JP2022502269A - 車両部分穴パッチアプリケータ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2018年10月22日出願の米国仮特許出願第62/748,854号の利益を主張する。上記出願の開示は、参照によりここに組み込まれる。
Claims (27)
- ワークピース上の所定位置にパッチを固定するためのパッチアプリケータ装置であって、
ロボットアームと、
前記ロボットアームの端部に取り付けられた、軸回りで回転可能なスピンドルと、
前記スピンドルに接続されるとともに、真空圧を使用して複数のアプリケータのそれぞれにパッチを一時的に保持するように構成された当該複数のアプリケータと、ここで、前記ロボットアームは、前記複数のアプリケータに一時的に保持された各パッチをワークピース上の所定位置に適用するべく前記複数のアプリケータを操作する、そして、
前記複数のアプリケータにパッチが再装填されるように前記スピンドル及び前記ロボットアームと連携して、パッチを割り出すためのパッチディスペンス装置と、を含むパッチアプリケータ装置。 - 更に、
前記ロボットアーム、スピンドル及びパッチディスペンス装置の動きを制御するためのコントローラと、
前記コントローラに接続されて、前記ワークピースの単数又は複数の画像を撮影し、当該単数又は複数の画像を前記コントローラに送る少なくとも一つのカメラを有し、
ここで、前記コントローラは、前記単数又は複数のカメラによって撮影された前記単数又は複数の画像を分析して、前記ワークピースが適切な位置にあるか否か、及び、前記ワークピースの前記所定位置が前記パッチによってカバーされたか否か、を判定する、請求項1に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記カメラは、前記スピンドルのベースに接続されている、請求項2に記載のパッチアプリケータ装置。
- 車両部分の穴上にパッチを固定するためのパッチアプリケータ装置であって、
少なくとも一つの可動ジョイントを備えるロボットアームと、
前記ロボットアームの端部に接続されたスピンドルアタッチメントと、ここで、前記スピンドルは、長手軸心を有するネック部、前記ロボットアームに接続された第一端部及び前記スピンドルのベースに接続された第二端部を有し、前記スピンドルは前記ネック部の前記長手軸心回りで回転可能である、
前記スピンドルに接続された複数のバネ式アプリケータと、ここで、前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、前記スピンドルの前記ベースに接続された固定ベースと、前記固定ベース上に着座したバネと、前記固定ベースに対してスライド可能に接続された中空部分を備えるプランジャと、を有し、前記バネは圧縮されたときに前記プランジャに対して作用するように前記固定ベースと前記プランジャとの間に位置し、ここで、前記プランジャは、当該プランジャが前記バネを圧縮させて前記スピンドルの前記ベースに向けて移動する圧縮位置と、前記プランジャが前記スピンドルの前記ベースから離間移動する非圧縮位置、との間でスライドするように構成されている、
真空通路であって、各プランジャを通って延びるとともに、その真空通路に接続された真空源入口及び前記プランジャの前記端部を通って前記真空通路内へと延びる単数又は複数の真空穴を有する、当該真空通路と、
複数の真空発生装置であって、当該真空発生装置のそれぞれは、当該複数の真空発生装置の一つのプランジャ側の前記真空源入口において、前記複数のバネ式アプリケータの一つに接続されている、当該真空発生装置と、
複数の真空フィードバックラインであって、これらのそれぞれは、一端部において圧力センサに接続され、第二端部において前記複数の真空発生装置の一つに接続されている当該真空フィードバックラインと、ここで、前記複数の真空発生装置のそれぞれは前記真空源入口に付与される真空圧を作り出すために起動され、前記複数の真空フィードバックラインのそれぞれは前記圧力センサに圧力読取信号を送信する、
前記複数の真空発生装置のそれぞれに接続された複数の空気供給ラインを通る圧縮空気流を制御するための単数又は複数の空気制御バルブと、ここで、前記複数の空気供給ラインは、前記真空圧を作り出させるために前記複数の真空発生装置に圧縮空気を供給する、
前記ロボットアーム、単数又は複数の空気制御バルブ、及び、前記複数の真空フィードバックラインのそれぞれに接続された圧力センサに接続されたコントローラと、ここで、当該コントローラは、前記各圧力センサからの信号を受信し、前記単数又は複数の空気制御バルブを開位置と閉位置との間に移動させるための制御信号を送信する、を有するパッチアプリケータ装置。 - 更に、
少なくとも一つのカメラが前記コントローラに接続されて、前記車両部分の単数又は複数の画像を撮影し、当該単数又は複数の画像を前記コントローラに送る、
ここで、前記コントローラは、前記少なくとも一つのカメラによって撮影された前記単数又は複数の画像を分析して、前記車両部分が適切な位置にあるか否か判定するとともに、前記ロボットアーム装置が作動された後において前記車両部分の前記穴がカバーされたか否かも判定する、請求項4に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記カメラは前記スピンドルの前記ベースに接続されている、請求項5に記載のパッチアプリケータ装置。
- 前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、前記固定ベースに形成された単数又は複数の係止スロットと、前記プランジャを通って前記単数又は複数の係止スロットの一つの内部へと延びて前記プランジャを前記固定ベースに保持する単数又は複数の係止ネジ、とを有する、請求項4に記載のパッチアプリケータ装置。
- 更に、
前記複数のバネ式アプリケータの一つの前記プランジャ上に位置決め可能な単数又は複数のトレーニングアプリケータパッドを有し、
ここで、当該トレーニングアプリケータパッドは、前記ロボットアームがトレーニングされているときに前記車両部分の前記穴の一つ内に位置決め可能な突出面を有する、請求項4に記載のパッチアプリケータ装置。 - 更に、
テープロール上に二つ以上のパッチを備える当該テープロールを有するバッチディスペンス装置を有し、
ここで、前記テープロールは、選択的に回転し、前記二つ以上のパッチのうちの一つをパッチ装填領域へ移動させる、請求項4に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記バッチディスペンス装置は、更に、
前記パッチ装填領域に配置された空気歯を有し、
ここで、前記空気歯は、圧縮空気源に接続され、当該空気歯を通して、空気を、前記テープロールに対して、前記二つ以上のパッチの内の一つが前記パッチ装填領域において前記テープロールから落とさせるように吹き付ける、請求項9に記載のパッチアプリケータ装置。 - ここで、前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、更に、
前記プランジャの前記中空部分の一端部に形成された閉じ端部表面領域と、
前記閉じ端部表面領域上に形成されたプランジャバネ座と、
前記固定ベースから延びて静止バネ座で終端するバネ保持穴と、を有し、
ここで、各バネは第一端部及び第二端部を備えるとともに、前記バネ保持穴内において、前記バネの前記第一端部が前記静止バネ座に接触しながら、前記バネの一部分が前記バネ保持穴からより多く延びて前記バネの第二端部が前記プランジャバネ座に接触するように位置決めされている、請求項4に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、更に、
前記プランジャに形成されたアライメントスロットと、
ソフト層とプラスチックベース層とを備えるアプリケータパッドと、を有し、
ここで、前記プラスチックベース層は、前記アライメントスロット上へスライドするように構成された接続エッジと、前記アライメントスロット内にスナップ係合して、スナップタンによって前記アプリケータパッドを前記プランジャに対して取り去り可能に固定するように構成された当該スナップタンとを有する、請求項4に記載のパッチアプリケータ装置。 - 車両部分の穴上にパッチを固定するためのパッチアプリケータ装置であって、
テープロール上に二つ以上のパッチを備える当該テープロールを有するバッチディスペンス装置と、ここで、前記テープロールは、選択的に回転し、前記二つ以上のパッチのうちの一つをパッチ装填領域へ移動させる、
少なくとも一つの可動ジョイントを備えるロボットアームと、
前記ロボットアームの端部に接続されたスピンドルアタッチメントと、ここで、前記スピンドルは、長手軸心を有するネック部、前記ロボットアームに接続された第一端部及び前記スピンドルのベースに接続された第二端部を有し、前記スピンドルは前記ネック部の前記長手軸心回りで回転可能である、
前記スピンドルに接続された複数のバネ式アプリケータと、ここで、前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、前記スピンドルの前記ベースに接続された固定ベースと、前記固定ベース上に着座したバネと、前記固定ベースに対してスライド可能に接続された中空部分を備えるプランジャと、を有し、前記バネは圧縮されたときに前記プランジャに対して作用するように前記固定ベースと前記プランジャとの間に位置し、ここで、前記プランジャは、当該プランジャが前記バネを圧縮させて前記スピンドルの前記ベースに向けて移動する圧縮位置と、前記プランジャが前記スピンドルの前記ベースから離間移動する非圧縮位置、との間でスライドするように構成されている、
前記プランジャの端部に取り去り可能に接続されたアプリケータパッドと、
真空通路であって、各プランジャを通って延びるとともに、真空源入口及び前記プランジャの前記端部を通って延びる単数又は複数の真空穴とを有する当該真空通路と、
複数の真空発生装置であって、当該真空発生装置のそれぞれは、当該複数の真空発生装置の一つのプランジャ側の前記真空源入口において、前記複数のバネ式アプリケータの一つに接続されている、当該真空発生装置と、
複数の真空フィードバックラインであって、これらのそれぞれは、一端部において圧力センサに接続され、第二端部において前記複数の真空発生装置の一つに接続されている当該真空フィードバックラインと、ここで、前記複数の真空発生装置のそれぞれは前記真空源入口に付与される真空圧を作り出すために起動され、前記複数の真空フィードバックラインのそれぞれは前記圧力センサに圧力読取信号を送信する、
前記複数の真空発生装置のそれぞれに接続された複数の空気供給ラインを通る圧縮空気流を制御するための単数又は複数の空気制御バルブと、ここで、前記複数の空気供給ラインは、前記真空圧を作り出させるために前記複数の真空発生装置に圧縮空気を供給する、
前記ロボットアーム、単数又は複数の空気制御バルブ、及び、前記複数の真空フィードバックラインのそれぞれに接続された圧力センサに接続されたコントローラと、ここで、当該コントローラは、前記各圧力センサからの信号を受信し、前記単数又は複数の空気制御バルブを開位置と閉位置との間に移動させるための制御信号を送信する、を有するパッチアプリケータ装置。 - 更に、
前記コントローラに接続されて、前記車両部分の単数又は複数の画像を撮影し、当該単数又は複数の画像を前記コントローラに送る少なくとも一つのカメラを有し、
ここで、前記コントローラは、前記少なくとも一つのカメラによって撮影された前記単数又は複数の画像を分析して、前記車両部分が適切な位置にあるか否か判定するとともに、前記ロボットアーム装置が作動された後において前記車両部分の前記穴がカバーされたか否かも判定する、請求項13に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記カメラは前記スピンドルの前記ベースに接続されている、請求項14に記載のパッチアプリケータ装置。
- 前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、前記固定ベースに形成された単数又は複数の係止スロットと、前記プランジャを通って前記単数又は複数の係止スロットの一つの内部へと延びて前記プランジャを前記固定ベースに保持する単数又は複数の係止ネジ、とを有する、請求項13に記載のパッチアプリケータ装置。
- 更に、
前記複数のバネ式アプリケータの一つの前記プランジャ上に位置決め可能な単数又は複数のトレーニングアプリケータパッドを有し、
ここで、当該トレーニングアプリケータパッドは、前記ロボットアームがトレーニングされているときに前記車両部分の前記穴の一つ内に位置決め可能な突出面を有する、請求項13に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記バッチディスペンス装置は、更に、
前記パッチ装填領域に配置された空気歯を有し、
ここで、前記空気歯は、圧縮空気源に接続され、当該空気歯を通して、空気を、前記テープロールに対して、前記二つ以上のパッチの内の一つが前記パッチ装填領域において前記テープロールから落とさせるように吹き付ける、請求項13に記載のパッチアプリケータ装置。 - ここで、前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、更に、
前記プランジャの前記中空部分の一端部に形成された閉じ端部表面領域と、
前記閉じ端部表面領域上に形成されたプランジャバネ座と、
前記固定ベースから延びて静止バネ座で終端するバネ保持穴と、を有し
ここで、各バネは第一端部及び第二端部を備えるとともに、前記バネ保持穴内において、前記バネの前記第一端部が前記静止バネ座に接触しながら、前記バネの一部分が前記バネ保持穴からより多く延びて前記バネの第二端部が前記プランジャバネ座に接触するように位置決めされている、請求項13に記載のパッチアプリケータ装置。 - 前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれは、更に、
前記プランジャに形成されたアライメントスロットと、
ソフト層とプラスチックベース層とを備えるアプリケータパッドと、を有し、
ここで、前記プラスチックベース層は、前記アライメントスロット上へスライドするように構成された接続エッジと、前記アライメントスロット内にスナップ係合して、スナップタンによって前記アプリケータパッドを前記プランジャに対して取り去り可能に固定するように構成された当該スナップタンとを有する、請求項13に記載のパッチアプリケータ装置。 - 車両部分の穴上にパッチを適用し、かつパッチの配置を検証する方法であって、
所定の数の穴を有する車両部分を提供する工程と、
テープロール上に複数のパッチを備える当該テープロールを有するパッチディスペンス装置を提供する工程と、
ロボットアームであって、少なくとも一つの可動ジョイントと、当該ロボットアームの端部に接続されたスピンドルとを備える当該ロボットアームを提供する工程と、ここで、前記スピンドルは長手軸心回りで回転可能である、
前記スピンドルに接続された複数のバネ式アプリケータを提供する工程と、ここで、前記複数のバネ式アプリケータは、真空発生装置に接続されている、
コントローラと、前記車両部分の画像を撮影するカメラとを提供する工程と、前記カメラは前記コントローラに接続され、前記コントローラは、前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれに接続された前記真空発生装置に接続された単数又は複数の空気制御バルブに接続されている、ここで、前記コントローラは、前記単数又は複数の空気制御バルブに指令信号を提供する、
前記複数のパッチを、それぞれ、前記スピンドル上の前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれに装填する工程と、
装填すべきもっと多くのパッチが存在するか否かを判定する工程と、
前記カメラを作動させて前記車両部分の画像を撮影し、前記コントローラを使用して前記画像を分析し前記車両部分が適切な位置にあるか否を判定することにより前記車両部分が所定位置にあるか否かを判定する工程と、
前記複数のバネ式アプリケータの一つと前記複数のパッチの一つとを前記車両部分の前記所定数の穴の一つとのアライメント状態へと位置決めするべく前記ロボットアームを移動させる工程と、
前記複数のパッチの一つを前記車両部分の前記所定数の穴の一つに適用する工程と、
前記車両部分に適用されたパッチの数と、前記コントローラに予めプログラミングされた前記車両部分の穴の前記所定数とを比較することによって、カバーされる必要のある前記車両部分の前記所定数の穴以上の穴があるか否かを判定する工程と、
前記車両部分の前記穴が適切にカバーされているか否かを判定する工程と、ここで、前記カメラが起動されて前記車両部分の画像が撮影され、これが前記コントローラに送られ、前記コントローラは、前記複数のパッチの一つの配置を分析して、前記所定数の穴がカバーされているか否かを判定する、そして、
前記ロボットアームを前記車両部分から離間移動し前記仕上げられた車両部分を移動させる工程と、を有する方法。 - 前記複数のパッチを、前記スピンドル上の前記複数のバネ式アプリケータのそれぞれに個別に装填する工程は、
更に、前記ロボットアームを移動させ、前記スピンドルを回転させて前記複数のバネ式アプリケータの一つを前記パッチディスペンス装置のパッチ装填領域に対して移動させ、前記パッチディスペンス装置を起動して前記パッチテープを前記複数のパッチの一つが前記バッチ装填領域に位置決めされるように移動させ、
そして、前記バッチディスペンス装置側の空気歯を通して空気を吹きかけて、前記パッチを前記テープロールから前記パッチ装填領域に位置する前記複数のバネ式アプリケータの一つ上に吹き落とし、同時に、前記アプリケータパッドの表面上にパッチを掴んで保持すべく、前記複数のばね式アプリケータの前記アプリケータパッドの表面上に真空を作り出すために、前記複数のバネ式アプリケータの前記一つに関連した前記真空発生器を操作する工程を有する、請求項21に記載の方法。 - 更に、前記複数の真空発生装置に接続された圧力センサを提供する工程を有し、
ここで、装填する必要のあるより多くのパッチが存在するか否かを判定する前記工程は、更に、前記コントローラを作動し、前記カメラからの前記画像を受け取りこれを分析して、前記車両部分のあといくつの穴がカバーされる必要があるかを判定する工程と、前記圧力センサからの前記信号を分析し、前記複数のバネ式アプリケータの一つに関連する各真空発生装置における圧力測定値を検知し、前記複数のバネ式アプリケータのいずれか上においてパッチが存在するか否かを判定する工程を有する、請求項21に記載の方法。 - −30kPa以上の圧力測定値は、パッチが存在しないことを示す、請求項23に記載の方法。
- 適切に配置されたパッチが存在するときの既知の圧力値の25%より大きい検知真空圧は、パッチが存在しないことを示す、請求項23に記載の方法。
- 前記複数のパッチの前記一つを前記車両部分の前記所定数の穴の一つに適用する前記工程は、更に、前記複数のバネ式アプリケータの前記一つの前記プランジャが前記車両部分に対して、前記複数のバネ式アプリケータの前記一つを、前記パッチを前記車両部分に対して適用して前記パッチを前記車両分部に付着させ、同時に、前記複数のバネ式アプリケータの前記一つの前記真空力を停止して前記真空力が前記パッチに対して付与されることから解除するのに十分な力で圧縮されるようにする工程を有する、請求項21に記載の方法。
- 更に、
前記コントローラを使用して、前記複数の穴の一つがカバーされていないことを判定する工程と、
必要であれば、前記複数のバネ式アプリケータに対して別のパッチを装填し、その後、別のパッチを配置するように前記ロボットアームに対して指令する工程と、そして、
前記車両部分の前記所定数の穴が適切にカバーされているかを判定するために前記車両部分を二度目にチェックする工程と、を有する請求項21に記載の方法。
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