交換可能な工具を製造する方法

专利摘要:
交換可能な取付け具を製造する方法が開示され、本方法は、取付け具の部品を製作するステップと、工具中心点を有する工具の動作を制御するためのシステムと一定の幾何学的寸法関係を有する基準部品を選択するステップと、取付け具の部品および基準部品を備える中間アセンブリを製作するステップと、中間アセンブリ上に第１の位置決め機構を作成し、かつ工具支持体上に工具中心点に対する第２の位置決め機構を作成するステップと、第１の位置決め機構および第２の位置決め機構が対応して係合するように、工具支持体および中間アセンブリを組み立てるステップとを含む。
公开号:JP2011506109A
申请号:JP2010536955
申请日:2008-11-03
公开日:2011-03-03
发明作者:アーチャー，ジョージ・マイケル；アーティ，ロバート・アラン；ウンニー，マイケル・アンソニー；コーツ，ベンジャミン・ジョン；ジェネスト，デヴィッド・ドナルド；ローム，ブライアン・ダニエル
申请人:ゼネラル・エレクトリック・カンパニイＧｅｎｅｒａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｍｐａｎｙ；
IPC主号:B24B27-00

专利说明:

[0001] 本発明は、一般に、部品の製造に関し、より具体的には、研摩、バリ取り、材料除去、ならびに他の機械加工および検査作業中に、ワークに対して工具を正確かつ制御可能に位置決めするための方法および交換可能な装置に関する。]
背景技術

[0002] 航空機のエンジンで使用されるブリスクなどの複雑な形状をした物品は、ワークからの材料除去を行う特別な形状をした工具類を用いる技法によって製造される。特に注目の例では、ガスタービンエンジンの、一体化された圧縮機のブレード／ディスク（ＢＬＩＳＫ：ブリスク）構造が、フライス加工および電解加工（ＥＣＭ）などの加工方法により単一品として製造される。ブリスクなどの加工された部品の研摩およびバリ取りなどの仕上げ加工作業は、これらの高価な部品を損傷しないようにするために必要であり、かつ実施すべきである。ブリスクには複雑な幾何形状が含まれるため、仕上げ作業の多くは手動で行われる。]
[0003] 研摩およびバリ取りなどの仕上げ加工作業に対して、ヒトの動作を再現する多軸ロボットが使用されることもあった。例えば、ブリスクなどの複雑な形状の物品のバリ取りを行うために、ロボットアームの端部に空気を動力源とする研摩ベルト工具を用いる従来の多軸ロボットが使用されてきた。しかし、これらの従来のロボットアームは、前にヒトが操作したものと同じ工具を使用して、この作業を行うヒトの動作を再現している。研摩ベルト式研摩工具は、簡単にはアクセスできない重要な幾何学的構造から離間させた状態に保つ必要があるため、この手法は、ブリスクなどの複雑な幾何形状に対する仕上げ作業にロボットを使用することを極度に制限している。固有のベルトの伸びおよびベルトのトラッキングによりその全長および真位置が絶えず変化することに起因して、これらの高価な部品に費用のかかる損傷が生ずるのを回避するために、従来の研摩ベルト工具を、重要な幾何形状から離間した状態に保つ必要がある。これは、ヒトの手と目の協調関係に欠けるロボット的な、または自動の加工システムでは特に問題である。加工工具の伸びおよびトラッキングなど、絶えず変化する真位置および工具状態は、ブリスクなどの重要な部品のロボット研摩およびバリ取りの使用を極度に制限してきた。機械加工または検査作業で使用するための取付け具の個々の部品を製造することには、本来、製造時の許容差および組立の累積により何らかの変動が含まれる。これらの製造時許容差および組立の累積は、従来、機械加工または検査工具中心点の位置変動を生じていた。製造作業では、多数の工具アセンブリ、およびロボットが使用されており、また工具における製造時変動を保証する従来の方法は、ブリスクなどの複雑な幾何形状の部品内で、工具中心点の正確な位置および制御を保証するには適切なものではない。]
先行技術

[0004] 欧州特許第１７５７４１１号]
発明が解決しようとする課題

[0005] したがって、部品に損傷を生ずることなくブリスクなどの複雑な幾何形状に対して、自動化された仕上げ加工作業を行うためのシステムを有することは望ましいはずである。ベルトの摩耗、伸び、トラッキング、張力変化、および他の原因などの工具状態の変化に関係なく、加工工具の接触点の真位置を空間中で維持する装置を有することは望ましいはずである。ロボットまたは他の自動化されたシステムで自動的に制御できる工具の真位置を空間中で維持することのできる、複雑な幾何形状に対して製造および検査作業で使用する装置を製作する方法を有することは望ましい。工具中心点の位置精度を維持しながら様々な工具を交換できるような工具アセンブリを製造する方法を有することは望ましい。]
課題を解決するための手段

[0006] 上記で述べた必要性は、交換可能な取付け具の製造方法を提供する例示的な諸実施形態により満たすことができ、その方法は、取付け具の部品を製作するステップと、工具中心点を有する工具の動作を制御するためのシステムと一定の幾何学的寸法関係を有する基準部品を選択するステップと、取付け具の部品および基準部品を備える中間アセンブリを製作するステップと、中間アセンブリ上に第１の位置決め機構を作成し、かつ工具支持体上に工具中心点に対する第２の位置決め機構を作成するステップと、第１の位置決め機構および第２の位置決め機構が対応して係合するように、工具支持体および中間アセンブリを組み立てるステップとを含む。]
[0007] 他の実施形態では、上記で述べた方法はさらに、駆動システムが中間アセンブリ上を移動するための柔軟性を有するように駆動システムを中間アセンブリ上に取り付けるステップと、工具を駆動システムが駆動できるように、工具支持体上に工具を取り付けるステップとのさらなる諸ステップによりロボット工具を製造するように展開される。]
[0008] 本発明として見なされる主題は、本明細書の最終部で詳細に示され、また明確に特許請求される。しかし、本発明は、添付の図面と共に以下の説明を参照することにより、最もよく理解することができる。]
図面の簡単な説明

[0009] ガスタービンエンジンのブリスクのバリ取りを行うためのロボットシステムに関する本発明の例示的な実施形態を示す図である。
複雑な部品から材料を除去するための装置に関する本発明の例示的な実施形態の一部を形成する部分的に組み立てられた工具の等角図である。
軸受を含む、複雑な部品から材料を除去するための装置に関する本発明の例示的な実施形態の一部を形成する部分的に組み立てられた工具の等角図である。
モータ往復台を含む、複雑な部品から材料を除去するための装置に関する本発明の例示的な実施形態の一部を形成する部分的に組み立てられた工具の等角図である。
モータを含む、複雑な部品から材料を除去するための装置に関する本発明の例示的な実施形態の一部を形成する部分的に組み立てられた工具の等角図である。
部品を研摩するための装置に関する本発明の例示的な実施形態の等角図である。
図６で示す本発明の例示的な実施形態の横断面図である。
図６で示す本発明の例示的な実施形態の部分的な横断面を有する側面図である。
交換可能なロボット工具アセンブリを製造する方法を示す図である。] 図６
実施例

[0010] 同一の参照番号が、様々な図を通して同様の要素を示す諸図面を参照すると、図１は、ガスタービンエンジンのブリスクのバリ取りを行うためのロボットシステムに関する本発明の例示的な実施形態を示す。従来のロボットアーム１４を有する従来のロボット１４が図１に示されている。ロボット１４は、従来、地面または適切なプラットフォームに取り付けられる。ロボット１４は、工具先端座標系１９により表される空間における工具先端位置をプログラムするための基準として使用する静止座標系１７を有する。加工装置１００を保持する取付け具２０は、取付けシステム２２を用いてロボットアーム１６上に取り付けられる。加工装置１００および取付けシステム２２は、図２〜８でより詳細に示される。加工される部品１２は、ロボット座標軸１７に関して適切に位置する部品座標軸１８を有する適切な取付け具１３上に取り付けられる。ロボットアームは、通常、ロボット座標系１７に関して、平行移動し、かつ回転するために複数の自由度を有する。同様に、加工される部品１２は、従来、座標系１８に関して複数の自由度で取り付けることができる。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７ 図８
[0011] 図１で示す例示的な実施形態では、研摩工具４０などの加工工具を駆動する駆動システム３０が取付け具２０上に取り付けられる。部品１２からの材料除去を行うために、研摩工具４０などの加工工具は、接触点４３で部品と接触する。加工中、または検査中に工具が横断する空間における経路は従来の方法を用いてプログラムされる。しかし、ブリスクなど複雑な幾何形状に対する仕上げ作業では、この普通の工具経路プログラミングは、加工中の接触力から、また工具の摩耗から生ずる工具接触点の真位置における変化のため十分ではない。このことは、部品から除去される材料の量が少ない研摩作業で特にそうである。接触点の真位置が工具の状態とは無関係に絶対的に制御されない限り、ブリスクなどの複雑な部品の込み入った幾何形状における切削痕または加工ミスの危険は高い。図１〜８で示す本発明の例示的な実施形態では、工具の接触点４３の真位置の空間的位置は、工具の摩耗、工具ベルトのトラッキング、工具ベルトの張力変化、または他の理由により生ずる可能性のある変動にかかわらず、ロボットまたは他のマシニングセンタの座標系１７に関して固定された関係を有する。こうすることにより、ロボット１４、またはマシニングセンタ（図示せず）など、自動化された加工システムにおける接触点４３の位置をプログラミングすることを可能にし、したがって、接触点位置は、ブリスクなどの複雑な部品の込み入った幾何形状との一定の関係に対して制御可能な方法で予測可能に追従し、それを維持することができる。本明細書で続いて述べるように、本発明の他の態様では、工具の破損、またはベルト張力の損失もしくは弛みなどの事故の間に、部品１２が損傷を受けないようにするための安全機構も組み込まれる。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７ 図８
[0012] 図１で示す研摩のためのシステムの例示的な実施形態では、研摩ベルト４１を用いる研摩工具４０は、バリを除去するために、ブリスク表面および縁部の輪郭をたどるようにプログラムされる接触点４３で、ブリスク（項目１２で示される）と接触する。研摩ベルト４１は、駆動システム３０により駆動される。駆動システム３０は、接触点４３の空間的な位置が、部品１２の局所的な幾何形状と一定の関係を有し、かつ研摩作業中、一定に維持されるように、柔軟性を有するように取付け具２０に取り付けられる。加工中に工具経路の幾何形状を変更させる傾向のある、加工で誘起された力もしくは工具の摩耗、または他の原因のいずれも、駆動システム３０に対する特有の取付けシステム中に組み込まれた柔軟性により吸収される。上記のように使用できる柔軟性のある取付けシステムを、続いて本明細書で詳細に説明する。] 図１
[0013] 図２、３、および４は、前に述べた駆動システム３０を、柔軟性があるように取り付けるための取付け具２０の例示的な実施形態の部分的なアセンブリを示す。図５は、取付け具２０に取り付けられたモータ６０を示す。図６は、取付け具２０に取り付けられたモータ６０および研摩工具４０を備える装置１００の組み立てられた図を示す。取付け具の例示的な実施形態は、従来のロボットシステム１４またはマシニングセンタ（図示せず）のロボットアーム１６に、全体のアセンブリ１００を迅速に取り付けるために使用される従来の工具取付けシステム２２を備える。アダプタプレート２７は、従来の回転アクチュエータ２６を工具取付けシステム２２に取り付けるために、必要に応じて適宜使用することができる。回転アクチュエータ２６は、例えば、図１で示す研摩工具４０など、加工工具アセンブリに対して回転の自由度を可能にする。回転アクチュエータは、空気圧供給管路１１４により供給される空気により動力が与えられる従来の空気圧モータ（図示せず）により駆動される。代替的には、回転アクチュエータ２６は、従来の電気モータ（図示せず）により駆動することもできる。] 図１ 図２ 図５ 図６
[0014] ベース２５は、加工中に必要に応じて、全体のベース２５およびそれに取り付けられる他の部品を、回転アクチュエータ２６を用いて回転できるように、回転アクチュエータの上部に、従来の取付け手段を用いて取り付けられる。ベースは、取付けねじを受け入れるためのいくつかのねじ穴を有する中心に配置されたチャネル９６を備える。緩衝ブロック８８は、ベース２５の後側付近でベース２５の上部に取り付けられる。レール９２は、従来の手段を用いてチャネル９６に取り付けられる。前部軸受９３および後部軸受９４は、軸受９３および９４が、レール９２の長さに沿って摺動できるように、レール上に摺動可能に取り付けられる。軸受９３および９４は、取付けねじを受け入れることのできるねじ穴をその上部に有する。モータ往復台６２が、前部軸受９３の上部および後部軸受９４の上部に、従来の取付け手段を用いて取り付けられる。全体のモータ往復台６２、およびそれに取り付けられるすべての他の部品は、レール９２上を、直線的に、前方および後方に移動することができる。加工中に工具が破損したとき生ずる可能性があるなど、モータ往復台が後側方向に一定の指定された位置を越えて移動したとき、モータ往復台の位置を感知するように、近接センサシステムが緩衝ブロック８８に取り付けられる。これは、部品１２に対する損傷を阻止するために加工作業を停止する安全機構である。近接センサシステムは、緩衝ブロック８８に取り付けられたブラケット８１と、必要な場合に停止システムを活動化するプランジャ８３を有する電気的に動作する従来の近接センサ８２とを備える。電気的システムは、電気的モジュール１１６中に収容される。]
[0015] モータ往復台６２は、部分的にその内部に位置するモータハウジング６４を受け入れるための空洞部を有する。モータハウジング６４は、１対のモータハウジングマウント９０を用いて、モータ往復台６２に枢動可能に取り付けられる。モータハウジングマウント９０は、従来の取付け手段を用いて、その下側端部付近で、モータ往復台６４に対してしっかりと取り付けられる。モータ往復台６２は、モータハウジングマウント９０により支持されるピボット７１を各側部に有する。本明細書で示す例示的な実施形態では、ピボット７１は、モータ往復台６２の側面上の対応する穴と係合する、ハウジングマウント９０にその上部付近で取り付けられたねじの形で示されている。他の適切な枢動手段もまた、代替として使用することができる。モータ６０は、モータハウジング６４内に位置し、取付けねじなどの従来の手段を用いて、モータハウジング内に保持される。図５および６は、空気管路１１２を介して供給される空気により駆動される空気圧モータ６０を示している。空気供給管路１１２は、クイック接続取付け具１１０を用いて、空気圧モータ６０に接続される。空気圧モータの代わりに、電気モータまたは流体アクチュエータなど、任意の他の適切なタイプの動力システムを使用することもできる。ばねブロック５０が、モータ往復台６２の前端部に位置する往復台ベース９５に対して、従来の手段を用いて取り付けられる。ばねブロック５０は、それに取り付けられる圧縮ばね５２を有しており、またばねの内側に位置しかつばねブロック５０に取り付けられたばねポストを有する。ばねポストは、ばねをガイドし、ばねブロック５０およびモータ往復台６２に対して力を加えたとき、ばねが座屈しないようにする。図５および７で示す例示的な実施形態では、ばね５２は、ばねブロック５０中のスロット内に取り付けられる。本明細書で述べるシステムの部品は、軽量な任意の適切な材料、好ましくはアルミニウムを用いて製造することができる。] 図５
[0016] 工具取付けシステム２２に関して、加工工具の接触点４３の真位置を絶対的に位置決めするための、また取付け具２０における駆動システム３０を柔軟性があるように取り付けるための本発明の例示的な実施形態が、図６〜８で示されている。これらの図を参照すると、立上がりガセット５６は、ベース２５の前端部に位置しており、従来の取付け手段を用いてベースプレート２５の側部に取り付けられる。アーチ型の形状を有する垂直フレーム５４が立上がりガセット５６に取り付けられており、したがって、立上がりガセットは垂直フレーム５４に対して側方支持を提供することができる。垂直フレームはまた、その下側端部で、ベース２５の前端部に取り付けることができる。] 図６ 図７ 図８
[0017] 図６を参照すると、ばねベース５１は、垂直フレーム５４の前端面に取り付けられる。前に述べたように、ばね５２の後端部は、ばねブロック５０に取り付けられる。ばね５２の前端部は、ばねベース５１に取り付けられる。これは、図７で、横断面図で示されている。ばねの前端部は、ばねベース５１の中央付近に位置する空洞部内に嵌合し、調整ねじ５３により定位置に保持される。加工作業中、本明細書で続いて説明するように、ばね５２は、往復台６２に取り付けられたばねブロック５０に力を加え、往復台を後方に、垂直フレーム５４から離れるように押す。調整ねじは、ばねで生成される力の大きさを制御するように調整することができる。] 図６ 図７
[0018] 加工工具の接触点４３の真位置は、工具接触アーム４２、アームロケータピン４７、およびアームマウント４９を用いて、空間中に絶対的に位置決めされる。アームマウント４９は、従来の手段を用いて垂直フレーム５４の上部に剛性を有するように取り付けられる。アームマウントは、加工中、研摩工具４０などの加工工具への支持を提供し、レール９２に沿って摺動できるモータ往復台６２に工具からの反作用力を伝達する。]
[0019] 図６、７、および８は、研摩およびバリ取り工具４０を有する、部品を研摩し、かつバリ取りを行うための装置を示す。工具４０は、アームクランプ４６を用いてアームマウント４９に固定された接触アーム４２の前端部に取り付けられたローラ４４を備える。ローラは、ローラの回転軸４５の周りを回転することができる。アームクランプ４６は、本明細書で述べるように、アームロケータピン４７を用いてアームクランプ上に位置決めされる。工具４０は、前端部のローラ４４により、かつ後端部のベルト駆動ホイール６３により支持された研摩ベルト４１を有する。ベルト駆動ホイール６３は、駆動モータ６０に取り付けられ、回転軸６１の周りで回転する。研摩ベルト４１は、モータ６０およびベルト駆動ホイール６３により、ローラ４４の周りで駆動される。研摩およびバリ取りの場合、部品１２からの材料の除去は、部品１２の表面および縁部に対して、動いている研摩ベルト４１を接触させることにより達成される。加工中の研摩ベルト４１と部品１２の間の接触点４３の力は、接触アーム４２により、アームマウント４９および垂直フレーム５４へと伝達される。これらの力はレール９２に沿って移動することのできるモータ往復台６２へと伝達される。研摩ベルトは、２つの回転軸４５および６１を互いの方向に引っ張る傾向のある張力を有する。これは、調整ねじ５３を用いてばね５２に設定された圧縮力により対抗され、かつ反作用を受ける。研摩ベルト４１の張力は、調整ねじ５２を用いて設定される。接触アーム４２と、４１などの加工工具とを取り付ける特有の方法のため、加工中は常に、空間中の指定された位置に絶対的に位置決めされた工具接触点４３の空間的位置が、加工する力または他の工具条件によって、変わることはないことに留意されたい。従来の加工システムにおいて、工具接触点の真位置を変化させるこれらの要因は、本発明では、ばねブロック５０を介して往復台６２に加えられたばね５２からの圧縮力により、レール９２上に柔軟性を有するように取り付けられた駆動モータ往復台６２の位置を自動的に変化させることによって、吸収される。] 図６
[0020] 本発明の一態様では、本明細書で述べられた例示的な実施形態は、加工中の工具の故障、または工具の摩耗状態を検出することができ、かつ加工されている部品１２を損傷させることなく加工作業を安全に停止するための手段を提供できる近接センサシステム８０を組み込む。近接センサシステム８０は、ベース２５の後端部付近に位置する緩衝ブロック８８に取り付けられた近接ターゲット８４と、その後端部付近のモータ往復台上に取り付けられた近接センサ８２とを備える。図７を参照すると、加工中に、摩耗、トラックジャンプ、または破損などから研摩ベルト４１の張力に大幅な損失があった場合、圧縮ばね５２中に蓄えられたエネルギーがばねブロックに対して力を加えて、モータ往復台をレール９２に沿って後方に突き出すことになる。近接センサ８２は、モータ往復台６２の位置を感知し、電気信号をロボットまたはマシニングセンタに送り、システムを安全に停止させるか、あるいは部品１２に損傷を与えないように、他の適切な措置をとることになる。モータ往復台６２の突然の突出しにより誘起される可能性のあるどんな衝撃荷重も吸収するように、緩衝器およびプランジャが、緩衝ブロック８４および近接センサ上に設けられる。] 図７
[0021] ベルト駆動システムでは、ベルトは、駆動システム軸が適正に位置合せされていない場合、プーリまたは他の駆動体からの軌道をはずれるおそれがある。本発明の態様では、本明細書で述べる例示的な実施形態は、モータの回転軸６１の方向付けを調整するための手段を組み込み、またベルト駆動ホイール６３における研摩ベルトのトラッキングを調整する。この機構の例示的な実装形態は図８で示されている。本明細書で前に述べたように、駆動モータ６０は、モータハウジングピボット７１を用いて、マウント９０に枢動可能に取り付けられたモータハウジング６４内に位置する。さらに、モータハウジング調整ピン７２が、モータハウジング６４およびモータハウジングマウント９０の壁の対応する凹部中に挿入される。調整セットスクリュー７６および固定セットスクリュー７４が、モータハウジングマウント９０内に設けられる。調整セットスクリュー７６および固定セットスクリュー７４を適切に調整することにより、モータ６０の回転軸６１の方向付けを、駆動システム３０の適正な位置合せのために、必要に応じて変更することができる。ベルト４１が作業中に摩耗すると、ベルト駆動ホイール６３ベルト溝内のベルトトラッキングが変化する可能性がある。上記で述べた手段を使用して、研摩ベルトがその溝内に留まり、かつローラ４４上に維持されることを保証するようにベルトトラッキングを調整することができる。] 図８
[0022] 本発明の他の態様では、ロボットに関する工具中心点の実質的に同じ真位置を維持しながら、異なる取付け具２０および異なる工具接触アーム４２の完全な交換可能性が達成される。これは、図９で示すように、一連の製造および組立ステップに関する本発明の実施形態を用いて達成される。個々の部品およびその組立の従来の製造法は、製造時許容差および組立の累積により、本来、変動を含んでいる。従来の方法におけるこれらの製造時許容差および組立の累積は、例えば、接触アーム１２０の先端で表されるものなどの工具中心点の位置の変動を生ずる。工具中心点とは、ロボット１４が、ロボットの動作中に制御する、空間における位置決め点のことである。ロボット１４は、この工具中心点１２０の位置、速度、および回転が、製造、検査、および他のロボット用途における指定された目標を達成するのに必要なものとなるように制御する。] 図９
[0023] 例えば、図６で示すものなど、工具アセンブリを製造する方法２００の本発明の例示的な実施形態を、番号２０２〜２２４により識別される一連のステップとして図９で示す。番号２０２の第１のステップでは、図２〜８で示されたベース２５、立上がりガセット５６、垂直フレーム５４などの個々の部品が、従来の手段を用いて製造される。位置決めピン４７（図７を参照）用のアーム取付け位置決め孔１２２、およびアーム位置決め孔１３２（図６を参照）を除き、個々の部品のすべての特徴が生成される。これらの個々の部品は、次いで、本明細書で前に述べたように組み立てられる（番号２０４）。取付け具アセンブリは、ロボットもしくは他のマシニングセンタの工具プレート２１、または座標系１７（図１を参照）に対して位置決めされている他の適切な部品に取り付けられる（番号２０６）。代替的には、座標系１７に関して、同様の位置的特性寸法を有するスレーブ工具プレートなど、等価な工具プレートを使用することもできる。アセンブリ全体は、次いで、アームマウント４９中に位置決め孔１２２を穴開けするために、フライス加工機、またはボール盤などの従来の工作機械上にセットアップされる（番号２０８）。このセットアップ中に、ロボット工具プレート２１（または使用される場合、等価なスレーブ工具プレート）が、機械の原点を設定するために使用される。本発明の例示的な実施形態２００のこの機構は、個々の部品加工および組立工程による許容差のどんな累積とも無関係に、ロボット座標系１７に対する位置決め孔１２２および位置決めピン４７の真位置の場所が、各取付け具２０上で、製造されたものと実質的に同じであることを保証する。前述のセットアップが完了すると、アームマウント４９上の位置決め孔１２２が穴開けされる（番号２１０）。孔に対するリーマ通しは適宜行われる。取付け孔１２４が、次いで、アームクランプ４６の取付け用として後で使用するために、アームマウント４９上に穴開けされる（番号２１２）。位置決めピン４７は、位置決め孔１２２中に圧入嵌めされる（番号２１４）。代替的には、位置決めピンは、以下で述べるように、接触アーム上の位置決め孔１３２中に圧入嵌めすることもできる。位置決め孔１２２を作成するための本明細書で述べたセットアップを行うことにより、位置決めピン４７は、この方法２００を用いて製造されるあらゆる取付け具２０上で、ロボット座標軸１７に関して実質的に同じ空間位置となる。] 図１ 図２ 図３ 図４ 図５ 図６ 図７ 図８ 図９
[0024] 接触アーム４２上で、位置決め孔１３２を穴開けする位置が、次いで、特定される（番号２１６）。接触アーム４２上のこれらの穴位置は、接触アーム４２の先端に位置する工具中心点１２０からの寸法になる。位置決め孔１３２が、次いで、接触アーム４２中に穴開けされる（番号２１８）。取付け孔１３４を、さらに接触アーム４２中に穴開けすることができる（番号２２０）。接触アーム位置決め孔１３２は、次いで、アームマウント４９上の位置決めピン１２２と位置合せされる（番号２２２）。接触アーム４２は、次いで、取付け孔１２４および１３４、ならびにキャップヘッドスクリュー４８または他の従来の取付け手段を用いて、アームマウント４９に取り付けられる（番号２２４）。]
[0025] 本明細書で前に述べたように、ロボット１４の場合、ロボットが絶対的に制御する必要のある空間中の唯一の点は、工具中心点１２０である。ロボット１４は、この工具中心点１２０の位置、速度、および回転を制御する。本明細書で述べたように、接触アーム４２上で位置決め孔１３２を位置決めする特有の方法のために、製造されるあらゆる接触アーム４２に関して、工具中心点１２０から位置決め孔１３２までの幾何学的関係は、実質的に同じである。方法２００に従って製造されるあらゆる取付け具２０に対して、位置決めピン４７、接触アーム４２、および接触アーム工具中心点１２０は、ロボット座標系１７に関して実質的に同じ空間位置にあり、またロボットまたは他のマシニングセンタに対する工具中心点１２０の幾何学的関係は実質的に同じであるので、製造中に交換可能である。]
[0026] 本発明の諸実施形態は、本明細書では、研摩工具４０などの加工する工具に即して述べられているが、本明細書で開示される部品、アセンブリ、機構、および方法は、例えば、ブリスクなどの複雑な部品の非破壊評価、および寸法検査など、他の状況においても同様に適用可能であることを理解されたい。この記載は、最良の形態を含む本発明を開示するために、また当業者が本発明を製作しかつ使用することを可能にするために、諸例を使用している。本発明の特許性のある範囲は、特許請求の範囲により定義されるが、当業者が想到する他の諸例を含むこともできる。このような他の例は、特許請求の範囲の文言と異なることのない構造的要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言と非本質的な差を有する均等な構造的要素を含む場合、特許請求の範囲に含まれることが意図される。]
[0027] １２部品
１３取付け具
１４ロボット
１６ロボットアーム
１７静止座標系、ロボット座標軸
１８ 部品座標軸
１９工具先端座標系
２０ 取付け具
２１工具プレート
２２工具取付けシステム
２５ベース
２６回転アクチュエータ
２７アダプタプレート
３０ 駆動システム
４０研摩工具
４１研摩ベルト
４２ 工具接触アーム
４３接触点
４４ローラ
４５ ローラの回転軸
４６アームクランプ
４７アームロケータピン
４８キャップヘッドスクリュー
４９アームマウント
５０ ばねブロック
５１ ばねベース
５２圧縮ばね
５３調整ねじ
５４垂直フレーム
５６ 立上がりガセット
６０空気圧モータ
６１モータの回転軸
６２モータ往復台
６３ベルト駆動ホイール
６４モータハウジング
７１ モータハウジングピボット
７２ モータハウジング調整ピン
７４固定セットスクリュー
７６ 調整セットスクリュー
８０近接センサシステム
８１ブラケット
８２近接センサ
８３プランジャ
８４近接ターゲット
８８緩衝ブロック
９０ モータハウジングマウント
９２レール
９３前部軸受
９４後部軸受
９５往復台ベース
９６チャネル
１００加工装置
１１０クイック接続取付け具
１１２空気供給管路
１１４空気圧供給管路
１１６電気的モジュール
１２０工具中心点
１２２ アーム取付け位置決め孔
１２４取付け孔
１３２アーム位置決め孔
１３４ 取付け孔]

权利要求:

請求項1
交換可能な取付け具を製造する方法であって、前記取付け具の部品を製作するステップと、工具中心点を有する工具の動作を制御するためのシステムと一定の幾何学的寸法関係を有する基準部品を選択するステップと、前記取付け具の前記部品および前記基準部品を組み立てることにより、中間アセンブリを製作するステップと、前記中間アセンブリの部品上に第１の位置決め機構を作成するステップと、前記工具中心点に対する第２の位置決め機構を作成するステップであり、前記第２の位置決め機構が工具支持体上に位置するステップと、前記第１の位置決め機構および前記第２の位置決め機構が対応して係合するように、前記工具支持体および前記中間アセンブリを組み立てるステップとを含む方法。
請求項2
動作を制御するための前記システムがロボットである、請求項１記載の方法。
請求項3
前記基準部品が、ロボットに対する工具マウントである、請求項１又は２記載の方法。
請求項4
動作を制御するための前記システムがマシニングセンタである、請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
請求項5
第１の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記中間アセンブリの部品上に穴を開けるステップを含む、請求項１乃至４のいずれか１項記載の方法。
請求項6
第１の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記中間アセンブリの部品中に位置決めピンを挿入するステップを含む、請求項１乃至５のいずれか１項記載の方法。
請求項7
第２の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記工具支持体上に穴を開けるステップを含む、請求項１乃至６のいずれか１項記載の方法。
請求項8
第２の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記工具支持体の穴に位置決めピンを挿入するステップを含む、請求項１乃至７のいずれか１項記載の方法。
請求項9
前記工具支持体を、前記中間アセンブリの部品に取り付けるステップをさらに含む、請求項１乃至８のいずれか１項記載の方法。
請求項10
前記工具中心点が、前記工具支持体上の点であるように選択される、請求項１乃至９のいずれか１項記載の方法。
請求項11
ロボット工具を製造する方法において、取付け具の部品を製作するステップと、工具中心点を有する工具の動作を制御するためのロボットシステムと一定の幾何学的寸法関係を有する基準部品を選択するステップと、前記取付け具の前記部品および前記基準部品を組み立てることにより、中間アセンブリを製作するステップと、前記中間アセンブリの部品上に第１の位置決め機構を作成するステップと、前記工具中心点に対する第２の位置決め機構を作成するステップであって、前記第２の位置決め機構が工具支持体上に位置する、ステップと、前記第１の位置決め機構および前記第２の位置決め機構が対応して係合するように、前記工具支持体および前記中間アセンブリを組み立てるステップと、駆動システムが、前記中間アセンブリ上を移動するための柔軟性を有するように、前記中間アセンブリ上に前記駆動システムを取り付けるステップと、工具を、前記駆動システムで駆動できるように、前記工具支持体上に取り付けるステップとを含む方法。
請求項12
前記基準部品が、前記ロボットシステムのための工具マウントである、請求項１１記載の方法。
請求項13
第１の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記中間アセンブリの部品上に穴を開けるステップを含む、請求項１記載の方法。
請求項14
第１の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記中間アセンブリの部品中に位置決めピンを挿入するステップを含む、請求項１１又は１２記載の方法。
請求項15
第２の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記工具支持体上に穴を開けるステップを含む、請求項１１、１２又は１４のいずれか１項に記載の方法。
請求項16
第２の位置決め機構を作成する前記ステップが、前記工具支持体の穴に位置決めピンを挿入するステップを含む、請求項１１、１２、１４又は１５のいずれか１項に記載の方法。
請求項17
前記工具支持体を、前記中間アセンブリの部品に取り付けるステップをさらに含む、請求項１１、１２、１５又は１６のいずれか１項に記載の方法。
請求項18
前記工具中心点が、前記工具支持体上の点であるように選択される、請求項１記載の方法。
請求項19
工具を取り付ける前記ステップが、前記駆動システムに取り付けられたモータと、前記工具支持体に取り付けられたローラとの間にベルトを取り付けるステップを含む、請求項１記載の方法。
請求項20
工具を取り付ける前記ステップが、検査工具を取り付けるステップを含む、請求項１記載の方法。