JP6573779B2 - 航空機の塗料塗布システム及び方法 - Google Patents

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Description

航空機の塗装は、規模が大きく航空機に関する形状が固有であるため、かなり難しく時間がかかるプロセスである。例えば、胴体から外に向かって延びる翼は、塗装プロセスを妨害する可能性のある形状を示す。水平尾翼上の垂直尾翼の高さは、垂直尾翼の外面にアクセスする際に問題となる可能性がある。この点で、航空機の塗装プロセスには、一又は複数の下塗剤及びペンキの塗布に先立って、例えば、表面の研磨、洗浄、及び遮蔽などの手動操作のために、人員による航空機外面へのアクセスが必要とされることがあり、その後、航空機表面の遮蔽解除及び検査が続く。
航空機外面への塗料の塗布はまた、正確に実行されなければならない。例えば、航空機表面へのペンキ塗布のプロセスは、性能要件及び視覚的期待を満たす許容レベルの塗り厚を保証する高水準の制御で実行されなければならない。塗装プロセスには、航空機の広大な外面積が更に課題となる。
以上のように、比較的低コストかつ短時間で正確に実行することができる航空機への塗料塗布のためのシステム及び方法が技術的に必要とされる。
先述の航空機への塗料塗布に関する必要性は、ガントリーに基づく塗料塗布システムを提供する本開示により対処される。塗料塗布システムは、一対のそれぞれのフロアトラックに沿って移動可能であり得る一対のタワーを有する少なくとも一つのガントリーを含み得る。横桁は、一対のタワーの間で延び得る。横桁は、対向する桁端部を有し得る。ユニバーサルジョイントは、横桁がユニバーサルジョイントの垂直軸周囲及び水平軸周囲を回転することができるように、各桁端部をタワーに連結し得る。ロボットデバイスは、横桁に装着され得る。ロボットデバイスは、航空機外面で一又は複数の動作を実行するためのエンドエフェクタを含み得る。
さらなる実施形態では、航空機の外面を塗装するための塗料塗布システムが開示される。先ほど示されたように、塗料塗布システムは、少なくとも一つのガントリーを含み得る。ガントリーは、概して互いに平行に配向される第1及び第2のフロアトラックそれぞれに沿って移動可能な第1及び第2のタワーを含み得る。ガントリーはまた、第1及び第2のタワー間を延びる横桁、並びに航空機外面で一又は複数の動作を実行するように構成されるエンドエフェクタを有する少なくとも一つのロボットデバイスを含み得る。塗料塗布システムはまた、第1のフロアトラックの船外端部と関連するターンテーブルを含み得る。ターンテーブルは、第1のタワーを第1のタワー軸周囲で回転させるように構成され得る。塗料塗布システムはまた、第2のトラックの船外端部と関連する湾曲したトラックセクションを含み得る。湾曲したトラックセクションは、横桁が航空機の翼端に対して旋回し得るように、第2のタワーが、第1のタワー軸に位置する湾曲の中心を有する弧に沿って移動することを可能にし得る。
また、航空機に対する塗料塗布方法が開示される。方法は、少なくとも一つのガントリーを航空機に対して位置決めすることを含み得る。ガントリーは、それぞれのフロアトラックに係合する一対のタワー間を延びる横桁を含み得る。方法は、ガントリーを航空機に対する所望の位置に位置決めするために、一対のタワーを協調的にフロアトラックに沿って移動させることを含み得る。方法はまた、横桁に装着されエンドエフェクタを有するロボットデバイスを操作すること、及び航空機外面で一又は複数の動作を実行することを含み得る。一又は複数の動作は、エンドエフェクタを使用して実行され得、一又は複数の動作は、横桁に装着された人員プラットフォーム上で支持される技術者により手動で実行され得る。
更に、本開示は下記の条項に従う実施形態を含む。
条項1
塗料塗布システムであって、
一対のそれぞれのフロアトラックに沿って移動可能な一対のタワーと、
一対のタワー間を延び、対向する桁端部を有する横桁と、
各桁端部をタワーに連結し、横桁がユニバーサルジョイントの垂直軸周囲及びユニバーサルジョイントの水平軸周囲を回転可能にするユニバーサルジョイントと、
横桁に装着され、航空機外面で一又は複数の動作を実行するためのエンドエフェクタを含むロボットデバイスと
を備える、システム。
条項2
横桁は、タワーに対して垂直に移動可能である、条項1に記載の塗料塗布システム。
条項3
横桁に沿って移動可能であり、一又は複数の人員を支持するように構成される人員プラットフォームを更に含む、条項1に記載の塗料塗布システム。
条項4
横桁に沿った移動中に人員プラットフォームの加速度を打ち消す方法で、横桁に沿った移動中にロボットデバイスの加速度を制御するように構成されるコントローラを更に含む、条項3に記載の塗料塗布システム。
条項5
タワーの各々は、一対のタワーを互いに同期してフロアトラックに沿って移動させるように構成される電動式ベースを含む、条項1に記載の塗料塗布システム。
条項6
タワーの各々は、タワーを実質的に垂直な配向に確実に維持するようにフロアトラックに係合する、条項1に記載の塗料塗布システム。
条項7
フロアトラックの一つと関連し、タワーの一つがタワー軸周囲で回転することを可能にするターンテーブルと、
フロアトラックの残りの一つと関連し、横桁がタワー軸周囲で旋回されるように、タワー軸に位置する湾曲の中心を有する弧に沿ってタワーの移動を可能にする湾曲したタワーセクションと
を更に含む、条項1に記載の塗料塗布システム。
条項8
航空機の外面を塗装するための塗料塗布システムであって、
少なくとも一つのガントリーであって、
概して互いに平行に配向される第1及び第2のフロアトラックそれぞれに沿って移動可能な第1及び第2のタワーと、
第1及び第2のタワー間を延びる横桁と、
航空機外面で動作を実行するように構成されるエンドエフェクタを有する少なくとも一つのロボットデバイスと
を含む、少なくとも一つのガントリーと、
第1のフロアトラックの船外端部と関連し、第1のタワーを第1のタワー軸周囲で回転させるように構成されるターンテーブルと、
第2のフロアトラックの船外端部と関連し、横桁が前記第1のタワー軸周囲を旋回し得るように、第2のタワーが第1のタワー軸に位置する湾曲の中心を有する弧に沿って移動することを可能にする湾曲したトラックセクションと
を備える、塗料塗布システム。
条項9
横桁は、ユニバーサルジョイントにより第1及び第2のタワーにそれぞれ連結される対向する一対の桁端部を含み、
各ユニバーサルジョイントは、横桁が、ユニバーサルジョイントの垂直軸周囲及びユニバーサルジョイントの水平軸周囲を回転することを可能にする、条項8に記載の塗料塗布システム。
条項10
横桁は、タワーに対して垂直に移動可能である、条項8に記載の塗料塗布システム。
条項11
横桁の縦方向に沿って移動可能な人員プラットフォームを更に備える、条項8に記載の塗料塗布システム。
条項12
横桁に沿った移動中に人員プラットフォームの加速度を打ち消す方法で、横桁に沿った移動中にロボットデバイスの加速度を制御するように構成されるコントローラを更に含む、条項11に記載の塗料塗布システム。
条項13
一対の前方ガントリーと、一対の中央ガントリーと、一対の後方ガントリーとを含む、三対のガントリーを含み、
各対のガントリーは、それぞれのフロアトラックに沿って互いに対向する関係で移動可能であり、航空機を各対のガントリー間に位置決めすることを可能にし、
中央ガントリーの各々は、各中央ガントリーの横桁がタワー軸周囲を旋回することを可能にする方法で、ターンテーブル上で回転可能なタワーと、湾曲したトラックセクションに沿って移動可能な対向するタワーとを有する、条項8に記載の塗料塗布システム。
条項14
航空機に対する塗料塗布方法であって、
それぞれのフロアトラックに係合する一対のタワーの間を延びる横桁を有するガントリーを航空機に対して位置決めすることと、
一対のタワーを、フロアトラックに沿って同期する方法で航空機の縦軸に平行でない方向に移動させることと、
横桁に装着され、エンドエフェクタを有するロボットデバイスを操作することと、
航空機外面で動作を実行することと
を含む、方法。
条項15
航空機外面で動作を実行するステップは、
横桁に装着された人員プラットフォームを使用して、航空機外面で動作を手動で実行することを含む、条項14に記載の方法。
条項16
航空機外面で動作を実行するステップは、
エンドエフェクタを使用して、航空機外面で動作を実行することを含む、条項14に記載の方法。
条項17
航空機外面で動作を実行するステップは、航空機外面を研磨、洗浄、塗装、及び検査することのうちの少なくとも一つを含む、条項14に記載の方法。
条項18
エンドエフェクタを航空機外面に対して位置決めするために、ロボットベースを回転させる及び/又はロボットデバイスの少なくとも一つのアームを操作することを更に含む、条項14に記載の方法。
条項19
ロボットデバイスを横桁の縦方向に沿って移動させることと、
横桁をタワーに対して垂直に移動させることと
のうちの少なくとも一つを更に含む、条項14に記載の方法。
条項20
横桁は、各々がユニバーサルジョイントによりタワーに連結される対向する桁端部を含み、
一つのタワーが、フロアトラックに沿ったタワーの水平移動中に、対向するタワーから遅延すると、横桁が桁端部周囲のユニバーサルジョイントの垂直軸周囲を回転することを可能にすることと、
一つの桁端部が、タワーに対する横桁の垂直移動中に、対向する桁端部から遅延すると、横桁が桁端部周囲のユニバーサルジョイントの水平軸周囲を回転することを可能にすることと
のうちの少なくとも一つを更に含む、条項14に記載の方法。
条項21
人員プラットフォームは、横桁の縦方向に沿って移動可能であり、
人員プラットフォームの加速度を打ち消す方法で、横桁に沿ったロボットデバイスの加速度を制御することと、
ロボットデバイスの加速度を制御することにより、加速誘導されたタワーへの横荷重を低減することと
を更に含む、条項14に記載の方法。
条項22
一対のタワーは、第1のフロアトラック及び第2のフロアトラックに沿って移動可能な第1のタワーと第2のタワーとを含み、
第1のフロアトラックの船外端部と関連するターンテーブルを使用して、第1のタワーを第1のタワー軸周囲で回転させることと、
横桁を航空機の翼端に対して回転させるために、第2のタワーを第2のフロアトラックの船外端部から延びる湾曲したトラックセクションに沿って移動させることであって、湾曲したトラックセクションは、第1のタワー軸に位置する湾曲の中心を有する、移動させることと
を更に含む、条項14に記載の方法。
特徴、機能及び利点は、本開示の様々な実施形態において独立して達成可能であり、又は、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解可能である更に他の実施形態において組み合わされてもよい。
本発明の開示のこれらの特徴及び他の特徴は、図面を参照すればより明確となり、これらの図面全体を通して、類似の番号は類似の部品を指す。
航空機を塗装するために実施され得る塗料塗布システムの斜視図である。 図1の塗料塗布システムの上面図である。 図1の塗料塗布システムの側面図である。 図1の塗料塗布システムの端面図である。 一対の縦に移動可能なタワーと、タワー間を延びる垂直に移動可能な横桁とを含むガントリーの例の側面図である。 平行な一対のフロアトラックに回転係合する際の一組の車輪を有するタワーベースの実施形態の側面図である。 フロアトラックの各々のトラックフランジを捉える上下車輪を有するフロアトラックシステムの更なる実施形態の側面図である。 タワーの電動式ベースの実施形態の斜視図であって、タワーを垂直なタワー軸周囲で回転させるための回転可能なターンテーブルトラックを有するターンテーブルの実施形態を示す。 真っすぐなトラックセクション上に位置決めされたタワーを示し、真っすぐなトラックセクションの終端部に位置するターンテーブルをさらに示す図8Aのターンテーブルの実施形態の上面概略図である。 垂直なタワー軸周囲での回転が示される回転可能なターンテーブルトラック上のタワーを示す図8Aのターンテーブルの実施形態の上面概略図である。 タワーを垂直なタワー軸周囲で回転させるためのターンテーブルの更なる実施形態の斜視図である。 ユニバーサルジョイントの水平軸周囲及びユニバーサルジョイントの垂直軸周囲で桁端部の旋回を可能にするために、横桁の桁端部をタワーに連結するユニバーサルジョイントの実施形態の斜視図である。 図10に示されるユニバーサルジョイントの上面図である。 横桁の垂直移動中に、桁端部の1つの対向する桁端部に対する垂直移動を遅延させることを可能にするユニバーサルジョイントを示すガントリーの実施形態の側面図である。 図12のガントリーの上面図であって、フロアトラックシステムに沿ったタワーの水平移動中に、タワーの1つの対向するタワーに対する水平移動を遅延させることを可能にするユニバーサルジョイントを示す図である。 ロボットデバイス及び横桁に沿って水平に移動可能な人員プラットフォームの実施形態の斜視図である。 一又は複数のアーム、及び航空機外面で一又は複数の動作を実行するためのエンドエフェクタを有するロボットデバイスの実施形態の側面図である。 人員プラットフォーム下の収容構成の中のロボットデバイスの斜視図である。 垂直軸周囲を回転し、前方に延びるプラットフォーム延長部分を有する人員プラットフォームの実施形態の斜視図であって、プラットフォーム延長部分の反対側に折られる一対の側面延長部をさらに示す図である。 ガントリーの一つの側面概略図であって、航空機胴体の最上部(crown)に対するエンドエフェクタの作業区域安全運行範囲(work zone envelope)を示す図である。 ガントリーの一つの側面概略図であって、延長構成の人員プラットフォームを示し、人員プラットフォームにより航空機胴体の最上部に対して提供される手動アクセス能力を示す図である。 航空機胴体の竜骨に対するエンドエフェクタの作業区域安全運行範囲を示す側面概略図である。 航空機の塗装方法に含まれ得る一又は複数の工程を示すフローチャートである。 T字型格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 T字型格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 T字型格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 T字型格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 長方形格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 長方形格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 長方形格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 長方形格納庫に搭載された塗料塗布システムの一組のガントリー間に航空機を格納するためのプロセスの略平面図である。 航空機の製造及び保守方法のフロー図である。 航空機のブロック図である。
ここで本開示の様々な実施形態を示す目的で示される図面を参照するが、図1では、塗料塗布システム200の実施形態の斜視図が示される。塗料塗布システム200は、ペンキなどの塗料を航空機100の外面102に塗布することに関連する動作を実行するための自動システム及び方法を表す。この点で、本明細書中で開示される塗料塗布システム200及び方法は、研磨、洗浄、表面処理、遮蔽、下塗剤塗布、塗料塗布、遮蔽解除、検査、及び航空機100の外面102で形成され得る様々な追加的動作のうちの任意の一つを含むがこれらに限定されない様々な動作のうちの任意の一又は複数の動作をロボット制御で(例えば、自動で又は半自動で)及び/又は手動で実行するための航空機外装の領域にアクセスするための手段を提供する。
図1から図4において、塗料塗布システム200は、航空機100の片側又は両側に位置する一又は複数のガントリー201を含み得る。ガントリー201の各々は、フロアトラックシステム228に沿って移動可能である一対の垂直なタワー208を含み得る。各ガントリー201は、タワー208の間を延びる横桁300を含み得る。各ガントリー201の横桁300は、少なくとも一つのロボットデバイス400及び/又は横桁300に沿って移動可能であり得る人員プラットフォーム500を含み得る。ガントリー201のうちの一又は複数のガントリーのロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500は、航空機外面102への塗料の塗布に関連する一又は複数の動作を実行するために操作され得る。
先ほど説明されたように、ガントリー201のうちの一又は複数は、航空機を格納庫に格納する間、及び航空機を格納庫から取り出す間などに、ガントリー201の間での航空機の移動を促進するために、格納庫壁156に抗して後退し得る。塗料塗布システム200は、一つのタワー208に対する湾曲したトラックセクション236を使用して、翼114に対して1つのガントリー201(例えば、中央ガントリー204)の横桁300をスウィングすること、及び以下で述べられるように、ターンテーブル238を使用して、中央ガントリー204の対向するタワー208を垂直なタワー軸214周囲で回転させることにより、T字型格納庫152との使用に適合され得る。図1から図4は、T字型格納庫152内に搭載された塗料塗布システム200を示すが、塗料塗布システム200は、有利には、既存の格納庫150(例えば、図25から図29を参照)のような長方形又は正方形の建築物で、若しくは他の建築形状及び構成で実施され得る。
図1から図4では、航空機100は、縦軸110(例えば、センターライン)を画定する胴体104を有し得る。航空機100は、着陸装置112上で支持され得、胴体104の前方端部に機首124を、胴体104の後方端部に尾部118を含み得る。胴体104の上面は、最上部106として、胴体104の底面は、竜骨108として、説明され得る。有利には、ガントリーに基づく塗料塗布システム200は、人員プラットフォーム500及び/又はロボットデバイス400を使用して、最上部106及び竜骨108へのアクセスを可能にし得る。航空機100は、胴体104から外に向かって延びる一対の翼114を含み得る。一又は複数の推進ユニット116は、航空機100、例えば、翼114などに装着され得る。尾部118は、水平尾翼120と、垂直尾翼122とを含み得る。水平尾翼120は、一対の水平安定板と、各水平安定板に旋回可能に連結されたエレベーター216とを含み得る。垂直尾翼122は、垂直安定板と、垂直安定板に旋回可能に連結された方向舵とを含み得る。
本開示は、胴体と翼から成る航空機(tube−and−wing aircraft)100への塗料の塗布に照らして説明されるが、塗料塗布システム200は、翼胴融合航空機(blended wing aircraft)を含むがこれに限定されない多様な種類の航空機のうちの任意の一つを塗装するために実施され得る。さらにこの点において、塗料塗布システム200は、航空機加工に限定されず、任意の種類の車両又は非車両構造、物体、システム、若しくはアセンブリ(限定されないが)を加工する(例えば、塗装する)ために使用され得る。
いくつかの実施形態では、塗料塗布システム200は、航空機100の各側面に位置決めされ得る複数のガントリー201を含み得る。図1から図4に示される実施形態は、一対の前方ガントリー202と、一対の中央ガントリー204と、一対の後方ガントリー206とを含む航空機100の各側面の三対のガントリー201を含む。航空機100の長さを延ばす単一の長いガントリーの代わりに、複数のガントリー201を航空機100の各側面に提供することにより、各横桁300の長さは短縮され得、比較的高い剛性の横桁300を実現し得る。各ガントリー201に対する高い剛性の横桁300は、もしそうでなければ、横桁がロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500の移動中に過度に屈曲可能でる場合に、発生し得るような、エンドエフェクタ416の固定された位置決め又は動的運動の好ましくない妨害を低減し得る。この点で、横桁300の長さが短縮されると、航空機100の外面102に対するエンドエフェクタ416の位置的精度の向上につながり得る高い剛性の横桁300が可能となり得る。また、複数のガントリー201を航空機100の各側面に沿って提供することにより、航空機100の異なる位置での人員プラットフォーム500及びロボットデバイス400の同時の位置決めが可能となり得、これにより航空機外装の異なる部分が同時に処理され得る。この点で、本開示はまた、航空機外装の複数の位置を同時に処理する能力を更に向上させるために、各横桁300に沿って操作される複数のロボットデバイス400及び/又は複数の人員プラットフォーム500を検討する。更に、複数のガントリー201を提供することにより、横桁300は、広範な航空機サイズへの塗料塗布システム200の適合性を最大化するようにサイズ決定及び構成され得る。
図1から図4では、航空機100の各側面のガントリー201は、航空機100の縦軸110に対する任意の所望の位置でのガントリー201の位置決めを可能にするために、それぞれのフロアトラック230に沿って互いに対して反対に移動可能であり得る。異なるガントリー201の直接隣接するタワー208のフロアトラック230は、エンドエフェクタ416の各々の横向き又は横への到達条件(the sideways or lateral reach requirement)を最小化するために、互いに相対的にかなり接近して位置決めされ得、それにより航空機外装のすべての部分が、少なくとも一つのガントリー201の少なくとも一つのエンドエフェクタ416によりアクセスされ得る。いくつかの実施形態では、中央ガントリー204の各々は、第1のフロアトラック242に関連するターンテーブル238で回転可能であり得る第1のタワー210を有し得る。中央ガントリー204の第2のタワー212は、第2のタワー212を正確な方向に沿って移動させるための湾曲したトラックセクション236又は第2のフロアトラック244に沿って移動可能であり得、これにより、以下で説明されるように、中央ガントリー204は、航空機100の翼端115の上又は下で旋回し得、その後、中央ガントリー204は、翼114の上方又は下方で翼114を跨ぎ得、真っすぐなトラックセクション234に沿って、航空機100に沿った任意の位置に移動し得る。
図5では、各ガントリー201は、一対のタワー208を含む。各ガントリー201のタワー208の少なくとも一つは、手動の動作を実行するための人員プラットフォーム500へのアクセスを可能にするために、ロボットデバイス400などの構成要素を補修するために、塗装供給品を補充するために、及び/又は航空機外面102の加工中に必要とされ得る他の材料を提供するために、エレベーター216(図10)を含み得る。いくつかの例では、各ガントリー201のタワー208の少なくとも一つは、エレベーター216が機能しないという場合には、横桁300にアクセスするために補助的手段を提供するために、はしご218を含み得る。
示される実施形態では、各タワー208は、タワーの横剛性を向上させるために、タワー208の各角に4つの垂直なポストを含み、垂直なポストに相互に連結される水平及び斜めの部材を強化する軽量トラス構造として構築され得る。しかしながら、タワー208のうちの一又は複数は、水平及び/又は斜めの部材により相互に連結される3つの垂直なポストで構築されてもよく、若しくはタワー208のうちの一又は複数は、5つ以上の垂直なポストで構築されてもよい。また、タワー208のうちの一又は複数が、任意の適する断面形状の中が空洞の垂直な管などの一体構造(monolithic structure)として形成され得ることが検討される。
図6では、各タワー208は、それぞれ一対の平行なフロアトラック230に沿って移動可能であり得る。各ガントリー201の各タワー208は、タワー208をフロアトラックシステム228に沿ってガントリー201の対向するタワー208と同期して移動させるように構成された電動式ベース228を含み得る。この点で、各タワー208は、フロアトラックシステム228に沿った移動の独立した手段を有し得る。タワー208の各々の電動式ベース226は、安定し独立した支持を各タワー208に提供する、ある一定の距離をとり得る一組の車輪220を含み得る。例えば、各タワー208は、概してタワー208の4つの角の下方に位置する4つ一組の車輪220により支持され得る。タワー208の重心224が、タワー208に垂直な安定性を提供し、タワー208がフロアトラック230に沿って駆動されるときのがたつき(backlash)を最小化するための手段として、車輪接触点222の間に位置決めされるように、各タワー208は構成され得る。
各タワー208は、タワー208をフロアトラック230に沿って推進させるための少なくとも一つの被駆動車輪220を含み得る。いくつかの例では、フロアトラックシステム228は、タワー208が同期して移動し得るように、各ガントリー201のタワー208の各々の相対位置に関するフィードバックを提供するために、複数の戦略的に配置されたレール位置センサー(図示されず)又は位置スイッチ(図示されず)を含み得る。フロアトラック230の各々は、各フロアトラック230の上面が概してフロア154の表面と同一平面となるように、格納庫のフロア154内にはめ込まれ得る桁を備え得る。図6は、各々がI字型の桁構成を有するフロアトラック230を示す。しかしながら、各フロアトラック230は、様々な代替的断面形状のうちの任意の一つで提供され得る。更に、各フロアトラック230は、フロア154内にはめ込まれることに限定されない。例えば、トラックのうちの一又は複数は、フロア154表面の上部に突出し得る(図示されず)。
図7では、タワー208をフロアトラックシステム228に連結するための代替的実施形態が示される。図7では、タワー208の車輪220は、横桁300及び/又は横桁300に沿ったロボットデバイス400の移動の開始及び停止のために課せられ得る横荷重に関わらず、タワー208を実質的に一定の垂直な配向に確実に維持するように、フロアトラック230に係合し得る。示される実施形態では、タワー208取付システムは、過度な横荷重の場合にタワー208の転倒を防止し得る配置で上部トラックフランジ232を捉える上部及び下部案内車輪220を含み得る。例えば、地震又はタワー208の物体との衝突の場合に、フランジ232を上部車輪220と下部車輪220との間で捉えることにより、タワー208の転倒が防止され得る。タワー208の垂直安定性はまた、人員プラットフォーム500が完全に格納されているかどうか、並びに/若しくは図19に示されるように、ロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500が横桁300から外に向かって完全に延びているかどうかに関わらず、タワー208の重心224が車輪接触点222の間に位置するように各ガントリーを構成することにより、提供され得る。
図8Aは、タワー208を垂直なタワー軸214周囲で回転させるためのターンテーブル238の実施形態を示す。塗料塗布システム200のいくつかの実施形態では、一又は複数のガントリー201は、ターンテーブル238と湾曲したトラックセクション236とを有するフロアトラックシステム228上で支持され得る。例えば、図2は、中央ガントリー204の一つのタワー208を正確に移動させるための湾曲したトラックセクション236と、横桁300を航空機100の翼端115の上又は下で回転させるための手段を提供するために、中央ガントリー204の対向するタワー208を旋回させるためのターンテーブル238とを有するフロアトラックシステム228に沿って移動可能であり得る中央ガントリー204を示す。ターンテーブル238は、フロアトラック230に統合され得る(図8Aから図8C)、又はターンテーブル238は、図9に示されるように、タワー208のベースに統合され得る。図8Aでは、フロア154に統合されたターンテーブル238が示される。ターンテーブル238は、真っすぐなトラックセクション234と同一の間隔を有する一対のターンテーブルトラック240を含み得る。塗料塗布システム200のいくつかの例では、中央ガントリー204の最前列の真っすぐなトラックセクション234の対向する終端部の各々は、ターンテーブル238を含み得る。しかしながら、一又は複数のターンテーブル238がフロアトラックシステム228に沿った任意の位置に配置され得ることも検討される。
図8Bは、真っすぐなトラックセクション234上に位置決めされたタワー208(2点鎖線で示される)を示すフロアに装着されたターンテーブル238の上面概略図である。真っすぐなトラックセクション234の終端部に位置するターンテーブル238が示される。ターンテーブルトラック240は、タワー280が真っすぐなトラックセクション234上に位置決めされると、回転して、概して真っすぐなトラックセクション234と位置合わせされ得る。ターンテーブルトラック240は、タワー車輪220が真っすぐなトラックセクション234とターンテーブルトラック240との間を滑らかに移動し得るために、ターンテーブルトラック240の端部と真っすぐなトラックセクション234の端部との間の間隙(図示されず)を最小化するようにサイズ決定及び構成され得る。
図8Cは、回転可能なターンテーブルトラック240上に位置決めされたタワー208を示すフロアに装着されたターンテーブル238の上面概略図である。2点鎖線で示されるタワー208は、垂直なタワー軸214がターンテーブル238の回転の中心(図示されず)と一致するように、ターンテーブル238上に位置決めされ得る。タワー軸214周囲でのタワー208及び横桁300の対応する旋回を伴う、タワー軸214周囲で旋回するターンテーブル238が示される。いくつかの例では、ターンテーブル238は、タワー車輪220がいつターンテーブルトラック240に完全に係合するかを示す一又は複数の位置スイッチ(図示されず)を含み得る。位置スイッチが転倒すると、トラックに沿ったタワー208の更なる移動を停止させる手段として、タワー208の電動式ベース226の作動が停止され得る。以下でより詳しく説明されるように、湾曲したトラックセクション236に沿った対向するタワー208の移動により(図24を参照)、タワー軸214周囲でターンテーブル238及びタワー208に回転が生じ得る。湾曲したトラックセクション236はまた、電動式ベース226が湾曲したトラックセクション236に到達すると、タワー208の縦移動を停止させるための一又は複数の位置スイッチを含み得る。
図9は、タワー208を垂直なタワー軸214周囲で回転させるためのターンテーブル238の代替的実施形態を示す。ターンテーブル238は、タワー208を車輪220に回転可能に連結し得る。いくつかの例では、ターンテーブル238は、タワー208がフロアトラック230に沿った特定の位置にある場合を除いて、ターンテーブル238の回転を防止するために、ロック又は固定されるように構成され得る。例えば、ターンテーブル238は、真っすぐなトラックセクション234の実質的に大部分に沿ったタワー208の回転を防止するためにロックされ得、タワー208が真っすぐなトラックセクション234の終端部に到達すると、タワー208を回転を可能にするためにロックを解除し得る。中央ガントリー204のフロアトラックシステム228について、湾曲したトラックセクション236は、真っすぐなトラックセクション234に接し得る。湾曲したトラックセクション236により、中央ガントリー204の対向するタワー208のタワー軸214に位置する湾曲の中心を有する弧に沿ったタワー208の移動が可能になり得る。有利には、ターンテーブル238及び湾曲したトラックセクション236により、横桁300は、航空機100の翼端115の上又は下で回転可能となり、その結果、以下で説明され、図22から図25に示されるような方法で、塗料塗布システム200のガントリー201の間への航空機100の格納を促進する。
図10は、横桁300の桁端部304のうちの一つをタワー208に連結するユニバーサルジョイント310(例えば、直交するロータリージョイント)の実施形態を示す。先述のように、各ガントリー201は、一対のタワー208の間を延びる横桁300を含む。各横桁300は、概して水平に配向され得、タワー208に対して垂直に移動可能であり得る。例えば、各横桁300は、各横桁300を、フロア154レベルからタワー208の上面まで、又はその間の任意の高さまで、垂直に移動させることができる垂直位置決めシステム308を含み得る。各横桁300は、概して固定された長さであり得、対向する桁端部及び横桁軸302を有し得る。
図11では、桁端部304の一方又は両方が、ユニバーサルジョイント310を使用して、タワー208に連結され得る。各ユニバーサルジョイント310は、ユニバーサルジョイント310の水平軸314周囲で(図10)及びユニバーサルジョイント310の垂直軸周囲で(図10)、横桁300を旋回可能にし得る。例えば、一つの実施形態では、ユニバーサルジョイント310は、クレビス取付具316が周囲を回転し得る垂直軸312及び水平軸314を有する一対のクレビス取付具316を含み得る。各桁端部304は、状況に合わせて横桁300を上げ下げするための各タワー208の一又は複数の垂直な桁案内レール306に順に連結され得る、ユニバーサルジョイント310に連結され得る。例えば、桁端部304は、タワー208に対する横桁300の垂直移動を促進するために、例えば、電動式ラックアンドピニオンシステム(図示されず)などの垂直位置決めシステム308により、タワー208に連結され得る。代替的には、電動式ケーブルウィンチシステム(図示されず)が、横桁300に垂直な移動能力を提供するために一つ又は両方のタワー208に統合されてもよい。
図12は、横桁の垂直移動中に、桁端部304の1つの対向する桁端部304に対する垂直移動を遅延させることを可能にする、対向する桁端部304のユニバーサルジョイント310を示すガントリー201の側面図である。ユニバーサルジョイント310は、水平面において回転の自由を提供し、互いに対する桁端部304の運動における遅延の結果として、曲げ荷重をタワー208又は横桁300に誘導することなく、横桁300の垂直な位置決めが一つのタワー208又は他のタワー208で遅延する(2点鎖線で示される)ことを可能にする。また、ユニバーサルジョイント310は、タワー208が移動するフロアトラック230の偏りを可能にし、タワー208がそれぞれのフロアトラック230に沿って移動する間、どちらか一方のタワー208の遅延(2点鎖線で示される)を可能にする。各桁端部304を垂直軸312及び水平軸314周囲を回転可能にすることにより、ユニバーサルジョイント310は、有利には、そうでなければ、桁端部304がタワー208に対して回転しない又は強固に連結される場合に、横桁300及び/又はタワー208の曲げ応力のために生じ得るガントリー201の構造的一体性損失を回避する。いくつかの実施形態では、一又は複数のセンサー(図示されず)は、ユニバーサルジョイント310の移動を監視し、ユニバーサルジョイント310が、ユニバーサルジョイント310の最大移動(例えば、回転)能力に近づいているときを検出するために、ユニバーサルジョイント310の各々に統合され得る。ユニバーサルジョイント310の最大移動が検出されると、横桁300及び/又はタワー208の運動は、タワー208及び横桁300の過度の応力を回避し、これによりガントリー201の構造的一体性を保護する手段として、横桁300の垂直位置決めシステム308を解除する(例えば、停止する)こと、及び/又は各タワー208の電動式ベース226を解除することなどにより、停止され得る。
有利には、ユニバーサルジョイント310は、横桁軸302周囲での横桁300の回転を防止する。更に、ユニバーサルジョイント310は、有利には、既定のガントリー201の一対のタワー208間のフロアトラック230の位置合わせ及び/又は間隔の欠陥を調整する。ユニバーサルジョイント310はまた、有利には、横桁300の垂直位置決めシステム308の欠陥、及び各タワー208の電動式ベース226の欠陥も調整する。また更に、ユニバーサルジョイント310は、横桁300の縦方向に沿ったロボットデバイス400の位置精度を同時に維持しつつ、横桁300のタワー208に対するわずかな移動を可能にし、これにより、航空機外装の領域におけるペンキなどの塗料の塗布中に所望されるように、エンドエフェクタ416が航空機外装の所望の位置に対して位置決めされ得る精度が保護され得る。
図14は、横桁300に装着されたロボットデバイス400及び人員プラットフォーム500の実施形態を示す。ロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500は、横桁300の縦方向に沿って移動可能であり得る。ロボットデバイス400は、航空機外面102で一又は複数の動作を実行するためのエンドエフェクタ416を含み得る。例えば、先述のように、エンドエフェクタ416は、物体表面の研磨、洗浄、塗装、及び検査、並びに他の動作を含むがこれらに限定されない動作を実行するように構成され得る。いくつかの例では、エンドエフェクタ416は、エンドエフェクタ416に取り外し可能に装着され得るエンドエフェクタツール(図示されず)の交換を可能にし得る。各エンドエフェクタツールは、航空機100の一又は複数の外面102で異なる種類の動作を実行し得る。例えば、エンドエフェクタ416に取り付けられ得るツールの種類は、ペンキなどの塗装剤を航空機表面に放出するように構成されるスプレージェット(図示されず)であり得る。エンドエフェクタ416に取り付けられ得る別の種類のツールは、表面がペンキなどの塗料で塗装された後に、航空機表面を検査するための検査カメラであり得る。ロボットデバイス400のロボットベース402及び/又は人員プラットフォーム500は、航空機外装での一種類の動作の完了時などに、自動で(例えば、ロボットコントローラ406にあらかじめプログラムされるなどして)交換され得る複数の異なるツール(図示されず)を有するツールホルダ(図示されず)を含み得、そうでなければ、エンドエフェクタ416のツール交換は、技術者により指揮され得る。いくつかの例では、エンドエフェクタ416のツール交換は、人員プラットフォーム500にいる技術者により、手動で実行され得る。
図13及び図14は、航空機外面102に対するエンドエフェクタ416の連結式位置決めのためのロボットベース402から延びる少なくとも一つの移動可能なアームを含み得るロボットデバイス400の実施形態を示す。示される例では、ロボットデバイス400は、ロボットベース402と、第1のアーム412と、第2のアーム414と、エンドエフェクタ416とを含み得る。ロボットベース402は、第1の軸420周囲での横桁300に対するロボットベース402の回転を可能にし得る。第1のアーム412は、第1のアーム412をロボットベース402に連結するジョイントにより画定される第2の軸422周囲で回転可能であり得る。第2のアーム414は、第2のアーム414を第1のアーム412に連結するジョイントにより画定される第3の軸424周囲で回転可能であり得る。また、第2のアーム414は、第2のアーム414の長さに沿って延びる第4の軸426周囲で旋回可能であり得る。第2のアーム414の長さは、第5の軸428の移動を画定するために延び縮み可能であり得る。
エンドエフェクタ416は、エンドエフェクタ416を第2のアーム414に連結するジョイントにより画定される第6の軸430周囲で回転可能であり得る。ロボットベース402は、ロボットベース402を横桁300の長さに沿って推進させ、ロボットデバイス400の第7の軸432の移動を画定するためのロボット駆動システム404を含み得る。以下で説明されるように、いくつかの実施形態では、ロボットデバイス400は、人員プラットフォーム500と一体となって移動され得る。しかしながら、ロボットデバイス400は、人員プラットフォーム500の移動とは無関係に、横桁300に沿った任意の位置に移動されてもよい。ロボットデバイス400は、以下でより詳しく説明されるように、エンドエフェクタ416が一又は複数の作業区域安全運行範囲418(例えば、図18から図20を参照)内を移動して、航空機外装の様々な異なる位置のうちの任意の一つに到達できるように、任意の数の軸周囲での又は軸に沿った移動のための任意の数のアーム及びジョイントを含み得る。
図14から図17では、ロボットベース402は、人員プラットフォーム500のプラットフォームベース502に連結又は結合され得る。プラットフォームベース502は、ロボットデバイス400及び人員プラットフォーム500が、概して横桁300に沿って一体となって移動し得るように、プラットフォーム駆動システム504により駆動され得る。プラットフォームベース502は、プラットフォーム案内レール508により案内及び/又は装着され得る。プラットフォーム案内レール508は、横桁300の側面に配置され得る。例えば、人員プラットフォーム500は、任意の方法で横桁300に移動可能に連結され得るが、プラットフォーム案内レール508は、横桁300の上面及び側面に配置され得る。ロボットベース402の中心は、ガントリー201を横桁軸302に鉛直な方向に沿って見た場合、概してプラットフォームベース502の中心に位置合わせされ得る。しかしながら、ロボットベース402は、プラットフォームベース502の位置に対して任意の位置に配置され得る。図示されない実施形態において、ロボットベース402は、プラットフォームベース502とは無関係に横桁300に取り付けられ得、人員プラットフォーム500と無関係に移動可能であり得る。
図14は、人員プラットフォーム500の実施形態を示す。人員プラットフォーム500は、航空機100の外面102の遮蔽、ステンシリング(stenciling)、遮蔽解除、及び検査、エンドエフェクタ416のツール交換、又は様々な他の動作のうちの任意の一つを含むがこれらに限定されない様々な動作のうちの任意の一つを実行する間、人員を支持するために使用され得る。先述のように、人員プラットフォーム500は、タワー208に取り付けられたエレベーター216及び/又ははしご218によりアクセス可能であり得る。人員プラットフォーム500は、一又は複数の人員を支持するように構成されるプラットフォームフロア510を含み得る。プラットフォームフロア510は、人員プラットフォーム500の旋回を可能にするために、プラットフォーム旋回軸506周囲を回転可能であり得るプラットフォームベース502に装着され得る(例えば、図15を参照)。人員プラットフォーム500の旋回能力により、人員プラットフォーム500の前縁は、加工される外面102と位置合わせされ得る。例えば、人員プラットフォーム500は、プラットフォームフロア510の前縁を、例えば、航空機100の機首124又は尾部118などの航空機の表面と位置合わせするために、プラットフォーム旋回軸506周囲で旋回され得る。
人員プラットフォーム500は、プラットフォームフロア510のサイズを増大させ、これにより航空機100の到達困難な外面へのアクセスを提供するために、必要に応じて配備され得る一又は複数の分割されたフロアセクション(図示されず)を任意で含み得る。人員プラットフォーム500はまた、人員の安全のためのフェンス手すり516を含み得、人員安全ハーネス取付用の人員プラットフォーム500上を延びる安全ハーネスバー520を更に含み得る。人員プラットフォーム500は、ペンキポット518(図14)、ペンキ混合備品(図示されず)、ロボットコントローラ406、エンドエフェクタ416ツール(図示されず)、他の供給品及び備品に装着位置を提供し得る。ロボットコントローラ406、ペンキ供給品、及び備品をフロア154の代わりに人員プラットフォーム500に直接配置することにより、フロア154から人員プラットフォーム500まで延びる比較的長い電源コード及びペンキ供給ラインの使用が避けられ得る。
人員プラットフォーム500は、プラットフォームフロア案内(図示されず)に沿って移動可能であり得るプラットフォーム延長部分512を含み得、これによりプラットフォームの長さを延長することができ、したがって、竜骨108の外面102又は胴体104の最上部106などの航空機の到達困難な領域へのアクセス向上を提供する。図14は、ロボットデバイス400の使用中に、所望され得る格納位置にあるプラットフォーム延長部分512を示す。人員プラットフォーム500は、ロボットデバイス400の移動に対する潜在的な妨害を取り除くために、折り畳まれた位置(図14)に移動され得る側面延長部分514を更に含み得る。側面延長部分514はまた、プラットフォーム延長部分512が格納され、これにより人員プラットフォーム500の一つの側面がタワー208の側面に直接隣接して位置決めできるように、折り畳まれてもよい。図16及び図17は、人員プラットフォーム500のT字型形状を形成する、延長位置にあるプラットフォーム延長部分512と、折り畳まれていない位置にある側面延長部分514とを示す。図16に示されるように、ロボットデバイス400が、人員プラットフォーム500下方に収容され得るのに対して、プラットフォーム延長部分512及び側面延長部分514は、畳み込まれる。いくつかの例では、ロボットデバイス400は、プラットフォーム延長部分512が延長位置にある場合、及び/又は側面延長部分514が折りたたまれていない位置にある場合に、人員プラットフォーム500下方に収容され得る。しかしながら、ロボットデバイス400は、プラットフォーム延長部分512が延び、及び/又は側面延長部分514が折りたたまれない場合に、操作されてもよい。
先述のように、塗料塗装システム200は、ロボットデバイス400及び人員プラットフォーム500の動作を制御するためのコントローラ406を含み得る。例えば、コントローラ406は、横桁300の縦方向に沿ったロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500の移動を制御し得る。ロボットデバイス400が、横桁300に沿った人員プラットフォーム500の移動と無関係に、横桁300に沿って移動され得る場合などのいくつかの例において、コントローラ406は、横桁300の縦方向に沿ったロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500の速度及び/又は加速度を制御するように構成され得る。この点で、コントローラ406は、有利には、人員プラットフォーム500及び/又はロボットデバイス400の移動停止及び開始により生成され得るタワー208への横荷重の大きさを制限するための手段として、二つの主要な移動部分(例えば、人員プラットフォーム500及びロボットデバイス400)の速度及び加速度を制御し得る。例えば、ロボットデバイス400の速度及び/又は加速度は、タワー208への加速誘導された横荷重を低減する手段として、人員プラットフォーム500の加速度を打ち消す方法で制御され得る。加速誘導された横荷重は、慣性荷重として説明され得る。コントローラ406は、横桁300に沿った人員プラットフォーム500の線加速度に対する、ロボットデバイス400の正の加速度(例えば、増加する線速度)及び負の加速度(例えば、減少する線速度)を制御し得る。
コントローラ406は、加工されている外面に対するエンドエフェクタ416先端位置の破損を低減又は防止し、これにより外面に対するエンドエフェクタ416先端の位置精度について強化された制御を提供する手段として、横桁300に沿ったロボットデバイス400及び/又は人員プラットフォーム500の移動停止及び開始中に加速のタイミング及び大きさを制御し得る。例えば、エンドエフェクタ416により実行されるある動作(例えば、塗料の噴霧)には、外面102に対するエンドエフェクタ416の位置及び移動に関して比較的正確な制御が要求され得る。横桁300に沿った移動中に人員プラットフォーム500及びロボットデバイス400の相対加速度を制御することにより、エンドエフェクタ416先端の位置の誤差は、最小化され得る。いくつかの例では、コントローラ406は、エンドエフェクタ416の位置の誤差を外面102上の位置に対して±0.050インチ以下の範囲に維持する方法で、エンドエフェクタ416先端の位置及び/又は移動の加速誘導された揺れ又は破損を低減するために有効であり得る。
先述のように、いくつかの実施形態では、ロボットベース402は、ロボットデバイス400及び人員プラットフォーム500が、概して横桁300の縦方向に沿って一体となって移動し得るように、プラットフォームベース502に連結され得る。ロボットベース402は、ガントリー201を横桁軸302に鉛直な方向に沿って見た場合、概してプラットフォームベース502に対して中心にあり得る。そのような配置において、エンドエフェクタ416は、ロボットデバイス400が横桁300の左桁端部304に位置する場合、ロボットデバイス400が横桁300の右桁端部304に位置する場合のエンドエフェクタ416の右方向の到達範囲と同量の左方向の到達範囲を有し得る。しかしながら、人員プラットフォーム500の側面延長部分514が折られ(図17を参照)、プラットフォーム延長部分512が格納される(図14を参照)と、人員プラットフォーム500は、タワー208との衝突を回避するために各タワー208から遠く離れたところで停止しなければならない。タワー208への人員プラットフォーム500の接近を制限することは、エンドエフェクタ416の横の到達範囲を低減し得る。フロアトラックシステム228は、作業区域安全運行範囲を隣接するガントリー201のロボットデバイス400に提供するために、直接隣接するガントリー201のタワー208を互いに相対的に接近して位置決めする方法で配置され得るが、側面延長部分514の折られた構成の結果としての、タワー208から遠く離れたところでの人員プラットフォーム500の位置決めにより、隣接するガントリー201のロボットデバイス400の作業区域安全運行範囲418の間に間隙を生じ得る。
有利には、塗料塗布システム200は、ロボットデバイス400のプラットフォームベース502に対して移動する能力を提供することにより、隣接するガントリー201の重複しない作業範囲の潜在的な制約に対処し得る。例えば、ロボットベース402は、プラットフォームベース502に装着され得る一対のロボットベース案内レール410(図14)により、プラットフォームベース502に連結され得る。ロボットベース案内レール410は、横桁300の方向に沿ったプラットフォームベース502に対するロボットベース402の移動を可能にし得る。例えば、人員プラットフォーム500が、タワー208に隣接して固定及び位置決めされると、コントローラ406は、ロボットベース402を、タワー208の船外側に向かってロボットベース案内レール410に沿って独立して移動させるように構成され得る。この点で、ロボットベース402の人員プラットフォーム500に対する相対的な移動は、ロボットデバイス400の移動の第8の軸(図示されず)を表し得る。いくつかの例では、ロボットベース案内レール410は、ロボットベース402がタワー208の船外側を越えて進むことを可能にする長さを有し得る。ロボットベース402を別個のロボットベース案内レール410に装着することにより、ロボットデバイス400の作業区域安全運行範囲418は、桁端部304に対して横方向に延長され得、これにより隣接するガントリー201のロボットデバイス400の作業区域安全運行範囲418を重複させることを可能にし得る。
図18は、エンドエフェクタ416の作業区域安全運行範囲418の例を示し、航空機胴体104の最上部106に対するエンドエフェクタ416の運動範囲を概略的に図示する。胴体104の最上部106にアクセスするために、横桁300は、胴体104の最も高い位置よりも高いレベルで垂直に位置決めされ得る。図25から図29に示され、以下で説明されるように、ガントリー201のタワー208は、ガントリー201を航空機胴体104に極近接して位置決めするために、フロアトラックシステム228に沿って移動され得る。人員プラットフォーム500は、図14に示されるように構成され得、その場合、プラットフォーム延長部分512は格納され得、側面延長部514は畳み込まれ得る。いくつかの実施形態では、人員プラットフォーム500は、横桁軸302に対して横方向に沿って移動可能であり得、ロボットデバイス400のアームの運動範囲から少なくとも部分的に人員プラットフォーム500の前縁を移動させ、ロボットデバイス400の移動の妨害を回避する。
図19は、人員プラットフォーム500を使用して、胴体104の最上部106への手動アクセスを提供するためのガントリー201の構成を示す。ロボットデバイス400は、図16に示される方法で人員プラットフォーム500の下部に収容され得る。横桁300は、航空機100に対して所望の高さで垂直に位置決めされ得る。人員プラットフォーム500は、図17に示されるように、プラットフォーム延長部分512を外に向かって延ばし、側面延長部分514を折り畳まないことにより構成され得る。いくつかの実施形態では、人員プラットフォーム500は、横桁軸302に対する横方向に沿って移動可能であり得る(例えば、図18から図20を参照)。ガントリー201は、航空機胴体104に極接近するまで移動可能であり得る。航空機胴体104の異なる位置へのアクセスは、フロアトラック230に沿ったガントリー201の位置の調節、横桁300の垂直位置の調節、横桁300の長さに沿った人員プラットフォーム500の位置の調節、並びに/若しくはプラットローム延長部分512及び/又は側面延長部分514の配備及び格納のような人員プラットフォーム500の構成により、提供され得る。
図20は、航空機胴体104の外面102にアクセスするためのエンドエフェクタ416の作業区域安全運行範囲418の例を示す。航空機100の竜骨108にアクセスするための手順は、最上部106にアクセスするための前述の手順に類似し得る。この点で、横桁300は、胴体104の中間レベルより低い高さで垂直に位置決めされ得る。人員プラットフォーム500並びに/若しくは完全に又は部分的に格納されたプラットフォーム延長部分512及び畳み込まれた側面延長部分514を有する図14に類似した人員プラットフォーム500が、構成され得る。タワー208は、航空機胴体104から所望の距離を置いてガントリー201を位置決めし、航空機外面102に対するエンドエフェクタ416の作業区域安全運行範囲を最適化するために、フロアトラックシステム228に沿って位置決めされ得る。
ロボットデバイス400を所望の高さで位置決めした状態で、ロボットデバイス400は、横桁300に対する固定位置で維持され得、エンドエフェクタ416は、エンドエフェクタ416の半径方向へのストローク又は移動を用いて、航空機の外面102で動作を実行し得る。代替的には、エンドエフェクタ416は、ロボットデバイス400のアームを概して固定して保持すること、及び横桁300の縦方向に沿ってロボットデバイス400を移動させることにより、縦方向へのストロークを実行し得る。更なる実施形態では、エンドエフェクタ416は、半径方向のストローク、縦のストローク、又はエンドエフェクタ416の様々多他のストロークのうちの任意の一つの組み合わせを実行し得る。
図21では、例えば、塗装を受けるために航空機100の一又は複数の外面102を準備するために、又は塗料を外面102に塗布するために実施され得る塗料塗布方法600に含まれ得る一又は複数の動作を有するフローチャートが示される。有利には、方法は、例えば、胴体104の翼上部領域を含む最上部106、竜骨108、垂直尾翼122、航空機100の機首のコックピット126の外装、及び他の領域など、到達困難な領域へのアクセスを含む、航空機100の外面102への自動アクセスのための低コストの方法を表し得る。
方法600のステップ602は、対応する組のフロアトラック230に係合する一対のタワー208の間を延びる横桁300を有する少なくとも一つのガントリー201近傍に航空機100を位置決めすることを含み得る。図22から図25は、T字型格納庫152に搭載された塗料塗布システム200の一組のガントリー201の間に航空機100を格納するためのプロセスを概略的に示す。図示されるように、塗料塗布システム200は、前方ガントリー202と、中央ガントリー204と、後方ガントリー206とを含む、T字型の格納庫152の各側面に3組のガントリー201を含む。しかしながら、塗料塗布システム200は、航空機100の片側又は両面に位置し得る任意の数のガントリー201を含んでもよい。図22では、T字型格納庫152は、T字型格納庫152の前方端部では比較的狭い幅又は縮小された幅を有し得る。
T字型格納庫152の前方端部における縮小された幅は、支持施設、オフィス、機器収納領域、又はT字型格納庫152の前方端部における他の領域を収容し得る。T字型格納庫152はまた、T字型格納庫152の狭い前方領域がT字型格納庫152の後方端部の幅広い領域に移行する先細りセクションを含み得る。前方ガントリー202、中央ガントリー204、及び後方ガントリー206の各々は、フロアスタックシステム228のそれぞれのフロアトラックに沿って移動可能であり得る。中央ガントリー204は各々、真っすぐなトラックセクション234に沿って移動可能であり得る。中央ガントリー204の最前列のタワー208に対する真っすぐなトラックセクション234は、真っすぐなトラックセクション234の船外端部において湾曲したトラックセクション236を含み得る。中央ガントリー204の最後列のタワー208は、後方タワー208をタワー軸214(図6)周囲で旋回させるためのターンテーブル238(例えば、図8Aから図8C及び図9を参照)上で回転可能であり得る。一つの例では、ターンテーブル238は、図8Aから図8Cに示されるように、格納庫フロア154に統合され得る。中央ガントリー204の両方のタワー208がフロアトラックシステム228の最遠の船外位置にあると、最前列のタワー208は、ターンテーブルトラック240に位置決めされ得、対向するタワー208は、図22に示されるように、真っすぐなトラックセクション234に接し得る湾曲したトラックセクション236に位置決めされ得る。横桁300は、航空機100の翼後退角に概して平行に配向され得る。
図22は、航空機100のT字型格納庫152への前方運動を示す。図22から図25では、ガントリー201の各々は、最初に格納庫壁156近傍に位置決めされ得る。航空機100は、航空機100の各側面の翼端115が、図23に示されるように、中央ガントリー204の各々の湾曲したトラックセクション236に向かって位置決めされるまで、前方にT字型格納庫152まで移動され得る。図24は、翼端115の上及び下での中央ガントリー204の回転を示す。先ほど示されたように、中央ガントリー204の最前列のタワー208は、例えば、ターンテーブル238デバイス(図8Aから図8C)などの上で、そのタワー軸214(図6)周囲を回転し得る。中央ガントリー204の最後列のタワー208は、対向するタワー208のタワー軸214において湾曲の中心を有し得る湾曲したトラックセクション236に沿って回転可能であり得る。各中央ガントリー204の最後列のタワー208がいったん翼端115を通り過ぎて回転すると、航空機100が後方に移動し得るのに対し、ガントリー201は、図25に示されるように、タワー208に、翼114の前縁及び後縁から安全な距離、並びに推進ユニット116から安全な距離が維持される方法で、縦方向に航空機100に向かって同時に移動され得る。
いくつかの例では、塗料塗布システム200は、航空機100の前輪のような着陸装置112(図3)の一つに連結され得る小さなタグなどの航空機位置決めデバイス(図示されず)を含み得る。航空機位置決めデバイスは、翼端115上の中央ガントリー204の回転と自動的に一体化して、かつ真っすぐなトラックセクション234に沿ったガントリー201の船内及び船外移動と一体化して、航空機100を前方及び後方に移動させるように構成され得る。この点で、このような航空機位置決めデバイスは、塗料塗布システム200のガントリー201の間から航空機100を格納及び取り出すプロセス中に、タワー208の電動式ベース226と一体化して、前方及び後方に航空機100を位置決めし得る。
図26から図25は、長方形格納庫150に搭載された塗料塗布システム200の一組のガントリー201の間に航空機100を格納するためのプロセスの概略図である。図26は、図27に示されるように、翼端115が中央ガントリー204の各々の真っすぐなトラックセクション234の前方に位置決めされるまでの、航空機100の長方形格納庫150への前方運動を示す。図28は、中央ガントリー204の各々の船内運動中の航空機100の後方運動を示す。先ほど示されたように、航空機100は、中央ガントリー204の運動と一体化して航空機100を前方及び後方に自動で移動させるために、前輪及び/又は主要着陸装置112(図3)に連結され得る航空機位置決めデバイスを含み得る。
方法600のステップ604は、フロアトラック230に沿って航空機100の縦軸110に平行でない(例えば、鉛直な)方向に同期する方法で、各ガントリー201の一対のタワー208を移動させることを含み得る。この点で、図25及び図29は、航空機胴体104への船内方向に沿ったフロアトラック230に沿ったガントリー201の各々の移動を示す。タワー208を移動させるプロセスは、図14に示されるように、フロアトラック230に沿ったタワー208の水平移動中に、1つのタワー208が対向するタワー208から遅延すると、ガントリー201の横桁300が各桁端部304周囲のユニバーサルジョイント310(図10及び図11)の垂直軸312周囲を回転することを可能にすることを含み得る。また、方法は、図2に示されるように、一つの桁端部304がタワー208に対する横桁300の垂直移動中に、対向する桁端部304から遅延すると、ガントリー201の横桁300が各桁端部304周囲のユニバーサルジョイント310の水平軸314周囲を回転することを可能にすることを含み得る。有利には、ユニバーサルジョイント310は、そうでなければ、桁端部304とタワー208との間の結合が剛性結合である場合に、タワー208及び/又は横桁300に課せられ得る応力を最小化する。
方法は、横桁300を航空機100から所望の距離を置いて位置決めするために、横桁300をタワー208に対して垂直に移動させること、及び/又はガントリー201をフロアトラックシステム228に沿って移動させることを更に含み得る。航空機外面からの横桁300の距離は、実行されるべき動作の種類次第で決定され得る。例えば、一又は複数の技術者により実行されるべき手動の動作は、横桁300を、加工されるべき航空機表面に相対的にかなり接近して位置決めすることを要求し得る。反対に、ロボットデバイス400により実行されるべき動作は、エンドエフェクタ416の安全運行範囲418を最適化するために、航空機表面からかなりの距離を置いて横桁300の位置決めを要求し得る。
方法600のステップ606は、一又は複数のガントリー201の横桁300に装着された一又は複数のロボットデバイス400を操作することを含み得る。例えば、方法は、エンドエフェクタ416の作業区域安全運行範囲418を航空機100の外面に対して最適化する所望の位置でエンドエフェクタ416を位置決めするために、ロボットデバイス400を横桁300の縦方向に沿って移動させることを含み得る。先述のように、ロボットデバイス400のコントローラ406及び人員プラットフォーム500は、ロボットデバイス400に対する人員プラットフォーム500の加速のタイミング及び大きさを制御するように構成され得る。この点で、方法は、人員プラットフォーム500の加速度を打ち消し、これによりタワー208への加速誘導された横荷重を低減する方法で、横桁300に沿ったロボットデバイス400の加速度を制御することを含み得る。
方法600のステップ608は、一又は複数の動作を航空機外面102で実行することを含み得る。例えば、動作は、ロボットデバイス400のエンドエフェクタ416を使用して実行され得る。この点で、方法は、エンドエフェクタ416を航空機外面102に対して位置決めするために、ロボットベース402を回転させること及び/又はロボットデバイス400の少なくとも一つのアームを操作することを含み得る。先述のように、ロボットデバイス400のロボットベース402は、横桁300の固定位置で維持され得、ロボットデバイス400のアーム及びエンドエフェクタ416は、一又は複数の動作を航空機表面で実行するために連結式方法で移動され得る。例えば、ロボットベース402は、横桁300で固定され得、アーム412、414及びエンドエフェクタ416は、エンドエフェクタ416が半径方向のストロークを航空機100の外面102で実行できるように移動され得る。代替的には、ロボットデバイス400のアーム412、414は、ロボットベース402が、航空機100の外面102の長さに沿って、エンドエフェクタ416により縦のストロークを実行するために横桁300に沿って縦に移動される間、概して固定されて保持され得る。理解されるように、移動の組み合わせは、所望の動作を一又は複数の航空機外面102で実行するためにエンドエフェクタ416を移動又は位置決めするように実施され得る。航空機外面102で実行され得る動作は、研磨、洗浄、塗装、硬化、遮蔽解除、塗装面の検査、及び広範な他の動作のうちの任意の一つを含むがこれらに限定されない。
方法600はまた、横桁300に装着された人員プラットフォーム500を使用して、航空機外面102で一又は複数の動作を手動で実行することを含み得る。例えば、先述の研磨、洗浄、遮蔽、塗装、遮蔽解除、及び検査のうちの任意の一つの動作、又は任意の他の動作は、一又は複数の人員プラットフォーム500で支持される一又は複数の技術者により手動で実行され得る。先ほど示されたように、ガントリー201のうちの一又は複数は、人員プラットフォーム500を加工されるべき航空機表面102に相対的にかなり接近して位置決めするために、横桁300の長さに沿って移動可能であり得る一又は複数の人員プラットフォーム500を含み得る。いくつかの例では、人員プラットフォーム500は、人員プラットフォーム500の前縁が加工されている外面102と位置合わせされ、これにより、一又は複数の動作を手動で実行するために、技術者による外面102へのアクセスを向上することができるように、プラットフォーム旋回軸506(図17)周囲を旋回し得る。方法はまた、人員プラットフォーム500の領域を調節し、及び/又は人員プラットフォーム500の長さを延長し、これにより航空機100の外面102への技術者のアクセスを向上させるために、一又は複数の側面延長部分(図17)を配備すること、及び/又はプラットフォーム延長部分(図17)を移動させることを含み得る。
図30及び31を参照すると、本開示の実施形態が、図30に示す航空機の製造及び保守方法700、及び図31に示す航空機702に照らして説明され得る。製造前の段階では、例示的な方法700は、航空機702の仕様及び設計704と、材料の調達706とを含み得る。製造段階では、航空機702の構成要素及びサブアセンブリの製造708、並びにシステム統合710が行われる。その後、航空機702は、認可及び納品712を経て、運航714に供される。顧客により運航される間に、航空機702は定期的な整備及び保守716(改造、再構成、改修なども含み得る)が予定される。
方法700の各プロセスは、システムインテグレーター、第三者、及び/又はオペレーター(例えば顧客)によって実行又は実施され得る。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含み得、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得、オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などであり得る。
図31に示されるように、例示的方法700によって製造された航空機702は、複数のシステム720及び内装722を有する胴体718を含み得る。高レベルのシステム720の例には、推進システム724、電気システム726、油圧システム728、及び環境システム730のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムも含まれ得る。航空宇宙産業の例を示しているが、開示されている実施形態の原理は、自動車産業のような他の産業にも適用され得る。
本明細書に具現化されたシステム及び方法は、製造及び保守方法700の一又は複数の任意の段階で採用され得る。例えば、製造プロセス708に対応する構成要素又はサブアセンブリは、航空機702の運航中に、構成要素又はサブアセンブリが製造されるのと類似の方法で作製又は製造され得る。また、一又は複数の装置の実施形態、システムの実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、例えば、航空機702の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機702のコストを削減することにより、製造段階708及び710において利用され得る。同様に、装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機702の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守716に利用することができる。
本開示の更なる修正及び改良が、当業者には明らかであろう。したがって、本明細書に説明され図示されている、部品の特定の組み合わせは、本開示のある種の実施形態のみを表すことを意図し、本開示の趣旨及び範囲に含まれる代替的な実施形態又は装置を限定することを意図していない。
100 航空機
102 外面
104 胴体
106 最上部
108 竜骨
110 縦軸
112 着陸装置
114 翼
115 翼端
116 推進ユニット
118 尾部
120 水平尾翼
122 垂直尾翼
124 機首
126 コックピット
200 塗料塗布システム
201、202、204、206 ガントリー
210、212 タワー
214 タワー軸
216 エレベーター
218 はしご
220 車輪
222 車輪接触点
224 重心
226 電動式ベース
228 フロアトラックシステム
230 フロアトラック
232 フランジ
234、236 トラックセクション
238、240 ターンテーブル
242、244 フロアトラック
300 横桁
304 桁端部
310 ユニバーサルジョイント
312 垂直軸
314 水平軸
316 クレビス取付具
400 ロボットデバイス
402 ロボットベース
404 ロボット駆動システム
406 コントローラ
410 ロボットベース案内レール
412、414 アーム
416 エンドエフェクタ
418 作業区域安全運行範囲
420 第1の軸
422 第2の軸
424 第3の軸
426 第4の軸
428 第5の軸
430 第6の軸
432 第7の軸
500 人員プラットフォーム
502 プラットフォームベース
504 プラットフォーム駆動システム
506 プラットフォーム旋回軸
508 プラットフォーム案内レール
510 プラットフォームフロア
512 プラットフォーム延長部分
514 側面延長部分
516 手すり
518 ペンキポット
520 安全ハーネスバー

Claims (14)

  1. 航空機(100)の外面(102)を塗装するための塗料塗布システム(200)であって、
    少なくとも一つのガントリー(201)であって、
    概して互いに平行に配向される第1及び第2のフロアトラック(242、244)それぞれに沿って移動可能な第1及び第2のタワー(210、212)と、
    前記第1及び第2のタワー(210、212)の間を延びる横桁(300)と、
    前記航空機(100)外面(102)で動作を実行するように構成されるエンドエフェクタ(416)を有する少なくとも一つのロボットデバイス(400)と
    を含む、少なくとも一つのガントリー(201)と、
    前記第1のフロアトラック(230)(242)の船外端部と関連し、前記第1のタワー(210)を第1のタワー軸(214)周囲で回転させるように構成されるターンテーブル(238)と、
    前記第2のフロアトラック(244)の船外端部と関連し、前記横桁(300)が前記第1のタワー軸(214)周囲を旋回し得るように、前記第2のタワー(208)(212)が前記第1のタワー軸(214)に位置する湾曲の中心を有する弧に沿って移動することを可能にする湾曲したトラックセクション(236)と
    を備える、塗料塗布システム(200)。
  2. 前記横桁(300)は、ユニバーサルジョイント(310)により前記第1及び第2のタワー(210、212)にそれぞれ連結される対向する一対の桁端部(304)を含み、
    各ユニバーサルジョイント(310)は、前記横桁(300)が、前記ユニバーサルジョイント(310)の垂直軸(312)周囲及び前記ユニバーサルジョイント(310)の水平軸(314)周囲を回転することを可能にする、請求項1に記載の塗料塗布システム(200)。
  3. 前記横桁(300)は、前記タワー(208)に対して垂直に移動可能である、請求項1又は2に記載の塗料塗布システム(200)。
  4. 前記横桁(300)の縦方向に沿って移動可能な人員プラットフォーム(500)を更に備える、請求項1から3の何れか一項に記載の塗料塗布システム(200)。
  5. 前記横桁(300)に沿った移動中に前記人員プラットフォーム(500)の加速度を打ち消す方法で、前記横桁(300)に沿った移動中に前記ロボットデバイス(400)の加速度を制御するように構成されるコントローラ(406)を更に含む、請求項4に記載の塗料塗布システム(200)。
  6. 一対の前方ガントリー(202)と、一対の中央ガントリー(204)と、一対の後方ガントリー(206)とを含む、三対のガントリーを含み、
    前記各対のガントリー(202、204、206)は、それぞれのフロアトラック(230)に沿って互いに対向する関係で移動可能であり、航空機(100)を前記各対のガントリー(202、204、206)の間に位置決めすることを可能にし、
    前記中央ガントリー(202)の各々は、各中央ガントリー(202)の前記横桁(300)がタワー軸(214)周囲を旋回することを可能にする方法で、ターンテーブル(238)上で回転可能なタワー(208)と、湾曲したトラックセクション(236)に沿って移動可能な対向するタワー(208)とを有する、請求項1から5の何れか一項に記載の塗料塗布システム(200)。
  7. 航空機(100)に対する塗料塗布方法であって、
    それぞれのフロアトラック(230)に係合する一対のタワー(208)の間を延びる横桁(300)を有するガントリー(201)を航空機(100)に対して位置決めすることであって、前記一対のタワー(208)が、第1のフロアトラック(242)及び第2のフロアトラック(244)に沿って移動可能な第1のタワー(210)と第2のタワー(212)とを含む、位置決めすることと、
    前記一対のタワー(208)を、前記フロアトラック(230)に沿って前記航空機(100)の縦軸(110)に平行でない方向に同期する方法で移動させることと、
    前記第1のフロアトラック(242)の船外端部と関連するターンテーブル(238)を使用して、前記第1のタワー(210)を第1のタワー軸(214)周囲で回転させることと、
    前記横桁(300)を前記航空機(100)の翼端(115)に対して回転させるために、前記第2のタワー(212)を前記第2のフロアトラック(244)の船外端部から延びる湾曲したトラックセクション(236)に沿って移動させることであって、前記湾曲したトラックセクション(236)は、前記第1のタワー軸(214)に位置する湾曲の中心を有する、移動させることと、
    前記横桁(300)に装着され、エンドエフェクタ(416)を有するロボットデバイス(400)を操作することと、
    航空機(100)外面(102)で動作を実行することと
    を含む、方法。
  8. 前記航空機(100)外面(102)で前記動作を実行するステップは、
    前記横桁(300)に装着された人員プラットフォーム(500)を使用して、前記航空機(100)外面(102)で動作を手動で実行することを含む、請求項7に記載の方法。
  9. 前記航空機(100)外面(102)で前記動作を実行するステップは、
    前記エンドエフェクタ(416)を使用して、前記航空機(100)外面(102)で動作を実行することを含む、請求項7又は8に記載の方法。
  10. 前記航空機(100)外面(102)で前記動作を実行するステップは、前記航空機(100)外面(102)を研磨、洗浄、塗装、及び検査することのうちの少なくとも一つを含む、請求項7から9の何れか一項に記載の方法。
  11. 前記エンドエフェクタ(416)を前記航空機(100)外面(102)に対して位置決めするために、ロボットベース(402)を回転させること及び/又は前記ロボットデバイス(400)の少なくとも一つのアームを操作することを更に含む、請求項7から10の何れか一項に記載の方法。
  12. 前記ロボットデバイス(400)を前記横桁(300)の縦方向に沿って移動させること、及び
    前記横桁(300)を前記タワー(208)に対して垂直に移動させること
    のうちの少なくとも一つを更に含む、請求項7から11の何れか一項に記載の方法。
  13. 前記横桁(300)は、各々がユニバーサルジョイント(310)によりタワー(208)に連結される、対向する桁端部(304)を含み、
    一つのタワー(208)が、前記フロアトラック(230)に沿った前記タワー(208)の水平移動中に、対向するタワー(208)から遅延すると、前記横桁(300)が桁端部(304)周囲の前記ユニバーサルジョイント(310)の垂直軸(312)周囲を回転することを可能にすること、及び
    一つの桁端部(304)が、前記タワー(208)に対する前記横桁(300)の垂直移動中に、対向する桁端部(304)から遅延すると、前記横桁(300)が桁端部(304)周囲の前記ユニバーサルジョイント(310)の水平軸(314)周囲を回転することを可能にすること
    のうちの少なくとも一つを更に含む、請求項7から12の何れか一項に記載の方法。
  14. 人員プラットフォーム(500)は、前記横桁(300)の縦方向に沿って移動可能であり、
    前記人員プラットフォーム(500)の加速度を打ち消す方法で、前記横桁(300)に沿った前記ロボットデバイス(400)の加速度を制御することと、
    前記ロボットデバイス(400)の加速度を制御することにより、加速誘導された前記タワー(208)への横荷重を低減することと
    を更に含む、請求項7から13の何れか一項に記載の方法。
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Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10537910B2 (en) 2016-09-08 2020-01-21 The Boeing Company Master application paths for coatings
US10875667B2 (en) * 2016-12-16 2020-12-29 Embassair Group International Secure terminal
FR3061053A1 (fr) * 2016-12-23 2018-06-29 9349 3039 Quebec Inc Appareil de reconditionnement de piece lourde et procede
EP3570985A4 (en) * 2017-01-17 2020-11-04 Graco Minnesota Inc. SYSTEMS FOR AUTOMATED MOBILE PAINTING OF STRUCTURES
EP3354412B1 (en) * 2017-01-27 2020-03-04 The Boeing Company System for four collaborative robots and humans in a narrowing work envelope
US10344906B2 (en) * 2017-01-27 2019-07-09 The Boeing Company Isolated human work platform for stabilized positioning of collaborative robotics
EP3542968A1 (en) * 2017-01-27 2019-09-25 The Boeing Company Isolated human work platform for stabilized positioning of collaborative robotics
ES2958827T3 (es) * 2017-01-27 2024-02-15 Boeing Co Cruzamiento portador de cable que suministra cuatro ubicaciones no estáticas
US10675769B2 (en) * 2017-01-27 2020-06-09 The Boeing Company Cable carrier crossover supplying four non-static locations
EP3530412B1 (en) * 2017-01-27 2024-09-11 The Boeing Company Belt drive dual robot gantry
US10745251B2 (en) * 2017-01-27 2020-08-18 The Boeing Company Belt drive dual robot gantry
US10815679B2 (en) * 2017-01-27 2020-10-27 The Boeing Company System for four collaborative robots and humans in a narrowing work envelope
DE102017204904B4 (de) * 2017-03-23 2020-04-09 Lufthansa Technik Ag Positioniervorrichtung
ES2695627A1 (es) * 2017-05-31 2019-01-09 Vilarino David Roca Robot- máquina automática de pintado de estructuras (R-MAPE)
US10501208B2 (en) 2017-06-30 2019-12-10 The Boeing Company Gantry system and method for processing an aircraft
CN110831861A (zh) * 2017-07-24 2020-02-21 沃科波特有限公司 用于载客飞行器的地勤设备和地勤操作方法
US10829354B2 (en) * 2017-12-20 2020-11-10 Cti Systems S.a.r.l. Collision avoidance assistance system for movable work platforms
US10730185B2 (en) * 2018-04-10 2020-08-04 General Electric Company Systems and methods for inspecting, cleaning, and/or repairing one or more blades attached to a rotor of a gas turbine engine using a robotic system
US10520933B2 (en) * 2018-04-13 2019-12-31 The Boeing Company System and method for removing a workpiece from a manufacturing fixture
CN109094813B (zh) * 2018-10-08 2024-10-18 成都戎创航空科技有限公司 用于飞机检修的机棚
CN111013882B (zh) * 2018-10-09 2022-04-05 上海交通大学 面向船体分段的自动化行架式喷涂系统
CN110282152A (zh) * 2019-06-28 2019-09-27 烟台海蝶玩具有限公司 一种小型飞机辅助维修系统
FR3102165B1 (fr) * 2019-10-22 2021-10-29 Airbus Sas Dispositif de déplacement d’au moins un outil par rapport à une surface d’un aéronef
US11904338B2 (en) 2019-12-21 2024-02-20 Khaled Mohammad Shahriar Fluid dispensing and curing system
US12065265B2 (en) 2020-03-16 2024-08-20 Daniel Johnston Aircraft wing gantry system
CN114194973A (zh) * 2020-09-17 2022-03-18 湖北职业技术学院 一种自适应杆件上下楼拐弯装置
CN112743431A (zh) * 2020-12-25 2021-05-04 广州飞机维修工程有限公司 一种飞机外表打磨机器人装置及打磨方法
CN113856966B (zh) * 2021-09-30 2022-07-12 翰贝摩尔表面技术(江苏)有限公司 一种用于战斗机隐身涂层自动喷涂设备及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3460177A (en) 1967-08-28 1969-08-12 Brown Eng Co Inc Aircraft washing system
US3612075A (en) * 1969-01-14 1971-10-12 Vernon H Cook Aircraft deicing apparatus
US3601832A (en) * 1969-09-10 1971-08-31 Vernon H Cook Aircraft-washing apparatus
JPS60222395A (ja) * 1984-04-18 1985-11-06 住友重機械工業株式会社 航空機の洗浄方法および装置
IT1178975B (it) * 1984-06-19 1987-09-16 Bisiach & Carru Struttura porta a carro porta le mobile su rotaie
US4658485A (en) * 1984-08-21 1987-04-21 Yang Tai Her Machine tool with articulated crossbeam
EP0455371A3 (en) * 1990-04-24 1992-04-22 Engineering Incorporated Robotic carrier mechanism for aircraft maintenance
US6068216A (en) * 1997-07-31 2000-05-30 Maatschappij Voor Beheer En Innovative Prins B.V. Device for treating the exterior of an aircraft
US7350890B2 (en) 2004-08-26 2008-04-01 The Boeing Company Apparatus and methods for applying images to a surface
US8029710B2 (en) * 2006-11-03 2011-10-04 University Of Southern California Gantry robotics system and related material transport for contour crafting
KR20090027448A (ko) * 2007-09-12 2009-03-17 현대자동차주식회사 차량용 대차 이송 시스템
US8455054B2 (en) 2009-03-13 2013-06-04 The Boeing Company Automated wing painting system
US8088450B2 (en) 2009-03-13 2012-01-03 The Boeing Company Automated wing painting system
CN101786069B (zh) * 2010-03-31 2012-07-04 天津美迪亚影像材料有限公司 感光材料实验用涂布机

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