JP2021502262A - 自動車用電着ドレインプラグの挿入ツール - Google Patents

Abstract

物品の開口部内にプラグを設置するための方法及びシステムが提供される。使用されるロボットシステムはロボット及びツールを含み、ツールはプラグリザーバ、センサ及びアクチュエータを含む。センサは、物品の開口部を検出するように構成され、アクチュエータは、プラグリザーバから開口部内にプラグの１つを配置するように構成される。ロボットシステムはツール交換ネストを有することができ、その場合プラグリザーバは、ツール交換ネストに可逆的に受け取られ、さらにツールの残りの部分から除去されることができる。本技術を利用してプラグリザーバを素早く交換することで操作速度が向上し、１つ以上のツール交換ネストにより、ロボットシステムをリロード及び／又は再構成して、入力又は操作を最小化して種々の開口部をプラグで塞ぐことができる。【選択図】図１

Description

本発明は、電着塗装された物品内で開口部内にプラグを挿入するための装置に関し、該物品は該装置に取り付けられたロボットを含む。

本節は、必ずしも従来技術ではない本開示に関連する背景技術情報を提供する。

電気コーティング又はｅ−コート処理とも称される、電着処理による導電性基板のコーティングは、周知かつ重要な工業的方法である。例えば、導電性物品へのコーティング又はプライマーの電着は、自動車の部品及び車体をコーティングするために自動車産業で広く使用されているプロセスである。このプロセスでは、例えば、金属製の車体を部分的又は全体的にフィルム形成ポリマーの水性エマルションの溶液槽に浸し、導電性の車体を電着プロセスにおける電極として機能させることができる。電流は、所望の特性を有するコーティングが車体に沈着するまで、車体と、コーティング組成物と電気的に接触している対向電極との間を流れる。陰極電着プロセスでは、コーティングすべき物品は陰極として構成され、対向電極は陽極として構成される。電着プロセスが完了した後、得られた被覆物は槽から取り出され、（例えば、脱イオン水で）すすがれ、典型的には、物品に架橋仕上げを形成するのに十分な温度のオーブンで硬化される。電着コーティングが施された物品は、自動車の外装仕上げの１つ又は複数の層で上塗りされて、チップ抵抗特性と、光沢及び画像の明瞭さ等の魅力的かつ審美的な外観とを提供することができる。

電着プロセスの１つの問題は、電着浴内への浸漬とコーティングの後、物品（例えば車体）から排液する能力である。過剰な浴液は、車体に戦略的に配置された開口部又は排水穴を使用することにより、車体の空洞、くぼみ、及び部分的に囲まれた部分から排出することができる。電着浴液が排出されると、車体を加熱してフィルム形成ポリマーを硬化させることができ、開口部又は排出穴は、様々な材料で形成されたプラグ又はストッパーを挿入することによって閉鎖することができる。場合によっては、完成した車両の客室内への水、塵埃、又は空気の侵入を防ぐために、これらの開口部を塞ぐ必要がある。種々の車両のフロアパンの構成は、後で塞ぐ必要がある１２個以上の開口部を含む場合がある。

このようなプラグは、車体が処理ラインを移動するときに、ツールを使用して又は手動で挿入可能である。しかし、作業者が１つ以上のプラグを挿入するために移動中の車体の内側にアクセスする必要がある場合は、安全上の問題を回避する必要がある。これには、車両のドア及びハッチの開閉、及び／又は、車両と関連コンポーネントとのさらなる組み立てに関連する動きが含まれる。プラグの挿入に際しては、車両の内側にアクセスしたときの鋭い金属エッジ、プラグを挿入するために物理的な強度と扱いにくい位置が要求される人間工学的な懸念、さらに、作業者に影響を与え得る反復動作の問題を考慮する必要がある。

従って、車体等の電着物品の開口部又はドレイン穴へのプラグの取り付けを最適化する必要がある。

本技術は、電着物品等の物品内の１つ又は複数の開口部への、１つ又は複数のドレインプラグの挿入に関する製造物品、システム、及びプロセスを含む。

ある実施形態では、物品の開口部内にプラグを設置するためのツールが提供され、該ツールはロボットに連結されるように構成される。ツールは、プラグリザーバ、センサ及びアクチュエータを含む。プラグリザーバは、複数のプラグを保持するように構成される。センサは、物品の開口部を検出するように構成され、開口部に対してツールを配置するように構成可能である。アクチュエータは、プラグリザーバからのプラグの１つを物品の開口部内に配置するように構成される。

種々の実施形態では、プラグを物品の開口部内に設置するためのロボットシステムが提供される。ロボットシステムは、本明細書に記載されるようなロボット及びツールを含む。ロボットシステムは、ツール交換ネストをさらに含むことができ、プラグリザーバは、工具に可逆的に連結可能であり、プラグリザーバは、ツール交換ネストに可逆的に受け取られるように構成可能である。プラグリザーバは、ツールから脱着され、かつツール交換ネストに受け取られたままになるように構成可能である。システムは、複数のツール交換ネストを含むことができる。

いくつかの実施形態では、物品の開口部内にプラグを設置する方法が提供される。この方法は、本明細書に記載されるロボットシステムを使用することを含む。物品の開口部が配置される。プラグリザーバからのプラグの１つは、アクチュエータを使用して、物品の開口部内に配置される。センサは、未接続の開口部と接続済の開口部とを区別するように構成された画像センサを含み得る。この方法はさらに、開口部が非閉塞開口部及び閉塞開口部のいずれであるかを決定し、開口部が非閉塞開口部である場合、アクチュエータを使用してプラグリザーバから物品の開口部内に別のプラグを配置することを含み得る。ロボットシステムは、ツール交換ネストをさらに含むことができ、プラグリザーバはツール交換ネストによって受け取り可能であり、プラグリザーバは工具に可逆的に連結され、ツール交換ネストに可逆的に受け取られる。このようにして、この方法はさらに、ツール交換ネストでプラグリザーバを受け取ることと、プラグリザーバをツールから脱着することとを含むことができ、ここでプラグリザーバは、ツール交換ネストによって受け取られたままである。この方法はさらに、プラグリザーバを別のプラグリザーバと交換することを含み得る。プラグリザーバを別のプラグリザーバと交換することも、ロボットによって少なくとも部分的に実行することができる。この方法はまた、センサを使用して物品の別の開口部を検出することと、アクチュエータを使用してプラグリザーバからの別の１つのプラグを物品の別の開口部内に配置することとを含み得る。

ある実施形態では、プラグを物品の開口部内に設置するためのツールを構成する方法が提供される。この方法は、本明細書に記載されるようなロボットシステムを提供することを含む。プラグリザーバはツール交換ネストに受け取られ、プラグリザーバはツールから取り外される。この方法はさらに、別のプラグリザーバをツールに連結することを含むことができ、別のプラグリザーバは、別のツール交換ネストに受け取られることができる。別のプラグリザーバは、別のツール交換ネストから取り外し可能であり、別のプラグリザーバは複数のプラグを含む。このように、物品の開口部が検出可能であり、アクチュエータを使用して、別のプラグリザーバからのプラグの１つを物品の開口部内に配置することができる。

さらなる適用範囲は、本明細書の記載から明らかになるであろう。この概要の説明及び特定の例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。

本明細書で説明される図面は、可能な全ての実施例ではなく、選択された実施形態の例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定することを意図していない。

本技術に係る、ロボット及びツールを含むロボットシステムの実施形態の斜視図である。 ツール交換ネストをさらに含み、拡張アクチュエータピストンを示すロボットシステムの斜視図、及び第１のプラグリザーバとツールのアクチュエータとの間の連結の分解図である。 ツールに連結された第１のプラグリザーバが第１のツール交換ネストに受け取られ、第２のプラグリザーバが第２のツール交換ネストによって受け取られている、ロボットシステムの斜視図である。 第１のツール交換ネストの第１のプラグリザーバから脱着され、第２のツール交換ネストの第２のプラグリザーバに連結された、ロボットシステムの斜視図である。

以下の技術の説明は、１つ以上の発明の主題、製造、及び使用の性質についての単なる例示であり、本願若しくは本願の優先権を主張し得る他の出願の特許請求の範囲に記載される特定の発明、又はそれらの出願に由来する特許の、範囲、適用又は使用を制限することを意図しない。開示された方法に関して、提示されたステップの順序は本質的に例示的なものであり、故にステップの順序は様々な実施形態では異なり得る。特に明記されていない限り、ここに記載される全ての数値は「約（about）」という用語によって変更されると理解されるべきであり、全ての幾何学的及び空間的記述子は、技術の最も広い範囲を説明する際に「実質的に（substantially）」という用語によって変更されると理解されるべきである。数値に適用される「約」は、計算又は測定により、値において若干の不正確さ（値の正確さに対して何らかのアプローチを伴う、概ね又は合理的に値に近い、ほぼ）が許容されることを示す。仮に何らかの理由で、「約」によって提供される不正確さがこの通常の意味で当技術分野において理解されない場合、本明細書で使用される「約」は少なくとも、そのようなパラメータを測定又は使用する通常の方法から生じ得る変動を示す。

本詳細な説明で引用されている特許、特許出願及び科学文献を含む全ての文書は、特に明記されていない限り、参照により本明細書に組み込まれる。参照により組み込まれた文書と詳細な説明との間に何らかの矛盾または曖昧さが存在し得る場合、詳細な説明が支配する。

含む（including）、包含する（containing）、又は持つ（having）等の非限定的な用語の同義語としてのオープンエンドな用語「含む（comprising）」は、本技術の実施形態を説明及び主張するために本明細書で使用されるが、代わりに実施形態は、「〜からなる（consisting of）」又は「本質的に〜からなる（consisting essentially of）」等のより限定的な用語を使用して説明されてもよい。故に、材料、構成要素、若しくはプロセスステップを規定する任意の所与の実施形態について、本技術は、追加の材料、構成要素、若しくは（それらからなるための）プロセスを除くような材料、構成要素、若しくはプロセスステップからなる、又は本質的にそれらからなる実施形態も具体的に含む。このような除外される追加の材料、構成要素、若しくはプロセスは、本出願で明示的に列挙されていなくても、（本質的にそれらからなる）実施形態の重要な特性に影響を与え得る。例えば、要素Ａ、Ｂ及びＣを規定する組成物又はプロセスに関する記載は、当技術分野で規定され得る要素Ｄが本願では除外されると明示的に記載されていなくても、要素Ｄを除いて、要素Ａ、Ｂ及びＣからなる実施形態や、本質的にそれらからなる実施形態を具体的に想定する。

本技術は、電着塗装された車体等の物品の開口部内にプラグを設置するための手段を提供する。１つ又は複数のプラグを設置するとき、異なるサイズ、形状、個数及び位置を含む、物品内の開口部の様々な態様が適合可能である。同様に、プラグの様々なサイズ、形状、個数及び材料の種類が適合可能である。故に、本明細書で提供されるツール、ロボットシステム及び方法は、コーティング、処理、及び／又は組み立てが行われるときに、車体等の電着物品の開口部又はドレイン穴へのプラグの取り付けを最適化できる。

いくつかの実施形態では、プラグを物品の開口部内に設置するためのツールが提供され、ツールはロボットに連結されるように構成される。ツール及びロボットを含むロボットシステムも提供され得る。ツールは、プラグリザーバ、センサ及びアクチュエータを含むことができる。プラグリザーバは、複数のプラグを保持するように構成可能である。センサは、物品の開口部を検出するように構成可能であり、ロボットと協働して開口部に対してツールを配置するように機能し得る。アクチュエータは、プラグリザーバからのプラグの１つを物品の開口部内に配置するように構成可能である。ツールは、ロボットの制御装置がツールを操作できるように構成されたインターフェースを含み得る。ロボットは、６軸ロボットアーム等の多軸ロボットアームを含むロボットアームを有し得る。ツールは、ロボットアームの遠位端に連結可能である。ロボットシステムは、ツール交換ネストも含むことができ、プラグリザーバは、ツールに可逆的に連結可能であり、さらにプラグリザーバは、ツール交換ネストに可逆的に受け取られるように構成可能である。

プラグリザーバは、以下の態様を有し得る。単一のプラグから多数のプラグまで、プラグリザーバの構成に応じ、該プラグリザーバ内に収容又は保持可能である。例えば、プラグリザーバは、一連のプラグを包含するカートリッジとして構成可能であり、プラグは、１つ又は複数の開口部内に分配又は配置されるために、順序付けされたレジスタに事前に配置される。順序付けされたレジスタは、種々のサイズ、形状、材料等のプラグを特定の順序で含むことや、同じサイズ、形状、材料等の全てのプラグを含むことができる。故に１つ又は複数の異なるプラグがある場合、それらのプラグは所望の順序で、それらの相補的又は選択された開口部内に設置可能である。プラグリザーバをカートリッジとして構成すると、プラグリザーバが取り外し可能又は交換可能になると同時に、空のプラグリザーバを予め充填されたプラグリザーバに素早く交換できる。プラグリザーバは、同一の又は異なるプラグで補充することもできる。種々のプラグリザーバを使用して、異なるサイズ、形状、材料等のプラグを収容することもできる。例えば、特定のプラグリザーバを特定のプラグタイプで構成し、プラグリザーバを交換するだけで、ツールを特定の開口部用に再構成することができる。プラグリザーバは、その内部に１つ以上のプラグを保持又は配置するための様々な保持手段を含み得る。設置作業の準備が整うまでは、ばね式戻り止め等の１つ又は複数の弾性部材を、１つ又は複数のプラグをその分配のために所定の位置に保持することができる。プラグリザーバの他の構成は、大量のプラグを保持するように設計されたホッパと、オンデマンドでツールにプラグを継続的に提供又は供給可能な自動供給装置とを含み得る。ツールは、例えば既に設置されているプラグの個数を数えることによって、及び／又はプラグリザーバに残っているプラグの個数を検知することによって、プラグリザーバ内のプラグの個数を確認するように構成されたカウンタを含み得る。

センサは以下の態様を含み得る。センサは、開口部及び／又は開口部の境界を物理的に検出するタッチセンサ、音響センサ、フォトセンサ（例えばレーザーセンサ）、画像センサを含み、種々の方法で物品の開口部を検出可能である。開口部が検出されると、センサは、開口部に対してツールを位置決めすることができ、又は、例えばロボットを使用することによって、ツールをさらに移動させて、開口部に対してツールを位置決めすることができる。センサが画像センサを含む場合、センサは、プラグで塞がれていない開口部と塞がれた開口部とを区別するように構成可能である。この特徴により、ツールは、プラグの設置が完了又は成功したことと、開口部がプラグで塞がれていないこととを自動的に識別できる。一例では、センサは、プラグで塞がれていない開口部と塞がれた開口部とを識別可能なｉＲ ３ＤＬビジョンセンサである。ツールは、画像センサとともに動作するように構成されたライトを含むこともできる。無論、光源はセンサに適合可能であり、例えば赤外線画像センサのための赤外光源、又は、半導体電荷連結素子（ＣＣＤ）若しくは相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）のアクティブピクセルセンサのための可視光である。

アクチュエータは以下の態様を含み得る。電気式、液圧式、及び空圧式アクチュエータを含む種々のタイプのアクチュエータが使用可能である。ツールはさらに、アクチュエータが液圧式アクチュエータ又は空圧式アクチュエータである場合は、流体リザーバを含み得る。或いはツールは、アクチュエータのタイプに応じて、液圧流体源又は加圧ガス源に流体的に連結され得る。交換可能な圧気のリザーバ、又は空気ポンプに連結された空気リザーバは、空気圧アクチュエータとともに含まれ得る。アクチュエータは、単一のプラグを選択された開口部内の所定位置に駆動するように構成されたピストンを含み得る。アクチュエータはまた、プラグのスタック又はアレイ上で動作するように構成可能であり、それにより、プラグのスタック又はアレイの遠位プラグを、選択された開口部内の所定位置に駆動する。

ツール交換ネストは以下の態様を含み得る。ツール交換ネストは、ロボットが工具をツール交換ネストに移動できるように、ロボットが届く範囲内に配置可能である。このようにして、プラグリザーバはツール交換ネストに可逆的に受け取られることができる。プラグリザーバがツールに可逆的に連結されている場合、プラグレシーバをツールから切り離し、ツール交換ネストに受け取られたままにすることができる。例えば、プラグリザーバは、機械的力及び／又は磁力を利用する様々な締結具、クランプ、及び／又はピンを含む種々の連結手段によって、ツールに可逆的に連結可能である。可逆的な連結は、１つ以上の永久磁石によって実現でき、その場合、プラグリザーバがツール交換ネストに受け取られるときに、ロボットアームがプラグリザーバに対してツールを移動させることができる。例えば、プラグリザーバは、プラグリザーバの回転を防止する方法でツール交換ネストに受け取られることができ、その場合ロボットは次に、残りのツールの全て又は一部を回転させ、１つ以上の永久磁石又は関連する強磁性体を、プラグリザーバをツールから分離するために移動させる。或いは、磁力は電磁石によって供給することができ、該電磁石への電流を制御することによって可逆的連結を達成することができる。このような磁石構成は、ツール交換ネストを方向付ける、並びに／又は、プラグリザーバ及びツール交換ネストの一方を他方に連結して保持することを容易にする、様々な位置合わせピンと組み合わせることができる。同様に、ツール交換ネストは、このやり方でツールの残りの部分に可逆的に連結可能である。

ツール交換ネストを使用して、工具又は工具の一部（例えばプラグリザーバ）をツール交換ネストに載置又は保管することができる。プラグリザーバを有さないツールは、プラグリザーバを保持し又は受け取っているツール交換ネストに移動することもできる。例えば、ロボットは、第１のツール交換ネストのツールから第１のプラグリザーバを離れ、第２のツール交換ネストの第２のプラグリザーバを取り上げることができる。タイプ及び／又は個数が異なる複数のプラグを含む複数のプラグリザーバは、このやり方でツールと交換可能である。プラグリザーバは、ツール交換ネストの凹部又は開口部に受容可能であり、その場合プラグリザーバは、ツールに可逆的に連結可能であるとともに、ツール交換ネストに可逆的に受容可能である。ツール交換ネストの凹部又は開口部は、プラグリザーバを特定の向きに保持又は把持するように構成可能である。例えば、ツール交換ネストは、様々なプラグリザーバを連結するためのユニバーサルカプラとして動作し、空のプラグリザーバを充填又は再充填されたプラグリザーバと交換したり、異なるタイプのプラグを装填したプラグリザーバ同士を交換したりすることができる。プラグリザーバは、該プラグリザーバに連結するためのツールに対して該プラグリザーバを指標付け又は方向付けできるやり方で、ツール交換ネストに可逆的に受け取られることができる。

種々の実施形態では、物品の開口部内にプラグを設置する方法が提供される。本明細書に記載されているロボット及びツールを含む様々なロボットシステムが使用可能である。ツールは、１つ以上のプラグを含むプラグリザーバを有し得る。この方法は、物品の開口部を検出することと、アクチュエータを使用してプラグリザーバからのプラグの１つを物品の開口部内に配置することとを含み得る。ツールのセンサに画像センサが含まれる場合、画像センサは、プラグで塞がれていない開口部と塞がれている開口部とを識別するように構成可能である。従ってこの方法は、開口部が非閉塞開口部及び閉塞開口部のうちのいずれであるかを判定することを含み得る。開口部がプラグで塞がれていない開口部である場合、アクチュエータを使用して、プラグリザーバからのプラグの別の１つを物品の開口部内に配置可能である。例えば、ロボットシステムは、開口部での以前のプラグ配置の効果が、ロボットシステムで使用されているロボットによって影響されたのか、又は別のロボット若しくはオペレータによって影響されたのかをダブルチェックすることができる。故に様々なプラグ操作のエラーを防止することが、プロセスの一部になり得る。この方法はまた、物品の別の開口部を検出することと、アクチュエータを使用してプラグリザーバからの別の１つのプラグを物品の別の開口部内に配置することとを含み得る。１つ又は複数の物品の複数の開口部を、このやり方で塞ぐことができる。ロボットシステムがツール交換ネストをさらに含む場合、プラグリザーバはツール交換ネストに受け取られることができ、さらにプラグリザーバは、ツールに可逆的に連結されて、ツール交換ネストに可逆的に受容され得る。これにより、プラグリザーバをツール交換ネストで受けて工具から脱着させることができ、故にプラグリザーバはツール交換ネストに受け取られて保持された状態にすることができる。その後、別のプラグリザーバがツールに接続可能である。

ある実施形態では、プラグを物品の開口部内に設置するためのツールを構成する方法が提供される。本明細書に記載されているロボット、ツール及びツール交換ネストを含む様々なロボットシステムが使用可能である。ツールのプラグリザーバは、ツール交換ネストで受け取ることができる。その後、プラグリザーバをツールから取り外すことができる。次に、別のプラグリザーバがツールに連結可能である。例えば、別のプラグリザーバは、別のツール交換ネストによって保持又は受容可能であり、その場合ロボットは、別のプラグリザーバを取得するためにツールを移動させる。故に別のプラグリザーバは、別のツール交換ネストから取り外すことができ、別のプラグリザーバは複数のプラグを含む。このようにしてツールは、プラグで満たされた新しいプラグリザーバによってリロードされるか、異なるタイプ（例えば異なるサイズ、形状、材料等）のプラグを有する新しいプラグリザーバを装備できる。この方法はさらに、物品の開口部を検出することと、アクチュエータを使用して別のプラグリザーバからのプラグの１つを物品の開口部内に配置することとを含み得る。

本技術は、様々な利益と利点を提供する。例えば、物品の開口部内にプラグを配置することの自動化は、ロボットが車両のドアウインドウ、フロントガラス又はバックライト開口部を通ってプロセスに到達できるため、ドアやハッチを手動で開いたり、ドアやハッチにアクセスしたりする必要はない。人間のオペレータに対する潜在的な安全上の危険は最小化され、人間のオペレータのための人間工学的な設計上の考慮事項は除外される。プラグリザーバのモジュール設計、交換及び再装填により、プラグカートリッジ及びプラグディスペンシング構成を標準化でき、それにより複数のプラグタイプ、材料、サイズが同じツール及び方法で使用可能となる。プラグリザーバを素早く交換することで操作速度が向上し、複数のツール交換ネストにより、ロボットシステムをリロード及び／又は再構成して、人間のオペレータの入力又は操作を最小化して種々の開口部をプラグで塞ぐことができる。これにより、メンテナンスのダウンタイムをさらに短縮できる。提供されるツール、システム及び方法は、車体等の典型的な電着物品及びその処理と互換性があり、既存のコーティング・塗装処理ライン及びハードウェアに組み込むことができる。標準のロボットロジックを使用して、ツール、システム及び方法を制御できる。このようにして本技術は、完成した車両の客室内への水、塵又は空気の侵入を防止するために、１つ又は複数の開口部の閉塞を最適化することができる。

（実施例）
図面を参照すると、本技術に係るロボットシステム１００の実施形態が示される。ロボットシステム１００は、ロボット１０５及びツール１１０を含む。ロボット１０５のロボットアームの遠位端のみが図示されており、これは、ツール１１０への関節式軸継手１１５を含む。ロボット１０５は、追加の関節軸を含むことができ、６軸ロボットアームによって構成可能である。ツール１１０は、第１のプラグリザーバ１２０、センサ１２５及びアクチュエータ１３０を含む。第１のプラグリザーバ１２０は、カートリッジチューブとして構成されるとともに、チューブの長手軸に沿って直列に互いに積み重ねられた複数のプラグを保持することができる。センサ１２５は、プラグで塞がれるべき物品の開口部（図示せず）を検出するように構成されるとともに、ロボット１０５と共に使用されて、開口部に対する第１のプラグリザーバ１２０の遠位端１３５の配置を最適化することができる。アクチュエータ１３０は、第１のプラグリザーバ１２０からのプラグの１つを開口部内に配置するように構成される。図示するように、アクチュエータ１３０は、第１のプラグリザーバ１２０の遠位端１３５からプラグを駆動するために少なくとも部分的に第１のプラグリザーバ１２０内を延びるピストン１４０を含む空圧式アクチュエータである。図１は、シュラウド１４５がないアクチュエータ１３０を示し、図２、３及び４は、シュラウド１４５で覆われたアクチュエータ１３０を示す。カウンタ１５０は、アクチュエータ１３０の一部として含まれるとともに、第１のプラグリザーバ１２０内のプラグの個数を確認するように構成される。この確認は、アクチュエータ１３０によってすでに設置されているプラグの個数をカウントすること、及び／又は、アクチュエータ１３０を使用して第１のプラグリザーバ１２０に残っているプラグの個数を検知することによって行われる。カウンタ１５０は、ツール１１０の他の部分に対して配置することもでき、例えば、ロボットシステム１００を使用するプラグ設置サイクルのために第１のプラグリザーバ１２０内に十分なプラグが利用可能であるか否かを確認するための位置センサとして動作する。

センサ１２５は、プラグで塞がれていない開口部と塞がれた開口部とを識別可能な画像センサとして構成される。このようにして、ロボットシステム１００は、プラグの差し込み操作が成功したか否かを判定することができ、様々な差し込み操作のエラーを防止することができる。差し込み操作が失敗又は不完全であった場合、及び／又は、センサ１２５が未閉塞の開口部を特定した場合、ロボットシステム１００は、未閉塞の開口部内にプラグを配置することができる。ツール１００は、塞がれていない開口部と塞がれた開口部とを識別するための画像センサ１２５と協働するように構成されたライト１５５を含む。

ここで図２、３及び４を参照すると、ツールシステム１００は、第１のツール交換ネスト１６０とともに示されている。第１のプラグリザーバ１２０は、ツール１１０に可逆的に連結され、また第１のプラグリザーバ１２０は、第１のツール交換ネスト１６０可逆的に受け取られるように構成される。ロボット１０５は、ツール１１０を第１のツール交換ネスト１６０に移動させることができ、第１のプラグリザーバ１２０は、第１のプラグリザーバ上の少なくとも１つの切り欠き（カットアウト）１６５に受容され、固定された向きに保持される。切り欠き１６５は、第１のプラグリザーバ１２０が第１のツール交換ネスト１６０に水平方向に受け取られたとき、第１のツール交換ネスト１６０の二股部分１７０と協働する。このようにすると、第１のプラグリザーバ１２０は、第１のツール交換ネスト１６０内で回転することや、第１のツール交換ネスト１６０から垂直方向にスライドすることができない。これにより第１のプラグリザーバ１２０は、ツール１００から切り離され、第１のツール交換ネスト１６０に受け取られた状態にすることができる。第１のプラグリザーバ１２０は、磁力によってツール１１０に可逆的に連結され、その場合第１のプラグリザーバ１２０は、ツール１１０のアクチュエータ１３０に連結された鉄製ネジ１８０と相互作用する磁石１７５を含む。このようにして、ロボット１０５は、第１のプラグリザーバ１２０が第１のツール交換ネスト１６０に受けられている間、ツール１１０を回転させ、磁石１７５がアクチュエータ１３０に連結された鉄製ネジ１８０と相互作用しないように磁石１７５を変位させる。これにより第１のプラグリザーバ１２０は、ツール１１０の残りの部分から分離され、第１のツール交換ネスト１６０に受けられた状態となる。図示していないが、第１のプラグリザーバ１２０は、機械的な力を単独で、或いは磁力と組み合わせて使用する種々の締結具、クランプ、及び／又はピンを含む様々な連結手段を使用して、ツール１１０に可逆的に連結可能である。

図３及び４に関して、ロボットシステム１００は、第２のツール交換ネスト１８５及び第２のプラグリザーバ１９０とともに示されている。図３では、ロボット１０５は第１のプラグリザーバ１２０を、第１のツール交換ネスト１６０に受け取られるように位置決めしている。次に第１のプラグリザーバ１２０は、ツール１１０から取り外すことができる。次に第２のツール交換ネスト１８５に配置された第２のプラグリザーバ１９０は、ツールに連結することができ、ロボット１０５は、第１のプラグリザーバ１２０なしでツール１１０を、図４に示すように第２のツール交換ネスト１８５の上方に移動させる。第２のツール交換ネスト１８５に保持又は受容されている第２のプラグリザーバ１９０は、複数のプラグを装填することができ、それによりツール１１０はリロードされて、差し込み操作を続行することができる。第２のプラグリザーバ１９０は、第１のプラグリザーバ１２０からのプラグと同じタイプのプラグを含んでもよいし、異なるサイズ、形状、材料等の異なるタイプのプラグを含んでもよい。次にロボットシステム１００は、物品の１つ又は複数の開口部を検出することができ、さらにアクチュエータ１３０を使用して、第２のプラグリザーバ１９０からのプラグを物品の開口部内に配置することを続行できる。

例示的な実施形態の提供によって、本開示は詳細となり、かつ当業者にはその範囲が十分に伝わるであろう。本開示の実施形態の完全な理解のために、特定の構成要素、装置及び方法の実施例等の多数の具体的詳細が示されている。当業者には、具体的詳細を使用する必要がないこと、例示的な実施形態が多くの異なる形態で具現化され得ること、さらにそれらのいずれも本開示の範囲を限定すると解釈すべきでないことは明らかであろう。いくつかの例示的な実施形態では、周知のプロセス、周知の装置構造及び周知の技術は、詳細には説明されていない。いくつかの実施形態、材料、組成物及び方法と等価の変更、修正及び変形は、本技術の範囲内で行うことができ、実質的に同様の結果を伴う。

Claims (20)

1. 物品の開口部内にプラグを設置するためのロボットシステムであって、
   ロボットと、
   ツールと、を含み、前記ツールは、
   複数のプラグを保持するように構成されたプラグリザーバと、
   前記物品の前記開口部を検出するように構成されたセンサと、
   前記プラグリザーバから前記開口部内に前記プラグの１つを配置するように構成されたアクチュエータと、を有する、ロボットシステム。
2. 前記プラグリザーバは、前記ツールに可逆的に連結される、請求項１に記載のロボットシステム。
3. 前記プラグリザーバ内のプラグの個数を確認するように構成されたカウンタをさらに含む、請求項１に記載のロボットシステム。
4. 前記センサは画像センサを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
5. 前記画像センサは、塞がれていない開口部と塞がれている開口部とを識別するように構成される、請求項４に記載のロボットシステム。
6. 前記画像センサと協働して、塞がれていない開口部と塞がれている開口部とを識別するように構成されたライトをさらに有する、請求項４に記載のロボットシステム。
7. 前記アクチュエータは空圧式アクチュエータを含む、請求項１に記載のロボットシステム。
8. ツール交換ネストをさらに有し、前記プラグリザーバは、前記ツールに可逆的に連結されるように構成されるとともに、前記ツール交換ネストに可逆的に受け取られるように構成される、請求項１に記載のロボットシステム。
9. 前記プラグリザーバは、前記ツールから脱着されて、前記ツール交換ネストに受けられた状態になるように構成される、請求項８に記載のロボットシステム。
10. 前記前記プラグリザーバは、磁力によって前記ツールに可逆的に連結される、請求項８に記載のロボットシステム。
11. 物品の開口部内にプラグを設置する方法であって、
    ロボット及びツールを含むロボットシステムを用意するステップであって、前記ツールは、複数のプラグを含むプラグリザーバと、前記物品の前記開口部を検出するように構成されたセンサと、前記プラグリザーバから前記物品の前記開口部内に前記プラグの１つを配置するように構成されたアクチュエータとを有する、ステップと、
    前記物品の前記開口部を検出するステップと、
    前記アクチュエータを使用して、前記プラグリザーバから前記物品の前記開口部内に前記プラグの１つを配置するステップと、を含む、方法。
12. 前記センサは画像センサを含み、前記画像センサは、塞がれていない開口部と塞がれている開口部とを識別するように構成され、前記方法はさらに、
    前記開口部が塞がれていない開口部及び塞がれている開口部のいずれであるかを決定するステップと、
    前記開口部が塞がれていない開口部であるときは、前記アクチュエータを使用して、前記プラグリザーバから前記物品の前記開口部内に他の１つのプラグを配置するステップと、を含む、請求項１１に記載の方法。
13. 前記物品の他の開口部を検出するステップと、
    前記アクチュエータを使用して、前記プラグリザーバから前記物品の前記他の開口部内に他の１つのプラグを配置するステップと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
14. 前記ロボットシステムはツール交換ネストをさらに有し、前記プラグリザーバは前記ツール交換ネストに可逆的に受け取られるように構成され、前記プラグリザーバは前記ツールに可逆的に連結されるとともに前記ツール交換ネストに可逆的に受け取られ、
    前記方法は、
    前記プラグリザーバを前記ツール交換ネストで受け取るステップと、
    前記プラグリザーバを前記ツールから脱着し、前記プラグリザーバが前記ツール交換ネストに受けられた状態にするステップと、をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
15. 前記ツールに他のプラグリザーバを連結するステップをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
16. 物品の開口部内にプラグを設置するためのツールを構成する方法であって、
    ロボット、ツール及びツール交換ネストを含むロボットシステムを用意するステップであって、前記ツールは、プラグリザーバと、前記物品の前記開口部を検出するように構成されたセンサと、前記プラグリザーバから前記物品の前記開口部内に前記プラグの１つを配置するように構成されたアクチュエータとを有する、ステップと、
    前記プラグリザーバを前記ツール交換ネストで受け取るステップと、
    前記プラグリザーバを前記ツールから取り外すステップと、を含む、方法。
17. 前記ツールに他のプラグリザーバを連結するステップをさらに含む、請求項１６に記載の方法。
18. 前記他のプラグリザーバは他のツール交換ネストに受け取られる、請求項１７に記載の方法。
19. 前記他のプラグリザーバを前記他のツール交換ネストから取り外すステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
20. 前記物品の前記開口部を検出するステップと、
    前記アクチュエータを使用して、前記他のプラグリザーバから前記物品の前記開口部内に前記プラグの１つを配置するステップと、をさらに含む、請求項１９に記載の方法。

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