JPH09501373A - 対象物、特に飛行機を処理する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、飛行機（４４）の表面をクリーニングするための方法および装置に関する。走行台（８）上に配置されるマニピュレータは、飛行機（４４）にたいする到達距離の範囲内で所定の位置へ走行し、駐車される。回転するブラシヘッド（１８）は、回転および（または）スラスト枢着部において互いに回動または移動可能な複数のアーム（１２，１２’，１２’’，１２’’，１４）と端アーム（１４）に配置される多関節（１６）とから成る、走行台（８）上に配置された折畳みマスト（１３）を用いて、対象物の表面にわたって移動せしめられる。大型マニピュレータを飛行機（４４）の前に不正確に位置付けした場合でも確実で衝突のない洗浄過程を保証するため、大型マニピュレータは、制限的な二次元の駐車領域（１０）内において飛行機（４４）にたいして間隔を持って定置せしめられ、一方折畳みマスト（１３）および（または）多関節（１６）の枢着部（２０ないし２８）は、表面処理のために、駐車領域（１０）内部での大型マニピュレータの実際の位置に関係づけられる一連の所定の枢着部座標群に応じて制御され、その際ブラシヘッド（１８）は、所定の処理経路に沿って対象物表面にわたって移動せしめられる。

Description

【発明の詳細な説明】 対象物、特に飛行機を処理する方法 本発明は、請求項１および２０の前提概念に記載の、対象物、特に飛行機を処 理する方法および装置に関するものである。 米国特許第３８３５４９８号公報により、飛行機または船をクリーニングする ための装置が知られるようになった。この装置は、定置のクレーンに配置される 複数の回転可能な洗浄ブラシを有している。これらの洗浄ブラシにより飛行機の 表面をクリーニングすることができる。しかしこの装置の場合、飛行機のために 回転可能なプラットホームを必要とし、その結果飛行機が洗浄クレーンの前で回 転することがある。洗浄ブラシは定置で設けられるか、或いは一定の方向に沿っ て移動可能である。従って飛行機を洗浄装置に沿って誘導しなければならず、飛 行機と洗浄装置とが互いに一定の相対位置を取るようにしなければならない。位 置決め誤差はほぼ不可避である。 ドイツ特許公開第４０３５５１９号公報により、遠隔制御可能なブラシヘッド を大型マニピュレータに備え付けることが既に提案されている。この公知の大型 マニピ ュレータは、その端部において相対的に揺動可能な複数のアームからなる折畳み マストを備えている。この折畳みマストのベースアームはエンジン駆動のトラッ クに設けられた支承台に垂直軸回りに回転可能に支承され、端アームはブラシヘ ッドを装着可能な多関節を備えている。この文献から更に、ブラシヘッドにセン サを備え付けることが知られている。このセンサは、洗浄過程でセンサに発生す る取り出し可能なセンサ信号に応じて、処理すべき表面にたいして相対的にブラ シヘッドを制御可能に追従させることができる。この場合も、大型マニピュレー タを飛行機にたいして正確に位置決めさせねばならない。 本発明は米国特許第３８３５４９８号公報を前提として、冒頭で述べたこの種 の方法および装置を次のように改良すること、即ち被処理対象物の前に処理装置 を駐車させたときに生じる位置決め誤差を少なくともほぼ完全に且つ簡単に補償 できるように改良することである。 上記の課題は、本発明によれば、請求項１に記載の方法および請求項２０に記 載の装置によって解決される。有利な構成は従属項から明らかである。 本発明により、被処理対象物にたいする処理装置の位置決め誤差の修正が簡単 に可能になる。本発明にしたがって、所定の基準点に関係づけられるシーケンス 制御の 代わりに、処理装置の実際の位置に最も近い駐車領域の格子点のシーケンス制御 （Ablaufsteuerung）を適用することにより、従来採用されていた複雑な、よっ て面倒な処理ユニットのオンライン監視を極めて簡単に省略することができる。 これは、最適な基準点にそれぞれ関係づけられるシーケンス制御の代わりに、処 理装置の実際の位置に最も近い駐車領域の格子点にたいして有利にオフラインで 発生せしめられ、メモリにファイルされるようなシーケンス制御を適用するから である。 本発明による有利な構成によれば、駐車領域の少なくとも一つの格子点に、処 理装置の実際の位置と駐車領域の前記格子点との相対間隔に依存して可変なシー ケンス制御が付設されている。本発明によるこの手段により、駐車領域の必要な 格子点の数量を減少させることもできる。なぜなら、処理装置の位置付け誤差を このようにオンライン修正することにより、個々の格子点の間隔をより大きくし て、即ち目の粗い格子で有利に作動させることができるからである。この場合好 ましいことには、一つの駐車領域にたいして設定されるシーケンス制御の数が減 少する。さらに、本発明にしたがって、位置決め誤差をオンライン修正すること により、被処理対象物のなんらかの公差、または基準にしたがって設けられシー ケンス制御の設定のためにあらかじめ設定される被処理対 象物のサイズとこの被処理対象物とのずれを個別に補正することが可能である。 本発明の他の有利な構成によれば、駐車領域の少なくとも一つの格子点のシー ケンス制御は、あらかじめ決められている基準点にたいする格子点の相対位置に だけ依存する部分と、処理装置の実際の位置と前記格子点との相対間隔にだけ概 ね依存する部分とに分けられている。このように本発明による手段により、処理 装置の実際の位置に達する時点と処理過程の開始時点との間に消費される時間を 短縮することが有利に達成される。なぜなら、処理過程をコントロールするシー ケンス制御の、格子点に依存してオフライン設定された部分だけが実施されるに すぎず、これにたいして処理過程のうち相対間隔に依存する運動過程はオンライ ン決定されるからである。 従って、本発明の他の有利な構成によれば、処理装置の少なくとも一つの処理 ユニットは、シーケンス制御のオフライン設定部分により、被処理対象物にたい する一つの相対位置へもたらされる。この相対位置においては、格子点と処理装 置の実際位置との間に最も不都合な場合が生じても、被処理対象物の損傷の原因 になるような、処理ユニットと被処理対象物との衝突は生じない。 あとで詳細に述べる実施例においては、処理ユニットは走行台上に配置される 大型マニピュレータによって形 成される。大型マニピュレータは、大型対象物にたいして所定の位置へ走行し、 そこで駐車される。有利には回転するブラシヘッドとして形成される器具は、回 転および（または）スラスト枢着部において互いに回動可能および（または）移 動可能な複数のアームと、場合によっては、端アームに配置される多関節とから 成る折畳みマストにより、対象物の表面にわたって移動せしめられる。 本発明によれば、走行台は、二次元の制限的な駐車領域内で、処理される大型 対象物から間隔を持って停車され、折畳みマストおよび（または）多関節の枢着 部は、表面処理のために、駐車領域内部での走行台の実際の位置に関係づけられ る一連の所定の枢着部座標群（シーケンス制御に対応している）に応じて制御さ れ、その際器具は所定の処理経路に沿って対象物表面にわたって移動せしめられ る。 本発明の有利な構成によれば、駐車領域は制限的な二次元の距離格子によって 分割され、距離格子のそれぞれの格子点にたいしては、工具の処理経路の支持点 を決定している一連の枢着部座標群があらかじめ与えられており、この枢着部座 標群は枢着部座標データファイルとしてデータ処理装置のデータバンクに記憶さ れ、位置に関連づけられている枢着部座標群は、データバンクに記憶されている 枢着部座標データファイルからの補間法によ り、距離格子内での走行台の実際の位置に応じて算出され、作業ファイルとして 記憶される。その後、作業ファイルから読みだされる枢着部座標群と、場合によ っては運動に関係づけられる付加的なパラメータとを使用して表面処理が開始さ れる。作業ファイルから読みだされる枢着部座標群は、有利には処理経路の各支 持点において試問されるセンサ信号に応じて追従することができる。このため、 例えば器具に作用する摩擦抵抗またはねじり抵抗または押圧力が測定され、セン サ信号として取り出されて枢着部座標の追従に利用される。対応的に他の物理量 、例えば器具と対象物との間隔、或いは土台の変形により生じる大型マニピュレ ータの傾斜変化を測定して、センサ信号として取り出すことができる。枢着部座 標の追従の際にも望ましくない衝突を避けるため、衝突自由度に関する所定の公 差限界を考慮して、追従される枢着部座標群を、距離格子の隣接する格子点にた いして記憶された枢着部座標と比較することにより検討するのが合目的である。 本発明による方法を実施するための有利な装置では、即ち大型マニピュレータ が、回転枢着部において液圧または動力型駆動装置を用いて互いに回動可能なア ームから成る折畳みマストであって、動力駆動される走行台の回転支承台上に基 礎アームが垂直軸回りに回転可能に支 持されている折畳みマストと、折畳みマストの端アームに配置され、または端ア ームに設けられ複数のスラスト枢着部および（または）回転枢着部を有する多関 節の自由端に配置されている、好ましくは回転ブラシヘッドとして構成された器 具とを有している装置では、前述の課題は、走行台に、被処理対象物にたいして 指向可能な光電測距像カメラと、この測距像カメラの測距像信号で付勢され、接 近及び位置決め補助手段として、および（または）大型対象物にたいする大型マ ニピュレータの距離を測定する手段として用いられるコンピュータ支援型電子評 価装置とが設けられていることによって解決される。この場合測距像カメラは、 回転支承台の付近に位置固定して、或いは可動に配置するのが合目的であり、特 に垂直軸の回りで回動可能に、および（または）少なくとも一つの水平軸線の回 りに傾斜可能に大型マニピュレータに配置するのが合目的である。 測距像カメラによって検出された座標と折畳みマストの器具座標とを関係づけ るため、本発明によれば電子評価装置は、直接におよび測距像カメラを介して定 置の立方状の校正体にたいして測定される器具座標に応じて折畳みマストの枢着 部の座標を標準化するためのプログラム部分を有している。この標準化の場合、 大型ロボットの位置誤差はアームの変形、角度および距離ピックアッ プのゼロ位置オフセット、および折畳みアームと走行台の土台におけるねじれに よって検出される。 さらに電子評価装置が、あらかじめ設定されている駐車領域の視点から対象物 の測距像データを記憶する記憶装置と、折畳みマストの到達範囲内で対象物の前 方に大型マニピュレータが位置付けされたときに測距像カメラにより撮影される 測距像データを記憶されている測距像データと比較し、あらかじめ設定されてい る制限的な駐車領域内部での大型マニピュレータの位置を座標に従って関連づけ るソフトウェアルーチンとを有しているのが合目的である。駐車領域は二次元の 格子領域によって分割されており、その際格子領域内部のそれぞれの格子点に、 枢着部座標ファイルまたはデータファイル内の運動プログラムが関係づけられ、 そのなかに、対象物表面上を器具が通過する作業経路に沿った折畳みマストの枢 着部座標群が記憶されているのが有利である。 枢着部座標を測定するため、折畳みマストおよび場合によっては多関節のそれ ぞれの枢着部に座標ピックアップが、有利には角度または距離ピックアップの形 状で付設され、その出力から該当する枢着部座標を取り出し可能である。 電子評価装置は、大型マニピュレータの実際の位置とあらかじめ設定されてい る格子領域内で最も近い格子点 とのずれに応じて、記憶された枢着部座標群から補間法により、処理過程のため に特定される枢着部座標群を算出し記憶するためのプログラムを有している。 処理過程を実施するため、電子評価装置は、座標ピックアップにおいて瞬間的 に取り出される枢着部座標と、記憶されている枢着部座標群の付属の値とのずれ に応じて、折畳みマスト枢着部の駆動装置を制御するためのコンピュータ支援型 回路部分を有している。公差のずれを補償するため、器具は、被処理表面から間 隔を持って、処理抵抗または被処理表面への侵入深さに応答するセンサを有し、 その際このセンサの出力信号から、折畳みマスト枢着部の駆動装置を追従させる ための修正信号を導出可能である。 さらに、洗浄過程中の大型マニピュレータの土台の変形を補償するため、測距 像カメラの回動および（または）傾斜軸線に、少なくとも一つの傾斜検出発信器 が付設され、この傾斜検出発信器の出力信号から、折畳みマスト枢着部の駆動装 置を追従させるための修正信号を導出可能である。 次に、図に略示した実施の形態に基づいて本発明を詳しく説明する。 図１は 飛行機を洗浄するためのブラシヘッドを備えた走行可能な大型マニピ ュレータの折畳み状 態を示す側面図、 図２ａと図２ｂは 大型マニピュレータの飛行機の前における作業位置を示す二つの斜視 図、 図３は 図２ａと図２ｂの大型マニピュレータのための、格子を有する駐車領 域の平面図である。 図１に示した移動式大型マニピュレータ６は、処理装置２の有利な実施例を示 しており、大体において、エンジン駆動される走行台（トラック）８の回転支承 台１１に基礎アーム１２が垂直軸回りに回転可能に支承された折畳みマスト１３ と、この折畳みマスト１３の端アーム１４に設けられた多関節１６と、この多関 節の自由端に取り外し可能に固定された処理ユニット４としてのブラシヘッド１ ８からなっている。折畳みマスト１３の５本のアーム１２，１２′，１２″，１ ２″′，１４は互いに向き合ったそれらの端部において、枢着部２０，２２，２ ４，２６によって水平軸回りに制限されて揺動可能に相互連結されている。この 揺動はアームの間の適当な場所に設けられた液圧シリンダ２７によって行われる 。基礎アーム１２は水平軸受２８のところで液圧駆動装置３０によって揺動可能 に回転支承台１１に支承されている。この配置構造は、アームを伸ばした平面内 で、ブラシヘッドが任意の表面輪郭を描くことを可能にする。さらに、 エンジンまたはモーターで調節可能な多関節１６により、６自由度内で端アーム １４と相対的にブラシヘッド１８を複数の回転軸線およびスラスト軸線回りに動 かすことができる。 回転支承台９の範囲には、３Ｄレーザースキャナの形をした光電子的な測距像 カメラ４０が設けられている。このカメラは視線窓４２内の三次元空間を認識し 、測定対象物４４からの距離をデジタル化する。視線窓４２から測定対象物４４ の意図する個所を測定できるようにするために、測距像カメラ４０はトラック８ の上方において充分な高さ位置に設けられている。測距像カメラ４０はレーザー 光線で作動する。このレーザー光線は視線窓４２の開放角度にわたって所定のク ロック周波数で通過する。時差測定によって生じる距離信号は、反射面があるか どうか、あるいは反射面がどの位の距離にあるかを識別することができる。 測距像カメラ４０による距離測定と折畳みマスト１３の偏向とを、いろいろな 折畳みマストの形状を考慮して互いに調和するために、測距像カメラ４０に関し てマニピュレータを標準化する必要がある。標準化する際に、マニピュレータ軸 線２０，２２，２４，２６，２８の零位置が固定される。この零位置は閉じた運 動力学的な連鎖を介して決定される。この連鎖は、測定キューブを使 用して、測距像カメラの測定結果を、折畳みマストの偏向に関連づける。その際 、測定キューブは、測距像カメラ４０を介してコーナーの位置を測定し、このコ ーナーを、折畳みマスト１３の端アーム１４の位置決めのための基準点として用 いるように配向される。この場合、多数の折畳みマスト形状のときの関節の角度 位置が定められる。それによって、方程式のセットのパラメータが生じ、この方 程式に基づいて、電子像カメラ４０とマニピュレータ１３の間の座標変換を定め ることができる。この測定により、最初から正確に決めることができない個々の アーム（１２，１２′，２１″，１２″′，１４）の変形を考慮して、個々の関 節の零位置が検出される。零位置誤差および変形並びにマニピュレータ系に対す る測距像カメラ４０の配向を考慮に入れて、マニピュレータのいろいろな位置関 係を考慮するために、測定は測距像カメラ４０からの測定キューブの異なる距離 で行われる。 大型マニピュレータ６を飛行機４４の前の洗浄位置にもたらすために、接近過 程の途中で大型マニピュレータを決めて駐車しなければならない。それによって 、洗浄プログラムで通過可能なすべての表面個所が、洗浄ブラシ１８を備えた折 畳みマスト１３の到達距離内に位置する。大型マニピュレータの接近および位置 決め時の不必 要な複雑化を避けるために、あらゆる洗浄位置で、場合によっては仮の、約４ｍ の直径の駐車領域４６が定められる。この駐車領域自体は個々の格子点４８の間 の格子間隔が４０ｃｍである直角の格子に分割されている（図３を参照）。その 際、格子間隔は測定される対象物の精度よりも正確にする必要はない。飛行機の 場合、所定の種類の個々の個体の誤差及び給油態様に基づいて、および異なる荷 重および温度状態に基づいて、５０ｃｍ以上の寸法差が生じてもよい。 円形の駐車領域４６の代わりに、多角形の形状、特に長方形または正方形の形 状を有する駐車領域であってもよい。駐車領域４６の形状を、位置関係に応じて 広範囲に任意に選定できること、および前述の円形形状は単に例示的な性格のも のであり、本発明による方法はこれに限定されるものでないことは、当業者にと って明白である。さらに、図３に示した等間隔の格子は、以下に述べる実施例の 普遍性を制限するものではない。というのも、以下の実施例は等間隔でない格子 にたいして、しかも無秩序に配分された多数の格子点にたいしても有効だからで ある。 測距像カメラ４０を介して生じる像データは評価回路および搭載コンピュータ で評価される。搭載コンピュータの記憶媒体には、処理すべきあらゆる種類の飛 行機と 接近すべきあらゆる駐車領域４６について、飛行機４４の全体もしくは飛行機４ ４の重要な部分が測距像カメラ４０の視線窓４２と関連して、基準像として記憶 されている。駐車領域４６に接近する際に、当該の飛行機部分の測距像が接近補 助として測距像カメラによって絶えず生じ、記憶された基準像と比較される。こ れから方向データと位置データを導き出すことができ、これらのデータは運転者 に、走行方向と距離に関する指示を与える。基本的には、これから生じる偏差信 号を、トラックのための走行信号および操舵信号に直接変換することができる。 大型マニピュレータ６を飛行機４４の到達距離内の駐車領域４６に位置決めし、 進路角度に関して配向することが接近補助の目的である。駐車領域４６に着いた 後で、トラック８は支柱５０を外へ揺動させて下降させることによって基礎上に 支持され、それによって飛行機と相対的に位置決めされる。 そして、大型マニピュレータ６の測定、すなわち格子領域４６内での位置の測 定および飛行機４４と相対的な配向を行うことができる。これは同様に、測距像 カメラ４０を用いて記憶された基準モデルと比較することによって行われる。測 距像カメラが折畳みマスト１３に設けられているので、進路角度を定める際に折 畳みマストの位置が一緒に考慮される。測定が行われた後で、測距像 カメラ４０の傾斜検出発信器が作用し、零にセットされる。そして、折畳みマス ト１３の動作時に、立っている面の傾斜に基づいて相対角度が動作プログラムで が考慮される。 格子領域４６により、仮想の配置場所１〜１０９（図３を参照）が固定される 。この配置場所についてそれぞれ、オフラインで（すなわち外部のコンピュータ で）作成された完全な洗浄プログラムが整理されている。洗浄プログラムデータ として、あらゆる枢着部の角度位置を定める多数のデータセットが記憶されてい る（枢着部座標群）。このような多数の枢着部座標群は飛行機表面に沿った処理 経路５２を形成する。この処理経路は洗浄過程でのブラシヘッド１８の幾何学的 な場所を定める。洗浄プログラムは、対象物１や場合によって存在する格納庫や 屋内部分と衝突しないように、外部のコンピュータで調べられる。個々の座標支 持点の間の間隔は、飛行機表面の場合平均して３０ｃｍである。測定の際、飛行 機４４に対する測距像カメラ４０の正確な位置が決定され、それによって格子領 域４６内での正確な場所が定められる。そして、次の格子点１１ａから、補間に よって枢着部座標が実際の場所Ｐに換算される。このデータは、マニピュレータ 制御装置を介して洗浄プログラムを開始する前に、マニピュレータ制御装置の作 動コンピュータ内 のデータファイルに、実際の洗浄プログラムとして整理される。更に、格子領域 ４６内の４個の隣接点４８と、例えば±５０ｃｍの許容誤差により、個々の枢着 部の衝突空間が定められる。この４個の隣接点は枢着部座標に変換されて、折畳 みマストアームの端部を動かしてもよい空間を描く。 変形例としての他の方法は、基準点Ａにたいして予め設定されているプログラ ムの代わりに、実際の位置Ｐに最も近い格子点１１ａにたいしてファイルされた プログラムを使用することである。即ちこの方法では、実際の位置Ｐに最も関連 したプログラムが使用されるので、誤差があってもこの誤差にたいしてプログラ ムをオンライン適合させる必要がない。よって準備時間を著しく低減させること ができる。 上記の変形例によれば、大型マニピュレータ６を処理対象物１にたいして駐車 する際の位置誤差を修正でき、しかも互いに対角線上に対向している駐車領域４ ６の二つの格子点１１の半分の間隔に等しい距離、またはこれよりも短い距離に 相当するような余剰位置誤差をも含めて修正できる。この程度の精度は多くの適 用例にたいして十分である。この場合、目のつんだ格子網を使用すれば、即ち二 つの格子点１１の間隔がより小さくなっている格子を使用すれば、前記の余剰位 置誤差をさらに小さ くできることは自ずと理解されることである。 このような準備が行われると、本来の洗浄過程を開始することができる。その ために、折畳みマストが先ず最初に伸長プログラムを介して伸ばされる。作動デ ータファイルからの枢着部座標の漸次呼び出しによって、洗浄ブラシが目指す目 標値が得られる。この場合、実際値と目標値の比較は、付設の座標発信器によっ て個々の枢着部で行われる。飛行機４４や基礎の変形、走行の不正確および機器 の動的誤差のために、微小な補正を行わなければならない。要求された洗浄結果 を達成するために、マニピュレータ６は表面内への洗浄ブラシの定められた侵入 深さに関して約１０ｍｍの精度で作動しなければならない。これは付加的なセン サだけによって達成される。このセンサは押しつけ力の測定と多関節１６の補助 軸の送りによって前記誤差を補正する。補助軸は、ブラシヘッド１８の配向誤差 を補正する揺動軸である。 基本的には、洗浄プログラムの進行中も測距像カメラ４０を一緒に作動させ、 衝突監視のために使用することができる。この場合、測距像カメラ４０は個々の 枢着部と飛行機４４を測定し、衝突をチェックすることができる。これは、例え ば枢着部の一つの測定値変換器が故障し、操作人やコンピュータによって識別さ れない間違った測定値が供給されるときに重要である。 変形例として、或いは上記実施例を補完する形で、飛行機４４の位置・寸法公 差及び変形公差、及び（または）大型マニピュレータ６の公差を修正するように しても良い。飛行機４４のこの種の公差を例示すると、同クラス及び同タイプの 飛行機でも生じる寸法誤差、これは滑走制御に基づく規準寸法からのずれで、例 えばアンテナ、センサ装置、駆動装置、流線形部分、着陸フラップ等において航 空会社により多少異なることがある。また、飛行機４４の積載状態及び温度のよ うな環境条件の違いにより生じる変形公差も挙げられる。このような格子点特有 のプログラムは、オンラインによりこれらの限定条件に適合せしめられる。 要約すると次のことが言える。本発明は特に飛行機４４の表面洗浄のための方 法および装置に関する。この場合、トラック８上に設けられた大型マニピュレー タ６は、到達距離内の予め定めた位置まで飛行機４４の方へ移動し、かつそこで 駐車し、回転するブラシヘッド１８がトラック１０上に設けられた折畳みマスト １３によって、対象物表面上を移動させられる。この折畳みマストは、回転枢着 部および（または）スラスト枢着部のところで相対的に揺動および摺動可能な複 数のアーム１２，１２′，１２″，１２″′，１４と、端アーム１４に設けられ た多関節１６とからなっている。飛行機４４の前 における大型マニピュレータ６の位置決めが不正確であるときでも、確実で衝突 のない洗浄過程を保証するために、大型マニピュレータ６は制限された二次元の 、場合によっては仮想の駐車領域４６内で、飛行機４４から離して配置される。 一方折畳みマスト１３およびまたは多関節１６の枢着部２０〜２８が表面処理の 途中で、駐車領域４６内での大型マニピュレータ６の実際の位置に関連する枢着 部座標群の列に応じて制御され、その際ブラシヘッド１８が予め定めた処理経路 に沿って対象物表面上を移動させられる。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年８月４日 【補正内容】 請求の範囲 １．少なくとも一つの処理ユニット（４）を有している処理装置（２）を用いた 処理方法、特に飛行機（４４）、船、建造物等の対象物（１）の表面をクリーニ ングするための方法であって、処理装置（２）を所定の基準点（Ａ）周囲の駐車 領域（１０）内へ走行させて、対象物（１）にたいし間隔をもって位置決めし、 その際駐車領域（１０）の前記基準点（Ａ）は対象物（１）の少なくとも一つの 参照点（Ｂ）にたいして一定の位置関係を有し、次に、対象物（１）において行 われる処理過程を、少なくとも部分的に、対象物（１）と作用的に接触せしめら れる処理装置（２）の処理ユニット（４）のためのシーケンス制御を用いて行い 、その際このシーケンス制御によって制御される、少なくとも一つの処理ユニッ ト（４）の空間的運動が、所定の前記基準点（Ａ）及び参照点（Ｂ）に関係付け られている前記方法において、 処理装置（２）の駐車領域（１０）内に、格子領域を形成する一定数の格 子点（１１，１１ａ）を設定すること、 それぞれの格子点（１１，１１ａ）にたいして、被処理対象物（１）と作 用接触する前記処理ユニッ ト（４）のためのシーケンス制御を設定し、その際それぞれの格子点（１１，１ １ａ）の前記シーケンス制御によって制御される、少なくとも一つの処理ユニッ ト（４）の空間的運動は、駐車領域（１０）の前記格子点（１１，１１ａ）に関 係付けられていること、 駐車領域（１０）にたいする処理装置（２）の実際の位置を決定すること 、 駐車領域（１０）に付設される多数の格子点（１１）から、処理装置（２ ）の実際の位置（１）にたいして最も小さな間隔をもっている格子点（１１ａ） を検出すること、 少なくとも一つの処理ユニット（４）を制御して処理過程を実施するため 、前記格子点（１１ａ）に関係付けられるシーケンス制御を使用し、或いは、こ の格子点（１１ａ）から補間法により、実際の位置（Ｐ）にたいするシーケンス 制御を演算し、マニピュレータ制御の作業メモリに実際のクリーニングプログラ ムとしてファイルして、その後に使用すること、 を特徴とする方法。 １９．処理装置、特に飛行機（４４）、船、または建造物の表面をクリーニング するための装置であって、少なくとも一つの処理ユニット（４）を有する処理装 置（２）と、この処理装置（２）に配置され、被処理対象物（１）にたいして指 向可能な光電測距像カメラ（４０）と、この測距像カメラ（４０）の測距像信号 で付勢されるコンピュータ支援型電子評価装置とが設けられている装置において 、 電子評価装置が、あらかじめ設定されている駐車領域（１０）の複数の格 子点の視点から対象物（１）の測距像データを記憶する記憶装置と、折畳みマス ト（１３）の到達範囲内で対象物（１）の前方に処理装置（２）が位置付けされ たときに測距像カメラ（４０）により撮影される測距像データを、記憶されてい る測距像データと比較し、あらかじめ設定されている制限的な駐車領域（１０） 内部での処理装置（２）の位置（Ｐ）を座標に従って検出し、この位置（Ｐ）を 最も近くにある格子点（１１ａ）に関係付けるソフトウェアルーチンとを有して いることを特徴とする装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，ＪＰ，ＫＲ，Ｕ Ｓ (72)発明者 ヘルコンマー トーマス フレート ドイツ連邦共和国 デー・70839 ゲルリ ンゲン ローベルト・コッホ・シュトラー セ 32 【要約の続き】 ブラシヘッド（１８）は、所定の処理経路に沿って対象 物表面にわたって移動せしめられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．少なくとも一つの処理ユニット（４）を有している処理装置（２）を用いた 処理方法、特に飛行機（４４）、船、建造物等の対象物（１）の表面をクリーニ ングするための方法において、 処理装置（２）を所定の基準点（Ａ）周囲の駐車領域（１０）内へ走行さ せて、対象物（１）にたいし間隔をもって位置決めし、その際駐車領域（１０） の前記基準点（Ａ）は対象物（１）の少なくとも一つの参照点（Ｂ）にたいして 一定の位置関係を有し、次に、対象物（１）において行われる処理過程を、少な くとも部分的に、対象物（１）と作用的に接触せしめられる処理装置（２）の処 理ユニット（４）のためのシーケンス制御を用いて行い、その際このシーケンス 制御によって制御される、少なくとも一つの処理ユニット（４）の空間的運動が 、所定の前記基準点（Ａ）及び参照点（Ｂ）に関係付けられていることを特徴と する方法。 ２．処理装置（２）の駐車領域（１０）に一定数の格子点（１１，１１ａ）を設 定すること、個々の駐車領域（１０）に付設される格子点（１１，１１ａ）にた いして、被処理対象物（１）と作用接触せしめら れる少なくとも１つの処理ユニット（４）のためのシーケンス制御を設定し、そ の際この格子点（１１，１１ａ）のシーケンス制御によって制御される、少なく とも一つの処理ユニット（４）の空間的運動が、駐車領域（１０）の前記格子点 （１１，１１ａ）に関係付けられていること、処理装置（２）の実際の位置（Ｐ ）を決定すること、駐車領域（１０）に付設されている格子点（１１）の数量か ら、処理装置（２）の実際の位置（Ｐ）にたいして最短距離を有するような格子 点（１１ａ）を検出すること、前記少なくとも一つの処理ユニット（４）を制御 するため、前記格子点（１１）に関係付けられるシーケンス制御を適用し、処理 行程を実施することを特徴とする、請求項１に記載の方法。 ３．前記基準点（Ａ）及び格子点（１１）に関係付けられるシーケンス制御をオ フライン設定することを特徴とする、請求項２に記載の方法。 ４．前記基準点（Ａ）及び格子点（１１）に関係付けられるシーケンス制御が、 対象物（１）の空間的に固定された参照点（Ｂ）と空間的に固定された格子点（ １１）との位置差を特性パラメータとして有していることを特徴とする、請求項 ２または３に記載の方法。 ５．格子点（１１）が、等間隔格子の中に配置されていることを特徴とする、請 求項２から４までのいずれか１つに記載の方法。 ６．駐車領域（１０）を、半径（Ｒ）の円として、或いは前記所定の基準点（Ａ ）の回りの多角形として、有利には規則性のある多角形として選定することを特 徴とする、請求項１から５までのいずれか１つに記載の方法。 ７．駐車領域（１０）の一つの格子点（１１）に関係付けられる少なくとも一つ のシーケンス制御が、他の特性パラメータとして、 ａ）処理装置（２）の実際の位置（Ｐ）に最も近い格子点（１１ａ）と処理 装置（２）の実際の位置（Ｐ）との相対位置、或いは ｂ）シーケンス制御を設定する際の基礎となる対象物（１）の規準寸法から のずれ、或いは ｃ）少なくとも一つの処理ユニット（４）の監視装置の測定信号、 を使用することを特徴とする、請求項２から６までのいずれか１つに記載の方法 。 ８．少なくとも一つのシーケンス制御を次のように構成すること、即ちこのシー ケンス制御に関係付けられる格子点（１１，１１ａ）の位置にだけ依存してい るベース部分と、処理装置（２）の実際の位置（Ｐ）と格子点（１１，１１ａ） との距離及び（または）付加的な適応パラメータに依存している修正／適応部分 とを有するように構成することを特徴とする、請求項２から７までのいずれか１ つに記載の方法。 ９．シーケンス制御の前記格子点依存部分だけで制御されるように処理装置（２ ）の少なくとも一つの処理ユニット（４）を運動させ、一方、主として、シーケ ンス制御の適応に必要なシーケンス制御のオンライン修正値を検出することを特 徴とする、請求項２から８までのいずれか１つに記載の方法。 １０．処理装置（２）の実際の位置（Ｐ）を決定するため、被処理対象物（１） の所定部分の測距像を光電測距像カメラ（４０）で撮影し、この所定部分の基準 像と比較することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１つに記載の方 法。 １１．比較の際に生じるずれを、有利には光学的及び（または）音響学的に表示 可能な、駐車領域（１０）外での誘導・走行信号に変換し、或いは、駐車領域（ １０）内部での位置決定測定信号に変換することを特徴とする、請求項１０に記 載の方法。 １２．回転枢着部（２０，２２，２４，２６，２８）及び（または）スラスト枢 着部において互いに回動可 能及び（または）移動可能な複数のアーム（１２，１２’，１２’’，１２’’ ’，１４）と、場合によっては端アーム（１４）に設けられる多関節（１６）と 、走行台（８）上に配置される折畳みマスト（１３）とから成る処理装置を制御 するにあたり、折畳みマスト（１３）及び（または）多関節（１６）の枢着部（ ２０ないし２８）を、処理中に、駐車領域（１０）の内部での処理装置（１０） の実際の位置（Ｐ）に関係付けられるの一連の予め設定される座標群に応じてシ ーケンス制御として制御することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれ か１つに記載の方法。 １３．処理ユニット（４）を、予め設定された処理経路（５２）に沿って対象物 の表面にわたって移動させることを特徴とする、請求項１から１２までのいずれ か１つに記載の方法。 １４．位置に関連付けられるシーケンス制御を、駐車領域（１０）内部での処理 装置（２）（測距像カメラ４０）の実際の位置（Ｐ）に応じて、データバンクに 記憶されたシーケンス制御から補間法により算出して作業ファイルに記憶させ、 次にこの作業ファイルから読み出しされるシーケンス制御及び場合によって配置 に関係付けられる付加的なパラメータを使 用して処理を開始することを特徴とする、請求項１から１３までのいずれか１つ に記載の方法。 １５．作業ファイルから読み出しされるシーケンス制御を、有利には処理経路の 各支持点において試問されたセンサ信号に応じて追従させることを特徴とする、 請求項１４に記載の方法。 １６．処理ユニット（４）に作用する摩擦抵抗、ねじり抵抗、または押圧力を測 定して、センサ信号として取り出すことを特徴とする、請求項１から１５までの いずれか１つに記載の方法。 １７．処理ユニット（４）と対象物（１）との距離を無接触に測定して、センサ 信号として取り出すことを特徴とする、請求項１から１６までのいずれか１つに 記載の方法。 １８．土台または対象物（１）にたいする処理装置（２）の傾斜を測定して、セ ンサ信号として取り出すことを特徴とする、請求項１から１７までのいずれか１ つに記載の方法。 １９．追従するシーケンス制御を、隣接する格子点（１１）にたいして記憶され たシーケンス制御と比較することにより、予め設定される公差限界を考慮しなが ら衝突自由度に関して検査することを特徴とする、請求項１５から１８までのい ずれか１つに記 載の方法。 ２０．少なくとも一つの処理ユニット（４）を有する処理装置（２）を備えた処 理装置、特に飛行機（４４）、船、または建造物の表面をクリーニングするため の装置において、 処理装置（２）に配置され、被処理対象物（１）にたいして指向可能な光 電測距像カメラ（４０）と、この測距像カメラ（４０）の測距像信号で付勢され 、処理装置（２）の走行台（８）のための接近補助手段として、および（または ）被処理対象物（１）にたいする処理装置（２）の距離を測定する手段として用 いられるコンピュータ支援型電子評価装置とが設けられていることを特徴とする 装置。 ２１．処理装置（２）が、回転枢着部（２０，２２，２４，２６，２８）におい て液圧または動力型駆動装置（３０）を用いて互いに回動可能なアーム（１２， １２’，１２’’，１２’’’，１４）と、動力駆動される走行台（８）の回転 支承台（１１）上に基礎アーム（１２）が垂直軸回りに回転可能に支持されてい る折畳みマスト（１３）と、折畳みマスト（１３）の端アーム（１４）に配置さ れ、または端アーム（１４）に設けられ複数のスラスト枢着部および（または） 回転枢着部を有する多関節（１６） の自由端に配置されている、好ましくは回転ブラシヘッド（１８）として構成さ れた処理ユニット（４）とを有していることを特徴とする、請求項２０に記載の 装置。 ２２．測距像カメラ（４０）が、回転支承台（１１）の付近に固定してまたは可 動に配置され、特に垂直軸の回りに回動可能におよび（または）少なくとも一つ の水平軸の回りに傾斜可能に処理装置（２）に配置されていることを特徴とする 、請求項２０または２１に記載の装置。 ２３．電子評価装置が、あらかじめ設定されている駐車領域（１０）の視点から 対象物（１）の測距像データを記憶する記憶装置と、折畳みマスト（１３）の到 達範囲内で対象物（１）の前方に処理装置（２）が位置付けされたときに測距像 カメラ（４０）により撮影される測距像データを記憶されている測距像データと 比較し、あらかじめ設定されている制限的な駐車領域（１０）内部での処理装置 （２）の位置（Ｐ）を座標に従って関連づけるソフトウェアルーチンとを有して いることを特徴とする、請求項２０から２２までのいずれか１つに記載の装置。 ２４．折畳みマスト（１３）および場合によっては多関節（１６）の各枢着部（ ２０ないし２８）に座標ピ ックアップ、有利には角度または距離ピックアップが付設され、その出力部に、 枢着部の該当する座標に対応した値を電気的に作用可能であることを特徴とする 、請求項２１から２３までのいずれか１つに記載の装置。 ２５．電子評価装置が、直接におよび測距像カメラ（４０）を介して定置の立方 状の校正体にたいして測定される器具座標に応じて枢着部の座標を標準化するた めのコンピュータ支援型回路部分を有していることを特徴とする、請求項２４に 記載の装置。 ２６．駐車領域（１０）が二次元の格子領域（４６）によって分割されているこ と、格子領域（４６）内部のそれぞれの格子点（１１）に、シーケンス制御、枢 着部座標ファイル、またはデータファイル内の運動プログラムが関係づけられ、 そのなかに、対象物表面上を処理ユニット（４）が通過する作業経路に沿った折 畳みマスト（１３）の一連の個々の運動または枢着部座標群が記憶されているこ とを特徴とする、請求項２０から２５までのいずれか１つに記載の装置。 ２７．電子評価装置が、処理装置（２）の実際の位置とあらかじめ設定されてい る格子領域（４６）内で最も近い格子点（１１）とのずれに応じて、記憶され たシーケンス制御または枢着部座標群から補間法により、処理過程のために特定 される一連のシーケンス制御または枢着部座標群を算出し記憶するためのソフト ウェアルーチンを有していることを特徴とする、請求項２６に記載の装置。 ２８．電子評価装置が、座標ピックアップにおいて取り出されるシーケンス制御 と、記憶されているシーケンス制御または枢着部座標群の付属の値とのずれに応 じて、折畳みマスト枢着部（２０ないし２８）の駆動装置（３０）を制御するた めのコンピュータ支援型回路部分を有していることを特徴とする、請求項２６ま たは２７に記載の装置。 ２９．処理ユニット（４）が、被処理表面から間隔を持って、処理抵抗または被 処理表面への侵入深さに応答するセンサを有していること、このセンサの出力信 号から、折畳みマスト枢着部の駆動装置を追従させるための修正信号を導出可能 であることを特徴とする、請求項２６から２８までのいずれか１つに記載の装置 。 ３０．測距像カメラ（４０）の回動および（または）傾斜軸線に、有利には処理 装置（２）の土台の変形に応答する少なくとも一つの傾斜検出発信器が付設され 、この傾斜検出発信器の出力信号から、折畳みマ スト枢着部の駆動装置を追従させるための修正信号を導出可能であることを特徴 とする、請求項２６から２９までのいずれか１つに記載の装置。 ３１．処理装置（２）またはアーム（１２）が、少なくとも一つの余分な自由度 を有していることを特徴とする、請求項２１から３０までのいずれか１つに記載 の装置。 ３２．駐車領域（４６）が仮想的であることを特徴とする、請求項２０から３１ までのいずれか１つに記載の装置。