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

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、航空機構造に作業を実施する方法及び装置に関する。

航空機用の種々の航空機構造を形成するために、様々な部品が製造され組み立てられ得る。例えば、非限定的に、リブ、ストリンガ、及びスパーが、航空機の翼構造を形成するために組み立てられ得る。次いで、外板パネルが翼構造の上に配置され、構造物に固定されて、翼が形成され得る。

航空機構造の組み立ては、例えば、非限定的に、複数の部品を貫通する一又は複数の孔を穿孔すること、及び、これら部品を互いに固定するために、これらの孔を通して締結具を設置することを含み得る。これらの作業のうちの幾つかは、手持ち式ツールを使用して人間の作業員によって実施され得る。

人間の作業員に対する人間工学的配慮を満足させるには、既存の解決法においては、航空機構造が垂直配向とされる間に組み立てが完了することが求められ得る。例えば、翼の組み立て時、現行のシステムの幾つかにおいては、後縁を下に、前縁を上に向けて翼が配向される。人間の作業員が、翼の周囲や地上を動き回り、或いはプラットフォームを使用して、翼を組み立てる。

航空機構造の一部に作業が実施されると、航空機構造は再配向されるか複数の位置間で移動されねばならない。このプロセスは、航空機構造を所定位置に保持している固定具から航空機構造を結合解除し、航空機構造を位置間で移動し、航空機構造を固定具の別の組に再結合することを含み得る。幾つかの場合、人間の作業員が航空機構造の反対側に到達できるように、航空機構造が反転され得る。

この組み立てプロセスは、所望よりも時間を要するか、所望よりも多くのリソースを使用し得る。例えば、航空機構造を結合解除し、移動し、且つ再結合するのに要する時間が、施設の生産率を著しく低下させる。別の例として、単一の航空機構造の組み立てに多大な労働時間を要し、これにより生産コストが増大する。

この組み立てプロセスは、所望よりも大きな空間を占め得る。例えば、航空機構造を施設内へと移動するのに要する空間、及び、航空機構造を回転、傾斜、スイープ、並進、上昇させるもしくは下降させるための経路は、施設内の空間の効率的な利用を大幅に妨げる。別の例として、大型の構造物の設置や据え付けの間、その空間が製造には利用できないことがある。

現在利用可能な他の方法は、航空機構造の組み立てに、自動化されたシステムを使用し得る。しかしながら、これら自動化されたシステムのうちの幾つかは、所望よりも大型で且つ重いことがある。他の場合では、これら自動化されたシステムが、製造施設のフロアにボルト留めされたロボットデバイスを用い得る。これら自動化されたシステムのサイズ、重量、不動性により、製造施設の柔軟性や再構成可能性が低減し得る。結果的に、航空機構造の組み立てに所望よりも時間とコストがかかり得る。したがって、航空機構造の組み立てのための、より高効率且つ高生産率をもたらす方法及び装置に対する需要がある。

例示的な一実施形態で、装置は、運動プラットフォーム及び頭上支持システムを備え得る。運動プラットフォームは、作業面に作業を実施するために、構造物の作業面の上に位置決めされるように構成され得る。頭上支持システムは、運動プラットフォームを、第１の位置から第２の位置へ、製造環境のフロアにわたり運搬するように構成され得る。

別の例示的な実施形態では、方法が提供され得る。頭上支持システムを使用して、運動プラットフォームが、第１の位置から第２の位置へ、製造環境のフロアにわたり運搬され得る。運動プラットフォームは、作業面に作業を実施するために、構造物の作業面の上に位置決めされ得る。

更に別の例示的な実施形態で、締結具を設置するための組み立てシステムは、６脚体（ｈｅｘａｐｏｄ）及びガントリシステムを備え得る。６脚体は、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に位置決めされるように構成され得る。ガントリシステムは、第１の位置から第２の位置へ、製造環境のフロアにわたり駆動されるように構成され得る。

更に別の例示的な実施形態では、締結具を設置する方法が提供され得る。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が、第１の位置から第２の位置へ、製造環境のフロアにわたり駆動されるように構成され得る。６脚体は、構造物の上方外板パネルに作業を実施するために、上方外板パネルの上に可動に位置決めされ得る。

更に別の例示的な実施形態では、表面上にツールを位置決めする方法が提供され得る。ツールを、第１の移動システムを使用して、構造物上の選択された領域内に大まかに位置決めするために、ツールは表面に対して移動され得る。第２の移動システムを使用して、構造物上の選択された領域内の選択された位置に正確に位置決めするために、ツールは、少なくとも１度の自由度を伴って、表面に対して移動され得る。

更に別の例示的な実施形態では、表面上にツールを位置決めする方法が提供され得る。ツールを、第１の移動システムを使用して、構造物上の選択された領域内に大まかに位置決めするために、ツールは表面に対して移動され得る。第２の移動システムを使用して、構造物上の選択された領域内の選択された位置に正確に位置決めするために、ツールは、少なくとも１度の自由度を伴って、表面に対して移動され得る。選択された位置で作業を実施するために、ツールに関連付けられた要素が、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され得る。

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、更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、例示的な実施形態と、好ましい使用モードと、更にはその目的及び特徴とは、添付図面を参照して本開示の例示的な実施形態の後述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。

例示的な実施形態による製造環境のブロック図である。 例示的な実施形態による製造環境の図である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による６脚体の図である。 例示的実施形態による、エンドエフェクタ及びツールの組の図である。 例示的な実施形態による、６脚体の底面図である。 例示的な実施形態によるツール管理システムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、自身を位置決めし、上方外板パネルの作業面に作業を実施している、頭上組み立てシステムの図である。 例示的な実施形態による、２つの頭上組み立てシステムを備えた製造環境の図である。 例示的な実施形態による、パネルの作業面に協調して動作している２つの頭上組み立てシステムの上面図である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムを、作業を実施するために構造物に対して位置決めするプロセスのフロー図である。 例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムを、作業を実施するために位置決めするプロセスのより詳細なフロー図である。 例示的な実施形態による、パネルの作業面に締結具を設置するプロセスのフロー図である。 例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。 例示的な実施形態が実装され得る、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、非限定的に、例示的な実施形態は、航空機構造が水平に配置されている間に、航空機構造の製造作業の実施を自動化することが望ましいことがあるということを認識し考慮する。具体的には、例示的な実施形態は、航空機構造が製造施設内を移動するにつれて、航空機構造の上方から、穿孔、測定、検査、及び締結作業を実施可能な、自動化されたデバイスを有することが望ましいことがあるということを認識し考慮する。

例示的な実施形態は、定置式モニュメント固定具（ｆｉｘｅｄ ｍｏｎｕｍｅｎｔ ｆｉｘｔｕｒｅ）を使用せずに、航空機構造の上方から製造作業を実施することが望ましいことがあるということも、認識し考慮する。この実施例において、「定置式モニュメント固定具」は、製造施設内においてある位置から別の位置へと移動されるように構成されていない。例えば、非限定的に、これらの定置式モニュメント固定具は、施設フロアにボルト留めされたロボットデバイス、固定されたガントリシステム、又はその他の構造を含み得る。定置式モニュメント固定具は、製造施設内の柔軟性を低下させ、所望よりも大きな空間を占め、且つ航空機構造へのアクセスを制限する。更に、定置式モニュメントは、所望よりも製造コスト、再構成コスト、或いは維持コストがかかり得る。

例示的な実施形態は更に、頭上から作業を実施するために、航空機構造の上方を前後に素早く移動可能な、自動化されたデバイスを有することが望ましいことがあるということを認識し考慮する。一例として、例示的な実施形態は、自動化されたデバイスを担持し、製造環境内を自律的に移動する、頭上支持システムを有することが望ましいことがあるということを認識し考慮する。

したがって、例示的な実施形態は、構造物の作業面に頭上から作業を実施するための方法及び装置を提供し得る。装置は、運動プラットフォーム及び頭上支持システムを備え得る。運動プラットフォームは、作業面に作業を実施するために、構造物の作業面の上に位置決めされるように構成され得る。頭上支持システムは、運動プラットフォームを、第１の位置から第２の位置へ、製造環境のフロアにわたり運搬するように構成され得る。

ここで図１を参照すると、例示的実施形態による製造環境のブロック図が示される。図示の例で、製造環境１００は、その内部で、構造物１０６に締結具１０４を設置するために頭上組み立てシステム１０２が使用され得る環境である。製造環境１００は、フロア１０７及びフロア１０７上方の天井１０９を有し得る。

図示のように、製造環境１００は、構造物１０６、自律型ツールシステム１７７、及びシステム支持１０８を含み得る。この実施例で、構造物１０６は、航空機１１０における物体であり得る。例えば、非限定的に、構造物１０６は翼、胴体、水平安定板、ドア、ハウジング、エンジン、及び他の適切な構造物のうちの少なくとも１つに組み込まれ得る。

この実施例で、製品１０６は、航空機１１０における翼１１４のパネル１１２の形態を取る。この実施例で、パネル１１２は、外板パネル１１５であり得る。例えば、パネル１１２は、翼１１４用の上方外板パネル１０５であり得る。他の実施例では、パネル１１２は、航空機１１０における垂直安定板用の外板パネルであり得る。パネル１１２は作業面１１６を有し得る。

図示の例では、自律型ツールシステム１７７が、パネル１１２に作業１１１を実施するように構成され得る。この実施例で、作業１１１は組み立て作業と称され得る。例えば、頭上組み立てシステム１０２は、穿孔作業、締結作業、検査作業、測定作業、洗浄作業、封止作業、データ収集作業、又は他の適切なタイプの作業１１１のうちの少なくとも１つを実施するように構成され得る。

本明細書で使用しているように、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムの一又は複数の様々な組み合わせが使用可能であり、且つ、列挙されたアイテムが１つだけあればよいということを意味する。アイテムは特定の対象物、物、又はカテゴリであり得る。すなわち、少なくとも１つの手段、任意の組み合わせアイテム、又は任意の数のアイテムがリストから使用されるが、列挙されたアイテムのすべてが必要となり得るわけではない。

例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」、「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」を意味し得る。いくつかの場合には、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定しないが、「２つのアイテムＡと１つのアイテムＢと１０個のアイテムＣ」、「４つのアイテムＢと７つのアイテムＣ」、並びに他の適切な組み合わせを意味し得る。

この実施例で、自律型ツールシステム１７７は頭上組み立てシステム１０２の形態をとり得る。この方式で、頭上組み立てシステム１０２は、自律型ツール又は自律型ツールシステムと称され得る。一実施例で、頭上組み立てシステム１０２は、パネル１１２の作業面１１６に締結具１０４を設置するように構成され得る。

頭上組み立てシステム１０２は、幾つかのコンポーネントを含み得る。本明細書で使用される「幾つかの」アイテムは、一又は複数のアイテムである。この実施例で、幾つかのコンポーネントは、一又は複数のコンポーネントであり得る。頭上組み立てシステム１０２における各コンポーネントは、少なくとも１度の自由度から６度までの自由度を伴って移動し得る。例えば、各コンポーネントは、少なくとも１度の並進自由度又は少なくとも１度の回転自由度を伴って移動し得るが、３度の並進自由度まで、３度の回転自由度まで、又はこれらの両方までを有することもあり得る。幾つかの例では、各コンポーネントが、頭上組み立てシステム１０２において、少なくとも１度の自由度を伴って、コンポーネントから独立して移動し得る。

頭上組み立てシステム１０２は、グローバル座標系１０１及び航空機座標系１０３のうちの少なくとも１つに基づいて、配置され位置決めされ得る。グローバル座標系１０１は、製造環境１００のための基準座標系であり得る。

航空機座標系１０３は、航空機部品が３次元の空間内で位置する、基準座標系を表し得る。航空機座標系１０３は、航空機１１０における原点又は基準点に基づき得る。グローバル座標系１０１及び航空機座標系１０３のうちの少なくとも１つを使用して、頭上組み立てシステム１０２及び頭上組み立てシステム１０２内のコンポーネントが、製造環境１００内の構造物に対して大まかに及び正確に位置決めされ得る。図示のように、頭上組み立てシステム１０２は、頭上支持システム１１８、第１の移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、運動プラットフォーム１２２，第２の移動システム１２４、ツール管理システム１２６、締結具管理システム１２７、制御装置１２８、及び給電システム１２９を備え得る。

この実施例において、頭上支持システム１１８は、運動プラットフォーム１２２を担持する機械的デバイスであり得る。頭上支持システム１１８は、製造環境１００内を移動するように構成され得る。

この実施例において、頭上支持システム１１８及び頭上支持システム１１８に関連付けられるコンポーネントは、ある位置に固定されない。むしろ、頭上支持システム１１８の全体が、製造環境１００のフロア１０７及び天井１０９に対して移動し得る。例えば、非限定的に、頭上支持システム１１８が、製造環境１００のフロア１０７上の第１の位置１１７から第２の位置１２１へ移動するために、第１の移動システム１１９を使用し得る。

図示の例で、頭上支持システム１１８は駆動可能なデバイスであり得る。本明細書で使用する、「駆動可能な」アイテムとは、種々の位置へ駆動されるか案内されることができるアイテムであり得る。アイテムを駆動することは、アイテムを少なくとも１度の並進自由度を伴って並進すること、又は、アイテムを少なくとも１度の回転自由度を伴って回転すること、のうちの少なくとも１つによって、アイテムを移動することを含み得る。更に、アイテムを駆動することは、アイテムの全体、及び、そのアイテムを一体として構成するすべてのコンポーネントを、移動することを含み得る。駆動可能なアイテムは、種々の位置へ自律的に駆動可能であり得る。換言すれば、アイテムは、アイテム全体としてある位置から別の位置へ、製造環境１００におけるフロア１０７、天井１０９、又はこれら両方に対して移動するための、自律的又は半自律的な駆動能力を有し得る。

その他の場合、駆動可能なアイテムは、何らかの他のシステムによって駆動され得る。例えば、非限定的に、制御装置、移動システム、人間の作業員、もしくは何らかの他のタイプのデバイス又はオペレータがアイテムを駆動し得る。この方式で、駆動可能なアイテムは、電子的に駆動される、機械的に駆動される、電子機械的に駆動される、手動で駆動される、又は何らかの他の方式で駆動され得る。この実施例において、頭上支持システム１１８は、制御装置１２８、システム制御装置１６６、人間の作業員１８８、何らかの他のデバイス、又はこれらの組み合わせの制御下で、第１の移動システム１１９を使用して、製造環境１００内のフロア１０７にわたり駆動され得る。

図示のように、第１の移動システム１１９は、頭上支持システム１１８と物理的に関連付けられ得る。移動システム１１６などの第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントに固定されることにより、第２のコンポーネントに接着されることにより、第２のコンポーネントに取り付けられることにより、第２のコンポーネントに溶接されることにより、第２のコンポーネントに締結されることにより、その他何らかの適する方法で第２のコンポーネントに結合されることにより、又は、これらの組み合わせにより、頭上支持システム１３８などの第２のコンポーネントに物理的に関連付けられるとされ得る。第１のコンポーネントはまた、第３のコンポーネントを用いて第２のコンポーネントに結合され得る。更に、第１のコンポーネントは、第２のコンポーネントの部分として、第２のコンポーネントの延長として、又はそれらの組み合わせとして形成されることにより、第２のコンポーネントに関連付けられていると見なされ得る。

図示の例で、第１の移動システム１１９は、頭上支持システム１１８を第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、幾つかのコンポーネントを備え得る。例えば、第１の移動システム１１９は、頭上支持システム１１８のコーナーに取り付けられた、ホイール、トラックシステム、プーリ、リフトジャッキ、又は他の適切な移動デバイスを含み得る。

一実施例で、第１の位置１１７、第２の位置１２１、又はこれらの両方は、頭上支持システム１１８が収容される位置、構造物１０６のパネル１１２に作業１１１が実施されている位置、別の構造物に作業１１１が実施されている位置、又はこれらの何らかの組み合わせであり得る。例えば、第１の移動システム１１９は、作業面１１６に作業１１１を実施するために、運動プラットフォーム１２２を担持している頭上支持システム１１８を、構造物１０６の長さ１１３に沿って前後に移動するように構成され得る。

幾つかの実施例では、第１の位置１１７又は第２の位置１２１のいずれかが、製造環境１００の外の場所であり得る。この実施例で、第１の移動システム１１９は、頭上支持システム１１８を、第１の位置１１７及び第２の位置１２１の間で、所望の方式で移動するように設計され得る。

第１の移動システム１１９は、頭上支持システム１１８の上方、下方、又はこれに沿って配向され得る。一実施例では、頭上支持システム１１８が天井１０９に取り付けられ得る。この場合、頭上支持システム１１８は、天井１０９に直接的に又は非直接的に設けられ、第１の移動システム１１９を使用して、天井１０９に対して移動し得る。

別の実施例で、頭上支持システム１１８は、ガントリ桁１２５及び垂直支持構造１３０を有する、ガントリシステム１２３の形態をとり得る。この場合、第１の移動システム１１９は、運動プラットフォーム１２２を担持しているガントリシステム１２３を、製造環境１００のフロア１０７にわたり、第２の位置１２１へ駆動し得る。

一実施例で、第１の移動システム１１９は、格納可能なホイール１３１を含み得る。格納可能なホイール１３１は、第２の位置１２１に到達した後、頭上支持システム１１８をフロア１０７へと下降するために、格納され得る。頭上支持システム１１８を製造環境１００のフロア１０７へと下降することは、締結具１０４の設置中の頭上組み立てシステム１０２の安定性を高め得る。具体的には、頭上支持システム１１８をフロア１０７へ下降することは、頭上支持を一時的に据えることであり得る。

締結具１０４の設置が完了した後、格納可能なホイール１３１は、頭上支持システム１１８をフロア１０７から持ち上げて、頭上支持システム１１８を、製造環境１００のフロア１０７上の第１の位置１１７から第２の位置１２１へ移動するために、伸長され得る。頭上支持システム１１８が天井１０９に設けられる場合、他のタイプの安定化機構が使用され得る。

この実施例で、第１の移動システム１１９は、メカナムホイール１３３を含み得る。メカナムホイール１３３により、頭上支持システム１１８が多方向に移動することが可能となる。換言すれば、メカナムホイール１３３は、頭上支持システム１１８を前方及び後方、並びに横方向に移動し得る。頭上支持システム１１８が第２の位置１２１にあるとき、エンドエフェクタ１２０を構造物１０６の作業面１１６に対して位置決めするために、運動プラットフォーム１２２が所望に応じて使用され得る。

幾つかの実施例で、頭上支持システム１１８の望ましくない移動を実質的に防止するために、メカナムホイール１３３はまた、格納可能であり得るか、ロックし得る。他の実施例では、第１の移動システム１１９が、ホロノミックホイール、別のタイプのオムニホイール、キャスタ、その他の適切な移動デバイス、又はこれらの組み合わせを含み得る。

図示のように、エンドエフェクタ１２０は、ツールの組１３２が取り付けられるデバイスであり得る。具体的には、エンドエフェクタ１２０は、ツールの組１３２を保持するように構成され得る。ツールの組１３２は、締結具１０４をパネル１１２に取り付けるために使用され得る。

本明細書で使用する、一「組の」アイテムは、一又は複数のアイテムである。この実施例で、ツールの組１３２は、一又は複数のツールであり得る。ツールの組１３２に２つ又はそれよりも多いツールが存在する場合、これらツールは、ツールのグループ、複数のツール、又は単に「ツール」、などとも称され得る。

この実施例において、運動プラットフォーム１２２は、締結具１０４を設置するために、エンドエフェクタ１２０上のツールの組１３２を、パネル１１２の作業面１１６上の位置１３５に対して位置決めするように構成されるデバイスであり得る。具体的には、運動プラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０上のツールの組１３２を、位置１３５における作業面１１６に直角に位置決めするように構成され得る。

図示の例では、運動プラットフォーム１２２が、エンドエフェクタ１２０の、位置１３５に対する正確な位置決めを提供する。位置１３５は、締結具１０４用の孔１３４を穿孔するための、所望の位置であり得る。

ツールの組１３２が、作業面１１６上の位置１３５に対して直角に位置決めされる場合、締結具１０４は、所望の方式で設置され得る。例えば、ツールの組１３２を位置１３５にける作業面１１６に直角に位置決めすることにより、ツールの組１３２が、位置１３５の中心に孔１３４を穿孔することが可能となり得る。

この方式で孔１３４を穿孔することは、孔１３４に挿入される際の締結具１０４の望ましい位置合わせを提供し得る。別の実施例で、位置１３５においてツールの組１３２を位置１３５における作業面１１６に直角に位置決めすることは、ツールの組１３２が孔１３４を、パネル１１２における亀裂、層間剥離、又は許容誤差を超えた不一致なしに穿孔することを可能にし得る。

他の実施例では、ツールの組１３２が、位置１３５における作業面１１６に対して直角に位置決めされないことがある。代わって、ツールの組１３２は、締結具１０４を所望の方式で設置するために、様々な角度で位置決めされ得る。

図示の例では、運動プラットフォーム１２２が様々な形態をとり得る。この実施例で、運動プラットフォーム１２２は６脚体１４１の形態をとり得る。他の実施例では、運動プラットフォーム１２２が、軽量シリアルロボット、スカラロボット、スチュワートプラットフォーム、又は他の適切なタイプの運動プラットフォームの形態をとり得る。

運動プラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０に運動の自由度１３９を提供し得る。一実施例で、自由度１３９は、エンドエフェクタ１２０の３次元の空間内における運動を表し得る。例えば、運動プラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０に７自由度１３９を提供するように構成され得る。

図示のように、第２の移動システム１２４は、運動プラットフォーム１２２に関連付けられ得る。第２の移動システム１２４は、運動プラットフォーム１２２を、パネル１１２の作業面１１６の方向に垂直軸１３６に沿って移動するように構成された、幾つかのコンポーネントを備え得る。

この実施例で、垂直軸１３６は、フロア１０７に実施的に直角の軸であり得る。幾つかの場合、垂直軸１３６は、位置１３５における作業面１１６に対して直角であり得る。このような場合、軸１３７及び垂直軸１３６は同じであり得る。エンドエフェクタ１２０上のツールの組１３２は、運動プラットフォーム１２２が移動するにつれて、垂直軸１３６に沿って移動し得る。

この実施例において、ツールの組１３２は、幾つかの異なるタイプのツールを備え得る。この実施例で、ツールの組１３２は、センサシステム１３８、穿孔システム１４０、検査システム１４２、締結具設置機１４４を含み得る。

一実施例で、ツールの組１３２は、エンドエフェクタ１２０上のシャトルテーブル１４６に配置され得る。シャトルテーブル１４６は、ツールの組１３２を保持しツールの組１３２を移動し得る。

シャトルテーブル１４６は、ツールの組１３２をトラックシステム１４７に沿って移動するように構成され得る。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、ツールの組１３２をパネル１１２の作業面１１６に対して前後に移動し得る。

図示のように、センサシステム１３８は、作業面１１６、作業面１１６上の位置１３５に対するエンドエフェクタ１２０の配置１４８、又は、締結具１０４用の孔１３４を穿孔するためのパネル１１２の作業面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、様々なセンサデバイスを備え得る。例えば、非限定的に、センサシステム１３８は、カメラ、近接度センサ、磁気式表皮貫通センサ（ｍａｇｎｅｔｉｃ ｔｈｒｏｕｇｈ−ｓｋｉｎ ｓｅｎｓｏｒ）、又は何らかの他の適切なタイプのセンサを含み得る。

第１の移動システム１１９及び第２の移動システム１２４のうちの少なくとも１つを使用した後、センサシステム１３８を使用して、エンドエフェクタ１２０の配置１４８が検証され得る。この実施例において、配置１４８は、エンドエフェクタ１２０の、パネル１１２の作業面１１６に対する位置、配向、及びこれらの両方を含み得る。

幾つかの実施例で、センサシステム１３８は、作業面１１６の指標付けフィーチャ１５０に基づいて、エンドエフェクタ１２０の、作業面１１６上の位置１３５に対する配置１４８を特定するように構成され得る。指標付けフィーチャ１５０は、作業面１１６上の既定の基準点であり得る。指標付けフィーチャ１５０は、磁石、センサ、図形による表示、無線周波数特定タグ、ターゲット、又は何らかの他の適切なタイプの指標付けフィーチャのうちの少なくとも１つの形態をとり得る。エンドエフェクタ１２０が、指標付けフィーチャ１５０の配置１４８に基づいて、作業面１１６に沿って移動され得る。指標付けフィーチャ１５０は、作業面１１６のどこに孔１３４を穿孔するかを特定するためにも使用され得る。

幾つかの他の実施例で、センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０の配置１４８を特定するために、システム支持１０８における計測システム１５２と通信し得る。この実施例で、計測システム１５２は、一又は複数の測定デバイスであり得る。

計測システム１５２を備えるシステム支持１０８は、頭上組み立てシステム１０２の動作を支援するように構成され得る。具体的には、システム支持１０８は、ナビゲーション、設備、位置情報、タスク割り当て、及び他の適切なタイプのリソースを提供し得る。

一例として、システム支持１０８は、頭上組み立てシステム１０２用のナビゲーションを提供し得る。別の例として、計測システム１５２が、構造物１０６の測定を行うように構成され得る。幾つかの場合、システム支持１０８は、電気、空気、油圧油、水、真空、減圧、又は他の設備を頭上組み立てシステム１０２に供給し得る。更に、システム支持１０８は、これらのリソースを、製造環境１００内に位置する様々な他のデバイスにも供給するように構成され得る。

この実施例で、圧力フット（ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｆｏｏｔ）１５１がエンドエフェクタ１２０に結合され得る。圧力フット１５１は、感圧デバイスであり得る。圧力フット１５１は、パネル１１２の作業面１１６を結合するための、エンドエフェクタ１２０の第１の部分であり得る。

この実施例において、圧力フット１５１は、圧力フット１５１と作業面１１６との間の接触力１５３を特定し得る。接触力１５３は、エンドエフェクタ１２０によって作業面１１６に加えられる力の量であり得る。

圧力フット１５１は、荷重セル又は何らかの他のタイプの荷重センサを使用して、接触力１５３を感知し得る。接触力１５３の表示は、作業面１１６、エンドエフェクタ１２０のうちの少なくとも１つ、又はこれら両方の損傷リスクを低減するために、望ましいことがある。

幾つかの場合、圧力フット１５１が、接触領域を最適化するために、手動で又は自動で取り除かれるかパネル１１２に対して再配置され得る。例えば、圧力フット１５１が、異なる径、形状、又は他の特徴を有する圧力フットと交換され得る。幾つかの実施例で、圧力フット１５１は、作業面１１６との望ましくない接触が起こった場合、パネル１１２、頭上組み立てシステム１０２内のコンポーネント、又はこれらの両方の損傷を回避するために、安全に破断するように設計され得る。

この実施例では、所望の接触力１５３が必要とされ得る。例えば、接触力１５３は、締結具１０４を設置する前に、パネル１１２を、パネル１１２用の構造物にクランプ留めするために使用され得る。一例として、締結具１０４の正式な設置のために、パネル１１２が、リブ、スパー、又は耐荷重固定具に対して押圧されることを必要とし得る。

エンドエフェクタ１２０及びツールの組１３２が所定位置とされると、頭上組み立てシステム１０２が、パネル１１２の作業面１１６上の位置１３５に、孔１３４を穿孔し得る。この実施例で、頭上組み立てシステム１０２は、穿孔システム１４０を使用して、作業面１１６上の位置１３５に孔１３４を穿孔し得る。

穿孔システム１４０は、作業面１１６上の位置１３５に種々のタイプの孔を穿孔するように構成され得る。例えば、非限定的に、孔１３４は、円筒孔、円錐孔、皿穴、座ぐり穴、スポットフェース、止まり穴、又は何らかの他のタイプの孔の形態をとり得る。

穿孔システム１４０は、スピンドル１５４及び送り軸１５６を含み得る。この実施例において、スピンドル１５４は、孔１３４を穿孔するために回転するように構成される、幾つかの機械部品を備え得る。一例として、スピンドル１５４は、スピンドル１５４の端部にドリルビットを含み得る。スピンドル１５４は、所望の方式で深さ１５５及び径１５８を備えた孔１３４を穿孔するために、ドリルビットを回転させ得る。別の実施例で、スピンドル１５４はカッタを回転させ得る。スピンドル１５４は、油圧動力、空圧動力、電気、又は何らかの他のエネルギー源を使用して動作し得る。

幾つかの場合、スピンドル１５４内の機械部品が、孔１３４の要件に基づいて変更され得る。例えば、孔１３４の深さ１５５又は径１５８のうちの少なくとも１つを変更するために、スピンドル１５４のドリルビットが変更され得る。例えば、孔１３４の径１５８を減少させるために、より細いビットが使用され得る。他の実施例では、孔１３４の深さ１５５を増大させるために、より長いカッタが使用され得る。

図示のように、送り軸１５６は、位置１３５における作業面１１６に対して直角の軸であり得る。送り軸１５６は、孔１３４を穿孔するために、スピンドル１５４を、位置１３５における作業面１１６に対して移動するように構成される、様々な機械部品を含み得る。例えば、非限定的に、送り軸１５６は、プラットフォーム、トラックシステム、ロードセル、ころ軸受、及びその他の機械部品を含み得る。送り軸１５６は、孔１３４を穿孔するためにスピンドル１５４を位置１３５の方へ移動し得る。孔１３４が完成されると、送り軸１５６はスピンドル１５４を反対方向に移動し得る。

孔１３４の穿孔後、頭上組み立てシステム１０２は孔１３４を検査し得る。頭上組み立てシステム１０２は、孔１３４を検査するために検査システム１４２を使用し得る。検査システム１４２は、孔１３４の深さ１５５又は径１５８のうちの少なくとも１つを検査し得る。検査システム１４２は、孔プローブ１６０を使用して孔１３４の径を検査し得る。

この実施例において、孔プローブ１６０は、孔１３４の径１５８を測定するように構成される、細長いデバイスであり得る。幾つかの実施例で、孔プローブ１６０は、孔１３４が所望の径を有するかどうかを決定するために、孔１３４内へ挿入され得る。形成された孔１３４のタイプに応じて、検査システム１４２は、孔１３４の他のパラメータを検査するために使用され得る。例えば、非限定的に、検査システム１４２は、皿穴の深さ、皿頭の角度、位置１３５に対する皿頭の正常性、位置１３５に対する孔１３４の正常性、皿頭の径、グリップ長さ、又は孔１３４のための何らかの他のパラメータ、のうちの少なくとも１つを検査するために使用され得る。

この実施例で、孔プローブ１６０は交換可能であり得る。換言すれば、検査システム１４２に別のプローブを配置するために、孔プローブ１６０が取り除かれ得る。種々の径を検査するために、種々のプローブが検査システム１４２内に配置され得る。幾つかの実施例では、孔プローブ１６０が、より小さい形を有する孔１３４を検査するために、より細いプローブと交換され得る。幾つかの実施例では、孔プローブ１６０が、より大きい形を有する孔１３４を検査するために、より太いプローブと交換され得る。

孔１３４の検査後、頭上組み立てシステム１０２は、孔１３４内に締結具１０４を配置し得る。締結具１０４は、パネル１１２を、パネル１１２に対して位置決めされた部品に接合し得る。例えば、非限定的に、締結具１０４はパネル１１２を、リブ、スパー、又は翼１１４における何らかの他の構造部材と接合し得る。別の実施例で、締結具１０４は、１つの外板パネルを、パネル１１２における別の外板パネルと接合し得る。

図示の例では、締結具１０４が、リベット、ロックボルト、ボルト、六角ボルト（ｈｅｘｄｒｉｖｅ）及び他の適切なタイプの締結具のうちの１つの形態をとり得る。締結具１０４は、締結具設置機１４４を使用して孔１３４に配置され得る。この実施例において、締結具設置機１４４は、締結具１０４を孔１３４に挿入するために締結具１０４に力を加えるように構成された、機械的デバイスであり得る。幾つかの実施例で、締結具設置機１４４は、幾つかの径を有する締結具を収容し得る。

締結具管理システム１２７は、締結具１６２と締結具設置機１４４のための他の部品とを保持し得る。締結具管理システム１２７は、幾つかの異なる径及びグリップ長さを有する締結具１６２を、保持するように構成され得る。締結具管理システム１２７はその他の機能も実施し得る。例えば、締結具管理システム１２７は、何らかの残留物を除去するために締結具１６２を洗浄すること、締結具１６２に封止剤１６４を塗布すること、締結具への封止剤塗布を検査すること、封止剤１６４を有する締結具１６２のうちの１つを、締結具設置機１４４に供給すること、又は他の望ましい動作のうちの少なくとも１つを実施し得る。

この実施例において、封止剤１６４は、ポリマー材料、誘電材料、塗料、又は何らかの他のタイプの被覆材料の形態をとり得る。封止剤１６４は、電磁波の影響に対する保護を締結具１６２に提供する、孔１３４を封止する、或いは様々な機能を実施するように構成され得る。

図示のように、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る、幾つかの部品を含み得る。ツール１７０は、エンドエフェクタ１２０上で使用されるように構成された、ツールの組１３２のうちの１つであり得る。この実施例において、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とき、ツール１７０及び他のツールを保持するために使用される構造物であり得る。ツール管理システム１２６は、ツール１７０が必要とされるとき、エンドエフェクタ１２０にツール１７０を配置し得る。同様の方式で、ツール管理システム１２６は、もはや必要とされないツールを、エンドエフェクタ１２０から取り外し、収納ラック１７２内に配置し得る。

この実施例において、制御装置１２８は、頭上組み立てシステム１０２の動作を制御するように構成されるデバイスであり得る。制御装置１２８は、頭上組み立てシステム１０２の様々なコンポーネント、並びに、システム支持１０８のシステム制御装置１６６及び計測システム１５２と、通信し得る。

１つのコンポーネントが別のコンポーネントと「通信」するという場合、これら２つのコンポーネントは、通信媒体を介して信号を送受信するように構成され得る。例えば、非限定的に、制御装置１２８がネットワークを介してシステム制御装置１６６と無線通信し得る。別の実施例では、制御装置１２８が、有線又は無線接続を介して運動プラットフォーム１２２と通信し得る。

制御装置１２８は更に、製造環境１００内における、人間の作業員１８８、自律型ツールシステム１９０、又はこれらの両方の望ましくない遭遇を防止するように構成され得る。図示の例で、自律型ツールシステム１９０は、パネル１１２で作業するように構成される、他のデバイスであり得る。幾つかの実施例で、自律型ツールシステム１９０は、自動ツールと称され得る。

制御装置１２８は、人間の作業員１８８の位置を決定し、頭上組み立てシステム１０２を人間の作業員１８８を回避して動かすために、システム支持１０８を使用し得る。制御装置１２８はまた、人間の作業員１８８が頭上組み立てシステム１０２に接近しすぎる場合、頭上組み立てシステム１０２をシャットダウンするように構成され得る。更に別の実施例で、制御装置１２８は、頭上組み立てシステム１０２と自律型ツールシステム１９０との間の望ましくない遭遇を避けるよう、自律型ツールシステム１９０の製造環境１００内の位置を決定するために、システム支持１０８を使用し得る。

この実施例において、 制御装置１２８及びシステム制御装置１６６のうちの少なくとも１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に実装され得る。ソフトウェアが使用される場合、制御装置によって実施される作業は、例えば、非限定的に、プロセッサユニットで作動するように構成されたプログラムコードを使用して実装され得る。ファームウェアが使用される場合、制御装置によって実施される作業は、例えば、非限定的に、プロセッサユニットで作動するように固定記憶域に保存されたプログラムコードとデータとを使用して実装され得る。

ハードウェアが用いられる場合には、ハードウェアは、制御装置における動作を実施するように動作する、一又は複数の回路を含むことができる。実装に応じて、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、又は任意の数の作業を実施するよう構成された、何らかの他の適切なタイプのハードウェアデバイスの形態をとり得る。

プログラマブル論理デバイスにより、デバイスは任意の数の作業を実施するよう構成される。デバイスは、任意の数の作業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、及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コンポーネントに統合された有機的なコンポーネント内に実装され、人間以外の有機的なコンポーネントで全体的に構成され得る。例えば、これらのプロセスは有機半導体の回路として実装され得る。

幾つかの実施例で、制御装置１２８及びシステム制御装置１６６によって実施される作業、プロセス、又はこれらの両方は、無機的コンポーネントに統合された有機的コンポーネントを使用して実施され得る。幾つかの場合では、作業、プロセス、又はこれらの両方は、人間以外の有機的コンポーネントによって完全に実施され得る。一実施例として、作業、プロセス、又はこれらの両方を実施するために、有機半導体の回路が使用され得る。

この実施例において、制御装置１２８は、システム制御装置１６６から命令１７４を受信するように構成され得る。この実施例において、命令１７４は、第１の位置１１７から第２の位置１２１への経路、もしくは、頭上支持システム１１８や運動プラットフォーム１２２によって完遂される作業１１１、又は他のタイプのデータのうちの少なくとも１つを含み得る。

図示のように、頭上組み立てシステム１０２は給電システム１２９も有し得る。給電システム１２９は、頭上組み立てシステム１０２に給電するように構成された電源を含み得る。この電源は、バッテリ、太陽電池、圧縮空気発生器、燃料電池、燃焼エンジン、外部電源へのケーブル、又は何らかの他の適切なデバイスの形態をとり得る。給電システム１２９は、頭上組み立てシステム１０２をパネル１１２の作業面１１６に対して動かすために、設備用ケーブルや他の接続具が必要とならないよう、頭上組み立てシステム１０２に電力１６８を供給するように構成され得る。

一実施例では、頭上トラックシステム１７６が頭上支持システム１１８に関連付けられ得る。頭上トラックシステム１７６は、運動プラットフォーム１２２を、頭上支持システム１１８の長手方向軸１７８に沿って移動するように構成され得る。例えば、非限定的に、頭上トラックシステム１７６は、運動プラットフォーム１２２を、作業面１１６の上方でガントリ桁１２５の長手方向軸１７８に沿って移動し得る。

運動プラットフォーム１２２を正確に位置決めするため頭上支持システム１１８を移動する代わりに、頭上トラックシステム１７６が、エンドエフェクタ１２０の到達距離を増加させるために使用され得る。頭上トラックシステム１７６、第２の移動システム１２４、及び運動プラットフォーム１２２を使用した運動の組み合わせにより、エンドエフェクタ１２０が、作業面１１６上の位置１３５に対して正確に位置決めされ得る。

更に別の実施例で、幾つかの追加の運動プラットフォーム１８０が、頭上支持システム１１８に可動に結合され得る。各運動プラットフォーム１８０は、頭上トラックシステム１７６に沿って移動するように構成され得る。幾つかの実施例で、運動プラットフォーム１８０は、作業面１１６に作業１１１を同時に実施し得る。

この実施例で、頭上アセンブリシステム１０２に対して、操舵方向１９９が提供され得る。一例として、頭上支持システム１１８が製造環境１００内を移動しているとき、頭上支持システム１１８に操舵方向１９９が提供され得る。操舵方向１９９は、命令、指令、経路生成、頭上支持システム１１８の移動方向の物理的変更、及び、頭上支持システム１１８のための他の案内方法の形態をとり得る。この実施例で、操舵方向１９９は、製造環境１００の状況が変化するにつれて動的に変化し得る。

操舵方向１９９は、制御装置１２８、システム制御装置１６６、人間の作業員１８８、又は何らかの他の適切なデバイスのうちの少なくとも１つによって提供され得る。一例として、制御装置１６６は、頭上支持システム１１８を操舵するために命令１７４を送信し得る。更に別の例では、人間の作業員１８８の一又は複数が、頭上支持システム１１８を、その方向を物理的に変更することによって操舵し得る。他の実施例では、頭上支持システム１１８が、制御装置の指示下になく、自身を操舵し得る。

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。図示されたコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用することができる。幾つかのコンポーネントは不要になることがある。また、幾つかの機能コンポーネント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、幾つかの場合、第１の移動システム１１９は、格納可能なホイール１３１、メカナムホイール１３３、オムニホイール、又は他のタイプの多方向ホイール、又はこれらの組み合わせに加えて又は代えて、空気システム（ａｉｒ ｓｙｓｔｅｍ）、後退可能なトラック、又は他のデバイスのうちの少なくとも１つを含み得る。幾つかの実施例では、ロック機構も含まれ得る。別の実施例では、重力が頭上支持システム１１８を所定位置に保持し得る。

更に別の実施例で、ツールの組１３２は、図１に示すものに加えた又はその代わりのツールを含み得る。例えば、洗浄システム、冷却システム、真空システム、加熱システム、炭素繊維配置システム、又は何らかの他のデバイスも、エンドエフェクタ１２０に位置決めされ得る。

さらなる実施例で、複数のガントリシステムが製造環境１００内に存在し得る。これらのガントリシステムは、中央プラットフォーム、桁、ケーブル、又は他のデバイスを使用して結合され得る。ガントリシステムのうちの一又は複数は、作業面１１６上を同時に移動し得る。この例では、運動プラットフォーム１８０がガントリシステムに関連付けられ得る。

幾つかの実施例では、図１の構造物１０６に作業を実施するために、頭上組み立てシステム１０２が、様々な他のタイプの自律型ツールと連動して使用され得る。例えば、非限定的に、頭上組み立てシステム１０２は、クローラロボット、鋲ドリル、下方パネル組み立てシステム、及び他のデバイスと共に使用され得る。これらツールのすべては、構造物１０６の作業面１１６に実質的に同時に作業を実施するように構成される、自律型又は半自律型のツールであり得る。

幾つかの他の実施形態で、平衡化システムが運動プラットフォーム１２２と共に使用され得る。そのような実施形態では、平衡化システムが、頭上支持システム１１８、天井１０９、又はこれらの両方から、運動プラットフォーム１２２の重量を相殺（ｏｆｆｓｅｔ）し得る。

ここで図２を参照すると、例示の実施形態による製造環境が示される。製造環境２００は、図１に示す製造環境１００の物理的実装の一例であり得る。

図示の実施例では、製造環境２００は翼アセンブリ２０２を含み得る。翼アセンブリ２０２は、図１のブロック図で示した構造物１０６の物理的実装の一例であり得る。具体的には、翼アセンブリ２０２は、翼１１４が組み立てられているときの、図１の翼１１４の物理的実装の一例であり得る。

図示のように、頭上組み立てシステム２０４が翼アセンブリ２０２の上に位置決めされ得る。図示の例では、頭上組み立てシステム２０４が作業面２０６の上に位置決めされ得る。作業面２０６は、翼アセンブリ２０２のパネル２０８上の表面であり得る。例えば、パネル２０８は、翼アセンブリ２０２用の上方外板パネルであり得る。作業面２０６及びパネル２０８は、図１にそれぞれ示す作業面１１６及びパネル１１２の物理的実装の例であり得る。この実施例において、頭上組み立てシステム２０４は、自身を翼アセンブリ２０２の上で大まかに位置決めするために、製造環境１００内で移動し得る。

図３では、例示的実施形態による、図２の線３−３で切り取った、頭上組み立てシステム２０４が示される。図示の例では、頭上組み立てシステム２０４の拡大等角図が示される。

図示のように、頭上組み立てシステム２０４は、頭上支持システム３００、６脚体３０２、制御装置３０４、ツール管理システム３０６、及び第１の移動システム３０８を含み得る。頭上支持システム３００、６脚体３０２、制御装置３０４、ツール管理システム３０６、及び第１の移動システム３０８は、図１のブロック図にそれぞれ示す、頭上支持システム１１８、６脚体１４１、制御装置１２８、ツール管理システム１２６、及び第１の移動システム１１９の物理的実装の例であり得る。

図示の例で、頭上支持システム３００は６脚体３０２を担持し得る。この実施例で、頭上支持システム３００は、６脚体３０２を製造環境１００のフロア３０３にわたり運搬し得る。

図示のように、頭上支持システム３００は、ガントリ桁３１０，垂直支持構造３１２、垂直支持構造３１４、及び頭上トラックシステム３１６を含み得る。ガントリ桁３１０及び頭上トラックシステム３１６は、図１に示すガントリ桁１２５及び頭上トラックシステム１７６の実装例であり得、垂直支持構造３１２及び垂直支持構造３１４は、図１に示す垂直支持構造１３０の物理的実装の例であり得る。ガントリ桁３１０は、この実施例において、分割された桁の形態をとり得る。

図示のように、頭上支持システム３００は、第１の移動システム３０８を使用して、翼アセンブリ２０２に対して移動し得る。第１の移動システム３０８は、この実施例において、メカナムホイール３１８の形態をとり得る。メカナムホイール３１８は、パネル２０８の作業面２０６に締結具（この図では示さず）を設置する間、頭上組み立てシステム２０４の安定性を増すために、格納されるかロックされ得る。

メカナムホイール３１８は、図１のブロック図で示したメカナムホイール１３３の物理的実装の一例であり得る。この実施例において、メカナムホイール３１８は、頭上支持システム３００に多方向移動を提供し得る。

図示のように、頭上トラックシステム３１６は、頭上支持システム３００におけるガントリ桁３１０の一部に沿って動き得る。６脚体３０２は、所望の方式で、自身をより正確に作業面２０６に対して位置決めするために、頭上トラックシステム３１６を使用して、矢印３２０の方向に前後に移動し得る。

一実施例で、ツール管理システム３０６は、種々のタイプのツールを６脚体３０２に供給し得る。例えば、非限定的に、ツール管理システム３０６は、ドリルビット、カッタ、孔プローブ、又は他のツールを６脚体３０２と交換し得る。

図示の例では、制御装置３０４が、頭上組み立てシステム２０４のコンポーネントの各々の動作を制御し得る。例えば、制御装置３０４は、製造環境２００内で頭上組み立てシステム２０４をナビゲートするために、システム制御装置（この図では示さず）から命令を受信し得る。代替的に、制御装置３０４は、頭上組み立てシステム２０４を自律的に駆動し得る。さらなる実施例で、頭上組み立てシステム２０４は、１つの位置から別の位置へ、フロア３０３に対して非自律的に駆動され得る。

更に、制御装置３０４はメカナムホイール３１８を格納及び伸長し得る。別の例として、制御装置３０４は、下記で詳述するエンドエフェクタ４００で使用するための所望のツールを供給するために、ツール管理システム３０６と通信し得る。

頭上組み立てシステム２０４が製造環境２００内を移動しているとき、操舵方向が提供され得る。操舵方向１９９は、制御装置３０４、システム制御装置、人間の作業員、又は何らかの他の適切なデバイスのうちの少なくとも１つによって提供され得る。他の実施例では、頭上支持システム３００が、制御装置の指示下になく、自身を操舵し得る。

次に図４を参照すると、例示的実施形態による、図３の線４−４の方向の６脚体３０２が示される。図示の例では、様々なコンポーネントがより詳細に見て取れるよう、頭上支持システム３００に結合された６脚体３０２の拡大図が示される。

図示のように、エンドエフェクタ４００が６脚体３０２に結合され得る。６脚体３０２は、エンドエフェクタ４００を、図２に示すパネル２０８の作業面２０６に対して移動し得る。具体的には、６脚体３０２が、作業面２０６に対するエンドエフェクタ４００のより正確な位置決めを提供し得る。

エンドエフェクタ４００は、ツールの組４０２を保持し得る。ツールの組４０２は、締結具（この図では示さず）をパネル２０８に設置するために使用され得る。ツールの組４０２は、図１のブロック図で示したツールの組１３２の物理的実装の一例であり得る。

この実施例において、第２の移動システム４０４は、６脚体３０２及びエンドエフェクタ４００を、垂直軸４０６に沿って上下に移動し得る。第２の移動システム４０４及び垂直軸４０６は、図１にそれぞれ示す第２の移動システム１２４及び垂直軸１３６の物理的実装の例であり得る。

この実施例で６脚体３０２は、プラットフォーム４０８に結合され得る。プラットフォーム４０８は、６脚体３０２が移動しているとき、６脚体３０２に支持を提供し得る。プラットフォーム４０８は、頭上トラックシステム３１６に結合され、６脚体３０２を図３の矢印３２０の方向にスライドさせるように機能し得る。幾つかの実施例では、第２の移動システム４０４がプラットフォーム４０８に結合され得る。

図示のように、頭上組み立てシステム２０４は、締結具管理システム４１０も有し得る。締結具管理システム４１０は、様々な締結具（図示せず）の供給のための素早いアクセスのため、６脚体３０２の近傍に位置決めされ得る。締結具管理システム４１０は、図１のブロック図で示した締結具管理システム１２７の物理的実装の一例であり得る。

この実施例において、締結具管理システム４１０は、締結具の作業面２０６における設置において、ツールの組４０２を支援し得る。例えば、非限定的に、締結具管理システム４１０は、設置のための締結具をツールの組４０２に供給し得る。

次に図５を参照すると、例示的実施形態による、図４の線５−５の方向の、エンドエフェクタ４００及びツールの組４０２が示される。この例では、ツールの組４０２及びエンドエフェクタ４００内のコンポーネントがより詳細に見て取れるように、エンドエフェクタ４００の拡大図が示される。

図示のように、ツールの組４０２は、センサシステム５００、穿孔システム５０２、検査システム５０４、締結具設置機５０６を含み得る。センサシステム５００、穿孔システム５０２、検査システム５０４、及び締結具設置機５０６はそれぞれ、図１のブロック図で示すセンサシステム１３８、穿孔システム１４０、検査システム１４２、及び締結具設置機１４４の物理的実装の例であり得る。

この図では圧力フット５０８も見て取れる。一実施例で、圧力フット５０８は、図２に示すパネル２０８の作業面２０６との最初の接触点であり得る。圧力フット５０８は、図１に示す圧力フット１５１の物理的実装の一例であり得る。

図示の実施例で、圧力フット５０８はチャネル５０９を含み得る。チャネル５０９は、圧力フット５０８における開口であり得る。ツールの組４０２における各ツールは、パネル２０８に作業を実施するために、チャネル５０９を通じて伸長及び後退され得る。

ツールの組４０２における１つのツールが、伸長される前に、圧力フット５０８のチャネル５０９との位置合わせへと移動し得る。パネル２０８に作業が実施されているとき、圧力フット５０８は、所望のクランプ力と位置合わせを提供するために、パネル２０８の作業面２０６（図示せず）と接触したままであり得る。

図示のように、エンドエフェクタ４００は、シャトルテーブル５１０及びコネクタ５１２を含み得る。シャトルテーブル５１０は、ツールの組４０２に構造的支持を提供し得る。シャトルテーブル５１０はまた、ツールの組４０２をトラックシステム５１４に沿って移動し得る。

図示の例で、シャトルテーブル５１０は、トラックシステム５１４を使用して、ツールの組４０２を矢印５１６の方向に前後に移動し得る。シャトルテーブル５１０及びトラックシステム５１４は、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の物理的実装の例であり得る。この実施例で、コネクタ５１２は、ツールの組４０２を様々な設備に接続するように構成されるアンビリカル（ｕｍｂｉｌｉｃａｌ）ケーブルであり得る。

次に図６を参照すると、例示的実施形態による、図４の線６−６の方向の、６脚体３０２の底面図が示される。この実施例において、６脚体３０２は、リニアアクチュエータ６００及びディスクアクチュエータ６０２を含み得る。ディスクアクチュエータ６０２はエンドエフェクタ４００に結合され得る。この実施例で、リニアアクチュエータ６００又はディスクアクチュエータ６０２の運動は、結果としてエンドエフェクタ４００の運動となり得る。

この実施例で、リニアアクチュエータ６００は、ディスクアクチュエータ６０２を６自由度を伴って移動するために、伸長及び後退し得る。具体的には、リニアアクチュエータ６００は、ディスクアクチュエータ６０２をｘ軸６０４、ｙ軸６０５、及びｚ軸６０６において並進させ、ディスクアクチュエータ６０２をｘ軸６０４、ｙ軸６０５、及びｚ軸６０６周囲で回転させるように構成され得る。

この実施例において、ディスクアクチュエータ６０２は、ディスクアクチュエータ６０２の周囲でエンドエフェクタ４００を移動させるために、矢印６０８の方向に回転するように構成され得る。この方式で、６脚体３０２は、エンドエフェクタ４００に追加の運動自由度を提供する。換言すれば、リニアアクチュエータ６００はディスクアクチュエータ６０２と共に、エンドエフェクタ４００に７自由度を提供し得る。リニアアクチュエータ６００、ディスクアクチュエータ６０２、もしくはこれらの両方は、エンドエフェクタ４００を、図２に示すパネル２０８の作業面２０６に対して所望の位置に位置決めするために、個別に又は同時に移動し得る。

次に図７を参照すると、例示的実施形態による、図３の線７−７の方向の、ツール管理システム３０６が示される。この例ではツール管理システム３０６の拡大図が示されるが、ツール管理システム３０６の特徴がよく見て取れるように、図２〜６で示した頭上組み立てシステム２０４の他のコンポーネントは図示しない。

図示の例で、ツール管理システム３０６は幾つかのコンポーネントを含み得る。図示のように、ツール管理システム３０６は、ロボットアーム７００、収納ラック７０２、及びツール７０４を含み得る。

図示のように、ロボットアーム７００はエンドエフェクタ７０６を有し得る。エンドエフェクタ７０６は、ツール７０４を図４に示すエンドエフェクタ４００と交換するために、ツール７０４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７０６は、エンドエフェクタ４００によって実施される作業に応じて、プローブ、ドリルビット、取り外し可能な圧力フット、又は他のツールを、エンドエフェクタ４００と交換し得る。幾つかの場合、ツール管理システム３０６は、交換のためにエンドエフェクタ４００により近づくために、矢印７０７の方向に上下に垂直移動し得る。

この実施例において、収納ラック７０２もツール７０４の一部を保持し得る。ロボットアーム７００は、ツールを収納ラック７０２内に下ろすために、エンドエフェクタ７０６を使用し得る。同様の方式で、ロボットアーム７００は、収納ラック７０２に収納されたツールをピックアップするために、エンドエフェクタ７０６を使用し得る。この方式で、ツール管理システム３０６は、図２に示すパネル２０８に使用するための、様々なツール７０４を供給し得る。

図８〜１６は、例示的な実施形態による、自身を位置決めし、パネル２０８の作業面２０６に作業を実施する、頭上組み立てシステム２０４の図である。具体的には、図８〜１０は、頭上組み立てシステム２０４が、図２に示すように、作業面２０６の上で自身を大まかに位置決めしているときの、製造環境２００のフロア３０３にわたる、頭上組み立てシステム２０４の移動の進行を示す。図１１〜１６は、パネル２０８の作業面２０６に締結具を設置するために、エンドエフェクタ４００を正確に位置決めしている６脚体３０２を示す。

図８を参照すると、頭上組み立てシステム２０４は、製造環境２００内の第１の位置８００から第２の位置８０２へ移動するように構成され得る。第１の位置８００及び第２の位置８０２は、図１のブロック図に示す第１の位置１１７及び第２の位置１２１の実装例であり得る。

図示の例では、頭上組み立てシステム２０４が現在第１の位置８００に位置している。この実施例で、第１の位置８００は収容位置であり得る。例えば、頭上組み立てシステム２０４は、製造環境２００において様々な構造物に作業を実施するために必要となるまで、収納され得る。

他の実施例では、第１の位置８００は、頭上組み立てシステム２０４が製造環境２００内の別の構造物に現在作業を実施している位置、製造環境２００の外側の位置、又はこれらの何らかの組み合わせであり得る。この方式で、頭上組み立てシステム２０４は、製造環境２００内で可動であり再構成可能であり得る。

図示のように、翼アセンブリ２０２が第２の位置８０２に位置する。頭上組み立てシステム２０４は、パネル２０８の作業面２０６に対して自身を大まかに位置決めするために、製造環境２００のフロア３０３にわたって矢印８０４の方向に駆動されるよう、第１の移動システム３０８を使用し得る。

この実施例において、頭上組み立てシステム２０４が、人間の作業員などの人間の作業員、自律型ツールシステムなどの他のツール、及び翼アセンブリ２０２との望ましくない遭遇を回避するよう、頭上組み立てシステム２０４は矢印８０４の方向に駆動され得る。システム制御装置及び計測システム（図示せず）は、そのような望ましくない遭遇を回避するよう、頭上組み立てシステム２０４を案内し得る。別の実施例で、図１のブロック図に示す制御装置１２８は、他の構造物及び人間の作業員に対しても、頭上組み立てシステム２０４の位置を決定し得る。更に別の実施形態で、頭上組み立てシステム２０４は、タグ（ｔｕｇ）又は他のデバイスを使用して、人間の作業員又は機械的システムによって駆動可能である。

図９で、頭上組み立てシステム２０４は、第１の位置８００から第２の位置８０２へ、矢印８０４の方向に移動した。６脚体３０２を伴う頭上支持システム３００が、作業面２０６の上で大まかに位置決めされる。

この実施例においては、頭上支持システム３００をフロア３０３上で一時的に据えるために、メカナムホイール３１８が格納された。この方式で、頭上支持システム３００は、作業面２０６に作業が実施される間、所望の許容誤差を超えて移動しない。ここで６脚体３０２は、作業面２０６上の位置９００で孔（この図では示さず）を穿孔するために、作業面２０６に対して自身を正確に位置決めし得る。

この実施例において、６脚体３０２上のエンドエフェクタ４００は、所望の方式で作業面２０６上の位置９００に到達することができないことがある。結果として、６脚体３０２及びエンドエフェクタ４００は、ガントリ桁３１０の中央を伸びる長手方向軸９０４に沿って、矢印９０２の方向に移動され得る。図５に示す計測システム又はセンサシステム５００のうちの少なくとも１つが、作業面２０６の位置９００に対するエンドエフェクタ４００の配置を決定し得る。

次に図１０を参照すると、６脚体３０２が、位置９００の上で位置決めされるために、矢印９０２の方向に移動した。ここで６脚体３０２は、第２の移動システム４０４を使用して、垂直軸４０６に沿って矢印１０００の方向に移動され得る。この実施例で、ツールの組４０２が作業面２０６により近い状態でエンドエフェクタ４００を位置決めするために、６脚体３０２は、矢印１０００の方向に移動され得る。

図１１を参照すると、６脚体３０２が矢印１０００の方向に移動された。センサシステム５００は、作業面２０６に穿孔される孔のための位置９００を決定するために使用され得る。次いで、６脚体３０２は、エンドエフェクタ４００を、ツールの組４０２が作業面２０６上の位置９００に直角である状態で、正確に位置決めし得る。

この実施例において、リニアアクチュエータ６００の一部は、エンドエフェクタ４００を位置決めするために伸長され得る。更に、ディスクアクチュエータ６０２は、エンドエフェクタ４００を矢印６０８の方向に回転し得る。

エンドエフェクタ４００が位置へと移動されているとき、センサシステム５００は、エンドエフェクタ４００を正確に位置決めするために、その位置を位置９００に対して連続的に測定し得る。例えば、非限定的に、センサシステム５００は、作業面２０６に対してその位置を決定するために、翼アセンブリ２０２上の指標付けフィーチャ（図示せず）を使用し得る。

次に図１２を参照すると、圧力フット５０８が作業面２０６に接触し得る。圧力フット５０８は、ロードセル（図示せず）を使用して、圧力フット５０８と作業面２０６との間の接触力を特定し得る。エンドエフェクタ４００の移動は、この接触に応答して、エンドエフェクタ４００が作業面２０６に対する所望の位置に来るまで、減速され得る。一例として、作業面２０６を翼アセンブリ２０２のサブ構造内のリブ又はスパーにクランプ留めするために、所望の量の接触力が必要とされ得る。

この実施例において、次いで、エンドエフェクタ４００の、作業面２０６上の位置９００に対する所望の位置を確認するために、センサシステム５００が使用され得る。センサシステム５００は、エンドエフェクタ４００及びツールの組４０２が、位置９００において作業面２０６に対して直角に位置決めされていることを確認し得る。この実施例で、ツールの組４０２が区域１２００に示される。ツールの組４０２は、穿孔システム５０２を穿孔のための位置に移動するために、トラックシステム５１４上で矢印５１６の方向に移動され得る。

図１３で、作業面２０６における位置９００で孔１３００を穿孔するために、穿孔システム５０２が使用され得る。具体的には、ドリルビット１３０３を伴うスピンドル１３０２が、送り軸１３０４に沿って矢印１０００の方向に伸長し得る。スピンドル１３０２及び送り軸１３０４はそれぞれ、図１に示す穿孔システム１４０におけるスピンドル１５４及び送り軸１５６の実施例であり得る。

孔１３００の穿孔後、スピンドル１３０２は以前の位置へと上方に後退し得る。次いで、ツールの組４０２は、孔１３００を検査するために、トラックシステム５１４に沿って矢印１３０６の方向に移動され得る。

図１４を参照すると、孔１３００を検査するために、検査システム５０４が矢印１０００の方向に伸長され得る。この実施例において、孔プローブ１４００が、孔１３００の径を測定するために使用され得る。孔プローブ１４００は、図１のブロック図で示した孔プローブ１６０の実装例であり得る。

孔１３００の検査後、孔プローブ１４００は以前の位置へと上方に後退する。次いで、締結具（この図では示さず）が孔１３００に設置され得る。エンドエフェクタ４００及びツールの組４０２は、締結具設置機５０６を孔１３００に対して位置決めするために、移動し得る。

図１５で、締結具設置機５０６は、締結具１５００を孔１３００内へ挿入し得る。締結具設置機５０６は、トラックシステム５１４を使用して横方向に移動し、次いで、締結具１５００を孔１３００内に挿入するために、矢印１０００の方向に垂直に伸長し得る。

ここで図１６を参照すると、締結具設置機５０６が、締結具１５００を孔１３００内に設置した。ここでエンドエフェクタ４００は、穿孔のための次の位置に対して再位置決めされ得る。エンドエフェクタ４００の移動は、上述の方式で起こり得る。エンドエフェクタ４００を望ましく位置決めするために、第１の移動システム３０８、第２の移動システム４０４、又は６脚体３０２のうちの少なくとも１つが使用され得る。

この実施例で、頭上組み立てシステム２０４は、パネル２０８における締結具の「一歩進んだ（ｏｎｅ−ｕｐ）アセンブリ」を提供するように構成され得る。この実施例で、「一歩進んだ」アセンブリとは、穿孔し、締結具の設置のために再組み立ての前に、部品の洗浄及び／又はデバリングのために解体する必要なく、穿孔及び結合部の締結を行うプロセスを意味し得る。この一歩進んだアセンブリにより、パネル２０８に締結具を設置する速度が上がり、翼の組み立て速度も上がり得る。

他の実施例では、頭上組み立てシステム２０４が締結具１５００を設置しないことがある。代わって、頭上組み立てシステム２０４は、作業面２０６に穿孔し、これらの孔を検査するが、締結具の設置は行わない。頭上組み立てシステム２０４、人間の作業員、又は何らかの他のタイプのデバイスは、その後、孔に締結具を設置し得る。

更に別の実施例では、頭上組み立てシステム２０４が、一歩進んだアセンブリではない状況で使用され得る。例えば、頭上組み立てシステム２０４が孔１３００を穿孔し、パネル２０８から離れるように移動される前に、孔１３００の径を検査し得る。次いで、パネル２０８が下降され、洗浄され、デバリングされ、再設置され得る。次いで、頭上組み立てシステム２０４が、締結具の挿入作業のために所定位置に戻され得る。

図８〜１６は、パネル２０８を保持している固定された支持体を示すが、図１７は、パネル２０８を保持している駆動可能な支持体を示す。頭上組み立てシステム２０４は、パネル２０８に作業を実施するために、どちらのタイプの支持体にも使用され得る。

ここで図１７を参照すると、例示的な実施形態による、２つの頭上組み立てシステムを伴う製造環境２００が示されている。図示の例では、頭上組み立てシステム１７００が頭上組み立てシステム２０４の近傍に位置決めされた。

頭上組み立てシステム１７００は、図１のブロック図で示した頭上組み立てシステム１０２の物理的実装の別の例であり得る。一実施例で、頭上組み立てシステム１７００及び頭上組み立てシステム２０４は、作業面２０６に同時に作業を実施し得る。

この図で示すように、頭上組み立てシステム１７００は、図３〜７を参照して図示し先述した頭上組み立てシステム２０４と同様のコンポーネントを有し得る。具体的には、頭上組み立てシステム１７００は、ガントリ桁１７０１を備える頭上支持システム１７０２、垂直支持構造１７０３、垂直支持構造１７０５、６脚体１７０４、制御装置１７０６、ツール管理システム１７０８、第１の移動システム１７１０、及び頭上トラックシステム１７１１を含み得る。頭上支持システム１７０２、ガントリ桁１７０１、垂直支持構造１７０３、垂直支持構造１７０５、６脚体１７０４、制御装置１７０６、ツール管理システム１７０８、及び第１の移動システム１７１０はそれぞれ、図１のブロック図に示す、頭上支持システム１１８、６脚体１４１、制御装置１２８、ツール管理システム１２６、及び第１の移動システム１１９の物理的実装の例であり得る。

図示の例では、６脚体１７０４は、作業面２０６に作業を実施するためのエンドエフェクタ１７１２を含み得る。エンドエフェクタ１７１２は、図１のエンドエフェクタ１２０の別の実装例である。

図１０〜１５に示すプロセスと同様、エンドエフェクタ４００に対して、エンドエフェクタ１７１２が、作業面２０６上の位置１７１４に対して正確に位置決めされる。エンドエフェクタ４００及びエンドエフェクタ１７１２の両方が、穿孔、締結具の設置、これら締結具の検査、及び作業面２０６へのその他の作業の実施のために、同時に作用し得る。

図１８は、パネル２０８の作業面２０６に協調して作業している、頭上組み立てシステム２０４及び頭上組み立てシステム１７００の上面図を示す。この図は、図１７の線８−８の方向で示される。

図示のように、頭上組み立てシステム２０４は作業域１８００を有し、頭上組み立てシステム１７００は作業域１８０２を有し得る。「作業域」は、各エンドエフェクタの、自身に対応する頭上支持システムが所定位置に据えられているときの到達範囲を表し得る。他の実施例では、作業域が、作業範囲又は作業体積とも称され得る。

図示の例で、作業域１８００と作業域１８０２は重複しない。この方式で、エンドエフェクタ４００とエンドエフェクタ１７１２との間の望ましくない遭遇が低減又は除去され得る。

更に、この図で示すように、各エンドエフェクタは、作業面２０６の大部分にアクセスを有する。具体的には、各エンドエフェクタは、パネル２０８に作業を実施するために、各々の作業域を素早く動き回る。

図１９〜２４は、例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムの代替的な実施形態を示す。図１９〜２４に示す実施形態の各々は、図１７〜１８に示す頭上組み立てシステム２０４及び頭上組み立てシステム１７００に加えて又は代えて使用され得る。

図１９を参照すると、頭上組み立てシステム１９００は、移動システム１９０２、エンドエフェクタ１９０６を備える６脚体１９０４、エンドエフェクタ１９１０を備える６脚体１９０８、及び分割された桁１９１４の頭上トラックシステム１９１２を含み得る。頭上組み立てシステム１９００は頭上組み立てシステム１０２の一実施例であり、６脚体１９０４及び６脚体１９０８は、図１の６脚体１４１の実施例であり得る。エンドエフェクタ１９０６及びエンドエフェクタ１９１０はエンドエフェクタ１２０の実施例であり、分割された桁１９１４の頭上トラックシステム１９１２は、図１の頭上トラックシステム１７６及びガントリ桁１２５の実施例であり得る。移動システム１９０２は、図１の第１の移動システム１１９の一実施例であり得る。

図示のように、移動システム１９０２は、キャスタ１９１５を含み得る。この場合、キャスタ１９１５は格納可能でない。

図示のように、６脚体１９０４及び６脚体１９０８は、頭上トラックシステム１９１２に沿って矢印１９１６の方向に移動する。この実施例において、頭上トラックシステム１９１２は、分割された桁１９１４の下方部分に配置される。６脚体１９０４及び６脚体１９０８は、作業面（図示せず）に到達するために、必要に応じて矢印１９１８の方向に垂直移動もし得る

６脚体やエンドエフェクタ間の望ましくない遭遇を回避するために、制御装置（図示せず）を使用した協調制御が実施され得る。２つの６脚体と２つのエンドエフェクタを有する頭上組み立てシステム１９００により、締結具が作業面に高速で設置され得る。

次に図２０を参照すると、例示的実施形態による、図１９の線２０−２０の方向の、頭上組み立てシステム１９００の前面図が示される。図示の例では、頭上組み立てシステム１９００が構造物２０００の上に位置決めされた。構造物２０００は、図１のブロック図で示した構造物１０６の物理的実装の一例であり得る。

頭上組み立てシステム１９００が、キャスタ１９１５を使用して構造物２０００の上に大まかに位置決めされると、頭上組み立てシステム１９００を一時的に所定位置に据えるために、フロアロック２００２が使用され得る。例えば、フロアロック２００２は、構造物２０００に作業が実施される間、キャスタ１９１５が動くことを防止し得る。エンドエフェクタ１９０６又はエンドエフェクタ１９１０のうちの少なくとも１つを使用して、頭上組み立てシステム１９００は、構造物２０００の作業面２００４に様々な作業を実施し得る。

図２１で、頭上組み立てシステム２１００は、エンドエフェクタ２１０４を備える６脚体２１０２、エンドエフェクタ２１０８を備える６脚体２１０６、及び桁２１１２上の頭上トラックシステム２１１０を含み得る。頭上組み立てシステム２１００は頭上組み立てシステム１０２の一実施例であり、６脚体２１０２及び６脚体２１０６は、図１の６脚体１４１の実施例であり得る。エンドエフェクタ２１０４及びエンドエフェクタ２１０８はエンドエフェクタ１２０の実施例であり、桁２１１２上の頭上トラックシステム２１１０は、図１の頭上トラックシステム１７６及びガントリ桁１２５の実施例であり得る。

図示のように、頭上組み立てシステム２１１０が桁２１１２の上に位置決めされ得る。頭上トラックシステム２１１０は、桁２１１２の対向する側に位置する、トラック２１１１及びトラック２１１３を含み得る。この方式で、６脚体２１０２及び６脚体２１０６の両方は、桁２１１２の全長２１１４に沿って、矢印２１１６の方向に前後に移動し得る。６脚体２１０２及び６脚体２１０６は、頭上トラックシステム２１１０上で互いに衝突することなく、桁２１１２の全長２１１４に沿って同時に移動し得る。６脚体２１０２及び６脚体２１０６の両方はまた、作業面の方に、矢印２１１８の方向に垂直移動し得る。エンドエフェクタ２１０４とエンドエフェクタ２１０８との間の、各々の作業域における望ましくない遭遇を回避するために、制御装置（図示せず）を使用した協調制御が使用され得る。

図２２を参照すると、例示的な実施形態による頭上組み立てシステムが示される。図示の例では、構造物２２０２及び構造物２２０４を実質的に同時に組み立てるために、頭上組み立てシステム２２００が使用される。この実施例で、構造物２２０２及び構造物２２０４の各々は、翼アセンブリの形態をとり得る。

図示のように、中央プラットフォーム２２０６が、構造物２２０２と構造物２２０４との間に位置決めされ、両構造物の一部を保持し得る。頭上支持システム２２０８、頭上支持システム２２１０、頭上支持システム２２１２、及び頭上支持システム２２１４は、何らかの方式で中央プラットフォーム２２０６に結合され得る。幾つかの場合、これらの頭上支持システムの各々は、図１のブロック図に示す頭上支持システム１１８の実施例であり得る。

この実施例で、頭上支持システム２２０８、頭上支持システム２２１０、頭上支持システム２２１２、及び頭上支持システム２２１４は、可動であり、少なくとも１つの６脚体を担持する。これらシステムの各々は、構造物２２０２又は構造物２２０４のいずれかに様々な組み立て作業を実施するために、同時に作業し得る。

作業が完了すると、頭上支持システムの各々が個別に移動され得る。他の実施例では、頭上組み立てシステム２２００全体が共に移動され得る。この方式で、中央プラットフォーム２２０６、頭上支持システム２２０８、頭上支持システム２２１０、頭上支持システム２２１２、及び頭上支持システム２２１４は、１つの位置から別の位置へ、同時に移動され得る。

図２３は、図２２の線２３−２３の方向の、頭上組み立てシステム２２００を示す。システム制御装置（図示せず）の協調制御下で、構造物２２０２及び構造物２２０４に作業を実施している、頭上組み立てシステム２２００内のコンポーネントが示される。個々の制御装置はそれぞれ、頭上支持システムに関連づけられ、望ましく動作するために、頭上組み立てシステム２２００における他の制御装置と通信し得る。

図２４を参照すると、例示的な実施形態による、頭上組み立てシステムが示される。図示の例では、頭上組み立てシステム２４００が構造物２４０２の上に位置決めされ得る。頭上組み立てシステム２４００は、移動システム２４０４、頭上支持システム２４０６、及びエンドエフェクタ２４１０を備える６脚体２４０８を含み得る。頭上組み立てシステム２４００、移動システム２４０４、頭上支持システム２４０６、６脚体２４０８、及びエンドエフェクタ２４１０は、図１のブロック図に示す、頭上組み立てシステム１０２、第１の移動システム１１９、頭上支持システム１１８、６脚体１４１、及びエンドエフェクタ１２０の実装例であり得る。

この実施例において、頭上支持システム２４０６は、図２の製造環境２１０の天井２４１２に取付けられ得る。天井２４１２は、図１に示す天井１０９の一例であり得る。特定の実施形態に応じて、位置６脚体２４０８を構造物２４０２の上方に大まかに望ましく位置決めするために、頭上支持システム２４０６は、移動システム２４０４を使用して、６脚体２４０８を天井２４１２に対して種々の位置に運搬し得る。上述のように、６脚体２４０８、エンドエフェクタ２４１０、又はこれらの両方の、正確な位置決めが完遂される。

図２〜２４の様々な頭上組み立てシステムの図は、例示的な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。図示したコンポーネントに加えて又は代えて、他のコンポーネントを使用できる。幾つかの構成要素は任意選択であり得る。

図２〜２４に示す種々のコンポーネントは、図１のブロック図の形態で示すコンポーネント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２〜２１に示されるコンポーネントの幾つかを、図１のコンポーネントと組み合わせるか、図１のコンポーネントに使用するか、又はそれら２つの場合を組み合わせることができる。

例えば、非限定的に、例示的な実施形態が、翼アセンブリ２０２を保持する様々な構成の構造物と共に使用され得る。図８〜１０に示すように、頭上組み立てシステム２０４は、上方からのアクセスが存在する、非可動式又は半可動式固定具と共に使用され得る。代替的に、図１７に示すように、例えば、頭上組み立てシステム２０４が、翼アセンブリ２０２を保持するように構成される駆動可能な支持体の上方に配置され得る。これらの駆動可能な支持体は、無人搬送車の形態をとり得る。この方式で、頭上組み立てシステム２０４は、製造環境２００内で融通の利くものであり得る。

次に図２５を参照すると、例示的な実施形態による、図１の作業を実施するために、構造物１０６に対して頭上組み立てシステム１０２を位置決めするプロセスのフロー図が示される。具体的には、図２５に示すプロセスが、締結具１０４をパネル１１２の作業面１１６に設置するために実施され得る。種々の作業の制御は、頭上組み立てシステム１０２における制御装置１２８によって実施され得る。

プロセスは、運動プラットフォーム１２２を担持している頭上支持システム１１８を、第１の移動システム１１９を使用して、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へ移動することによって開始され得る（作業２５００）。次に、プロセスは、運動プラットフォーム１２２を構造物１０６の作業面１１６の上方に大まかに位置決めし得る（作業２５０２）。

その後、プロセスは、エンドエフェクタ１２０を作業面１１６上の位置１３５に対して正確に位置決めする（作業２４０４）。次いで、プロセスは、エンドエフェクタ１２０上のツールの組１３２を使用して、位置１３５における作業面１１６に作業１１１を実施し（作業２５０６）し、その後プロセスは終了する。

次に図２６を参照すると、例示的な実施形態による、図１の作業を実施するために頭上組み立てシステム１０２を位置決めするプロセスのフロー図がより詳細に示される。この図で示すプロセスは、頭上支持システム１１８が第２の位置１２１に到達した後に実施され得る。

プロセスは、頭上トラックシステム１７６を使用して、運動プラットフォーム１２２を、作業面１１６の上方で頭上支持システム１１８の長手方向軸１７８に沿って移動することによって開始され得る（作業２６００）。次に、プロセスは、第２の移動システム１２４を使用して、運動プラットフォーム１２２を、垂直軸１３６に沿って作業面１１６の方向に移動し得る（作業２６０２）。

プロセスは、運動プラットフォーム１２２を使用して、エンドエフェクタ１２０を、パネル１１２の位置１３５における作業面１１６に対して直角に位置決めし得る（作業２６０４）。作業２６０４で、センサシステム１３８がエンドエフェクタ１２０の位置を特定し、その位置を、エンドエフェクタ１２０の所望の位置と比較し得る。次いで、エンドエフェクタ１２０は、運動プラットフォーム１２２のコンポーネントの組み合わせを使用して、移動され得る。

次に、プロセスは、位置１３５におけるパネル１１２の作業面１１６に接触させるために、エンドエフェクタ１２０を、垂直軸１３６に沿って移動し得る（作業２６０６）。プロセスは、エンドエフェクタ１２０上の圧力フット１５１とパネル１１２の作業面１１６との間の接触力１５３を特定する（作業２６０８）。

この実施例において、接触力１５３は、ロードセル又は他の荷重センサデバイスを使用して特定され得る。接触力１５３は、エンドエフェクタ１２０と作業面１１６との望ましくない遭遇を低減するため、所望の接触力１５３が達成されたかどうかを決定するため、又はこれらの両方のために、特定され得る。

所望の接触力１５３が達成されたかどうかに関する決定がなされ得る（作業２６１０）。所望の接触力１５３は、パネル１１２とそのサブ構造にクランプ力を提供する。幾つかの場合、クランプ力は不要である。制御装置１２８は、ロードセルによって特定された接触力１５３を、既定の接触力と比較し得る。

所望の接触力１５３が達成された場合、プロセスは、締結具１０４を設置し（作業２６１２）、その後プロセスは終了する。そうでない場合、作業面１１６とエンドエフェクタ１２０との間で所望の接触力１５３が達成されなかった場合、プロセスは上述の作業２６０８に戻る。

次に図２７を参照すると、例示的な実施形態による、図１に示すパネル１１２の作業面１１６に締結具１０４を設置するプロセスのフロー図が示される。この図に示すプロセスは、エンドエフェクタ１２０が作業面１１６上の位置１３５に対して正確に位置決めされた後、エンドエフェクタ１２０上のツールの組１３２によって実施され得る。

プロセスは、ツールの組１３２における穿孔システム１４０を使用して、パネル１１２の作業面１１６に孔１３４を穿孔することによって開始され得る（作業２７００）。その後、プロセスは、ツールの組１３２における検査システム１４２を使用して、孔１３４の深さ１５５又は径１５８のうちの少なくとも１つを検査し得る（作業２７０２）。例えば、孔１３４を検査するために、孔プローブ１６０が孔１３４内に挿入され得る。

次いで、プロセスは、ツールの組１３２における締結具設置機１４４を使用して、締結具１０４を孔１３４内に挿入し得る（作業２７０４）。作業２７０４で、締結具管理システム１２７は、封止剤１６４を締結具１０４に塗布すること、及び、締結具設置機１４４に挿入のための締結具１０４を供給することによって、締結具設置機１４４を支援し得る。プロセスは、締結具１０４を検査し（作業２７０６）、その後プロセスは終了する。

この実施例において、ツールの組１３２がこれらの作業を実施しているとき、ツールの組１３２は、各ツールを孔１３４に対して位置決めするために、エンドエフェクタ１２０上のシャトルテーブル１４６におけるトラックシステム１４７に沿って移動され得る。追加の調整が必要な場合、第２の移動システム１２４及び運動プラットフォーム１２２のうちの少なくとも１つが使用され得る。更に、ツール管理システム１２６は、必要に応じて、ツールの組１３２におけるツールを交換し得る。

図示した種々の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装の構造、機能、及び動作を示している。これに関し、フロー図やブロック図の各ブロックは、作業やステップの、モジュール、セグメント、機能、もしくは部分又は組み合わせのうちの少なくとも１つを表し得る。

例示的な実施形態の幾つかの代替的実装では、ブロックに記載された一又は複数の機能が、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２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得る。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得る。

本発明の例示の実施形態は、図２８の航空機の製造及び保守方法２８００と図２９の航空機２９００に関連して記載されている。まず図２８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を示す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２８００は、図２９の航空機２９００の仕様及び設計２８０２、並びに材料の調達２８０４を含む。

製造段階では、図２９の航空機２９００のコンポーネント及びサブアセンブリの製造２８０６、並びにシステムインテグレーション２８０８が行われる。その後、図２９の航空機２９００は認可及び納品２８１０を経て運航２８１２に供される。顧客による運航２８１２中、図２９の航空機２９００は、定期的な整備及び点検２８１４（改造、再構成、改修、及びその他の整備又は点検を含み得る）がスケジューリングされる。

航空機の製造及び保守方法２８００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、又はこれらの組み合わせによって、実施又は実行され得る。これらの実施例で、オペレータは顧客であってもよい。本明細書の目的で、システムインテグレータは、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（これらに限定せず）、第三者は、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み得（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り得る。

ここで図２９を参照すると、例示的な実施形態が実装され得る航空機のブロック図が示される。この実施例では、航空機２９００は、図２８の航空機の製造及び保守方法２８００によって製造され、複数のシステム２９０４及び内装２９０６を有する機体２９０２を含むことができる。システム２９０４の例には、推進システム２９０８、電気システム２９１０、油圧システム２９１２、及び環境システム２９１４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。

本明細書で実施される装置及び方法は、図２８の航空機の製造及び保守方法２８００のうちの少なくとも１つの段階で用いられ得る。具体的には、図１の頭上組み立てシステム１０２が、航空機の製造及び保守方法２９００の様々な段階で使用され得る。例えば、非限定的に、機体２９０２における孔の位置が、仕様及び設計２８０２中に決定され得る。更に、頭上組み立てシステム１０２は、コンポーネント及びサブアセンブリの製造２８０６、システムインテグレーション２８０８、又はこれらの両方の間に、航空機２９００の機体２９０２に締結具１０４を設置するために使用され得る。別の実施例で、頭上組み立てシステム１０２は、定期的な整備及び保守２８１４、又は、航空機の製造及び保守方法２８００の何らかの他の段階中に、機体２９０２に穿孔作業及び検査作業を実施するために使用され得る。

例示的な一実施例では、図２８のコンポーネント及びサブアセンブリの製造２８０６で製造される、コンポーネント又はサブアセンブリは、図２８で航空機２９００の運航２８１２中に製造されるコンポーネント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。更に別の実施例では、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２８の構成要素及びサブアセンブリの製造２８０６並びにシステムインテグレーション２８０８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２９００が図２８における運航２８１２、整備及び保守２８１４の間、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。幾つかの種々の例示的な実施形態の利用により、航空機２９００の組み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。

したがって、例示的な実施形態は、構造物１０６の作業面１１６に作業１１１を実施するための方法及び装置を提供し得る。作業１１１は、頭上組み立てシステム１０２を使用して、構造物１０６の上方から実施され得る。頭上組み立てシステム１０２は、運動プラットフォーム１２２及び頭上支持システム１１８を備え得る。運動プラットフォーム１２２は、作業面１１６に作業１１１を実施するために、構造物１０６の作業面１１６の上方に位置決めされるように構成され得る。頭上支持システム１１８は、運動プラットフォーム１２２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へ運搬するように構成され得る。

頭上組み立てシステム１０２の使用により、人間の作業員による手動穿孔の必要がなく、作業は作業面１１６の上方から実施され得る。例示的な実施形態は、人間が介在せずに製造環境１００全体をナビゲート可能な、自律型、自己動力型システムを提供する。システム制御装置１６６の協調制御下で、頭上組み立てシステム１０２は、位置から位置へと移動し、様々なタイプの航空機構造の製造に使用できる、柔軟な穿孔及び締結システムを提供し得る。

人間の作業員と協働で使用する場合でも、頭上組み立てシステム１０２は、人間の作業員によって実施される組み立て作業の数を減少させ得る。例えば、頭上組み立てシステム１０２が、パネル１１２における手動穿孔された孔を、締結具設置機１４４を使用して締結具を設置するためのガイドとして使用し得る。別の実施例では、頭上組み立てシステム１０２が、穿孔システム１４０と検査システム１４２とを使用して孔を穿孔及び検査し、人間の作業員が締結具を設置し得る。

この方式で、作業面１１６への作業の実施が、現行の幾つかのシステムよりも効率的且つ短い時間でなされ得る。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が削減され得る。

例示的な実施形態は、位置合わせと位置決めの正確性を備えた、アセンブリシステムも提供する。運動プラットフォーム１２２を担持する頭上支持システム１１８が、作業面１１６の上方に大まかに位置決めされ得る。作業面１１６の上方に来ると、運動プラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０を作業面１１６上の位置１３５に対して正確に位置する。運動プラットフォーム１２２及びエンドエフェクタ１２０のフレキシブルな設計により、エンドエフェクタ１２０は、ツールの組１３２を作業面１１６に対して直角に位置決めするために、７自由度を伴って移動する。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得る。結果として、作業面１１６に対する正常性が達成され、作業面１１６に穿孔される孔の一貫性と位置合わせが強化される。

頭上支持システム１１８、運動プラットフォーム１２２、及びエンドエフェクタ１２０の様々な構成により、幾つかの現行のシステムにおいてよりも１つのアセンブリが大きい体積をカバーするように、各アセンブリシステムのための作業範囲が拡大する。エンドエフェクタ１２０は、頭上トラックシステム１７６、第２の移動システム１２４、及び運動プラットフォーム１２２を使用して、素早く再位置決めされ得る。構造物１０６の組み立て速度を更に上げるために、複数のエンドエフェクタが、単一の頭上支持によって担持され得る。結果的に、大幅なコスト節減が実現し得る。

更に、センサシステム１３８、検査システム１４２、又はこれらの両方が、頭上組み立てシステム１０２のパフォーマンスを評価するために使用され得る。例えば、非限定的に、センサシステム１３８が、パネル１１２に設置された締結具１０４の平坦度を測定し得る。より正確に締結具を設置するために、この情報に基づき、後続する設置作業が修正され得る。別の例として、検査システム１４２は、パネル１１２に穿孔される孔どうしの一貫性を保証するために使用され得る。更に、頭上組み立てシステム１０２によって実施される作業のすべてが、構造物１０６に著しい重量をかけずに完遂される。結果として、構造物１０６を望ましく組み立てるための再加工の必要性が減り、これにより航空機１１０の製造時間が更に削減される。

この方式で、ツールを表面上に位置決めする方法が提供される。ツールを、第１の移動システムを使用して、構造物上の選択された領域内に大まかに位置決めするために、ツールは表面に対して移動される。第２の移動システムを使用して、構造物上の選択された領域内の選択された位置に正確に位置決めするために、ツールは、少なくとも１度の自由度を伴って、表面に対して移動される。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が、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され得る。

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。更に、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利点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、及び他の当業者に対し、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促すために選択及び記述されている。

したがって、要約すると、本発明の第１の態様により下記が提供される。

Ａ１．
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。

Ａ２．
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。

Ａ３．
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。

Ａ４．
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。

Ａ５．
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。

Ａ６．
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。

Ａ７．
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。

Ａ８．
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。

Ａ９．
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。

Ａ１０．
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。

Ａ１１．
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。

Ａ１２．
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。

Ａ１３．
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。

Ａ１４．
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。

Ａ１５．
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。

Ａ１６．
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。

Ａ１７．
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。

Ａ１８．
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。

Ａ１９．
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。

Ａ２０．
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。

Ａ２１．
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。

Ａ２２．
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。

Ａ２３．
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。

Ａ２４．
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。

Ａ２５．
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。

Ａ２６．
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。

Ａ２７．
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。

Ａ２８．
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。

Ａ２９．
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。

Ａ３０．
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。

Ａ３１．
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。

Ａ３２．
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。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｂ１．
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。

Ｂ２．
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。

Ｂ３．
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。

Ｂ４．
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。

Ｂ５．
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。

Ｂ６．
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。

Ｂ７．
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。

Ｂ８．
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。

Ｂ９．
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。

Ｂ１０．
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。

Ｂ１１．
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。

Ｂ１２．
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。

Ｂ１３．
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。

Ｂ１４．
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。

Ｂ１５．
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。

Ｂ１６．
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。

Ｂ１７．
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。

Ｂ１８．
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。

Ｂ１９．
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。

Ｂ２０．
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。

Ｂ２１．
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。

Ｂ２２．
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。

Ｂ２３．
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。

Ｂ２４．
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。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｃ１．
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。

Ｃ２．
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。

Ｃ３．
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。

Ｃ４．
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。

Ｃ５．
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。

Ｃ６．
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。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｄ１．
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。

Ｄ２．
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。

Ｄ３．
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。

Ｄ４．
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。

Ｄ５．
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。

Ｄ６．
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。

Ｄ７．
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。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｅ１．
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。

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。

本発明のさらなる態様によれば、下記が提供される。

Ｆ１．
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。

２００ 製造環境
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)

1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 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。
5. 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。
6. 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。
7. 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。
8. 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。
9. 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。
10. （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。
11. 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。
12. 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。
13. 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。
14. 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。