JP6602546B2 - 組立製造のためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

本開示は概して組立製造に関し、より具体的には、大型構造被加工物の組立製造のためのシステム及び方法に関する。

大型構造被加工物が組み立てられ、多くの場合最終構造物を形成するよう接合される、いくつかの製造上の実用例が存在する。例えば、大型のモニュメント工作機械及びツーリングが、航空機の翼プランク、翼パネル又は翼アセンブリを組み立てるために使用される大型パネルのような、大型の被加工物を組み立てるために使用されうる。しかし従来のシステムは、より効率的な製造工程の実現を妨げている。

例えば、大型構造被加工物のための現行の製造工程は、大型の床据置型工作機械と高価なツーリングを特色とする。組立機のこの大きさは、被加工物のあらゆる表面に届くのど深さと複数のカスタム軸とが必要とされることにより、もたらされる。これらのモニュメント機械及びツーリングは、過大な床面積を占め、異なる種類の構造被加工物の間で再構成することは不可能である。更に、例えばクレーンによる大型被加工物の移動は、時間がかかる上、製造工程におけるボトルネックを引き起こすことがある。かかる遅延により、材料の処理及び準備の期間、工作機械はアイドリングしたままにされうる。加えて、従来の製造は、組立工程中の被加工物の締結などの手動工程に大きく依存している。

そのため当業者は、組立製造の分野において研究開発の努力を継続している。

一実施形態では、組立製造のための開示されているシステムは、被加工物に少なくとも１つのタック締結作業を実行するよう構成された、少なくとも１つのタッキングセルと、被加工物に少なくとも１つの最終締結作業を実行するよう構成された、少なくとも１つの締結セル、及びタッキングセルと締結セルとを繋ぐ材料処理システムを含み、材料処理システムは、被加工物をタッキングセルの内部に位置付け、かつ、材料処理システムは、被加工物をタッキングセルから締結セルに移送する。

別の実施形態では、組立製造のための方法も開示されており、方法は、（１）材料処理システムによって、組立前被加工物を、タッキングセルの内部の組立位置に位置付けるステップと、（２）第１の複数の締結機によって、組立前被加工物にタック締結作業を実行して、部分的に組み立てられた被加工物を形成するステップと、（３）材料処理システムによって、部分的に組み立てられた被加工物を、タッキングセルから締結セルに移送するステップと、（４）材料処理システムによって、部分的に組み立てられた被加工物を、締結セルの内部の組立位置に位置付けるステップ、及び、（５）第２の複数の締結機によって、部分的に組み立てられた被加工物に最終締結作業を実行して、組立済被加工物を形成するステップ、を含みうる。

組立製造のための開示されているシステム及び方法の他の実施形態は、以下の詳細な説明、添付の図面及び別記の特許請求の範囲により、明確になるであろう。

組立製造のための開示されているシステムの、一実施形態のブロック図である。 開示されているシステムの、別の実施形態のブロック図である。 開示されているシステムの、別の実施形態のブロック図である。 開示されているシステムの、別の実施形態のブロック図である。 開示されているシステムの、別の実施形態のブロック図である。 開示されているシステムの材料処理システムの、一実施形態の概略図である。 開示されているシステムのロボット式アセンブリの、一実施形態の概略図である。 材料処理システムの作業位置を表す概略図である。 材料処理システムの作業位置を表す概略図である。 材料処理システムの作業位置を表す概略図である。 材料処理システムの作業位置を表す概略図である。 開示されているシステムの締結機の、一実施形態の概略図である。 開示されているシステムの一作業セルの、一実施形態の概略図である。 作業セルの別の実施形態の概略図である。 組立製造のための開示されている方法の、一実施形態のフロー図である。 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。

以下の詳細な説明は添付の図面に言及しているが、それらの図面は本開示の具体的な実施形態を図示する。異なる構造及び作業を有する他の実施形態も、本開示の範囲から逸脱するものではない。同様の参照番号は、別々の図面における同一の要素又は構成要素を表しうる。

図１を参照するに、組立製造のための、一般的に指定される開示されているシステム１０の一実施形態は、複数の機能的作業セル１２を含みうる。組立製造作業の一実施例では、複数の作業セル１２は、組立前状態の被加工物１４（通常組立前被加工物１４と称される）を、組立済み状態の被加工物１６（通常組立済被加工物１６と称される）へと、組み立てうる。

一実施形態では、複数の作業セル１２は、少なくとも１つの架台セル１８、少なくとも１つのタッキングセル２０、少なくとも１つの締結セル２２、及び、少なくとも１つの取出しセル２４を含みうる。複数の作業セル１２は、組み合わされて、組立前被加工物１４を取得し、組立前被加工物１４を組立済被加工物１６へと組み立てるために一又は複数の組立作業を実行し、かつ、組立済被加工物１６を作り出しうる。実行形態の一例では、複数の作業セル１２は、翼部外板プランク、翼部外板パネル、胴体側部パネル又は翼アセンブリを含むがそれだけに限定されない、民間航空機に特有のパネルのような、大規模な構造パネルの組立製造のために利用されうる。

具体的で非限定的な宇宙航空的一実施例では、組立前被加工物１４は、複数のストリンガと少なくとも１つの外板区域とを含み、かつ、組立済被加工物１６は翼プランクを含みうる。例えば、複数のストリンガと少なくとも１つの外板区域（例えば組立前被加工物１４）は、架台セル１８に輸送されうる。複数のストリンガと少なくとも１つの外板区域は、タッキングセル２０の内部の適当な初期締結位置に位置付けられうる。例えば、外板区域は通常水平位置に位置付けられ、かつ、複数のストリンガのうちの各ストリンガは、外板区域上の締結位置に位置付けられうる。タッキングセル２０は、複数のストリンガを外板区域に初期的に締結するために、複数のストリンガ及び外板区域に一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業を実行しうる。部分的に組み立てられた複数のストリンガと外板区域は、締結セル２２の内部の適当な最終締結位置に位置付けられうる。締結セル２２は、複数のストリンガを外板区域に最終的に締結するために、複数のストリンガ及び外板区域に一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業を実行しうる。例えば、部分的に組み立てられた複数のストリンガと外板区域は、通常水平位置に位置付けられ、複数のストリンガのうちの各ストリンガは、外板区域に最終的に締結されうる。完全に組み立てられた複数のストリンガと外板区域は、次いで、完全に組み立てられた複数のストリンガと外板区域（例えば組立済被加工物１６）を除去するために、取出しセル２４の内部に位置付けられうる。

別の具体的で非限定的な宇宙航空的実施例では、組立前被加工物１４は、少なくとも２つの翼プランクと少なくとも１つのスプライスストリンガ及び／又は少なくとも１つの機体側部とを含み、かつ、組立済被加工物１６は翼アセンブリを含みうる。例えば、少なくとも２つの翼プランクと少なくとも１つのスプライスストリンガ及び／又は少なくとも１つの機体側部（例えば組立前被加工物１４）は、架台セル１８に輸送されうる。少なくとも２つの翼プランクは、タッキングセル２０の内部の適当な初期締結位置に位置付けられうる。例えば、翼プランクは通常水平位置に位置付けられ、少なくとも１つのスプライスストリンガ及び／又は少なくとも１つの機体側部は、翼プランク上（例えば翼プランクの端部界面間）の締結位置に位置付けられうる。タッキングセル２０は、少なくとも２つの翼プランクと少なくとも１つのスプライスストリンガ及び／又は少なくとも１つの機体側部に、一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業を実行して、スプライスストリンガ及び／又は機体側部を翼プランクに初期的に締結しうる。部分的に組み立てられた翼プランク、スプライスストリンガ及び／又は機体側部は、締結セル２２の内部の適当な最終締結位置に位置付けられうる。締結セル２２は、部分的に組み立てられた翼プランク、スプライスストリンガ及び／又は機体側部に、一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業を実行して、スプライスストリンガ及び／又は機体側部を翼プランクに最終的に締結しうる。例えば、部分的に組み立てられた翼プランク、スプライスストリンガ及び／又は機体側部は通常水平位置に位置付けられ、スプライスストリンガ及び／又は機体側部は、翼プランクに最終的に締結されうる。完全に組み立てられた、部分的に組み立てられた翼プランク、スプライスストリンガ及び／又は機体側部は、次いで、完全に組み立てられた、部分的に組み立てられた翼プランク、スプライスストリンガ及び／又は機体側部（例えば組立済被加工物１６）を除去するために、取出しセル２４の内部に位置付けられうる。

図２を参照するに、別の実施形態では、複数の作業セル１２は、共通の材料処理システム２６によって１つに繋がりうる。組立製造作業の別の実施例では、材料輸送システム２８は、組立前被加工物１４を装填され、その組立前被材料を架台セル１８に配送しうる。材料処理システム２６は、組立前被加工物１４を材料輸送システム２８から除去し、組立前被加工物１４をタッキングセル２０内に位置付けうる。タッキングセル２０は、組立前被加工物１４に少なくとも１つの組立作業を実行して、部分的に組み立てられた被加工物３０を形成しうる。材料処理システム２６は、部分的に組み立てられた被加工物３０をタッキングセル２０から除去し、部分的に組み立てられた被加工物３０を締結セル２２内に位置付けうる。締結セル２２は、部分的に組み立てられた被加工物３０に少なくとも１つの組立作業を実行して、組立済被加工物１６を形成しうる。材料処理システム２６は、組立済被加工物１６を締結セル２２から除去し、組立済被加工物１６が別の場所への輸送のために材料輸送システム２８上に位置付けられうる取出しセル２４に、組立済被加工物１６を移動させうる。

図３を参照するに、別の実施形態では、複数の作業セル１２’が、複数の作業セル１２に繋がりうる。組立済被加工物１６は、組立前被加工物１４’となることがあり、それは（例えば材料輸送システム２８を介して）、複数の作業セル１２’に配送される。複数の作業セル１２’は、少なくとも１つの架台セル１８’、少なくとも１つのタッキングセル２０’、少なくとも１つの締結セル２２’、及び少なくとも１つの取出しセル２４’を含みうる。複数の作業セル１２’は、共通の材料処理システム２６’によって１つに繋がりうる。複数の作業セル１２’は、組立前被加工物１４’に一又は複数の組立作業を実行して、組立済被加工物１６’を組み立てうる。当業者は、追加的ないくつもの複数の作業セルが、最終組立済被加工物を組立製造するのに必要なだけ繋がりうることを、認識するであろう。

図４を参照するに、別の実施形態では、複数の作業セル１２は、少なくとも１つの架台セル１８、少なくとも１つのタッキングセル２０、少なくとも１つの締結セル２２、少なくとも１つのタッキングセル２０’、少なくとも１つの締結セル２２’、及び少なくとも１つの取出しセル２４を含みうる。複数の作業セル１２は、共通の材料処理システム２６によって１つに繋がりうる。複数の作業セル１２は、組立前被加工物１４に一又は複数の組立作業を実行して、組立済被加工物１６を組み立てうる。当業者は、複数の作業セル１２には追加のタッキングセル及び／又は追加の締結セルが、最終組立済被加工物を組立製造するのに必要なだけ含まれうることを、認識するであろう。

本書でより詳細に説明されるように、更に別の実施形態（図示せず）では、架台セル１８及び／又は取出しセル２４は、組立前被加工物１４がタッキングセル２０に装填される様態、及び／又は、組立済被加工物１６を締結セル２２からどのように搬出するかによって、複数の作業セル１２から削除されうる。

図５及び図６を参照するに、実施形態の一例では、複数の作業セル１２（例えば、少なくとも１つの架台セル１８、少なくとも１つのタッキングセル２０、少なくとも１つの締結セル２２及び／又は少なくとも１つの取出しセル２４）は、直線構成（例えば組立ライン）に配設されうる。材料処理システム２６は、一対の移送レール３２（図６には単一の移送レール３２のみが示されている）を含みうる。移送レール３２は、複数の作業セル１２のほぼ全長に延在しうる。例えば、移送レール３２は、複数の作業セル１２の第１のセル（例えば図６の架台セル１８）から最終セル（例えば図６の取出しセル２４）まで、長手方向に延在しうる。移送レール３２は、複数の作業セル１２の上方に位置付けられうる（例えば高所移送レール）。例えば、移送レール３２は、複数の作業セル１２の各々の、機能的作業領域３４（例えば、一又は複数の組立作業が実行される領域）の上方に位置付けられうる。

構造の一例では、移送レール３２は、複数のほぼ鉛直な支持柱４６によって、ほぼ水平位置に支持されうる。構造の別の例では、移送レール３２は、製造施設の壁又は構造支持梁のような対向構造物に接続され、その間に延在しうる。

構造の一例では、少なくとも１つのガントリ３６（図６には複数のガントリ３６が示されている）が、一対の移送レール３２の間に、動作可能に接続されうる。移送レール３２は、例えば複数の作業セル１２の外側の側方に、間隔を空けて設けられうる（図７）。各ガントリ３６は、少なくとも１つのロボット式アセンブリ３８を含みうる。ガントリ３６は、例えば矢印５２の方向に、一対の移送レール３２に沿って直線的に可動でありうる。ガントリ３６は、複数の作業セル１２のうちの任意の１つの上部に（例えば、複数の作業セル１２の各々の機能的作業領域３４の内部に）ロボット式アセンブリ３８を位置付けるために、一対の移送レール３２を長手方向に通過しうる。例えば、ガントリ３６（又は複数のガントリ３６）は、第１端部４８の近位から第２端部５０の近位へ、一対の移送レール３２を通過しうる。

ガントリ３６は、機械駆動システム、電気機械駆動システム、液圧駆動システム、空圧駆動システムなどを含むがそれらだけに限定されない、任意の適切な駆動システム（図示せず）によって、一対の移送レール３２上で駆動されうる。具体的で非限定的な一実施例では、ガントリ３６は一又は複数のサーボ機構によって駆動され、かつ／又は、ガントリ３６の複数のセル１２の各々に対する相対位置は、一又は複数のサーボ機構によって制御されうる。

図７を参照するに、ロボット式アセンブリ３８は、ガントリ３６の下側（例えば機能的作業領域３４の上方）に動作可能に接続されたロボット搬器４０を含みうる。ロボット式アーム４２が、ロボット搬器４０に動作可能に接続されうる。ロボット搬器４０は、例えば矢印５４の方向に、ガントリ３６に沿って直線的に可動でありうる。ロボット搬器４０は、ガントリ３６の実質的な長さ（例えば、側方で対向する移送レール３２の間）を通過して、ロボット式アーム４２を、複数の作業セル１２（例えば架台セル１８、タッキングセル２０、締結セル２２及び／又は取出しセル２４）の各々の機能的作業領域３４の内部の複数の既定の位置のうちの任意の１つに、位置付けうる。例えば、ロボット搬器４０は、第１端部５５の近位から第２端部５６の近位へ、ガントリ３６を通過しうる。

ロボット搬器４０は、機械駆動システム、電気機械駆動システム、液圧駆動システム、空圧駆動システムなどを含むがそれらだけに限定されない、任意の適切な駆動システム（図示せず）によって、ガントリ３６上で駆動されうる。具体的で非限定的な一実施例では、ロボット搬器４０は一又は複数のサーボ機構によって駆動され、かつ／又は、ロボット搬器４０の複数のセル１２の各々に対する相対位置は、一又は複数のサーボ機構によって制御されうる。

ロボット搬器４０とロボット式アーム４２は、組立製造作業に適する任意のロボット式アセンブリを含みうる。具体的で非限定的な一実施例では、ロボット搬器４０及び／又はロボット式アーム４２は、ドイツのＧｅｒｓｔｈｏｆｅｎのＫＵＫＡ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているもののような、産業用ロボットプラットフォームでありうる。

エンドエフェクタ４４が、ロボット式アーム４２の一端部に配置されうる。ロボット式アーム４２は、エンドエフェクタ４４を、複数の作業セル１２の各々の機能的作業領域３４の内部の複数の既定の位置のうちの任意の１つに位置付けるために、個別に関節運動する一又は複数のアーム節を含みうる。ロボット式アーム４２は、エンドエフェクタ４４を、任意の場所で、例えば矢印５８の方向に（例えばＸ軸に沿って）、矢印６０の方向に（例えばＹ軸に沿って）及び／又は矢印６２の方向に（例えばＺ軸に沿って）、移動させかつ／又は位置付けるよう、構成されうる。ロボット式アーム４２は、エンドエフェクタ４４を、任意の場所で、例えば矢印６４の方向に（例えばＸ軸の周囲で）、矢印６６の方向に（例えばＹ軸の周囲で）及び／又は矢印６８の方向に（例えばＺ軸の周囲で）、回転させかつ／又は位置付けるよう、構成されうる。具体的で非限定的な一実施例では、ロボット式アーム４２及び／又はエンドエフェクタ４４は一又は複数のサーボ機構によって駆動され、かつ／又は、エンドエフェクタ４４の複数のセル１２の各々に対する相対位置は、一又は複数のサーボ機構によって制御されうる。

ゆえに、ロボット式アーム４２は、６つの軸に沿った（例えば、Ｘ、Ｙ及び／又はＺ軸に沿った、及び、Ｘ、Ｙ及び／又はＺ軸の周囲の）移動の自由を備えたエンドエフェクタ４４を提供し、ロボット搬器４０は、第７の軸に沿った（例えばＸ軸に沿った）移動（例えば直線移動）の自由を提供しうる。

各ロボット式アーム４２のエンドエフェクタ４４は、組立前被加工物を把持し、動かし、担持し、かつ／又は操作するようカスタマイズされうる。例えば、エンドエフェクタ４４は、特定の種類の組立前材料１４（例えば組立前被加工物１４の個体）を把持する、又はクランプするよう構成された、任意の適切な機構７０を含みうる。上記の宇宙航空的実施例に従って、一又は複数のロボット式アセンブリ３８の一又は複数のエンドエフェクタ４４は、外板区域、ストリンガ、翼プランク、スプライスストリンガ及び／又は機体構成要素の側部を把持するよう構成されうる。

構造の別の例では、材料処理システム２６は、単一レールシステム又は類似の高所処理システム（図示せず）を含みうる。例えば、移送レール３２（図５）は、例えば壁又は支持梁から延在する、カンチレバーシステム（図示せず）として構成されうる。カンチレバーシステムは、複数の作業セル１２（例えば架台セル１８、タッキングセル２０、締結セル２２及び／又は取出しセル２４）の各作業セル１２の上部に位置付けられた、複数のカンチレバー梁（図示せず）を含みうる。一又は複数のロボット式アセンブリ３８（図５）は、カンチレバーシステムの各カンチレバー梁の下側に（例えば機能的作業領域３４の上方に）、動作可能に接続されうる。ロボット式アセンブリ３８は、例えばロボット搬器４０によって、カンチレバー梁に沿って直線的に可動でありうる。例えば、ロボット搬器４０は、カンチレバー梁の実質的な長さを通過して、ロボット式アセンブリ３８のロボット式アーム４２を、それぞれの作業セル１２（例えば架台セル１８、タッキングセル２０、締結セル２２及び／又は取出しセル２４）の機能的作業領域３４の内部の複数の既定の位置のうちの任意の１つに、位置付けうる。

図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄを参照するに、組立製造作業の一例では、材料処理システム２６は、組立前被加工物１４、部分的に組み立てられた被加工物３０（図２）及び／又は組立済被加工物１６（図２）を、複数の作業セル１２から、及び複数の作業セル１２の間で、係合し、移送し、かつ／又は、位置付けうる。実行形態の一例では、材料処理システム２６は、反復可能な機械位置付け及び機械精度を利用して、被加工物（例えば組立前被加工物１４、部分的に組み立てられた被加工物３０及び／又は組立済被加工物１６）を、複数の作業セル１２の間及び内部の適当な位置に、係合し、かつ載置しうる。実行形態の別の例では、材料処理システム２６は、一又は複数の計測システム１２４（例えばレーザートラッキング、レーザーレーダ、Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｏｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ（ｉＧＰＳ）、ＲＦＩＤトラッキングなど）を利用して、複数の作業セル１２の間及び内部で、被加工物の適当な位置付けを提供しうる。

例えば、ガントリ３６は初期的に、図８Ａに図示するように、第１位置に位置付けられうる（例えばロボット式アセンブリ３８の、架台セル１８の機能的加工領域３４の内部での位置付け）。組立前被加工物１４（図６）は、例えば材料輸送システム２８（図６）によって、架台セル１８の機能的加工領域３４の内部に位置付けられうる。ロボット式アセンブリ３８は、組立前被加工物１４の第１構成要素を、それが第１位置にある間に、係合し（例えば把持して持上げ）うる。ガントリ３６は、図８Ｂに図示するように、第２位置に移動しうる（例えば、ロボット式アセンブリ３８の、タッキングセル２０の機能的加工領域３４の内部での位置付け）。ロボット式アセンブリ３８は、組立前材料１４の第１構成要素を、タッキングセル２０の内部の組立位置に移送しうる。

ガントリ３６は第１位置に回帰し、ロボット式アセンブリ３８は、組立前材料１４の第２構成要素を、それが第１位置にある間に、係合しうる。ガントリ３６は第２位置に移動し、ロボット式アセンブリ３８は、組立前材料１４の第２構成要素を、タッキングセル２０の内部の、第１材料についての組立位置に移送しうる。この工程は、組立前被加工物１４の全ての構成要素がタッキングセル２０の内部の適当な組立位置に位置付けられるまで、繰り返されうる。

別の実施例では、ロボット式アセンブリ３８は、上述のように、機能的加工領域３４の内部のカンチレバーシステムに沿って位置付けられて、複数の作業セル１２の間及び内部で、被加工物を係合し（例えば把持し、持上げかつ／又は移送し）うる。

タッキングセル２０は、組立前被加工物１４に、それが組立位置に位置付けられている間に、一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業（例えば一又は複数のタック締結作業）を実行しうる。タッキングセル２０は、一又は複数の締結機７８を利用して、組立前被加工物１４の初期タック締結を実行しうる。タック締結が、組立前被加工物１４に、それが組立位置に位置付けられている間に、一又は複数の既定の場所で実行されて、部分的に組み立てられた状態の被加工物３０（通常部分的に組み立てられた被加工物３０と称される）を作り出しうる（図２）。例えば、（例えば締結機７８によって）タッキングセル２０内で実行される組立作業は、組立前被加工物１４を与圧する（例えばクランプする）こと、組立前被加工物１４を貫通する締結孔を穿孔すること、締結具（例えばタック締結具）を組立前被加工物１４に結合すること、締結具を固定することなどを含みうるが、それらだけに限定される訳ではない。別の実施例としては、材料処理システム２６（例えばロボット式アセンブリ３８）は、締結機７８が、組立前被加工物１４を貫通する締結孔を穿孔し、締結具（例えばタック締結具）を組立前被加工物１４に結合し、締結具を固定するなどの間、組立前被加工物１４を与圧（例えばクランプ）し、保持しうる。

タッキングセル２０によって実行された組立作業の完了時に、ロボット式アセンブリ３８は、部分的に組み立てられた被加工物３０を係合しうる。ガントリ３６は、図８Ｃに図示するように、第３位置に移動しうる（例えばロボット式アセンブリ３８の、締結セル２２の機能的加工領域３４の内部での位置付け）。ロボット式アセンブリ３８は、部分的に組み立てられた被加工物３０を、締結セル２２の内部の適当な組立位置に移送しうる。

締結セル２２は、部分的に組み立てられた被加工物３０に、それが組立位置に位置付けられている間に、少なくとも１つの組立作業を実行しうる。締結セル２２は、一又は複数の締結機７８を利用して、部分的に組み立てられた被加工物３０の最終締結を実行しうる。最終締結が、部分的に組み立てられた被加工物３０に、それが組立位置にある間に、一又は複数の既定の場所で実行されて、組立済被加工物１６を作り出しうる（図２）。例えば、（例えば締結機７８によって）締結セル２２内で実行される組立作業は、部分的に組み立てられた被加工物３０を与圧する（例えばクランプする）こと、部分的に組み立てられた被加工物３０を貫通する締結孔を穿孔すること、締結具を部分的に組み立てられた被加工物３０に結合すること、締結具を固定すること、パネル端のトリミング、今後の作業のための参照特徴を創出することなどを含みうるが、それらだけに限定される訳ではない。別の実施例としては、材料処理システム２６（例えばロボット式アセンブリ３８）は、締結機７８が、部分的に組み立てられた被加工物３０を貫通する締結孔を穿孔し、締結具（例えばタック締結具）を部分的に組み立てられた被加工物３０に結合し、締結具を固定し、パネル端をトリミングし、今後の作業のための参照特徴を創出するなどの間、部分的に組み立てられた被加工物３０を与圧（例えばクランプ）し、保持しうる。

締結セル２２によって実行された組立作業の完了時に、ロボット式アセンブリ３８は、組立済被加工物１６を係合しうる。ガントリ３６は、図８Ｄに図示するように、第４位置に移動しうる（例えばロボット式アセンブリ３８の、取出しセル２４の機能的加工領域３４の内部での位置付け）。ロボット式アセンブリ３８は、組立済被加工物１６を、例えば材料輸送システム２８に搬出するために、取出しセル２４の内部の搬出位置に移送しうる。図８Ａ、８Ｂ、８Ｃ及び８Ｄに図示する組立製造作業は、追加の組立済被加工物を組み立てるために、繰り返されうる。

タッキングセル２０は、締結セル２２が組立製造作業において延滞を引き起こしている状況では、締結セル２２と同様の組立作業（例えば部分的に組み立てられた被加工物３０の最終締結）を実行するよう構成されうる。

加えて、一又は複数のガントリ３６の一又は複数のロボット式アセンブリ３８は、バッファステーションとして作用し、かつ、部分的に組み立てられた被加工物３０及び／又は組立済被加工物１６を、後続の組立作業が完遂される間、保持しうる。

当業者は、開示されているシステム１０は、組立製造作業のスループットを最適化するために、開示されているシステム１０の他の構成を含みうることを、認識するであろう。例えば、複数の架台セル１８が、一タッキングセル２０に被加工物を送り込みうる。別の実施例としては、複数のタッキングセル２０が、一締結セル２２に被加工物を送り込みうる。別の実施例としては、一タッキングセル２０が、複数の締結セル２２に被加工物を送り込みうる。更に別の実施例としては、複数の締結セル２２が、一取出しセル２４に被加工物を送り込みうる。

図６を参照するに、実施形態の一例では、材料輸送システム２８は、複数のセル１２のうちの一又は複数に、複数のセル１２のうちの一又は複数から、及び／又は、それらの間で（例えば、架台セル２０へ、及び／又は、取出しセル２４から）、組立前被加工物１４を輸送するためのカート７２を含みうる。カート７２は、組立前被加工物１４を保持する、及び／又は、維持するのに適する、任意の担持装置でありうる。カート７２は、異なる種類の組立前被加工物１４を保持するよう、カスタマイズされうる。カート７２は、手動で導かれるカート（例えば手押しカート）か、又は、自動で導かれるカートでありうる。

上記の宇宙航空的実施例に従って、カート７２の一構成は、架台セル１８への入来時に、ロボット式アセンブリ３８が組立前被加工物１４をカート７２から移送しうるように、複数のストリンガと少なくとも１つの外板を通常水平配向に保持するよう構成されうる。カート７２の別の構成は、取出しセル２４への入来時に、ロボット式アセンブリ３８によってカート７２に移送された一又は複数の組立済翼プランクを、通常鉛直配向に保持するよう構成されうる。

一又は複数のカート７２は、組立製造作業中の任意の所与の時点で、架台セル１８及び／又は取出しセル２４の内部に位置付けられうる。

組立製造作業の実行形態の一例では、カート７２を、複数のセル１２のうちの一又は複数に、複数のセル１２のうちの一又は複数から、及び／又はそれらの間で輸送するために、車両７４が利用されうる。車両７４は、カート７２を輸送するのに適する、任意の可動輸送車両でありうる。例えば、車両７４は、手動で導かれる車両か、又は、自動で導かれる車両でありうる。一実施例では、カート７２は複数の車輪を含み、車両７４がカート７２を駆動（例えば操舵）しうる。別の実施例では、カート７２は、車両７４によって担持されうる。具体的で非限定的な一実施例としては、車両７４は、ドイツのＧｅｒｓｔｈｏｆｅｎのＫＵＫＡ Ｒｏｂｏｔｉｃｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから市販されているｏｍｎｉＭｏｖｅ可動プラットフォームでありうる。

図５を参照するに、架台セル１８及び／又は取出しセル２４は、一又は複数の位置付けシステム７６を含みうる。位置付けシステム７６は、組立前被加工物１４がロボット式アセンブリ３８によるカート７２からの輸送のために妥当に位置付けられるように、カート７２及び／又は車両７４の架台セル１８に対する既定の位置を画定しうる。位置付けシステム７６はまた、カート７２が、組立済被加工物１６のロボット式アセンブリ３８による取出しセル２４からの輸送のために妥当に位置付けられるように、カート７２及び／又は車両７４の取出しセル２４に対する既定の位置を画定しうる。

位置付けシステム７６は、カート７２及び／又は車両７４を、複数のセル１２のうちの一又は複数に対して、妥当にかつ繰り返し位置付けるのに適する、任意のシステムでありうる。位置付けシステム７６は、カート７２及び／又は車両７４の手動の位置付け、或いは、カート７２及び／又は車両７４の自動の位置付けのために、構成されうる。例えば、位置付けシステム７６は、カップアンドコーン型ロケータ、電子測位システム、物理的ストップ装置などを含みうるが、それらだけに限定される訳ではない。

当業者は、組立前被加工物１４がタッキングセル２０に装填される、かつ／又は、組立済被加工物１６が締結架台２２から搬出される様態が、架台セル１８及び／又は取出しセル２４のそれぞれに対するニーズを決定することを、認識するであろう。例えば、組立前被加工物１４はタッキングセル２０に手動で装填され、かつ／又は、組立済被加工物１６は手動で締結セル２２から搬出されうる。別の実施例では、材料処理システム２５は、タッキングセル２０が組立前被加工物１４を材料輸送システム２８から直接移送するように構成され、かつ／又は、締結セル２２は、組立済被加工物１６を材料輸送システム２８に直接移送するよう構成されうる。

図５を参照するに、タッキングセル２０及び締結セル２２は、少なくとも１つの締結機７８と、少なくとも１つのツーリング取付具８０とを含みうる。タッキングセル２０のツーリング取付具８０は、組立前被加工物１４を、それがロボット式アセンブリ３８によって載置された時に、組立位置に支持するよう構成されうる。タッキングセル２０の締結機７８は、組立前被加工物１４をタック締結のために準備し、タック締結具を組立前被加工物１４に取り付けるよう、構成されうる。締結セル２２のツーリング取付具８０は、部分的に組み立てられた被加工物３０を、それがロボット式アセンブリ３８によって載置された時に、組立位置に支持するよう構成されうる。締結セル２２の締結機７８は、部分的に組み立てられた被加工物３０を最終締結のために準備し、最終締結具を部分的に組み立てられた被加工物３０に取り付けるよう、構成されうる。

図９を参照するに、実施形態の一例では、締結機７８は、ロボット８２を含みうる。ロボット８２は、のど部８４を有するＣ型フレーム８６を含みうる。エンドエフェクタ８８は、のど部８４の開口の周囲で、ロボット８２に結合されうる。エンドエフェクタ８８は、被加工物９６に一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業を実行するための、一又は複数の機械加工と組立の装置１１４を含みうる（図１１）。本書において、被加工物９６は、タッキングセル２０に関して使用される時には組立前被加工物１４を、或いは、締結セル２２に関して使用される時には部分的に組み立てられた被加工物３０を、含みうる（図２）。例えば、エンドエフェクタ８８によって実行される機械加工作業及び／又は組立作業は、与圧を印加すること、締結具の場所を特定すること、締結孔を穿孔すること、締結孔を位置合わせすること、締結具を取り付けること、締結具を固定すること、締結具を締め付けること、画像表示すること、試験すること、検査することなどを含むが、それらだけに限定される訳ではない。

一般的で非限定的な一実施例としては、エンドエフェクタ８８によって用いられる締結方法は、リベットの取り付け、カラーの取り付け、クランプの取り付け、バルク締結具（例えばナットとボルト）の取り付け、溶接などを含むが、それらだけに限定される訳ではない。具体的で非限定的な一実施例としては、タック締結具と最終締結具はリベットでありうる。機械加工と組立の装置１１４は、（例えばタッキングセル２０内で使用される時には）組立前被加工物１４を一つにタック締結し、（例えば締結セル２２内で使用される時には）部分的に組み立てられた被加工物３０を一つに最終締結するために、色々な異なるサイズのリベットを受容するための様々な大きさの孔を穿孔し、適当なサイズのリベットをそれに関連付けられた孔に取り付け、かつ、リベットを固定するよう、構成されうる。上記の宇宙航空的実施例に従って、タッキングセル２０の複数のロボット８２は、プランクの長さに沿ってほぼ５２インチ毎に、ストリンガを外板区域にタック締結するために、リベットを取り付けうる。締結セル２２の複数のロボット８２は、翼プランクの長さに沿って既定の場所でストリンガを外板区域に最終締結するために、リベットを取り付けうる。

ロボット８２は、例えば機械フロア又は天井に水平に装着され、或いは、例えば壁に垂直に装着されうる。構造の一例では、フレーム８６は、基部９０に結合されうる。複数のアクチュエータ９２が、基部９０上の接続場所とフレーム８６上の接続場所の間に接続されて、フレーム８６を基部９０に対して位置付けうる。

構造の一例では、基部９０は、少なくとも１つのレール１００及び／又は少なくとも１つのレール１０１を含みうる。基部９０は、レール１００及び／又はレール１０１に沿って（例えば直線的に）移行して、ロボット８２を被加工物（例えばタッキングセル２０内の組立前被加工物１４、又は、締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）に対して位置付けうる。基部９０は、機械駆動システム、電気機械駆動システム、液圧駆動システム、空圧駆動システムなどを含むがそれらだけに限定されない、任意の適切な駆動システム（図示せず）によって、レール１００及び／又はレール１０１上で駆動されうる。具体的で非限定的な一実施例では、基部９０は一又は複数のサーボ機構によって駆動され、かつ／又は、基部のレール１００に対する相対位置は、一又は複数のサーボ機構によって制御されうる。

構造の別の例では、締結機７８は、ロボット８２を被加工物（例えばタッキングセル２０内の組立前被加工物１４、又は、締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）に対して位置付けるために、一又は複数の車輪アセンブリ（図示せず）を含みうる。例えば、基部９０は車輪アセンブリを含むか、又は、基部９０は車輪のあるカート或いは他の可動プラットフォームに装着されうる。締結機７８は、手動で定位置へと移動（例えば車輪移動）されるか、又は、自動で定位置へと移動（例えば稼働）されうる。

アクチュエータ９２は、基部９０に対するフレーム８６の移動、及び、被加工物９６の長さに沿った色々な動作を提供しうる。アクチュエータ９２は、フレーム８６を複数の個別の位置のうちの任意の位置に位置付けるのに適する、任意の装置でありうる。例えば、アクチュエータ９２は、液圧可動又は空圧可動の直線ストロークアクチュエータでありうる。構造の一例では、２つのアクチュエータ９２が、前端部に近接してフレーム８６の対向する側部に接続され、２つのアクチュエータ９２がフレーム８６の中央部分に近接してフレーム８６の対向する側部に接続され、かつ、２つのアクチュエータがフレーム８６の後方に近接して接続されうる。各アクチュエータ９２は、一又は複数のアクチュエータ９２の直線作動により、フレーム８６が被加工物９６の加工面に対して位置づけられる（例えばのど部８４とエンドエフェクタ８８の場所と角度）ように、自由に可動な継手９４によって、各端部で接続されうる。

アクチュエータ９２は、フレーム８６（例えばのど部８４及びエンドエフェクタ８８）を、任意の場所で、例えば矢印１０２の方向に（例えばＸ軸に沿って）、矢印１０４の方向に（例えばＹ軸に沿って）及び／又は矢印１０６の方向に（例えばＺ軸に沿って）、移動させかつ／又は位置付けるよう、構成されうる。アクチュエータ９２は、フレーム８６を、任意の場所で、例えば矢印１０８の方向に（例えばＸ軸の周囲で）、矢印１１０の方向に（例えばＹ軸の周囲で）及び／又は矢印１１２の方向に（例えばＺ軸の周囲で）、回転させかつ／又は位置付けるよう、構成されうる。具体的で非限定的な一実施例では、アクチュエータ９２は一又は複数のサーボ機構によって駆動され、かつ／又は、フレーム８６の基部９０の各々に対する相対位置は、一又は複数のサーボ機構によって制御されうる。

ゆえに、アクチュエータ９２は、フレーム８６に６つの軸に沿った（例えば、Ｘ、Ｙ及び／又はＺ軸に沿った、及び、Ｘ、Ｙ及び／又はＺ軸の周囲で）移動の自由を与え、基部９０は、ロボット８２に、例えばレール１００、１０１、又は車輪アセンブリ上で、第７の軸沿った（例えばＹ軸に沿った）、かつ／又は第８の軸に沿った（例えばＸ軸に沿った）移動の自由を与えうる。

エンドエフェクタ８８は、上側部分８８ａと、対向する下側部分８８ｂとを含みうる。エンドエフェクタ８８の上側部分８８ａと下側部分８８ｂは各々、機械加工作業及び／又は組立作業の実行に先立って被加工物９６（図１１）の加工面９８に与圧を印加する（例えばクランプする）ために、フレーム８６の周囲で（例えば直線的に）可動でありうる。例えば、エンドエフェクタ８８の上側部分８８ａと下側部分８８ｂは、被加工物９６に少なくとも１，０００ｌｂｓ．のクランプ力を印加するよう構成されうる。エンドエフェクタ８８の上側部分８８ａと下側部分８８ｂは、基部９０に伝わった力が実質的に限定されるか、又は消去されるように、被加工物９６の各側部（例えば対向する加工面９８）に等しい力を印加するよう構成されうる。

のど部８４は、被加工物９６を少なくとも部分的に受容するのに適切な大きさでありうる。のど部８４は、のど深さＤを含みうる。のど深さＤは、エンドエフェクタ８８を、適用可能な最大被加工物９６の幅の半分の表面上の任意の場所に位置付けるのに、十分な深さのものでありうる。

図１０と図１１を参照するに、タッキングセル２０と締結セル２２は各々、複数の締結機７８及び複数のツーリング取付具８０を含みうる。例えば、複数の締結機７８は、図１０に図示するように、タッキングセル２０及び締結セル２２の長さに沿って長手方向に延在しうる。複数の締結機７８は、図１１に図示するように、（例えば側方で対向して）タッキングセル２０と締結セル２２の両側部に位置付けられうる。側方で対向する複数の締結機７８は、図１０に示すようにオフセット（例えば互い違い）でありうる。

複数のツーリング取付具８０は、締結機７８が被加工物９６に一又は複数の機械加工作業及び／又は組立作業を実行しうるように、被加工物９６（図１１）をほぼ水平な配向に支持し、かつ／又は保持するのに適する、任意の取付具を含みうる。被加工物９６はほぼ平面的な加工面９８を有するものとして図示されているが、締結機７８は、非平面的な、角度のある、又は曲線的な加工面９８を有する被加工物９６にも、機械加工作業及び／又は組立作業を実行しうる。アクチュエータ９２は、のど部８４（図９）が被加工物９６を受容し、かつ、エンドエフェクタ８８がほぼ垂直な加工角度で加工面９８を係合しうるように、フレーム８６を位置付けうる。

複数のツーリング取付具８０は、図１０に図示するように、タッキングセル２０及び締結セル２２の長さに沿って長手方向に延在しうる。複数のツーリング取付具８０は、図１１に図示するように、側方で対向する締結機７８の間に位置付けられうる。各ツーリング取付具８０の被加工物９６に対する鉛直位置は、一又は複数のツーリング取付具８０が一又は複数の締結機７８の経路から退去するために、調整可能でありうる。各ツーリング取付具８０の締結機７８（例えば隣接する締結機７８）に対する水平位置は、一又は複数の締結機７８の経路から退去するために、かつ／又は、被加工物（例えば、タッキングセル２０内の組立前被加工物１４又は締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）に沿った支持されていない径間を最小化するために、調整可能でありうる。

構造の一例では、各ツーリング取付具８０は、鉛直方向に伸長可能かつ縮納可能な脚部１１６を含みうる。一実施例としては、ツーリング取付具は縮んで、締結機７８による被加工物９６へのアクセスを提供する。別の実施例としては、脚部１１６は、上昇して被加工物９６を支持し、かつ／又は、下降して締結機７８が被加工物９６へのアクセスを可能にする、２つ以上の区域１１８を含みうる。各ツーリング取付具８０は、その端部に被加工物９６を係合するための真空カップ１２０を含みうる。例えば図１１に図示するように、アクチュエータ９２が、ロボット８２のフレーム８６を定位置に移動させ、位置づけて、被加工物９６をのど部８４の内部、エンドエフェクタ８８の間に受容する際に、締結機７８の前に位置付けられた一又は複数のツーリング取付具８０は、下降しうる。

上記の宇宙航空的実施例に従って、組立製造作業の一例では、外板区域は、ロボット式アセンブリ３８によって、タッキングセル２０内の複数のツーリング取付具８０上に位置付けられうる。外板区域は、外部モールド線（例えば翼アセンブリの外表面）が真空カップ１２０に接触し、かつ、内部モールド線（例えば翼アセンブリの内表面）が、ロボット式アセンブリ３８が複数のストリンガを載置するのに適する位置にあるように、配向されうる。

図５を参照するに、実施形態の一例では、材料輸送システム２８、材料処理システム２６及び複数の作業セル１２は、自動的に、組立機械加工作業と相互作用し、それを実行するよう、プログラムされうる。締結機７８と複数のツーリング取付具８０（例えば、タッキングセル２０と締結セル２２の両方のもの）は、自動的に組立機械加工作業を実行するよう、互いに同期して作動しうる。

実行形態の一例では、開示されているシステム１０（例えば材料処理システム２６、タッキングセル２０及び締結セル２２）は、被加工物を、適当な位置、及び／又は、特定の作業セル１２の間及び内部の場所に、自動的に位置付けうる（例えば、タッキングセル２０内の組立前被加工物１４又は締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）。一実施例としては、材料処理システム２６（例えばガントリ３６とロボット式アセンブリ３８）、タッキングセル２９（例えば締結機７８とツーリング取付具８０）、及び、締結セル２２（例えば締結機７８とツーリング取付具８０）の機械精度は、個別の表示又は位置検証が必要とされないように、被加工物（例えば、タッキングセル２０内の組立前被加工物１４又は締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）を繰り返し位置付けるのに、十分でありうる。

実行形態の別の例では、開示されているシステム１０（例えば材料処理システム２６、タッキングセル２０及び締結セル２２）は、被加工物の位置を表示し、かつ／又は検証しうる。一実施例としては、材料処理システム２６（例えばガントリ３６とロボット式アセンブリ３８）、タッキングセル２９（例えば締結機７８とツーリング取付具８０）、及び、締結セル２２（例えば締結機７８とツーリング取付具８０）の機械精度は、計測システム１２４から情報及び／又はフィードバックを受領しうる。例えば、計測システム１２４は、被加工物（例えば、架台セル１８内の材料輸送システム２８上の組立前被加工物１４、タッキングセル２０内の組立前被加工物、又は、締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）、及び／又は締結機７８（例えばタッキングセル２０及び締結セル２２のもの）の位置を測定しうる情報及び／又はフィードバックは、システム１０の構成要素（例えば、ガントリ３６、ロボット式アセンブリ３８、締結機７８及び／又はツーリング取付具８０）を駆動して、表示位置を修正しうる。

別の実施例としては、タッキングセル２０及び／又は締結セル２２は、システム１０の構成要素（例えば、ガントリ３６、ロボット式アセンブリ３８、締結機７８及び／又はツーリング取付具８０）の被加工物に対する正確な位置合わせを可能にする被加工物（例えばタッキングセル２０内の組立前被加工物１４、又は、締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）の重大な特徴（例えば下穴又は端部の存在）を検出する、センサ及び／又はマシンビジョンシステム（図示せず）を含みうる。更に別の実施例としては、システム１０の構成要素（例えば、ガントリ３６、ロボット式アセンブリ３８、締結機７８及び／又はツーリング取付具８０）は、正確な場所に（例えば自動的に）駆動され、被加工物（例えばタッキングセル２０内の組立前被加工物１４、又は、締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０）についての表示として物理的に作用しうる。

開示されているシステム１０は、少なくとも１つのコントローラ１２２を含みうる。コントローラ１２２は、材料処理システム２６（例えば、ガントリ３６、ロボット搬器４０、ロボット式アーム４２及び／又はエンドエフェクタ４４）、タッキングセル２０（例えば、複数の締結機７８及び／又は複数のツーリング取付具８０）、締結セル２２（例えば、複数の締結機７８及び／又は複数のツーリング取付具８０）、及び／又は、材料輸送システム２８（例えば車両３０）のうちの少なくとも１つに、関連付けられうる。

コントローラ１２２は、任意の反復可能プログラミングシステムであって、例えば、（１）材料輸送システム２８を、架台セル１８及び／又は取出しセル２４に対して既定の位置に、（２）組立前被加工物１４を材料輸送システム２８からタッキングセル２０に移送し、部分的に組み立てられた被加工物３０をタッキングセル２０から締結セル２２に移送し、組立済被加工物１６を締結セル２２から取出しセル２４に移送し、かつ、組立済被加工物１６を取出しセル２４から材料輸送システム２８に移送するために、材料処理システム２６（例えば、ガントリ３６とロボット式アセンブリ３８）を既定の位置に、（３）締結機７８を、タッキングセル２０内の組立前被加工物１４に対して（それが組立位置にある時に）、既定の機械加工場所及び／又は組立場所に、（４）締結機７８を、締結セル２２内の部分的に組み立てられた被加工物３０に対して（それが組立位置にある時に）、既定の機械加工場所及び／又は組立場所に、及び、（５）複数のツーリング取付具８０を、（例えば、タッキングセル２０と締結セル２２の両方の中の）締結機７８の場所に対して、既定の伸長位置及び／又は縮納位置に、駆動し、位置付けるための、任意の反復可能プログラミングシステムを含みうる。

コントローラ１２２は、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、自動操作コントローラ、産業用ネットワーク制御システムなどを介して、予めプログラムされうる。例えば、材料処理システム２６と締結機７８は、（例えばプログラミング及び反復指令を介して）位置的データ及び反復過程を学習することが可能な、プログラミング可能な産業用ロボット（例えばロボット式アセンブリ３８とロボット８２）を含みうる。計測、ナビゲーション及び／又は工場単位制御のソフトウェアは、コントローラ１２２によって実装され、残余の手動操作に非常に近接して稼働する、複数の自動化システム及び自律的システムを整合するために使用されうる。加えて、計測システム１２４は、位置特定、表示、及び品質管理の機能のために使用されうる。

図１２を参照するに、組立製造のために一般的に指定される方法１５０の、一実施形態も開示されている。方法１５０は、ブロック１５２に示すように、組立前被加工物を、材料輸送システムによって、架台セルの内部の既定の位置に輸送するステップで始まりうる。

ブロック１５４に示すように、組立前被加工物は、材料処理システムによって、材料輸送システムからタッキングセルに移送されうる。

ブロック１５６に示すように、組立前被加工物は、材料処理システムによって、タッキングセルの内部の組立位置に位置付けられうる。

ブロック１５８に示すように、少なくとも１つのタック締結作業が、第１の複数の締結機によって、組立前被加工物に実行され、部分的に組み立てられた被加工物を形成しうる。タック締結作業は、組立前被加工物を保持すること、組立前被加工物に与圧を印加すること、組立前被加工物上の少なくとも１つの締結位置を特定すること、及び、少なくとも１つのタック締結具を組立前被加工物に取り付けること、を含みうるが、それらだけに限定される訳ではない。

ブロック１６０に示すように、部分的に組み立てられた被加工物は、材料処理システムによって、タッキングセルから締結セルへ移送されうる。

ブロック１６２に示すように、部分的に組み立てられた被加工物は、材料処理システムによって、締結セルの内部の組立位置に位置付けられうる。

ブロック１６４に示すように、少なくとも１つの最終締結作業が、第２の複数の締結機によって、部分的に組み立てられた被加工物に実行され、組立済被加工物を形成しうる。最終締結作業は、部分的に組み立てられた被加工物を保持すること、部分的に組み立てられた被加工物に与圧を印加すること、部分的に組み立てられた被加工物上の少なくとも１つの締結位置の位置を特定すること、及び、少なくとも１つの最終締結具を部分的に組み立てられた被加工物に取り付けること、を含みうるが、それらだけに限定される訳ではない。

ブロック１６６に示すように、組立済被加工物は、材料処理システムによって、締結セルから取出しセルへ移送されうる。

ブロック１６８に示すように、材料輸送システムは、取出しセルの内部の既定の場所に位置付けられうる。

ブロック１７０に示すように、組立済被加工物は、材料処理システムによって、取出しセルから材料輸送システムに移送されうる。

そのため、開示のシステム及び方法は、自動の（例えばロボットによる）穿孔、タッキング及び締結のための複数の作業セルを備えた、高スループットの被加工物組立システム（例えば大型パネル締結システム）を含む。開示されているシステム及び方法は、労働費用及びツーリング費用を削減すると共にスループットと工場フロアの空き領域を増大させる、一連の自動化技術を含みうる。

特許請求されうるか、又はされえない、本開示による主題の例示的で非包括的な実施例が、下記の条項１Ａから２０Ｂに記載されている。

１Ａ．組立製造のためのシステムであって、
被加工物に少なくとも１つのタック締結作業を実行するよう構成された、少なくとも１つのタッキングセルと、
前記被加工物に少なくとも１つの最終締結作業を実行するよう構成された、少なくとも１つの締結セル、及び
前記タッキングセルと前記締結セルとを繋ぐ材料処理システムを備え、
前記材料処理システムは、前記被加工物を、前記タッキングセルの内部に位置付け、かつ、
前記材料処理システムは、前記被加工物を、前記タッキングセルから前記締結セルに移送する、システム。

２Ａ．前記タッキングセルは、
組立前状態の前記被加工物を組立位置に支持するよう構成された複数のツーリング取付具と、
前記被加工物に少なくとも１つの組立作業を実行するよう構成された、少なくとも１つの締結機とを備える、条項１Ａに記載のシステム。

３Ａ．前記締結セルは、
部分的に組み立てられた状態の前記被加工物を組立位置に支持するよう構成された複数のツーリング取付具と、
前記被加工物に少なくとも１つの組立作業を実行するよう構成された、少なくとも１つの締結機とを備える、条項１Ａ又は２Ａに記載のシステム。

４Ａ．更に、前記材料処理システムによって前記タッキングセルと繋がった、少なくとも１つの架台セルを備え、
前記被加工物は、組立前状態で前記架台セルの内部に位置付けられ、かつ、
前記材料処理システムは、前記組立前状態の前記被加工物を、前記架台セルから前記タッキングセルに移送する、条項１Ａから３Ａのいずれか一項に記載のシステム。

５Ａ．前記被加工物を前記架台セルの内部の既定の位置へ輸送するための材料輸送システムを備える、条項４Ａに記載のシステム。

６Ａ．前記材料輸送システムは、
前記被加工物を、前記材料処理システムによる移送に適する配向に保持するよう構成されたカートと、
前記カートを前記架台セルの内部の前記既定の位置に自動的に輸送するための車両とを備える、条項５Ａに記載のシステム。

７Ａ．前記材料処理システムは、
前記タッキングセル及び前記締結セルに対して可動である、少なくとも１つのロボット式アセンブリを備え、
前記ロボット式アセンブリは、前記被加工物を位置特定し、前記被加工物を前記タッキングセルの内部の組立位置に移送し、
前記ロボット式アセンブリは、前記被加工物を位置特定し、前記被加工物を前記締結セルの内部の組立位置に移送する、条項１Ａから６Ａのいずれか一項に記載のシステム。

８Ａ．前記材料処理システムは、
前記タッキングセル及び前記締結セルの上方に位置付けられた一対の移送レールと、
前記タッキングセルと前記締結セルとの間で前記一対の移送レールに沿って可動である、少なくとも１つのガントリとを備え、
前記ロボット式アセンブリは前記ガントリに沿って可動である、条項７Ａに記載のシステム。

９Ａ．複数の締結機を備え、
少なくとも１つの締結機は前記タッキングセルの内部に位置付けられ、かつ、
少なくとも１つの締結機は前記締結セルの内部に位置付けられる、条項１Ａから８Ａのいずれか一項に記載のシステム。

１０Ａ．各締結機は、
フレームを含むロボットを備え、前記フレームは、前記被加工物の少なくとも一部を受容するよう構成されたのど部を含み、
前記のど部の周囲で前記フレームに結合されたエンドエフェクタを備え、前記エンドエフェクタは、前記被加工物に組立作業を実行するよう構成される、条項９Ａに記載のシステム。

１１Ａ．前記フレームは、前記組立作業を実行するために、前記エンドエフェクタを前記被加工物に対して既定の位置に位置付けるよう可動である、条項１０Ａに記載のシステム。

１２Ａ．前記材料処理システム及び前記複数の締結機に関連付けられた、少なくとも１つのコントローラを備える、条項９Ａから１１Ａのいずれか一項に記載のシステム。

１３Ａ．前記タッキングセルと前記締結セルとを通じて延在する、複数のツーリング取付具を備え、
前記複数のツーリング取付具は、前記被加工物を組立位置に支持するよう構成される、条項９Ａから１２Ａのいずれか一項に記載のシステム。

１４Ａ．前記複数のツーリング取付具は前記被加工物に対して可動である、条項１３Ａに記載のシステム。

１５Ａ．前記締結機は、組立作業を実行するよう、前記被加工物に対して既定の位置へ可動であり、
少なくとも１つのツーリング取付具は縮んで、前記締結機による前記被加工物へのアクセスを提供する、条項１４Ａに記載のシステム。

１６Ｂ．組立製造のための方法であって、
材料処理システムによって、組立前被加工物を、タッキングセルの内部の組立位置に位置付けることと、
第１の複数の締結機によって、前記組立前被加工物にタック締結作業を実行して、部分的に組み立てられた被加工物を形成することと、
前記材料処理システムによって、前記部分的に組み立てられた被加工物を、前記タッキングセルから前記締結セルに移送することと、
前記材料処理システムによって、前記部分的に組み立てられた被加工物を、前記締結セルの内部の組立位置に位置付けることと、
第２の複数の締結機によって、前記部分的に組み立てられた被加工物に最終締結作業を実行して、組立済被加工物を形成すること、を含む、方法。

１７Ｂ．
材料輸送システムによって、前記組立前被加工物を、架台セルの内部の既定の位置に輸送することと、
前記材料処理システムによって、前記組立前被加工物を、前記材料輸送システムから前記タッキングセルに移送すること、を含む、条項１６Ｂに記載の方法。

１８Ｂ．前記材料処理システムによって、前記組立済被加工物を、前記締結セルから前記材料輸送システムに移送することを含む、条項１７Ｂに記載の方法。

１９Ｂ．前記タック締結作業は、
前記組立前被加工物に与圧を印加することと、
締結位置を特定すること、及び、
タック締結具を前記組立前被加工物に取り付けること、を含む、条項１６Ｂから１８Ｂのいずれか一項に記載の方法。

２０Ｂ．前記最終締結作業は、
前記部分的に組み立てられた被加工物に与圧を印加することと、
締結位置を特定すること、及び、
最終締結具を前記部分的に組み立てられた被加工物に取り付けること、を含む、条項１６Ｂから１９Ｂのいずれか一項に記載の方法。

本開示の実施例は、図１３に示す航空機の製造および点検方法２００と、図１４に示す航空機２０２に関連して説明されうる。製造前の段階には、航空機の製造及び保守方法２００は、航空機２０２の仕様及び設計２０４、及び材料の調達２０６を含みうる。製造段階では、航空機２０２の構成要素／サブアセンブリの製造２０８と、システムインテグレーション２１０とが行われる。その後、航空機２０２は認可及び納品２１２を経て運航２１４に供されうる。顧客により運航される期間に、航空機２０２には、改造、再構成、改修なども含みうる定期的な整備及び保守２１６が予定される。

方法２００の工程の各々は、システムインテグレータ、第三者、及び／又はオペレータ（例えば顧客）によって実行され、又は実施されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、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、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、かつ、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。

図１４に示すように、例示的方法２００によって製造された航空機２０２は、複数のシステム２２０と内装２２２とを有する機体２１８を含みうる。複数のシステム２２０の例には、推進システム２２４、電気システム２２６、油圧システム２２８、及び環境システム２３０のうちの一又は複数が含まれうる。任意の数の他のシステムが含まれることもある。

本書で具現化された装置及び方法は、製造及び保守方法２００の一又は複数の任意の段階において用いられうる。例えば、構成要素／サブアセンブリの製造２０８、システムインテグレーション２１０、及び／又は整備及び保守２１６に対応する構成要素又はサブアセンブリは、開示されているシステム１０及び方法１５０を使用して作製され、或いは製造されうる。また、一又は複数の装置の実施例、方法の実施例、又はこれらの組み合わせは、例えば、機体２１８のような、航空機２０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機２０２のコストを削減することにより、構成要素／サブアセンブリの製造２０８及び／又はシステムインテグレーション２１０の段階において、利用されうる。同様に、システムの実施例、方法の実施例、或いはそれらの組み合わせのうちの一又は複数は、航空機２０２の運航期間に、限定する訳ではないが例としては、整備及び保守２１６に利用されうる。

開示されているシステム及び方法は、航空機に関連して説明されているが、当業者は、開示されているサービス及びシステムは多種多様な異なる種類の乗用運搬体向けの、多様な異なる構成要素のために利用されうることを、容易に認識するであろう。例えば、本書で説明されている実施形態の実行形態は、例えばヘリコプタ、客船、自動車などを含む、任意の種類の乗用運搬体に実装されうる。

開示されているシステム及び方法の様々な実施形態が示され、説明されたが、当業者は、本明細書を読むことで、変更態様を想起しうる。本出願は、かかる変更態様を含み、特許請求の範囲によってのみ限定される。

１０ システム
１２ 複数の作業セル
１４ 組立前被加工物
１６ 組立済被加工物
１８ 架台セル
２０ タッキングセル
２２ 締結セル
２４ 取出しセル
２６ 材料処理システム
２８ 材料輸送システム
３０ 部分的に組み立てられた被加工物
３２ 移送レール
３４ 機能的作業領域
３６ ガントリ
３８ ロボット式アセンブリ
４０ ロボット搬器
４２ ロボット式アーム
４４ エンドエフェクタ
４６ 支持柱
４８ 第１端部
５０ 第２端部
５２ 矢印
５４ 矢印
５５ 第１端部
５６ 第２端部
５８ 矢印
６０ 矢印
６２ 矢印
６４ 矢印
６６ 矢印
６８ 矢印
７０ 機構
７２ カート
７４ 車両
７６ 位置付けシステム
７８ 締結機
８０ ツーリング取付具
８２ ロボット
８４ のど部
８６ フレーム
８８ エンドエフェクタ
９０ 基部
９２ アクチュエータ
９４ 継手
９６ 被加工物
９８ 加工面
１００ レール
１０１ レール
１０２ 矢印
１０４ 矢印
１０６ 矢印
１０８ 矢印
１１０ 矢印
１１２ 矢印
１１４ 機械加工と組立の装置
１１６ 脚部
１１８ 区域
１２０ 真空カップ
１２２ コントローラ
１２４ 計測システム
２０２ 航空機
２１８ 機体
２２０ システム
２２２ 内装
２２４ 推進システム
２２６ 電気システム
２２８ 油圧システム
２３０ 環境システム

Claims (10)

1. 組立製造のためのシステムであって、
   被加工物に少なくとも１つのタック締結作業を実行するよう構成された、少なくとも１つのタッキングセル（２０）と、
   前記被加工物に少なくとも１つの最終締結作業を実行するよう構成された、少なくとも１つの締結セル（２２）と、
   前記タッキングセル（２０）と前記締結セル（２２）とを繋ぐ材料処理システム（２６）と、
   複数の締結機（７８）であって、少なくとも１つの締結機（７８）は前記タッキングセル（２０）の内部に位置付けられ、かつ、少なくとも１つの締結機（７８）は前記締結セル（２２）の内部に位置付けられる、複数の締結機（７８）と、
   を備え、
   前記材料処理システム（２６）は、前記タッキングセル（２０）及び前記締結セル（２２）の上方に延在する移送レールと、前記移送レールに沿って前記タッキングセル（２０）と前記締結セル（２２）との間で移動可能とされた、ロボット式アーム（４２）を有する少なくとも１つのガントリ（３６）とを含み、
   前記材料処理システム（２６）は、前記被加工物を前記タッキングセル（２０）の内部に位置付け、かつ、
   前記材料処理システム（２６）は、前記被加工物を前記タッキングセル（２０）から前記締結セル（２２）に移送し、
   前記複数の締結機（７８）の各々は、
   前記被加工物を少なくとも部分的に受容するように構成されたのど部（８４）を有するフレーム（８６）と、
   前記のど部（８４）の開口の周囲において前記フレーム（８６）に結合されたエンドエフェクタ（８８）であって、前記被加工物に少なくとも１つの機械加工作業及び／又は組立作業を実行するように構成されたエンドエフェクタ（８８）と、
   前記フレーム（８６）に連結された複数のアクチュエータ（９２）であって、前記フレーム（８６）に、３つの軸に沿った直線移動および３つの軸周囲の回転の自由を与えて、前記のど部（８４）を配置する複数のアクチュエータ（９２）と、
   を含む、システム。
2. 更に、前記材料処理システム（２６）によって前記タッキングセル（２０）と繋がった、少なくとも１つの架台セル（１８）を備え、
   前記被加工物は、組立前状態で前記架台セル（１８）の内部に位置付けられ、
   前記移送レールは更に、前記架台セル（１８）の上方にも延在し、かつ、
   前記材料処理システム（２６）は、前記組立前状態の前記被加工物を、前記架台セル（１８）から前記タッキングセル（２０）に移送する、請求項１に記載のシステム。
3. 前記被加工物を前記架台セル（１８）の内部の既定の位置へ輸送するための材料輸送システム（２８）を備える、請求項２に記載のシステム。
4. 前記材料処理システム（２６）及び前記複数の締結機（７８）に関連付けられた、少なくとも１つのコントローラ（１２２）を備える、請求項１から３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記タッキングセル（２０）と前記締結セル（２２）とを通じて延在する、複数のツーリング取付具（８０）を備え、
   前記複数のツーリング取付具（８０）は、前記被加工物を組立位置に支持するよう構成される、請求項１から４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 組立製造のための方法であって、
   材料処理システム（２６）によって、組立前の被加工物を、タッキングセル（２０）の内部の組立位置に位置付けることと、
   第１の複数の締結機（７８）によって、組立前の前記被加工物にタック締結作業を実行して、前記被加工物を部分的に組み立てることと、
   前記材料処理システム（２６）によって、部分的に組み立てられた前記被加工物を、前記タッキングセル（２０）から締結セル（２２）に移送することと、
   前記材料処理システム（２６）によって、部分的に組み立てられた前記被加工物を、前記締結セル（２２）の内部の組立位置に位置付けることと、
   第２の複数の締結機（７８）によって、部分的に組み立てられた前記被加工物に最終締結作業を実行して、組立済被加工物を形成することと、
   を含み、
   前記材料処理システム（２６）は、前記タッキングセル（２０）および前記締結セル（２２）の上方に延在する移送レールと、前記移送レールに沿って前記タッキングセル（２０）と前記締結セル（２２）との間で移動可能とされた、ロボット式アーム（４２）を有する少なくとも１つのガントリ（３６）とを含み、
   前記第１の複数の締結機（７８）及び／又は前記第２の複数の締結機（７８）の各々は、
   前記被加工物を少なくとも部分的に受容するように構成されたのど部（８４）を有するフレーム（８６）と、
   前記のど部（８４）の開口の周囲において前記フレーム（８６）に結合されたエンドエフェクタ（８８）であって、前記被加工物に少なくとも１つの機械加工作業及び／又は組立作業を実行するように構成されたエンドエフェクタ（８８）と、
   前記フレーム（８６）に連結された複数のアクチュエータ（９２）であって、前記フレーム（８６）に、３つの軸に沿った直線移動および３つの軸周囲の回転の自由を与えて、前記のど部（８４）を配置する複数のアクチュエータ（９２）と、
   を含む、方法。
7. 材料輸送システム（２８）によって、組立前の前記被加工物を、架台セル（１８）の内部の既定の位置に輸送することと、
   前記架台セル（１８）の上方にも更に延在する前記移送レールを含む、前記材料処理システム（２６）によって、組立前の前記被加工物を、前記架台セル（１８）から前記タッキングセル（２０）に移送することと、
   を更に含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記材料処理システム（２６）によって、前記組立済被加工物を、前記締結セル（２２）から前記材料輸送システム（２８）に移送することを含む、請求項７に記載の方法。
9. 前記タック締結作業は、
   組立前の前記被加工物に与圧を印加することと、
   締結位置を特定することと、
   タック締結具を組立前の前記被加工物に取り付けることと、
   を含む、請求項６から８のいずれか一項に記載の方法。
10. 前記最終締結作業は、
    部分的に組み立てられた前記被加工物に与圧を印加することと、
    締結位置を特定することと、
    最終締結具を部分的に組み立てられた前記被加工物に取り付けることと、
    を含む、請求項６から９のいずれか一項に記載の方法。

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