JP6827690B2 - 航空機構造のための可動式自動頭上組み立てツール - Google Patents
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Description
作業面に作業を実施するために、構造物の作業面の上方に位置決めされるように構成される、運動プラットフォーム、及び
運動プラットフォームを、製造環境のフロアにわたり、第1の位置から第2の位置へ運搬するように構成される、頭上支持システム
を備える、装置。
運動プラットフォーム上のエンドエフェクタを更に含み、エンドエフェクタは、ツールの組を保持し、ツールの組を使用して作業を実施するように構成される、段落A1に記載の装置も提供される。
運動プラットフォームは、作業を実施するために、ツールの組を、作業面上の位置に対して直角に位置決めするように構成される、段落A2に記載の装置も提供される。
頭上支持システムに関連付けられる移動システムを更に備え、移動システムは、頭上支持システムを第1の位置から第2の位置へ移動するように構成される、段落A2に記載の装置も提供される。
移動システムは、運動プラットフォームを担持している頭上支持システムを、第1の位置から第2の位置へ駆動するように構成される、段落A4に記載の装置も提供される。
移動システムは、頭上支持システムを一時的に据えるために第2の位置に到達した後、頭上支持システムをフロアへと下降させるように構成される、段落A4に記載の装置も提供される。
移動システムは、第2の位置に到達した後、頭上支持システムを所定位置にロックするために格納されるように構成される、格納可能なホイールを備える、段落A4に記載の装置も提供される。
移動システムは第1の移動システムであり、運動プラットフォームに関連付けられ、運動プラットフォームを垂直軸に沿って作業面の方に移動するように構成される、第2の移動システムを備える、段落A4に記載の装置も提供される。
移動システムがメカナムホイールを備える、段落A4に記載の装置も提供される。
移動システムは、作業面に作業を実施するために、運動プラットフォームを構造物の長さに沿って前後に運搬する頭上支持システムを、移動するように構成される、段落A4に記載の装置も提供される。
頭上支持システムに関連付けられて、運動プラットフォームを頭上支持システム長手方向軸に沿って移動するように構成される、頭上トラックシステムを更に備える、段落Aに記載の装置も提供される。
頭上支持システムに可動に結合され、頭上トラックシステムに沿って移動するように構成される、幾つかの追加の運動プラットフォームを更に備える、段落A11に記載の装置も提供される。
幾つかの追加の運動プラットフォームは、作業面に作業を同時に実施する、段落A12に記載の装置も提供される。
ツールの組は、作業面、作業面に対するエンドエフェクタの位置、又は締結具用の孔を穿孔する作業面上の位置、のうちの少なくとも1つを特定するように構成される、センサシステムを備える、段落A2に記載の装置も提供される。
センサシステムは、作業面上の指標付けフィーチャに基づいて、エンドエフェクタの位置を特定するように構成される、段落A14に記載の装置も提供される。
エンドエフェクタに結合されて、圧力フットと作業面との間の接触力を特定し、作業面に所望の接触力を加えるように構成される、圧力フットを更に備える、段落A2に記載の装置も提供される。
ツールの組は、作業面に孔を穿孔するように構成される穿孔システムを備える、段落A2に記載の装置も提供される。
穿孔システムはスピンドル及び送り軸を備える、段落A17に記載の装置も提供される。
ツールの組は、作業面に穿孔された孔を検査するように構成される孔プローブを有する、検査システムを備える、段落A17に記載の装置も提供される。
ツールの組は、作業面に穿孔された孔内に締結具を挿入孔するように構成される、締結具設置機を備える、段落A17に記載の装置も提供される。
締結具を保持し、締結具に封止剤を塗布し、締結具を締結具設置機に供給する、締結具管理システムを更に備える、段落A20に記載の装置も提供される。
エンドエフェクタは、ツールの組をシャトルテーブルにおけるトラックシステムに沿って移動するように構成される、シャトルテーブルを備える、段落A2に記載の装置も提供される。
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る、ツール管理システムを更に備える、段落A2に記載の装置も提供される。
装置に電力を供給するように構成される、給電システムを更に備える、段落A1に記載の装置も提供される。
頭上支持システムが、製造環境の天井に取り付けられる、段落A1に記載の装置も提供される。
頭上支持システムは、ガントリ桁及び垂直支持構造を有するガントリシステムである、段落A1に記載の装置も提供される。
運動プラットフォームは6脚体である、段落A1に記載の装置も提供される。
製造環境内のシステム制御装置からの命令を受信するように構成される、制御装置を更に備え、命令は、第1の位置から第2の位置への経路、又は、頭上支持システム及び運動プラットフォームによって完遂される作業のうちの少なくとも1つを含む、段落A1に記載の装置も提供される。
構造物は、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1つに組み込まれる、段落A1に記載の装置も提供される。
作業は、穿孔作業、締結作業、検査作業、測定作業、洗浄作業、シーリング作業、及びデータ収集作業のうちの1つから選択される、段落A1に記載の装置も提供される。
第1の位置から第2の位置へ操舵するための、頭上支持システムの操舵方向は、人間の作業員、頭上支持システムに関連付けられる制御装置、又はシステム制御装置のうちの少なくとも1つによって提供される、段落A1に記載の装置も提供される。
頭上支持システムが自身を操舵するように構成される、段落A1に記載の装置も提供される。
頭上支持システムを使用して、運動プラットフォームを、製造環境のフロアにわたり、第1の位置から第2の位置へ運搬すること、及び
作業面に作業を実施するために、運動プラットフォームを、構造物の作業面の上方で位置決めすること
を含む、方法。
運動プラットフォームを使用して、エンドエフェクタを、作業面上の位置に対して位置決めすることを更に含む、段落B1に記載の方法も提供される。
エンドエフェクタは、ツールの組を保持し、ツールの組を使用して、作業面に作業を実施するように構成される、段落B2に記載の方法も提供される。
ツールの組を使用して、作業面に作業を実施することを更に含む、段落B3に記載の方法も提供される。
移動システムを使用して、頭上支持システムを第1の位置から第2の位置へ移動することを更に含む、段落B1に記載の方法も提供される。
頭上支持システムを、製造環境のフロアにわたり、第1の位置から第2の位置へ駆動することを更に含む、段落にB5記載の方法も提供される。
移動システムは第1の移動システムであり、第2の移動システムを使用して、運動プラットフォームを垂直軸に沿って作業面の方へ移動することを更に含む、段落B5に記載の方法も提供される。
第2の位置に到達した後、頭上支持システムを所定位置にロックすることを更に含む、段落B5に記載の方法も提供される。
第2の位置に到達した後、頭上支持システムを所定位置にロックするために、移動システムにおける格納可能なホイールを格納することを更に含む、段落B8に記載の方法も提供される。
頭上支持システムを固定するために、第2の位置に到達した後、頭上支持システムを、フロアへと下降させることを更に含む、段落B8に記載の方法も提供される。
作業面に作業を実施するために、運動プラットフォームを構造物の長さに沿って前後に運搬する頭上支持システムを、移動することを更に含む、段落B5に記載の方法も提供される。
頭上支持システムに関連付けられる頭上トラックシステムを使用して、運動プラットフォームを、頭上支持システムの長手方向軸に沿って移動することを更に含む、段落B1に記載の方法も提供される。
作業面に作業を同時に実施するために、幾つかの追加の運動プラットフォームを、頭上トラックシステムに沿って移動することを更に含む、段落B12に記載の方法も提供される。
ツールの組を使用して、作業面に締結具を設置することを更に含む、段落B3に記載の方法も提供される。
ツールの組における穿孔システムを使用して、作業面に孔を穿孔することを更に含む、段落B3に記載の方法も提供される。
ツールの組における検査システムを使用して、孔の深さ又は径のうちの少なくとも1つを検査することを更に含む、段落B15に記載の方法も提供される。
ツールの組における締結具設置機を使用して、孔内に締結具を挿入することを更に含む、段落B16に記載の方法も提供される。
締結具管理システムを使用して、締結具に封止剤を塗布すること、及び
締結具設置機を使用して、締結具管理システムから締結具を受けることを更に含み、
締結具は、締結具を封止剤と共に孔に挿入する前に受けられる、
段落B17に記載の方法も提供される。
エンドエフェクタに結合される圧力フットと作業面との間の接触力を特定すること、及び
所望の接触力を作業面に加えることを更に含む、段落B1に記載の方法も提供される。
運動プラットフォームを、垂直軸に沿って作業面の方へ移動することを更に含む、段落B1に記載の方法も提供される。
製造環境内のシステム制御装置からの命令を受信することを更に含み、命令は、第1の位置から第2の位置への経路、又は、頭上支持システム及び運動プラットフォームによって完遂される作業のうちの少なくとも1つを含む、段落B1に記載の装置も提供される。
頭上支持システムを第1の位置から第2の位置へ操舵することを更に含む、段落B1に記載の方法も提供される。
頭上支持システムに操舵方向を提供することを更に含む、段落B22に記載の方法も提供される。
操舵方向は、人間の作業員、頭上支持システムに関連付けられる制御装置、又はシステム制御装置のうちの少なくとも1つによって提供される、段落B23に記載の方法も提供される。
締結具を設置するための組み立てシステムであって、
構造物の上方外板パネルに締結具を設置するために、上方外板パネルの上方に位置決めされるように構成される、6脚体、及び
製造環境のフロアにわたり、第1の位置から第2の位置へ駆動されるように構成される、ガントリシステム
を備える、システム。
6脚体上のエンドエフェクタを更に備え、エンドエフェクタは、ツールの組を保持し、ツールの組を使用して締結具を設置するように構成される、段落C1に記載の組み立てシステムも提供される。
ツールの組は、締結具を設置するために、穿孔作業、締結作業、検査作業、測定作業、洗浄作業、封止作業、又はデータ収集作業のうちの少なくとも1つを実施するように構成される、段落C2に記載の組み立てシステムも提供される。
ガントリシステムに関連付けられる移動システムを更に備え、移動システムは、ガントリシステムを、製造環境のフロアにわたり第1の位置から第2の位置へ駆動するように構成される、段落C1に記載の組み立てシステムも提供される。
ガントリシステムは、ガントリ桁及び垂直支持構造を備える、段落C1に記載の組み立てシステムも提供される。
ガントリシステムに関連付けられて、ガントリ桁の長手方向軸に沿って6脚体を移動するように構成される、頭上トラックシステムを更に備える、段落C5に記載の組み立てシステムも提供される。
締結具を設置する方法であって、移動システムを使用して、6脚体を担持するガントリシステムを、製造環境のフロアにわたり第1の位置から第2の位置へ駆動すること、及び
上方外板パネルに作業を実施するために、構造物の上方外板パネルの上方に、6脚体を可動に位置決めすることを含む、方法。
6脚体を使用して、エンドエフェクタを、作業面上の位置に対して直角に位置決めすることを更に含み、
エンドエフェクタは、ツールの組を保持し、ツールの組を使用して、上方外板パネルに締結具を設置するように構成される、段落D1に記載の方法も提供される。
6脚体を、垂直軸に沿って作業面の方へ移動することを更に含む、段落D1に記載の方法も提供される。
頭上トラックシステムを使用して、6脚体を、ガントリシステムにおけるガントリ桁の長手方向軸に沿って移動することを更に含む、段落D1に記載の方法も提供される。
ツールの組における穿孔システムを使用して、上方外板パネルに孔を穿孔すること、ツールの組における検査システムを使用して、孔の深さ又は径のうちの少なくとも1つを検査すること、及び、ツールの組における締結具設置機を使用して、孔に締結具を挿入することを更に含む、段落D3に記載の方法も提供される。
上方外板パネルに挿入された締結具を検査することを更に含む、段落D5に記載の方法も提供される。
締結具管理システムを使用して、締結具に封止剤を塗布すること、締結具設置機を使用して、締結具管理システムから締結具を受けること、を更に含み、締結具は、封止剤を伴う締結具を孔に挿入するよりも前に受けられる、段落D5に記載の方法も提供される。
表面上にツールを位置決めする方法であって、表面上の選択された領域内にツールを大まかに位置決めするために、第1の移動システムを使用して、ツールを表面に対して移動すること、及び、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、第2の移動システムを使用して、少なくとも1度の自由度を伴って、ツールを表面に対して移動することを含む、方法。
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度の自由度を伴って、ツールを表面に対して移動することは、第2の移動システムを使用して、ツールを、選択された位置に、少なくとも1度の自由度を伴って表面に対して移動すること、及び、選択された位置で作業を実施するためのツールに関連付けられた要素を、選択された位置に対して、第3の移動システムを使用して位置合わせすることを含む、段落E1に記載の方法も提供される。
表面上にツールを位置決めする方法であって、表面上の選択された領域内にツールを大まかに位置決めするために、第1の移動システムを使用して、ツールを表面に対して移動すること、及び、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、第2の移動システムを使用して、少なくとも1度の自由度を伴って、ツールを表面に対して移動すること、及び、選択された位置で作業を実施するためのツールに関連付けられた要素を、第3の移動システムを使用して、選択された位置に対して位置合わせすることを含む、方法。
202 翼アセンブリ
204 頭上組み立てシステム
206 作業面
208 パネル
300 頭上支持システム
302 6脚体
303 フロア
304 制御装置
306 ツール管理システム
308 第1の移動システム
310 ガントリ桁
312、314 垂直支持構造
316 頭上トラックシステム
318 メカナムホイール
400 エンドエフェクタ
402 ツールの組
404 第2の移動システム
406 垂直軸
408 プラットフォーム
410 締結具管理システム
500 センサシステム
502 穿孔システム
504 検査システム
506 締結具設置機
508 圧力フット
509 チャネル
510 シャトルテーブル
512 コネクタ
514 トラックシステム
600 リニアアクチュエータ
602 ディスクアクチュエータ
604 x軸
605 y軸
606 z軸
700 ロボットアーム
702 収納ラック
704 ツール
706 エンドエフェクタ
800 第1の位置
802 第2の位置
900 位置
904 長手方向軸
1200 区域
1300 孔
1302 スピンドル
1303 ドリルビット
1304 送り軸
1400 孔プローブ
1500 締結具
1700 頭上組み立てシステム
1701 ガントリ桁
1702 頭上支持システム
1703 垂直支持構造
1704 6脚体
1705 垂直支持構造
1706 制御装置
1708 ツール管理システム
1710 第1の移動システム
1711 頭上トラックシステム
1712 エンドエフェクタ
1714 位置
1800、1802 作業域
1900 頭上組み立てシステム
1902 移動システム
1904 6脚体
1906 エンドエフェクタ
1908 6脚体
1910 エンドエフェクタ
1912 分割された桁
1914 頭上トラックシステム
1915 キャスタ
2000 構造物
2002 フロアロック
2004 作業面
2100 頭上組み立てシステム
2102 6脚体
2104 エンドエフェクタ
2106 6脚体
2108 エンドエフェクタ
2110 頭上トラックシステム
2111 トラック
2112 桁
2113 トラック
2114 全長
2200 頭上組み立てシステム
2202、2204 構造物
2206 中央プラットフォーム
2208、2210、2212、2214 頭上支持システム
2400 頭上組み立てシステム
2402 構造物
2404 移動システム
2406 頭上支持システム
2408 6脚体
2410 エンドエフェクタ
2412 天井
2800 航空機の製造及び保守方法
Claims (14)
- 構造物(106)の作業面(116)に作業(111)を実施するために、前記作業面(116)の上方に位置決めされるように構成される、運動プラットフォーム(122)、
前記運動プラットフォーム(122)から複数のリニアアクチュエータを介して下方に支持されたディスクアクチュエータに保持されたエンドエフェクタ(120)であって、該エンドエフェクタ(120)は、前記作業(111)を実施するのに使用される複数のツールを含むツールの組(132)を、シャトルテーブル中のトラックシステムに沿って横方向に移動させるよう構成される前記シャトルテーブルを含む、エンドエフェクタ(120)、
前記シャトルテーブルの下端に設けられた圧力フット(151)であって、前記エンドエフェクタ(120)と作業面(116)との最初の接触点として作用し、前記圧力フット(151)と前記作業面(116)との間の接触力(153)を特定し、前記作業面(116)に前記作業(111)が実施されている間、前記作業面(116)に所望の接触力(153)を印加するように構成される、前記圧力フット(151)、
頭上トラックシステムを含む頭上支持システム(118)であって、前記作業面(116)の上方において、前記頭上トラックシステムの長手方向軸に沿って前記運動プラットフォーム(122)を移動させるように構成される、頭上支持システム(118)、及び
前記頭上支持システム(118)を、製造環境(100)のフロア(107)にわたり、第1の位置(117)から第2の位置(121)へ移動するように構成される、移動システム(119)、
を備え、
前記シャトルテーブルが、前記複数のツールのうち前記作業(111)を実施するために選択された1つのツールを、前記トラックシステムに沿って作業位置に移動するように構成される、装置。 - 前記運動プラットフォーム(122)から延びる前記複数のリニアアクチュエータは、前記シャトルテーブルを含む前記エンドエフェクタ(120)を保持する前記ディスクアクチュエータを、並進移動させる機構を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記運動プラットフォーム(122)から延びる前記複数のリニアアクチュエータは、前記シャトルテーブルを含む前記エンドエフェクタ(120)を保持する前記ディスクアクチュエータを、回転させる機構を含む、請求項1または2に記載の装置。
- 前記運動プラットフォーム(122)は、前記作業(111)を実施するために、前記ツールの組(132)を、前記作業面(116)上の位置(135)に対して直角に位置決めするように構成される、請求項1から3のいずれか1項に記載の装置。
- 前記ツールの組(132)は、
前記作業面(116)、前記エンドエフェクタ(120)の前記作業面(116)に対する配置(148)、及び、締結具(104)用の孔(134)を穿孔するための前記作業面(116)上の位置(135)、のうちの少なくとも1つを特定するように構成される、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項に記載の装置。 - 収納ラックと前記エンドエフェクタ(120)との間で、ツール(170)を交換するように構成される、ツール管理システム(126)を更に備える、請求項1から5のいずれか1項に記載の装置。
- 前記頭上支持システム(118)は、ガントリ桁(125)と垂直支持構造(130)とを有する、ガントリシステム(123)である、請求項1から6のいずれか1項に記載の装置。
- 前記製造環境(100)内のシステム制御装置(128)から、命令(174)を受信するように構成される、制御装置(128)を更に備え、前記命令(174)は、前記第1の位置(117)から前記第2の位置(121)への経路、及び、前記頭上支持システム(118)と前記運動プラットフォーム(122)とによって完遂される前記作業(111)、のうちの少なくとも1つを含む、請求項1から7のいずれか1項に記載の装置。
- 前記第1の位置(117)から前記第2の位置(121)へ操舵するための、前記頭上支持システム(118)の操舵方向(199)が、人間の作業員(188)、前記頭上支持システム(118)に関連付けられる制御装置(128)、又はシステム制御装置(128)、のうちの少なくとも1つによって提供される、請求項1から8のいずれか1項に記載の装置。
- (i)頭上支持システム(118)を、製造環境(100)のフロア(107)にわたり、第1の位置(117)から第2の位置(121)へ移動すること、
(ii)構造物(106)の作業面(116)の上方において、前記頭上支持システム(118)内の頭上トラックシステムの長手方向軸に沿って、運動プラットフォーム(122)を移動することであって、前記運動プラットフォーム(122)は、該運動プラットフォーム(122)から下方に延びる複数のリニアアクチュエータにより支持されたディスクアクチュエータ上に、エンドエフェクタ(120)を担持するものであり、前記エンドエフェクタ(120)は、前記作業面(116)に作業(111)を実施するのに使用される複数のツールを含むツールの組(132)を保持するシャトルテーブルを含むものである、移動すること、
(iii)前記シャトルテーブルの下端に前記エンドエフェクタ(120)と前記作業面(116)との最初の接触点として作用するように設けられた圧力フット(151)と、前記作業面(116)との間の接触力(153)を特定すること、
(iv)前記シャトルテーブル中のトラックシステムに沿って、前記複数のツールのうち前記作業(111)を実施するために選択された1つのツールが作業位置に移動するように、前記ツールの組(132)を横方向に移動すること、及び
(v)前記選択された1つのツールが前記作業面(116)に前記作業(111)を実施している間、前記圧力フット(151)により、前記作業面(116)に所望の接触力(153)を印加すること、
を含む、方法。 - 前記複数のリニアアクチュエータによって、前記シャトルテーブルを含む前記エンドエフェクタ(120)を担持する前記ディスクアクチュエータを、並進移動させることをさらに含む、請求項10に記載の方法。
- 前記複数のリニアアクチュエータによって、前記シャトルテーブルを含む前記エンドエフェクタ(120)を担持する前記ディスクアクチュエータを、回転させることをさらに含む、請求項10または11に記載の方法。
- 前記運動プラットフォーム(122)を、前記作業面(116)の方へ、垂直軸(136)に沿って移動することを更に含む、請求項10から12のいずれか1項に記載の方法。
- 前記製造環境(100)内のシステム制御装置(128)から命令(174)を受信することを更に含み、前記命令(174)は、前記第1の位置(117)から前記第2の位置(121)への経路、及び、前記頭上支持システム(118)と前記運動プラットフォーム(122)とによって完遂される前記作業(111)、のうちの少なくとも1つを含む、請求項10から13のいずれか1項に記載の方法。
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