第１のエンドエフェクタユニット及び第２のエンドエフェクタユニットが両方とも、装着プレートを介して力制御部に結合されるように実装されてもよい。
【0117】
本方法は、第１のエンドエフェクタユニットが第２のエンドエフェクタユニットから少なくとも９０°に装着されるように実装されてもよい。
【0118】
本方法は、第１のエンドエフェクタユニットが第２のエンドエフェクタユニットから約１８０°に装着されるように実装されてもよい。
【0119】
本方法は、欠陥領域上に研磨流体を分配することも含むように実装されてもよい。
【0120】
本方法は、研磨流体が、水、ポリッシュ剤、又はワックスを含むように実装されてもよい。
【0121】
本方法は、流体ディスペンサがロボットアームに結合されるように実装されてもよい。
【0122】
本方法は、研磨廃棄物の除去中に流体を分配することを含むように実装されてもよい。
【0123】
本方法は、流体ディスペンサがロボットアームに結合されるように実装されてもよい。
【0124】
本方法は、廃棄物除去ツールが結合されているエンドエフェクタユニットに、流体ディスペンサが結合されるように実装されてもよい。
【0125】
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つ以上の実施形態において任意の好適な方法で組み合わされてもよい。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【国際調査報告】