JP6786257B2 - 磁気ターゲットの検知 - Google Patents
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Description
A1=atan(b/a) − π/4
A2= π/2 − A1
AP1 = dAB*sin(D2)/sin(∠DPA)
AP2 = dAB*sin(B1)/sin(∠DPB)
ここでdABは、隅部Aと隅部Bとの間の既知の距離である。距離dABは、距離dBC、dCD、及びdDAと同じでなければならない。
X P = dAB/2 − h
LAD = DP2*cos(D2)
Y P = d AB /2 + LAD
前記磁界を検知するための3軸デジタル磁気コンパスのアレイと、
前記コンパスから前記ターゲットまでのベクトルの交点を検出するプロセッサであって、前記ベクトルは前記中心軸に垂直なグローバルX−Y平面内にあり、各ベクトルが前記コンパスの1つから前記磁気ターゲットまでの検知された磁界の方向を示すプロセッサと
を備える装置。
各コンパスに対して方向ベクトルを決定し、
前記方向ベクトルから前記交点を決定し、
前記交点から前記ターゲットの面内距離を計算する、条項3に記載の装置。
前記構造体の1つの面から、前記磁気ターゲットを位置決めすることと、
前記構造体の対向する1つの面から、前記磁気ターゲットの予期される位置の上に前記アレイを移動することと、
前記磁気ターゲットと基準位置との間にオフセットベクトルを決定するため、前記プロセッサを使用することと、
前記オフセットベクトルに従って前記基準位置を移動することと、
前記基準位置が移動された後に、前記構造体の上で前記製造処理を実行することと
を含む方法。
前記第1ロボットは、一様でターゲットの中心軸の周りに同心円状の磁界を生成するための磁気ターゲット、並びに、前記構造体の第1の面に前記磁気ターゲットを位置決めするための第1エンドエフェクタ及び位置決めシステムを含み、
前記第2ロボットは、前記磁界を検知するための3軸デジタル磁気コンパスのセンシングアレイ、製造ツール、並びに、前記磁気ターゲットを配置するため、前記構造体の第2の対向面の表面に沿って前記センシングアレイをスキャンするための第2エンドエフェクタ及び位置決めシステムを含み、
前記第2ロボットは更に、前記コンパスから前記磁気ターゲットまでのベクトルの交点を検出するためのプロセッサ、各ベクトルが前記コンパスの1つから前記ターゲットまでの検知された磁界の方向を示すグローバルX−Y平面内にある前記ベクトルを含み、前記第2ロボットは前記磁気ターゲットに対して前記製造ツールを位置決めするため前記交点を使用する、ロボットシステム。
前記特徴部位に磁気ターゲットを配置することと、
3軸デジタル磁気コンパスのアレイを使用して前記構造体をスキャンすることと、
各コンパスから前記磁気ターゲットまでの方向ベクトルであって、各々が前記磁気ターゲットの中心線に垂直なX−Y平面内にある方向ベクトルを計算することと、
前記方向ベクトルの交点を検出することと、
前記交点を使用して前記ターゲットから基準点までオフセットベクトルを計算すること、及び前記オフセットベクトルを使用して前記基準点を移動することと
を含む方法。
Claims (13)
- 円筒形の強磁性のコア(610)、前記コア(610)を取り囲むトロイダル磁石(620)、及び前記コア(610)の周囲で前記トロイダル磁石(620)に隣接する集束円錐(630)を含む、磁気ターゲット(120)であって、その中心軸の周りに一様で同心円状の磁界を生成するための磁気ターゲット(120)と、
前記磁界を検知するための3軸デジタル磁気コンパスのアレイ(130)であって、4つの3軸デジタル磁気コンパスが前記アレイの基板上で正方形の頂点に配置されている、アレイ(130)と、
前記3軸デジタル磁気コンパス(210)から前記磁気ターゲット(120)までのベクトルの交点を検出するプロセッサ(140)であって、前記ベクトルは前記中心軸に垂直なグローバルX−Y平面内にあり、各ベクトルが前記3軸デジタル磁気コンパスの1つから前記磁気ターゲット(120)までの検知された磁界の方向を示す、プロセッサ(140)と
を備える装置(110)。 - 前記交点は、前記ベクトルの大きさではなく、前記ベクトルの方向から導き出される、請求項1に記載の装置(110)。
- 前記プロセッサ(140)は、前記グローバルX−Y平面内の前記3軸デジタル磁気コンパス(210)に対する前記磁気ターゲット(120)の位置を導き出すために前記交点を使用し、前記プロセッサ(140)は前記磁気ターゲット(120)から基準点までのオフセットベクトルを決定し、各3軸デジタル磁気コンパス(210)は、ローカル座標系を形成するローカルa軸及びb軸に沿った前記磁界の成分を検知するための磁気センサーを含み、前記基準点は前記アレイの前記基板の中心に位置する開口部の中心に位置し、前記成分はローカルa軸及びb軸から前記グローバルX−Y平面に変換される、請求項1に記載の装置(110)。
- 前記プロセッサ(140)は、
各3軸デジタルデジタル磁気コンパス(210)について、前記磁気ターゲット(120)までの方向ベクトルを決定し、
前記方向ベクトルから前記交点を決定し、
前記グローバルX−Y平面内での各3軸デジタルデジタル磁気コンパス(210)から前記交点までの距離である面内距離を計算し、
前記プロセッサ(140)は、前記面内距離の統計的尺度として前記磁気ターゲット(120)の前記位置を計算し、前記面内距離の統計的尺度は前記面内距離の平均を含み、かつ、前記プロセッサ(140)は前記面内距離の統計的な信頼の尺度を計算する、請求項3に記載の装置(110)。 - 前記プロセッサ(140)は、前記面内距離、及び、磁気強度の少なくとも1つのz成分を使用して、前記グローバルX−Y平面から前記磁気ターゲット(120)までの距離である、前記磁気ターゲット(120)の深さを計算する、請求項4に記載の装置(110)。
- 前記アレイ(130)は更に、前記磁気ターゲット(120)から離して配置される追加のデジタル磁気コンパス(210)を含み、前記プロセッサ(140)は、地球の磁界及び鉄の影響を補正するため、前記追加のデジタル磁気コンパスからの測定値を使用する、請求項1に記載の装置(110)。
- 前記磁気ターゲット(120)は更に、ハウジング(640)及び前記トロイダル磁石(620)を外向きに付勢するための前記ハウジング(640)内のバネ(660)を含む、請求項1に記載の装置(110)。
- 非磁性の構造体の上で製造処理を実行するための、請求項1に記載の前記装置(110)を使用する方法であって、
前記構造体の1つの面から、前記磁気ターゲット(120)を位置決めすることと、
前記構造体の対向する1つの面から、前記磁気ターゲット(120)の予期される位置の上に前記アレイを移動することと、
前記磁気ターゲット(120)と、前記アレイの基板の中心に位置する開口部の中心に位置する基準位置との間にオフセットベクトルを決定するため、前記プロセッサ(140)を使用することと、
前記オフセットベクトルに従って前記基準位置を移動することと、
前記基準位置が移動された後に、前記構造体の上で前記製造処理を実行することと
を含む方法。 - 非磁性の構造体の上で製造処理を実行するための第1ロボット(720)及び第2ロボット(730)を備えるロボットシステム(710)であって、
前記第1ロボット(720)は、円筒形の強磁性のコア(610)、前記コア(610)を取り囲むトロイダル磁石(620)、及び前記コア(610)の周囲で前記トロイダル磁石(620)に隣接する集束円錐(630)を含む、磁気ターゲット(120)であって、その中心軸の周りに一様で同心円状の磁界を生成するための磁気ターゲット(120)、第1エンドエフェクタ(722)、及び、前記構造体の第1の面に前記磁気ターゲット(120)を位置決めするための位置決めシステム(724)を含み、
前記第2ロボット(730)は、前記磁界を検知するための3軸デジタル磁気コンパス(210)のセンシングアレイ(130)、製造ツール(734)、第2エンドエフェクタ、及び、前記磁気ターゲット(120)を配置するため、前記構造体の第2の対向面の表面に沿って前記センシングアレイをスキャンするための位置決めシステムを含み、4つの3軸デジタル磁気コンパスが前記センシングアレイの基板上で正方形の頂点に配置されており、
前記第2ロボット(730)は更に、前記3軸デジタル磁気コンパスから前記磁気ターゲット(120)までのベクトルの交点を検出するためのプロセッサ(140)を含み、前記ベクトルはグローバルX−Y平面内にあり、各ベクトルが前記3軸デジタル磁気コンパスの1つから前記磁気ターゲットまでの検知された磁界の方向を示し、前記第2ロボット(730)は前記磁気ターゲット(120)に対して前記製造ツール(734)を位置決めするため前記交点を使用する、ロボットシステム(710)。 - 前記第1ロボット(720)は前記構造体の前記第1の面から前記磁気ターゲット(120)を配置するように使用され、前記第2ロボット(730)は前記構造体の第2の面から前記アレイ(130)を移動するように使用され、前記プロセッサ(140)は前記磁気ターゲット(120)の上に前記製造ツールを移動するためのオフセットベクトルを計算し、前記オフセットベクトルは前記磁気ターゲット(120)から、前記アレイの基板の中心に位置する開口部の中心に位置する基準点までのベクトルである、請求項9に記載のシステムを使用することを含む方法。
- 前記磁気ターゲット(120)の極性を決定すること、及び前記製造処理を実行するため前記極性を使用することを更に含む、請求項10に記載の方法。
- 非磁性の構造体の背後に隠れた特徴部位を位置決めする方法であって、
前記特徴部位に、円筒形の強磁性のコア(610)、前記コア(610)を取り囲むトロイダル磁石(620)、及び前記コア(610)の周囲で前記トロイダル磁石(620)に隣接する集束円錐(630)を含む磁気ターゲット(120)を配置することと、
3軸デジタル磁気コンパスのアレイであって、4つの3軸デジタル磁気コンパスが前記アレイの基板上で正方形の頂点に配置されている、アレイを使用して前記構造体の前面をスキャンすることと、
各3軸デジタル磁気コンパスから前記磁気ターゲットまでの方向ベクトルであって、各々が前記磁気ターゲットの中心線に垂直なX−Y平面内にある方向ベクトルを計算すること(ブロック310)と、
前記方向ベクトルの交点を検出すること(ブロック320)と、
前記交点を使用して前記磁気ターゲットから、前記アレイの基板の中心に位置する開口部の中心に位置する基準点までオフセットベクトルを計算すること、及び前記オフセットベクトルを使用して前記基準点を移動すること(ブロック330及びブロック340)と
を含む方法。 - 前記構造体は航空機外板を含み、前記隠れた特徴部位は前記航空機外板背後のスティフナー内のパイロットホールを含み、前記磁気ターゲット(120)は前記パイロットホール内に配置され、前記アレイ(130)は前記航空機外板の前面の上でスキャンされる、請求項12に記載の方法。
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