JP2022119717A - 部品搬送システム - Google Patents

Abstract

【課題】サイズの異なる部品をある場所から別の場所へ、大幅に変更することなく搬送可能で、製造コストと時間を低減できる部品搬送システムを提供する。【解決手段】部品搬送システムは、可動支持体１１０に連結された複数のアームの各々に連結されたエンドエフェクタ１１４とを含む。エンドエフェクタは、本体と、本体に各々連結された複数の仕切板で分けられた複数の区画と各々流体連通している複数の真空ポート１２２と流体連通している真空源を更に含む。複数の真空ポートの各々は、エンドエフェクタと、エンドエフェクタに係合する部品との間に真空を確立するため、複数の区画から流体を引き出すように構成されており、これによって部品をエンドエフェクタに固定するように真空源を備える。【選択図】図１５

Description

［０００１］ 本開示は概して、製造システムに関し、より具体的には部品搬送システムに関する。

［０００２］ 航空機などの機械的なシステムの製造中、いくつかの構成要素は、ある場所から別の場所への搬送が必要になることがある。これを行うため、製造システムは、構成要素をある場所で持ち上げ、別の場所へ動かすことがある。製造システムは、構成要素を保持することができるエンドエフェクタを含みうる。このようなエンドエフェクタは、構成要素を別の場所へ搬送するように動かされることがある。

［０００３］ 本開示は、ストリンガ又は別のポリマー複合物などの部品を、ある場所（フォーマー（ｆｏｒｍｅｒ）など）から別の場所（キッティングトレイなど）へ搬送するための、部品搬送システム及び方法について記載している。本開示の部品搬送システムにより、サイズの異なるストリンガなどの部品をある場所から別の場所へ、本システムを大幅に変更することなく搬送可能で、これにより製造コストと時間を低減することができる。

［０００４］ 本開示の一態様では、部品搬送システムは、可動支持体と、可動支持体に連結された複数のアームと、複数のアームの各々に連結されたエンドエフェクタとを含む。エンドエフェクタは、本体と、本体に各々連結された複数の仕切板とを含む。複数の仕切板は、本体を複数の区画に分ける。エンドエフェクタは、複数の区画の１つと各々流体連通している複数の真空ポートを含む。部品搬送システムは、複数の真空ポートの少なくとも１つと流体連通している真空源を更に含む。複数の真空ポートの各々は、エンドエフェクタと、エンドエフェクタに係合している部品との間に真空を確立するため、複数の区画から流体を引き出すように構成されており、これによって部品をエンドエフェクタに固定する。

［０００５］ 部品搬送システムは、複数の区画の１つと各々連結された複数のセンサを更に含みうる。複数のセンサの各々は、複数の区画の各々の圧力が所定の圧力閾値以下であるかを検知するように構成されており、エンドエフェクタは、複数の区画の少なくとも１つの圧力が所定の圧力閾値以下であるときに、固定されるように構成されている。複数のセンサの少なくとも１つは、流量センサになりうる。複数のセンサの少なくとも１つは、圧力センサになりうる。

［０００６］ 複数の区画は、少なくとも第１の区画と第２の区画とを含みうる。第１の区画と第２の区画は、互いに着脱可能に連結されうる。真空源は、複数の区画の少なくとも１つから流体を選択的に引き出すように構成されている。

［０００７］ 部品搬送システムは、部品を受け取るように構成されたキッティングトレイを更に含みうる。可動支持体は、移動し、これによってキッティングトレイの上に部品を配置するように構成されうる。真空源は、第１の真空源と称されることがあり、部品搬送システムは、キッティングトレイに流体連結された第２の真空源を更に含みうる。キッティングトレイは、トレイ本体と、トレイ本体を通って延びる複数の真空トレイポートを含みうる。複数の真空トレイポートの各々は、複数の真空トレイポートからガスを引き出し、これによって、部品がキッティングトレイ上に配置されたときに、部品をキッティングトレイに固定するよう、第２の真空源に流体連結されてもよい。

［０００８］ 部品搬送システムは、エンドエフェクタをフォーマーと、また、キッティングトレイと整列するように構成された位置合わせ機構を更に含みうる。位置合わせ機構は、カップ／コーンシステムであってもよい。

［０００９］ 部品搬送システムは、第１の真空源と通信を行うコントローラを更に含みうる。コントローラは、複数の真空トレイポートが第２の真空源と流体連結されているとき、第１の真空源をエンドエフェクタの複数の真空ポートから流体分離する命令を発するようにプログラムされうる。エンドエフェクタは最大長を有し、複数の真空ポートのうちの少なくとも２つは、エンドエフェクタの最大長に沿って、互いに間隔が空けられていてもよい。

［００１０］ 本開示はまた、ストリンガなどの部品を搬送する方法も記載している。本開示の一態様では、方法は、
（ａ）エンドエフェクタの複数の区画と流体連通している真空源を起動することであって、エンドエフェクタは複数の区画の少なくとも１つと各々流体連通している複数の真空ポートを含む、真空源を起動することと、
（ｂ）エンドエフェクタが部品に係合するまで、部品に向かってエンドエフェクタを動かすことと、
（ｃ）エンドエフェクタが部品に係合した後、複数の区画の少なくとも１つの圧力が所定の圧力閾値以下になるまで、エンドエフェクタが動かないように維持することと、
（ｄ）部品がキッティングトレイ上に配置されるまで、キッティングトレイに向かって、部品と共にエンドエフェクタを動かすことと、
を含む。

［００１１］ 方法は、複数のセンサを使用して、複数の区画の各々の圧力を検知することを含みうる。複数のセンサの各々は、複数の区画の各々の圧力が所定の圧力閾値以下であるかを検知するように構成されうる。エンドエフェクタは、複数の区画の少なくとも１つの圧力が所定の圧力閾値以下のときに、部品に固定されるように構成されうる。方法は更に、複数の区画の少なくとも１つを複数の区画の残りの部分から分離することを含みうる。方法は更に、真空源と複数の真空ポートのうちの少なくとも１つとの間の流体の流れをブロックすることを含む。

［００１２］ 真空源は、上述のように第１の真空源と称されてもよい。方法は更に、部品がキッティングトレイ上に配置された後、真空源をエンドエフェクタの複数の真空ポートから流体分離することを含む。キッティングトレイは、トレイ本体と、トレイ本体を通って延びる複数の真空トレイポートを含みうる。複数の真空トレイポートの各々は、複数の真空トレイポートからガスを引き出し、部品がキッティングトレイ上に配置されたときに、部品をキッティングトレイに固定するよう、第２の真空源に流体連結されてもよい。

［００１３］ 方法は更に、部品がキッティングトレイ上に配置された後に、部品をキッティングトレイに固定するため、複数の真空トレイポートからガスを引き出すように、第２の真空源を複数の真空トレイポートに流体接続することを含みうる。方法は更に、複数の真空トレイポートからガスを引き出すために、第２の真空源を動作させることを、コントローラによって命令することを含みうる方法は更に、エンドエフェクタを部品と共にキッティングトレイに向かって動かす間に、位置合わせ機構を使用して、部品とキッティングトレイとを整列させることを含む。

［００１４］ 上記の特徴と利点、並びに本教示の他の特徴と利点は、添付の図面と関連付けて、本教示を実行するためのモードの以下の詳細な記述から、容易に明らかである。

［００１５］ 本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本開示の実装を例示しており、本明細書の説明と共に、本開示の原理を解説する上で役立つものである。

ピックアンドプレースシステムを示す部品搬送システムの概略斜視図である。 図１のピックアンドプレースシステムの概略斜視図である。 図１のピックアンドプレースシステムの概略図である。 図１のピックアンドプレースシステムの概略底面図である。 図１のピックアンドプレースシステムのセンサの概略正面図である。 図１の部品搬送システムのキッティングトレイの概略斜視図である。 図６のキッティングトレイの取出しエリアＡの概略拡大図である。 ピックアンドプレースシステムとフォーマーとを整列させるための位置合わせ機構の部分の概略図で、フォーマーはフォーマーカップを含む。 ピックアンドプレースシステムとピックアンドプレースシステムとを整列させるための位置合わせ機構の部分の概略図で、ピックアンドプレースシステムはピンを含む。 ピックアンドプレースシステムとキッティングトレイとを整列させるための位置合わせ機構の部分の概略図で、キッティングトレイはトレイカップを含む。 キッティングトレイのトレイカップ内に配置されたピックアンドプレースシステムのピンを含む、位置合わせ機構の概略斜視断面図である。 部品搬送の方法のフロー図である。 図１の部品搬送システム概略斜視図で、エンドエフェクタは部品に係合している。 図１の部品搬送システム概略斜視図で、部品はフォーマーから持ち上げられている。 図１の部品搬送システム概略斜視図で、部品はキッティングトレイに向かって移動している。 図１の部品搬送システム概略斜視図で、部品はキッティングトレイ上に配置されようとしている。

［００３２］ 上記の概要、及びある実施例の下記の詳細な説明は、添付の図面を参照して読むことによってより良く理解されるであろう。本明細書で使用される場合、単数形で記載され、かつ「１つの（ａ又はａｎ）」という語の後に続く要素又はステップは、複数の要素又はステップを必ずしも除外するものではないと、理解すべきである。更に、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」への言及は、記載されている特徴を同様に包含する追加の実施形態の存在を除外すると解釈されることを、意図するものではない。また、反対に、明示的に記述されない限り、特定の性質を有する１つ又は複数の要素を「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その性質を有しない追加的な要素を含みうる。

［００３３］ 図１及び図２を参照すると、本開示は、ストリンガなどの部品１０２をフォーマー１０４からキッティングトレイ１０６まで搬送するための部品搬送システム１００を記述している。本明細書で使用されているように、「ストリンガ」という用語は、航空機の骨組みにおける縦長の構造部品を意味する。組み立てられると、部品１０２は、構造支持のため、航空機の外板に固定される。部品１０２は、ポリマー複合材などのように、全体的又は部分的に金属又はポリマー材料からなることがある。使用される材料にかかわらず、部品１０２は異なるサイズ（例えば、長さ）を有してもよい。

［００３４］ 製造工程の間、異なるサイズの部品１０２をフォーマー１０４からキッティングトレイ１０６まで動かすことが必要となることがある。したがって、異なるサイズの部品１０２をある場所から別の場所へ搬送するため、同じ部品搬送システム１００を使用することが望ましい。本開示の部品搬送システム１００を使用することにより、製造オペレータは、異なるサイズの部品１０２を動かすために、異なる搬送システムを使用する必要はない。むしろ、製造オペレータは、単純に本開示の部品搬送システム１００を使用して、異なるサイズの部品１０２をフォーマー１０４からキッティングトレイ１０６まで動かしてよく、これにより時間を節約し、コストを削減しうる。

［００３５］ 部品搬送システム１００は、部品１０２を持ち上げて、ある場所から別の場所へ動かすように構成されたピックアンドプレースシステム１０８を含む。ピックアンドプレースシステム１０８は、可動支持体１１０（図２）と、可動支持体１１０に連結された複数のアーム１１２（図２）とを含む。可動支持体１１０は、水平に配置されてよく、また、クレーン又は別の適切な装置によって動かされてもよい。非限定的な実施例として、可動支持体１１０は、複数のアーム１１２を強固に支えるように特に設計されたストロングバック又はビームとして、構成されうる。複数のアーム１１２の各々は可動支持体１１０に連結されている。その結果、アーム１１２は可動支持体１１０に付随して動くことができる。アーム１１２の各々は、可動支持体１１０から独立して動くことが可能で、３つの軸の自由度を有する。２つの軸はピボット１１９ａ、１１９ｂで、もう１つの軸はストローク（すなわち、直線運動）である。したがって、各アーム１１２は、両矢印ＤＡで示すように直線的に動くことができる。

［００３６］ 図１から図４を参照すると、ピックアンドプレースシステム１０８は、部品１０２を持ち上げて保持するように構成されたエンドエフェクタ１１４を更に含む。エンドエフェクタ１１４は、フォーマー１０４上に形成された部品材料１０２ａ（例えば、ストリンガ材料）の内部空洞に一致する圧縮機として構成されてもよい。その具体的な構成に関わらず、エンドエフェクタ１１４はアーム１１２に取り付けられる。アーム１１２は可動支持体１１０に連結されているため、エンドエフェクタ１１４は可動支持体１１０が動くに連れて動くことができる。

［００３７］ エンドエフェクタ１１４は、本体１１６と、本体１１６に各々連結された複数の仕切板１１８とを含む。仕切板１１８は、本体１１６を複数の区画１２０に分ける。その結果、流体は区画１２０間を流れることはできない。言い換えるならば、区画１２０は、互いの間を流体連結されていない。このため、各々の区画１２０は、ガス密封区画１２０とも称される。仕切板１１８は、例えば、エンドエフェクタ１１４の本体１１６の切り口に挿入される金属片又はポリマー片として構成されてもよい。図示されている実施形態では、エンドエフェクタ１１４の本体１１６は４つの区画１２０、すなわち、第１の区画１２０ａ、第２の区画１２０ｂ、第３の区画１２０ｃ、及び第４の区画１２０ｄを含む。しかし、エンドエフェクタ１１４の本体１１６は、より多くの又はより少ない区画１２０に分けられうると考えられる。１つ又は複数の区画１２０は、異なるサイズの部品１０２を収容するため、互いに着脱可能に連結されてもよい。これは主として、短いバッチで（安価に）製造し、フォーマーの長さに基づいて組み立てることができるモジュラーシステムを有するために、考えられている加えて、これにより、損傷が発生した場合には、機能しないモジュールを交換することができる。したがって、例えば、長さの異なる２つの部品ラインを有し、一方が６０フィートで他方が３０フィートの場合には、長いラインに１０フィートモジュールを６個使用し、２番目のラインには１０フィートモジュールを３個使用しうる。これにより、第１のラインは最大６０フィートまで任意の長さの部品を組み立てることができ、第２のラインは最大３０フィートまで任意の長さの部品を組み立てることができる。どちらのラインもエンドエフェクタモジュール用に同じ部品を使用する。例えば、第１の区画１２０ａと第２の区画１２０ｂは、互いに着脱可能に連結されうる。第２の区画１２０ｂと第３の区画１２０ｃは、互いに着脱可能に連結され、第３の区画１２０ｃと第４の区画１２０ｄは、互いに着脱可能に連結されうる。区画１２０を互いに着脱可能に連結することにより、ピックアンドプレースシステム１０８は異なるサイズの部品１０２を収容することができる。

［００３８］ エンドエフェクタ１１４は、複数の真空ポート１２２を更に含む。各真空ポート１２２は少なくとも１つの区画１２０と流体連通している。真空ポート１２２は、エンドエフェクタ１１４の本体１１６に直接取り付けられてもよい。各真空ポート１２２は、１つ又は複数の区画１２０に流体連結された孔として構成されてもよい。部品搬送システム１００は、真空ポート１２２を経由して複数の区画１２０に流体連通している第１の真空源１２４を更に含み、これにより、流体が真空ポート１２２を介して区画１２０から第１の真空源１２４まで流れることを可能にする。第１の真空源１２４を稼働させると、真空ポート１２２の各々は、例えば空気などの流体Ｆ（図５）を複数の区画１２０から引き出し、エンドエフェクタ１１４と、エンドエフェクタ１１４に係合している部品１０２との間に真空を確立し、部品１０２をエンドエフェクタ１１４に固定するように構成されている。エンドエフェクタ１１４は最大長ＭＬを有し、少なくとも２つの真空ポート１２２は、異なるサイズの部品１０２を収容するため、エンドエフェクタ１１４の最大長ＭＬに沿って、互いに離されている。

［００３９］ 図１から図５を参照すると、ピックアンドプレースシステム１０８は、１つ又は複数の区画１２０に互いに連結された複数のセンサ１２６を更に含む。各センサ１２６は、複数の区画１２０のうちの１つの圧力が所定の圧力閾値未満であるかどうかを検知するように構成されている。１つ又は複数の区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下であるとき、エンドエフェクタ１１４は部品１０２に固定される。言い換えるならば、１つ又は複数の区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下であるとき、エンドエフェクタ１１４と部品１０２との間に作り出される真空によって、エンドエフェクタ１１４は部品１０２を確実に保持する。上述のように、センサ１２６は、区画１２０の各々の圧力がいつ所定の圧力閾値以下になるかを検出する。非限定的な実施例として、１つ又は複数のセンサ１２６は、受動圧力センサ又は流量センサとして構成されてもよい。例えば、１つ又は複数のセンサ１２６は、ＳＤの方向のみに流体が流れ、反対方向に流体が流れるのを防止することができるチェックバルブ１２８（図５）として構成されてもよい。しかしながら、１つ又は複数の区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下のとき、チェックバルブ１２８は、流体ＦがＳＤ方向とその反対方向の両方に流れるのを防止し、これにより、１つ又は複数の区画の圧力が所定の圧力閾値以下であることを示す。したがって、第１の真空源１２４は、エンドエフェクタ１１４の１つ又は複数の区画１２０から流体Ｆ（図５）を選択的に流すように構成されている。制御システム１３０（すなわち、コントローラ）は、第１の真空源１２４と通信を行っており、したがって、制御システム１３０は、第１の真空源１２４の動作を制御することができる。例えば、制御システム１３０は、キッティングトレイ１０６の真空トレイポート１１１が第２の真空源１３８と流体連通しているとき、第１の真空源１２４に命令を出して、エンドエフェクタ１１４の真空ポート１２２から流体分離するようにプログラムされてもよい。

［００４０］ エンドエフェクタ１１４のセンサ１２６及び真空ポート１２２は、第１の真空源１２４と流体連通している。第１の真空源１２４は、密閉空間からガス分子を取り除いて、完全な又は部分的な真空をあとに残すように、真空ポンプ又は別の装置として構成されてもよい。本開示では、エンドエフェクタ１１４の本体１１６の各区画１２０は気密空間を画定する。第１の真空源１２４が動作すると、（気密な）区画１２０からガス分子が取り除かれ、区画１２０内に完全な又は部分的な真空が残るため、これにより、エンドエフェクタ１１４は部品１０２をしっかりと保持することができる。エンドエフェクタ１１４の区画１２０内の圧力が所定の圧力閾値以下になると、可動支持体１１０は移動可能になり、（部品１０２をしっかりと保持する）エンドエフェクタ１１４をキッティングトレイ１０６まで動かすことができる。

［００４１］ 部品搬送システム１００は、キッティングトレイ１０６、ピックアンドプレースシステム１０８、及び第１の真空源１２４と電気通信している制御システム１３０を更に含みうる。したがって、制御システム１３０は、キッティングトレイ１０６、ピックアンドプレースシステム１０８、及び第１の真空源１２４から入力データ１３１を受け取り、出力データ１３３をこれらへ提供するように構成されている。制御システム１３０は、コントローラと称されることもあり、プロセッサ１３２などのハードウェア素子、限定するものではないが、タイマ、オシレータ、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）回路、デジタルアナログ（Ｄ／Ａ）回路、デジタル信号プロセッサ、入出力（Ｉ／Ｏ）装置、並びに他の信号調整及び／又はバッファ回路などの回路を含みうる。プロセッサ１３２に加えて、制御システム１３０は、プロセッサ１３２と通信を行うメモリ１３４を含みうる。メモリ１３４は、読取り専用メモリ（ＲＯＭ）などの有形の非一過性メモリ（例えば、磁気メモリ、ソリッドステート／フラッシュメモリ、及び／又は光学メモリなど）、並びに十分な量のランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、電気的に消去できるプログラム可能読取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）などを含みうる。制御システム１３０は、プロセッサ１３２と通信を行うユーザーインターフェース１３６を更に含みうる。ユーザーインターフェース１３６は、ユーザーがデータを入力し、プロセッサがデータを出力することを可能にするキーボード、ディスプレイ、タッチスクリーン又は他の種類の入出力装置を含みうる。ユーザーインターフェース１３６とは別に、制御システム１３０は、部品搬送システム１００を制御する他のハードウェア又はソフトウェアであってもよい。

［００４２］ 制御システム１３０はまた、キッティングトレイ１０６と流体連通している第２の真空源１３８と電気通信を行いうる。第２の真空源１３８は、以下で説明するように、密閉空間からガス分子を取り除いて、キッティングトレイ１０６内に完全な又は部分的な真空を残す、真空ポンプ又は他の装置であってもよい。図示した実施形態では、ピックアンドプレースシステム１０８用の第１の真空源１２４と、キッティングトレイ１０６用の第２の真空源１３８とを示しているが、部品搬送システム１００がより多くの、又はより少ない真空源を含みうることが想定されている。例えば、部品搬送システム１００は、ピックアンドプレースシステム１０８とキッティングトレイ１０６の両方に対して１つの真空源を含みうる。

［００４３］ 図１、図６、及び図７を参照すると、上述のように、ピックアンドプレースシステム１０８は、部品１０２をフォーマー１０４からキッティングトレイ１０６まで動かすように構成されている。キッティングトレイ１０６は、部品１０２を受け取るように構成されている。キッティングトレイ１０６は、トレイ本体１０９と、トレイ本体１０９内に画定され、部品１０２を受け取るように構成され、形成され、サイズ決定された凹部１１３とを含む。キッティングトレイ１０６は、一般的なストリンガ用に直線的であってよく、或いは、特有のストリンガ又はやや特有のストリンガのネット形状（ｎｅｔ ｓｈａｐｅ）を含んでもよい。凹部１１３は、トレイ本体１０９の全長に沿って延びてもよい。特定の形状に関わりなく、キッティングトレイ１０６は、トレイ本体１０９を通って延びる複数の真空トレイポート１１１を有する。キッティングトレイ１０６は、凹部１１３の代わりに隆起した部分／プラトーを含みうると考えられている。この隆起した部分は、メス型部品１０２に係合するオス型ツール表面として機能しうる。この場合、エンドエフェクタ１１４は、オス型ツール上に形成された、部品１０２を持ち上げるためのメス型ツールであってもよい。次いで部品１０２はオス型ツールトレイまで移動されてもよい。真空トレイポート１１１の各々は、第２の真空源１３８と流体連通している。言い換えるならば、キッティングトレイ１０６は、真空トレイポート１１１を経由して、第２の真空源１３８と流体連通している。真空トレイポート１１１は、部品１０２が凹部１１３に配置され、第２の真空源１３８が起動されたときに、部品１０２をしっかりと保持するため、凹部１１３の反対側にトレイ本体１０９の長さに沿って配置されてもよい。キッティングトレイ１０６は、持ち上がる傾向にある自然な弛緩状態からフランジを固定するため、ストリンガフランジ領域に真空トレイポート１１１を含んでもよい。平坦であることは、スキャナが製造されたストリンガの形状とサイズを検証するのに役立つ。オス型の特徴を有するトレイの他の構成に関しては、製造を支援するため、真空機能は必要に応じて断面上に配置されてもよい。第２の真空源１３８は、部品１０２がキッティングトレイ１０６上に配置されたとき、真空トレイポート１１１からガス（例えば、空気）を引き出して部品１０２をキッティングトレイ１０６に固定するように構成されている。

［００４４］ キッティングトレイ１０６は、互いに分離可能な複数のセグメント１１５を含む。キッティングトレイ１０６は、セグメント１１５を分割するための複数の分割壁１２１を含み、これにより、セグメント１１５間の流体を防止する。セグメント１１５と分割壁１２１により、第２の真空源１３８が起動されると、キッティングトレイ１０６は、部品１０２をサイズとは無関係に収容することができる。セグメント１１５によって作られる真空チャンバは、部品の長さが徐々に変化することに対応するための解決策を必要に応じて生み出すため、適切にサイズ決定することができる。セグメント１１５はまた、互いに着脱可能に連結される。したがって、キッティングトレイ１０６の１つ又は複数のセグメント１１５は、異なるサイズの部品１０２を収容するため、他のセグメント１１５から分離されてもよい。例えば、キッティングトレイ１０６は、いくつかの５フィートセグメント１１５で１０フィートの長さになりうる。代替的に、短いストリンガを収容するため、５フィートモジュールを使用して１０フィートトレイを、次いで２０フィート、３０フィートのものを得てもよく、ストリンガの長さをまとめてもよい。また、キッティングトレイ１０６も２０フィート又は３０フィートの長さであってもよい。代替的に、キッティングトレイ１０６は、部品の長さに関わらず、すべての部品１０２に対して４０フィートのトレイであってもよい。キッティングトレイ１０６は、セグメント１１５のエンドセグメント１１５ｅをガス密封するエンドプラグ１１７を含んでもよい。流体分離は真空トレイポート１１１の点で起こるが、必ずしもあらゆる場所で起こるわけではない。キッティングトレイ１０６は、真空トレイポート１１１に対して業務用の真空装置を割り当てるため、セグメント１１５の間に流体の連続性を有してもよい。キッティングトレイ１０６自体は、重量のため真空チャンバでなくてもよく、むしろ少量の空気を移動させるためホースが使用される。キッティングトレイ１０６は蓄圧器（ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ）のようには動作せず、その結果、センサの応答を低下させることはない。

［００４５］ 図８から図１１を参照すると、部品搬送システム１００は、ピックアンドプレースシステム１０８とフォーマー１０４及び／又はキッティングトレイ１０６とを整列させるように構成された位置合わせ機構１４０を更に含む。位置合わせ機構１４０は、カップコーンシステムであってもよく、そのような場合、ピックアンドプレースシステム１０８はピン１４２を含みうる。代替的に、位置合わせ機構１４０は、光学的で強固な停止点、全地球測位システム（ＧＰＳ）、又は別の種類の位置合わせ機構であってもよい。フォーマー１０４は、ピックアンドプレースシステム１０８とフォーマー１０４とを整列させるため、ピックアンドプレースシステム１０８のピン１４２を受け取るように形状とサイズが決められたフォーマーカップ１４４（又はコーン）を含んでもよい。キッティングトレイ１０６は、ピックアンドプレースシステム１０８とキッティングトレイ１０６とを整列させるため、ピン１４２を受け取るように構成されたトレイカップ１４６（又はコーン）を含んでもよい。キッティングトレイ１０６とピックアンドプレースシステム１０８とを整列させるため、ピン１４２は、キッティングトレイ１０６のトレイカップ１４６の内側に配置される。したがって、ピン１４２は、キッティングトレイ１０６とピックアンドプレースシステム１０８とを整列させるため、トレイカップ１４６の内側に配置されるように形状とサイズが決められ、また、ピックアンドプレースシステム１０８とフォーマー１０４とを整列させるため、フォーマーカップ１４４の内側に配置されるように形状とサイズが決められる。

［００４６］ 図１２から図１６を参照すると、方法２００は、部品１０２をある場所から別の場所へ、例えば、フォーマー１０４からキッティングトレイ１０６へ搬送するように実行されうる。方法２００はブロック２０２で開始され、ここで部品１０２又はストリンガ材料１０２ａが提供される。部品１０２は汎用的な長さ（ｇｅｎｅｒｉｃ ｌｅｎｇｔｈ）あってよく、所望の長さに切り揃えられていてもよい。方法２００は、次いで、ブロック２０４に進む。

［００４７］ ブロック２０４では、部品１０２は、図１３に示したフォーマー１０４などの所定の場所に配置される。言い換えるならば、部品１０２は、フォーマー１０４などのオフロケーションに配置される。ブロック２０４では、１つ又は複数の区画１２０は、部品１０２の長さを収容するため、区画１２０の残りの部分から分離されることがある。代替的に、部品１０２は、完全に覆われた区画１２０によって支持される。端部上の部分的に覆われた区画１０２は、センサ１２６によって係合することはなく、部品１０２の剛性は十分で、部品１０２を真っすぐな状態に保つことができる。方法２００は、次いで、ブロック２０６に進む。ブロック２０６では、エンドエフェクタ１１４が提供される。上述のように、エンドエフェクタ１１４は、部品１０２の形状を形成する圧縮機として機能しうる。ブロック２０６の後、方法２００はブロック２１０に続く。

［００４８］ ブロック２１０では、エンドエフェクタ１１４が部品１０２に係合するまで、エンドエフェクタ１１４は部品１０２に向かって動かされる。例えば、エンドエフェクタ１１４が部品１０２に直接接触するまで、エンドエフェクタ１１４は部品１０２に向かって動かされてもよい。エンドエフェクタ１１４が部品１０２に向かって動いている間、位置合わせ機構１４０のフォーマーカップ１４４にピン１４２を挿入することによって（又は、他の適切な位置合わせ機構を使用することによって）、エンドエフェクタ１１４はフォーマー１０４に整列される。エンドエフェクタ１１４は、部品１０２の形状を変えるため、フォーマー１０４上に配置された部品１０２に圧力を印加してもよく、これにより、部品１０２を特定の飛行機に組み上げることができる。代替的に、フォーマー１０４は部品１０２（例えば、ストリンガ）を作成してもよく、エンドエフェクタ１１４のみが部品１０２を取り出す。エンドエフェクタ１１４が部品１０２に係合すると、エンドエフェクタ１１４の区画１２０は部品１０２によって覆われる。方法２００では、第１の真空源１２４はブロック２１１でも提供される。処理のこの段階では、ブロック２１０で、部品１０２に係合するエンドエフェクタ１１４を配置した後に、第１の真空源１２４がＯＮになる。したがって、ブロック２１１で、第１の真空源１２４は起動される。上述のように、第１の真空源１２４は、真空ポート１２２を経由して、エンドエフェクタ１１４の区画１２０と流体連通している。方法２００は、次いで、ブロック２１２に続く。

［００４９］ ブロック２１２では、部品１０２によって覆われているエンドエフェクタ１１４の区画１２０は、センサ１２６を通る小さな流れによって真空圧を蓄積する。この真空圧は、各区画１２０での真空圧が所定の圧力閾値以下になるまで蓄積される。このようにするには、第１の真空源１２４は、各区画１２０での真空圧が所定の圧力閾値以下になるまで、ＯＮにしなければならず、エンドエフェクタ１１４は、各区画１２０での真空圧が所定の圧力閾値以下になるまで、維持されなければならない。ブロック２１２では、センサ１２６は、各区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下であるかどうかを検知する。各区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下であるとき、部品１０２はエンドエフェクタ１１４に固定される。センサ１２６は、区画１２０の真空圧が所定の圧力閾値を上回る間は、流体Ｆが部品１０２から第１の真空源１２４へ流れ込むが、区画の真空圧が所定の圧力センサ以下であるときには、部品１０２とエンドエフェクタとの間の流体Ｆの流れを阻止することができるチェックバルブであってもよい。言い換えるならば、ブロック２１２では、第１の真空源１２４と真空ポート１２２との間の流体の流れは、区画１２０の真空圧が所定の圧力閾値以下になると、阻止されうる。例えば、センサ１２６によって、各区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下であると判定することに応答して、方法２００はブロック２１４へ進む。

［００５０］ ブロック２１４では、図１４に示したように、各区画１２０の圧力が所定の圧力閾値以下であると判定することに応答して、制御システム１３０は、固定された部品１０２と共にエンドエフェクタ１１４を自動的に持ち上げるように、ピックアンドプレースシステム１０８に命令してもよい。この段階では、部品１０２はエンドエフェクタ１１４に固定されている。したがって、エンドエフェクタ１１４を持ち上げることによって、部品１０２も持ち上げられる。代替的に、制御システム１３０は、エンドエフェクタ１１４が部品１０２に固定されており、これにより、キッティングトレイ１０６などの別の場所に移動可能であることを、部品搬送システム１００のユーザーに通知する警報（可視警報又は可聴警報など）を生成してもよい。次いでユーザーは、制御システム１３０のユーザーインターフェース１３６を介して、ピックアンドプレースシステム１０８を別の場所に移動するように命令する。方法２００は、次いで、ブロック２１６及び２１８に進む。

［００５１］ ブロック２１６では、キッティングトレイ１０６が提供される。方法２００は、次いで、ブロック２２０に進む。ブロック２２０では、部品１０２（エンドエフェクタ１１４に固定されている）は、図１５及び図１６に示したように、部品１０２がキッティングトレイ１０６上に配置されるまで、キッティングトレイ１０６に向かって動かされる。エンドエフェクタ１１４とキッティングトレイ１０６とを整列させるため、ピックアンドプレースシステム１０８のピン１４２は、部品１０２が動いている間に、位置合わせ機構１４０のトレイカップ１４６に挿入されてもよい。代替的に、エンドエフェクタ１１４とキッティングトレイ１０６とを整列させるため、他の適切な位置合わせ機構が使用されてもよい。方法２００は、次いで、ブロック２２１に進む。

［００５２］ ブロック２２１では、ガス（例えば、空気）をキッティングトレイ１０６の真空トレイポート１１１から引き出すため、第２の真空源１３８はＯＮにされてよく、これによって、ブロック２２０では、部品１０２がキッティングトレイ１０４上に配置された後、部品１０２をキッティングトレイ１０６に固定する。ブロック２２１では、制御システム１３０は、例えば、流体Ｆがエンドエフェクタ１１４の真空ポート１２２を介してこれ以上引き出せないと判定したことに応答して、第２の真空源を起動する（すなわち、ＯＮにする）ように命令してもよい。したがって、この段階では、第２の真空源１３８は、キッティングトレイ１０６の真空トレイポート１１１に接続されている。部品１０２がキッティングトレイ１０６上に配置されると、部品１０２からエンドエフェクタ１１４を分離する前に、部品１０２をキッティングトレイ１０６に固定するため、エンドエフェクタ１１４は、キッティングトレイ１０６と部品１０２との間での真空圧が所定の圧力閾値以下である境界面で、部品１０２に接続された（例えば、直接接触した）状態で維持されなければならない。キッティングトレイ１０６は、キッティングトレイ１０６と部品１０２との間の境界面で真空圧を測定するため、上述のセンサ１２６などのセンサを含んでもよい。キッティングトレイ１０６と部品１０２との境界面での真空圧が所定の圧力閾値であると判定することに応答して、方法２００はブロック２２２に進む。

［００５３］ ブロック２２２では、第１の真空源１２４はＯＦＦにされてもよい。その結果、部品１０２はエンドエフェクタ１１４から解放される。ブロック２２２では、第１の真空源１２４は、エンドエフェクタ１１４の真空ポート１２２から流体分離されうる。部品１０２がエンドエフェクタ１１４から解放されると、方法２００はブロック２２４へ続く。ブロック２２４では、エンドエフェクタ１１４は部品１０２から取り外される。

本明細書において、特定の機能を実施する「ように構成／設定された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、更なる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるにすぎないというものではない。言い換えるならば、特定の機能を実施するように「構成／設定された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ／又は設計される。本明細書において、「構成された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」という表現は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアが更なる改変なしで特定の機能を実行することを可能にする、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの既存の特性を意味する。本開示において、特定の機能を実施するように「構成されている」と説明されるシステム、装置、構造物、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的には、その機能を実施するように「適合している（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」、及び／又は、実施するように「動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」とも記述されうる。

条項１． 本開示の一態様によれば、部品搬送システムであって、
可動支持体と、
前記可動支持体に連結された複数のアームと、
前記複数のアームの各々に連結されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは本体と、前記本体に各々連結された複数の仕切板とを含み、前記複数の仕切板は前記本体を複数の区画に分け、前記エンドエフェクタは、前記複数の区画の１つと各々流体連通している複数の真空ポートを含む、エンドエフェクタと、
前記複数の真空ポートの少なくとも１つと流体連通している真空源であって、前記複数の真空ポートの各々は、前記複数の区画から流体を引き出し、前記エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに係合している部品との間に真空を確立し、それによって前記部品を前記エンドエフェクタに固定するように構成される、真空源と、
を備える、部品搬送システムが提供される。

条項２． 前記複数の区画の１つに各々連結されている複数のセンサを更に備え、前記複数のセンサの各々は、前記複数の区画の各々の圧力が所定の圧力閾値以下であるかどうかを検知するように構成されており、前記エンドエフェクタは、前記複数の区画の少なくとも１つの前記圧力が前記所定の圧力閾値以下であるとき、前記部品に固定されるように構成される、条項１に記載の部品搬送システム。

条項３． 前記複数のセンサの少なくとも１つが流量センサである、条項２に記載の部品搬送システム。

条項４． 前記複数のセンサの少なくとも１つが受動圧力センサである、条項２に記載の部品搬送システム。

条項５． 前記複数の区画は、少なくとも第１の区画と第２の区画とを含み、前記第１の区画と前記第２の区画とは、互いに着脱可能に連結される、条項１に記載の部品搬送システム。

条項６． 前記真空源は、前記複数の区画の少なくとも１つから流体を選択的に引き出すように構成される、条項１に記載の部品搬送システム。

条項７． 前記部品を受け取るように構成されるキッティングトレイを更に備え、前記可動支持体は、移動し、前記部品を前記キッティングトレイの上に配置するように構成される、条項１に記載の部品搬送システム。

条項８． 前記真空源は第１の真空源で、前記部品搬送システムは前記キッティングトレイと流体連通している第２の真空源を更に含み、前記キッティングトレイはトレイ本体と、前記トレイ本体を通って延びる複数の真空トレイポートとを含み、前記複数の真空トレイポートの各々は、前記複数の真空トレイポートからガスを引き出し、前記部品が前記キッティングトレイ上に配置されたとき、前記部品を前記キッティングトレイに固定するため、前記第２の真空源と流体連通している、条項７に記載の部品搬送システム。

条項９． 前記エンドエフェクタをフォーマーと、キッティングトレイとに整列させるように構成されている位置合わせ機構を更に備える、条項８に記載の部品搬送システム。

条項１０． 前記位置合わせ機構はカップ／コーンのシステムである、条項９に記載の部品搬送システム。

条項１１． 前記第１の真空源と通信を行うコントローラを更に備え、前記コントローラは、前記複数の真空トレイポートが前記第２の真空源と流体連通しているとき、前記真空源に命令を出して、前記エンドエフェクタの前記複数の真空ポートから流体分離するようにプログラムされている、条項８に記載の部品搬送システム。

条項１２． 前記エンドエフェクタは最大長を有し、前記複数の真空ポートのうちの少なくとも２つは、前記エンドエフェクタの前記最大長に沿って、互いに間隔が空けられている、条項１に記載の部品搬送システム。

条項１３． 本開示の別の態様によれば、部品を搬送する方法であって、
エンドエフェクタの複数の区画と流体連通している真空源を起動することであって、前記エンドエフェクタは前記複数の区画の少なくとも１つと各々流体連通している複数の真空ポートを含む、真空源を起動することと、
前記エンドエフェクタが前記部品に係合するまで、前記部品に向かって前記エンドエフェクタを動かすことと、
前記エンドエフェクタが前記部品に係合した後、前記複数の区画の少なくとも１つの圧力が所定の圧力閾値以下になるまで、前記エンドエフェクタが動かないように維持することと、
前記部品がキッティングトレイ上に配置されるまで、前記キッティングトレイに向かって、前記部品と共に前記エンドエフェクタを動かすことと、
を含む、部品を搬送する方法が提供される。

条項１４． 複数のセンサを使用して、前記複数の区画の各々の圧力を検知することを更に含み、前記複数のセンサの各々は、前記複数の区画の各々の前記圧力が前記所定の圧力閾値以下であるかどうかを検知するように構成されており、前記エンドエフェクタは、前記複数の区画の少なくとも１つの前記圧力が前記所定の圧力閾値以下であるとき、前記部品に固定されるように構成される、条項１３に記載の方法。

条項１５． 前記複数の区画の少なくとも１つを前記複数の区画の残りの部分から分離することを更に含む、条項１３に記載の方法。

条項１６． 前記真空源と前記複数の真空ポートのうちの少なくとも１つとの間の流体の流れをブロックすることを更に含む、条項１３に記載の方法。

条項１７． 前記真空源は第１の真空源で、前記方法は、前記部品が前記キッティングトレイ上に配置された後、前記エンドエフェクタの前記複数の真空ポートから前記真空源を流体分離することを更に含み、前記キッティングトレイは、トレイ本体と、前記トレイ本体を通って延びる複数の真空トレイポートとを含み、前記複数の真空トレイポートの各々は、前記複数の真空トレイポートからガスを引き出し、前記部品が前記キッティングトレイ上に配置されたとき、前記部品を前記キッティングトレイに固定するため、第２の真空源と流体連通している、条項１３に記載の方法。

条項１８． 前記部品が前記キッティングトレイ上に配置された後に、前記部品を前記キッティングトレイに固定するため、前記複数の真空トレイポートから前記ガスを引き出すように、前記第２の真空源を前記複数の真空トレイポートに流体接続することを更に含む、条項１７に記載の方法。

条項１９． 前記複数の真空トレイポートから前記ガスを引き出すために、コントローラによって、前記第２の真空源が起動するように命令することを更に含む、条項１８に記載の方法。

条項２０． 前記エンドエフェクタを前記部品と共に前記キッティングトレイに向かって動かす間に、位置合わせ機構を使用して、前記部品と前記キッティングトレイとを整列させることを更に含む、条項１３に記載の方法。

［００５４］ 本明細書に記載の実施形態の例示は、様々な実施形態の構造の全体的な理解をもたらすためのものである。上記例示は、本明細書に記載された構造又は方法を利用する装置及びシステムの全ての要素及び特徴を網羅的に説明する役割を果たすことは意図されていない。本開示を精査することで、当業者には、他の多くの実施形態が自明となりうる。本開示の範囲を逸脱することなく構造的及び論理的な置換及び変更がなされうるように、他の実施形態が利用され、本開示から導かれうる。したがって、本開示及び図面は、限定的というよりは、例示的なものと見なすべきである。

Claims (10)

1. 部品搬送システムであって、
   可動支持体と、
   前記可動支持体に連結された複数のアームと、
   前記複数のアームの各々に連結されたエンドエフェクタであって、前記エンドエフェクタは本体と、前記本体に各々連結された複数の仕切板とを含み、前記複数の仕切板は前記本体を複数の区画に分け、前記エンドエフェクタは、前記複数の区画の１つと各々流体連通している複数の真空ポートを含む、エンドエフェクタと、
   前記複数の真空ポートの少なくとも１つと流体連通している真空源であって、前記複数の真空ポートの各々は、前記複数の区画から流体を引き出し、前記エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに係合している部品との間に真空を確立し、それによって前記部品を前記エンドエフェクタに固定するように構成される、真空源と、
   を備える、部品搬送システム。
2. 前記複数の区画の１つに各々連結されている複数のセンサを更に備え、前記複数のセンサの各々は、前記複数の区画の各々の圧力が所定の圧力閾値以下であるかどうかを検知するように構成されており、前記エンドエフェクタは、前記複数の区画の少なくとも１つの前記圧力が前記所定の圧力閾値以下であるとき、前記部品に固定されるように構成される、請求項１に記載の部品搬送システム。
3. 前記複数のセンサの少なくとも１つが流量センサである、請求項２に記載の部品搬送システム。
4. 前記複数のセンサの少なくとも１つが受動圧力センサである、請求項２に記載の部品搬送システム。
5. 前記複数の区画は、少なくとも第１の区画と第２の区画とを含み、前記第１の区画と前記第２の区画とは、互いに着脱可能に連結される、請求項１に記載の部品搬送システム。
6. 前記真空源は、前記複数の区画の少なくとも１つから前記流体を選択的に引き出すように構成される、請求項１に記載の部品搬送システム。
7. 前記部品を受け取るように構成されるキッティングトレイを更に備え、前記可動支持体は、移動し、前記部品を前記キッティングトレイの上に配置するように構成される、請求項１に記載の部品搬送システム。
8. 前記真空源は第１の真空源で、前記部品搬送システムは前記キッティングトレイと流体連通している第２の真空源を更に含み、前記キッティングトレイはトレイ本体と、前記トレイ本体を通って延びる複数の真空トレイポートとを含み、前記複数の真空トレイポートの各々は、前記複数の真空トレイポートからガスを引き出し、前記部品が前記キッティングトレイ上に配置されたとき、前記部品を前記キッティングトレイに固定するため、前記第２の真空源と流体連通している、請求項７に記載の部品搬送システム。
9. 前記エンドエフェクタをフォーマーと、キッティングトレイとに整列させるように構成されている位置合わせ機構を更に備える、請求項８に記載の部品搬送システム。
10. 前記位置合わせ機構はカップ／コーンのシステムである、請求項９に記載の部品搬送システム。
    

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