JP6690895B2 - 航空機構造の可動自動組立ツール - Google Patents

Description

本発明は概して航空機に関し、具体的には、航空機構造の製造に関する。より具体的には、本発明は、自律型ツールシステムを使用して航空機構造に工程を実施するための方法および装置に関するものである。

航空機構造の製造は複雑で時間のかかるプロセスでありうる。数千もの部品が設計され、組み立てられて航空機構造が完成する。これらの部品は、製造施設の異なる場所に航空機構造を移動させることによって、徐々に組み立てることができる。

各場所において、航空機構造に様々な組立工程が実施される。これらの工程は、手で持って操作するツールを使用して人間のオペレータによって手動で実施されうる。例えば、非限定的に、穿設、皿穴加工、締結、結合、密閉、コーティング、検査、又はその他適切な種類の工程が人間のオペレータによって航空機構造の一部において実施されうる。人間のオペレータは、場所と場所の間で部品を移動させて、これらの部品を航空機構造に対して配向させることもできる。

人間のオペレータのための人間工学的な検討事項を満たすために、既存の解決法では、航空機構造が垂直方向に配向している間に組立てを完了することが要求されうる。例えば、翼を組み立てている時に、幾つかの現在使用されるシステムは、翼を後縁が下、前縁が上を向くようにする。人間のオペレータは、翼に穿設し、検査し、締め具を孔に設置するために、翼の周りで操作する。

航空機構造の一部での工程が実施されると、人間のオペレータが航空機構造の他の部分に届くように、航空機構造の向きを変えなければならない。このプロセスには、航空機構造を適所に保持している固定具から外して、航空機構造を反転させ、固定具に航空機構造を再度接続させることを伴いうる。

この組立プロセスは、所望よりも多くの時間、又は多くの資源を使用しうる。例えば、航空機構造を取り外し、反転させて再度接続させるのに必要な時間により、施設の生産率が大幅に低下する。別の例として、人間のオペレータを利用して工程を実施するには、単独の航空機構造を組み立てるのに数えきれないほど多くの労働時間を要するため、さらに時間がかかり、所望よりも製造コストが上がる場合がある。さらに、よりたくさんの人間のオペレータを使うと、人間工学的な検討事項を加えて考慮しなければならない。

他の既存の組立解決策は、航空機構造での工程を実施するために、固定されたロボット装置を用いる。これらのロボット装置は、製造施設の床にボルト締めすることができる。ボルト締めしたロボット装置では、ロボット装置上のエンドエフェクタの届く範囲と向きは制限されうる。この結果、エンドエフェクタの正確な位置決めは所望よりも困難になりうる。さらに、固定されたロボット装置は、より柔軟で再構成可能な製造施設の製造要件を満たすことができない。したがって、航空機構造を組立するためのより効率的で生産率の高いプロセスを提供する方法及び装置が必要である。

一実施形態では、構造用の組立システムは、モーションプラットフォームと可動プラットフォームを備えうる。モーションプラットフォームは、表面上での工程を実施するために、構造の表面の下に位置決めされるように構成されうる。可動プラットフォームは、第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切ってモーションプラットフォームを運ぶように構成されうる。

別の実施形態では、組立システムを操作する方法が提供される。モーションプラットフォームは、第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切って運ぶことができる。モーションプラットフォームは、可動プラットフォームを使用して床を横切って運ぶことができる。モーションプラットフォームは、表面上での工程を実施するために、構造の表面の下に位置決めされうる。

別の実施形態では、装置は可動プラットフォーム、可動プラットフォームに関連付けられる第１移動システム、エンドエフェクタ、可動プラットフォームに搭載された六脚、及び六脚に関連付けられる第２移動システムを備えうる。第１移動システムは、構造の下方外板パネルの下の第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切って可動プラットフォームを駆動させるように構成することができる。エンドエフェクタは、一組のツールを保持するように構成されうる。エンドエフェクタはさらに、一組のツールを使用して下方外板パネルに締め具を設置するように構成されうる。六脚は、下方外板パネル表面に対してエンドエフェクタを位置決めするように構成されうる。第２移動システムは、下方外板パネルの表面に向けて垂直軸に沿って六脚を移動させるように構成されうる。

さらに別の実施形態では、構造の下方外板パネルに締め具を設置する方法が提供される。移動システムを使用して、第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切って六脚を運んでいる可動プラットフォームを駆動させることができる。エンドエフェクタを、下方外板パネルの下の六脚に位置決めすることができる。締め具は下方外板パネルに設置することができる。

別の実施形態では、ツールを表面上に位置決めする方法が提供される。第１移動システムを使用して表面上の選択された領域内にツールをおおよそ位置決めするために、表面に対してツールを移動させることができる。第２移動システムを使用して、表面上の選択された領域内の選択された位置にツールを正確に位置決めするために、表面に対して少なくとも１自由度でツールを移動させることができる。

さらに別の実施形態では、ツールを表面上に位置決めする方法が提供される。ツールは、第１移動システムを使用して表面上の選択された領域内でツールをおおよそ位置決めするために表面に対して移動させることができる。第２移動システムを使用して、表面上の選択された領域内の選択された位置にツールを正確に位置づけするために、表面に対して少なくとも１自由度でツールを移動させることができる。工程を実施するためのツールに関連付けされる要素を、第３移動システムを使用して選択位置において選択位置に対して位置調整することができる。

さらに別の例示的な実施形態では、表面に対して組立システムを位置決めする方法が提供される。第１移動システムを使用して表面上の選択された領域内において、組立システムをおおよそ位置決めするために、組立システムを表面に対して移動させることができる。第２移動システムを使用して表面上の選択された領域内の選択された位置において、エンドエフェクタをモーションプラットフォーム上に正確に位置づけするために、モーションプラットフォームを表面に対して少なくとも１自由度で移動させることができる。工程を実施するためのエンドエフェクタに関連付けられたツールは、モーションプラットフォームを使用して選択位置において選択位置に対して位置調整することができる。

特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態で独立に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解されうる、さらに別の実施形態で組み合わせることが可能である。

例示的な実施形態の特徴と考えられる新規の機能は、添付の特許請求の範囲に明記される。しかしながら、例示的実施形態と、好ましい使用モードと、さらにはその目的と特徴は、添付図面を参照して本発明の一実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより最もよく理解されるであろう。

一実施形態による製造環境のブロック図である。 一実施形態に従って製造環境を示す図である。 一実施形態による組立システムの等角図である。 一実施形態による、エンドエフェクタ及び一組のツールの図である。 一実施形態による、組立システムの上面図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 例示的な実施形態による工程を実施する組立システムの図である。 一実施形態によるツール管理システムの図である。 一実施形態による組立システムの別の実装態様の図である。 一実施形態による、構造で工程を実施するために組立システムを操作するためのプロセスのフロー図を示したものである。 一実施形態による、構造のパネルに締め具を設置するために組立システムを操作するためのプロセスのフロー図である。 一実施形態による、航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。 一実施形態を実装可能な航空機のブロック図である。

例示的な実施形態は、一又は複数の種々の検討事項を認識し、且つ考慮している。例えば、限定しないが、例示の実施形態は、航空機構造上での製造工程の実施を自動化することが望ましいことを認識し、考慮している。具体的には、例示の実施形態は、航空機構造上での穿設、測定、検査、締結、及びその他適切な工程を実施することができる自動装置を有することが望ましいことを認識し考慮している。

例示の実施形態は、製造工程を実施するために、航空機構造の下で操縦することができる装置を有することが望ましいことを認識し考慮している。例えば、例示の実施形態は、航空機構造上の幾つかの場所は、人間のオペレータが望ましい方法で孔を穿設することが難しいことを認識し考慮している。

例示の実施形態は、下から翼の外板パネルに穿設することによって、精度及び人間工学的な問題が起きうることを認識し考慮している。例えば、非限定的に、下方外板パネルに穿設された孔に間違って位置づけされた孔、又は層間剥離等の不具合が形成されうる。別の例として、外板パネルに締め具を設置する時に人間のオペレータが疲労することもある。これらの課題、及びその他の課題により、再処理の必要性、パネル又は翼の廃棄、所望よりも高い翼の製造コスト、又はこれらの組み合わせが生じうる。

さらに、例示の実施形態では、製造施設内の異なる場所において固定されたモニュメント固定具を使用することなく、航空機構造上での製造工程を実施することが望ましいことでありうることを認識し考慮している。この実施例では、「固定されたモニュメント固定具」は、施設の床、壁、又は製造施設の他の部分に不動に接続される構造である。言い換えれば、固定されたモニュメント固定具は、施設の床、壁、又は他の不動の構造から外すことなく、製造施設の一つの場所から別の場所まで全体的に移動させるようには構成されていない構造でありうる。例えば、非限定的に、固定されたモニュメント固定具は、ある構造を適切な位置に保持するだけでなく、構造上での工程を実施することができる。これらの固定されたモニュメント固定具には、施設の床、固定されたガントリーシステム、又は他の構造にボルト締めされるロボット装置を含みうる。

図示した実施形態は、固定されたモニュメント固定具が固定されることにより、製造施設内での柔軟性が低下することを認識し考慮している。例えば、一組立品をある固定されたモニュメント固定具から取り外して、さらなる組立のためにこの一組立品を固定された次のモニュメント固定具まで移動させることは困難でありうる。この取り外して移動し、再度接続させる時間により、生産率が下がり、生産柔軟性が低下する。さらに、固定されたモニュメント固定具は所望するよりも大きな場所を占めうるか、組み立てられている航空機構造へのアクセスを制限しうるか、あるいはこの両方である。さらに、固定されたモニュメント固定具の製造、再構成、又は維持は所望よりも高価でありうる。固定されたツールシステムの使用にも同様の問題が生じる。

したがって、種々の実施形態は、構造上での工程を実施するための方法及び装置を提供する。これらの工程には、構造に締め具を設置することを含みうる。組立システムは、可動プラットフォームとモーションプラットフォームとを備える。モーションプラットフォームは、表面上での工程を実施するために構造の表面の下に位置決めされるように構成される。可動プラットフォームは、第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切ってモーションプラットフォームを運ぶように構成される。

ここで、図１を参照すると、製造環境のブロック図が、例示的な実施形態に従って示される。この図示した実施例では、製造環境１００は組立システム１０２を使用して構造１０６に締め具１０４を設置することができる環境である。製造環境１００は床１０７を有しうる。

図示したように、製造環境１００は構造１０６、自律型ツールシステム１０９、及びシステム支援１０８とを含みうる。この実施例で構造１０６は、航空機１１０の一物体であり得る。例えば、非限定的に、構造１０６を翼、胴体、水平安定板、ドア、筐体、エンジン、及び他の適切な構造のうちの少なくとも一つに組み込むことができる。

この実施例では、構造１０６は、航空機１１０の翼１１４のパネル１１２の形態をとってもよい。パネル１１２は、この実施例では外板パネル１１５である。例えば、パネル１１２は翼１１４用の下方外板パネル１０５でありうる。他の実施例では、パネル１１２は航空機１１０の垂直安定板用の外板パネルでありうる。パネル１１２の他の実施例には、胴体、水平安定板、フラップ、スポイラ、スラット、ナセル、又は他の何らかの航空機構造へのパネルの設置を含みうる。パネル１１２は表面１１６を有しうる。表面１１６は、幾つかの実施例では「工程対象物の表面」と呼ばれる場合がある。

この例示的な実施例では、自律型ツールシステム１０９は、パネル１１２に工程１１１を実施するように構成されうる。工程１１１は、この実施例において組立工程と呼ばれる場合がある。例えば、組立システム１０２を、穿設工程、締結工程、検査工程、測定工程、洗浄工程、密閉工程、データ収集工程、及びその他の適切な種類の工程１１１のうちの少なくとも一つを実施するように構成することができる。

本書において、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうち少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムのうち一又は複数の種々の組み合わせが使用可能であり、かつ、列挙されたアイテムのうち１つだけあればよいということを意味する。アイテムとは、特定の対象物、物品、又はカテゴリのことである。すなわち、「〜のうち少なくとも１つ」は、アイテムの任意の組み合わせ、又はいくつかのアイテムが列挙から使用されうるが、列挙されたアイテムの全てが必要なわけではないことを意味する。

例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうち少なくとも１つ」は、「アイテムＡ」、又は「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」及び「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」を意味する可能性がある。場合によっては、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうち少なくとも１つ」は、限定する訳ではないが例としては、「２個のアイテムＡと１個のアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４個のアイテムＢと７個のアイテムＣ」、あるいは他の何らかの適切な組み合わせを意味する。

一実施例では、自律型ツールシステム１０９は、組立システム１０２の形態を取る。このように、組立システム１０２を自律型ツール、又は自動ツールシステムと呼ぶ場合がある。組立システム１０２は、締め具１０４をパネル１１２の表面１１６に設置するように構成されうる。

組立システム１０２は任意の数の構成要素を含みうる。ここで使用される「任意の数」のアイテムは、一又は複数のアイテムである。この実施例において、任意の数の構成要素は一又は複数の構成要素でありうる。

組立システム１０２の一又は複数の構成要素は、少なくとも１自由度から最大６自由度又はそれ以上の自由度で移動することができる。例えば、各構成要素は、少なくとも１自由度の並進運動、少なくとも１自由度の回転で移動することができるが、最大３自由度の並進運動、最大３自由度の回転、又はこの両方が可能である。各構成要素は、ある実施例において、組立システム１０２のその他の構成要素とは別々に、少なくとも１自由度で移動することができる。

組立システム１０２は、グローバル座標系１０１及び飛行機座標系１０３のうちの少なくとも一つ、又は例えば翼、フラップ、スポイラ、安定板、スラット、胴体、又はその他の何らかの構造のより具体的な座標系、又はスパー、リブ、フレーム、又はその他何らかの構成要素等の構成要素システムに基づいて位置づけ及び位置決めすることができる。グローバル座標系１０１は、製造環境１００の基準座標系でありうる。

飛行機座標系１０３は、飛行機の部品が三次元空間に位置づけされる基準座標系を表しうる。飛行機座標系１０３は、航空機１１０の原点、又は基準点に基づくものになりうる。グローバル座標系１０１及び飛行機座標系１０３のうちの少なくとも一つを使用して、組立システム１０２及び組立システム１０２内の構成要素は、製造環境１００内の構造に対して大雑把に、また正確に位置決めされうる。図示したように、組立システム１０２は、可動プラットフォーム１１８、第１移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、モーションプラットフォーム１２２、第２移動システム１２４、ツール管理システム１２６、締め具管理システム１２７、コントローラ１２８、及び動力供給システム１２９を備えうる。

この実施例では、可動プラットフォーム１１８は、組立システム１０２内に構成要素を保持する機械装置でありうる。例えば、可動プラットフォーム１１８は、工程１１１を実施するためにモーションプラットフォーム１２２を運ぶように構成されうる。

この実施例では、アイテムが「可動」である時、このアイテムは、製造環境１００の床１０７を横切って移動することができることでありうる。つまり、このアイテムは製造環境１００の特定の場所に固定されない。

可動アイテムはまた駆動可能でありうる。本明細書で使用する「駆動可能な」アイテムとは、移動させる、又は案内されることによって、異なる位置までを進ませることができるアイテムでありうる。アイテムを駆動させることには、少なくとも１自由度の並進運動でアイテムを並進させる、少なくとも１自由度の回転運動でアイテムを回転させることによってアイテムを移動することを含みうる。さらに、アイテムを駆動させることには、アイテム全体と、互いに調和してアイテムを形作っている全ての構成要素を移動させることを含みうる。駆動可能なアイテムは、異なる場所まで自律的に駆動させることもできうる。つまり、アイテムは、製造環境１００の床１０７に対してある場所から別の場所まで全体的に移動するための自律駆動能力又は半自律駆動能力を有しうる。

他の場合には、駆動可能アイテムはその他何らかのシステムによって駆動されうる。例えば、コントローラ、移動システム、人間のオペレータ、又は他の種類の装置又はオペレータがアイテムを駆動させることができる。このように、駆動可能なアイテムは電子的に駆動させる、機械的に駆動させる、電気機械的に駆動させる、手動で駆動させる、又は何らかの他の方法で駆動させることができる。

この実施例では、可動プラットフォーム１１８及び可動プラットフォーム１１８に関連付けられる構成要素は一つの場所に固定されない。むしろ、可動プラットフォーム１１８の全体が、製造環境１００の床１０７を横切って移動することができる。例えば、非限定的に、可動プラットフォーム１１８は第１移動システム１１９を使用して、製造環境１００の床１０７上の第１の場所１１７から第２の場所１２１まで駆動させることができる。

図示したように、第１移動システム１１９は、可動プラットフォーム１１８と物理的に関連付けられる。例えば第１移動システム１１９等の第１構成要素は、他の適切な方法で第２構成要素に固定されること、第２構成要素に接着されること、第２構成要素に据付られること、第２構成要素に溶接されること、第２構成要素に結び付けられること、他の適切な方法で第２構成要素に接続されること、又はこれらの組合せによって、可動プラットフォーム１１８のような第２構成要素と物理的に関連しているとみなされることがある。第１の構成要素はまた、第３の構成要素を用いて第２の構成要素に接続されることがある。さらに、第１の構成要素は、第２の要素の一部として、第２の要素の延長として、又はこれらの組合せとして形成されることにより、第２の構成要素に関連付けられているとされる。

この実施例では、第１移動システム１１９は、第１の場所１１７から第２の場所１２１まで可動プラットフォーム１１８を駆動させるように構成された任意の数の構成要素を備えうる。例えば、第１移動システム１１９は、車輪、トラックシステム、プーリ、可動プラットフォーム１１８の角に取り付けられたリフトジャック、又は他の適切な移動装置を含みうる。このように、第１移動システム１１９により、可動プラットフォーム１１８のおおよその位置決めが可能になる。

この実施例では、第１移動システム１１９は格納式車輪１３１を含む。格納式車輪１３１は、可動プラットフォーム１１８を製造環境１００の床まで下げるために格納されうる。可動プラットフォーム１１８を製造環境１００の床１０７まで下げることによって、締め具１０４の設置中の組立システム１０２の安定性を上げることができる。締め具１０４の設置が完了した後で、格納式車輪１３１を引き伸ばして床１０７から可動プラットフォーム１１８を持ち上げて、可動プラットフォーム１１８を床１０７上の第１の場所１１７から第２の場所１２１まで移動させることができる。

この実施例では、第１移動システム１１９はメカナム車輪１３３を含む。メカナム車輪１３３により、可動プラットフォーム１１８の全方向移動が達成されうる。つまり、メカナム車輪１３３は、可動プラットフォーム１１８を前後左右に移動させることが可能である。

幾つかの実施例では、メカナム車輪１３３も格納式であってよい、又は可動プラットフォーム１１８の望ましくない移動を実質的に防止するためにロックすることができる。他の実施例では、第１移動システム１１９はホロノミック車輪、別の種類の全方向車輪、キャスター、他の適切な移動装置、又はこれらの組み合わせを含みうる。この種の車輪は実施例において、格納式であってもなくてもよい。

図示したように、エンドエフェクタ１２０は、一組のツール１３２が取り付けられる装置であってよい。具体的には、エンドエフェクタ１２０は一組のツール１３２を保持するように構成されうる。一組のツール１３２を使用して、パネル１１２に締め具１０４を設置することができる。

本明細書で使用する、一「組」のアイテムとは、一又は複数のアイテムである。この実施例では、一組のツール１３２は一又は複数のツールであってよい。２以上のツールが一組のツール１３２に存在するときに、ツールは一群のツール、複数のツール、単に「ツール」等とも呼ばれることがある。

この実施例では、モーションプラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０を表面１１６に対する所望の位置１３０に位置決めするように構成される装置であってよい。この実施例では、所望の位置１３０は、構造１０６のパネル１１２に対する三次元空間におけるエンドエフェクタ１２０の場所、及び向きのうちの少なくとも一つを含みうる。

モーションプラットフォーム１２２はエンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を、パネル１１２の表面１１６上の場所１３５に対する所望の位置１３０に移動させて、締め具１０４を設置することができる。特に、モーションプラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を場所１３５においてパネル１１２の表面１１６に対して位置決めするように構成されうる。例えば、非限定的に、モーションプラットフォーム１２２は一組のツール１３２を、場所１３５に対して垂直に、場所１３５に対して平行に、締め具１０４の場所１３５の中央軸に対して同じ線上に、又はその他何らかの方法で位置決めすることができる。

モーションプラットフォーム１２２により、場所１３５に対してエンドエフェクタ１２０を細かく位置決めすることが可能になる。場所１３５は、締め具１０４用に孔３４を穿設するための所望の場所でありうる。

一組のツール１３２がパネル１１２上の表面１１６上の場所１３５に対して位置決めされたときに、締め具１０４を所望のやり方で設置することができる。例えば、一組のツール１３２を場所１３５において表面１１６に対して垂直に位置決めすることで、一組のツール１３２が軸１３７に沿って場所１３５に孔１３４を穿設することが可能になりうる。

軸１３７は、ある場合には場所１３５において表面１１６に対して垂直に延びうる。このやり方で孔１３４を穿設することにより、締め具１０４が孔１３４の中に挿入されるときに所望の位置調整が可能になりうる。別の実施例では、場所１３５において表面１１６に対して垂直に一組のツール１３２を位置決めすることにより、一組のツール１３２がパネル１１２に亀裂、層間剥離、又は許容値外のその他の不具合を形成することなく、孔１３４を穿設することが可能になりうる。他の実施例では、軸１３７はある角度をなしうる。

このような実施例では、モーションプラットフォーム１２２は様々な形態をとりうる。この実施例では、モーションプラットフォーム１２２は六脚１４１の形態をとる。他の実施例では、非限定的に、モーションプラットフォーム１２２はスチュワートプラットフォーム、又はその他適切な種類のモーションプラットフォームの形態をとる。

モーションプラットフォーム１２２は、この実施例においてエンドエフェクタ１２０に移動の自由度１３９を与えうる。自由度１３９は、三次元空間におけるエンドエフェクタ１２０の移動と呼ぶことができる。例えば、モーションプラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０に７自由度１３９を与えるように構成されうる。

図示したように、第２移動システム１２４は、モーションプラットフォーム１２２と物理的に関連付けられる。第２移動システム１２４は、パネル１１２の表面１１６に向けて垂直軸１３６に沿ってモーションプラットフォーム１２２を移動させるように構成された任意の数の構成要素を備えうる。

垂直軸１３６は、この実施例では場所１３５において表面１１６に対して実質的に垂直な軸であってよい。エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２は、モーションプラットフォーム１２２が移動すると、垂直軸１３６に沿って移動しうる。

このような実施例では、一組のツール１３２には、任意の数の異なる種類のツールが含まれうる。一組のツール１３２には、センサシステム１３８、穿設システム１４０、検査システム１４２、および締め具インストーラ１４４が含まれうる。

一実施例では、一組のツール１３２は、エンドエフェクタ１２０のシャトルテーブル１４６上に位置決めされうる。シャトルテーブル１４６は一組のツール１３２を保持して、一組のツール１３２を移動させることができる。

シャトルテーブル１４６は、トラックシステム１４７に沿ってパネル１１２の表面１１６に対して一組のツール１３２を移動させるように構成されうる。一例として、シャトルテーブル１４６は、トラックシステム１４７を使用して、軸に沿ってパネル１１２の表面１１６に対して平行に一組のツール１３２を行ったり来たり移動させることができる。

図示したように、センサシステム１３８は、パネル１１２、パネル１１２の表面１１６上の場所１３５に対するエンドエフェクタ１２０の位置１４８、及びパネル１１２の表面１１６上の締め具１０４用の孔１３４を穿設するための場所１３５のうちの少なくとも一つを識別するように構成されるさまざまな検出装置を含みうる。例えば、非限定的に、センサシステム１３８はカメラ、近接センサ、外板貫通磁気センサ、又はその他何らかの適切な種類のセンサを含みうる。

第１移動システム１１９と第２移動システム１２４のうちの少なくとも一つを使用した後で、エンドエフェクタ１２０の位置１４８は、一組のツール１３２のセンサシステム１３８を使用して検証することができる。この実施例では、位置１４８は、パネル１１２の表面１１６に対するエンドエフェクタ１２０の現在の場所、向き、又はこの両方を含みうる。所望の位置１３０と位置１４８を比較して、調節することが可能である。

幾つかの実施例では、センサシステム１３８は、表面１１６の指標フィーチャ１５０に基づき表面１１６上の場所１３５に対するエンドエフェクタ１２０の位置１４８を識別するように構成することができる。指標フィーチャ１５０は、表面１１６上の既定の基準点であってよい。これらの指標フィーチャ１５０は、磁石、センサ、画像インジケータ、無線周波数識別タグ、対象物、及びその他何らかの適切な種類の指標フィーチャのうちの少なくとも一つの形態をとりうる。エンドエフェクタ１２０は、指標フィーチャ１５０の位置に基づき、表面１１６に沿って移動させることができる。指標フィーチャ１５０を使用して、表面１１６のどこに孔１３４を穿設するかを特定することもできる。

他の幾つかの実施例では、センサシステム１３８は、システム支援１０８の計測システム１５２と通信して、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を識別することができる。計測システム１５２は、この実施例において一又は複数の測定装置であってよい。

計測システム１５２を有するシステム支援１０８は、組立システム１０２の工程を支援するように構成されうる。具体的には、システム支援１０８は、ナビゲーション、ユティリティ、位置情報、タスクの割当て、およびその他の適切な種類のリソースを提供しうる。

一例として、システム支援１０８は、組立システム１０２に対しナビゲーションを提供しうる。別の例として、計測システム１５２は、幾つかの実施例において構造１０６の位置についての測定を行うように構成されうる。ある場合には、システム支援１０８は、電気、空気、油圧流体、水、真空、又はその他のユティリティを組立システム１０２に供給しうる。システム支援１０８は、これらのリソースを製造環境１００に位置づけされるその他さまざまな装置に提供するように構成されうる。

この実施例では、押圧脚部１５１がエンドエフェクタ１２０に接続されうる。押圧脚部１５１はこの実施例では、圧力検出装置である。押圧脚部１５１は、エンドエフェクタ１２０がパネル１１２の表面１１６に接触する最初の部分であってよい。

この実施例では、押圧脚部１５１は、押圧脚部１５１とパネル１１２の表面１１６との間の接触力１５３を識別するように構成されうる。接触力１５３とは、エンドエフェクタ１２０によって表面１１６にかかる力の量である。

押圧脚部１５１は、ロードセル又はその他何らかの種類の負荷センサを使用して接触力１５３を検出することができる。表面１１６、エンドエフェクタ１２０、及びこの両方のうちの少なくとも一つの破損の危険性を減らすために、接触力１５３の数値表示が望ましい場合がある。

押圧脚部１５１は、パネル１１２と接触するエリアを最適化するために、手動で、又は自動で取り外し、交換することができる。例えば、押圧脚部１５１を、異なる直径、形状、又は他の特徴を有する押圧脚部と入れ替えることが可能である。ある実施例では、パネル１１２、組立システム１０２内の構成要素、又はこの両方の破損を避けるために、パネル１１２と望ましくない形で接触した場合に押圧脚部１５１が安全に壊れて外れるように、押圧脚部１５１を設計することが可能である。

この実施例では、望ましい接触力１５３が必要である。例えば、締め具１０４を設置する前に、接触力１５３を利用してパネル１１２の基礎構造にパネル１１２を固定することができる。一例として、締め具１０４を適切に設置するために、パネル１１２をリブ、スパー、又は耐荷重取付具に押し付ける必要がありうる。したがって、これらの結果を達成するには所望の接触力１５３が必要である。

エンドエフェクタ１２０と一組のツール１３２が適所にあるときに、組立システム１０２はパネル１１２の表面１１６上の場所１３５に孔１３４を穿設することができる。組立システム１０２は、この実施例において穿設システム１４０を使用して表面１１６上の場所１３５に孔１３４を穿設することができる。

穿設システム１４０は、表面１１６上の場所１３５に異なる種類の孔を穿設するように構成されうる。例えば、非限定的に、孔１３４は円筒状の孔、円錐状の孔、皿穴状の孔、カウンターボア加工の孔、座ぐり、止まり穴、又はこの実施例におけるその他何らかの種類の孔の形態を取りうる。

穿設システム１４０には、スピンドル１５４と送り軸１５６が含まれうる。この実施例では、スピンドル１５４は、孔１３４を穿設するために回転するように構成された任意の数の機械部品を備えうる。一例として、スピンドル１５４には、スピンドル１５４の端部にドリルビットが含まれうる。スピンドル１５４は、ドリルビットを回転させて所望の方法で深さ１５５と直径１５８を有する孔１３４を穿設することができる。別の例では、スピンドル１５４はカッターを回転させることができる。スピンドル１５４は、油圧動力、空気動力、電気、又はその他何らかのエネルギー源を利用して操作することができる。

ある場合には、孔１３４の要件に基づいてスピンドル１５４の機械部品を変更することができる。例えば、孔１３４の深さ１５５及び直径１５８のうちの少なくとも一つを変更するために、スピンドル１５４上のドリルビットを変更することができる。例えば、孔１３４の直径１５８を縮小するために、細いビットを使用することができる。他の実施例では、長いカッターを使用して、孔１３４の深さ１５５を広げることができる。

図示したように、送り軸１５６は場所１３５の表面１１６に対し垂直でありうる。他の実施例では、特定の実装態様によっては送り軸１５６は表面１１６に対して垂直でない場合がある。

送り軸１５６には、孔１３４を穿設するために、場所１３５の表面１１６に対してスピンドル１５４を移動させるように構成された様々な機械部品が含まれうる。例えば、非限定的に、送り軸１５６には、プラットフォーム、トラックシステム、ロードセル、ローラ軸受、及びその他の機械部品が含まれうる。送り軸１５６は、孔１３４を穿設する場所１３５に向かってスピンドル１５４を移動させることができる。孔１３４が完成したら、送り軸１５６はスピンドル１５４を反対方向に移動させることができる。

孔１３４が穿設された後で、組立システム１０２は孔１３４を検査することができる。組立システム１０２は検査システム１４２を使って、孔１３４を検査することができる。検査システム１４２は、孔１３４の深さ１５５及び直径１５８のうちの少なくとも一つを検査することができる。検査システム１４２は、孔プローブ１６０を使用して孔１３４の直径１５８を検査することができる。

この実施例では、孔プローブ１６０は孔１３４の直径１５８を測定するように構成された細長い装置でありうる。ある実施例では、孔プローブ１６０を孔１３４に挿入して、孔１３４が所望の直径を有するかを決定することができる。形成された孔１３４の種類によっては、検査システム１４２を孔１３４の他のパラメータを検査するために使用することができる。例えば、非限定的に、検査システム１４２を使用して、皿穴の深さ、皿穴の角度、場所１３５に対する皿穴の正規性、場所１３５に対する孔１３４の正規性、皿穴の直径、グリップ長、及び孔１３４の他の何らかのパラメータのうちの少なくとも一つを検査することができる。

孔プローブ１６０を取り外して、別のプローブを検査システム１４２に配置することが可能である。別のプローブを検査システム１４２に配置して、別の直径を検査することができる。ある実施例では、孔プローブ１６０を細いプローブと交換して、直径の小さい孔１３４を検査することができる。他の実施例では、孔プローブ１６０を太いプローブと交換して、直径の大きい孔１３４を検査することができる。

孔１３４を検査した後で、組立システム１０２は締め具１０４を孔１３４の中に配置することができる。締め具１０４により、パネル１１２をパネル１１２に接して位置決めされた部品に接合させることができる。例えば、非限定的に、締め具１０４により、パネル１１２を翼１１４のリブ、スパー、又は他の何らかの構造部材に接合させることができる。別の実施例において、締め具１０４は、外板パネルをパネル１１２に接合させることができる。

この実施例では、締め具１０４は、リベット、ロックボルト、ボルト、六角ドライブ、及びその他適切な種類の締め具のうちの一形態をとりうる。締め具１０４は、締め具インストーラ１４４を使用して孔１３４に配置することができる。この実施例では、締め具インストーラ１４４は、締め具１０４に力を加えて締め具１０４を孔１３４に挿入するように構成された機械装置でありうる。ある実施例では、締め具インストーラ１４４は、幾つかの直径の締め具を収容することが可能である。

締め具管理システム１２７は、締め具インストーラ１４４用に締め具１６２と他の部品を保持することができる。締め具管理システム１２７は、幾つかの異なる直径とグリップ長の締め具１６２を保持するように構成されうる。締め具管理システム１２７は他の機能も実施しうる。例えば、締め具管理システム１２７は、残留物をすべて除去するために締め具１６２を洗浄する、締め具１６２にシーリング材１６４を適用する、締め具とシーリング材の応用を検査する、シーリング材１６４を有する締め具１６２のうちの一つを締め具インストーラ１４４に供給する、及びその他所望される動作のうちの少なくとも一つを実施することができる。

この実施例では、シーリング材１６４は、ポリマー材料、誘電材料、塗料、又はその他何らかの種類のコーティング材料の形態を取りうる。シーリング材１６４は、締め具１６２を電磁界の影響から守る、孔１３４を密閉する、又はその他様々な機能を実施するように構成されうる。

図示したように、ツール管理システム１２６は、収納ラック１７２とエンドエフェクタ１２０との間でツール１７０を交換するように構成された任意の数の部品を含みうる。ツール１７０は、エンドエフェクタ１２０において使用するように構成された一組のツール１３２の一つでありうる。この実施例では、収納ラック１７２は、エンドエフェクタ１２０によって使用されていない時にツール１７０と他のツールを保持するために使用される構造でありうる。

ツール管理システム１２６は、ツール１７０が必要な時にエンドエフェクタ１２０にツール１７０を配置することができる。同様に、ツール管理システム１２６は、もう必要ないツールをエンドエフェクタ１２０から外して、収納ラック１７２に配置することができる。

この実施例では、コントローラ１２８は、組立システム１０２の動作を制御するように構成された装置でありうる。コントローラ１２８は、組立システム１０２の様々な構成要素、及びシステム支援１０８のシステムコントローラ１６６と計測システム１５２と通信することができる。

ある構成要素が別の構成要素と「通信」状態にある時、２つの構成要素は通信媒体を介して互いに信号をやり取りするように構成されうる。例えば、非限定的に、コントローラ１２８は、ネットワークを介して無線でシステムコントローラ１６６と通信することができる。別の実施例では、コントローラ１２８は、有線接続、又は無線接続を介してモーションプラットフォーム１２２と通信することができる。

コントローラ１２８はさらに、製造環境１００において、人間のオペレータ１８８、自律型ツールシステム１９０、又はこの両方との望ましくない接触を防止するように構成されうる。この実施例では、自律型ツールシステム１９０は、パネル１１２に加工を行うように構成された他の装置であってよい。ある実施例では、自律型ツールシステム１９０は、自動ツールと呼ばれる場合がある。

コントローラ１２８はシステム支援１０８を使用して、人間のオペレータ１８８の場所を決定し、人間のオペレータ１８８の周囲で組立システム１０２を操作しうる。コントローラ１２８は、人間のオペレータ１８８が組立システム１０２に近すぎた場合、組立システム１０２を停止するように構成することができる。さらに別の実施例では、コントローラ１２８はシステム支援１０８を使用して、組立システム１０２と自律型ツールシステム１９０の望ましくない接触を避けるために、製造環境１００内で自律型ツールシステム１９０の場所を決定することができる。

この実施例では、コントローラ１２８とシステムコントローラ１６６のうちの少なくとも一つは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はこれらの組み合わせとして実装されうる。ソフトウェアが使用されると、コントローラにより実行される工程は、例えば非限定的に、プロセッサユニットで実行されるように構成されたプログラムコードを使用して実施される。ファームウェアを使用する場合、コントローラによって実施される工程は、例えば非限定的に、プロセッサユニット上で実行されるようにプログラムコード及びデータを使用して実施し、固定記憶域に保存することができる。

ハードウェアを用いる場合、ハードウェアは、コントローラでこれらの工程を実施するよう動作する一又は複数の回路を含むことができる。実装態様により、ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理デバイス、または任意の数の工程を実施するよう構成された幾つかの別の適切な種類のハードウェア装置の形態をとることができる。

プログラマブル論理装置について、この装置は任意の数の工程を実施するよう構成される。この装置は、任意の数の工程を実施するように恒久的に構成することも、後で再構成することもできる。プログラマブル論理デバイスの例として、例えばプログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および他の適切なハードウェアデバイスが挙げられる。加えて、これらのプロセスは無機的な構成要素と統合された有機的な構成要素内で実行されてよく、及び／又はこれらのプロセスは人間以外の有機的な構成要素で全体的に構成されてよい。たとえば、これらのプロセスは有機半導体の回路として実装可能である。

幾つかの実施例では、コントローラ１２８及びシステムコントローラ１６６によって実施される工程、プロセス、又この両方は、無機構成要素と一体化した有機構成要素を使用して実施することができる。ある場合には、工程、プロセス、又はこの両方は全体を通して、人間以外の有機構成要素によって実施することができる。一実施例として、有機半導体の回路を使用して、これらの工程、プロセス、又は両方を実施することができる。

図示したように、組立システム１０２は動力供給システム１２９を有することも可能である。動力供給システム１２９は、組立システム１０２に動力を供給するように構成された電源を含みうる。この電源は、電池、太陽電池、加圧空気ジェネレータ、燃料電池、燃焼機関、外部電源へのケーブル、又はその他何らかの好適な装置の形態を取りうる。動力供給システム１２９は、組立システム１０２をパネル１１２の表面１１６に対して移動させるためにユティリティケーブル又はその他の接続を必要としないように、組立システム１０２へ動力１６８を供給するように構成することができる。

この実施例では、組立システム１０２に操作方向１９９が提供されうる。一例として、操作方向１９９は、可動プラットフォーム１１８が製造環境１００を移動する際に、可動プラットフォーム１１８に提供することができる。操作方向１９９は、コマンド、命令、経路生成、可動プラットフォーム１１８の移動方向の物理的な変更、及び可動プラットフォーム１１８を案内するその他の方法の形態を取りうる。この実施例では、操作方向１９９は、製造環境１００内の条件が変更された時に動的に変更されうる。

操作方向１９９は、コントローラ１２８、システムコントローラ１６６、人間のオペレータ１８８、及びその他何らかの適切な装置のうちの少なくとも一つによって提供されうる。一例として、システムコントローラ１６６はコマンドを送って、可動プラットフォーム１１８を操作することができる。さらに別の実施例では、一又は複数の人間のオペレータ１８８が、可動プラットフォーム１１８の方向を物理的に変更することによって、可動プラットフォーム１１８を操作することができる。他の実施例では、可動プラットフォーム１１８はそれ自体をコントローラの指示なしで操作することができる。

図１の製造環境１００の図は、実施形態が実行される方法に対して物理的な又は構造的な限定を表すことを意図していない。図示された構成要素に加えて又は代えて、他の構成要素を使用することができる。幾つかの構成要素は不要になることがある。また、いくつかの機能構成要素を図解するためにブロックが提示されている。例示的な実施形態において実装される場合、一又は複数のこれらのブロックを、異なるブロックに統合、分割、或いは統合且つ分割することができる。

例えば、ある場合には、第１移動システム１１９は、格納式車輪１３１、メカナム車輪１３３、又はこの両方に加えて、又はその代わりに空気システム、格納式トラック、及びその他の装置のうちの少なくとも一つを含むことができる。幾つかの実施例には、ロック機構も含まれうる。別の実施例では、重力によって可動プラットフォーム１１８が適所に保持される。

他の実施例では、一組のツール１３２は図１に示すツールに加えて、又はその代わりにツールを含むことが可能である。例えば、視覚システムをエンドエフェクタ１２０に位置決めすることができる。ある実施例では、視覚システムを使用して指標フィーチャ１５０を見つけることができる。さらに別の実施例では、洗浄システム、冷却システム、又は他の装置もエンドエフェクタ１２０に位置決めすることができる。

次に図２を参照する。図２は、一実施形態による製造環境が示されている。製造環境２００は、図１の製造環境１００の物理的実装態様の例である。

この実施例においては、製造環境２００は翼アセンブリ２０２を含みうる。翼アセンブリ２０２は、翼１１４が組み立てられている図１のブロック図の形態で示す翼１１４の物理的実装態様の一例であってよい。

図示したように、組立システム２０４を翼アセンブリ２０２の下に位置決めすることができる。この実施例では、組立システム２０４を翼アセンブリ２０２のパネル２０８の表面２０６の下に位置決めすることができる。例えば、パネル２０８は翼アセンブリ２０２の下方外板パネルであってよい。表面２０６及びパネル２０８はそれぞれ、図１に示す表面１１６及びパネル１１２の物理的実装態様の例である。

図３には、一実施形態による図２のライン３−３の方向に示す組立システム２０４の等角図を示す。図示した実施例では、組立システム２０４の拡大図は組立システム２０４内の構成要素がより詳細に分かるように示されている。

図示したように、組立システム２０４は、可動プラットフォーム３００、エンドエフェクタ３０２、及びモーションプラットフォーム３０４を含むことができる。可動プラットフォーム３００、エンドエフェクタ３０２、及びモーションプラットフォーム３０４は、図１のブロック図に示す可動プラットフォーム１１８、エンドエフェクタ１２０、及びモーションプラットフォーム１２２それぞれの物理的実装態様の例である。

この実施例では、可動プラットフォーム３００は、第１移動システム３０６を使用して図２に示す翼アセンブリ２０２に対して移動することができる。第１移動システム３０６は、この実施例では、格納式車輪３０７の形態をとる。図２のパネル２０８の表面２０６に締め具（この図には示していない）を設置している間、格納式車輪３０７は、組立システム２０４を一時的に適所に置くために格納される。格納式車輪３０７を有する第１移動システム３０６は、図１にブロック図で示す格納式車輪１３１を有する第１移動システム１１９の物理的実装態様の一例であってよい。

図示したように、エンドエフェクタ３０２は、モーションプラットフォーム３０４に接続されうる。モーションプラットフォーム３０４は、パネル２０８の表面２０６に対してエンドエフェクタ３０２を移動させることができる。エンドエフェクタ３０２は一組のツール３０８を保持することができる。一組のツール３０８を使用して、パネル２０８に締め具を設置することができる。一組のツール３０８は、図１の一組のツール１３２の物理的実装態様の一例であってよい。

この実施例では、第２移動システム３１０は、モーションプラットフォーム３０４とエンドエフェクタ３０２を垂直軸３１２に沿って移動させることができる。第２移動システム３１０は、この実施例においてプラットフォーム３１４を含みうる。プラットフォーム３１４は、垂直軸３１２に沿ってモーションプラットフォーム３０４を前後に移動させることができる。第２移動システム３１０及び垂直軸３１２は、図１に示す第２移動システム１２４と垂直軸１３６それぞれの物理的実装態様の例であってよい。

図示したように、組立システム２０４は、締め具管理システム３１６、ツール管理システム３１８、及びコントローラ３２０を含みうる。締め具管理システム３１６、ツール管理システム３１８、及びコントローラ３２０はそれぞれ、図１のブロック図で示す締め具管理システム１２７、ツール管理システム１２６、及びコントローラ１２８の物理的実装態様の例であってよい。

この実施例では、締め具管理システム３１６とツール管理システム３１８を、締め具の設置において一組のツール３０８を支援するように構成することができる。例えば、非限定的に、締め具管理システム３１６は、設置のために締め具を一組のツール３０８に供給することができる。別の実施例では、ツール管理システム３１８は、使用のために所望の直径を有するドリルビットを一組のツール３０８に供給することができる。ツール管理システム３１８は区分３１１に図示されている。

この実施例では、コントローラ３２０は、組立システム２０４の各構成要素の動作を制御するように構成されうる。例えば、コントローラ３２０は、格納式車輪３０７を格納し、延長させるように構成することができる。別の例として、コントローラ３２０は、所望の方法で垂直軸３１２に沿ってプラットフォーム３１４を移動させるためにコマンドを送ることができる。別の実施例では、コントローラ３２０は、使用するために所望のツールをエンドエフェクタ３０２に供給するために、ツール管理システム３１８と通信することができる。

ある場合には、コントローラ３２０は、製造環境２００全体で組立システム２０４を操作するために、システムコントローラ（この図では示していない）からコマンドを受けることができる。あるいは、コントローラ３２０は、組立システム２０４を自律的に駆動させることができる。さらに別の実施例では、組立システム２０４は一つの場所から別の場所へ非自律的に駆動されうる。

組立システム２０４が製造環境２００全体で移動する操作方向が提供される。コントローラ３２０、システムコントローラ、人間のオペレータ、及びその他何らかの適切な装置のうちの少なくとも一つによって、操作方向が提供されうる。別の実施例では、可動プラットフォーム３００はそれ自体を、コントローラの指示なく操作することができる。

ここで図４を参照すると、一実施形態による図３のライン４−４の方向に示すエンドエフェクタ３０２と一組のツール３０８の図が示される。この図では、一組のツール３０８とエンドエフェクタ３０２内の構成要素がより詳細に分かるように、エンドエフェクタ３０２の拡大図が示されている。

図示したように、一組のツール３０８は、センサシステム４００、穿設システム４０２、検査システム４０４、及び締め具インストーラ４０６を含みうる。センサシステム４００、穿設システム４０２、検査システム４０４、及び締め具インストーラ４０６は、図１にブロック図でそれぞれ示すセンサシステム１３８、穿設システム１４０、検査システム１４２、及び締め具インストーラ１４４の物理的実装態様の例であってよい。

この図では、押圧脚部４０８も見て取れる。一実施例では、押圧脚部４０８は、図２のパネル２０８の表面２０６との第１接触点であってよい。押圧脚部４０８は、図１の押圧脚部１５１の物理的実装態様の一例である。

この実施例では、押圧脚部４０８はチャネル４０９を備える。チャネル４０９は、押圧脚部４０８の開口部であってよい。一組のツール３０８の各ツールは、パネル２０８で工程を実施するためにチャネル４０９を通って延長し、格納することができる。

一組のツール３０８のあるツールは、延長する前に押圧脚部４０８のチャネル４０９に合わせて位置調整するために移動させることができる。パネル２０８で工程が実施されると、押圧脚部４０８はパネル２０８の表面２０６と接触したまま、所望のクランプ力と位置調整を提供することができる。

図示したように、エンドエフェクタ３０２はシャトルテーブル４１０とコネクタ４１２とを含みうる。シャトルテーブル４１０は、一組のツール３０８の構造的サポートを提供することができる。シャトルテーブル４１０は、一組のツール３０８をトラックシステム４１４に沿って移動させることもできる。

この実施例では、シャトルテーブル４１０は、トラックシステム４１４を使用して一組のツール３０８を矢印４１６の方向に行ったり来たり移動させることができる。シャトルテーブル４１０及びトラックシステム４１４、図１に示すシャトルテーブル１４６及びトラックシステム１４７の物理的実装態様の例であってよい。コネクタ４１２は、この実施例において、一組のツール３０８を様々なユティリティに接続させるように構成されるアンビリカルケーブルであってよい。

図５は、一実施形態にしたがって図示した図３のライン５−５の方向に示す組立システム２０４の上面図である。この実施例でモーションプラットフォーム３０４は、線形アクチュエータ５００及びディスクアクチュエータ５０２とを含む。ディスクアクチュエータ５０２は、この実施例ではエンドエフェクタ３０２に接続されている。線形アクチュエータ５００又はディスクアクチュエータ５０２の動きにより、エンドエフェクタ３０２が動きうる。

線形アクチュエータ５００は、この実施例では、６自由度で延長及び格納されて、ディスクアクチュエータ５０２を個別に動かすように構成されうる。具体的には、線形アクチュエータ５００は、ディスクアクチュエータ５０２をｘ軸５０４、ｙ軸５０５、及びｚ軸５０６に並進移動させて、ディスクアクチュエータ５０２をｘ軸５０４、ｙ軸５０５、及びｚ軸５０６周囲で回転させるように構成されうる。

この実施例では、ディスクアクチュエータ５０２は、矢印５０８の方向に回転して、エンドエフェクタ３０２をディスクアクチュエータ５０２の円周周囲で移動させるように構成されうる。このように、モーションプラットフォーム３０４により、エンドエフェクタ３０２の動きの自由度がさらに増す。つまり、ディスクアクチュエータ５０２を有する線形アクチュエータ５００により、エンドエフェクタ３０２の合計７自由度の動きが可能になる。線形アクチュエータ５００、ディスクアクチュエータ５０２、又はこの両方は、個別に又は同時に移動して、エンドエフェクタ３０２を図２に示すパネル２０８の表面２０６に対する所望の位置に配置することができる。

図６〜１２は、一実施形態による工程を実施している組立システム２０４の図である。具体的には、図６〜１２は、図２のライン６−６の方向にパネル２０８の表面２０６に締め具を設置している組立システム２０４を示す。

図６を見てみると、可動プラットフォーム３００は、第１移動システム３０６を使用して、パネル２０８の表面２０６上の場所６０１に対する所望の位置に配置されている。場所６０１は、孔（この図で示していない）の場所であってよく、図１の表面１１６上の場所１３５の物理的実装態様の一例である。第２移動システム３１０は、モーションプラットフォーム３０４を表面２０６に向かって垂直軸３１２に沿って一組のツール６００の方向に移動させうる。

図７では、モーションプラットフォーム３０４が図６の矢印６００の方向に移動している。センサシステム４００を使用して、孔を穿設するための場所６０１（この図には示していない）を決定することができる。モーションプラットフォーム３０４を次に使用して、一組のツール３０８を有するエンドエフェクタ３０２を、この実施例のパネル２０８の表面２０６上の場所６０１に対して垂直に位置決めすることができる。

図示したように、エンドエフェクタ３０２を位置決めするために線形アクチュエータ５００の一部が延長しうる。加えて、ディスクアクチュエータ５０２は、矢印５０８の方向にエンドエフェクタ３０２を回転させることができる。

次に図８を参照すると、押圧脚部４０８はパネル２０８の表面２０６に接触しうる。押圧脚部４０８は、押圧脚部４０８とパネル２０８の表面２０６との間の接触力を識別することができる。エンドエフェクタ３０２の動きは、エンドエフェクタ３０２が表面２０６に接する所望の位置に達するまで、この接触に応じて遅くなりうる。

この実施例では、センサシステム４００を次に使用して、表面２０６に対してエンドエフェクタ３０２の所望の位置を確認することができる。センサシステム４００は、エンドエフェクタ３０２と一組のツール３０８が、場所６０１において表面２０６に対して垂直に位置決めされたことを確認することができる。一組のツール３０８はこの実施例において区分８００に示されている。一組のツール３０８はトラックシステム４１４上で矢印８０２の方向に移動して、穿設システム４０２を孔を穿設する位置へ移動させることができる。

図９では、穿設システム４０２を使用して、場所６０１においてパネル２０８の表面２０６に孔９００を穿設することができる。具体的には、スピンドル９０２はドリルビット９０３と共に送り軸９０４に沿って矢印６００の方向に延長することができる。スピンドル９０２と送り軸９０４はそれぞれ、図１に示す穿設システム１４０のスピンドル１５４と送り軸１５６の例である。

孔９００を穿設した後で、スピンドル９０２はその前の位置へ下方向に格納される。一組のツール３０８が次に、孔９００を検査するための位置へトラックシステム４１４に沿って矢印９０６の方向に移動することができる。

検査システム４０４を矢印６００の方向に延長して、孔９００を検査することができることを示す図１０を参照する。この実施例では、孔プローブ１０００を使用して孔９００の直径を測定することができる。孔プローブ１０００は、図１のブロック図で示す孔プローブ１６０の一例である。

孔９００を検査した後で、孔プローブ１０００はその前の位置へ下方向に格納される。締め具（この図では示していない）が次に孔９００に設置されうる。エンドエフェクタ３０２及び一組のツール３０８は移動して、孔９００に対して締め具インストーラ４０６を位置決めすることができる。

図１１では、締め具インストーラ４０６は締め具１１００を孔９００の中に挿入することができる。締め具インストーラ４０６は、トラックシステム４１４を使用して左右に移動して、それから孔９００に締め具１１００を挿入するために垂直方向に延びることができる。

ここで、締め具インストーラ４０６が締め具１１００を孔９００の中に設置しているところを示す図１２を参照する。エンドエフェクタ３０２はここで、孔を穿設するために次の場所に対して再位置決めされうる。

この実施例では、組立システム２０４は、パネル２０８において締め具の「ワンアップ（ｏｎｅ−ｕｐ）アセンブリ」を提供するように構成されうる。本明細書で使用する「ワンアップ」アセンブリとは、締め具を設置するために再組立てする前に、洗浄及び／又はデバリングのために部品を分解するために、孔を穿設せずに接合部を穿設し締結するプロセスである。このワンアップアセンブリにより、締め具がパネル２０８に設置されうる速度を上げることができ、翼の組立速度も上げることができる。

他の実施例では、組立システム２０４は締め具１１００を設置しない場合がある。代わりに、組立システム２０４はパネル２０８に孔を穿設し、測定するのみでありうる。様々な締め具をその他に、組立システム２０４、人間のオペレータ、何らかの他の種類の装置、又はそれらの組み合わせによって設置することができる。

別の実施例では、組立システム２０４をノンワンアップ（ｎｏｎ−ｏｎｅ−ｕｐ）組立状態において使用可能である。例えば、組立システム２０４は最初に孔９００を穿設し、孔９００の直径を検査し、それからパネル２０８を離れて移動しうる。パネル２０８は次に下ろされ、洗浄され、デバリングされ、再設置される。組立システム２０４は次に、締め具を挿入するために適所に戻される。

次に図１３を参照する。図１３は、一実施形態による図３の区分３１１のツール管理システム３１８の図である。この実施例では、ツール管理システム３１８の特徴を分かりやすくするために、ツール管理システム３１８を、組立システム２０４の他の構成要素をつけずに示している。

この実施例では、ツール管理システム３１８には、任意の数の構成要素が含まれ得る。図示したように、ツール管理システム３１８には、ロボットアーム１３００、収納ラック１３０２、及びツール１３０４が含まれ得る。

図示したように、ロボットアーム１３００はエンドエフェクタ１３０６を有しうる。エンドエフェクタ１３０６は、ツール１３０４を図３に示すエンドエフェクタ３０２と交換するために、ツール１３０４の一部を保持するように構成される。例えば、エンドエフェクタ１３０６は、エンドエフェクタ３０２によって実施される工程により、プローブ、ドリルビット、取り外し可能な押圧脚部、又はその他のツールをエンドエフェクタ３０２と交換することができる。

この例では、収納ラック１３０２はまた、ツール１３０４の一部も保持しうる。ロボットアーム１３００はエンドエフェクタ１３０６を使用して、ツールを収納ラック１３０２に置くことができる。同様に、ロボットアーム１３００はエンドエフェクタ１３０６を使用して収納ラック１３０２に収納されたツールを持ち上げることができる。このように、ツール管理システム３１８は、図２に示すパネル２０８で使用するために様々なツール１３０４を供給することができる。

図１４では、一実施形態による組立システムの別の実装態様が図解されている。この実施例では、組立システム１４００は、図１のブロック図に示す組立システム１０２の物理的実装態様の一例である。

図示したように、組立システム１４００には、図２に示す組立システム２０４と同じ、又は異なる構成要素が含まれ得る。この実施例には、組立システム１４００には、可動プラットフォーム１４０２、移動システム１４０３、エンドエフェクタ１４０４、モーションプラットフォーム１４０６、コントローラ１４０８、ツール管理システム１４１０、及び締め具管理システム１４１２が含まれる。可動プラットフォーム１４０２、移動システム１４０３、エンドエフェクタ１４０４、モーションプラットフォーム１４０６、コントローラ１４０８、ツール管理システム１４１０、及び締め具管理システム１４１２はそれぞれ、図１のブロック図に示す可動プラットフォーム１１８、第１移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、モーションプラットフォーム１２２、コントローラ１２８、ツール管理システム１２６、及び締め具管理システム１２７の物理的実装態様の例であってよい。

この図では、移動システム１４０３には、可動プラットフォーム１４０２に取り付けられたメカナム車輪１４１４が含まれ得る。メカナム車輪１４１４は、可動プラットフォーム１４０２を移動させるために使用される。メカナム車輪１４１４は、図１のブロック図に示すメカナム車輪１３３の物理的実装態様の一例である。

第２移動システム（この図には示していない）は、垂直軸１４１６に沿ってモーションプラットフォーム１４０６を移動させることができる。モーションプラットフォーム１４０６は、エンドエフェクタ１４０４を構造の表面（この図には示していない）に対して移動させることができる。この移動には、矢印１４１８の方向の回転が含まれ得る。

図示したように、エンドエフェクタ１４０４は、構造で工程を実施する一組のツール１４２０を保持することができる。一組のツール１４２０は、これらの工程をコントローラ１４０８の制御下で実施することができる。この実施例において、締め具管理システム１４１２及びツール管理システム１４１０は、構成要素を一組のツール１４２０へ供給する。

図２〜１３の組立システム２０４及び図１４の組立システム１４００は、例示的な実施形態を実装される方法に対する物理的又は構造的な制限を示唆することを意図していない。図示した構成要素に加えてまたは代えて、他の構成要素を使用できる。幾つかの構成要素は任意選択になることもある。

図２〜１４に示す異なる構成要素は、図１のブロック図の形態で示す構成要素を物理的な構造としてどのように実装できるかを示す実施例である。加えて、図２〜１４に示される構成要素のいくつかを、図１の構成要素と組み合わせるか、図１の構成要素に使用するか、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。

図示した実施形態は、翼のパネル２０８を参照して示し説明したが、組立システム２０４はこれに限定されない。組立システム２０４を使用して、胴体パネルの下方区分、翼と本体接合部の下部、及び他の種類の構造で工程を実施することできる。

例示の実施形態を、翼アセンブリ２０２を保持する様々な構成の構造と共に使用することができる。例えば、非限定的に、組立システム２０４を、下からのアクセスがある不動の又は半可動の固定具と共に使用可能である。あるいは、組立システム２０４を、翼アセンブリ２０２を保持するように構成された駆動可能な支持部に対して移動させることができる。これらの駆動可能な支持部は、自動案内車両の形態を取りうる。このように、組立システム２０４は製造環境２００内で多用途に使用可能である。

次に図１５を参照すると、一実施形態による、図１の構造１０６で工程１１１を実施するために組立システム１０２を操作するためのプロセスのフロー図が描かれている。具体的には、図１５に示すプロセスは、パネル１１２に締め具１０４を設置するために実行することができる。異なる工程の制御は、組立システム１０２のコントローラ１２８によって実施されうる。

このプロセスは、可動プラットフォーム１１８を使用して第１の場所１１７から第２の場所１２１まで製造環境１００の床１０７を横切ってモーションプラットフォーム１２２を運ぶことによって開始される（工程１５００）。次に、このプロセスでは、モーションプラットフォーム１２２を構造１０６の表面１１６の下におおよそ位置決めする（工程１５０２）。

その後、このプロセスでは、モーションプラットフォーム１２２を使用して、表面１１６上の場所１３５に対してエンドエフェクタ１２０を正確に位置決めする（工程１５０４）。エンドエフェクタ１２０は、構造１０６で工程１１１を実施するために、一組のツール１３２を保持する。このプロセスでは次に、エンドエフェクタ１２０の一組のツール１３２を使用して、場所１３５において表面１１６で工程１１１を実施し（工程１５０６）、その後プロセスは終了する。

次に図１６を参照する。図１の構造１０６のパネル１１２に締め具１０４を設置するために組立システム１０２を操作するプロセスのフロー図が一実施形態にしたがって図示されている。この図面に示すプロセスは、可動プラットフォーム１１８が第２の場所１２１に到達した後でも実行されうる。このプロセスは、第２移動システム１２４を使用してモーションプラットフォーム１２２を表面１１６に向かって垂直軸１３６に沿って移動させることによって開始される（工程１６００）。

このプロセスでは、モーションプラットフォーム１２２を使用して場所１３５において表面１１６に対して垂直にエンドエフェクタ１２０を位置決めする（工程１６０２）。ある実施例では、エンドエフェクタ１２０は、上記に図１を参照して説明したように、場所１３５に対して垂直に位置決めされない。

工程１６０２では、センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を識別し、その位置をエンドエフェクタ１２０の所望の位置１３０と比較する。エンドエフェクタ１２０を次に、モーションプラットフォーム１２２の構成要素の組み合わせを使用して移動させる。

次に、このプロセスでは、エンドエフェクタ１２０を垂直軸１３６に沿って移動し、場所１３５において表面１１６と接触させる（工程１６０４）。このプロセスは、エンドエフェクタ１２０の押圧脚部１５１と、表面１１６との間の接触力１５３を識別する（工程１６０６）。

この実施例では、接触力１５３は、ロードセル又はその他のロード検出装置を使用して識別することができる。接触力１５３を識別して、エンドエフェクタ１２０と表面１１６との望ましくない接触を減らす、又は所望の接触力１５３に到達したか否かを決定する、あるいはこれら両方を行うことができる。

所望の接触力１５３に到達したか否かの決定を行う（工程１６０８）。所望の接触力１５３により、パネル１１２とその下部構造のクランプ力が得られる。ある場合には、クランプ力は全く必要ない。

コントローラ１２８は、ロードセルによって識別された接触力１５３を、所定の接触力と比較することができる。所望の接触力１５３に到達している場合、このプロセスでは、一組のツール１３２の穿設システム１４０を利用してパネル１１２の表面１１６に孔１３４を穿設する（工程１６１０）。

その後、このプロセスでは、一組のツール１３２の検査システム１４２を使用して、孔１３４の深さ１５５及び直径１５８のうちの少なくとも一つを検査する（工程１６１２）。例えば、孔プローブ１６０を孔１３４に挿入して孔１３４を検査することができる。その他の実施例では、検査システム１４２は、皿穴の深さ、皿穴の角度、場所１３５に対する皿穴の正規性、場所１３５に対する孔１３４の正規性、皿穴の直径、グリップ長、又は孔１３４の他の何らかのパラメータを検査することができる。

このプロセスでは次に、一組のツール１３２の締め具インストーラ１４４を使用して締め具１０４を孔１３４に挿入する（工程１６１４）。工程１６１４において、締め具管理システム１２７は、締め具１０４にシーリング材１６４を適用し、挿入のために締め具インストーラ１４４に締め具１０４を供給することによって締め具インストーラ１４４を支援することができる。このプロセスでは、締め具１０４を検査し（工程１６１６）、その後プロセスは終了する。

工程１６０８に戻る。表面１１６とエンドエフェクタ１２０との間で所望の接触力１５３に到達しなかった場合、このプロセスは上述したように工程１６０４に戻る。この実施例では、一組のツール１３２がこれらの工程を実施する際、一組のツール１３２は、各ツールを孔１３４に対して位置決めするために、一組のツール１３２は、エンドエフェクタ１２０のシャトルテーブル１４６のトラックシステム１４７に沿って移動することができる。追加の調整が必要な場合、第２移動システム１２４とモーションプラットフォーム１２２のうちの少なくとも一つを使用することができる。さらに、ツール管理システム１２６は必要に応じて一組のツール１３２のツールを交換することができる。

図示した異なる実施形態でのフロー図及びブロック図は、装置及び方法の幾つかの可能な実行形態の構造、機能、及び作業を示している。これに関し、フロー図又はブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び工程或いはステップのこれらの組み合わせの部分のうちの少なくとも一つを表しうる。

例示的な実施形態のいくつかの代替的実装では、ブロックに記載された一つ又は複数の機能は、図中に記載の順序を逸脱して現れることがある。例えば、場合によっては、連続して示されている二つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は時には含まれる機能によってはブロックが逆順に実施されることもありうる。また、フロー図又はブロック図に描かれているブロックに加えて他のブロックが追加されることもありうる。

本発明の例示の実施形態は、図１７の航空機の製造および保守方法１７００と図１８の航空機１８００に関連して記載されている。まず図１７を参照すると、例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法のブロック図が示される。製造前の段階で、航空機の製造及び保守方法１７００は、図１８の航空機１８００の仕様及び設計１７０２、並びに材料の調達１７０４を含む。

製造段階では、図１８の航空機１８００の構成要素及びサブアセンブリの製造１７０６、並びにシステム統合１７０８が行われる。その後、図１８の航空機１８００は、認可および納品１７１０を経て、運航１７１２に供される。顧客による運航１７１２中、図１８の航空機１８００は、定期的な整備および点検１７１４（改造、再構成、改修、およびその他の整備または点検を含み得る）がスケジューリングされる。

航空機の製造及び保守方法１７００の各プロセスは、システムインテグレータ、第三者、オペレータ、又はこれらの主体の任意の組み合わせによって実施又は実行されうる。これらの実施例では、オペレータは顧客であってもよい。本明細書の目的では、システムインテグレーターは、任意の数の航空機製造者、および主要システムの下請業者を含むことができ（これらに限定せず）、サードパーティは、任意の数のベンダー、下請業者、および供給業者を含むことができ（これらに限定せず）、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ってよい。

ここで図１８を参照すると、例示的実施形態を実装可能な航空機のブロック図が示される。この実施例では、航空機１８００は、図１７の航空機の製造及び保守方法１７００によって製造され、複数のシステム１８０４及び内装１８０６を有する機体１８０２を含むことができる。システム１８０４の例には、推進システム１８０８、電気システム１８１０、油圧システム１８１２、及び環境システム１８１４の１つ以上が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、自動車産業などの他の産業に種々の例示的な実施形態を適用することができる。

本明細書で具現化される装置および方法は、図１７の航空機の製造および保守方法１７００のうちの少なくとも１つの段階で採用可能である。具体的には、図１の組立システム１０２は、航空機の製造および保守方法１７００の様々な段階で使用可能である。例えば、非限定的に、機体１８０２の孔の場所は、仕様及び設計１７０２の間に決定される。さらに、構成要素及びサブアセンブリの製造１７０６の間に組立システム１０２を使用して、航空機１８００の機体１８０２に締め具１０４を設置することができる。別の実施例では、定期的な整備及び点検１７１４の間、又は航空機の製造及び保守方法１７００の他の何らかの段階で組立システム１０２を使用して、機体１８０２で穿設及び検査工程を実施することができる。

ある実施例では、図１７の構成要素及びサブアセンブリの製造１７０６で製造される構成要素又はサブアセンブリは、図１７で航空機１８００の運航１７１２中に製造される構成要素又はサブアセンブリと同様の方法で作製又は製造される。さらに別の実施例では、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、図１７の構成要素及びサブアセンブリの製造１７０６並びにシステム統合１７０８などの製造段階で利用することができる。一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機１８００が図１７における運航１７１２、整備及び点検１７１４の間に、又はこれらの組み合わせにおいて利用することができる。任意の数の種々の実施形態の利用により、航空機１８００の組立てを大幅に効率化すること、及び／又はコストを削減することができる。

このようにして、例示的実施形態により、構造１０６で工程１１１を実施するための方法及び装置が提供される。具体的には、工程１１１には締め具１０４を設置することが含まれうる。構造１０６は、この実施例では航空機１１０の翼１１４のパネル１１２の形態を取りうる。組立システム１０２は、可動プラットフォーム１１８、可動プラットフォーム１１８に関連付けられた第１移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、及びモーションプラットフォーム１２２を備えうる。第１移動システム１１９は、可動プラットフォーム１１８を構造１０６のパネル１１２に対する所望の位置１３０まで駆動させるように構成されうる。エンドエフェクタ１２０は、一組のツール１３２を保持し、一組のツール１３２を使用してパネル１１２に締め具１０４を設置するように構成されうる。モーションプラットフォーム１２２は、締め具１０４を設置するために、エンドエフェクタ１２０の一組のツール１３２をパネル１１２の表面１１６に対して位置決めするように構成されうる。

組立システム１０２を使用することで、人間のオペレータが手動で穿設する必要なく、パネル１１２で工程を実施することができる。例示の実施形態は、人間が干渉することなく、パネル１１２の下で操作することができる自律型の自家動力式のシステムを提供する。

人間のオペレータと合わせて使用する場合であっても、組立システム１０２により、人間のオペレータによって実施される任意の数の組立工程を減らすことができる。例えば、組立システム１０２はパネル１１２に手動で穿設された孔をガイドとして使用して、締め具インストーラ１４４を使用して締め具を設置することができる。別の実施例では、組立システム１０２は、穿設システム１４０と検査システム１４２を使用して孔を穿設し検査することができ、人間のオペレータが締め具を設置することができる。

いずれの場合も、パネル１１２での工程の実施はより効率的に、また幾つかの現在使用されるシステムよりも短い時間で行うことができる。結果として、航空機１１０の製造に要する時間、コスト、又は時間とコストの両方の削減につながる。

例示の実施形態はまた、位置調整と位置決めが正確な組立システムも提供する。パネル１１２の下で、エンドエフェクタ１２０は７自由度で動いて、一組のツール１３２を所望に位置１３０へ移動させることができる。所望の位置１３０は、ある実施例では表面１１６に対し垂直であってよい。センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０の位置を連続的に監視しうる。この結果、表面１１６に対する正規性が達成され、表面１１６に穿設される孔の整合性、及び位置調整が向上する。

加えて、センサシステム１３８、検査システム１４２、又は両方を使用して、組立システム１０２の性能を評価することができる。例えば非限定的に、センサシステム１３８は、パネル１１２に設置された締め具１０４の平坦度を測定することができる。その後の設置はこの情報を基に修正され、さらに正確に締め具を設置することができる。別の実施例として、検査システム１４２を使用して、パネル１１２に穿設された孔同士が整合するようにすることができる。この結果、必要となる再加工が減り、翼１１４の製造時間がさらに削減されうる。

例示の実施形態はまた、パネル１１２の床上からの様々な高さを考慮する能力も提供する。例えば、ある場合には、組立中の所望の翼の高さは、人間のオペレータがアクセスするには地面に近すぎる可能性がある。組立システム１０２は、工程を実施するために床とパネル１１２との間に適合するように構成することができる。

例示の実施形態はまた、製造環境１００において固定されたモニュメント固定具、又は固定ツールシステムを必要とせずに、パネル１１２で工程を実施することを可能にする。その代わりに、組立システム１０２は、格納式車輪１３１を使用して製造環境周囲で移動する。このように、製造環境１００は必要に応じて再構成することができる。さらに、製造環境１００を据え付けるために必要なステップを減らすことができる。例えば、固定されたモニュメント固定具を固定するための具体的な作業を減らす又はなくすことができる。モニュメントの建造、又は固定ツールシステムの設置も減らす又はなくすことができる。したがって、コストの節約を実現することができる。

上述した様々な実施形態の説明は、例示及び説明を目的とするものであり、完全な説明であること、又はこれらの実施形態を開示された形態に限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の好ましい実施形態に照らして別の特徴を提供することができる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び、様々な実施形態の開示内容と考慮される特定の用途に適した様々な修正との理解を、他の当業者に対して促すために選択及び記述されている。

したがって、まとめると、本発明の第１態様によれば、下記が提供される。
Ａ１．構造の組立システムであって、前記表面で工程を実施するために、前記構造の表面の下に位置決めされるように構成されるモーションプラットフォームと、モーションプラットフォームを、製造環境の床を横切って第１の場所から第２の場所へ運ぶように構成された可動プラットフォームとを備える組立システム。

Ａ２．モーションプラットフォーム上にエンドエフェクタをさらに備え、エンドエフェクタは一組のツールを保持し、一組のツールを使用して工程を実施するように構成されている、段落Ａ１に記載の組立システムも提供される。

Ａ３．モーションプラットフォームは、構造で工程を実施するために、エンドエフェクタ上の一組のツールを構造の表面に対する所望の位置に位置決めするように構成されている、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ４．モーションプラットフォームは、一組のツールを構造の表面上の一つの場所に対して垂直に位置決めするように構成されている、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ５．モーションプラットフォームは、一組のツールを構造の表面上の一つの場所に対して平行に位置決めするように構成されている、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ６．モーションプラットフォームは、一組のツールを締め具の一つの場所の中央軸に対して同じ線上に位置決めするように構成されている、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ７．一組のツールは、構造の表面、構造の表面に対するエンドエフェクタの位置、及び締め具の孔を穿設するための構造の表面上の一つの場所のうちの少なくとも一つを識別するように構成されたセンサシステムを備える、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ８．センサシステムが、構造の表面上の指標フィーチャに基づいてエンドエフェクタの位置を識別するように構成されている、段落Ａ７に記載の組立システムも提供される。

Ａ９．センサシステムが、構造の表面に穿設された孔の中へ挿入される締め具の平坦度を測定するように構成されている、段落Ａ７に記載の組立システムも提供される。

Ａ１０．エンドエフェクタに接続され、押圧脚部と構造の表面との間の接触力を識別するように構成された押圧脚部をさらに備える、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ１１．一組のツールが、構造の表面に孔を穿設するように構成された穿設システムを備える、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ１２．穿設システムがスピンドル及び送り軸を備える、段落Ａ１１に記載の組立システムも提供される。

Ａ１３．一組のツールが構造の表面に穿設された孔を検査するように構成された検査システムを備える、段落Ａ１１に記載の組立システムも提供される。

Ａ１４．検査システムは孔プローブを備える、段落Ａ１３に記載の組立システムも提供される。

Ａ１５．検査システムが締め具に適用されるシーリング材を検査するように構成されている、段落Ａ１３に記載の組立システムも提供される。

Ａ１６．検査システムが孔に設置された締め具を検査するように構成されている、段落Ａ１３に記載の組立システムも提供される。

Ａ１７．一組のツールが、構造の表面に穿設された孔の中へ締め具を挿入するように構成された締め具インストーラを備える、段落Ａ１１に記載の組立システムも提供される。

Ａ１８．締め具を保持し、シーリング材を複数の締め具のうちの一つの締め具に適用し、締め具インストーラに締め具を供給するように構成された締め具管理システムをさらに備える、段落Ａ１７に記載の組立システムも提供される。

Ａ１９．エンドエフェクタが、一組のツールをシャトルテーブルのトラックシステムに沿って移動させるように構成されたシャトルテーブルを備える、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ２０．収納ラックとエンドエフェクタとの間でツールを交換するように構成されたツール管理システムをさらに備える、段落Ａ２に記載の組立システムも提供される。

Ａ２１．組立システムに動力を供給するように構成された動力供給システムをさらに備える、段落Ａ１に記載の組立システムも提供される。

Ａ２２．可動プラットフォームに関連付けられ、可動プラットフォームを第１の場所から第２の場所へ駆動させるように構成された移動システムをさらに備える、段落Ａ１に記載の組立システムも提供される。

Ａ２３．移動システムは第１移動システムであり、モーションプラットフォームに関連付けられ、構造の表面に向かって垂直軸に沿ってモーションプラットフォームを移動させるように構成されている第２移動システムをさらに備える、段落Ａ２２に記載の組立システムも提供される。

Ａ２４．移動システムは、可動システムが製造環境の床上の所望に位置に到達した時に格納されるように構成された格納式車輪を備える、段落Ａ２２に記載の組立システムも提供される。

Ａ２５．構造が翼、胴体、水平安定板、ドア、パネル、ハウジング、及びエンジンのうちの少なくとも一つに組み込まれる、段落Ａ１に記載の組立システムも提供される。

Ａ２６．移動システムは可動プラットフォームを構造のパネルの下で駆動させるように構成されている、段落Ａ２２に記載の組立システムも提供される。

Ａ２７．パネルが外板パネルである、段落Ａ２６に記載の組立システムも提供される。

Ａ２８．外板パネルは下方外板パネルである、段落Ａ２７に記載の組立システムも提供される。

Ａ２９．可動プラットフォームを第１の場所から第２の場所まで操作する操作方向は、人間のオペレータ、可動プラットフォームに関連付けられたコントローラ、及びシステムコントローラのうちの少なくとも一つによって与えられる、段落Ａ１に記載の組立システムも提供される。

Ａ３０．可動プラットフォームは可動プラットフォーム自体を操作するように構成されている、段落Ａ１に記載の組立システムも提供される。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｂ１．可動プラットフォームを使用して第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切ってモーションプラットフォームを運ぶことと、表面で工程を実施するためにモーションプラットフォームを構造の表面の下に位置決めすることとを備える、組立システムを操作する方法。

Ｂ２．モーションプラットフォームを使用して構造の表面に対してエンドエフェクタを位置決めすることを更に含み、エンドエフェクタは一組のツールを保持し、一組のツールを使用して構造で工程を実施するように構成されている、段落Ｂ１に記載の方法も提供される。

Ｂ３．一組のツールを使用して構造で工程を実施することをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ４．一組のツールを使用して構造に締め具を設置することをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ５．モーションプラットフォームを使用して構造の表面上の一つの場所に対して垂直にエンドエフェクタを位置決めすることをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ６．モーションプラットフォームを使用して構造の表面上の一つの場所に対して一組のツールを位置決めすることをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ７．モーションプラットフォームを使用して構造の表面上の一つの場所に対して一組のツールを平行に位置決めすることをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ８．モーションプラットフォームを使用して一組のツールを締め具用の場所の中央軸に対して同じ線上に位置決めすることをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ９．モーションプラットフォームを使用して構造の表面上の一つの場所に対して一組のツールを垂直に位置決めすることをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ１０．一組のツールの穿設システムを使用して構造の表面に孔を穿設することをさらに含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ１１．一組のツールの検査システムを使用して孔の深さ及び直径のうちの少なくとも一つを検査することをさらに含む、段落Ｂ１０に記載の方法も提供される。

Ｂ１２．一組のツールの締め具インストーラを使用して孔の中へ締め具を挿入することをさらに含む、段落Ｂ１１に記載の方法も提供される。

Ｂ１３．締め具管理システムを使用して締め具にシーリング材を適用することと、
孔の中へシーリング材とともに締め具を挿入する前に、締め具インストーラを使用して締め具管理システムから締め具を受けることとを更に含む、段落Ｂ１２に記載の方法も提供される。

Ｂ１４．検査システムを使用して締め具に適用されるシーリング材を検査することをさらに含む、段落Ｂ１３に記載の方法も提供される。

Ｂ１５．検査システムを使用して孔に設置された締め具を検査することを更に含む、段落Ｂ１３に記載の方法も提供される。

Ｂ１６．センサシステムを使用して構造の表面に穿設された孔の中へ挿入された締め具の平坦度を測定することを更に含む、段落Ｂ１５に記載の方法も提供される。

Ｂ１７．エンドエフェクタに接続された押圧脚部と、構造の表面との間の接触力を識別することを更に含む、段落Ｂ２に記載の方法も提供される。

Ｂ１８．移動システムを使用して第１の場所から第２の場所へ製造環境の床を横切って可動プラットフォームを駆動させることを更に含む、段落Ｂ１に記載の方法も提供される。

Ｂ１９．工程は、穿設工程、締結工程、検査工程、測定工程、洗浄工程、密閉工程、及びデータ収集工程のうちの一つから選択される、段落Ｂ１に記載の方法も提供される。

Ｂ２０．可動プラットフォームを第１の場所から第２の場所まで操作することをさらに含む、段落Ｂ１に記載の方法も提供される。

Ｂ２１．可動プラットフォームの操作方向を提供することをさらに含む、段落Ｂ２０に記載の方法も提供される。

Ｂ２２．操作方向は、人間のオペレータ、可動プラットフォームに関連付けられたコントローラ、及びシステムコントローラのうちの少なくとも一つによって提供される、段落Ｂ２１に記載の方法も提供される。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｃ１．可動プラットフォーム；可動プラットフォームに関連付けられた第１移動システムであって、構造の下方外板パネルの下で第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切って可動プラットフォームを駆動させるように構成された第１移動システム；一組のツールを保持し、一組のツールを使用して下方外板パネルに締め具を設置するように構成されたエンドエフェクタ；可動プラットフォームによって運ばれ、下方外板パネルの表面に対してエンドエフェクタを位置決めするように構成された六脚；及び六脚に関連付けられ、下方外板パネルの表面に向かって垂直軸に沿って六脚を移動させるように構成された第２移動システムとを備える装置。

Ｃ２．一組のツールは、穿設システム、検査システム、締め具インストーラ、及びセンサシステムのうちの少なくとも一つを備える、段落Ｃ１に記載の装置も提供される。

Ｃ３．エンドエフェクタは下方外板パネルの表面に対してトラックシステムに沿って一組のツールを移動させるように構成されたシャトルテーブルを備える、段落Ｃ１に記載の装置も提供される。

Ｃ４．収納ラックとエンドエフェクタとの間でツールを交換するように構成されたツール管理システムを更に備える、段落Ｃ１に記載の装置も提供される。

Ｃ５．第１移動システムはメカナム車輪を備える、段落Ｃ１に記載の装置も提供される。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｄ１．構造の下方外板パネルに締め具を設置する方法であって、移動システムを使用して第１の場所から第２の場所まで製造環境の床を横切って六脚を運ぶ可動プラットフォームを駆動させることと、下方外板パネルの下で六脚にエンドエフェクタを位置決めすることと、締め具を下方外板パネルに設置することとを含む方法。

Ｄ２．エンドエフェクタは一組のツールを保持するように構成され、モーションプラットフォームは下方外板パネルの表面に対して一組のツールを位置決めするように構成されている、段落Ｄ１に記載の方法も提供される。

Ｄ３．一組のツールの穿設システムを使用して下方外板パネルの表面に孔を穿設することを更に含む、段落Ｄ２に記載の方法も提供される。

Ｄ４．一組のツールの検査システムを使用して下方外板パネルの表面に穿設された孔を検査することを更に含む、段落Ｄ３に記載の方法も提供される。

Ｄ５．一組のツールの締め具インストーラを使用して下方外板パネルの表面の孔に締め具を挿入することを更に含む、段落Ｄ４に記載の方法も提供される。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｅ１．ツールを表面上に位置決めする方法であって、第１移動システムを使用して表面上の選択領域内で表面に対してツールを移動させることと、第２移動システムを使用して表面上の選択領域内で選択された位置にツールを正確に位置決めするために、少なくとも１自由度で表面に対してツールを移動させることとを含む方法。

Ｅ２．選択された位置にツールを正確に位置決めするために、少なくとも１自由度で表面に対してツールを移動させることは、第２移動システムを使用して選択された位置に少なくとも１自由度で表面に対してツールを移動させることと、第３移動システムを使用して選択された位置に対して選択された位置において工程を実施するために、ツールに関連付けられた要素を位置調整することとを含む、段落Ｅ１に記載の方法も提供される。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｆ１．ツールを表面上で位置決めする方法であって、第１移動システムを使用して表面上の選択領域内でツールをおおむね位置決めするために、表面に対してツールを移動させることと、第２移動システムを使用して表面上の選択領域内で選択された位置にツールを正確に位置決めするために、ツールを表面に対して少なくとも１自由度で移動させることと、第３移動システムを使用して選択された位置に対して選択された位置において工程を実施するためにツールに関連付けられた要素を位置調整することとを含む方法。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｇ１．表面に対して組立システムを位置決めする方法であって、第１移動システムを使用して表面上の選択領域内で組立システムをおおむね位置決めするために、表面に対して組立システムを移動させることと、第２移動システムを使用して表面上の選択領域内で選択された位置においてモーションプラットフォーム上のエンドエフェクタを正確に位置決めするために、少なくとも１自由度で表面に対してモーションプラットフォームを移動させることと、モーションプラットフォームを使用して選択された位置に対して選択された位置において工程を実施するためにエンドエフェクタに関連付けられたツールを位置調整することとを含む方法。

３ 図３の図示方向
４ 図４の図示方向
５ 図５の図示方向
６ 図６〜１２の図示方向
２００ 製造環境
２０２ 翼アセンブリ
２０４ 組立システム
２０６ パネルの表面
２０８ パネル
３００ 可動プラットフォーム
３０２ エンドエフェクタ
３０４ モーションプラットフォーム
３０６ 第１移動システム
３０７ 格納式車輪
３０８ 一組のツール
３１０ 第２移動システム
３１１ 区分
３１２ 垂直軸
３１４ プラットフォーム
３１６ 締め具管理システム
３１８ ツール管理システム
３２０ コントローラ
４００ センサシステム
４０２ 穿設システム
４０４ 検査システム
４０６ 締め具インストーラ
４０８ 押圧脚部
４０９ チャネル
４１０ シャトルテーブル
４１２ コネクタ
４１４ トラックシステム
４１６ ツールの移動方向
５００ 線形アクチュエータ
５０２ ディスクアクチュエータ
５０４ ｘ軸
５０５ ｙ軸
５０６ ｚ軸
５０８ 回転方向
６００ モーションプラットフォームの移動方向
６０１ 孔を穿設するための場所
８００ 区分
８０２ ツールの移動方向
９００ 孔
９０２ スピンドル
９０３ ドリルビット
９０４ 送り軸
９０６ ツールの移動方向
１０００ 孔プローブ
１１００ 締め具
１３００ ロボットアーム
１３０２ 収納ラック
１３０４ ツール
１３０６ エンドエフェクタ
１４００ 組立システム
１４０２ 可動プラットフォーム
１４０３ 移動システム
１４０４ エンドエフェクタ
１４０６ モーションプラットフォーム
１４０８ コントローラ
１４１０ ツール管理システム
１４１２ 締め具管理システム
１４１４ メカナム車輪
１４１６ 垂直軸
１４１８ エンドエフェクタの回転方向
１４２０ 一組のツール
１７００ 航空機の製造及び保守方法

Claims (14)

1. 構造（１０６）の組立システム（１０２）であって、
   前記構造（１０６）の表面（１１６）で工程（１１１）を実施するために、前記表面（１１６）の下に位置決めされるように構成されるモーションプラットフォーム（１２２）と、
   前記モーションプラットフォーム（１２２）を、製造環境（１００）の床（１０７）を横切って第１の場所（１１７）から第２の場所（１２１）へ運ぶように構成された可動プラットフォーム（１１８）と、
   前記モーションプラットフォーム（１２２）上のエンドエフェクタ（１２０）であって、一組のツール（１３２）を保持し、前記一組のツール（１３２）を使用して前記工程（１１１）を実施するように構成されたエンドエフェクタ（１２０）と、
   前記エンドエフェクタ（１２０）に接続された押圧脚部（１５１）であって、前記押圧脚部（１５１）と前記構造（１０６）の前記表面（１１６）との間の接触力（１５３）を識別し、かつ前記一組のツール（１３２）を使用して前記工程（１１１）を実施するのに望ましい前記接触力（１５３）を提供するように構成された押圧脚部（１５１）と、
   を備え、
   前記エンドエフェクタ（１２０）がシャトルテーブル（４１０）を備え、前記シャトルテーブル（４１０）が、前記一組のツール（１３２）を前記シャトルテーブル（４１０）のトラックシステム（４１４）に沿って移動させるように構成されており、
   前記シャトルテーブル（４１０）は、線形アクチュエータに接続されて６自由度の動きが可能とされたディスクアクチュエータに接続されており、さらに前記ディスクアクチュエータが回転することにより、動きの自由度が１自由度追加されている、
   組立システム（１０２）。
2. 前記モーションプラットフォーム（１２２）は、前記構造（１０６）上で前記工程（１１１）を実施するために、前記エンドエフェクタ（１２０）上の前記一組のツール（１３２）を前記構造（１０６）の前記表面（１１６）に対する所望の位置（１３０）に位置決めするように構成されている、請求項１に記載の組立システム（１０２）。
3. 前記モーションプラットフォーム（１２２）は、前記一組のツール（１３２）を前記構造（１０６）の前記表面（１１６）上の一つの場所（１３５）に対して垂直に位置決めするように構成されている、請求項１に記載の組立システム（１０２）。
4. 前記モーションプラットフォーム（１２２）は、前記一組のツール（１３２）を前記構造（１０６）の前記表面（１１６）上の一つの場所（１３５）に対して平行に位置決めするように構成されている、請求項１に記載の組立システム（１０２）。
5. 前記一組のツール（１３２）は、
   前記構造（１０６）の前記表面（１１６）、前記構造（１０６）の前記表面（１１６）に対する前記エンドエフェクタ（１２０）の位置、及び締め具（１０４）の孔（１３４）を穿設するための前記構造（１０６）の前記表面（１１６）上の一つの場所（１３５）のうちの少なくとも一つを識別するように構成されたセンサシステム（１３８）を備える、請求項１から４のいずれか１項に記載の組立システム（１０２）。
6. 前記可動プラットフォーム（１１８）に関連付けられ、前記可動プラットフォーム（１１８）を前記第１の場所（１１７）から前記第２の場所（１２１）まで駆動させるように構成された移動システム（１４０３）
   をさらに備える、請求項１から５のいずれか１項に記載の組立システム（１０２）。
7. 前記可動プラットフォーム（１１８）を前記第１の場所（１１７）から前記第２の場所（１２１）まで操作する操作方向（１９９）は、人間のオペレータ、前記可動プラットフォーム（１１８）に関連付けられたコントローラ、及びシステムコントローラ（１６６）のうちの少なくとも一つによって与えられる、請求項１から６のいずれか１項に記載の組立システム（１０２）。
8. 組立システム（１０２）を操作するための方法であって、
   可動プラットフォーム（１１８）を使用して第１の場所（１１７）から第２の場所（１２１）まで製造環境（１００）の床（１０７）を横切ってモーションプラットフォーム（１２２）を運ぶことと、
   構造（１０６）の表面（１１６）で工程（１１１）を実施するために、前記表面（１１６）の下に前記モーションプラットフォーム（１２２）を位置決めすることと、
   前記モーションプラットフォーム（１２２）を使用して前記構造（１０６）の前記表面（１１６）に対してエンドエフェクタ（１２０）を位置決めすることであって、前記エンドエフェクタ（１２０）は一組のツール（１３２）を保持し、前記一組のツール（１３２）を使用して前記構造（１０６）上で前記工程（１１１）を実施するように構成されている、位置決めすることと、
   前記エンドエフェクタ（１２０）に接続された押圧脚部（１５１）と、前記構造（１０６）の前記表面（１１６）との間の接触力（１５３）を識別し、前記一組のツール（１３２）を使用して前記工程（１１１）を実施するのに望ましい前記接触力（１５３）を、前記押圧脚部（１５１）によって提供することと、
   を含み、
   前記エンドエフェクタ（１２０）は、シャトルテーブル（４１０）を含み、
   前記方法は、前記一組のツール（１３２）を前記シャトルテーブル（４１０）のトラックシステム（４１４）に沿って移動させることをさらに含み、
   前記シャトルテーブル（４１０）は、線形アクチュエータに接続されて６自由度の動きが可能とされたディスクアクチュエータに接続されており、さらに前記ディスクアクチュエータが回転することにより、動きの自由度が１自由度追加される、
   方法。
9. 更に、前記一組のツール（１３２）を使用して、前記構造（１０６）上で前記工程（１１１）を実施することを含む、請求項８に記載の方法。
10. 更に、前記一組のツール（１３２）を使用して、前記構造（１０６）に締め具（１０４）を設置することを含む、請求項８に記載の方法。
11. 更に、前記モーションプラットフォーム（１２２）を使用して前記エンドエフェクタ（１２０）を前記構造（１０６）の前記表面（１１６）上の一つの場所（１３５）に対して垂直に位置決めすることを含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
12. 更に、前記モーションプラットフォーム（１２２）を使用して前記一組のツール（１３２）を前記構造（１０６）の前記表面（１１６）上の一つの場所（１３５）に対して位置決めすることを含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
13. 更に、移動システム（１４０３）を使用して前記第１の場所（１１７）から前記第２の場所（１２１）まで前記製造環境（１００）の前記床（１０７）を横切って前記可動プラットフォーム（１１８）を駆動させることを含む、請求項８から１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 更に、前記可動プラットフォーム（１１８）を前記第１の場所（１１７）から前記第２の場所（１２１）まで操作することを含む、請求項８から１３のいずれか１項に記載の方法。

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