KR20220100610A - 무고정구 로봇식 조립 - Google Patents
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Abstract
컴퓨팅 시스템은 제 1 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 위치로 지향시킬 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 제 1 로봇식 아암의 제 1 위치에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 구조물과 맞물리게 할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 시스템은 제 2 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 2 위치로 지향시켜서, 제 1 구조물이 제 1 구조물을 보유하는 고정구 없이 그리고 제 2 구조물을 보유하는 고정구 없이 제 2 구조물의 결합 근접 이내에 있게 되고, 제 1 구조물은 제 1 및 제 2 구조물이 결합 근접 이내에 있는 때 제 2 구조물과 결합되도록 구성되며, 결합 근접은 제 1 및 제 2 구조물이 함께 결합될 수 있는 근접이다.
Description
관련 출원(들)에 대한 상호 참조
본 출원은 "FIXTURELESS ROBOTIC ASSEMBLY" 라는 명칭으로 2019년 11월 21일에 출원된 미국 가출원 제 62/938,921 호, 및 "FIXTURELESS ROBOTIC ASSEMBLY" 라는 명칭으로 2020년 11월 17일에 출원된 미국 특허출원 제 16/950,802 호의 이익을 주장하고, 그 전체를 참조에 의해 명시적으로 포함한다.
본 발명은 로봇식 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 로봇식 장치를 사용하는 무고정구 조립 기술에 관한 것이다.
자동차, 트럭 또는 항공기와 같은 차량은 보디, 프레임, 내부 및 외부 표면 등을 형성하기 위해 함께 결합된 다수의 개별 구조적 컴포넌트들로 제조된다. 이러한 구조적 컴포넌트는 자동차, 트럭 및 항공기에 형태를 제공하고, 가속 및 제동과 같은 다양한 동작으로 인해 발생하거나 초래되는 많은 다른 유형의 힘에 적절하게 응답한다. 이 구조적 컴포넌트는 또한 지지를 제공한다. 다양한 크기 및 기하학적 구조의 구조적 컴포넌트는 예를 들어 패널, 압출물 및/또는 다른 구조물 사이에 인터페이스를 제공하기 위해 차량에 통합될 수 있다. 따라서, 구조적 컴포넌트는 차량의 필수적인 부분이다.
대부분의 구조적 컴포넌트는 다른 구조적 컴포넌트와 같은 다른 부품과 튼튼하며 잘 설계된 방식으로 결합되어야 한다. 현대적인 자동차 공장은 구조적 컴포넌트의 로봇식 조립에 크게 의존한다. 그러나, 자동차 컴포넌트의 로봇식 조립은 고정구의 사용을 필요로 한다. 자동차 공장에서, 로봇식으로 조립될 자동차의 각 부품은 그 부품에 특정한 독특한 고정구를 필요로 한다. 로봇식으로 조립되는 자동차의 다수의 개별 부품을 고려하면, 동일하게 다수의 고정구가 필요하다. 실제로, 현대적인 자동차 섀시는 수천 개의 조립 부품으로 구성될 수 있으며, 각 부품은 조립을 위해 특별히 설계된 고정구를 필요로 한다. 그러나, 고정구는 매우 비쌀 수 있다. 실제로, 자동차 부품용 단일 고정구가 $300,000 에서 $500,000 의 비용이 드는 것은 드문 일이 아니다. 자동차 공장에서 사용되는 고정구의 비용은 전체 공장의 비용의 큰 부분이다. 그 결과, 현대적인 자동차 공장의 건설에는 막대한 자본 투자가 필요하기 때문에, 초기 투자를 되찾고 이를 넘어 이윤을 남기는 위해서만 수십 만대의 차를 만들고 판매할 필요가 있다.
고정구는, 그의 막대한 비용에 더하여, 설계된 특정 부품에만 사용될 수 있다. 따라서, 부품이 어떤 점에서 변경되는 경우, 예컨대 차 모델의 설계가 업데이트된다면, 완전히 새로운 고정구가 설계되고 구성되어야 한다. 이는 차 모델의 변경이나 업데이트하는 과정에 상당한 비용과 시간을 더한다. 그 결과, 자동차 모델은 드물게, 예컨대 5년 또는 6년 이상마다 업데이트된다. 또한, 고정구의 비용 및 비유연성은 차 모델 및 SUV 모델에 대해 동일한 서브프레임을 사용하는 것과 같이, 상이한 자동차 모델들에 걸쳐 공통 구조물을 사용하는 것을 자동차 산업으로 하여금 지향하게 하였다. 그러나, 이러한 공통성은 구조물을 공유하도록 강제되는 각각의 차량의 설계를 심각하게 제한할 수 있다. 그 결과, 도로에 있는 차량들은 점점 더 똑같아 보이기 시작하고, 소비자들은 더 적은 수의 뚜렷한 선택권을 갖게 된다.
차의 로봇식 조립이 시작된 이래, 자동차 제조업자들은 의심의 여지 없이 고정구에 의존해왔다. 이러한 의문의 여지 없는 의존은 부분적으로, 현대적인 자동차 공장을 건설하는 데 필요한 막대한 자금을 투자할 수 있고 초기 투자를 회수하고 수익을 창출하기 시작하기 위해, 그 공장의 특정 차 모델 수십만 대를 5년 이상에 걸쳐 매년 만들어 판매할 수 있는 비교적 소수의 제조업자들에 의해 지배되는 자동차 산업을 만들었다. 이러한 의심의 여지 없는 의존은 또한 차가 매년 점점 더 비슷해 보이게 되어 소비자에게 더 적은 선택을 초래하였다.
종래의 자동차 제조와는 대조적으로, 본 개시는 차량 구조물 및 다른 다부품 구조물을 조립하기 위한 새로운 접근법의 일부로서 고정구에 대한 의존을 제거하는 것을 구상한다. 이러한 조립 작업은 2 개 이상의 구조물들 (예를 들어, 노드들과 같은 적층 가공된 구조물들), 부품들, 컴포넌트들 등을 결합하는 것을 포함할 수 있다. 다수의 구조물들을 결합함에 있어서, 차량의 적어도 일부가 조립될 수 있다. 예를 들어, 다수의 구조물들을 결합하는 것은 차량의 보디, 프레임, 섀시, 패널 등의 적어도 일부의 조립을 초래할 수 있다. 유리하게는, 본 개시는 고정구의 사용 없이 구조물들을 결합하도록 로봇 세트를 제어하는 것을 통해 이러한 조립 작업을 설명한다. 로봇 세트에 의해 결합된 구조물들은 적층 가공될 수 있다.
차량은 안전하고, 신뢰성 등이 있어야 하기 때문에, 차량의 생산과 관련된 다양한 조립 작업을 정확하게 수행하는 접근법이 유리할 수 있다. 다양한 조립 작업들에 대한 이러한 접근법은 차량의 적어도 일부 (예를 들어, 보디, 섀시, 프레임, 패널 등) 를 조립하는데 협력하도록 명령 세트를 통해 명령 받을 수 있는 적어도 하나의 로봇식 장치 (이하, 로봇) 에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 제어기 및/또는 다른 프로세싱 시스템이, 다양한 조립 작업들을 수행하기에 적합한 하나 이상의 위치들로 적어도 하나의 로봇을 지향시키는 적어도 하나의 로봇에 대한 명령들을 생성 및/또는 실행하기 위해 다양한 기술을 구현할 수 있다.
본 개시에서, 차량의 적어도 일부를 조립할 때 고정구의 사용 없이 적어도 2 개의 구조물들을 결합하도록 로봇 세트를 지향시키기 위한 기술들 및 접근법들이 설명된다. 이러한 기술들 및 접근법들은 본 명세서에 설명된 다양한 시스템들, 방법들, 장치들, 및/또는 컴퓨터 판독가능 매체를 통해 가능해질 수 있다.
예로서, 컴퓨팅 시스템이 제 1 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 위치로 지향시킬 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 제 1 로봇식 아암의 제 1 위치에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 구조물과 맞물리게 할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 시스템은 제 2 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 2 위치로 지향시켜서, 제 1 구조물이 제 1 구조물을 보유하는 고정구 없이 그리고 제 2 구조물을 보유하는 고정구 없이 제 2 구조물의 결합 근접 이내에 있게 되고, 제 1 구조물은 제 1 및 제 2 구조물이 결합 근접 이내에 있는 때 제 2 구조물과 결합되도록 구성되며, 결합 근접은 제 1 및 제 2 구조물이 함께 결합될 수 있는 근접이다.
고정구 없이 로봇 세트에 의해 적층 가공된 구조물들을 결합하는 것을 포함하는, 로봇 세트를 사용하여 차량의 적어도 일부 및 다른 다부품 구조물들의 무고정구 조립을 실현하기 위한 메커니즘들의 다른 양태들이, 이하의 상세한 설명으로부터 당업자에게 용이하게 명백해질 것이며, 이는 예시로서 몇몇 실시형태들에서 도시되고 설명된다는 것을 이해할 것이다. 당업자가 인식하는 바와 같이, 개시된 주제는 다른 상이한 실시형태들이 가능하며, 여러 상세는 다양한 다른 측면들에서 수정예가 가능하며, 그 전부는 본 개시로부터 벗어나지 않는다. 따라서, 도면 및 상세한 설명은 사실상 예시적인 것으로 간주되어야 하며, 제한적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
도 1a-1e 는 자동차 제조 분야에 공지된 바와 같은 고정구의 예를 도시한다.
도 2 는 DMD (Direct Metal Deposition) 3-D 프린터의 특정 양태들의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 3 은 3-D 프린터를 사용하는 3-D 인쇄 프로세스의 개념적인 흐름도를 도시한다.
도 4a-4d 는 상이한 작업 스테이지들 동안의 예시적인 PBF (powder bed fusion) 시스템들을 도시한다.
도 5 는 예시적인 조립 시스템의 사시도를 도시하며, 이 조립 시스템은 차량의 적어도 일부를 조립하도록 구성된 복수의 로봇을 포함한다.
도 6a-6v 는 예시적인 조립 시스템의 사시도를 도시하며, 이 조립 시스템은 차량의 적어도 일부의 조립을 위한 다양한 예시적인 작동들을 수행하도록 구성된 복수의 로봇을 포함한다.
도 7 은 무고정구 조립 시스템에서 구조물들의 결합과 관련된 다양한 예시적인 작동들을 위해 적어도 하나의 로봇을 제어하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8 은 차량의 적어도 일부의 조립을 위해 적어도 2 개의 구조물들을 결합하도록 적어도 하나의 로봇에게 지시하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9 는 적어도 하나의 로봇식 아암이 적어도 하나의 부분을 적어도 하나의 상이한 부분과 결합하도록 위치결정하게 하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 10 은 차량의 적어도 일부의 조립과 관련된 다양한 작동들을 위해 적어도 하나의 로봇에게 지시하기 위한 하나 이상의 지시 세트들을 실행하도록 구성된 예시적인 제어기 프로세싱 시스템의 블록도이다.
도 2 는 DMD (Direct Metal Deposition) 3-D 프린터의 특정 양태들의 예시적인 실시형태를 도시한다.
도 3 은 3-D 프린터를 사용하는 3-D 인쇄 프로세스의 개념적인 흐름도를 도시한다.
도 4a-4d 는 상이한 작업 스테이지들 동안의 예시적인 PBF (powder bed fusion) 시스템들을 도시한다.
도 5 는 예시적인 조립 시스템의 사시도를 도시하며, 이 조립 시스템은 차량의 적어도 일부를 조립하도록 구성된 복수의 로봇을 포함한다.
도 6a-6v 는 예시적인 조립 시스템의 사시도를 도시하며, 이 조립 시스템은 차량의 적어도 일부의 조립을 위한 다양한 예시적인 작동들을 수행하도록 구성된 복수의 로봇을 포함한다.
도 7 은 무고정구 조립 시스템에서 구조물들의 결합과 관련된 다양한 예시적인 작동들을 위해 적어도 하나의 로봇을 제어하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 8 은 차량의 적어도 일부의 조립을 위해 적어도 2 개의 구조물들을 결합하도록 적어도 하나의 로봇에게 지시하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9 는 적어도 하나의 로봇식 아암이 적어도 하나의 부분을 적어도 하나의 상이한 부분과 결합하도록 위치결정하게 하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 10 은 차량의 적어도 일부의 조립과 관련된 다양한 작동들을 위해 적어도 하나의 로봇에게 지시하기 위한 하나 이상의 지시 세트들을 실행하도록 구성된 예시적인 제어기 프로세싱 시스템의 블록도이다.
첨부 도면들과 관련하여 하기에 기재된 상세한 설명은 다양한 예시적인 실시형태들의 설명을 제공하려는 것이며, 본 개시가 실시될 수 있는 실시형태들만을 나타내려는 것이 아니다. 본 개시에 걸쳐 사용되는 용어 "모범적인, ""예시적인" 등은 "예, 사례 또는 실례로서 역할하는" 을 의미하며, 반드시 본 개시에서 제시된 다른 실시형태보다 우선하거나 유리하다고 해석되어서는 안 된다. 상세한 설명은 당업자에게 본 개시의 범위를 완전히 전달하는 철저하고 완전한 개시를 제공하기 위한 특정 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 개시는 이 특정 세부사항 없이 실시될 수도 있다. 일부 예에서, 본 개시에 걸쳐 제시된 다양한 개념을 모호하게 하는 것을 피하기 위해, 잘 알려진 구조 및 컴포넌트는 블록도 형태로 보여지거나, 완전히 생략될 수도 있다. 또한, 도면들은 일정 비율로 그려지지 않을 수 있고, 대신에 설명된 주제에 관련된 다양한 특징들을 가장 효과적으로 강조하려는 방식으로 그려질 수 있다. 또한, 단수로 설명되는 일부 요소들이 또한 하나 이상의 요소로서 구현될 수 있고, 복수로 설명되는 일부 요소들이 또한 단일 요소로서 구현될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, "프로세서", "메모리" 등의 설명은 설명된 태스크 (들) 를 수행하는 다수의 프로세서들, 메모리들 등을 갖는 구현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 마찬가지로, "다수의 프로세서들", "다수의 메모리들" 등의 설명은 단일 프로세서, 단일 메모리 등을 갖는 구현을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
고정구에 대한 자동차 업계의 의심의 여지 없는 의존은 해마다 계속 쉽게 받아들여지는 상당한 단점을 초래하였다. 고정구는 단일 부품에 어울리도록 특별히 설계되고, 따라서 자동차 섀시와 같은 복잡한 구조물을 로봇식으로 조립하는 것은 수천 개의 고정구를 필요로 할 수 있다. 또한, 섀시 디자인의 변경은 완전히 새로운 고정구 세트의 생성을 필요로 할 수 있다. 고정구가 매우 복잡하고 제조에 비용이 많이 들기 때문에, 임의의 새로운 디자인이나 현재 디자인의 변경은 엄청난 비용이 들 수 있다.
이와 관련하여, 도 1a 내지 도 1e 는 자동차 제조를 포함하는 제조에 통상적으로 사용되는 고정구의 다양한 예를 도시한다. 고정구는, 예를 들어 조립 라인 상에서와 같이, 사전-조립, 조립, 및/또는 사후-조립 작업 동안, 구조물 또는 구조물의 일부, 예컨대 차량 섀시의 일부를 보유 및/또는 위치시키도록 설계된다. 그렇게 함으로써, 고정구는 구조물이 로봇식 아암에 의해 맞물리고 유지될 수 있게 하는 메커니즘을 제공할 수 있다. 또한, 고정구는 고정구가 결합 작업 동안 이동 및/또는 편향되는 것을 방지하기 위한 강성을 제공할 수 있다. 또한, 고정구는, 수행될 결합 작업의 기준점으로서 역할할 수 있으며, 즉, 고정구에 의해 구조물이 특정 위치에 유지된다는 가정에 기초하여 구조물 상에서 결합 작업이 수행될 수 있다. 따라서, 고정구는 다음 중 하나를 행한다: 결합용 부분을 보유하고, 결합을 허용하는 부분을 위치결정하고, 부분들의 결합을 돕고, 결합용 부분을 고정시키는 (예컨대, 부분이 로봇에 의해 유지되는 때 구부러지거나, 그렇지 않으면 다양한 결합 작업에 필요한 강성이 결여된다면) 등.
본 개시는 고정구의 사용 없이 차량의 적어도 일부를 조립하기 위한 다양한 기술 및 접근법을 설명한다. 예를 들어, 본 개시는 예컨대 로봇식 아암의 엔드 이펙터를 사용하여 구조물과 직접 맞물리도록 구성된 하나 이상의 로봇을 설명한다. 고정구를 생략함으로써, 본 개시는 현재의 차량 조립 방법보다 비용, 공간, 복잡성 및/또는 정확성의 관점에서 더 경제적인 차량의 조립을 위한 다양한 기술 및 접근법을 제공할 수 있다.
도 1a 는 다양한 조립 작업 동안 차량의 특정 판금 패널 (102) (예를 들어, 도어 패널, 바닥 패널 등) 을 보유하도록 설계된 종래의 고정구 (100) 를 도시한다. 이 예에서, 고정구 (100) 는 결합 작업 동안 의도하지 않은 이동 및/또는 편향을 방지하기 위해 판금 패널 (102) 에 강도 및 강성을 제공한다. 고정구 (100) 는 판금 패널 (102) 의 상부 부분을 보유하는 다수의 상부 위치결정 브래킷 (105), 판금 패널의 하부 부분을 보유하는 다수의 하부 위치결정 브래킷 (107), 및 판금 패널의 측면 부분을 보유하는 다수의 측방향 위치결정 브래킷 (109) 을 포함한다. 고정구 (100) 는 또한 기계 부품 정합 표면 (111), 부품 정합 표면 베이스 플레이트 (113), 및 판금 패널 (102) 에 강성을 제공하는 부품 정합 표면 상부 플레이트 (115) 를 포함한다. 고정구 (100) 는 또한 판금 패널 (102) 을 안내하기 위한 위치결정 핀 (117), 및 판금 패널을 고정구 상의 위치에 고정하기 위한 토글 클램프 (119) 를 포함한다. 고정구 (100) 는 또한 고정구의 다른 컴포넌트들 모두를 지지하기 위한 공구 지지 구조물 (121) 을 포함한다. 고정구 (100) 가 크고 무거운 구조물이기 때문에, 고정구는 또한 고정구가 이동 및 위치결정될 수 있게 하는 호이스트 링 (123) 을 포함한다.
패널 (102) 이 로봇식 아암에 의해 직접 맞물리고 보유될 수 없기 때문에, 고정구 (100) 는 특정 방식으로 맞물리도록 그리고 로봇식 아암에 의해 보유되도록 설계된다. 패널 (102) 상에서 수행되는 결합 작업은 패널 (102) 의 위치가 가정 및/또는 추정될 수 있도록 기준점 또는 기준 프레임을 제공하기 위해 고정구 (100) 를 필요로 한다. 이러한 가정 및/또는 추정들은, 예컨대 패널 (102) 이 의도하지 않은 방식으로 이동하고/하거나 의도하지 않게 편향되는 때, 에러에 취약하다. 이러한 에러는 조립 프로세스에 걸쳐 누적될 수 있다. 따라서, 정밀도를 달성하기 어려울 수 있기 때문에, 특히 다수의 다른 부품들이 패널 (102) 과 결합되어야 하는 때, 비교적 큰 설계 공차가 필요할 수 있다.
도 1b 는 결합 작업 동안 차의 특정 구조물을 보유하는 데 사용되는 다른 종래의 고정구 (130) 를 도시한다. 도시된 예에서, 고정구 (130) 는 그의 구조물과 맞물리지 않고, 고정구의 전형적인 복잡성을 도시한다. 고정구 (130) 는 위치결정 핀 (131), 상부 베이스 플레이트 (133), 하부 베이스 플레이트 (135), 및 공구 베이스 구조물 (137) 을 포함한다. 고정구 (130) 는 또한 고정구의 컴포넌트들 모두를 지지하기 위해 박스 지지 구조물 (139) 및 크로스빔 브레이싱 구조물 (141) 을 포함한다. 고정구 (130) 는 또한 차 구조물을 고정구에 장착하기 위한 장착 클램프 (143) 를 포함한다.
도 1c 는 다른 종래의 고정구 (150) 의 측면 사시도를 도시한다. 고정구 (150) 는 고정구가 유지하는 구조물의 고정된 그리고 견고한 위치결정을 제공하기 위해 바닥에 고정된다. 구체적으로, 고정구 (150) 는 그의 특정 구조물이 위치결정 핀 (153) 및 장착 클램프 (155) 에 의해 연결되는 장착 영역 (151) 을 가지며, 이로써 하나 이상의 로봇식 인터페이스에 의한 결합 작업을 위해 장착 영역 (151) 에 구조물을 고정한다. 고정구 (150) 는 또한 고정구의 다른 컴포넌트들 모두를 지지하기 위해 베이스 플레이트 (157), 지지 구조물 (159), 및 공구 베이스 구조물 (161) 을 포함한다.
도 1d-1e 는 종래의 고정구 (170) 의 또 다른 예를 도시한다. 도 1d 는 고정구 (170) 의 상부 사시도를 도시하고, 도 1e 는 고정구의 측면 사시도를 도시한다.
종래의 고정구 (170) 는 패널 (172) (예컨대, 도어 패널, 바닥 패널 등) 과 맞물리고 보유하도록 구성된다. 예를 들어, 고정구는 다양한 조립 작업 동안 패널의 의도하지 않은 이동 및/또는 편향을 방지하기 위해 패널 (172) 을 고정구에 고정하기 위한 다수의 고정구 블록 (173) 을 포함한다. 고정구 (170) 는 또한 장착 작업 중에 패널 (172) 을 위치결정하기 위해 위치결정 아암 (175), 위치결정 핀 (177), 위치결정 브래킷 (179), 및 제조 부품 정합 지그 (181) 를 포함한다. 고정구 (170) 는 또한 베이스 플레이트 (183) 를 포함한다.
적층 가공 (Additive Manufacturing) (3-D 인쇄). 적층 가공 (AM) 은 유리하게는 비-디자인 특정 제조 기술이다. AM 은 부품 내에 복잡한 구조를 만들 수 있는 능력을 제공한다. 예를 들어, AM 을 사용하여 노드가 생성될 수 있다. 노드는 튜브, 압출물, 패널, 다른 노드 등과 같은 다른 스패닝 컴포넌트에 연결하기 위해 사용되는 하나 이상의 인터페이스를 포함할 수 있는 구조물이다. AM 을 사용하여, 노드는 목적에 따라 추가적인 특징 및 기능을 포함하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 복잡한 제품의 제조에서 전통적으로 행해지는 것처럼 복수의 부품을 함께 용접하는 대신에 접착제를 주입함으로써 노트가 두 부품을 고정할 수 있게 하는 하나 이상의 포트가 노드에 인쇄될 수 있다. 대안적으로, 일부 컴포넌트들은 브레이징 슬러리, 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 다른 연결 특징부를 사용하여 노드에 연결될 수 있으며, 이들 중 임의의 것이 접착제 대신에 상호교환적으로 사용될 수 있다. 따라서, 용접 기술이 특정 실시형태에 대해 적합할 수 있지만, 적층 가공은 대안적인 또는 추가적인 연결 기술의 사용을 가능하게 하는 데 상당한 유연성을 제공한다.
다양한 유형의 재료로 구성된 3-D 프린트 컴포넌트에 다양한 다른 AM 기술이 사용되어 왔다. 많은 이용 가능한 기술이 존재하고, 더 많은 기술이 개발되고 있다. 예를 들어, DED (Directed Energy Deposition) AM 시스템은 금속을 용융시키기 위해 레이저 또는 전자 빔으로부터 유래하는 지향성 에너지를 사용한다. 이 시스템은 분말 및 와이어 공급 둘 다를 이용한다. 와이어 공급 시스템은 유리하게는 다른 현저한 AM 기술보다 더 높은 디포지션 속도를 갖는다. SPJ (Single Pass Jetting) 는 2 개의 분말 스프레더와 단일 프린트 유닛을 결합하여 금속 분말을 스프레딩하고, 헛된 모션 거의 없이 또는 전혀 없이 단일 패스로 구조물을 인쇄한다. 다른 예시로서, 전자 빔 적층 가공 프로세스는 전자 빔을 사용하여 와이어 공급원료를 통해 금속을 융합시키거나 진공 챔버 내의 분말 베드 상에서 소결한다. 플라스틱 바인더에서 금속 분말을 사용하여 컴포넌트가 층별로 인쇄되는 ADAM (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) 이 또 다른 최근 개발된 기술이다. 인쇄 후에, 플라스틱 바인더가 제거되고, 전체 부품 (예를 들어, 구조물) 이 원하는 금속으로 한번에 소결된다.
언급된 바와 같이, 몇몇 이러한 AM 기술들 중 하나가 DMD 이다. 도 2 는 DMD (Direct Metal Deposition) 3-D 프린터 (200) 의 특정 양태의 예시적인 실시형태를 도시한다. DMD 프린터 (200) 는, 기판에 의해 지지될 수 있는 워크피스 (213) 를 향해 지향되는 레이저 빔 (207) 내로 분말 스트림들 (205a 및 205b) 을 추진하기 위해 미리 규정된 방향 (219) 으로 이동하는 공급 노즐 (203) 을 사용한다. 공급 노즐 (203) 은 또한 산소, 수증기, 또는 다른 컴포넌트로부터 용접 영역을 보호하기 위해 실드 가스 (217) 를 스트리밍하기 위한 메커니즘들을 포함할 수 있다.
그 후, 분말 금속은 멜트 풀 영역 (211) 에서 레이저 (207) 에 의해 용합되고, 이는 그 후 디포짓팅된 재료 (209) 의 영역으로서 워크피스 (213) 에 접합될 수 있다. 희석 영역 (215) 은 디포짓팅된 분말이 워크피스 (213) 의 국부 재료와 통합되는 워크피스 (213) 의 영역을 포함할 수 있다. 공급 노즐 (203) 은 CNC (computer numerical controlled) 로봇 또는 갠트리, 또는 다른 컴퓨터-제어 메커니즘에 의해 지지될 수 있다. 공급 노즐 (203) 은, 디포짓팅된 재료 (209) 의 초기 층이 워크피스 (213) 의 원하는 영역에 걸쳐 형성될 때까지, 기판의 미리 결정된 방향을 따라 수회 컴퓨터 제어 하에서 이동될 수 있다. 이어서, 공급 노즐 (203) 은 원하는 구조물이 형성될 때까지 연속적인 층들을 디포짓팅하기 위해 이전 층 바로 위의 영역을 스캔할 수 있다. 일반적으로, 공급 노즐 (203) 은 3 개의 축 모두에 대해 이동하도록 구성될 수 있고, 일부 경우에는 미리 결정된 양만큼 자신의 축 상에서 회전하도록 구성될 수 있다.
도 3 은 3-D 인쇄의 예시적인 프로세스를 도시하는 흐름도 (300) 이다. 인쇄될 희망 3-D 객체의 데이터 모델이 제공된다 (303). 데이터 모델은 3-D 객체의 가상 설계이다. 따라서, 데이터 모델은 3-D 객체의 기하학적 및 구조적 특징뿐만 아니라 그 재료 조성을 반영할 수 있다. 데이터 모델은 CAE 기반 최적화, 3-D 모델링, 사진측량 소프트웨어, 및 카메라 이미징을 포함하는 다양한 방법을 사용하여 생성될 수 있다. CAE 기반 최적화는 예컨대 클라우드 기반 최적화, 피로 분석, 선형 또는 비선형 FEA (finite element analysis), 및 내구성 분석을 포함할 수 있다.
3-D 모델링 소프트웨어는, 차례로, 다수의 상업적으로 이용가능한 3-D 모델링 소프트웨어 애플리케이션들 중 하나를 포함할 수 있다. 데이터 모델은 예를 들어 STL 포맷으로, 적절한 CAD (computer-aided design) 패키지를 사용하여 제공될 수 있다. STL 은 상업적으로 이용가능한 스테레오리소그래피 기반 CAD 소프트웨어와 연관된 파일 포맷의 일 예이다. 3-D 객체의 데이터 모델을 STL 파일로서 생성하는 데 CAD 프로그램이 사용될 수 있다. 이에 따라, STL 파일은 파일 중 에러를 식별하고 해결하는 프로세스를 거칠 수 있다.
에러 해결에 이어, 데이터 모델은 슬라이서로서 알려진 소프트웨어 애플리케이션에 의해 '슬라이싱' (305) 될 수 있고, 이에 의해 객체를 3-D 인쇄하기 위한 명령들의 세트를 생성할 수 있고, 명령들은 이용될 특정 3-D 인쇄 기술과 양립 가능하고 연관된다. 수많은 슬라이서 프로그램이 상업적으로 이용가능하다. 일반적으로, 슬라이서 프로그램은 데이터 모델의 실제 3-D 인쇄된 표현을 생성하기 위해, 이러한 연속적인 개별 층들을 3-D 인쇄하기 위한 프린터-특정 명령들을 포함하는 파일과 함께, 인쇄될 객체의 얇은 슬라이스들 (예를 들어, 100 미크론 두께) 을 나타내는 일련의 개별 층들로 데이터 모델을 변환한다.
3-D 프린터 및 관련 프린트 명령과 연관된 층들은 평면이거나 두께가 동일할 필요는 없다. 예를 들어, 일부 실시형태들에서, 3-D 인쇄 장비의 기술적 정교함 및 특정 제조 목표 등과 같은 요인들에 의존하여, 3-D 인쇄된 구조물 내의 층들은 비평면일 수 있고/있거나 이들의 개별 두께들에 관하여 하나 이상의 경우들에서 달라질 수 있다.
데이터 모델을 층들로 슬라이싱하는 데 사용되는 일반적인 유형의 파일은 G-코드 파일이며, 이는 객체를 3-D 인쇄하기 위한 명령을 포함하는 수치 제어 프로그래밍 언어이다. G-코드 파일, 또는 명령들을 구성하는 다른 파일은 3-D 프린터에 업로드된다 (307). 이러한 명령들을 포함하는 파일은 전형적으로 특정 3-D 인쇄 프로세스로 작동 가능하도록 구성되기 때문에, 사용되는 3-D 인쇄 기술에 따라 많은 포맷들의 명령 파일이 가능하다는 것이 이해될 것이다.
어떤 객체가 어떻게 인쇄될 것인지를 지시하는 인쇄 명령들에 더하여, 객체를 인쇄하는데 있어서 3-D 프린터에 의한 사용에 필요한 적절한 물리적 재료들이 몇몇 종래의 그리고 종종 프린터-특정 방법들 중 임의의 방법을 사용하여 3-D 프린터에 제공된다 (309). DMD 기술에서, 예를 들어, 하나 이상의 금속 분말이 이러한 금속 또는 금속 합금으로의 적층 구조를 위해 제공될 수 있다. SLM (selective laser melting), SLS (selective laser sintering), 및 다른 PBF-기반 AM 방법 (하기 참조) 에서, 재료는 분말로서, 분말을 빌드 플랫폼에 공급하는 챔버에 제공될 수 있다. 3-D 프린터에 따라, 인쇄 재료를 제공하기 위한 다른 기술이 사용될 수 있다.
그 후, 3-D 객체의 개별 데이터 슬라이스들은 재료(들)를 사용하여 제공된 명령들에 기초하여 인쇄된다 (311). 레이저 소결을 사용하는 3-D 프린터에서, 레이저는 분말 베드를 스캔하고, 구조가 요구되는 곳에서 분말을 함께 용융시키고, 슬라이싱된 데이터가 아무것도 인쇄되지 않음을 나타내는 스캐닝 영역을 회피한다. 이 프로세스는 원하는 구조가 형성될 때까지 수천 번 반복될 수 있고, 그 후에 인쇄된 부분 (예컨대, 구조) 이 프린터로부터 제거된다. 융합 디포지션 모델링에서, 전술한 바와 같이, 부품들은 모델 및 지지 재료들의 연속적인 층들을 기판에 적용함으로써 인쇄된다. 일반적으로, 임의의 적절한 3-D 인쇄 기술이 본 개시의 목적을 위해 사용될 수 있다.
다른 AM 기술이 PBF (powder-bed fusion) 이다. DMD 처럼, PBF 는 '빌드 피스들' 을 층 단위로 (layer-by-layer) 생성한다. 각 층 또는 '슬라이스' 는 분말 층을 디포짓팅하고 분말의 일부를 에너지 빔에 노출시킴으로써 형성된다. 에너지 빔은 층에서 빌드 피스의 단면과 일치하는 분말 층의 영역을 용융시키도록 적용된다. 용융된 분말은 냉각되고 융합되어 빌드 피스의 슬라이스를 형성한다. 프로세스를 반복하여 빌드 피스의 다음 슬라이스를 형성할 수 있다. 각 층은 이전 층 위에 디포짓팅된다. 최종 구조는 처음부터 슬라이스별로 조립된 빌드 피스이다.
도 4a 내지 4d 는 상이한 작업 스테이지들 동안 예시적인 PBF 시스템 (400) 의 각각의 측면도를 도시한다. 위에서 언급한 바와 같이, 도 4a 내지 4d 에 도시된 특정 실시형태는 본 개시에서 사용 가능한 PBF 시스템의 많은 적합한 예들 중 하나이다. 또한, 도 4a 내지 4d 의 요소들 및 본 개시의 다른 도면들이 반드시 일정한 비율로 도시된 것이 아니고, 본 명세서에서 설명된 개념의 더 나은 예시를 위해 더 크거나 작게 그려질 수 있음에 유의해야 한다. PBF 시스템 (400) 은 금속 분말의 각각의 층을 성막할 수 있는 디포짓터 (401), 에너지 빔을 생성할 수 있는 에너지 빔 소스 (403), 분말을 융합시키기 위해 에너지 빔을 인가할 수 있는 디플렉터 (405), 및 빌드 피스 (409) 와 같은 하나 이상의 빌드 피스들을 지지할 수 있는 빌드 플레이트 (407) 를 포함할 수 있다. PBF 시스템 (400) 은 또한 분말 베드 리셉터클 (powder bed receptacle) 내에 배치된 빌드 플로어 (411) 를 포함할 수 있다. 분말 베드 리셉터클의 벽 (412) 은 일반적으로 분말 베드 리셉터클의 경계를 규정하고, 이는 사이드로부터 벽들 (412) 사이에 끼워지고 아래에서 빌드 플로어 (411) 의 일부와 맞닿는다. 빌드 플로어 (411) 는 빌드 플레이트 (407) 를 점진적으로 낮추어서 디포짓터 (401) 가 다음 층을 디포짓팅할 수 있게 된다. 전체 메커니즘은 다른 컴포넌트들을 둘러쌀 수 있는 챔버 (413) 에 거주하여, 장비를 보호함으로써 대기 및 온도 조절을 가능하게 하고 오염 위험을 완화할 수 있다. 디포짓터 (401) 는 금속 분말과 같은 분말 (417) 을 포함하는 호퍼 (415), 및 디포짓팅된 분말의 각 층의 상부를 평평하게 할 수 있는 레벨러 (419) 를 포함할 수 있다.
구체적으로 도 4a 를 참조하면, 이 도면은 빌드 피스 (409) 의 슬라이스가 융합된 후, 그러나 다음 분말 층이 디포짓팅되기 전의 PBF 시스템 (400) 을 보여준다. 실제로, 도 4a 는, 예를 들어 150 개의 슬라이스들로 형성된 빌드 피스 (409) 의 현재 상태를 형성하기 위해, PBF 시스템 (400) 이 다수의 층들, 예컨대 150 개의 층들로 슬라이스들을 이미 디포짓팅 및 융합한 시간을 도시한다. 이미 디포짓팅된 다수의 층들은, 디포짓팅되었지만 융합되지 않은 분말을 포함하는 분말 베드 (421) 를 생성하였다.
도 4b 는 빌드 플로어 (411) 가 분말 층 두께 (423) 만큼 낮아질 수 있는 스테이지에서의 PBF 시스템 (400) 을 보여준다. 빌드 플로어 (411) 의 하강은 빌드 피스 (409) 및 분말 베드 (421) 가 분말 층 두께 (423) 만큼 떨어지게 하여, 분말 베드 및 빌드 피스 (409) 의 상부는 분말 층 두께와 동일한 양만큼 분말 베드 리셉터클 벽 (412) 의 상부보다 낮다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 분말 베드 (421) 및 빌드 피스 (409) 의 상부 위에 분말 층 두께 (423) 와 동일한 일정 두께를 갖는 공간이 생성될 수 있다.
도 4c 는 디포짓터 (401) 가 분말 베드 (421) 및 빌드 피스 (409) 의 상부 표면 위에 생성되고 분말 베드 리셉터클 벽 (412) 에 의해 둘러싸인 공간에 분말 (417) 을 디포짓팅하도록 배치되는 스테이지에서의 PBF 시스템 (400) 을 보여준다. 이 예에서, 디포짓터 (401) 는 호퍼 (415) 로부터 분말 (417) 을 방출하면서 규정된 공간에 걸쳐 점진적으로 이동한다. 레벨러 (419) 는 분말 층 두께 (423) 와 실질적으로 동일한 두께를 갖는 분말 층 (425) 을 형성하기 위해 방출된 분말을 평평하게 할 수 있다 (도 4b 참조). 따라서, PBF 시스템에서의 분말은, 예를 들어, 빌드 플레이트 (407), 빌드 플로어 (411), 필드 피스 (409), 벽 (412) 등을 포함할 수 있는, 분말 지지 구조에 의해 지지될 수 있다. 분말 층 (425) 의 도시된 두께 (즉, 분말 층 두께 (423) (도 4b)) 가 도 4a 를 참조하여 위에서 논의된 150 개의 이전에 디포짓팅된 층들을 수반하는 예에 사용된 실제 두께보다 더 크다는 것에 유의해야 한다.
도 4d 는, 분말 층 (425) 의 디포지션 (도 4c) 에 뒤이어, 에너지 빔 소스 (403) 가 에너지 빔 (427) 을 생성하고 디플렉터 (405) 가 에너지 빔을 인가하여 빌드 피스 (409) 에서 다음 슬라이스를 융합시키는 스테이지에서의 PBF 시스템 (400) 을 보여준다. 다양한 예시적인 실시형태에서, 에너지 빔 소스 (403) 는 전자 빔 소스일 수 있으며, 이 경우 에너지 빔 (427) 은 전자 빔을 구성한다. 디플렉터 (405) 는 전자 빔을 선택적으로 편향시켜 전자 빔이 융합되도록 지정된 영역을 가로질러 주사하게 하는 전기장 또는 자기장을 생성할 수 있는 편향 플레이트들을 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 에너지 빔 소스 (403) 는 레이저일 수 있으며, 이 경우 에너지 빔 (427) 은 레이저 빔이다. 디플렉터 (405) 는 융합될 선택된 영역을 주사하도록 레이저 빔을 조작하기 위해 반사 및/또는 굴절을 사용하는 광학 시스템을 포함할 수 있다.
다양한 실시형태에서, 디플렉터 (405) 는 에너지 빔 소스를 회전 및/또는 이동시켜 에너지 빔을 위치시킬 수 있는 하나 이상의 짐벌 및 액추에이터를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 에너지 빔 소스 (403) 및/또는 디플렉터 (405) 는 에너지 빔을 조절할 수 있으며, 예를 들어 에너지 빔이 분말 층의 적절한 영역에만 적용되도록 디플렉터가 조사함에 따라 에너지 빔을 켜고 끄는 것이 가능하다. 예를 들어, 다양한 실시형태에서, 에너지 빔은 디지털 신호 프로세서 (DSP) 에 의해 변조될 수 있다.
이제 도 5 내지 10 을 참조하여, 고정구의 사용 없이 적어도 2 개의 구조물을 결합함으로써 차량의 적어도 일부를 조립하도록 로봇을 제어하기 위한 다양한 실시형태들이 제공된다. 적어도 2 개의 구조물들 중 적어도 하나는 예컨대 도 2, 3 및 4a 내지 4d 에 관하여 전술한 바와 같이 적층 가공될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 적어도 2 개의 구조물들 중 적어도 하나는, 이전에 결합된 2 개의 구조물들을 포함할 수 있는, 피스, 부품, 노드, 컴포넌트, 및/또는 다른 적층 가공된 구조물일 수 있다. 예를 들어, 구조물 또는 부품은 차량 섀시, 패널, 베이스 피스, 보디, 프레임 및/또는 다른 차량 컴포넌트와 같은 차량과 연관된 적어도 일부 또는 섹션일 수 있다.
다양한 실시형태들에 따르면, 차량의 조립과 연관하여 결합될 이러한 구조물들은, 하나 이상의 무고정구 조립 작업들 동안 구조물의 의도하지 않은 이동 및/또는 구조물의 편향을 방지하거나 감소시키기 위한 하나 이상의 특징부와 같이, 고정구의 사용 없이 다양한 조립 작업 (예를 들어, 결합) 을 용이하게 하거나 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 특징부를 가지면서 적층 가공될 수 있다. 예를 들어, 차량의 무고정구 조립과 연관하여 결합될 하나 이상의 구조물은 다양한 무고정구 조립 작업 동안 안정성, 강도 및/또는 강성을 제공하도록 설계된 하나 이상의 특징부를 가지면서 적층 가공될 수 있다. 이러한 특징부의 예는 (예를 들어, 구조물이 적층 가공되는 때) 구조물과 함께 인쇄될 수 있는 그리고 구조물의 내부 및/또는 외부에 있을 수 있는 메시, 허니콤, 및/또는 격자 서브구조물을 포함할 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 실시형태들에 따르면, 조립 시스템은 2 개의 로봇들을 포함할 수 있고, 이들 중 적어도 하나는 고정구의 사용 없이 하나의 구조물을 다른 구조물과 결합시키도록 위치결정될 수 있다. 다양한 조립 작업이 잠재적으로 반복적으로 수행될 수 있어서, 다수의 구조물이 차량의 적어도 일부 (예를 들어, 차량 섀시, 보디, 패널 등) 의 무고정구 조립을 위해 결합될 수 있다.
제 1 로봇은 차량의 적어도 일부의 무고정구 조립과 관련하여 수행되는 다양한 작업 동안 하나 이상의 다른 구조물이 결합될 수 있는 제 1 구조물과 맞물리고 보유하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 구조물은 차량 섀시, 패널, 베이스 피스, 보디, 프레임 등의 섹션일 수 있는 반면, 다른 구조물은 차량 섀시, 패널, 베이스 피스, 보디, 프레임 등의 다른 섹션일 수 있다.
예시적으로, 제 1 로봇은 제 2 구조물과 결합될 제 1 구조물과 결합하여 유지할 수 있고, 제 2 구조물은 제 2 로봇에 의해 결합되어 유지될 수 있다. 제 1 구조물로 수행되는 다양한 작업 (예를 들어, 제 1 구조물을 2 개 이상의 이전에 결합된 구조물들을 포함할 수 있는 하나 이상의 다른 구조물과 결합시키는 것) 은 복수의 로봇을 포함하는 어셈블리 셀 내에서 적어도 부분적으로 수행될 수 있다. 따라서, 로봇들 중 적어도 하나는 무고정구 작업에 알맞은 정밀도에 따라 기능하기 위해 제 1 구조물로의 무고정구 작업 동안 지시 (예를 들어, 제어) 될 수 있다.
본 개시는 (사전-조립 및/또는 사후-조립 작업을 포함하는) 조립 작업을 위해 조립 시스템 내에 적어도 부분적으로 하나 이상의 로봇을 지향시키는 다양한 상이한 실시형태를 제공한다. 본 명세서에 설명된 다양한 실시형태들이 함께 실시될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 본 개시의 일 예시와 관련하여 설명된 일 실시형태가 본 개시의 다른 예시와 관련하여 설명된 다른 실시형태로 구현될 수 있다.
먼저 도 5 를 참조하면, 이 도면은 무고정구 조립 시스템 (500) 의 사시도를 도시한다. 무고정구 조립 시스템 (500) 은 노드-기반 차량의 로봇식 조립과 같은 차량의 무고정구 조립과 관련된 다양한 작업에서 이용될 수 있다. 무고정구 조립 시스템 (500) 은 어떠한 고정구도 없는 차량의 조립의 적어도 일부와 연관된 하나 이상의 요소들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 무고정구 조립 시스템 (500) 의 하나 이상의 요소는 노드-기반 차량의 로봇식 조립 동안 임의의 고정구의 사용 없이 제 1 구조물이 하나 이상의 다른 구조물과 결합되는 하나 이상의 작업을 위해 구성될 수 있다.
어셈블리 셀 (505) 이 무고정구 조립 시스템 (500) 의 위치에 구성될 수 있다. 어셈블리 셀 (505) 은 수직 어셈블리 셀일 수 있다. 어셈블리 셀 (505) 내에, 무고정구 조립 시스템 (500) 은 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 세트를 포함할 수 있다. 로봇 (507) 은 "키스톤 로봇" 으로 지칭될 수 있다. 무고정구 조립 시스템 (500) 은 로봇들이 액세스하는 부품들 및 구조물들을 유지할 수 있는 부품 테이블들 (520, 521, 522) 을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제 1 구조물 (523), 제 2 구조물 (525) 및 제 3 구조물 (527) 은 로봇들에 의해 픽업되어 함께 조립될 부품 테이블들 (521, 522) 중 하나에 위치결정될 수 있다. 다양한 실시형태에서, 각각의 구조물의 중량은 적어도 10g, 100g, 500g, 1kg, 5kg, 10kg 또는 그 이상일 수 있다. 다양한 실시형태에서, 각각의 구조물은 적어도 10 ml, 100 ml, 500 ml, 1000 ml, 5000 ml, 10,000 ml 또는 그 이상의 부피를 가질 수 있다. 다양한 실시형태에서, 구조물들 중 하나 이상은 복합 노드와 같은 적층 가공된 구조물일 수 있다.
무고정구 조립 시스템 (500) 은 또한, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 어셈블리 셀 (505) 의 로봇의 다양한 제어기에 명령을 발행하기 위한 컴퓨팅 시스템 (529) 을 포함할 수 있다. 이 예에서, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 무선 통신을 통해 로봇들에 통신가능하게 연결된다. 무고정구 조립 시스템 (500) 은 또한, 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 로봇들의 로봇식 아암들 및/또는 로봇들에 의해 유지되는 구조물들의 위치들을 정확하게 측정할 수 있는 계측 시스템 (531) 을 포함할 수 있다.
종래의 로봇식 조립 공장과 대조적으로, 구조물들은 무고정구 조립 시스템 (500) 에서 고정구 없이 조립될 수 있다. 예를 들어, 구조물들은 전술한 고정구와 같은 임의의 고정구 내에 연결될 필요는 없다. 대신에, 어셈블리 셀 (505) 내의 로봇들 중 적어도 하나가 본 개시에서 설명된 바와 같이 고정구들로부터 예상되는 기능성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 로봇은 어셈블리 셀 (505) 내에 조립될 구조물들과 직접 접촉하도록 (예를 들어, 로봇식 아암의 엔드 이펙터를 사용하여) 구성될 수 있어서, 이 구조물들이 임의의 고정구 없이 맞물리고 보유될 수 있다. 또한, 로봇들 중 적어도 하나는 포지셔너 및/또는 고정구 테이블로부터 예상되는 기능성을 제공할 수 있다. 예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 은 무고정구 조립 시스템 (500) 내의 포지셔너 및/또는 고정구 테이블을 대체할 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 베이스 및 로봇식 아암을 포함할 수 있다 (예를 들어, 후술하는 도 6b 및 6c 참조). 로봇식 아암은 이동을 위해 구성될 수 있고, 이는 키스톤 로봇 (507) 과 통신가능하게 연결된 프로세서에 로딩된 컴퓨터 실행가능 명령에 의해 지시될 수 있다. 키스톤 로봇 (507) 은 베이스를 통해 어셈블리 셀 (505) 의 표면 (예를 들어, 어셈블리 셀의 바닥) 과 접촉할 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 구조물, 예를 들어 차량의 일부분과 맞물리고 유지하도록 구성된 엔드 이펙터를 포함하고/하거나 그와 연결될 수 있다. 엔드 이펙터는 적어도 하나의 구조물과 인터페이스로 접속하도록 구성된 컴포넌트일 수 있다. 엔드 이펙터의 예는 조오, 그리퍼, 핀, 또는 로봇에 의한 구조물의 무고정구 맞물림 및 보유를 용이하게 할 수 있는 다른 유사한 컴포넌트를 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 구조물은 차량 섀시, 보디, 프레임, 패널, 베이스 피스 등의 섹션일 수 있다. 예를 들어, 구조물은 바닥 패널을 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 키스톤 로봇 (507) 은 엔드 이펙터를 통한 구조물과의 연결을 보유할 수 있는 한편 (예를 들어, 도 6c 에 도시되고 이하에서 더 상세히 설명되는 제 2 구조물 (525) 및 엔드 이펙터 (543)), 다른 구조물들의 세트는 구조물에 (직접적으로 또는 간접적으로) 연결된다. 키스톤 로봇 (507) 은 임의의 고정구 없이 구조물과 맞물리고 유지하도록 구성될 수 있고, 예를 들어, 전술할 고정구들 중 어느 것도 무고정구 조립 시스템 (500) 에 존재하지 않을 수 있다. 일부 실시형태들에서, 로봇들 중 적어도 하나에 의해 보유될 구조물 (예를 들어, 제 1 구조물) 은 임의의 고정구의 사용 없이 로봇들 중 적어도 하나에 의한 이러한 구조물의 맞물림 및 보유를 용이하게 하는 하나 이상의 특징부들과 함께 적층 가공되거나 공동 인쇄될 수 있다.
예를 들어, 구조물은 메시, 허니콤, 및/또는 격자 배열체와 같은, 구조물의 강도를 증가시키는 하나 이상의 특징부들과 함께 공동-인쇄되거나 적층 가공될 수 있다. 이러한 특징부들은 조립 프로세스 동안 구조물의 의도하지 않은 이동을 방지하기 위해 구조물을 강성화할 수 있다. 다른 예에서, 구조물은 엔드 이펙터에 의해 맞물림 (예를 들어, "파지") 되기에 적합한 돌출부(들) 및/또는 리세스(들)와 같은, 엔드 이펙터에 의한 구조물의 맞물림 및 보유를 용이하게 하는 하나 이상의 특징부와 함께 공동 인쇄되거나 적층 가공될 수 있다. 구조물의 상기한 특징부들은 구조물과 함께 공동 인쇄될 수 있고, 따라서 구조물과 동일한 재료(들)로 이루어질 수 있다.
구조물 보유 중에, 키스톤 로봇 (507) 은 구조물을 위치결정 (예를 들어, 이동) 할 수 있고; 즉, 구조물의 위치는 키스톤 로봇에 의해 보유되는 때 키스톤 로봇 (507) 에 의해 제어될 수 있다. 키스톤 로봇 (507) 은, 예컨대 키스톤 로봇의 로봇식 아암의 엔드 이펙터를 사용하여, 구조물을 "유지" 또는 "파지"함으로써 구조물을 보유할 수 있다. 예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 은 그리퍼 핑거, 조오 등이 구조물의 하나 이상의 표면에 접촉하고 그에 충분한 압력을 가하게 하여 구조물을 보유할 수 있고, 따라서 키스톤 로봇이 구조물의 위치를 제어한다. 즉, 구조물은 키스톤 로봇 (507) 에 의해 보유되는 때 공간에서 자유롭게 이동하는 것이 방지될 수 있고, 구조물의 이동은 키스톤 로봇에 의해 제한될 수 있다. 전술한 바와 같이, 구조물은 키스톤 로봇 (507) 에 의한 구조물의 무고정구 맞물림 및 보유를 용이하게 하는 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다.
다른 구조물 (서브어셈블리, 구조물의 서브구조물 등을 포함함) 이 구조물에 연결됨에 따라, 키스톤 로봇 (507) 은 엔드 이펙터를 통해 구조물과의 맞물림을 보유할 수 있다. 구조물 및 이에 연결된 하나 이상의 구조물의 집합체는 구조물 자체로 지칭될 수도 있지만, 또한 "어셈블리" 또는 "서브어셈블리" 로 지칭될 수도 있다. 키스톤 로봇 (507) 은 일단 키스톤 로봇이 구조물과 맞물리고 나면 어셈블리와의 맞물림을 보유할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 어셈블리 셀 (505) 의 로봇들 (509, 511) 은 키스톤 로봇 (507) 과 유사할 수 있고, 따라서 키스톤 로봇에 의해 보유된 구조물과 연결될 수 있는 구조물들과 맞물리도록 구성된 개별 엔드 이펙터들을 포함할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 로봇 (509, 511) 은 "조립 로봇" 및/또는 "재료 취급 로봇" 으로 지칭될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 어셈블리 셀 (505) 의 로봇 (513) 은 구조물들 사이의 구조적 연결에 영향을 주기 위해 사용될 수 있다. 도 6a 내지 6v 의 예시적인 예에서, 로봇 (513) 은 "구조적 접착 로봇" 으로 지칭될 수 있다. 구조적 접착 로봇 (513) 은, 구조적인 접착 로봇이 키스톤 로봇에 의해 무고정구 보유되는 구조물들 및 구조물들이 다른 구조물들과의 결합을 위해 다른 구조물들에 대해 결합 근접에 위치결정되기 전 또는 후에 조립 로봇들 (509, 511) 에 의해 무고정구 보유되는 구조물들의 적어도 하나의 표면에 구조적 접착제를 도포하도록 구성되는 로봇식 아암의 원위 단부의 공구를 포함할 수 있다는 점을 제외하고는 키스톤 로봇 (507) 과 유사할 수 있다. 결합 근접은 제 1 구조물이 제 2 구조물에 결합될 수 있게 하는 위치일 수 있다. 예를 들어, 다양한 실시형태들에서, 제 1 및 제 2 구조물들은, 구조물들이 결합 근접 이내에 있는 동안 접착제의 도포 및 후속하는 접착제의 경화를 통해 결합될 수 있다.
하지만, 구조적 접착제는 경화에 비교적 오랜 시간이 걸릴 수 있다. 그러하다면, 제 1 및 제 2 구조물을 보유하는 로봇은, 예를 들어, 결국 경화되는 구조적 접착에 의해 구조물들이 결합되기 위해 오랜 시간 동안 결합 근접에서 구조물들을 보유해야 할 것이다. 이는 구조적 접착제가 경화되는 오랜 시간 동안, 구조물을 계속 픽업하고 조립하는 등의 다른 태스크에 로봇이 사용되는 것을 막을 수 있다. 로봇의 보다 효율적인 사용을 허용하기 위해, 예를 들어, 다양한 실시형태들에서, 구조물들을 신속하게 결합하고 구조물들을 보유하기 위해 신속-경화 접착제가 추가적으로 적용될 수 있어서, 양쪽 로봇들이 구조물들을 유지할 필요 없이 구조물용 접착제가 경화될 수 있다.
이와 관련하여, 무고정구 조립 시스템 (500) 의 로봇 (515) 은 신속-경화 접착제를 도포하고 그 접착제를 신속하게 경화시키는 데 사용될 수 있다. 이 예시적인 실시형태에서, 신속-경화 UV 접착제가 사용될 수 있고, 로봇 (515) 은 "UV 로봇" 으로 지칭될 수 있다. UV 로봇 (515) 은, 예를 들어 제 1 구조물이 제 2 구조물에 대해 결합 근접 내에 위치되는 때, UV 로봇이 신속-경화 UV 접착제를 도포하고 접착제를 경화시키도록 구성되는 로봇식 아암의 원위 단부에서의 공구를 포함할 수 있다는 점을 제외하고는 키스톤 로봇 (507) 과 유사할 수 있다. 즉, UV 로봇 (515) 은, 구조물들이 키스톤 로봇 (507) 및/또는 조립 로봇들 (509, 511) 의 로봇식 아암들 중 적어도 하나의 로봇식 아암의 방향을 통해 획득된 결합 근접 이내에 있을 때, 접착제가 제 1 구조물 및/또는 제 2 구조물에 도포된 후에 접착제를 경화시킬 수 있다.
전술한 포지셔너 및/또는 고정구 테이블을 포함할 수 있는 다양한 다른 조립 시스템과는 대조적으로, 경화성 접착제 (예를 들어, 신속-경화 접착제) 의 사용은 고정구의 사용 없이 결합 프로세스 동안 제 1 및 제 2 구조물을 보유하는 방식을 제공하는 부분 접착 본드를 제공할 수 있다. 부분 접착 본드는 예를 들어 포지셔너 및/또는 고정구 테이블을 사용하는 조립 시스템에서 구조물의 맞물림 및 보유를 위해 채용될 수 있는 다양한 고정구를 대체하는 하나의 방식을 제공할 수 있다. 특히 경화성 접착제를 사용하는, 무고정구 조립의 다른 잠재적인 이점은, 부착되는 구조물의 섹션에 대한 접근을 본질적으로 폐색하는 고정구 및/또는 다른 부품-보유 공구의 사용과 비교하여 구조적 어셈블리의 다양한 구조물에 대한 개선된 접근이다.
더욱이, 고정구 및/또는 다른 부품-보유 공구를 경화성 접착제로 적어도 부분적으로 대체하는 것은, 특히 지지가 필요한 그러한 위치들이 고정구 및/또는 다른 부품-보유 공구에 의해 거의 또는 완전히 접근 불가능하게 되는 경우, 지지가 필요한 구조적 어셈블리 상의 하나 이상의 위치들에서 더 신뢰 가능한 연결을 제공할 수 있다. 또한, 고정구 및/또는 다른 부품-보유 공구를 경화성 접착제로 적어도 부분적으로 대체하는 것은, 특히 고정구 및/또는 다른 부품-보유 공구가 추가적인 구조물의 결합을 위한 접근을 방해하는 경우, (영구적인) 구조적 접착제의 적용 전에 구조적 어셈블리에 더 많은 구조물을 추가하는 능력을 제공할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 다수의 상이한 역할들을 위해 로봇이 사용될 수 있다. 예를 들어, 로봇 (517) 은 조립 로봇 (509, 511) 과 같은 조립 로봇의 역할 및 UV 로봇 (515) 과 같은 UV 로봇의 역할을 수행할 수 있다. 이와 관련하여, 로봇 (517) 은 "조립/UV 로봇" 으로 지칭될 수 있다. 조립/UV 로봇 (517) 은 조립/UV 로봇의 로봇식 아암의 원위 단부가 (예를 들어, 공구 플랜지에 의해 연결된) 엔드 이펙터를 포함할 때, 각각의 조립 로봇 (509, 511) 과 유사한 기능성을 제공할 수 있다. 그러나, 조립/UV 로봇의 로봇식 아암의 원위 단부가 UV 접착제를 도포하고 UV 접착제를 경화시키기 위해 UV 광을 방출하도록 구성된 공구를 포함할 때, 조립/UV 로봇 (517) 은 UV 로봇 (515) 과 유사한 기능성을 제공할 수 있다.
UV 로봇 (515) 및 조립/UV 로봇 (517) 에 의해 적용된 신속-경화 접착제는, 구조적 접착제가 제 1 구조물 및 제 2 구조물을 영구히 결합시키도록 적용 및/또는 경화될 수 있을 때까지 접착제가 결합 근접 이내에 제 1 구조물 및 제 2 구조물의 상대 위치를 보유할 수 있다는 점에서 부분 접착 본드를 제공할 수 있고, 그 후 부분 접착 본드를 제공하는 접착제가 (예를 들어, 임시 접착제에서와 같이) 제거되거나 (예를 들어, 상보적 접착제에서와 같이) 제거되지 않을 수 있다.
무고정구 조립 시스템 (500) 에서, 접착제가 도포될 제 1 구조물 및/또는 제 2 구조물의 적어도 하나의 표면은 중력 및/또는 어셈블리의 다양한 구조물들 및/또는 연결부들 상에 하중이 인가되게 하는 다른 힘들에 기초하여 결정될 수 있다. 제 1 구조물 및/또는 제 2 구조물의 적어도 하나의 표면뿐만 아니라 접착제가 도포될 적어도 하나의 표면 상의 하나 이상의 개별 영역을 결정하기 위해 유한 요소법 (Finite element method, FEM) 분석이 사용될 수 있다. 예를 들어, FEM 분석들은 하나 이상의 연결부들 주위에 배치된 구조적 어셈블리의 섹션들을 지지할 가능성이 없거나 지지할 수 없을 수 있는 구조적 어셈블리의 하나 이상의 연결부들을 나타낼 수 있다.
어셈블리 셀 (505) 에서 차량의 적어도 일부를 조립할 때, 제 2 구조물은 본 명세서에 기술된 바와 같이 다양한 무고정구 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 을 지향시킴으로써 제 1 구조물에 직접 결합될 수 있다. 추가적인 구조물들이 제 1 구조물에 간접적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 제 1 구조물은 키스톤 로봇 (507), 구조적 접착 로봇 (513), 적어도 하나의 조립 로봇 (509, 511) 및/또는 UV 로봇 (515) 의 이동(들)을 통해 제 2 구조물에 직접 결합될 수 있다. 그 후, 제 2 구조물과 결합된 제 1 구조물은 추가적인 구조물이 제 2 구조물에 직접 결합됨에 따라 추가적인 구조물에 간접적으로 결합될 수 있다. 따라서, 키스톤 로봇 (507) 에 의해 계속 보유될 수 있는 제 1 구조물은 추가적인 구조물들이 그것에 직접적으로 또는 간접적으로 결합됨에 따라 조립 프로세스에 걸쳐 진화할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 조립 로봇 (509, 511) 은 키스톤 로봇 (507) 에 의해 보유된 제 1 구조물과 2 개 이상의 구조물을 무고정구 결합시키기 전에, 예를 들어 부분적인 신속-경화 접착 본드로 2 개 이상의 구조물을 함께 무고정구 결합시킬 수 있다. 구조적 어셈블리와 결합되기 전에 서로 결합되는 2 개 이상의 구조물은 또한 구조물일 수 있고, 또한 "서브어셈블리" 로 지칭될 수 있다. 따라서, 구조물이 키스톤 로봇 (507), 구조적 접착 로봇 (513), 적어도 하나의 조립 로봇 (509, 511) 및 UV 로봇 (515) 의 이동을 통해 제 1 구조물과 연결되는 구조적 서브어셈블리의 일부를 형성할 때, 구조적 서브어셈블리의 구조물은 구조적 서브어셈블리가 제 1 구조물을 포함하는 구조적 어셈블리에 결합되는 때 제 1 구조물에 간접적으로 연결될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 구조적 접착제는 제 1 및 제 2 구조물들이 결합 근접 이내에 있기 전에, 구조물들 중 하나의 구조물의 그루브에 적용, 예컨대 디포짓팅될 수 있다. 예를 들어, 구조적 접착 로봇 (513) 은 구조적 접착제를 위한 디스펜서를 포함할 수 있고, 구조물들이 결합 근접 이내에 있기 전에 구조적 접착제를 도포할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 구조적 접착제는 구조적 어셈블리가 완전히 조립된 후에, 예를 들어, 차량의 일부의 각각의 구조물이 그들의 개별 결합 근접으로 되고, 신속 경화 UV 접착제의 도포에 의해 결합 근접에 대해 고정되고 나면 도포될 수 있다. 예를 들어, 구조적 접착제는 제 1 구조물과 제 2 구조물 사이의 하나 이상의 조인트 또는 다른 연결부에 도포될 수 있다. 구조적 접착제는 UV 로봇 (515) 에 의한 마지막 접착제 경화가 수행된 후 한 번에 도포될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 구조적 접착제는 무고정구 조립 시스템 (500) 과 별도로 도포될 수 있다.
조립이 완료된 후, 즉, 모든 구조물이 조립되고 부분 접착 보드로, 예컨대 신속 경화 UV 접착제의 도포 및 구조적 접착제의 도포로 보유된 후, 구조적 접착제가 경화될 수 있다. 구조적 접착제를 경화시키면, 차량의 부분이 완성될 수 있고, 따라서 차량에 사용하기에 적합할 수 있다. 예를 들어, 완성된 구조적 어셈블리는 소비자 및/또는 상업 차량에 대해 규정된 임의의 적용 가능한 산업 및/또는 안전 표준을 충족시킬 수 있다. 일부 실시형태들에서, 구조물들을 보유하기 위한 부분 접착 본드를 달성하기 위해 UV 로봇 (515) 에 의해 도포된 접착제는 예를 들어 구조적 접착제가 경화된 후에 제거될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 부분 접착 본드를 위한 접착제는 구조물에 부착된 채로 남겨질 수 있다.
다양한 실시형태들에 따르면, 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 중 하나 이상은 각 로봇의 개별 베이스를 통해 어셈블리 셀 (505) 의 표면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 로봇들 중 하나 이상은 어셈블리 셀의 바닥에 볼트결합되는 베이스를 가질 수 있다. 다양한 다른 실시형태들에서, 로봇들 중 하나 이상은 어셈블리 셀 (505) 내에서 로봇을 이동시키도록 구성된 컴포넌트를 포함하거나 그와 연결될 수 있다. 예를 들어, 어셈블리 셀 (505) 내의 캐리어 (519) 가 조립/UV 로봇 (517) 에 연결될 수 있다.
도 6a 내지 6v 를 참조하면, 이 도면들은 무고정구 조립 시스템 (500) 의 다양한 작업 동안 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 다양한 구성을 도시한다. 도 6a 내지 6v 는 다양한 실시형태들에 따른 예시적인 무고정구 결합 작업들을 도시한다.
먼저, 예시적인 제어 시스템을 설명한다. 각각의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 은 도 5 및 6a 내지 6v 에 도시된 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 개별 제어기와 같은 제어기와 통신가능하게 연결될 수 있다. 각각의 제어기 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 는 예를 들어 메모리 및 (예를 들어, 아래의 도 10 과 관련하여 설명된 바와 같이) 메모리에 통신가능하게 연결된 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 다른 실시형태들에 따르면, 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 하나 이상은 단일 제어기에 의해 제어되는 로봇들 중 하나 이상에 통신가능하게 연결되는 단일 제어기로서 구현될 수 있다.
무고정구 조립을 수행하기 위한 컴퓨터-판독가능 명령들은 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 의 메모리들 상에 저장될 수 있고, 제어기들의 프로세서들은 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 로 하여금 도 6a 내지 6v 와 관련하여 설명된 것들과 같은 다양한 무고정구 작업들을 수행하게 하기 위한 명령들을 실행할 수 있다.
제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 은, 예를 들어, 유선 (예를 들어, 버스 또는 다른 인터커넥트) 및/또는 무선 (예를 들어, 무선 근거리 네트워크, 무선 인트라넷) 접속을 통해, 연관된 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 또는 517) 의 하나 이상의 컴포넌트들에 통신가능하게 연결될 수 있다. 각각의 제어기는, 예를 들어, 다양한 무고정구 작업들을 수행하기 위해, 연관된 로봇의 하나 이상의 컴포넌트들에 커맨드들, 요청들 등을 발행할 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 은 연관된 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 또는 517) 의 로봇식 아암에 커맨드들 등을 발행할 수 있고, 예를 들어, 어셈블리 셀 (505) 의 글로벌 셀 기준 프레임에 대한 절대 좌표 세트에 기초하여 로봇식 아암들을 지향시킬 수 있다. 다양한 실시형태에서, 제어기 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 는 로봇식 아암의 원위 단부에 연결된 공구에 커맨드 등을 발행할 수 있다. 예를 들어, 제어기는, 접착제 어플리케이터에 의해 제 1 구조물 또는 제 2 구조물의 표면 상에 제어된 양의 접착제를 디포짓팅하는 것, 경화 공구에 의해 제어된 지속기간 동안 구조물들 사이에 디포짓팅된 접착제를 UV 광에 노출시키는 것 등을 포함하는, 공구의 작업들을 제어할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 제어기 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 는 로봇식 아암의 원위 단부에서 엔드 이펙터에 커맨드 등을 발행할 수 있다. 예를 들어, 제어기는 구조물을 맞물림, 보유 및/또는 조작하는 것을 포함하는 엔드 이펙터의 작업을 제어할 수 있다.
다양한 다른 양태들에 따르면, 프로세서 및 메모리를 유사하게 갖는 컴퓨팅 시스템 (529) 과 같은 컴퓨팅 시스템이 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 하나 이상과 통신가능하게 연결될 수 있다. 다양한 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템은 근거리 네트워크, 인트라넷, 광역 네트워크 등과 같은 유선 및/또는 무선 연결을 통해 제어기들과 통신가능하게 연결될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템은 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 하나 이상에서 구현될 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템은 어셈블리 셀 (505) 외부에 위치될 수 있다. 이러한 컴퓨팅 시스템의 일 예가 도 10 과 관련하여 아래에서 설명된다.
컴퓨팅 시스템의 프로세서는 메모리로부터 로딩된 명령들을 실행할 수 있고, 명령들의 실행은 컴퓨팅 시스템으로 하여금, 예를 들어 네트워크 접속 또는 다른 통신 링크를 통해 제어기들 중 하나에 커맨드 등을 포함하는 메시지를 전송함으로써, 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 에 커맨드 등을 발행하게 할 수 있다.
일부 실시형태들에 따르면, 커맨드들 중 하나 이상은 좌표 세트를 표시할 수 있고, 커맨드를 수신하는 제어기들 중 하나와 연관된 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 중 하나에 의해 수행될 액션을 표시할 수 있다. 커맨드들에 의해 표시될 수 있는 액션들의 예는 로봇식 아암의 이동을 지시하는 것, 공구를 작동시키는 것, 엔드 이펙터에 의해 구조물과 맞물리는 것, 구조물을 회전 및/또는 병진시키는 것 등을 포함한다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템에 의해 발행된 커맨드는, 로봇식 아암의 원위 단부가 커맨드에 의해 표시된 좌표 세트에 기초하여 위치될 수 있도록, 조립 로봇 (509) 의 제어기 (609) 로 하여금 조립 로봇 (509) 의 로봇식 아암을 지향시키게 할 수 있다.
제어기들로 하여금 로봇들의 액션들을 제어하게 하는, 메모리로부터 로딩되고 컴퓨팅 시스템의 프로세서에 의해 실행되는 명령들은, CAD (computer-aided design) 데이터에 기초할 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 물리적 로봇들의 CAD 모델들을 포함하는) 어셈블리 셀 (505) 의 CAD 모델이 컴퓨팅 시스템에 의해 발행된 커맨드들을 생성하기 위해 구성되고 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 하나 이상의 CAD 모델은 어셈블리 셀 (505) 내의 다양한 요소에 대응하는 위치를 나타낼 수 있다. 구체적으로, CAD 모델은 하나 이상의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 에 대응하는 위치를 나타낼 수 있다. 또한, CAD 모델은 구조물들 및 구조물들의 보관소들 (예를 들어, 구조물들이 조립 로봇에 의해 맞물리기 전에 위치될 수 있는 무고정구 조립 시스템 (500) 내의, 부품 테이블들과 같은 저장 요소들) 에 대응하는 위치들을 나타낼 수 있다. 다양한 실시형태들에서, CAD 모델은 각각의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 개별 초기 또는 베이스 위치에 대응하는 좌표 세트들을 나타낼 수 있다.
이러한 CAD 모델링을 위해, 좌표계를 위한 기준 프레임이 규정될 수 있다. 좌표계는 절대 좌표, 상대 좌표, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 절대 좌표 세트에 대해, 좌표 프레임은 글로벌 좌표 프레임 또는 글로벌 셀 기준 프레임일 수 있고, 좌표 프레임은 어셈블리 셀 (505) 을 포함할 수 있다 (예를 들어, 어셈블리 셀 (505) 에 의해 한정 및/또는 규정될 수 있다).
좌표 프레임은 어셈블리 셀 (505) 내의 하나 이상의 접지 기준, 예를 들어 하나 이상의 레이저 프리즘에 기초하여 확립될 수 있고, 이들의 각각은 집합체에서 기준 프레임이 레이저 프리즘의 수에 대응하는 다수의 기준점으로 규정되도록 어셈블리 셀 내에서 측정될 수 있다. 따라서, 어셈블리 셀 (505) 에 대응하는 CAD 모델은, 공칭 CAD 모델보다 더 정확하게 어셈블리 셀을 나타낼 수 있는, 구축된 CAD 모델일 수 있다. CAD 모델링에 기초한 절대 좌표는 차량의 무고정구 조립에 대해 용인되는 정확도를 제공할 수 있다. 예를 들어, CAD 모델링을 통해 확립된 절대 좌표에 기초하여 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 을 지향시키는 것은 차량 조립 시 관찰될 다양한 산업 및/또는 안전 표준을 고수할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 상대 좌표는, 예를 들어 절대 좌표계에 대한 대안으로서 또는 보충으로서, 무고정구 조립 시스템 (500) 에 대해 사용될 수 있다. 특히, 제 2 구조물이 제 1 구조물에 결합되고/되거나 다른 구조물에 결합될 수 있는 무고정구 결합 프로세스의 일부 부분들에 대해 상대 좌표가 사용될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇과 연관된 제어기는 글로벌 셀 기준 프레임에 대해 규정된 절대 좌표 세트에 기초하여 조립 로봇의 로봇식 아암을 결합 위치로 지향시킬 수 있다. 로봇식 아암의 위치는 조립 로봇이 절대 좌표 세트에 기초하여 결합 위치에 도달한 후에 (예를 들어, 조립 로봇의 제어기에 의해, 키스톤 로봇의 제어기에 의해, 다른 제어기 및/또는 프로세싱 시스템 등에 의해) 측정될 수 있고, 조립 로봇의 측정된 위치는 키스톤 로봇의 제어기에 제공될 수 있다. 키스톤 로봇의 제어기는 조립 로봇의 로봇식 아암의 측정된 위치에 기초하여 키스톤 로봇의 로봇식 아암을 위치결정할 수 있다. 따라서, 키스톤 로봇의 아암은, 예를 들어 제어기들이 키스톤 로봇 또는 조립 로봇의 위치들에 불가지론적으로 유지될 수 있는 동안 글로벌 셀 기준 프레임에 따라 키스톤 로봇 및 조립 로봇 각각의 개별 위치를 보정하는 대신에, 조립 로봇의 아암에 대해 위치결정될 수 있다.
또한, CAD 모델은 차량의 적어도 일부의 구성을 위해 어셈블리 셀 (505) 내에서 수행되어야 하는 하나 이상의 작업을 나타낼 수 있다. 즉, CAD 모델은 무고정구 조립 시스템 (500) 의 조립 절차를 시뮬레이션할 수 있고, 따라서, 하나 이상의 로봇에 의해 수행되는 각각의 이동 및/또는 액션을 시뮬레이션할 수 있다. CAD 시뮬레이션은 하나 이상의 로봇에 의해 물리적으로 수행될 수 있는 별개 작업들 (예를 들어, 별개 작업은 연관된 좌표 세트에 대한 방향을 포함할 수 있음) 의 세트로 변환될 수 있다.
예시로서, 어셈블리 셀 (505) 의 기준 프레임 내의 조립 로봇 및 구조적 접착 로봇의 이동은 조립 로봇 및 구조적 접착 로봇의 작업에 대한 절대 좌표 (및, 선택적으로, 시간) 를 모델링하기 위해 시뮬레이션될 수 있다. 예를 들어, CAD 모델은 3개의 작업을 시뮬레이션할 수 있다: (1) 조립 로봇의 엔드 이펙터에 의해 부품 테이블 상에 위치결정된 구조물의 무고정구 맞물림을 위한 제 1 시간 및 제 1 좌표 세트, (2) 접착제의 도포를 위해 구조적 접착 로봇에 근접하게 구조물을 위치결정하기 위해 조립 로봇을 지향시키기 위한 제 2 시간 및 제 2 좌표 세트, 및 (3) 구조물의 표면에 접착제를 도포하기 위해 구조적 접착 로봇을 지향시키기 위한 제 3 시간 및 제 3 좌표 세트. 후속하여, 예시적인 시뮬레이션된 작업들은, 조립 및 구조적 접착 로봇들에 통신가능하게 연결된 하나 이상의 제어기들의 메모리에 로딩될 수 있는, 개별 명령들의 하나 이상의 세트들로 변환될 수 있다. 개별 제어기들의 프로세서들에 의해 실행되는 때, 개별 명령들의 세트들은 무고정구 조립 시스템 (500) 내의 로봇들로 하여금 CAD 모델을 통해 시뮬레이션된 작업들을 수행하게 할 수 있다.
각각의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 은 로봇들의 전부 또는 일부에 걸쳐 공통인 특징을 포함할 수 있다. 예를 들어, 모든 로봇이 베이스를 포함할 수 있고, 그 각각은 어셈블리 셀 (505) 과 접촉하는 (예를 들어, 어셈블리 셀의 바닥에 놓이거나 고정되는) 표면 (예를 들어, 바닥 표면) 을 갖는다. 각각의 베이스는 다른 표면 (예를 들어, 어셈블리 셀 (505) 과 접촉하는 표면에 대향하는 베이스 상에 배치된 표면 및/또는 상부 표면) 을 가질 수 있고, 각각의 다른 표면에서, 베이스는 개별 로봇의 개별 로봇식 아암의 근위 단부와 연결될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 베이스는 적어도 하나의 회전 및/또는 병진 메커니즘을 통해 로봇식 아암의 근위 단부에 연결될 수 있다. 적어도 하나의 회전 및/또는 병진 메커니즘은 로봇식 아암의 엔드 이펙터 또는 다른 공구의 이동에서의 적어도 하나의 자유도를 제공할 수 있다. 대응하게, 적어도 하나의 회전 및/또는 병진 메커니즘은 로봇식 아암의 엔드 이펙터 또는 다른 공구에 의해 맞물리고 보유되는 구조물의 이동에서의 적어도 하나의 자유도를 제공할 수 있다.
로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 각각의 로봇식 아암은 로봇식 아암의 근위 단부로부터 대향하게 배치된 원위 단부를 포함할 수 있다. (예를 들어, 도 6a 내지 6v 와 관련하여 아래에서) 본 명세서에 설명된 바와 같이, 각각의 로봇의 각각의 로봇식 아암은 엔드 이펙터 및/또는 접착제 도포 공구, 경화 공구 등과 같은 공구를 포함할 수 있다. 엔드 이펙터 또는 공구는 로봇식 아암의 원위 단부에 있을 수 있다. 일부 실시형태에서, 로봇식 아암의 원위 단부는 적어도 하나의 회전 및/또는 병진 메커니즘을 통해 엔드 이펙터 또는 공구 (또는 공구 플랜지) 에 연결될 수 있으며, 이는 공구의 이동 및/또는 로봇식 아암의 공구에 의해 맞물림 및 보유되는 구조물의 이동에서의 적어도 하나의 자유도를 제공할 수 있다.
일부 실시형태에서, 로봇식 아암의 원위 단부는 공구 플랜지, 및 공구 플랜지에 포함된 공구를 포함할 수 있고; 예를 들어, 공구는 공구 플랜지에 의해 로봇식 아암의 원위 단부에 연결될 수 있다. 공구 플랜지는 복수의 공구를 포함하도록 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 조립/UV 로봇 (517) 은, 조립/UV 로봇 (517) 의 로봇식 아암의 원위 단부가 (예를 들어, 공구 플랜지에 의해 연결된) 엔드 이펙터를 포함할 때, 각각의 조립 로봇 (509, 511) 과 유사한 기능성을 제공할 수 있다. 또한, 조립/UV 로봇 (517) 의 로봇식 아암의 원위 단부가 UV 접착제를 도포하고 접착제를 경화시키기 위해 UV 광을 방출하도록 구성된 공구를 포함할 때, 조립/UV 로봇 (517) 은 UV 로봇 (515) 과 유사한 기능성을 제공할 수 있다.
일부 실시형태에 따르면, 공구 플랜지 및/또는 공구는 공구에 의해 맞물리고 보유되는 구조물의 회전 및/또는 병진을 위한 하나 이상의 추가적인 자유도를 제공할 수 있다. 이러한 추가적인 자유도는 베이스를 로봇식 아암의 근위 단부에 연결하고/하거나 로봇식 아암의 원위 단부를 공구 (또는 공구 플랜지) 에 연결하는 하나 이상의 메커니즘을 통해 제공되는 하나 이상의 자유도를 보충할 수 있다. 예시적으로, 적어도 하나의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 로봇식 아암은 관절 조인트, 볼 조인트, 및/또는 다른 유사한 조인트와 같이 원위 및/또는 근위 단부에서 회전 및/또는 병진을 위해 구성된 적어도 하나의 조인트를 포함할 수 있다.
로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 개별 연결부들 중 하나 이상 (예를 들어, 하나의 로봇의 다양한 컴포넌트들을 연결하는 하나 이상의 회전 및/또는 병진 메커니즘들), 개별 공구 플랜지, 및/또는 개별 공구는 로봇들에 의해 맞물리고 보유되는 구조물에 6 자유도 (6DoF) 의 적어도 일부 (및 잠재적으로 전부) 를 제공할 수 있다. 6DoF 는 공간에서 병진을 위해 전진/후진 (예를 들어, 서지), 상/하 (예를 들어, 히브), 좌/우 (예를 들어, 스웨이) 를 포함할 수 있고, 공간에서 회전을 위해 요, 피치 및 롤을 더 포함할 수 있다. 구조물의 다양한 부분들에 대한 액세스는, 고정구를 사용하는 구조물의 보유 (구조물의 이동에서 6DoF 를 제공할 수 없고 또한 그에 부착된 구조물의 상당한 부분에 대한 액세스를 차단함) 와 대조적으로, 6DoF 중 하나 이상을 통해 달성될 수 있다.
고정구, 포지셔너, 및/또는 고정구 테이블을 포함하는 조립 시스템에서, 6DoF 는, 예를 들어, 고정구, 포지셔너, 및/또는 고정구 테이블 중 적어도 하나가 고정구가 부착되는 구조물의 서지, 히브, 스웨이, 요, 피치, 및/또는 롤 중 하나 이상을 방지할 수 있기 때문에, 조립 프로세스 동안 달성될 수 없을 수 있다. 구조물에 접근 및/또는 조작하기 위한 고정구, 포지셔너, 및/또는 고정구 테이블의 사용에 상응하는 이용가능한 공간의 감소와 함께, 6DoF 의 달성불가능한 것(들)은 구조물의 일부 상당한 부분들을 접근가능하지 않게 할 수 있다.
구조물의 부분들의 접근 불가능성은 차량의 조립 프로세스를 어렵게 만든다. 예를 들어, 다른 구조물이 결합될 구조물의 표면의 접근 불가능성은 구조적 어셈블리를, 상업적 및/또는 소비자 차량에 대한 다양한 산업 및/또는 안전 표준을 충족시키기 위한 차량에 사용하기에 부적합하게 할 수 있다.
대조적으로, (예를 들어, 무고정구 조립 시스템 (500) 에 대해) 본 명세서에 설명된 바와 같은 구조적 어셈블리를 구성하기 위한 무고정구 로봇식 작업들은 고정구, 포지셔너, 및/또는 고정구 테이블에 의존하는 조립 시스템보다 더 큰 수의 자유도 (예를 들어, 모든 6DoF) 를 특징으로 할 수 있다. 상응하게, 무고정구 로봇식 작업들 (예를 들어, 무고정구 조립 시스템 (500)) 은 구조물의 조작 및/또는 접근성으로 내재하는 복잡성 및/또는 어려움을 감소시킬 수 있고, 이에 의해 무고정구 조립 시스템 (500) 을 통해 도출된 구조적 어셈블리가 다양한 산업 및/또는 안전 표준을 충족시킬 수 있는 가능성을 증가시킨다.
이제, 무고정구 조립 시스템 (500) 의 예시적인 작업들이 도 6a 내지 6v 에서 묘사될 것이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 예시적인 작업은 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 과 통신가능하게 커플링된 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 적어도 하나에 의해 야기될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 예시적인 작업들을 야기하기 위해 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 에 커맨드들을 발행할 수 있다. 컴퓨팅 시스템 (529) 및/또는 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 은 예시적인 작업들을 수행하는 물리적 로봇들을 모델링할 수 있는 CAD 데이터 및/또는 계측 시스템 (531) 에 의해 제공될 수 있는 위치 데이터에 기초하여 예시적인 작업들을 야기할 수 있다.
무고정구 조립 시스템 (500) 의 예시적인 작업들에 대해, 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 은 서로에 대해 상대적으로 근접하게, 예를 들어 후술하는 예시적인 작업들에 적합한 거리에, 위치될 수 있다. 일부 실시형태에서, 하나 이상의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 은 후술하는 예시적인 작업들 전에 하나 이상의 예시적인 작업들에 적합한 위치에서 무고정구 조립 시스템 (500) 내에 위치될 수 있다. 이러한 위치들에서, 하나 이상의 로봇들의 개별 베이스들은 무고정구 조립 시스템 (500) 의 예시적인 작업들에 걸쳐 정적일 수 있다. 그러나, 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 의 로봇식 아암들의 이동은, 예컨대 개별 베이스들에 대해 회전, 힌지에서 턴, 및/또는 그렇지 않으면 관절운동함으로써, 무고정구 조립 시스템 (500) 의 다양한 스테이지들에서 협력하여 제어될 수 있다.
일부 다른 실시형태들에서, 상이한 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 은 무고정구 조립의 상이한 스테이지들에서 서로로부터 상이한 거리에 동적으로 (재)위치될 수 있다. 캐리어 (519) 는, 예를 들어 무고정구 조립과 연관된 하나 이상의 명령 세트의 하나 이상의 프로세서에 의한 실행에 따라, 하나 이상의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 을 그들의 개별 위치로 이동시키도록 구성될 수 있다. 정적 또는 동적이든, 각각의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 이 위치되는 개별 위치들은 무고정구 조립 시스템 (500) 과 연관된 하나 이상의 좌표 세트 (예를 들어, 하나 이상의 절대 좌표 세트) 에 기초할 수 있다.
먼저 도 6a 를 참조하면, 조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 과 맞물릴 수 있다. 제 1 구조물 (523) 은 제 1 구조물 (523) 을 하나 이상의 다른 구조물과 결합시킬 수 있는 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제 1 구조물 (523) 은 제 1 표면 상에 그루브 (533) 를 포함할 수 있고, 제 2 표면 상에 텅 (535) 을 포함할 수 있다. 제 1 구조물 (523) 의 제 1 표면 및 제 2 표면은 제 1 구조물의 상이한 측면들일 수 있다 (예를 들어, 제 1 표면은 제 1 구조물 (523) 의 좌측 또는 상부 측 상에 있을 수 있고, 제 2 표면은 제 1 구조물 (523) 의 우측 또는 저부 측 상에 있을 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다).
조립 로봇 (511) 은 부품 테이블 (521) 에 상대적으로 근접하게 위치될 수 있다. 이러한 위치에서, 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암은 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암이 부품 테이블 (521) 상에 위치된 부품의 적어도 일부에 도달할 수 있는 근접 이내에 있을 수 있다. 도 6a 의 예시적인 실시형태에서, 조립 로봇 (511) 은 부품 테이블 (521) 의 일 측에 위치될 수 있고, 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 는 조립 로봇 (511) 의 이러한 위치에서 제 1 구조물 (523) 의 텅 (535) 보다 조립 로봇 (511) 에 상대적으로 더 가까울 수 있다.
조립 로봇 (511) 은 엔드 이펙터 (537) 에 연결될 수 있다. 예시적으로, 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 엔드 이펙터 (537) 에 연결될 수 있고, 이는 로봇식 아암의 원위 단부 상에 구축될 수 있거나 로봇식 아암에 부착될 수 있다 (그리고 고정되거나 제거 가능할 수 있다). 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 는 하나 이상의 구조물과 맞물림 (예를 들어, "픽업") 하고 보유하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 는 상이한 구조물들의 하나 이상의 특징부들을 통해서와 같이 상이한 구조물들과 맞물리도록 구성될 수 있다. 이러한 엔드 이펙터의 일부 예는 조오 또는 그리퍼를 포함할 수 있다.
조립 로봇 (511) 은 예를 들어 그루브 (533) 또는 텅 (535) 을 갖지 않는 제 1 구조물의 대략 일 측에서 제 1 구조물 (523) 과 맞물릴 수 있다. 구체적으로, 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암은 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 가 제 1 구조물 (523) 과 맞물릴 수 있는 위치로 이동할 수 있다. 이 위치에서, 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 는, 예를 들어 그루브 (533) 또는 텅 (535) 과 상이한 측면 및/또는 표면에서, 제 1 구조물 (523) 과 맞물린다. 일단 맞물리면, 조립 로봇 (511) 은, 예를 들어 엔드 이펙터 (537) 에 의해, 제 1 구조물 (523) 을 보유할 수 있다. 제 1 구조물 (523) 이 조립 로봇 (511) 에 의해 보유될 때, 조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 을, 후술하는 바와 같이, 무고정구 조립의 하나 이상의 예시적인 작업이 수행될 수 있는 하나 이상의 위치로 이동시킬 수 있다.
다음으로, 도 6b 를 참조하면, 조립 로봇 (511) 은 구조적 접착 로봇 (513) 을 향하도록 회전할 수 있다. 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 구조적 접착 로봇 (513) 을 향해 위치결정될 수 있고, 유사하게, 구조적 접착 로봇 (513) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 조립 로봇 (511) 을 향해 위치결정될 수 있다.
도 6b 에 도시된 이 예시적인 위치에서, 조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물이 대략 조립 로봇 (511) 과 구조적 접착 로봇 (513) 사이에 있는 위치로 제 1 구조물 (523) 을 이동시킬 수 있다. 또한, 조립 로봇 (511) 은, 예컨대 제 1 구조물 (523) 이 대략 상향 배향되도록 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암 및/또는 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 를 이동하게 함으로써, 그루브 (533) 가 대략 위쪽을 향하도록 제 1 구조물 (523) 을 배향시킬 수 있다.
구조적 접착 로봇 (513) 은 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 또는 다른 유사한 공구에 연결될 수 있다. 예시적으로, 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 는 로봇식 아암의 원위 단부 상에 구축될 수 있거나 로봇식 아암에 부착될 수 있다 (그리고 고정되거나 제거 가능할 수 있다). 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 는 구조적 표면들 상에 접착제를 디포짓팅하도록 구성될 수 있다.
제 1 구조물 (523) 이 적합하게 (예를 들어, 2 개의 로봇 (511, 513) 사이에) 위치될 때, 구조적 접착 로봇 (513) 은 제 1 구조물 (523) 에 접착제의 도포를 야기할 수 있다. 구체적으로, 구조적 접착 로봇 (513) 은 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 내에 접착제를 디포짓팅할 수 있다. 그렇게 하기 위해, 구조적 접착 로봇 (513) 은, 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 가 그루브 (533) 위에 있고 의도되지 않은 표면에서의 접착제의 디포지션을 피하면서 제어된 양의 접착제가 규정된 영역 내에 디포짓팅되기에 충분히 가깝게 있는 위치로 그의 로봇식 아암을 이동시킬 수 있다. 이러한 위치에서, 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 의 접착제 도포 팁이 대략 그루브 (533) 바로 위에 있을 수 있고, 그루브 (533) 내로 아래쪽으로 향할 수 있다.
디포짓팅된 후, 제어된 양의 접착제는 그루브 (533) 를 적어도 부분적으로 채울 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어된 양의 접착제는 그루브 (533) 를 완전히 또는 거의 완전히 채울 수 있다. 그러나, 접착제의 양은, 접착제가 그루브 (533) 외부로 그리고 그루브 (533) 를 한정하는 제 1 구조물 (523) 의 제 1 표면 상으로 넘치지 않도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 그루브 (533) 에 디포짓팅된 접착제의 양은, 제 1 구조물 (523) 이 다른 구조물과 결합되는 때에 다른 구조물의 텅과 같은 돌출부가 그루브 (533) 에 삽입될 때, 접착제가 제 1 구조물 (523) 의 임의의 표면 상으로 누출되지 않도록 제어될 수 있다.
도 6c 를 참조하면, 키스톤 로봇 (507) 이 제 2 구조물 (525) 과 맞물릴 수 있다. 제 1 구조물 (523) 과 유사하게, 제 2 구조물 (525) 은 제 2 구조물 (525) 을 하나 이상의 다른 구조물과 결합시킬 수 있는 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 도시된 실시형태에서, 제 2 구조물 (525) 은 제 1 표면 상에 그루브 (547) 를 포함할 수 있고, 제 2 표면 상에 텅 (545) 을 포함할 수 있다. 제 2 구조물 (525) 의 제 1 표면과 제 2 표면은 서로 대략 반대 측에 있을 수 있다.
제 2 구조물 (525) 은 부품 테이블 (522) 상에 위치될 수 있고, 키스톤 로봇 (507) 은 부품 테이블 (522) 에 상대적으로 근접하게 위치될 수 있다. 이러한 위치에서, 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암은 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암이 부품 테이블 (522) 상에 위치된 부품의 적어도 일부에 도달할 수 있는 근접 이내에 있을 수 있다. 도 6c 의 예시적인 실시형태에서, 키스톤 로봇 (507) 은 부품 테이블 (522) 의 일 측에 위치될 수 있고, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 은 키스톤 로봇 (507) 이 위치되는 일 측으로부터 상대적으로 반대인 부품 테이블 (522) 측을 향해 위치될 수 있다. 이 위치에서, 제 2 구조물 (525) 의 그루브 (547) 는 키스톤 로봇 (507) 을 향한다.
키스톤 로봇 (507) 은 엔드 이펙터 (543) 에 연결될 수 있다. 예시적으로, 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 엔드 이펙터 (543) 에 연결될 수 있고, 이는 로봇식 아암의 원위 단부 상에 구축될 수 있거나 로봇식 아암에 부착될 수 있다 (그리고 고정되거나 제거 가능할 수 있다). 키스톤 로봇 (507) 의 엔드 이펙터 (543) 는 하나 이상의 구조물과 맞물림 (예를 들어, "픽업") 하고 보유하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 의 엔드 이펙터 (543) 는 상이한 구조물들의 하나 이상의 특징부들을 통해서와 같이 상이한 구조물들과 무고정구 맞물리도록 구성될 수 있다. 이러한 엔드 이펙터의 일부 예는 조오 또는 그리퍼를 포함할 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 제 1 표면, 즉 그루브 (547) 가 위치되는 표면에서 제 2 구조물 (525) 과 맞물릴 수 있다. 구체적으로, 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암은 키스톤 로봇이 제 2 구조물 (525) 과 맞물릴 수 있는 위치로 이동될 수 있고, 이어서 키스톤 로봇 (507) 은 엔드 이펙터 (543) 를 사용하여 제 1 표면에서 제 2 구조물 (525) 과 맞물리고 보유할 수 있다.
도 6d 를 참조하면, 키스톤 로봇 (507) 은 조립 로봇 (511) 을 향하도록 회전할 수 있고, 조립 로봇은 키스톤 로봇을 향하도록 회전할 수 있다. 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 조립 로봇 (511) 을 향해 위치결정될 수 있고, 유사하게, 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 키스톤 로봇 (507) 을 향해 위치결정될 수 있다.
도 6d 에 도시된 이 예시적인 위치에서, 키스톤 로봇 (507) 은 제 2 구조물 (525) 이 대략 키스톤 로봇 (507) 과 조립 로봇 (511) 사이에 있는 위치로 제 2 구조물 (525) 을 이동시킬 수 있다. 또한, 키스톤 로봇 (507) 은, 예컨대 제 2 구조물 (525) 이 대략 하향 배향되도록 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암 및/또는 키스톤 로봇 (507) 의 엔드 이펙터 (543) 를 이동하게 함으로써, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 이 대략 아래쪽을 향하도록 제 2 구조물 (525) 을 배향시킬 수 있다.
일부 실시형태들에서, 키스톤 로봇 (507) 은 CAD 모델링에 기초할 수 있는 하나 이상의 벡터에 따라 제 2 구조물 (525) 을 이동시킬 수 있다. 하나 이상의 벡터 각각은 키스톤 로봇 (507) 에 의해 제 2 구조물 (525) 이 이동될 크기 (예를 들어, 거리) 및 방향을 나타낼 수 있다. 각각의 벡터는 제 2 구조물 (525) 을 결합 근접 이내에 있도록 의도될 수 있지만, 일부 벡터는 제 1 및 제 2 구조물 (523, 525) 을 결합시키기 위한 벡터가 적용될 수 있는 위치로 제 2 구조물 (525) 을 가져오도록 의도된 중간 벡터 (intermediary vector) 일 수 있다.
조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 을 키스톤 로봇 (507) 보다 조립 로봇 (511) 에 상대적으로 더 가깝게 위치결정할 수 있다. 일부 실시형태에서, 조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 을 제 2 구조물 (525) 의 적어도 일부 위에 적어도 부분적으로 있도록 위치결정할 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 대략 오버헤드 위치에서 제 1 구조물 (523) 을 보유할 수 있다.
이제 도 6e 를 참조하면, 조립 로봇 (511) 및 키스톤 로봇 (507) 은 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 을 각각, 서로 가깝지만 결합되기에 충분히 가깝지는 않은 위치로 이동시킬 수 있다. 또한, 제 1 구조물 (523) 은, 예를 들어, 제 1 구조물 (523) 과 제 2 구조물 (525) 이 고도 (elevational) 평면 (또는 수직 공간) 에서 적어도 부분적으로 중첩되도록 제 2 구조물 (525) 아래에 있도록 위치결정될 수 있다.
조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 가 그 안에 이전에 디포짓팅된 제어된 양의 접착제를 가지면서 대략 위쪽을 향하도록 제 1 구조물 (523) 을 배향시킬 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 가 대략 상향 배향되도록 그의 로봇식 아암 및/또는 엔드 이펙터 (537) 를 이동하게 할 수 있다. 따라서, 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 는 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 을 향할 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 에 의한 제 2 구조물 (525) 의 이동과 유사하게, 조립 로봇 (511) 은 CAD 모델링에 기초할 수 있는 하나 이상의 벡터에 따라 제 1 구조물 (523) 을 이동시킬 수 있다. 하나 이상의 벡터 각각은 조립 로봇 (511) 에 의해 제 1 구조물 (523) 이 이동될 크기 (예를 들어, 거리) 및 방향을 나타낼 수 있다. 각각의 벡터는 제 1 구조물 (523) 을 결합 근접 이내에 가져오도록 의도될 수 있지만, 일부 벡터는 제 1 및 제 2 구조물 (523, 525) 을 결합시키기 위한 벡터가 적용될 수 있는 위치로 제 1 구조물 (523) 을 가져오도록 의도된 중간 벡터일 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 텅 (545) 이 대략 하향 배향된 상태에서 전술한 위치에서 제 2 구조물 (525) 을 보유할 수 있지만, 제 2 구조물 (525) 은 이제 조립 로봇 (511) 에 의해 야기되는 제 1 구조물 (523) 의 이동으로 인해 제 1 구조물 (523) 위에 위치결정될 수 있다. 그러나, 제 1 및 제 2 구조물 (523, 525) 은 제 1 구조물이 제 2 구조물과 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 아직 있지 않을 수 있다.
도 6f 는 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 두 구조물이 어떻게 가져와질 수 있는지를 도시한다. 제 1 및 제 2 구조물 (523, 525) 을 결합 근접 이내에 가져오기 위해, 제 1 및/또는 제 2 구조물 중 하나 또는 둘 다는 각각 조립 로봇 (511) 및/또는 키스톤 로봇 (507) 중 하나 또는 둘 다에 의해 이동될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 이 맞물리는 로봇식 아암의 원위 단부로 하여금 제 2 구조물 (525) 을 향해 대략 상향 방향으로 이동하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 키스톤 로봇 (507) 은 제 2 구조물 (525) 이 맞물리는 로봇식 아암의 원위 단부로 하여금 제 1 구조물 (523) 을 향해 대략 하향 방향으로 이동하게 할 수 있다.
다양한 실시형태들에서, 무고정구 조립 시스템 (500) 에서 로봇들에 의해 맞물리는 결합 구조물들은 "이동-측정-정정" 절차를 사용하여 달성될 수 있다. 사실상, 이동-측정-정정 절차는 적어도 하나의 구조물을 결합 근접을 향해 이동시키는 것, 구조물들 중 하나의 현재 위치 (예를 들어, 구조물의 물리적 위치) 와 구조물들이 결합될 수 있는 위치 (예를 들어, 결합 근접) 사이의 적어도 하나의 차이를 측정하는 것, 그리고 구조물들이 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 구조물들이 가져와질 수 있도록 구조물들 중 적어도 하나 구조물의 위치를 정정하는 것을 포함할 수 있다. 이동-측정-정정 절차는 구조물들이 결합 근접 이내에 가져와질 때까지 결합될 구조물들 중 하나 이상에 대해 반복될 수 있고, 이 시점에서 결합 작업은 구조물들이 (예를 들어, 허용 가능한 공차 내에서) 결합되도록 달성될 수 있다. 구조물들이 하나의 단계에서 결합 근접 이내에 가져와질 수 있으므로, 모든 경우에 절차를 반복하는 것이 필요하지 않을 수 있다.
이동-측정-정정 절차는, 어셈블리 셀 (505) 과 연관된 위치 데이터를 결정 (예를 들어, 검출, 계산, 측정, 캡처 등) 하도록 구성될 수 있는 계측 시스템 (531) 을 사용할 수 있다. 위치 데이터는 구조물들 및/또는 로봇들 (예를 들어, 공구들, 플랜지들, 엔드 이펙터들 등과 같은 로봇들과 연결된 컴포넌트들 및/또는 로봇식 아암들을 포함함) 의 하나 이상의 위치들을 나타내는 측정치들 또는 다른 값들의 세트를 포함할 수 있다. 계측 시스템 (531) 은 어셈블리 셀 (505) 내에 및/또는 근접하게 위치된 하나 이상의 디바이스를 포함할 수 있고, 예를 들어, 추적기-기계 제어 센서 (T-MAC), 레이저 계측 디바이스 (예를 들어, 레이저 스캐닝 및/또는 추적을 위해 구성됨), 사진측량 디바이스, 카메라 (예를 들어, 정지 이미지 및/또는 비디오를 캡처하도록 구성됨), 및/또는 위치 데이터를 유사하게 결정하도록 구성된 다른 디바이스를 포함할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 계측 시스템 (531) 은 로봇들 중 하나 이상 (예를 들어, 공구들, 플랜지들, 엔드 이펙터들 등과 같은 로봇들과 연결된 컴포넌트들 및/또는 로봇식 아암들을 포함함), 결합될 구조물들 중 하나 이상, 및/또는 어셈블리 셀 (505) 내의 다른 곳에 위치될 수 있는, 어셈블리 셀 (505) 내의 적어도 하나의 타깃에 기초하여 위치 데이터를 결정할 수 있다. 적어도 하나의 타깃은 어셈블리 셀 (505) 내의 계측 시스템 (531) 에 의해 검출 가능/식별 가능할 수 있고, 예를 들어, 적어도 하나의 타깃은 반사성일 수 있고/있거나 어셈블리 셀 (505) 내의 적어도 하나의 타깃을 구별하기 위해 특정 형상일 수 있다.
계측 시스템 (531) 은 위치 데이터를 컴퓨팅 시스템 (529) 에 제공할 수 있다. 예를 들어, 위치 데이터는 구조물과 연관된 좌표 세트를 나타낼 수 있다. 좌표 세트는 절대 좌표 세트 (예를 들어, 어셈블리 셀 (505) 에 대한 글로벌 좌표 프레임) 및/또는 (예를 들어, 결합 근접에 대한 및/또는 구조물들 중 다른 하나에 대한) 상대 좌표 세트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
위치 데이터는 구조물들 중 하나의 현재 위치와 컴퓨팅 시스템 (529) 에 의한 결합 근접 사이의 차이를 결정 (예를 들어, 측정 또는 계산) 하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템 (529) 은, 위치 데이터에 의해 표시된 좌표 세트와, 구조물이 결합 근접 이내에 가져와지도록 위치될 것으로 예상되는 좌표일 수 있는 예상 좌표 세트 사이의 차이를 결정할 수 있다.
필요하다면, 결정된 차이에 기초하여 구조물들 중 적어도 하나의 구조물의 위치가 정정될 수 있다. 예를 들어, 무고정구 조립 시스템 (500) 에서의 로봇 결함 및/또는 다른 부정확은 구조물이 표류하거나 그렇지 않으면 결합 근접 및/또는 벡터 또는 좌표 (이에 따라 구조물들이 결합 근접 이내에 있도록 이동됨) 와 정렬되지 않게 할 수 있다. 결정된 차이가 결합 근접의 허용가능한 공차 내에 있지 않으면, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 벡터 및/또는 좌표 세트 (이에 따라 구조물이 결합 근접 이내로 가져와질 수 있도록 구조물들 중 하나가 이동됨) 를 결정할 수 있다.
그 후, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 구조물을 보유하고 있는 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 중 하나와 통신가능하게 연결된 제어기 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 하나에 커맨드를 발행할 수 있고, 발행된 커맨드는 제어기로 하여금 구조물이 결합 근접 이내에 있도록 구조물의 위치를 정정하게 할 수 있다. 예를 들어, 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 중 하나는 발행된 명령에 기초하여 결정된 벡터 및/또는 좌표 세트에 따라 구조물을 이동시킬 수 있다.
도 6f 의 맥락에서, 계측 시스템 (531) 은 어셈블리 셀 (505) 내의 제 1 구조물 (523) 및/또는 제 2 구조물 (525) 중 적어도 하나와 연관된 위치 데이터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 계측 시스템 (531) 은 제 1 구조물 (523) 과 연관된 좌표 세트를 결정할 수 있다. 좌표 세트는 결합 근접 또는 제 2 구조물 (525) 에 대한 그리고/또는 어셈블리 셀 (505) 내의 제 1 구조물 (523) 의 물리적 위치를 나타낼 수 있다.
계측 시스템 (531) 은 위치 데이터를 컴퓨팅 시스템 (529) 에 제공할 수 있다. 컴퓨팅 시스템 (529) 은 위치 데이터를 수신할 수 있고, 위치 데이터에 기초하여, 제 1 구조물 (523) 이 결합 근접 이내에 있게 되고 제 2 구조물 (525) 과 결합될 수 있도록 적용될 정정 작업 세트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 제 1 구조물 (523) 과 연관된 좌표 세트와 결합 근접 사이의 차이를 결정할 수 있다.
결정된 차이에 기초하여, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 제 1 구조물 (523) 이 결합 근접 이내로 가져와질 수 있도록 제 1 구조물 (523) 에 적용될 정정 작업 세트를 결정할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 정정 작업 세트는 크기 및 방향을 각각 나타내는 벡터 세트를 포함할 수 있고, 이에 기초하여 제 1 구조물 (523) 이 결합 근접 이내로 이동될 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 정정 작업 세트는, 제 1 구조물 (523) 이 결합 근접 이내로 가져와지도록 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암이 제어될 좌표 세트와 같이, 제 1 구조물 (523) 을 결합 근접 이내로 가져오는 것과 연관된 좌표 세트를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 시스템 (529) 은, 예를 들어 커맨드 세트를 제어기 (611) 에 발행함으로써, 조립 로봇 (511) 과 통신가능하게 연결된 제어기 (611) 에 정정 작업 세트를 제공할 수 있다. 제어기 (611) 는 커맨드 세트에 의해 표시된 정정 작업 세트에 따라 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암을 제어함으로써 커맨드 세트를 적용할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 계측 시스템 (531) 은 상기한 정정 동업 세트가 적용된 후에 제 1 구조물 (523) 및/또는 제 2 구조물 (525) 중 적어도 하나와 연관된 위치 데이터를 다시 결정할 수 있다. 컴퓨팅 시스템 (529) 은 후속 위치 데이터를 수신할 수 있고, 후속 위치 데이터에 기초하여, 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 을 결합 근접 이내로 가져오는 것이 필요하다면, 다음 정정 작업 세트를 결정할 수 있다. 다음 정정 작업 세트가 필요한 경우, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 (예를 들어, 제 1 구조물 (523) 또는 제 2 구조물 (525) 중 어느 것이 이동되어야 하는지에 따라) 제어기 (607) 또는 제어기 (611) 중 하나에 다음 커맨드 세트를 발행할 수 있다. 다음 커맨드 세트를 수신하는 제어기는 다음 정정 작업 세트에 따라 키스톤 로봇 (507) 또는 조립 로봇 (511) 중 대응하는 하나를 제어할 수 있다. 이동-측정-정정 절차는, 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합 근접에 있고 추가적인 정정 작업이 적용되지 않아야 한다고 컴퓨팅 시스템 (529) 이 결정할 때까지 되풀이하여 반복될 수 있다. 따라서, 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 은 결합 근접에서 결합될 수 있다.
구조물들이 결합 근접 이내에 있을 때, 하나의 구조물의 적어도 일부는 방위 (또는 수평) 평면 및/또는 고도 평면 중 적어도 하나에서 다른 구조물의 적어도 일부와 중첩한다. 이러한 중첩에 따라, 하나의 구조물의 하나 이상의 특징부는, 예를 들어, 하나의 구조물의 돌출부가 다른 구조물의 리세스 내로 삽입될 때와 같이, 함께 인터로킹 또는 피팅함으로써, 다른 구조물의 하나 이상의 상보적인 특징부와 연결될 수 있다. 무고정구 조립 시스템 (500) 의 도시된 예시적인 작업들에서, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 은 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합 근접 이내에 있을 때 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 내에 위치결정될 수 있고, 이에 의해 텅-그루브 조인트를 생성한다.
일부 실시형태들에서, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 은 결합 근접에서 제 1 구조물 (523) 과 접촉하지 않을 수 있다. 즉, 구조물들이 서로 접촉하는 것을 방지하면서 구조물들을 결합 근접 이내로 가져오도록 로봇들이 제어될 수 있다. 예를 들어, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 은 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 내에 있을 수 있지만, 텅이 측면들 및 바닥과 접촉함이 없이 그루브에 삽입되기 때문에, 측방향 본드 갭 (측방향 본드 갭 (561a, 561b); 집합적으로 텅과 그루브의 측면들 사이의 측방향 본드 갭 (561) 이라 칭함) 및 텅과 그루브의 바닥 사이의 수직 본드 갭 (562) 이 야기될 수 있다. 오히려, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 은 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합 근접에 있을 때 (도 6b 에 도시된 바와 같이) 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 내에 디포짓팅된 구조적 접착제와 단지 접촉할 수 있다. 그러나, 일부 추가의 실시형태들에서, 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 를 둘러싸는 표면은 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 을 둘러싸는 표면과 접촉할 수 있다.
접촉 없이 결합으로부터 초래되는 본드 갭은 다부품 구조물을 조립하는 데 상당한 이점을 제공할 수 있다. 구체적으로, 각각의 개별 결합 작업에 대해, 예를 들어, 구조물들의 부적절한 위치결정, 구조물들의 치수 변동들에 의해 야기될 수 있는 공간 에러들이 존재할 수 있다 (예를 들어, 3D 인쇄된 구조물은 3D 인쇄의 특성으로 인해 예상된 바와 같이 정확한 치수를 갖지 않을 수 있다). 전형적인 결합 작업에서, 이러한 에러는 다부품 구조의 각각의 결합 작업과 함께 더해져서, 최종 어셈블리가 큰 치수 에러를 갖게 할 수 있다. 그러나, 무접촉 결합으로부터 발생하는 본드 갭은 각각의 개별 결합의 치수 오차를 흡수할 수 있다. 도 6o 에 도시된 결합은 본드 갭이 치수 오차를 어떻게 흡수할 수 있는지에 대한 더 세부사항을 제공한다.
이제 도 6g 를 참조하면, 키스톤 로봇 (507) 및 조립 로봇 (511) 은 제 2 구조물 (525) 및 제 1 구조물 (523) 이 결합 근접에 있도록 그들의 개별 위치에 남아 있을 수 있다.
이러한 위치결정이 유지되면서, UV 로봇 (515) 은 키스톤 로봇 (507) 및 조립 로봇 (511) 에 상대적으로 근접하게 위치될 수 있다. UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 을 향해, 구체적으로는 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합되는 지점을 향해 (예를 들어, 텅-그루브 조인트를 향해) 위치결정될 수 있다. 이러한 위치에서, UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 키스톤 로봇 (507) 과 조립 로봇 (511) 사이에 있을 수 있다.
UV 로봇 (515) 은 공구 (549) 와 연결될 수 있으며, 이는 구체적으로 UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부와 연결될 수 있다. 공구 (549) 는 결합 근접에서 제 1 구조물 (523) 과 제 2 구조물 (525) 을 접착시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 공구 (549) 는, UV 또는 다른 임시 접착제를 (예를 들어, UV 접착제 어플리케이터 (575) 를 통해) 적용하고 UV 광을 (예를 들어, UV 광 어플리케이터 (577) 를 통해) 방출하거나 그렇지 않으면 UV 또는 다른 임시 접착제를 경화시켜 제 1 구조물 (523) 과 제 2 구조물 (525) 을 접착시키기 위해, 어플리케이터 (575, 577) 와 같은 하나 이상의 어플리케이터로 구성되거나 이에 연결될 수 있다. UV 로봇 (515) 에 의해 생성된 본드는 임시적일 수 있는 반면, (도 6b 에 도시된 바와 같이, 구조적 접착 로봇 (513) 에 의해 도포된) 구조적 접착제는 경화되는 때 영구적인 본드를 제공할 수 있다.
UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는, UV 로봇 (515) 과 연결된 공구 (549) 가 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합 근접에 있는 지점에 근접하도록 위치결정될 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암은 공구 (549) 가 UV 접착제를 분배하기에 적합한 텅-그루브 조인트 (결합 근접에서 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 을 위치결정함으로써 형성됨) 로부터 거리를 두고 위치결정되도록 위치결정될 수 있다. 이러한 적합한 거리에서, UV 로봇 (515) 은 제 1 구조물 (523) 과 제 2 구조물 (525) 을 결합시킴으로써 형성된 텅-그루브 조인트 상에 및/또는 그 근처에 UV 접착제를 도포할 수 있다.
일부 실시형태들에서, UV 로봇 (515) 과 연결된 공구 (549) 는 하나 이상의 UV 접착제 스트립들로서 UV 접착제를 도포할 수 있다. 각각의 UV 접착제 스트립은 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 둘 다와 접촉하도록 도포될 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 하나의 UV 접착제 스트립이 제 1 구조물 (523) (예를 들어, 제 1 구조물 (523) 의 그루브 (533) 에 근접함) 및 제 2 구조물 (525) (예를 들어, 제 2 구조물 (525) 의 텅 (545) 에 근접함) 의 개별 표면들을 가로질러 놓이도록 공구 (549) 를 위치결정할 수 있다. 이 스테이지에서, UV 접착제는 경화되지 않을 수 있다 (예를 들어, 미경화 UV 접착제 (579)).
이제 도 6h 를 참조하면, 키스톤 로봇 (507) 및 조립 로봇 (511) 은, UV 접착제 (예를 들어, 미경화 UV 접착제 스트립 (579)) 가 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 에 걸쳐 놓인 채로 제 2 구조물 (525) 및 제 1 구조물 (523) 이 결합 근접에 위치결정되도록, 그들의 개별 위치들에 남아 있을 수 있다.
일부 실시형태들에서, UV 로봇 (515) 은 다시 키스톤 로봇 (507) 및 조립 로봇 (511) 에 상대적으로 근접하게 위치결정될 수 있다. UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 다시 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 을 향해, 구체적으로는 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 이 결합 근접에 있는 지점을 향해 (예를 들어, 텅-그루브 조인트를 향해) 위치결정될 수 있다.
전술한 바와 같이, UV 로봇 (515) 은 UV 접착제 또는 UV 로봇 (515) 에 의해 이전에 도포된 다른 임시 접착제를 경화시키도록 구성된 경화 디바이스, 예를 들어 UV 광 어플리케이터 (577) 를 포함하는 공구 (549) 와 연결될 수 있다. UV 광 어플리케이터 (577) 는 UV 접착제를 경화시키기 위해 UV 광 (581) 을 방출하도록 구성된 UV 경화 공구일 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 공구 (549) 는 열 및/또는 공기와 같은 다른 수단에 의해 신속-경화될 수 있는 임시 접착제를 도포하도록 구성될 수 있고, 공구는 공기 건조기 또는 열원을 갖는 어플리케이터와 같은 다른 임시 접착제를 경화시키기에 충분한 어플리케이터를 포함할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 임시 접착제는 그 자체로 신속하게 경화되는 신속-경화 접착제, 예를 들어 퀵 세트 에폭시일 수 있으며, 이 경우 공구는 접착제 어플리케이터만을 포함할 수 있다.
본 실시형태에서 설명된 바와 같이, 공구 (549) 는 UV 접착제를 도포하도록 구성된 UV 접착제 어플리케이터 및 UV 접착제를 경화시키도록 구성된 UV 광 어플리케이터 둘 다를 포함할 수 있고, 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 미경화 UV 접착제를 도포하기 위한 하나의 모드로부터 UV 접착제를 경화시키기 위한 다른 모드로 공구 (549) 의 작업 모드를 전환할 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 공구들은 상이할 수 있고, 예를 들어, UV 접착제 어플리케이터와 UV 광 어플리케이터를 위한 별개의 공구들이 있을 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 UV 접착제 어플리케이터 (디스펜서) 공구로부터 UV 광 어플리케이터 (경화) 공구로 전환할 수 있다.
UV 로봇 (515) 은 UV 접착제를 경화시키기에 적합한 UV 접착제로부터의 거리에 공구 (549) 를 위치결정할 수 있으며, 이는 UV 접착제가 이전에 도포되었던 위치와 동일한 위치 또는 상이한 위치일 수 있다. 이 거리에 있는 공구 (549) 로, UV 로봇 (515) 은 공구의 UV 광 어플리케이터 (577) 가 UV 접착제를 경화시키게 할 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 UV 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 동안 UV 광 어플리케이터 (577) 가 UV 광 (581) 을 방출하게 할 수 있다. 그러나, UV 로봇 (515) 은, 예를 들어, 구조적 접착제가 UV 광에 대한 노출을 통해 경화가능하지 않을 수 있기 때문에, 구조적 접착제를 경화시키지 않을 수 있다.
UV 접착제 (예를 들어, UV 접착제 스트립) 가 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 상의 하나 초과의 위치에 도포되는 일부 실시형태들에서, UV 로봇 (515) 은 공구 (549) 를 상이한 위치들로 이동시킬 수 있고, 그 각각은 UV 접착제를 경화시키기에 적합할 수 있다. UV 광 어플리케이터 (577) 가 경화를 위한 UV 광 (581) 을 방출하는 동안 UV 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 기간 동안에 UV 로봇 (515) 은 상이한 위치들 각각에서 공구 (549) 를 유지할 수 있다. 경화 후, 미경화 UV 접착제 (579) 는 경화된 UV 접착제 (583) 가 된다.
일단 UV 접착제가 경화되면, UV 로봇 (515) 은 그의 로봇식 아암을 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다. 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 은 경화된 UV 접착제 (583) 에 의해 적어도 일시적으로 접착될 수 있다. 그러나, 구조적 접착제 (도 6b 에 위에서 나타낸 바와 같이, 구조적 접착 로봇 (513) 에 의해 적용됨) 는 이 스테이지에서 여전히 경화되지 않을 수 있다.
다음으로, 도 6i 는, 키스톤 로봇 (507) 이 그 위치에 남아 있을 수 있고 제 2 구조물 (525) 을 계속 보유할 수 있다는 것을 예시한다. 이 스테이지에서, 제 2 구조물 (525) 은, 예를 들어, 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 을 가로지르는 경화된 UV 접착제 (583) 스트립들을 통해 제 1 구조물 (523) 에 적어도 일시적으로 접착될 수 있다.
조립 로봇 (511) 은 제 1 구조물 (523) 로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은, 예컨대, 엔드 이펙터 (537) 의 조오들을 개방하고, 제 1 구조물 (523) 의 하나 이상의 특징부로부터 엔드 이펙터 (537) 를 풀며, 그리고/또는 그렇지 않으면 엔드 이펙터 (537) 가 제 1 구조물 (523) 을 해제하게 함으로써, 그의 엔드 이펙터로 하여금 제 1 구조물 (523) 로부터 맞물림 해제되게 할 수 있다.
일단 제 1 구조물 (523) 로부터 분리되면, 조립 로봇 (511) 은 그의 로봇식 아암을 제 1 구조물로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 그의 로봇식 아암을 키스톤 로봇 (507) 으로부터 멀어지게 후퇴시킬 수 있다. 그렇게 할 때, 키스톤 로봇 (507) 은 더 넓은 이동 면적을 가질 수 있다.
조립 로봇 (511) 이 제 1 구조물 (523) 로부터 분리됨에 따라, 키스톤 로봇 (507) 은, 예를 들어, 제 1 구조물 (523) 과 적어도 일시적으로 접착되는 제 2 구조물 (525) 의 보유를 통해, 제 1 구조물 (523) 을 보유할 수 있다. 경화된 UV 접착제 (583) 는, 키스톤 로봇 (507) 이 제 1 구조물 (523) 과 직접 맞물리지 않더라도 (예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 의 엔드 이펙터 (543) 가 제 2 구조물 (525) 과 맞물리는 때), 제 2 구조물 (525) 과 접착된 제 1 구조물 (523) 의 이러한 보유를 지지하기에 충분한 접착을 제공할 수 있다. (심지어 일시적으로) 접착된 때, 제 1 구조물 (523) 및 제 2 구조물 (525) 은 구조물일 수 있고/있거나 서브어셈블리 (603) 로 지칭될 수 있다.
도 6j 를 참조하면, 조립 로봇 (511) 은 부품 테이블 (521) 을 향해 회전하고 제 3 구조물 (527) 과 맞물릴 수 있다. 제 3 구조물 (527) 은 제 3 구조물 (527) 을 하나 이상의 다른 구조물과 결합시킬 수 있는 하나 이상의 특징부를 포함할 수 있다. 예시적으로, 제 3 구조물 (527) 은 제 1 표면 상에 그루브 (551) 를 포함할 수 있고, 제 2 표면 상에 그루브 (553) 를 포함할 수 있다. 제 3 구조물 (527) 의 제 1 표면 및 제 2 표면은 대략 대향 표면들일 수 있다 (예를 들어, 제 1 표면은 제 3 구조물 (527) 의 좌측에 있을 수 있고 제 2 표면은 제 3 구조물 (527) 의 우측에 있을 수 있거나, 또는 그 반대일 수 있다).
로봇식 아암이 부품 테이블 (521) 을 향해 위치된 채, 조립 로봇 (511) 은 제 3 구조물 (527) 의 그루브 (553) 보다 제 3 구조물 (527) 의 그루브 (551) 에 상대적으로 더 가까울 수 있다. 조립 로봇 (511) 은 예컨대 대략 제 3 구조물 (527) 의 그루브 (551) 측에서 제 3 구조물 (527) 과 맞물릴 수 있다. 구체적으로, 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암은 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 가 제 3 구조물 (527) 과 맞물릴 수 있는 위치로 이동할 수 있다. 이 위치에서, 조립 로봇 (511) 의 엔드 이펙터 (537) 는 제 3 구조물 (527) 과 맞물린다. 일단 맞물리면, 조립 로봇 (511) 은 예를 들어 엔드 이펙터 (537) 에 의해 제 3 구조물 (527) 을 보유할 수 있다.
이제 도 6k 를 참조하면, 조립 로봇 (511) 은, 예컨대 그의 로봇식 아암이 구조적 접착 로봇 (513) 의 로봇식 아암을 향하는 위치로 그의 로봇식 아암을 그의 베이스 주위로 회전시킴으로써, 그의 로봇식 아암을 구조적 접착 로봇 (513) 을 향해 이동시킬 수 있다. 일부 실시형태에서, 구조적 접착 로봇 (513) 은 조립 로봇 (511) 에 의해 보유되는 제 3 구조물 (527) 을 향해 그의 로봇식 아암을 추가로 이동시킬 수 있다.
도 6k 에 도시된 바와 같이, 조립 로봇 (511) 은, 그루브 (551) 가 대략 상향 배향되도록, 예컨대 조립 로봇의 로봇식 아암 및/또는 조립 로봇의 엔드 이펙터 (537) 가 이동하게 함으로써, 그루브 (551) 가 대략 상향 배향되도록, 제 3 구조물 (527) 을 배향시킬 수 있다.
구조적 접착제 어플리케이터 (539) (또는 다른 유사한 공구) 와 연결된 구조적 접착 로봇 (513) 은, 구조적 접착제 어플리케이터가 그루브 (551) 위에 있고 다른 곳에 구조적 접착제의 디포지션을 피하면서 제어된 양의 구조적 접착제가 그루브 내의 규정된 영역 내에 디포짓팅되기에 충분히 가깝게 있는 위치로 그의 로봇식 아암을 이동시킬 수 있다. 이러한 위치에서, 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 의 접착제 도포 팁이 대략 그루브 (551) 바로 위에 있을 수 있고, 위쪽으로 향하는 그루브 (533) 내로 아래쪽으로 향할 수 있다.
적합하게 위치되는 때, 구조적 접착 로봇 (513) 은 구조적 접착제 어플리케이터 (539) 로 하여금 제어된 양의 구조적 접착제를 그루브 (551) 내에 디포짓팅하게 할 수 있다. 제어된 양의 구조적 접착제는 그루브 (551) 를 적어도 부분적으로 충전할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제어된 양의 구조적 접착제는 그루브 (551) 를 완전히 또는 거의 완전히 충전할 수 있다.
그러나, 구조적 접착제의 양은, 구조적 접착제가 그루브 (551) 외부로 그리고 그루브 (551) 를 한정하는 제 3 구조물 (527) 의 제 1 표면 상으로 넘치지 않도록 제어될 수 있다. 예를 들어, 그루브 (551) 에 디포짓팅된 구조적 접착제의 양은, 제 3 구조물 (527) 이 다른 구조물과 결합되는 때에 다른 구조물의 돌출부가 그루브 (551) 에 삽입될 때, 구조적 접착제가 제 3 구조물 (527) 의 임의의 표면 상으로 누출되지 않도록 제어될 수 있다.
도 6l 을 계속 참조하면, 조립 로봇 (511) 은 그의 로봇식 아암이 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암을 향하는 위치로 그의 베이스 주위에서 그의 로봇식 아암을 회전시킬 수 있다. 따라서, 키스톤 로봇 (507) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 조립 로봇 (511) 을 향해 위치결정될 수 있고, 유사하게, 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 키스톤 로봇 (507) 을 향해 위치결정될 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (603) 를 보유할 수 있고, 그의 엔드 이펙터가 서브어셈블리 (603) 의 제 2 구조물 (525) 과 직접 맞물린다. 서브어셈블리 (603) 는 대략 두 로봇들 (507, 511) 사이에 위치결정될 수 있다. 키스톤 로봇 (507) 은 제 1 구조물 (523) 의 텅 (535) 이 키스톤 로봇 (507) 을 향해 배향되도록 서브어셈블리 (603) 를 보유할 수 있다.
조립 로봇 (511) 이 그의 로봇식 아암을 부품 테이블 (521) 로부터 멀어지게 그리고 키스톤 로봇 (507) 을 향해 회전시킨 후, 제 3 구조물 (527) 은 대략 조립 로봇 (511) 과 키스톤 로봇 (507) 사이에 위치결정될 수 있다. 조립 로봇 (511) 은 그루브 (551) 가 그 안에 이전에 디포짓팅된 제어된 양의 접착제를 가지면서 대략 위쪽을 향하도록 제 3 구조물 (527) 을 배향시킬 수 있다.
조립 로봇 (511) 은 CAD 모델링에 기초할 수 있는 하나 이상의 벡터에 따라 제 3 구조물 (527) 을 이동시킬 수 있다. 하나 이상의 벡터 각각은 조립 로봇 (511) 에 의해 제 3 구조물 (527) 이 이동될 크기 (예를 들어, 거리) 및 방향을 나타낼 수 있다. 각각의 벡터는 제 3 구조물 (527) 이 서브어셈블리 (603) 와 결합될 수 있는 결합 근접을 향해 제 3 구조물 (527) 을 가져오도록 의도될 수 있지만, 일부 벡터는 제 1 및 2 구조물 (523, 525) 을 결합하기 위한 벡터가 적용될 수 있는 위치로 제 1 구조물 (523) 을 가져오도록 의도된 중간 벡터일 수 있다.
이제 도 6m 을 참조하면, 키스톤 로봇 (507) 은 제 1 구조물 (523) 의 텅 (535) 이 대략 하향 배향되는 위치로 서브어셈블리 (603) 를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 은 제 1 구조물 (523) 이 (예를 들어, 도 6i 에 도시된 바와 같이) 제 2 구조물 (525) 과 결합될 때 서브어셈블리 (603) 의 위치로부터 대략 90도 반시계 방향으로 서브어셈블리 (603) 를 회전시킬 수 있다. 이러한 배향에서, 제 1 구조물 (523) 의 텅 (535) 은 제 3 구조물 (527) 의 상향 배향된 그루브 (551) 를 향해 아래쪽으로 향한다.
일부 실시형태에서, 키스톤 로봇 (507) 은 CAD 모델링에 기초할 수 있는 하나 이상의 벡터에 따라 서브어셈블리 (603) 를 이동시킬 수 있다. 하나 이상의 벡터 각각은 키스톤 로봇 (507) 에 의해 서브어셈블리 (603) 가 이동될 크기 (예를 들어, 거리) 및 방향을 나타낼 수 있다. 각각의 벡터는 서브어셈블리 (603) 가 제 3 구조물 (527) 과 결합될 수 있는 결합 근접 이내로 서브어셈블리 (603) 를 가져오도록 의도될 수 있지만, 일부 벡터는 서브어셈블리 (603) 와 제 3 구조물 (527) 을 결합시키기 위한 벡터가 적용될 수 있는 위치로 서브어셈블리 (603) 를 가져오도록 의도된 중간 벡터일 수 있다.
다음으로, 도 6n 은, 제 3 구조물 및 서브어셈블리가 가까이 있지만 결합 근접에 있지 않도록, 이 경우 제 3 구조물이 적어도 부분적으로 제 1 구조물 (523) 아래에 있도록, 예를 들어 제 3 구조물 (527) 및 서브어셈블리 (603) 가 고도 평면 (또는 수직 공간) 에서 적어도 부분적으로 중첩되도록, 조립 로봇 (511) 및 키스톤 로봇 (507) 이 제 3 구조물 (527) 및 서브어셈블리 (603) 를 각각 위치결정할 수 있다는 것을 도시한다.
제 3 구조물 (527) 은 그루브 (551) 가 그 안에 이전에 디포짓팅된 제어된 양의 접착제를 가지면서 대략 위쪽을 향하도록 배향될 수 있다. 조립 로봇 (511) 은 서브어셈블리 (603) 를 향해 제 3 구조물 (527) 을 상향 이동시킬 수 있다. 또한, 조립 로봇 (511) 은 상향 그루브 (551) 가 하향 텅 (535) 과 대략 수직으로 그리고 수평으로 정렬되도록 제 3 구조물 (527) 을 위치결정할 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 이전에 설명된 위치에서 서브어셈블리 (603) 를 보유할 수 있고, 텅 (535) 은 상향 그루브 (551) 을 향해 대략 하향 배향된다. 그러나, 제 3 구조물 (527) 및 서브어셈블리 (603) 는 제 3 구조물 (527) 및 서브어셈블리 (603) 가 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 아직 있지 않을 수 있다.
도 6o 는 서브어셈블리 및 제 3 구조물이 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 이 가져와질 수 있다는 것을 예시한다. 그렇게 하기 위해, 서브어셈블리 (603) 및/또는 제 3 구조물 (527) 중 하나 또는 둘 다는 각각 키스톤 로봇 (507) 및/또는 조립 로봇 (511) 중 하나 또는 둘 다에 의해 이동될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 제 3 구조물 (527) 이 맞물리는 로봇식 아암의 원위 단부를, 서브어셈블리 (603) 를 향해 대략 상향 방향으로 이동하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (603) 가 보유되는 로봇식 아암의 원위 단부를, 제 3 구조물 (527) 을 향해 대략 하향 방향으로 이동하게 할 수 있다.
도 6f 에서 전술한 예시적인 작업들과 유사하게, 계측 시스템 (531) 은 어셈블리 셀 (505) 내의 제 3 구조물 (527) 및/또는 서브어셈블리 (603) 중 적어도 하나와 연관된 위치 데이터를 결정할 수 있다. 예를 들어, 계측 시스템 (531) 은 제 3 구조물 (527) 과 연관된 좌표 세트를 결정할 수 있다. 좌표 세트는 결합 근접 또는 서브어셈블리 (603) 에 대한 그리고/또는 어셈블리 셀 (505) 내의 제 3 구조물 (527) 의 물리적 위치를 나타낼 수 있다.
계측 시스템 (531) 은 위치 데이터를 컴퓨팅 시스템 (529) 에 제공할 수 있다. 컴퓨팅 시스템 (529) 은 위치 데이터를 수신할 수 있고, 위치 데이터에 기초하여, 제 3 구조물 (527) 이 결합 근접 이내에 오게 되고 서브어셈블리 (603) 와 결합될 수 있도록, 그리고 특히, 구조적 접착제를 갖는 제 3 구조물 (527) 의 그루브 (551) 내로 제 1 구조물 (523) 의 텅 (535) 을 삽입함으로써, 적용될 정정 작업 세트를 결정할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 제 3 구조물 (527) 과 연관된 좌표 세트와 결합 근접 사이의 차이를 결정할 수 있다.
결정된 차이에 기초하여, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 제 3 구조물이 결합 근접 이내로 가져와질 수 있도록 제 3 구조물 (527) 에 적용될 정정 작업 세트를 결정할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 정정 작업 세트는 크기 및 방향을 각각 나타내는 벡터 세트를 포함할 수 있고, 이에 기초하여 제 3 구조물 (527) 이 결합 근접 이내로 이동될 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 정정 작업 세트는, 제 3 구조물 (527) 이 결합 근접 이내로 가져와지도록 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암이 제어될 좌표 세트와 같이, 제 3 구조물 (527) 을 결합 근접 이내로 가져오는 것과 연관된 좌표 세트를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 시스템 (529) 은, 예를 들어 커맨드 세트를 제어기 (611) 에 발행함으로써, 조립 로봇 (511) 과 통신가능하게 연결된 제어기 (611) 에 정정 작업 세트를 제공할 수 있다. 제어기 (611) 는 커맨드 세트에 의해 표시된 정정 작업 세트에 따라 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암을 제어함으로써 커맨드 세트를 적용할 수 있다.
일부 실시형태에서, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 이 결합 근접 이내에 있음을 나타내는 위치 데이터를 계측 시스템 (531) 으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템 (529) 은, 수신된 위치 데이터로부터, 제 3 구조물 (527) 이 제 3 구조물 (527) 과 서브어셈블리 (603) 를 결합하는 허용가능한 공차 내에 위치되어 있다고 결정할 수 있다. 허용가능한 공차는 도 6f 에 도시된 본드 갭과 유사한 본드 갭에 의해 제공될 수 있다. 그러나, 도 6o 에 도시된 결합 작업에서, 측방향 본드 갭들은 동일하지 않다. 구체적으로, 제 1 측방향 본드 갭 (565) 은 제 2 측방향 본드 갭 (566) 보다 크다. 제 1 및 제 2 측방향 접합 갭들의 크기 차이는, 예를 들어, 텅이 부정확하게 인쇄되어, 텅이 (도면의 관점으로부터) 한 쪽으로 이동되었기 때문에 야기될 수 있다. 그러나, 본드 갭이 어느 정도의 치수 오차를 허용하기 때문에, 서브어셈블리 (603) 의 나머지 부분의 최종 위치는 제 3 구조물 (527) 에 대해 정확하게 위치결정될 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 무접촉 결합으로 인한 본드 갭은 치수 오차를 상쇄할 수 있고, 따라서 큰 다중-구조물 어셈블리가 더 큰 치수 정확도를 가질 수 있게 한다. 자동차 분야에서, 특히, 치수 정확도는 품질 구축의 중요한 요소이다. 따라서, 자동차 구조물들의 무고정구 무접촉 결합은 상당한 이점을 제공할 수 있다.
이제 도 6p 를 참조하면, UV 로봇 (515) 은 키스톤 로봇 (507) 및 조립 로봇 (511) 에 상대적으로 근접하게 위치될 수 있다. UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 을 향해, 구체적으로는 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 이 결합 근접에 위치되는 지점을 향해 (예를 들어, 텅-그루브 조인트를 향해) 위치결정될 수 있다. 이러한 위치에서, UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 키스톤 로봇 (507) 과 조립 로봇 (511) 사이에 있을 수 있다.
UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 공구 (549) 가 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 이 결합 근접에 있는 지점에 근접하도록 위치결정될 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암은 공구 (549) 가 UV 접착제를 분배하기에 적합한 텅-그루브 조인트 (결합 근접에서 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 을 결합시킴으로써 형성됨) 로부터 거리를 두고 위치결정되도록 위치결정될 수 있다.
이러한 적합한 거리에서, UV 로봇 (515) 은 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 을 결합 근접에 위치시킴으로써 형성된 텅-그루브 조인트 상에 및/또는 그 근처에 UV 접착제를 도포할 수 있다. 예를 들어, 공구 (549) 의 UV 접착제 어플리케이터 (575) 는 하나 이상의 UV 접착제 스트립으로서 UV 접착제를 도포할 수 있고, 그 각각은 서브어셈블리 (603) 의 제 1 구조물 (523) 및 제 3 구조물 (527) 둘 다와 접촉할 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 하나의 UV 접착제 스트립이 제 1 구조물 (523) (예를 들어, 제 1 구조물 (523) 의 텅 (535) 에 근접함) 및 제 3 구조물 (527) (예를 들어, 제 3 구조물 (527) 의 그루브 (551) 에 근접함) 의 개별 표면들을 가로질러 놓이도록 공구 (549) 를 위치결정할 수 있다. 이 스테이지에서, UV 접착제는 경화되지 않을 수 있다 (예를 들어, 미경화 UV 접착제 (585)).
도 6q 를 계속 참조하면, UV 로봇 (515) 은 UV 접착제를 경화시키기에 적합한 미경화 UV 접착제로부터의 거리에 공구 (549) 의 UV 광 어플리케이터 (577) 를 위치결정할 수 있으며, 이는 (도 6p 에 도시된 바와 같이) UV 접착제가 이전에 도포되었던 위치와 동일한 위치 또는 상이한 위치일 수 있다. 이 거리에 있는 공구 (549) 로, UV 로봇 (515) 은 UV 광 어플리케이터 (577) 가 UV 접착제를 경화시키게 할 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 UV 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 동안 UV 광 어플리케이터 (577) 가 UV 광 (581) 을 방출하게 하여, 경화된 UV 접착제 (587) 를 초래할 수 있다. 그러나, UV 로봇 (515) 은 (도 6k 에 도시된 바와 같이) 구조적 접착 로봇 (513) 에 의해 도포된 구조적 접착제를 경화시키지 않을 수 있는데, 이는 예를 들어 구조적 접착제가 UV 광에 대한 노출을 통해 경화가능하지 않을 수 있기 때문이다.
UV 접착제 (예를 들어, UV 접착제 스트립) 가 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 상의 하나 초과의 위치에 도포되는 일부 실시형태에서, UV 로봇 (515) 은 공구 (549) 를 상이한 위치들로 이동시킬 수 있고, 이 위치들의 각각은 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 에 걸쳐 상이한 위치들에 도포된 UV 접착제를 경화시키기에 적합할 수 있다. UV 광 어플리케이터 (577) 가 경화를 위한 UV 광 (581) 을 방출하는 동안 UV 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 기간 동안에 UV 로봇 (515) 은 상이한 위치들 각각에서 공구 (549) 를 유지할 수 있다.
다음으로, 도 6r 은, UV 접착제가 경화되고 나면, UV 로봇 (515) 이 그의 로봇식 아암을 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 로부터 멀어지게 이동시킬 수 있음을 예시한다. 서브어셈블리 (603) 및 제 3 구조물 (527) 은 경화된 UV 접착제 (587) 에 의해 적어도 일시적으로 접착되어 서브어셈블리 (605) 를 형성할 수 있다. 그러나, 구조적 접착제 (도 6k 에 도시된 바와 같이, 구조적 접착 로봇 (513) 에 의해 도포됨) 는 이 스테이지에서 여전히 경화되지 않을 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 그 위치에 남아 있을 수 있고, 서브어셈블리 (605) 를 계속 보유할 수 있다. 조립 로봇 (511) 은 제 3 구조물 (527) 로부터 맞물림 해제될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은, 예컨대, 엔드 이펙터 (537) 의 조오들을 개방하고, 제 3 구조물의 하나 이상의 특징부로부터 엔드 이펙터를 풀며, 그리고/또는 그렇지 않으면 엔드 이펙터가 제 3 구조물을 해제하게 함으로써, 그의 엔드 이펙터로 하여금 제 3 구조물 (527) 로부터 맞물림 해제되게 할 수 있다.
일단 제 3 구조물 (527) 로부터 분리되면, 조립 로봇 (511) 은 그의 로봇식 아암을 제 3 구조물 (527) 로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 그의 로봇식 아암을 키스톤 로봇 (507) 으로부터 멀어지게 후퇴시킬 수 있다. 그렇게 함에 있어서, 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (605) 를 유지하면서 더 큰 이동 영역을 가질 수 있다.
조립 로봇 (511) 이 제 3 구조물 (527) 로부터 분리됨에 따라, 키스톤 로봇 (507) 은 예를 들어, 제 1 구조물 (523) 과 적어도 일시적으로 접착되는 제 2 구조물 (525) 의 보유를 통해 그리고 제 1 구조물 (523) 과 제 3 구조물 (527) 의 적어도 일시적 접착을 통해 제 3 구조물 (527) 을 보유할 수 있다. 경화된 UV 접착제 (587) 는, 키스톤 로봇 (507) 이 제 1 구조물 (523) 과 직접 맞물리지 않더라도 (예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 의 엔드 이펙터 (543) 가 제 2 구조물 (525) 과 맞물릴 때), 제 1 구조물 (523) 과 접착되고 제 1 구조물 (523) 과의 접착을 통해 제 2 구조물 (525) 과 간접적으로 연결되는 제 3 구조물 (527) 의 이러한 보유를 지지하기 위한 충분한 접착을 제공할 수 있다. (심지어 일시적으로) 접착된 때, 제 1 구조물 (523), 제 2 구조물 (525) 및 제 3 구조물 (527) 은 구조물일 수 있고/있거나 서브어셈블리, 즉 서브어셈블리 (605) 로 지칭될 수 있다.
로봇들은 프레임, 섀시, 보디, 패널 등과 같은 차량의 적어도 일부인 서브어셈블리를 무고정구 조립하기 위해 도 6a 내지 6r 에서 설명된 것과 유사한 무고정구 조립 시스템 (500) 의 예시적인 동업들을 반복할 수 있다. 예시적인 작업 동안, 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리를 연속적으로 보유할 수 있고, 조립 로봇 (511) (및/또는 조립 로봇 (509)) 은 다른 구조물들과 맞물리고 보유할 때, 구조적 접착 로봇 (513) 은 다른 구조물들의 각각에 구조적 접착제를 도포하고, 조립 로봇 (511) (및/또는 조립 로봇 (509)) 은 키스톤 로봇 (507) 에 의해 보유된 서브어셈블리와 다른 구조물들의 각각을 결합시키고, UV 로봇 (515) 은 서브어셈블리와 결합된 다른 구조물들의 각각을 적어도 일시적으로 접착시키기 위해 UV 또는 다른 일시적 접착제를 도포 및 경화시키며, 그 후 조립 로봇 (511) (및/또는 조립 로봇 (509)) 은 UV 또는 다른 일시적 접착제가 경화된 후에 다른 구조물들의 각각을 해제한다.
도 6s 에 도시된 바와 같이, 서브어셈블리 (637) 는 서브어셈블리 (603) 를 형성하기 위해 제 1 구조물 (523) 과 제 2 구조물 (525) 을 결합하고, 서브어셈블리 (605) 를 형성하기 위해 제 3 구조물 (527) 과 서브어셈블리 (603) 를 결합하는 등의 예시적인 작업들을 통해 조립된다. 이 예에서, 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (637) 의 결합에서의 이전 단계 동안 제 2 구조물 (525) 로부터 이전에 맞물림 해제되었다. 예를 들어, 키스톤 로봇은 맞물림 해제되고 조립 로봇이 이전 서브어셈블리를 보유하게 할 수 있으며, 키스톤 로봇은 조립 프로세스를 계속하기 위해 부품 테이블에서 다른 부품을 픽업할 수 있다. UV 또는 다른 임시 접착제에 의해 생성된 접착은 키스톤 로봇 (507) 에 의해 (예를 들어, 단지 하나의 엔드 이펙터에 의해 그리고 단지 하나의 구조물에서) 보유되는 때 서브어셈블리 (637) 를 지지하기에 충분할 수 있다. 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (637) (뿐만 아니라 더 크고, 더 무겁고, 및/또는 더 복잡한 서브어셈블리들 및 완성된 어셈블리들) 를 단독으로 보유 및 지지하는 것이 효과적으로 가능할 수 있다. 또한, 키스톤 로봇 (507) 은 다른 로봇들로부터의 보조 없이 서브어셈블리 (637) (뿐만 아니라 더 크고, 더 무겁고, 및/또는 더 복잡한 서브어셈블리들 및 완성된 어셈블리들) 를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (637) 를 보유하면서 그의 로봇식 아암 및/또는 엔드 이펙터 (543) 를 이동, 회전 및/또는 관절운동시킬 수 있다. 최종 조립이 완료되면, 키스톤 로봇 (507) 은 도 6t 와 관련하여 설명된 바와 같이 전체 어셈블리를 보유할 것이다.
일부 실시형태들에서, 다른 서브어셈블리들은 키스톤 로봇 (507) 없이 다른 구조물들로부터 조립될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (509, 511) 은 제 1, 제 2 및 제 3 구조물 (523, 525, 527) 로부터의 서브어셈블리 (605) 의 조립과 유사한 다른 구조물 세트로부터 다른 서브어셈블리 (639) 를 조립할 수 있지만, 서브어셈블리 (639) 는 키스톤 로봇 (507) 없이 조립될 수 있다. 대신에, 조립 로봇 (509) 이 다른 구조물들과 맞물리고 보유할 때, 조립 로봇 (511) 은 하나의 구조물과 맞물리고 연속적으로 보유할 수 있고, 구조적 접착 로봇 (513) 은 다른 구조물들의 각각에 구조적 접착제를 도포하고, 조립 로봇 (509) 은 조립 로봇 (511) 에 의해 연속적으로 보유되는 동안 서브어셈블리 (639) 와 다른 구조물들의 각각을 결합시키고, UV 로봇 (515) 은 서브어셈블리 (639) 와 결합된 다른 구조물들의 각각을 적어도 일시적으로 접착시키도록 UV 접착제를 도포 및 경화하고, 그 후, 조립 로봇 (509) 은 UV 접착제가 경화된 후에 다른 구조물들의 각각을 해제한다. 따라서, 서브어셈블리 (639) 는 키스톤 로봇 (507) 이 서브어셈블리 (637) 를 계속적으로 보유하는 동안 어셈블리 셀 (505) 에서 조립될 수 있다. 일부 실시형태에서, 적어도 2 개의 서브어셈블리가 무고정구 조립 시스템 (500) 에서 동시에 조립될 수 있다.
다시 도 6s 를 참조하면, 조립 로봇 (511) 은 예를 들어 서브어셈블리 (639) 를 서브어셈블리 (637) 아래에 적어도 부분적으로 위치시킬 수 있어서, 서브어셈블리 (639) 및 서브어셈블리 (637) 는 고도 평면 (또는 수직 공간) 에서 적어도 부분적으로 중첩된다.
서브어셈블리 (639) 는 그 구성 구조물의 그루브 (621, 623) 가 대략 상방을 향하도록 배향될 수 있다. 서브어셈블리 (639) 의 그루브 (621, 623) 는 그 내부에 이전에 디포짓팅된 제어된 양의 구조적 접착제를 가질 수 있다. 조립 로봇 (511) 은 서브어셈블리 (639) 를 서브어셈블리 (637) 를 향해 상향 이동시킬 수 있다. 또한, 조립 로봇 (511) 은 상향 그루브 (621, 623) 가 서브어셈블리 (637) 의 하향 텅 (625, 627) 과 대략 또는 거의 수직으로 그리고 수평으로 정렬되도록 서브어셈블리 (639) 를 위치결정할 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (637) 의 텅 (625, 627) 이 서브어셈블리 (639) 의 대략 상향 그루브 (621, 623) 를 향해 대략 하향 배향된 위치에서 서브어셈블리 (637) 를 보유할 수 있다. 그러나, 서브어셈블리 (637, 639) 는 서브어셈블리 (637) 가 서브어셈블리 (639) 와 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 아직 있지 않을 수 있다.
도 6t 를 참조하면, 서브어셈블리 (637) 및 서브어셈블리 (639) 는 서브어셈블리 (637) 및 서브어셈블리 (639) 가 결합될 수 있는 결합 근접 이내에 놓일 수 있다. 그렇게 하기 위해, 서브어셈블리 (637) 및/또는 서브어셈블리 (639) 중 하나 또는 둘 다는 각각 키스톤 로봇 (507) 및/또는 조립 로봇 (511) 중 하나 또는 둘 다에 의해 이동될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 서브어셈블리 (639) 이 맞물리는 로봇식 아암의 원위 단부를, 서브어셈블리 (637) 를 향해 대략 상향 방향으로 이동하게 할 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (637) 가 보유되는 로봇식 아암의 원위 단부를, 서브어셈블리 (639) 를 향해 대략 하향 방향으로 이동하게 할 수 있다.
도 6f 에서 전술한 예시적인 작업들과 유사하게, 계측 시스템 (531) 은 어셈블리 셀 (505) 내의 서브어셈블리 (639) 및/또는 서브어셈블리 (637) 중 적어도 하나와 연관된 위치 데이터를 결정할 수 있다. 계측 시스템 (531) 은 위치 데이터를 컴퓨팅 시스템 (529) 에 제공할 수 있다. 컴퓨팅 시스템 (529) 은 위치 데이터를 수신할 수 있고, 위치 데이터에 기초하여, 서브어셈블리 (639) 가 결합 근접 내에 놓이고 서브어셈블리 (637) 와 결합될 수 있도록, 그리고 구체적으로, 서브어셈블리 (637) 의 텅 (625, 627) 각각을, 내부에 도포된 구조적 접착제를 갖는 서브어셈블리 (639) 의 그루브 (621, 623) 의 개별 그루브 내로 삽입함으로써, 적용될 정정 작업 세트를 결정할 수 있다.
위치 데이터에 기초하여, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 서브어셈블리 (639) 가 결합 근접 내에 들어올 수 있도록 서브어셈블리 (639) 에 적용될 정정 작업 세트를 결정할 수 있다. 일부 실시형태들에서, 정정 작업 세트는 크기 및 방향을 각각 표시하는 벡터 세트를 포함할 수 있고, 이에 기초하여 서브어셈블리 (639) 가 결합 근접 내에서 이동될 수 있다. 일부 다른 실시형태들에서, 정정 작업 세트는, 서브어셈블리 (639) 가 결합 근접 이내로 가져와지도록 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암이 제어될 좌표 세트와 같이, 서브어셈블리 (639) 를 결합 근접 이내로 가져오는 것과 연관된 좌표 세트를 포함할 수 있다.
컴퓨팅 시스템 (529) 은, 예를 들어 커맨드 세트를 제어기 (611) 에 발행함으로써, 조립 로봇 (511) 과 통신가능하게 연결된 제어기 (611) 에 정정 작업 세트를 제공할 수 있다. 제어기 (611) 는 커맨드 세트에 의해 표시된 정정 작업 세트에 따라 조립 로봇 (511) 의 로봇식 아암을 제어함으로써 커맨드 세트를 적용할 수 있다.
일부 실시형태에서, 컴퓨팅 시스템 (529) 은 서브어셈블리 (637) 및 서브어셈블리 (639) 가 결합 근접 이내에 있음을 나타내는 위치 데이터를 계측 시스템 (531) 으로부터 수신할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템 (529) 은, 수신된 위치 데이터로부터, 서브어셈블리 (639) 가 서브어셈블리 (637) 와 서브어셈블리 (639) 를 결합하는 허용가능한 공차 내에 위치되어 있다는 것을 결정할 수 있다. 허용가능한 공차는 서브어셈블리 (639) 의 그루브 (621, 623) 의 본드 갭들에 의해 제공될 수 있다.
컴퓨팅 시스템 (529) 이, 서브어셈블리 (637) 및 서브어셈블리 (639) 가 결합 근접에 있고, 계측 시스템 (531) 으로부터 수신된 위치 데이터에 기초하여 추가적인 정정 작업이 적용되어서는 안 된다고 결정할 때, 서브어셈블리 (637) 및 서브어셈블리 (639) 는 결합 근접에서 결합될 수 있다. 예를 들어, 조립 로봇 (511) 은 서브어셈블리 (639) 를 대략 상향 방향으로 이동시킬 수 있고/있거나 키스톤 로봇 (507) 은 서브어셈블리 (637) 를 대략 하향 방향으로 이동시킬 수 있고, 따라서 서브어셈블리 (637) 의 적어도 일부는 방위 (또는 수평) 평면 및/또는 고도 평면 중 적어도 하나에서 서브어셈블리 (639) 의 적어도 일부와 중첩된다. 결합 근접에서의 이러한 중첩에 따라, 서브어셈블리 (637) 의 각각의 텅 (625, 627) 은 서브어셈블리 (639) 의 개별 그루브 (621, 623) 내에 위치될 수 있고, 텅-그루브 조인트가 형성된다.
일부 실시형태에서, 서브어셈블리 (637) 의 텅 (625, 627) 은 결합 근접에서 서브어셈블리 (639) 와 접촉하지 않을 수 있다. 예를 들어, 서브어셈블리 (637) 의 텅 (625, 627) 은 각각 서브어셈블리 (639) 의 그루브 (621, 623) 내에 있을 수 있지만, 그루브 (621, 623) 의 측면 및 바닥에서의 본드 갭은 텅 (625, 627) 이 그루브 (621, 623) 의 측면 및 바닥과 같은 서브어셈블리 (639) 의 임의의 표면과 접촉함이 없이 그루브 (621, 623) 내에 각각 삽입되게 할 수 있다. 오히려, 서브어셈블리 (637, 639) 가 결합 근접에 있을 때 서브어셈블리 (637) 의 텅 (625, 627) 은 서브어셈블리 (639) 의 그루브 (621, 623) 내에 디포짓팅된 구조적 접착제와 접촉할 수 있다. 그러나, 일부 추가의 실시형태에서, 서브어셈블리 (639) 의 그루브 (621, 623) 를 둘러싸는 표면은 서브어셈블리 (637) 의 텅 (625, 627) 을 둘러싸는 표면과 접촉할 수 있다.
이어서, UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 서브어셈블리 (637, 639) 를 향해, 그리고 구체적으로는 서브어셈블리 (637, 639) 가 결합되는 지점 중 하나를 향해 (예를 들어, 텅-그루브 조인트 중 하나를 향해) 위치결정될 수 있다. UV 로봇 (515) 의 로봇식 아암의 원위 단부는 UV 로봇 (515) 과 연결된 공구 (549) 가 서브어셈블리 (637, 639) 가 연결 근접에 위치결정되는 지점에 근접하도록 위치결정될 수 있다.
적합한 거리에 있을 때, UV 로봇 (515) 은 서브어셈블리들 (637, 639) 을 결합함으로써 형성된 텅-그루브 조인트들 중 하나 상에 및/또는 그 근처에 UV 접착제를 도포할 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 과 연결된 공구 (549) 는 하나 이상의 UV 접착제 스트립으로서 UV 접착제를 도포할 수 있고, 각각의 스트립은 서브어셈블리 (637, 639) 둘 다와 접촉할 수 있다.
그 후, UV 로봇 (515) 은 서브어셈블리들 (637, 639) 을 결합함으로써 형성된 다른 텅-그루브 조인트로 공구 (549) 를 이동시킬 수 있다. 이어서, UV 로봇 (515) 은 서브어셈블리들 (637, 639) 을 결합함으로써 형성된 다른 텅-그루브 조인트 중 하나 상에 및/또는 그 근처에 UV 접착제를 도포할 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 과 연결된 공구 (549) 는 하나 이상의 UV 접착제 스트립으로서 UV 접착제를 도포할 수 있고, 각각의 스트립은 서브어셈블리 (637, 639) 둘 다와 접촉할 수 있다.
다음으로, UV 로봇 (515) 은 UV 접착제가 도포되는 각각의 지점에서 UV 접착제를 경화시키기 위해 공구 (549) 를 위치결정할 수 있다. 공구 (549) 가 각각의 지점에 있을 때, UV 로봇 (515) 은 공구 (549) 가 UV 접착제를 경화시키게 할 수 있다. 예를 들어, UV 로봇 (515) 은 공구 (549) 가 UV 접착제를 경화시키기에 충분한 시간 동안 각각의 지점에서 UV 광 (581) 을 방출하게 할 수 있다. 그러나, UV 로봇 (515) 은 그루브 (621, 623) 내에 도포된 구조적 접착제를 경화시키지 않을 수 있는데, 이는 예를 들어 구조적 접착제가 UV 광에 대한 노출을 통해 경화가능하지 않을 수 있기 때문이다.
일단 UV 접착제가 경화되면, UV 로봇 (515) 은 그의 로봇식 아암을 서브어셈블리 (637, 639) 로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다. 서브어셈블리 (637, 639) 는 경화된 UV 접착제에 의해 적어도 일시적으로 접착될 수 있다.
UV 접착제가 경화된 후, 조립 로봇 (511) 은 서브어셈블리 (639) 로부터 분리될 수 있고, 서브어셈블리 (639) 로부터 멀어지게 그의 로보틱 아암을 이동시킬 수 있다. 결합되고 적어도 일시적으로 접착된 서브어셈블리들 (637, 639) 은 어셈블리 (641) 를 형성할 수 있다. 조립 로봇 (511) 이 어셈블리 (641) 로부터 분리될 때, 키스톤 로봇 (507) 은 어셈블리 (641) 를 보유할 수 있다.
다음으로 도 6u 는 로봇식 아암을 조립 로봇 (511) 으로부터 멀어지게 회전시키는 키스톤 로봇 (507) 을 도시한다. 그렇게 함으로써, 키스톤 로봇 (507) 은 어셈블리 (641) 를 자동화된 카트 (631) 를 향해 이동시킬 수 있다. 키스톤 로봇 (507) 은 자동화된 카트 (631) 상에 어셈블리 (641) 를 위치시키기 위해 그의 로봇식 아암 및/또는 엔드 이펙터 (543) 를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 키스톤 로봇 (507) 은 어셈블리 (641) 를 자동화된 카트 (631) 위로 가져오기 위해 그의 로봇식 아암을 그의 베이스 주위에서 회전시킬 수 있고, 이어서 키스톤 로봇 (507) 은, 어셈블리 (641) 가 자동화된 카트 (631) 내에 있고 자동화된 카트 (631) 의 표면과 접촉할 때까지, 그의 로봇식 아암을 대략 하향 방향으로 이동시킴으로써 어셈블리 (641) 를 자동화된 카트 (631) 내로 하강시킬 수 있다.
키스톤 로봇 (507) 은 키스톤 로봇 (507) 이 어셈블리 (641) 를 자동화된 카트 (631) 내에 위치시킨 후에 어셈블리 (641) 로부터 분리될 수 있다. 이어서 키스톤 로봇 (507) 은 어셈블리 (641) 로부터 멀어지게 그의 로봇식 아암을 후퇴시킬 수 있다.
도 6v 에 도시된 바와 같이, 자동화된 카트 (631) 는 그 후 어셈블리 (641) 를 오븐 (633) 으로 이동시킬 수 있고, 어셈블리 (641) 는 오븐 (633) 내에 놓일 수 있다. 오븐 (633) 은 구조적 접착제를 경화시키기에 적합한 온도로 가열하도록 구성될 수 있고, 오븐 (633) 은 구조적 접착제를 경화시키기에 충분한 지속시간 동안 그 온도에 남아 있도록 구성될 수 있다.
일부 실시형태에서, 구조적 접착제를 경화시키기에 충분한 지속시간 동안 오븐 (633) 의 온도에 어셈블리 (641) 를 형성하기 위해 구조물들을 일시적으로 접착시키기 위해 이전에 도포된 UV 접착제 (예를 들어, UV 접착제 스트립) 를 노출시키는 것은 UV 접착제가 분해되거나 그렇지 않으면 연소되게 할 수 있다. 구조적 접착제를 경화시키기에 충분한 지속시간 후에, 어셈블리 (641) 는 오븐 (633) 으로부터 제거될 수 있다. 이어서 어셈블리 (641) 는 예를 들어 프레임, 섀시, 보디, 패널, 또는 다른 차량 컴포넌트로서 차량에 포함될 수 있다.
도 7 은 적어도 2 개의 로봇을 포함하는 무고정구 조립 시스템의 방법 (700) 의 흐름도이다. 예시된 작업들 중 하나 이상은 전치, 생략, 및/또는 동시 수행될 수 있다.
방법 (700) 은 도 6a 내지 6v 를 포함하여, 도 5 의 무고정구 조립 시스템 (500) 과 같은, 무고정구 조립 시스템에서 수행될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템은 예를 들어 후술하는 프로세싱 시스템 (1000) 과 같은 프로세싱 시스템일 수 있는, 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 및/또는 컴퓨팅 시스템 (529) 중 하나 이상에 의해 방법 (700) 을 수행할 수 있다. 방법 (700) 을 수행하는 컴퓨팅 시스템은 메모리 및 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 프로세서는 방법 (700) 의 작업들을 수행하도록 구성될 수 있다. 방법 (700) 을 수행하는 컴퓨터는 하나 이상의 스위치 및/또는 하나 이상의 로봇 (예를 들어, 하나 이상의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517)) 과 통신가능하게 연결될 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 하나 이상의 네트워크를 통해 상기한 컴포넌트들 중 하나 이상과 통신가능하게 연결될 수 있다.
예로서, 방법 (700) 을 수행하는 컴퓨팅 시스템은 키스톤 로봇과 통신가능하게 연결된 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 제 1 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 위치로 지향시킬 수 있다 (블록 703). 컴퓨팅 시스템은 제 1 로봇식 아암의 제 1 위치에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 구조물과 맞물리게 할 수 있다 (블록 705). 또한, 컴퓨팅 시스템은 제 2 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 2 위치로 지향시켜서, 제 1 구조물이 제 1 구조물을 보유하는 고정구 없이 그리고 제 2 구조물을 보유하는 고정구 없이 제 2 구조물의 결합 근접 이내에 있게 되고, 제 1 구조물은 제 1 및 제 2 구조물이 결합 근접 이내에 있는 때 제 2 구조물과 결합되도록 구성되며, 결합 근접은 제 1 및 제 2 구조물이 함께 결합될 수 있는 근접이다 (블록 707).
도 8 은 적어도 2 개의 로봇을 포함하는 무고정구 조립 시스템의 방법 (800) 의 흐름도이다. 예시된 작업들 중 하나 이상은 전치, 생략, 및/또는 동시 수행될 수 있다.
방법 (800) 은 도 6a 내지 6v 를 포함하여, 도 5 의 무고정구 조립 시스템 (500) 과 같은, 무고정구 조립 시스템에서 수행될 수 있다. 일부 실시예들에서, 컴퓨팅 시스템, 예를 들어, 아래에서 설명되는 프로세싱 시스템 (1000) 과 같은 프로세싱 시스템일 수 있는, 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 및/또는 컴퓨팅 시스템 (529) 중 하나 이상이 방법 (800) 을 수행할 수 있다. 방법 (800) 을 수행하는 컴퓨팅 시스템은 메모리 및 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 프로세서는 방법 (800) 의 작업들을 수행하도록 구성될 수 있다. 방법 (800) 을 수행하는 컴퓨터는 하나 이상의 스위치 및/또는 하나 이상의 로봇 (예를 들어, 하나 이상의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517)) 과 통신가능하게 연결될 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 하나 이상의 네트워크를 통해 상기한 컴포넌트들 중 하나 이상과 통신가능하게 연결될 수 있다.
컴퓨팅 시스템은 제 1 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 위치로 지향시킬 수 있다 (블록 803). 컴퓨팅 시스템은 제 1 로봇식 아암의 제 1 위치에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 구조물과 맞물리게 할 수 있다 (블록 805). 예를 들어, 제 1 구조물은 500 밀리리터 이상의 부피를 가질 수 있고/있거나 제 1 구조물은 100 그램 이상의 중량을 가질 수 있다. 제 1 구조물은 차량 섀시의 일부를 포함할 수 있다. 일 실시형태에서, 제 1 로봇식 아암은 제 1 로봇식 아암으로부터 제거 가능한 엔드 이펙터로 제 1 구조물과 맞물릴 수 있다. 다른 실시형태에서, 제 1 로봇식 아암은 제 1 로봇식 아암과 일체형인 엔드 이펙터로 제 1 구조물과 맞물릴 수 있다.
다음으로, 컴퓨팅 시스템은 제 2 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 2 위치로 지향시켜서, 제 1 구조물이 제 1 구조물을 보유하는 고정구 없이 그리고 제 2 구조물을 보유하는 고정구 없이 제 2 구조물의 결합 근접 이내에 있게 되고, 제 1 구조물은 제 1 및 제 2 구조물이 결합 근접 이내에 있는 때 제 2 구조물과 결합되도록 구성되며, 결합 근접은 제 1 및 제 2 구조물이 함께 결합될 수 있는 근접이다 (블록 807). 일부 실시형태들에서, 제 1 좌표 세트 또는 제 2 좌표 세트 중 적어도 하나는 이동-측정-정정 절차에 기초한다. 예를 들어, 이동-측정-정정 절차는 레이저 계측에 기초할 수 있다.
그 후, 컴퓨팅 시스템은 제 1 구조물 및 제 2 구조물을 결합 근접 이내일 때 결합되도록 지향시킬 수 있다 (블록 809). 제 2 구조물은 제 2 로봇식 아암에 의해 맞물릴 수 있고, 이는 제 1 구조물이 결합 근접 이내로 가져와지는 때 제 2 구조물과 맞물리도록 구성될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 제 2 구조물은 리세스를 포함할 수 있고, 구조적 접착제가 제 2 구조물의 리세스 내에 디포짓팅될 수 있다. 제 1 구조물은 제 2 위치에서 제 2 구조물의 리세스에 삽입될 수 있는 돌출부를 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 제 1 구조물과 제 2 구조물은 접촉 없이, 예를 들어 구조적 접착제를 사용하여 결합된다.
컴퓨팅 시스템은 제 1 구조물 또는 제 2 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에 제 1 접착제의 도포를 야기할 수 있고, 제 1 구조물 및 제 2 구조물은 제 1 접착제가 도포된 제 1 구조물 또는 제 2 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에서 결합될 수 있다 (블록 811). 제 1 구조물과 제 2 구조물은 제 1 접착제로 결합될 수 있다. 일부 실시형태에서, 제 1 접착제는 UV 광에의 노출에 의해 경화가능할 수 있다. 따라서, 컴퓨팅 시스템은 제 1 접착제를 경화되게 할 수 있다 (블록 813).
일부 추가의 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템은 결합된 제 1 및 제 2 구조물 또는 제 3 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에 제 2 접착제의 도포를 야기할 수 있다 (블록 815). 컴퓨팅 시스템은 접착제가 도포된 결합된 제 1 및 제 2 구조물 또는 제 3 구조물의 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에서, 결합된 제 1 및 제 2 구조물을 제 3 구조물과 결합되게 할 수 있다 (블록 817). 또한, 컴퓨팅 시스템은 제 2 접착제를 경화되게 할 수 있다 (블록 819).
방법 (800) 은 구조물 세트가 결합될 수 있도록 되풀이하여 반복될 수 있다. 후속하여, 구조물 세트의 서브세트에 도포된 구조적 접착제가 어셈블리를 함께 접착시키기 위해 (예를 들어, 오븐에서) 경화될 수 있다.
도 9 는 적어도 2 개의 로봇을 포함하는 무고정구 조립 시스템의 방법 (900) 의 흐름도이다. 예시된 작업들 중 하나 이상은 전치, 생략, 및/또는 동시 수행될 수 있다.
방법 (900) 은 도 6a 내지 6v 를 포함하여, 도 5 의 무고정구 조립 시스템 (500) 과 같은, 무고정구 조립 시스템에서 수행될 수 있다. 일부 실시형태들에서, 컴퓨팅 시스템은, 예를 들어 후술하는 프로세싱 시스템 (1000) 과 같은 프로세싱 시스템일 수 있는, 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 및/또는 컴퓨팅 시스템 (529) 중 하나 이상과 같이, 방법 (700) 을 수행할 수 있다. 방법 (900) 을 수행하는 컴퓨팅 시스템은 메모리 및 메모리에 연결된 적어도 하나의 프로세서를 포함할 수 있고, 적어도 하나의 프로세서는 방법 (900) 의 작업들을 수행하도록 구성될 수 있다. 방법 (900) 을 수행하는 컴퓨터는 하나 이상의 스위치 및/또는 하나 이상의 로봇 (예를 들어, 하나 이상의 로봇 (507, 509, 511, 513, 515, 517)) 과 통신가능하게 연결될 수 있다. 컴퓨팅 시스템은 하나 이상의 네트워크를 통해 상기한 컴포넌트들 중 하나 이상과 통신가능하게 연결될 수 있다.
컴퓨팅 시스템은 제 1 로봇식 아암을 제 1 부품과 맞물리게 할 수 있다 (블록 903). 다음으로, 컴퓨팅 시스템은 제 1 로봇식 아암으로 하여금 제 1 부품이 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치로 제 1 부품을 이동하게 할 수 있다 (블록 905). 또한, 컴퓨팅 시스템은 구조적 접착제가 도포될 수 있는 위치로 제 1 로봇식 아암을 이동하게 할 수 있고, 구조적 접착제가 도포될 수 있는 위치는 제 1 부품이 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치와 상이하다 (블록 907).
컴퓨팅 시스템은, 제 1 부품이 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치로 제 1 부품이 이동되기 전에, 제 2 로봇식 아암이 제 1 부품에 구조적 접착제를 도포하게 할 수 있다 (블록 909). 컴퓨팅 시스템은 제 3 로봇식 아암을 제 2 부품과 맞물리게 할 수 있다 (블록 911). 추가적으로, 컴퓨팅 시스템은, 제 1 부품이 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치에 제 1 부품이 있는 경우, 제 3 로봇식 아암이 제 2 부품을, 제 2 부품이 제 1 부품과 결합될 수 있는 위치로 이동하게 할 수 있다 (블록 913).
컴퓨팅 시스템은, 제 1 부품이 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치에 제 1 부품이 있는 경우에, 제 4 로봇식 아암이 제 1 부품 및 제 2 부품에 걸쳐 임시 접착제를 도포하게 할 수 있다 (블록 915). 컴퓨팅 시스템은, 임시 접착제가 제 1 부품 및 제 2 부품에 걸쳐 도포되는 경우에, 제 4 로봇식 아암이 임시 접착제를 경화시키게 할 수 있다 (블록 917).
도 10 을 참조하면, 블록도는 프로세싱 시스템 (1000) 의 일 실시형태를 도시한다. 프로세싱 시스템 (1000) 은 적어도 하나의 로봇과 연관된 적어도 하나의 제어기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 5 를 참조하면, 프로세싱 시스템 (1000) 은 로봇들 (507, 509, 511, 513, 515, 517) 중 적어도 하나의 로봇과 연관된 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 중 적어도 하나의 제어기의 일 실시형태일 수 있다. 다른 예에서, 도 6a 내지 6v 를 참조하면. 프로세싱 시스템 (1000) 은 모든 제어기들 (607, 609, 611, 613, 615, 617) 의 일 실시형태일 수 있다.
시스템 (1000) 은 다양한 유형의 기계 판독가능 매체 및 인터페이스를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 시스템 (1000) 은 적어도 하나의 인터커넥트 (1020) (예를 들어, 적어도 하나의 버스), 영구 저장 디바이스 (1022), 랜덤 액세스 메모리 (RAM) (1024), 적어도 하나의 제어기 인터페이스(들) (1026), 읽기 전용 메모리 (ROM) (1028), 적어도 하나의 프로세서(들) (1030), 및 네트워크 컴포넌트 (1032) 를 포함한다.
인터커넥트 (1020) 는 시스템 (1000) 의 하우징 내의 내부 컴포넌트들 및/또는 내부 디바이스들과 같이, 시스템 (1000) 과 병치되는 컴포넌트들 및/또는 디바이스들을 통신가능하게 연결할 수 있다. 예를 들어, 인터커넥트 (1020) 는 프로세서(들) (1030) 을 영구 저장 디바이스 (1022), RAM (1024) 및/또는 ROM (1028) 과 통신가능하게 연결할 수 있다. 프로세서(들) (1030) 는 영구 저장 디바이스 (1022), RAM (1024), 및/또는 ROM (1028) 중 적어도 하나로부터 컴퓨터 실행가능 명령들을 액세스하고 로딩하도록 구성될 수 있다.
영구 저장소 (1022) 는 시스템 (1000) 의 전력 상태 (예를 들어, 온 또는 오프) 에 관계없이, 명령 및 데이터를 저장하는 비휘발성 메모리일 수 있다. 예컨대, 영구 저장소 (1022) 는 하드 디스크, 플래시 드라이브, 또는 다른 읽기/쓰기 메모리 디바이스일 수 있다.
ROM (1028) 은 시스템 (1000) 뿐만 아니라 그 안의 컴포넌트들의 기본 기능성을 가능하게 하는 정적 명령들을 저장할 수 있다. 예를 들어, ROM (1028) 은 프로세서(들) (1030) 가, 예를 들어 상기 로봇들 중 하나 이상에 대해 설명된 바와 같이, 차량의 적어도 일부의 로봇과 연관된 프로세스 세트를 실행하기 위한 명령들을 저장할 수 있다. ROM (1028) 의 예들은 EPROM (erasable programmable ROM) 또는 EEPROM (electrically EPROM), CD-ROM (compact disc ROM) 또는 다른 광학 디스크 스토리지, 자기 디스크 스토리지 또는 다른 자기 스토리지 디바이스들, 및/또는 명령들 및/또는 데이터 구조들로서 프로그램 코드를 저장할 수 있는 다른 컴퓨터-액세스가능 및 컴퓨터-판독가능 매체를 포함할 수 있다.
램 (1024) 은 휘발성 읽기/쓰기 메모리를 포함할 수 있다. RAM (1024) 은 프로세서(들) (1030) 에 의한 런타임 작업(들)과 연관된 컴퓨터 실행가능 명령들을 저장할 수 있다. 또한, RAM (1024) 은, 예를 들어 도 5 내지 9 중 하나 이상에 대해 전술한 바와 같이, 차량의 적어도 일부의 조립 동안 캡처된 실시간 데이터를 저장할 수 있다.
프로세서(들) (1030) 는 하나 이상의 범용 및/또는 특수목적 프로세서로 구현될 수도 있다. 범용 및/또는 특수목적 프로세서들의 예는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, DSP 프로세서, 및/또는 영구 저장 디바이스 (1022), RAM (1024), 및/또는 ROM (1028) 중 적어도 하나로부터 로딩된 명령들을 실행하도록 구성된 임의의 다른 적절한 회로를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 프로세서(들) (1030) 는 적어도 하나의 FPGA (field programmable gate array), 적어도 하나의 PLD (programmable logic device), 적어도 하나의 제어기, 적어도 하나의 상태 기계, 로직 게이트 세트, 적어도 하나의 이산 하드웨어 컴포넌트, 또는 임의의 다른 적절한 회로 및/또는 이들의 조합과 같은 전용 하드웨어로서 구현될 수 있다.
인터커넥트 (1020) 는 또한 시스템 (1000) 을 하나 이상의 제어기 인터페이스(들) (1026) 와 통신가능하게 연결할 수 있다. 제어기 인터페이스(들) (1026) 는 시스템 (1000) 을, 예를 들어 차량의 적어도 일부의 조립 동안, 하나 이상의 로봇과 연관된 다양한 회로와 통신가능하게 연결할 수 있다. 프로세서(들) (1030) 에 의해 실행되는 명령들은 명령들이 제어기 인터페이스(들) (1026) 를 통해 로봇과 통신되게 할 수 있고, 이는 차량의 적어도 일부의 조립과 관련하여 로봇의 이동 및/또는 다른 액션들을 야기할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(들) (1030) 에 의해 실행되는 명령들은, 차량의 적어도 일부의 조립과 관련하여 로봇의 이동 및/또는 다른 액션들을 지시하기 위해, 제어기 인터페이스(들) (1026) 를 통해 로봇의 회로 및/또는 다른 기계에 신호들이 전송되게 할 수 있다.
일부 실시형태들에서, 시스템 (1000) 은 네트워크 컴포넌트 (1032) 를 포함할 수 있다. 네트워크 컴포넌트 (1032) 는, 예를 들어 차량의 적어도 일부의 조립과 연관된 명령들을 송신 및/또는 수신하기 위해, 네트워크를 통해 통신하도록 구성될 수 있다. 네트워크 컴포넌트 (1032) 를 통해 네트워크에 걸쳐 통신되는 명령들은 차량의 적어도 일부의 조립과 연관된 명령들을 포함할 수 있고, 차량의 적어도 일부의 조립 전에, 동안에, 그리고/또는 후에 통신될 수 있다. 네트워크 컴포넌트 (1032) 가 통신할 수 있는 네트워크의 예에는 LAN (local area network), WAN (wide area network), 인터넷, 인트라넷, 또는 다른 유선 또는 무선 네트워크가 포함될 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 양태들은 컴퓨터 프로그래밍 제품의 소프트웨어 프로세스들로서 적어도 부분적으로 구현될 수 있다. 이러한 프로세스들은 머신 판독가능 저장 매체에 기록된 명령 세트로서 특정될 수 있다. 명령 세트가 프로세서(들) (1030) 에 의해 실행될 때, 명령 세트는 프로세서(들)로 하여금 명령 세트에 표시되고 기록된 작업들을 수행하게 할 수 있다.
본 개시는 당업자가 본 명세서에서 설명된 다양한 양태를 실시할 수 있게 하기 위해 제공된다. 본 개시 전반에 걸쳐 제시된 이러한 예시적인 실시형태들에 대한 다양한 변형은 당업자에게 명백할 것이며, 여기에 개시된 개념은 노드 및 인터커넥트를 인쇄하기 위한 다른 기술에 적용될 수 있다. 따라서, 청구항들은 본 개시 전반에 걸쳐 제시된 모범적인 실시형태들로 제한되지 않으며, 청구항들 표현과 일치하는 전체 범위에 따라야 한다. 당업자에게 알려진 또는 나중에 알려질 본 개시에 걸쳐 설명된 모범적인 실시형태들의 요소들에 대한 모든 구조적 및 기능적 균등물이 청구항들에 의해 포함되도록 의도된다. 또한, 본 명세서에서 개시된 어떤 것도, 그러한 개시가 청구항들에 명시적으로 기재되는지 여부에 무관하게 공중에 전용되도록 의도되지 않는다. 청구항 요소는, 그 요소가 "~하기 위한 수단" 이라는 어구를 사용하여 명시적으로 언급되지 않는 한, 또는 방법 청구항의 경우 그 요소가 "~하기 위한 단계" 라는 어구를 사용하여 언급되지 않는 한, 35 U.S.C. §112 (f) 조항 또는 해당 관할의 유사 법에 따라 해석되어서는 안 된다.
Claims (50)
- 제 1 로봇식 아암; 및
메모리와 통신가능하게 연결된 프로세서
를 포함하는, 장치로서,
상기 프로세서는,
제 1 좌표 세트에 기초하여, 상기 제 1 로봇식 아암을 제 1 위치로 지향시키고,
상기 제 1 로봇식 아암의 상기 제 1 위치에 기초하여, 상기 제 1 로봇식 아암을 제 1 구조물과 맞물리게 하고, 그리고
제 2 좌표 세트에 기초하여, 상기 제 1 로봇식 아암을 제 2 위치로 지향시켜서, 상기 제 1 구조물이 상기 제 1 구조물을 보유하는 고정구 없이 그리고 제 2 구조물을 보유하는 고정구 없이 상기 제 2 구조물의 결합 근접 (joining proximity) 이내에 있게 되도록 구성되고, 상기 제 1 구조물은 상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물이 상기 결합 근접 이내에 있는 때 상기 제 2 구조물과 결합되도록 구성되며, 상기 결합 근접은 상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물이 함께 결합될 수 있는 근접인, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 프로세서는 또한, 상기 제 1 구조물 및 상기 제 2 구조물을 상기 결합 근접 이내일 때 결합되게 지향시키도록 구성되는, 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 구조물은 제 1 접착제로 상기 제 2 구조물에 결합되는, 장치. - 제 3 항에 있어서,
경화 디바이스로 상기 제 1 접착제를 경화시키도록 구성된 제 2 로봇식 아암을 더 포함하는, 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 1 접착제는 UV 광에의 노출에 의해 경화되는, 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 프로세서는 또한,
상기 제 1 구조물 또는 상기 제 2 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에 상기 제 1 접착제가 도포되게 하도록 구성되고, 상기 제 1 구조물 및 상기 제 2 구조물은 상기 제 1 접착제가 도포된 상기 제 1 구조물 또는 상기 제 2 구조물 중 상기 적어도 하나의 구조물의 상기 적어도 하나의 표면에서 결합되며,
상기 제 1 접착제를 경화되게 하도록 구성되는, 장치. - 제 6 항에 있어서,
상기 프로세서는 또한,
결합된 제 1 구조물과 제 2 구조물 또는 제 3 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에 제 2 접착제가 도포되게 하고,
상기 제 2 접착제가 도포된 결합된 제 1 구조물과 제 2 구조물 또는 제 3 구조물 중 상기 적어도 하나의 구조물의 상기 적어도 하나의 표면에서, 상기 결합된 제 1 구조물과 제 2 구조물을 상기 제 3 구조물과 결합되게 하고, 그리고
상기 제 2 접착제를 경화되게 하도록 구성되는, 장치. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 접착제 및 상기 제 2 접착제의 각각은 신속-경화 접착제를 포함하고, 상기 신속-경화 접착제는 UV (ultraviolet) 광에의 노출을 통해 경화되는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 좌표 세트 또는 상기 제 2 좌표 세트 중 적어도 하나는 이동-측정-정정 절차에 기초하는, 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 이동-측정-정정 절차는 레이저 계측에 기초하는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구조물은 상기 제 2 위치에서 상기 제 2 구조물의 리세스에 삽입되는 돌출부를 포함하는, 장치. - 제 11 항에 있어서,
상기 제 2 구조물의 상기 리세스 내에 접착제가 디포짓팅되고, 상기 제 1 구조물의 상기 돌출부는 상기 접착제에 의해 상기 제 2 구조물에 접착되는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구조물 및 상기 제 2 구조물은 상기 제 2 위치에서 접촉하지 않고, 상기 프로세서는 또한,
상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물이 상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물 사이의 접촉 없이 상기 결합 근접 이내에서 결합되게 하도록 구성되는, 장치. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물은 접착제를 사용하여 접촉 없이 결합되는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 로봇식 아암은 상기 제 1 로봇식 아암으로부터 제거 가능한 엔드 이펙터로 상기 제 1 구조물과 맞물리는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 로봇식 아암은 상기 제 1 로봇식 아암과 일체형인 엔드 이펙터로 상기 제 1 구조물과 맞물리는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구조물은 500 밀리리터 이상의 부피를 갖는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
제 1 구조물이 100 그램 이상의 중량을 갖는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
제 1 구조물이 차량 섀시의 일부를 포함하는, 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 구조물이 상기 결합 근접 이내로 가져와지는 때 상기 제 2 구조물과 맞물리도록 구성된 제 2 로봇식 아암
을 더 포함하는, 장치. - 제 1 로봇식 아암; 및
메모리와 통신가능하게 연결된 프로세서
를 포함하는, 장치로서,
상기 프로세서는,
상기 제 1 로봇식 아암을 제 1 부품과 맞물리게 하고,
상기 제 1 로봇식 아암으로 하여금, 상기 제 1 부품이 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치로 상기 제 1 부품을 이동시키게 하고,
상기 제 1 로봇식 아암이 상기 제 부품과 맞물림 해제되게 하고,
상기 제 1 로봇식 아암이 상기 제 1 부품과는 상이한 부품인 제 3 부품과 맞물리게 하고, 그리고
상기 제 1 로봇식 아암으로 하여금, 상기 제 3 부품이 상기 제 1 부품과 상기 제 2 부품을 포함하는 서브어셈블리와 결합될 수 있는 위치로 상기 제 3 부품을 이동시키게 하도록 구성되는, 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 장치는 제 2 로봇식 아암을 더 포함하고, 상기 프로세서는 또한,
상기 제 2 로봇식 아암을 제 2 부품과 맞물리게 하고, 그리고
상기 제 1 부품이 상기 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치에 상기 제 1 부품이 있는 경우, 상기 제 2 로봇식 아암으로 하여금, 상기 제 2 부품이 상기 제 1 부품과 결합될 수 있는 위치로 상기 제 2 부품을 이동시키게 하도록 구성되는, 장치. - 제 22 항에 있어서,
상기 제 2 로봇식 아암은 복수의 다른 부품들이 상기 서브어셈블리와 결합되는 무고정구 조립 프로세스에 걸쳐 상기 제 2 부품에서 상기 서브어셈블리를 무고정구 보유하도록 구성되는, 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 장치는 제 3 로봇식 아암을 더 포함하고, 상기 프로세서는 또한,
상기 제 1 부품이 상기 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치에 상기 제 1 부품이 있는 경우에, 상기 제 3 로봇식 아암으로 하여금, 상기 제 1 부품 및 상기 제 2 부품에 걸쳐 임시 접착제를 도포하게 하도록 구성되는, 장치. - 제 24 항에 있어서,
상기 프로세서는 또한,
상기 임시 접착제가 상기 제 1 부품 및 상기 제 2 부품에 걸쳐 도포되는 경우에, 상기 제 3 로봇식 아암이 상기 임시 접착제를 경화시키게 하도록 구성되는, 장치. - 제 25 항에 있어서,
상기 장치는 UV (ultraviolet) 광을 방출하도록 구성된 공구를 더 포함하고, 상기 공구는 상기 제 3 로봇식 아암과 연결되며,
상기 임시 접착제는 UV-경화성 글루를 포함하고, 상기 제 3 로봇식 아암은 상기 임시 접착제로 지향된 UV 광을 방출하도록 상기 공구를 제어함으로써 상기 임시 접착제를 경화시키도록 구성되는, 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 장치는 제 4 로봇식 아암을 더 포함하고, 상기 프로세서는 또한,
구조적 접착제가 도포될 수 있는 위치로 상기 제 1 로봇식 아암을 이동되게 하도록 구성되고; 여기서 상기 구조적 접착제가 도포될 수 있는 위치는 상기 제 1 부품이 상기 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치와 상이하고, 그리고
상기 제 1 부품이 상기 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치로 상기 제 1 부품이 이동되기 전에, 상기 제 4 로봇식 아암으로 하여금, 상기 제 1 부품에 상기 구조적 접착제를 도포하게 하도록 구성되는, 장치. - 제 27 항에 있어서,
상기 제 1 부품이 상기 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치에 상기 제 1 부품이 있는 경우에, 상기 구조적 접착제가 상기 제 2 부품을 향하는 상기 제 1 부품의 표면에 도포되는, 장치. - 제 21 항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 제 1 로봇 아암으로 하여금, 상기 제 1 부품에 대한 이동-측정-정정 절차의 적용에 기초하여, 상기 제 1 부품이 상기 제 2 부품과 결합될 수 있는 위치로 상기 제 1 부품을 이동시키게 하도록 구성되는, 장치. - 제 29 항에 있어서,
상기 제 1 부품과 연관된 위치 데이터를 획득하도록 구성된 계측 시스템을 더 포함하고, 상기 이동-측정-정정 절차의 적용은 상기 위치 데이터에 기초하는, 장치. - 무고정구 조립 시스템에서 하나 이상의 로봇식 아암을 제어하기 위한 컴퓨터 실행가능 코드를 저장하는 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 코드는, 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 적어도 하나의 프로세서로 하여금,
제 1 좌표 세트에 기초하여 제 1 로봇식 아암을 제 1 위치로 지향시키고,
상기 제 1 로봇식 아암의 상기 제 1 위치에 기초하여 상기 제 1 로봇식 아암을 제 1 구조물과 맞물리게 하고,
제 2 좌표 세트에 기초하여 상기 제 1 로봇식 아암을 제 2 위치로 지향시켜서, 상기 제 1 구조물이 상기 제 1 구조물을 보유하는 고정구 없이 그리고 제 2 구조물을 보유하는 고정구 없이 상기 제 2 구조물의 결합 근접 이내에 있게 되도록 하고, 상기 제 1 구조물은 상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물이 상기 결합 근접 이내에 있는 때 상기 제 2 구조물과 결합되도록 구성되며, 상기 결합 근접은 상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물이 함께 결합될 수 있는 근접인, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구조물 및 상기 제 2 구조물을 상기 결합 근접 이내일 때 결합되도록 지향시키는 코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 32 항에 있어서,
상기 제 1 구조물은 제 1 접착제로 상기 제 2 구조물에 결합되는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 33 항에 있어서,
제 2 로봇식 아암으로 하여금 경화 디바이스로 상기 제 1 접착제를 경화시키게 하는 코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 33 항에 있어서,
상기 제 1 접착제는 UV 광에의 노출에 의해 경화되는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 33 항에 있어서,
상기 제 1 구조물 또는 상기 제 2 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에 상기 제 1 접착제가 도포되게 하고, 상기 제 1 구조물 및 상기 제 2 구조물은 상기 제 1 접착제가 도포된 상기 제 1 구조물 또는 상기 제 2 구조물 중 상기 적어도 하나의 구조물의 상기 적어도 하나의 표면에서 결합되게 하고, 그리고
상기 제 1 접착제를 경화되게 하는
코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 36 항에 있어서,
결합된 제 1 구조물과 제 2 구조물 또는 제 3 구조물 중 적어도 하나의 구조물의 적어도 하나의 표면에 제 2 접착제가 도포되게 하고,
상기 제 2 접착제가 도포된 결합된 제 1 구조물과 제 2 구조물 또는 제 3 구조물 중 상기 적어도 하나의 구조물의 상기 적어도 하나의 표면에서, 상기 결합된 제 1 구조물과 제 2 구조물을 상기 제 3 구조물과 결합되게 하고, 그리고
상기 제 2 접착제를 경화되게 하는
코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 37 항에 있어서,
상기 제 1 접착제 및 상기 제 2 접착제의 각각은 신속-경화 접착제를 포함하고, 상기 신속-경화 접착제는 UV (ultraviolet) 광에의 노출을 통해 경화되는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 좌표 세트 또는 상기 제 2 좌표 세트 중 적어도 하나는 이동-측정-정정 절차에 기초하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 39 항에 있어서,
상기 이동-측정-정정 절차는 레이저 계측에 기초하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구조물은 상기 제 2 위치에서 상기 제 2 구조물의 리세스에 삽입되는 돌출부를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 41 항에 있어서,
상기 제 2 구조물의 상기 리세스 내에 접착제가 디포짓팅되고, 상기 제 1 구조물의 상기 돌출부는 상기 접착제에 의해 상기 제 2 구조물에 접착되는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구조물 및 상기 제 2 구조물은 상기 제 2 위치에서 접촉하지 않고,
상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물이 상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물 사이의 접촉 없이 상기 결합 근접 이내에서 결합되게 하는
코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 43 항에 있어서,
상기 제 1 구조물과 상기 제 2 구조물은 접착제를 사용하여 접촉 없이 결합되는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 로봇식 아암은 상기 제 1 로봇식 아암으로부터 제거 가능한 엔드 이펙터로 상기 제 1 구조물과 맞물리는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 로봇식 아암은 상기 제 1 로봇식 아암과 일체형인 엔드 이펙터로 상기 제 1 구조물과 맞물리는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구조물은 500 밀리리터 이상의 부피를 갖는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
제 1 구조물이 100 그램 이상의 중량을 갖는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
제 1 구조물이 차량 섀시의 일부를 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체. - 제 31 항에 있어서,
상기 제 1 구조물이 상기 결합 근접 이내로 가져와지는 때 제 2 로봇식 아암을 상기 제 2 구조물과 맞물리게 하는
코드를 더 포함하는, 컴퓨터 판독가능 매체.
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