KR102159411B1 - 제조 환경에서 구조물을 움직이기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

제조 환경에서 구조물을 움직이기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

제조 환경에서 구조물을 움직이도록 구성된 모바일 픽스쳐는 표면 상에서 움직이도록 구성된 모터구비 베이스 및 모터구비 베이스에 연결된 지지 시스템을 포함할 수 있고, 지지 시스템은 구조물을 지지하도록 구성되고, 지지 시스템은 X-축, Y-축, 및 Z-축 중의 적어도 하나를 따라서 구조물을 배치하도록 구성되고, 지지 시스템은 Z-축에 대해서 구조물을 배치하도록 구성되고, 지지 시스템은 X-축 및 Y-축 중의 적어도 하나에 대해서 구조물의 자유로운 회전을 제공하도록 구성된다.

Description

제조 환경에서 구조물을 움직이기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR MOVING A STRUCTURE IN A MANUFACTURING ENVIRONMENT}
본 발명은 제조 환경에서 구조물을 움직이기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
현재 이용가능한 조립 라인들에 있어서, 항공기와 같은 구조물들을 제조하기 위해서 이용되는 구성요소들의 운반은 원하던 것보다 더 어려울 수 있다. 예를 들어, 항공기에 대한 날개는 웨지 형상(wedge shape)을 가질 수 있다. 다시 말해, 날개는 날개의 인보드 단부(inboard end)에서 넓고 날개의 아웃보드 단부(outboard end)에서 좁을 수 있다. 이러한 타입의 형상은 날개의 제조를 더욱 어렵게 하고 원하던 것 보다 더 많은 시간이 걸리게(time-consuming) 할 수 있다.
날개뿐 아니라 다른 타입의 구조물들을 제조하기 위한 몇몇 현재 이용가능한 방법들은 고정된 조립 시스템(fixed assembly system) 또는 지그(jig)를 이용할 수 있다. 고정된 조립 시스템은 조립 라인을 따라 상이한 포지션(position)들 또는 스테이션(station)들에서 날개 박스(wing box) 및/또는 날개를 위한 다른 부품들을 지지하기 위해서 다수의 정지된 지지 픽스쳐(stationary support fixture)들을 이용할 수 있고, 날개 박스 및/또는 날개를 위한 다른 부품들을 조립 라인을 따라 상이한 스테이션들로 운반하기 위해서 별도의 운반 시스템(transportation system)을 이용할 수 있다.
게다가, 제조 동안 날개의 위치 및/또는 지향이 조립 라인을 따라 임의의 스테이션들에서 및/또는 임의의 스테이션들 사이에서 선택된 허용한도(selected tolerance)들을 넘어서 움직인다면 날개의 성능이 저하될 수 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 운반되는 동안 및/또는 제조 동안 선택된 허용한도 내에서 원하는 지향으로 날개가 지지되지 않는 경우에, 날개에서의 부품들의 호환성(interchangeability)이 감소될 수 있다.
따라서, 통상의 기술자는 제조 환경에서 항공기 날개와 같은 구조물들을 움직이는 것을 지향하는 연구 개발 노력을 계속한다.
본 발명은 제조 환경에서 구조물을 움직이기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
하나의 실시예에서, 본 발명의 모바일 픽스쳐는 표면 상에서 움직이도록 구성된 모바일 베이스(mobile base) 및 베이스에 연결된 커넥터 시스템을 포함할 수 있고, 커넥터 시스템은 구조물을 지지하도록 구성되고, 커넥터 시스템은 X-축 및 Y-축에 대해서(about) 베이스에 관하여(relative) 구조물의 자유로운 움직임을 제공하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 본 발명의 모바일 픽스쳐는 표면 상에서 움직이도록 구성된 모터구비 베이스 및 베이스에 연결된 지지 시스템을 포함할 수 있고, 지지 시스템은 구조물을 지지하도록 구성되고, 지지 시스템은 X-축, Y-축, 및 Z-축 중의 적어도 하나를 따라서(along) 원하는 지향으로 구조물을 배치하도록 구성되고, 지지 시스템은 Z-축에 대해서 원하는 지향으로 구조물을 배치하도록 구성되고, 지지 시스템은 X-축 및 Y-축 중의 적어도 하나에 대해서 구조물의 자유로운 회전을 제공하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 본 발명은 또한 구조물을 제조하기 위한 방법이고, 본 방법은: (1) 복수의 모바일 픽스쳐들의 각각의 모바일 픽스쳐가 상기 구조물의 원하는 지향을 제어하도록 구성된 복수의 모바일 픽스쳐들 상에서 구조물을 지지하는 단계; (2) 표면을 따라서 상기 복수의 모바일 픽스쳐들을 움직이는 단계; (3) 상기 복수의 모바일 픽스쳐들의 인접한 모바일 픽스쳐들 간의 평행성의 미스매치로 인하여 상기 구조물 상의 유발 스트레스들을 완화하기 위하여 상기 구조물의 지향을 조정하는 단계; 및 (4) 상기 구조물 상에서 오퍼레이션을 수행하는 단계;를 포함할 수 있다.
제조 환경에서 구조물을 움직이기 위한 본 발명의 장치 및 방법의 다른 실시예들은 이하의 상세한 설명, 첨부도면들, 및 첨부된 청구항들로부터 분명히 보이게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 캐리어 시스템의 실시예의 투시도이고;
도 2는 본 발명의 제조 환경의 실시예의 블록도이고;
도 3은 도 1의 캐리어 시스템의 일부분의 투시도이고;
도 4는 도 1의 캐리어 시스템의 측면도이고;
도 5는 본 발명의 복수의 모바일 픽스쳐들의 실시예의 개략도이고;
도 6은 본 발명의 모바일 픽스쳐의 실시예의 투시도이고;
도 7은 본 발명의 모바일 픽스쳐의 다른 실시예의 투시도이고;
도 8은 본 발명의 커넥터 시스템의 실시예의 측면도이고;
도 9는 본 발명의 커넥터의 실시예의 측면도이고;
도 10은 도 9의 커넥터의 상면도이고;
도 11은 도 8의 커넥터 시스템의 분해 투시도이고;
도 12는 본 발명의 캐리어 시스템의 다른 실시예의 투시도이고;
도 13은 구조물을 제조하기 위한 본 발명의 방법의 실시예를 도시하는 흐름도이고;
도 14는 항공기 제조 및 서비스 방법의 실시예의 흐름도이고;
도 15는 항공기의 실시예의 블록도이다.
이하의 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시예들을 도시하는 첨부도면들을 참조한다. 상이한 구조들 및 동작들을 갖는 다른 실시예들이 본 발명의 범위로부터 벗어나는 것은 아니다. 동일한 참조번호는 상이한 도면들에서 동일한 엘리먼트(element) 또는 구성요소(component)를 지칭할 수 있다.
도면들을 더욱 구체적으로 참조하여, 본 발명의 실시예들은 도 14에서 도시된 바와 같은 구성요소, 구조물, 부품, 또는 기계 제조 및 서비스 방법과 도 15에서 도시된 바와 같은 구성요소, 구조물, 부품, 또는 기계의 맥락에서 설명될 수 있다.
도 14를 참조하면, 일반적으로 참조번호 100으로 지정되는 항공기 제조 및 서비스의 실시예가 도시된다. 생산 전(pre-production) 동안, 예시적인 방법(100)은 항공기(200)의 사양 및 설계(specification and design)(102)와 재료 조달(104)을 포함할 수 있다. 생산(production) 동안, 항공기(200)의 구성요소 및 서브어셈블리 제조(component and subassembly manufacturing)(106)와 시스템 통합(system integration)(108)이 일어난다. 이후에, 항공기(200)는 운행 중(in service)(112)에 놓이기 위하여 인증 및 납품(certification and delivery)(110)을 거칠 수 있다. 고객에 의해 운행 중에 있는 동안, 항공기(200)는 일상적인 유지보수 및 서비스(maintenance and service)(114)에 대한 스케줄이 잡힌다(이것은 또한 변형(modification), 재구성(reconfiguration), 재단장(refurbishment) 등을 포함할 수 있다).
방법(100)의 프로세스들 각각은 시스템 통합자(integrator), 써드 파티(third party), 및/또는 오퍼레이터(operator)(예컨대, 고객)에 의해서 실시되거나 수행될 수 있다. 이 설명의 목적을 위해서, 시스템 통합자는 제한 없이 임의의 수의 항공기 제조자들 및 메이저-시스템(major-system) 하청업자들을 포함할 수 있고; 써드 파티는 제한 없이 임의의 다수의 판매자(vendor)들, 하청업자(subcontractor)들, 및 공급자(supplier)들을 포함할 수 있고; 오퍼레이터는 항공사(airline), 리스회사(leasing company), 군사 단체(military entity), 서비스 기구(service organization) 등일 수 있다.
도 15를 참조하면, 예시적인 방법(100)(도 14)에 의해서 생산되는 항공기(200)는 복수의 시스템들(204)을 갖는 기체(airframe)(202) 및 내부(interior)(206)를 포함할 수 있다. 하이-레벨(high-level) 시스템들(204)의 예들은 추진 시스템(propulsion system)(208), 전기 시스템(electrical system)(210), 유압 시스템(hydraulic system)(212), 및 환경 시스템(environmental system)(214) 중의 하나 이상을 포함한다. 임의의 수의 다른 시스템들이 포함될 수 있다. 우주항공적인(aerospace) 예가 도시되지만, 본 발명의 원리들은 제한 없이 자동차 산업(automotive industry), 해양 산업(marine industry), 기관차 산업(locomotive industry), 기계 산업(machine industry) 등과 같은 다른 산업들에 적용될 수 있다.
본 명세서에서 구체화된 장치 및 방법은 제조 및 서비스 방법(100)(도 14)의 단계들 중의 임의의 하나 이상 동안 채용될 수 있다. 예를 들어, 제조 프로세스(106)에 해당하는 구성요소들 또는 서브어셈블리들은 항공기(200)가 운행 중(112)(도 14)인 동안 생산된 구성요소들 또는 서브어셈블리들과 유사한 방식으로 제작, 제조, 또는 생산될 수 있다. 또한, 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 이들의 조합 중의 하나 이상은 구성요소 및 서브어셈블리 제조(106)와 시스템 통합(108)과 같은 생산 단계들 동안 이용될 수 있다. 유사하게, 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 이들의 조합 중의 하나 이상은 항공기(200)가 운행 중(112)인 동안 예컨대 제한 없이 유지보수 및 서비스(114)(도 14)에 이용될 수 있다.
특히, 항공기 제조 및 서비스 방법(100)(도 14)의 하나 이상의 단계들 동안 제조되고 조립된 상이한 구조물들은 구조물들을 움직이기 위하여 하나 이상의 예시적인 실시예들을 이용해서 수행될 수 있다. 특히, 하나 이상의 예시적인 실시예들은 구조물들을 상이한 위치들로 움직이기 위해 필요한 시간의 양을 감소시킬 수 있다. 다수의 상이한 예시적인 실시예들의 이용은 항공기(200)(도 15)의 조립을 현저하게 가속화시키고, 및/또는 항공기(200)의 비용을 현저하게 감소시킬 수 있다.
상이한 예시적인 실시예들은 구조물이 제조될 때 구조물이 원하는 지향(desired orientation)으로 배치될 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 이러한 원하는 지향은 하나 이상의 예시적인 실시예들을 이용해서 구조물의 제조 동안 실질적으로 유지될 수 있다. 원하는 지향을 유지함으로써, 구조물은 원하는 허용한도(desired tolerance)들 내에서 제조될 수 있다. 그 결과, 원하는 양의 유지 레벨 또는 성능이 달성될 수 있다.
게다가, 상이한 예시적인 실시예들은 또한 날개가 스테이션에서 제작되고 지향이 어느 정도의 원하는 양을 넘어서 변화하면 날개의 상이한 특징들이 원하는 허용한도들을 가지지 않을 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 날개의 하나 이상의 특징들이 허용한도를 벗어날 때, 날개의 성능(performance) 및/또는 유지(maintenance)가 영향을 받을 수 있다.
상이한 예시적인 실시예들은 상이한 스테이션들에서의 날개 상에서 상이한 오퍼레이션(operation)들을 수행하는 데 필요한 시간을 감소시키는 것은 날개를 제조하는 데 필요한 시간의 양을 감소시킬 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 예를 들어, 구조물을 운반용 플랫폼에 고정된 픽스쳐(fixed fixture)로부터 다른 스테이션으로 이동시키기 위하여 크레인(crane) 또는 다른 리프팅 메커니즘(lifting mechanism)의 이용을 피하는 것이 바람직할 수 있다.
상이한 예시적인 실시예들은 항공기 구조물들의 사이즈 및 이 구조물들의 원하는 허용한도들에 있어서 휠(wheel)들 또는 레일(rail)들 상에서의 툴(tool)들의 움직임은 비현실적이고(impractical) 비용이 많이 들 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 게다가, 상이한 예시적인 실시예들은 항공기 구조물의 사이즈가 증가함에 따라서 조립 라인 아래로 항공기 구조물을 움직이는 데 이용되는 플랫폼의 사이즈 또한 필수적으로 증가한다는 점을 인식하고 고려한다.
그래서, 항공기 구조물이 조립 라인 아래로 움직여질 때 원하는 지향으로 항공기 구조물을 유지하는 것은 항공기 구조물의 사이즈가 증가할 때 사이즈가 증가하는 플랫폼들의 이용에 의존할 수 있다. 이 플랫폼들은 원하는 지향으로 항공기 구조물을 유지하기 위하여 선택된 사이즈(size) 및 강도(stiffness)를 가지고 구성될 수 있다.
상이한 예시적인 실시예들은 이러한 타입의 플랫폼이 항공기 구조물을 원하는 지향으로 유지할 수 있더라도 플랫폼들은 원하던 것보다 더 큰 사이즈 및 비용을 가질 수 있다는 점을 인식하고 고려한다. 게다가, 상이한 예시적인 실시예들은 구조물 상에서 오퍼레이션들을 수행하는 데 이용되는 툴들의 위치에 있어서 플랫폼의 사이즈가 비실용적일 수 있다는 점을 인식하고 고려한다.
그래서, 상이한 예시적인 실시예들은 구조물들을 제조하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 하나의 예시적인 실시예에서, 장치는 모터구비 베이스, 지지 시스템, 및 컨트롤러를 포함할 수 있다. 모터구비 베이스는 표면 상에서 움직이도록 구성될 수 있다. 지지 시스템은 모터구비 베이스와 연계되어(associated) 있을 수 있다. 지지 시스템은 구조물의 일부분을 지지하게 배치되도록 구성될 수 잇다. 컨트롤러는 모터구비 베이스와 연계되어 있을 수 있다. 컨트롤러는 모터구비 베이스의 움직임을 제어하도록 구성될 수 있다.
이 구성요소들은 모바일 픽스쳐를 형성할 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들은 구조물 및/또는 그 구조물을 제조하는 데 이용하기 위한 부품에 연결될 수 있다. 구조물 및/또는 부품은 조립 라인 및/또는 몇몇 다른 제조 장비(manufacturing setup)를 통해서 하나의 스테이션에서 다른 스테이션으로 이동될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 구조물을 제조하기 위한 방법이 존재할 수 있다. 구조물을 위한 부품은 부품의 지향을 제어하도록 구성된 복수의 모바일 픽스쳐들 상에서 지지될 수 있다. 구조물을 위한 부품은 부품을 이용하여 구조물을 제조하기 위한 다수의 오퍼레이션들을 수행하기 위해서 복수의 모바일 픽스쳐들을 이용하여 다수의 스테이션들로 이동될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들은 조직화된 방식(coordinated manner)으로 움직이도록 구성될 수 있고, 다수의 스테이션들에서의 스테이션로 부품을 이동시키는 동안 부품에 대한 원하는 지향을 실질적으로 유지할 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들이 부품을 지지하는 동안, 구조물을 제조하기 위한 다수의 오퍼레이션들이 다수의 스테이션들에서 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 일반적으로 참조번호 300으로 지정된 제조 환경(manufacturing environment)의 실시예가 플랫폼(platform)(302)을 제조하는 데 채용될 수 있다. 구체적인 예로서, 제조 환경(300)은 플랫폼(302)을 위한 구조물(structure)(304)을 제조하는 데 이용될 수 있다.
특정한 비제한적인(non-limiting) 예로서, 플랫폼(302)은 항공기(200)(도 15)일 수 있다. 구조물(304)은, 예를 들어 제한 없이, 날개, 동체, 수평 안정판(horizontal stabilizer), 수직 안정판(vertical stabilizer), 비행 제어 표면(flight control surface), 엔진, 또는 플랫폼(302)을 위한 몇몇 다른 적절한 타입의 구조물과 같은 우주항공적인 구조물일 수 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 구조물(304)은 항공기(200)(도 15)의 기체(202), 복수의 시스템들(204) 중의 하나, 또는 내부(206)일 수 있다. 구조물(304)은 또한 다른 별개의 구조물을 위한 서브어셈블리일 수 있다.
구조물(304)은 캐리어 시스템(carrier system)(306)을 이용해서 제조될 수 있다. 예시적인 구현예에 있어서, 캐리어 시스템(306)은 복수의 모바일 픽스쳐들(plurality of mobile fixtures)(308)을 포함할 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 조직화된 방식으로 움직이도록 구성될 수 있다(예컨대, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 구조물(304)을 제조하는 데 이용되는 구조물(304) 및/또는 부품들을 움직이기 위하여 하나의 그룹으로서 움직일 수 있다).
복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 구조물(304)의 제조 동안 구조물(304)을 제조하는 데 이용되는 구조물(304) 및/또는 부품들의 지향(orientation)(311)을 제어하도록 구성될 수 있다. 특히, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 구조물(304)에 대한 원하는 지향(desired orientation)(310)이 실질적으로 유지되도록 구조물(304)의 지향을 제어할 수 있다.
구조물(304)의 제조는 다수의 상이한 오퍼레이션들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 오퍼레이션들은, 제한 없이, 부품들의 배치, 구멍의 드릴링(drilling), 패스너(fastener)들의 설치, 표면들의 마감, 표면들의 페인팅(painting), 조립 오퍼레이션들, 제작 오퍼레이션들, 및 이상의 열거된 것들에 추가 또는 대신한 다른 적절한 오퍼레이션들을 포함할 수 있다.
캐리어 시스템(306)의 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 제조 환경(300)에서 표면(surface)(312) 위로 구조물(304)을 움직일 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 움직임은 제조 환경(300)에서 경로(path)(314)를 따라 존재할 수 있다. 경로(314)를 따라 배치된 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 힘(force)(315)을 구조물(304)에 가함으로써 구조물(304)을 움직일 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 일부 또는 전부에 의해서 힘(315)이 구조물(304)에 인가될 수 있다.
툴들(tools)(316)은 경로(314) 상에 및/또는 경로(314)에 가깝거나 경로(314)를 둘러싸는 영역들에 위치해 있을 수 있다. 구조물(304)이 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 상에서 원하는 지향(310)으로 존재하는 동안 툴들(316)은 구조물(304)을 조립하기 위해 오퍼레이션들을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 경로(314)를 따라 특정 위치까지 구조물(304)을 움직일 수 있다. 이후, 툴들(316)의 일부분은 구조물(304) 상에서 오퍼레이션들을 수행하기 위하여 경로(314)를 따라 이 특정 위치까지 움직여질 수 있다. 다른 예에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 툴들(316)이 구조물(304) 상에서 오퍼레이션들을 수행할 수 있도록 툴들(316)이 배치된 위치까지 경로(314)를 따라 구조물(304)을 움직일 수 있다.
게다가, 오퍼레이터들(operators)(318) 또한 제조 환경(300)에서 존재할 수 있다. 구조물(304)이 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에 의해 경로(314)를 따라 배치될 때 오퍼레이터들(318)은 구조물(304)을 조립하기 위하여 오퍼레이션들을 수행할 수 있다. 오퍼레이터들(318)은 인간 오퍼레이터(human operator)들일 수 있고, 또는 로봇 오퍼레이터(robotic operator)들, 로봇 기계(robotic machine)들, 또는 구조물(304)을 조립하기 위한 오퍼레이션들을 수행하도록 구성된 몇몇 다른 타입의 자동화된 기계(automated machine)일 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 각각의 모바일 픽스쳐(mobile fixture)(320)는 모바일(mobile)(예컨대, 모터구비(motorized)) 베이스(322), 지지 시스템(support system)(323), 파워 시스템(power system)(324), 및 컨트롤러(controller)(326)를 포함할 수 있다. 모터구비 베이스(motorized base)(322)는 표면(312) 상에서 움직이도록 구성될 수 있다. 모터구비 베이스(322)는 오퍼레이터들(318) 또는 모터구비 베이스(322)를 움직이기 위한 몇몇 다른 외부 소스(external source)에 대한 필요 없이 움직일 수 있다.
지지 시스템(323)은 구조물(304)의 적어도 일부분(portion)(328)을 지지하도록 구성될 수 있다. 특정한 비제한적인 예로서, 지지 시스템(323)은 구조물(304)의 일부분(328) 또는 구조물(304)의 부품(part)(305)을 원하는 지향(310)으로 유지하도록 구성될 수 있다. 컨트롤러(326)는 모바일 픽스쳐(320)의 오퍼레이션을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(326)는 경로(314)를 따라가기 위하여 표면(312) 상에서 모터구비 베이스(322)의 움직임을 제어할 수 있다. 다른 예로서, 컨트롤러(326)는 구조물(304)의 일부분(328)을 원하는 지향(310)으로 배치하도록 지지 시스템(323)을 제어할 수 있다.
모바일 픽스쳐(320)의 컨트롤러(326)는 통신 유닛(333)을 통해 캐리어 컨트롤러(carrier controller)(332)로부터 정보(information)(330)를 수신할 수 있다. 통신 유닛(333)은, 제한 없이, 무선 통신 유닛, 유선 통신 유닛, 광 통신 유닛, 또는 몇몇 다른 적절한 타입의 통신 유닛 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 정보(330)는 명령어(command)들, 소프트웨어, 및 다른 적절한 타입의 정보를 포함할 수 있다. 캐리어 컨트롤러(332)는 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합을 이용해서 구현될 수 있다.
캐리어 컨트롤러(332)는 컴퓨터 시스템(computer system)(334) 내에서 구현될 수 있다. 컴퓨터 시스템(334)은 하나 이상의 컴퓨터들일 수 있다. 하나 이상의 컴퓨터들이 컴퓨터 시스템(334)에 존재하는 경우에, 컴퓨터들은 서로 통신할 수 있다. 이러한 통신은 네트워크와 같은 임의의 적절한 매체를 이용해서 수행될 수 있다.
정보(330)는 캐리어 시스템(306)에서 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 움직임을 지시하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 정보(330)는 복수의 모바일 픽스쳐들(308)이 경로(314)를 따라 움직이도록 하는 데 이용될 수 있다. 게다가, 정보(330)는 구조물(304)의 지향(311)을 제어하는 데 이용될 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 모바일 픽스쳐(320)의 지지 시스템(323)은 포스트(post)(336), 지지 부재(support member)(338), 커넥터 시스템(connector system)(340), 및 포지셔닝 시스템(positioning system)(342)을 포함할 수 있다. 예시적인 구성에 있어서, 포스트(336)는 모터구비 베이스(322)로부터 뻗어 있을 수 있다. 커넥터 시스템(340)은 구조물(304)에 연결되도록 구성될 수 있다. 특히, 커넥터 시스템(340)은 구조물(304)의 적어도 일부분(328)에 연결되도록 구성될 수 있다.
지지 부재(338)는 포스트(336)에 움직일 수 있게(moveably) 연결될 수 있다. 게다가, 부재(338)는 커넥터 시스템(340)에 연결될 수 있다. 예시적인 구성에 있어서, 부재(338)의 움직임은 모터구비 베이스(322) 및 포스트(336) 중의 적어도 하나에 관하여 커넥터 시스템(340)을 움직일 수 있다. 예를 들어, 부재(338)의 움직임은 모터구비 베이스(322)에 관하여 커넥터 시스템(340)의 높이(height)(344)를 변경시킬 수 있다.
무브먼트 시스템(movement system)(345)은 포스트(336)에 관하여 지지 부재(338)를 움직이도록 구성될 수 있다. 무브먼트 시스템(345)은 다수의 상이한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어, 무브먼트 시스템(345)은 스크류 잭(screw jack), 액츄에이터(actuator), 전기 액츄에이터(electric actuator), 기어 시스템(gear system), 및 다른 적절한 타입의 무브먼트 시스템들 중의 적어도 하나를 이용해서 구현될 수 있다.
도 2에서 도시된 바와 같이, 커넥터 시스템(340)은 커넥터(connector)(346) 및 포지셔닝 시스템(342)을 포함할 수 있다. 커넥터(346)는 구조물(304)의 적어도 일부분(328)에 연결되도록 구성될 수 있다. 포지셔닝 시스템(342)은 다수의 축들(number of axes)(348)에 대해서 커넥터(346)를 배치하도록 구성될 수 있다. 몇몇 예시적인 구현예들에서, 포지셔닝 시스템(342)은 오퍼레이터들(318), 액츄에이터 시스템(actuator system)(349), 또는 이 둘의 조합에 의해서 작동될 수 있다. 다른 예시적인 구현예에서, 포지셔닝 시스템(342)은 자동화된 포지셔닝 시스템일 수 있다.
모터구비 베이스(322)는 하우징(housing)(350) 및 무브먼트 시스템(movement system)(351)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 무브먼트 시스템(351)은 다수의 모터들(number of motors)(352), 트랙들(tracks)(353), 휠들(wheels)(354), 및 다른 적절한 구성요소들을 포함할 수 있다.
하우징(350)은 모바일 픽스쳐(320)의 다른 구성요소들과 연계되어 있을 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 지지 시스템(323) 및 컨트롤러(326)는 하우징(350)과 연계되어 있을 수 있다. 트랙들(353) 및/또는 휠들(354)은 다수의 모터들(352)과 함께 표면(312) 상에서 모터구비 베이스(322)를 움직이도록 구성될 수 있다(예컨대, 다수의 모터들(352)은 트랙들(353) 및/또는 휠들(354)이 움직이는 것을 초래하도록 작동할 수 있다).
다른 예시적인 구현예에서, 모바일 베이스(mobile base)(322)는 하나 이상의 오퍼레이터들(318)에 의해서 움직일 수 있다(예컨대, 밀리거나 당겨질 수 있다). 휠들(354) 및/또는 트랙들(353)은 모터들(352) 또는 컨트롤러(326)에 대한 필요 없이 자유롭게 움직일(freely moveable) 수 있다.
파워 시스템(324)은 모바일 픽스쳐(320)에 파워(359)를 공급하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 파워(359)는 다수의 모터들(352), 컨트롤러(326), 무브먼트 시스템(351), 및 모바일 픽스쳐(320)의 다른 적절한 구성요소들을 작동시키는 데 이용될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 파워 시스템(324)은 무선 파워 시스템(wireless power system)(360)일 수 있다. 무선 파워 시스템(360)은 배터리 시스템(battery system), 인덕티브 파워 시스템(inductive power system), 레이저 파워 시스템(laser power system), 및 몇몇 다른 적절한 타입의 무선 파워 시스템(wireless power system) 중의 적어도 하나일 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 파워 시스템(324)은 유선 파워 시스템(wired power system)일 수 있다.
다수의 센서들(number of sensors)(361)이 제조 환경(300) 내에 존재할 수 있다. 다수의 센서들(361)은 캐리어 시스템(306), 구조물(304), 및 제조 환경(300) 내에 존재할 수 있는 다른 적절한 객체(object)들 중의 적어도 하나에 대해 데이터(data)(362)를 생성할 수 있다. 데이터(362)는 구조물(304)의 지향(311)을 제어하기 위하여 캐리어 컨트롤러(332)에 의해 이용될 수 있다. 예를 들어, 데이터(362)를 기초로 하여, 캐리어 컨트롤러(332)는 구조물(304)의 지향(311)의 제어하기 위한 및/또는 원하는 지향(310)을 유지하기 위한 정보(330)를 보낼 수 있다.
데이터(362)는 또한 경로(314)를 따라 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 가이딩하는(guide) 데 이용될 수 있다. 게다가, 데이터(362)는 또한 경로(314)에 대한 변경을 식별하는 데 이용될 수 있다. 예를 들어, 데이터(362)에서 식별된 경로(314)에서의 장애물들은 경로(314)에 대한 변경을 필요로 하게 할 수 있다. 이러한 변경들은 정보(330)에 배치될 수 있으며, 모바일 픽스쳐(320)에 대한 컨트롤러(326)뿐만 아니라 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 다른 모바일 픽스쳐들에 대한 컨트롤러들에 보내질 수 있다.
다수의 센서들(361)은 다수의 상이한 형태들을 취할 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 다수의 센서들(361)은 가시 광선 카메라(visible light camera), 적외선 카메라(infrared camera), 레이저 측정 툴(laser measurement tool), 초음파 센서(ultrasonic sensor), 압력 센서(pressure sensor), 모션 검출기(motion detector), 자이로스코프(gyroscope), 및 제조 환경(300) 내에 배치될 수 있는 다른 적절한 타입의 센서들 중의 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구조물(304)의 지향(311)은 캐리어 컨트롤러(332)로부터의 도움 없이 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에 의해 제어될 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 모바일 픽스쳐(320)는 또한 지향 시스템(orientation system)(363)을 포함할 수 있다. 지향 시스템(363)은, 지향(311)을 제어하고 구조물(304)의 일부분(328)의 원하는 지향(310)을 유지하기 위하여 모바일 픽스쳐(320)에 의해 이용될 수 있다. 전체적으로, 구조물(304)에 대한 원하는 지향(310)은 지향 시스템(363)을 가진 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에 의해서 유지될 수 있다.
지향 시스템(363)은 레이저 측정 시스템(laser measurement system)(364) 및 다수의 센서들(365)을 포함할 수 있다. 레이저 측정 시스템(364)은 구조물(304)의 일부분(328)을 원하는 지향(310)으로 유지하도록 컨트롤러(326)에 의한 이용을 위한 데이터(368)를 생성하기 위하여 레이저 빔(laser beam)(366)을 이용해서 다수의 센서들(365)을 조명할 수 있다.
다수의 센서들(365)은 제조 환경(300)에서 다양한 위치들(locations)(370)에 위치할 수 있다. 예를 들어, 다수의 센서들(365)은, 모바일 픽스쳐(320) 상에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 다른 모바일 픽스쳐들 상에서, 구조물(304) 상에서, 툴들(316) 상에서, 오퍼레이터들(318) 상에서, 및 제조 환경(300)에서의 다른 위치들 상에서 위치할 수 있다. 이러한 방식으로, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 구조물(304)을 원하는 지향(310)으로 유지하기 위하여 서로 상호작용하거나(interact) 협조할(cooperate) 수 있다.
데이터(368)는 원하는 지향(310)을 유지하는 데 이용될 수 있다. 나아가, 데이터(368)는 또한 제조 환경(300)에서 캐리어 시스템(306)의 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 움직임을 제어하는 데 이용될 수 있다. 이러한 움직임은 경로(314), 또는 식별될 수 있는 장애물들을 기초로 하는 조정(adjustment)들을 따라서 존재할 수 있다.
구조물(304)은 다수의 부품들을 이용해서 제조될 수 있다. 하나의 예시적인 예로서, 구조물(304)은 부품(305)을 이용해서 제조될 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 구조물(304)은 날개일 수 있고, 부품(305)은 날개 박스 또는 스파(spar)(432)(도 3)일 수 있다. 구현예에 따라서, 부품(305)은 구조물(304)을 위한 프레임(frame), 구조물(304)을 위한 하우징, 구조물(304)을 위해 사전에 조립된 다수의 구성요소들, 구조물(304) 그 자체, 및/또는 구조물(304)을 위한 몇몇 다른 타입의 부품일 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 부품(305)을 지지하도록 구성될 수 있고, 구조물(304)을 제조하기 위한 조립 라인(assembly line)(371)을 따라 다수의 상이한 스테이션들로 부품(305)을 이동시키도록 구성될 수 있다. 하나의 예시적인 예에서, 경로(314)는 조립 라인(371)을 위한 경로일 수 있다.
본 명세서에서 언급될 때, 조립 라인(371)을 따라 있는 스테이션은 경로(314)를 따라 있는 임의의 위치일 수 있다. 스테이션은, 구조물(304)을 제조하기 위한 오퍼레이션들을 수행하기 위해 툴들(316)의 그룹이 존재할 수 있는 위치일 수 있다. 몇몇 경우들에 있어서, 조립 라인(371)에서의 스테이션은, 구조물(304)을 제조하기 위한 오퍼레이션들을 수행하기 위해 툴들(316)의 그룹이 이동되는 위치일 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 부품(305)을 지지하도록 구성될 수 있고, 부품(305)을 조립 라인(371)의 경로(314)를 따라 조직화된 방식으로 조립 라인(371)을 따라 있는 상이한 스테이션들로 이동시키도록 구성될 수 있다. 툴들(316)은 부품(305)을 이용해서 구조물(304)을 제조하기 위한 오퍼레이션들을 수행하는 데 이용될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 부품(305)의 지향(311)을 제어할 수 있고, 그래서 부품(305)의 지향(311)은 조립 라인(371)을 따라 상이한 스테이션들에서 변경될 수 있다. 게다가, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 조립 라인(371)에서 하나의 스테이션으로부터 다른 스테이션으로 부품(305)을 이동시키면서 부품(305)에 대해 원하는 지향(310)을 실질적으로 유지할 수 있다.
도 2에서의 제조 환경(300)의 도면은 예시적인 실시 예가 구현될 수 방식에 대한 물리적 또는 구조적 제한들을 의미하는 것으로 의도된 것이 아니다. 도시된 구성요소들에 부가하여 및/또는 대신하여 다른 구성요소들이 이용될 수 있다. 몇몇 구성요소들은 선택적일(optional) 수 있다. 또한, 몇몇 기능적인 구성요소들을 나타내기 위해 블록들이 제시된다. 이들 블록들 중의 하나 이상은 예시적인 실시 예들에서 구현될 때 상이한 블록들로 결합되거나, 분할되거나, 또는 결합 및 분할될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 캐리어 시스템(306)에서의 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 모두 동일한 타입 또는 상이한 타입의 모바일 픽스쳐들로 이루어질 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 특정한 구현예에 따라서 이종의(heterogeneous) 모바일 픽스쳐들이거나 동종의(homogeneous)의 모바일 픽스쳐들일 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서 상이한 타입의 모바일 픽스쳐들이 이용되는 경우에, 이 모바일 픽스쳐들은 상이한 치수들 또는 사이즈들을 가질 수 있다. 예를 들어, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 몇몇 모바일 픽스쳐(320)들은 다른 것들보다 더 큰 지지 시스템(323)들을 가질 수 있다. 다른 예로서, 복수의 모바일 픽스쳐(308) 중의 몇몇 모바일 픽스쳐(320)들은 다른 것들과 다른 타입 또는 구성의 커넥션 시스템(340)들을 가질 수 있다.
다른 예시적인 구현예로서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 모바일 픽스쳐들은 구조물(304)을 움직이기 위하여 서로 협조할 수 있다. 다시 말해, 캐리어 컨트롤러(332)로부터의 정보(330)는 선택적일 수 있다(예컨대, 캐리어 컨트롤러(332)에 의해 수행되는 기능들은 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서 상이한 컨트롤러(326)들과 통합될 수 있다).
또한, 특정한 구현예에 따라서, 모바일 픽스쳐(320)에서의 컨트롤러(326)는 소프트웨어를 실행시킬 수 있다. 이 소프트웨어는 상이한 양(amount)의 기능(functionality) 및/또는 지능(intelligence)을 가질 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어는 신경망(neuro-network), 전문가 시스템(expert system), 인공 지능 시스템(artificial intelligence system), 또는 몇몇 다른 적절한 타입의 프로그램일 수 있다. 다른 예시적인 예들에서, 컨트롤러(326)는 정보(330)에서의 명령어들에 응답하여 오퍼레이션들을 수행하도로구 구성된 하드웨어일 수 있다.
예시적인 실시예가 항공기에 대해 설명되었지만, 예시적인 실시예들은 플랫폼들의 다른 타입들에 대해 적용될 수 있다. 예를 들어 제한 없이, 다른 예시적인 실시예들은 이동 플랫폼(mobile platform), 정지 플랫폼(stationary platform), 지상-기반(land-based) 구조물, 수상-기반(aquatic-based) 구조물, 우주 기반(space-based) 구조물, 또는 몇몇 다른 적절한 플랫폼에 적용될 수 있다. 더욱 구체적으로, 상이한 예시적인 실시예들은, 예를 들어 제한 없이, 잠수함, 버스, 병력 수송차(personnel carrier), 탱크, 기차, 자동차, 우주선, 우주 정거장(space station), 위성(satellite), 수상함(surface ship), 발전소(power plant), 댐(dam), 제조 시설(manufacturing facility), 빌딩, 및/또는 몇몇 다른 적절한 플랫폼에 적용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 캐리어 시스템(306)은 구조물(304)을 운반하는 데 이용될 수 있다. 예시적인 구현예에서, 구조물(304)은 날개(wing)(400)일 수 있다. 도시된 바와 같이, 캐리어 시스템(306)은 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 포함할 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 날개(400)의 제1 측(402)(예컨대, 후방 쪽(aft side)) 및 날개(400)의 제2 측(404)(예컨대, 전방 쪽(forward side))에 존재할 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 (예컨대, X-축(414), Y-축(416), 및/또는 Z-축(418)을 따라서) 화살표(406) 및/또는 화살표(408) 및/또는 화살표(410) 및/또는 화살표(412) 및/또는 화살표(411) 및/또는 화살표(413)의 방향으로 날개(400)를 움직이도록 움직임을 조정할(coordinate) 수 있다. 게다가, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 원하는 지향(310)을 유지하면서 날개(400)를 움직일 수 있다. 예를 들어, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 또한 (예컨대, Z-축(418)에 대해서) 날개(400)를 움직일(예컨대, 회전시킬) 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 날개(400)의 다른 움직임들을 수행할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 모바일 픽스쳐들의 제1 일부분이 날개(400)를 움직일 수 있는 한편, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 모바일 픽스쳐들의 제2 일부분이 움직여질 수 있다. 예를 들어, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 모바일 픽스쳐(420)는 X-축(414) 및 Y-축(416)을 따라 날개(400)를 움직이기 위해 힘을 가할 수 있다. 모바일 픽스쳐(422)는 X-축(414)의 방향으로 힘을 가할 수 있지만, Y-축(416)을 따라 움직이는 데 자유로울 수 있다. 모바일 픽스쳐(320)(도 2)가 특정 방향으로 "자유로울(free)" 수 있는데, 이 경우에는 그 방향으로 힘을 가하지 않고도 움직이도록 모바일 픽스쳐(320)가 구성된다.
다른 예로서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서 모바일 픽스쳐들의 그룹(424)은 X-축(414) 및 Y-축(416) 양쪽 모두를 따라 움직이는 데 자유로울 수 있다. 다시 말해, 모바일 픽스쳐들의 그룹(424)은 날개(400)를 움직이기 위해 힘을 가하지 않을 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 모바일 픽스쳐들의 그룹(426)은 Y-축(416)의 방향으로 힘을 가할 수 있지만, X-축(414)을 따라 움직이는 데 자유로울 수 있다.
통상의 기술자는 방향들 406, 408, 410, 412, 411, 413을 따라(예컨대, X-축(414), Y-축(416), 및/또는 Z-축(418)을 따라) 다양한 방향들로 날개(400)를 움직이도록 힘을 가하기 위하여 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 다른 그룹핑(grouping)들이 만들어질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 하나의 예에 있어서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 모두는 날개(400)를 움직이기 위하여 힘을 가할 수 있다. 다른 예에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 중의 어느 것도 힘을 가하지 않을 수 있다. 대신에, 다른 소스에 의해서 힘이 가해질 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 이러한 움직임들은 조직화된 방식으로 존재하는 것으로 고려될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 고정된(fixed) 방향 및 자유로운(free) 방향은 캐리어 컨트롤러(332)(도 2)에 의해서 제어되거나 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에서의 컨트롤러들(도시되지 않음) 간의 통신을 통해서 제어될 수 있다.
도 3을 참조하면, 캐리어 시스템(306)의 일부분(428)이 더욱 상세하게 도시된다. 도시된 바와 같이, (도 2에서 도시된 바와 같이 모바일 픽스쳐(320)로서 개별적으로 식별된) 모바일 픽스쳐들(430)의 쌍은 복수의 모바일 픽스쳐들(308)(도 1)의 일부일 수 있다. 모바일 픽스쳐들(430)의 쌍은 날개(400)의 제1 측(side)(402)에 연결될 수 있다.
예시적인 실시예에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 모바일 픽스쳐(320) 각각은 모터구비 베이스(322), 포스트(336), 지지 부재(338), 및 커넥터 시스템(340)을 포함할 수 있다. 예시적인 구현예에서, 커넥터 시스템(340)은 날개(400)의 스파(432)에 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 부재(338)는 화살표(434)의 방향으로 움직일(moveable) 수 있다. 각각의 모바일 픽스쳐(320)의 부재(338)는 날개(400)에 원하는 커넥션(desired connection)을 제공하기 위하여 개별적으로 움직일(moveable) 수 있다. 그래서, 각각의 모바일 픽스쳐(320)(도 3)의 커넥터 시스템(340)은 스파(432)가 다른 커넥션 포인트(440)들 모두에 독립적일 때 커넥션 포인트(connection point)(440)에 연결될 수 있다.
도 4를 참조하면, 날개(400)는 복수의 모바일 픽스쳐들(308)에 의해 지지되고 이동될 수 있다. 알 수 있는 바와 같이, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 날개(400)의 제1 측(402)뿐만 아니라 날개(400)의 제2 측(404)에 연결될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 날개(400)의 제1 말단(436)에 연결될 수 있고, 날개(400)의 제1 말단(436)에 근접한 곳(proximate)에서(예컨대, 날개(400)의 제1 말단(436)에서(at) 또는 날개(400)의 제1 말단(436) 근처에서(near))부터 날개(400)의 제2 말단(438)에 근접한 곳까지 뻗어 있을 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 각각의 모바일 픽스쳐(320)는 표면(312)(예컨대, 공장 바닥(factory floor)) 상에 직접 배치될 수 있다. 각각의 부재(338)는 경로(314)(도 2)를 따라 어디에서든 표면(312)에서 일어날 수 있는 편차(variation)들을 고려하도록 조정될 수 있다. 그 결과, 표면(312)이 고르지 않으면(uneven), 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 각각의 모바일 픽스쳐(320)의 부재(338)는 날개(400)에 대해 원하는 지향(310)을 유지하도록 조정될 수 있다.
도 5를 참조하면, 주어진 표면(312)(예컨대, 고장 바닥들)은 치수 D(442)에 따라 달라질 수 있는 평탄도(flatness)를 가질 수 있다(표면(312)은 설명의 목적을 위해서 과장되었다). 복수의 모바일 픽스쳐들(308)이 표면(312)을 횡단할(traverse) 때, 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 간의 복수의 치수들에서의 평행성(parallelism)의 미스매치(mismatch)가 존재할 수 있다는 점이 관찰되었다. 게다가, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)이 구조물(304)(예컨대, 날개(400))을 하나의 조립 장소로부터 다른 조립 장소로 운반하기 때문에, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)이 표면(312)을 가로질러 횡단할 때, (예컨대, 모바일 픽스쳐(320)에 직접 인접한) 임의의 다른 모바일 픽스쳐(320)에 대해 각각의 모바일 픽스쳐(320)로부터의 평행성 미스매치(parallelism mismatch)가 변할 수 있다. 예를 들어, 표면(311)의 불균일성(unevenness)(예컨대, 치수 D)은 날개(400)(도 4)의 말단(436)에서부터 말단(438)까지 다양한 위치들에서 약 +1.00"에서부터 -1.00"까지 변할 수 있다.
도 5에서 도시된 바와 같이, 임의의 두 개의 모바일 픽스쳐(320)들 사이에서의 평행성의 미스매치는 선편차(linear variation) Δ(444) 및/또는 각편차(angular variation) α(446)에 의해서 식별될 수 있다. 선편차 Δ(444)는 X-축(414), Y-축(416), 및/또는 Z-축(418)을 따라서 일어날 수 있다. 각편차 α(446)는 X-축(414), Y-축(416), 및/또는 Z-축(418)과 관련해서 발생할 수 있다.
경로(314)를 따라 위치들 사이에서 구조물(304)을 이동시키기 위하여 및/또는 원하는 지향(310)으로 구조물(304)을 유지하기 위하여, 커넥션 포인트(440)(도 3)에서 커넥터 시스템(340)과 구조물(304)(예컨대, 날개(400)) 또는 부품(305)(예컨대, 스파(432)) 간의 견고한 어태치먼트(rigid attachment)가 요구될 수 있다. 하지만, 모든 방향들로(예컨대, X-축(414)을 따라서, Y-축(416)을 따라서, Z-축(418)을 따라서, X-축(414)에 대해서, Y-축(416)에 대해서, 및/또는 Z-축(418)에 대해서) 움직임을 제한하는 견고한 어태치먼트를 고려해 볼 때, 선편차들 Δ(444) 및/또는 각편차들 α(446)은, 각각의 모바일 픽스쳐(320)가 불균일한 표면(312)(예컨대, 공장 바닥)을 따라서 횡단할(예컨대, 구동될) 때, 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 간의 평행성의 미스매치로 인하여 구조물(304) 상에서 바람직하지 않은 스트레스(stress)들(예컨대, 토크(torque))을 유발할 수 있다.
따라서, 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 모바일 픽스쳐(320)는 선편차들 Δ(444) 및/또는 모종의 각편차들 α(446)을 처리하도록 구성될 수 있고, 발생할 가능성이 있는(possible) 불필요한 및/또는 바람직하지 않은 스트레스들이 구조물(304) 상에서 인가되거나 야기되는 것을 방지하기 위하여 모종의 각편차들 α(446)을 처리하도록 구성된 공구(tooling)(예컨대, 커넥터(346)(도 6))를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 모바일 픽스쳐(320)의 다른 실시예는 모터구비 베이스(322) 및 지지 시스템(323)을 포함할 수 있다. 지지 시스템(323)은 포스트(336), 지지 부재(338), 및 커넥터 시스템(340)을 포함할 수 있다. 포스트(336)는 모터구비 베이스(322)의 하우징(350)의 표면(454)으로부터 뻗어 있을 수 있다. 포스트(336)는 모터구비 베이스(322)의 하우징(350)의 표면(454)에 실질적으로 수직일 수 있다.
지지 부재(338)는 포스트(336)에 관하여 움직일 수 있다. 무브먼트 시스템(345)은 포스트(336)에 관하여 부재(338)를 움직이도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 무브먼트 시스템(345)은 포스트(336)에 관하여 화살표(434)의 방향으로(예컨대, Z-축(418)을 따라서) 부재(338)를 움직일 수 있다.
커넥터 시스템(340)은 커넥터(346) 및 포지셔닝 시스템(342)을 포함할 수 있다. 커넥터(346)는 부재(338)에 관하여 움직일 수 있다. 포지셔닝 시스템(342)은 부재(338)에 관하여 커넥터(346)를 움직이도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 포지셔닝 시스템(342)은 화살표(458)의 방향으로(예컨대, X-축(414)을 따라서) 및/또는 화살표(460)의 방향으로(예컨대, Y-축(416)을 따라서) 커넥터(346)의 움직임을 제공할 수 있다. 포지셔닝 시스템(342)은 또한 화살표(462) 및 화살표(464)의 방향으로(예컨대, Z-축(418)에 대해서) 커넥터(364)의 움직임을 제공할 수 있다.
모터구비 베이스(322)는 형상에 있어서 일반적으로 직사각형일 수 있고, 복수의 사이드(side)들, 상부(top), 및 하부(bottom)를 포함할 수 있다. 하지만, 원형, 사각형, 삼각형, 원통형, 직육면체형, 및 임의의 다른 적절한 형상과 같은 다른 형상들이 또한 고려된다.
도시된 실시예에서, 모터구비 베이스(322)는 복수의 휠들(354)을 채용할 수 있다. 휠들(354)은 모터구비 휠(motorized wheel)(456)들의 형태를 취할 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 모터구비 베이스(322)는 하나 이상의 트랙들(353)(도 2)을 채용할 수 있다. 트랙들(353)은 표면(312)(도 2)의 금속 부분(metal portion)(358)과 자기적으로 맞물리도록 구성된 마그네틱 트랙들(magnetic tracks)(356)의 형태를 취할 수 있다.
다수의 모터들(352)(도 2)은 휠들(354)(또는 트랙들(353))에 연결될 수 있다. 컨트롤러(326)는 다수의 모터들(352)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 컨트롤러(326)는 하우징(350)의 내부 또는 외부 표면에 연결될 수 있다. 파워 시스템(324)(예컨대, 무선 파워 시스템(360))은 다수의 모터들(352) 및 컨트롤러(326)에 파워(359)(도 2)를 공급할 수 있다.
모바일 픽스쳐(320)의 모터구비 베이스(350)는 화살표(466) 및/또는 화살표(468) 및/또는 화살표들(466, 468)의 임의의 조합에 의해 표시되는 것과 같은 상이한 방향들로 움직일 수 있다. 다시 말해, 모바일 픽스쳐(320)는 앞으로 또는 뒤로, 왼쪽으로 또는 오른쪽으로 이동될 수 있고, 돌고(turn), 회전하고(rotate), 다른 타입의 움직임들을 수행할 수 있다.
도 7 및 8을 참조하면, 예시적인 구성에 있어서, 포지셔닝 시스템(342)은 적어도 제1 평면형 부재(planar member)(470) 및 제2 평면형 부재(472)를 포함할 수 있다. 제1 평면형 부재(470)는 적어도 하나의 가이드(guide)(476)(도 8)에 의해서 부재(338)의 표면(476)에 연결될 수 있다. 제2 평면형 부재(472)는 적어도 하나의 가이드(480)(도 8)에 의해서 제1 평면형 부재(470)에 연결될 수 있다. 가이드(478)들은 제1 평면형 부재(470)가 부재(338)의 표면(476)(도 8)에 관하여 움직이는 것을 가능하게 할 수 있고, 가이드(480)는 제2 평면형 부재(472)가 제1 평면형 부재(470)에 관하여 움직이는 것을 가능하게 할 수 있다. 화살표들(458, 460, 462, 464)(도 6)의 방향들 중의 하나 이상의 방향들로 제1 평면형 부재(470) 및 제2 평면형 부재(472)의 이동 및/또는 회전을 가능하게 하기 위해서 추가적인 가이드들(도시되지 않음)이 제공될 수 있다.
예시적인 구성에 있어서, 가이드(479) 및 가이드(480) 중의 하나 이상은 오퍼레이터들(318)(도 2)에 의해 이동될 수 있다. 다른 예시적인 구성에 있어서, 가이드(479) 및 가이드(480) 중의 하나 이상은, 컨트롤러(326)(도 7)의 제어 하에서 구동 시스템(drive system)(474)에 의해 움직여질 수 있는 모터구비 가이드(motorized guide)들일 수 있다.
구동 시스템(474)은 커넥터(346)를 배치하기 위하여 각각의 가이드(478, 480)들을 따라 평면형 부재들(470, 472)을 구동하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 구동 시스템(474)은 도 6에서 도시된 바와 같이 화살표(458)의 방향으로(예컨대, X-축(414)을 따라서), 화살표(460)의 방향으로(예컨대, Y-축(416)을 따라서) 및/또는 화살표들(462, 464)의 방향으로(예컨대, Z-축(418)에 대해서) 커넥터(346)의 움직임을 (예컨대, 힘을 적용함으로써) 제공할 수 있다. 파워 시스템(324)은 구동 시스템(474)에 파워(359)(도 2)를 제공할 수 있다. 구동 시스템(474)은 커넥터(346)가 움직이는 것을 가능하게 할 수 있을 뿐만 아니라, X-축(414)을 따라서, Y-축(416)을 따라서, 및/또는 Z-축(418)에 대해서 커넥터(346)를 제자리에 록킹하는 것(lock)을 가능하게 할 수 있다.
가이드(478, 480)들은 모바일 픽스쳐(320)가 정지되어 있을 때 움직이는 데 자유로울 수 있다. 이러한 방식으로, 가이드(478, 480)들은 조립, 제작, 및/또는 다른 제조 오퍼레이션들 동안 움직일 수 있다. 가이드(478, 480)들이 움직이기 위한 이러한 능력은 전송되거나, 조립되거나, 처리되고 있는 구조물(304)(예컨대, 날개(400))(도 1) 안으로 하중을 유발하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 모바일 픽스쳐(320)가 움직이기 시작할 때, 가이드(478, 480)들 중의 하나 이상은 구조물(304)의 관성 하중(inertial loading)을 방지하기 위하여 고정될 수 있다. 모바일 픽스쳐(320)가 표면(312)(도 5)을 가로질러 이동할 때, 가이드(478, 480)들 중의 하나 이상은 구조물(304) 상에서의 스트레스 하중(stress loading)을 방지하기 위하여 풀릴(released) 수 있다. 가이드(478, 480)들 중의 하나 이상을 푸는 것(releasing)은 선형 스트레스 하중(linear stress loading)을 방지할 수 있다. 하지만, 이것은 바람직하지 않은 토크들이 구조물(304) 상에서 유도되는 것을 방지하지 못할 수 있다. 이하에서 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 토크 하중(torque loading)의 방지는 커넥터(346)에 의해 수행될 수 있다. 커넥터(346)는 배치 목적을 위하여 (예컨대, 가이드(478, 480)들에 대하여) 모바일 픽스쳐(308)에서 국부적으로(locally) 구속되도록(restrained)(예컨대, 스티프(stiff)하도록) (예컨대, X-축(414) 및/또는 Y-축(416)에 대해서) 회전 자유도(rotational degrees of freedom)들을 허용할 수 있되, 커넥터(346)와 구조물(304)의 인터페이스에서 이러한 회전 자유도들을 허용한다. 다시 말해, 구조물(304)이 모바일 픽스쳐(320)에 의해 운반될 때, 가이드(478, 480)들 중의 하나 이상은 특정 방향들로 움직이지 않을 수 있고, 가이드(478, 480)들 중의 하나 이상은 특정 방향으로 (예컨대, X-축(414) 및/또는 Y-축(416)을 따라서 선형으로(linearly)) 이동하는 데 있어서 및/또는 (예컨대, Z-축(418)에 대해서 회전하게(rotationally)) 회전하는 데 있어서 자유로울 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, 예시적인 구현예에서, 커넥터(346)는 (예컨대, 커넥션 홀더(connection holder)(482)를 통해서) 포지셔닝 시스템(342)에 견고하게 연결될 수 있다. 커넥터(346)는 화살표(458)의 방향으로(예컨대, X-축(414)을 따라서) (예컨대, 포지셔닝 시스템(342)에 의해서) 구동되고 록킹될 수 있다. 커넥터(346)는 (예컨대, 포지셔닝 시스템(342)에 의해서) 구동될 수 있고, 화살표(460)의 방향으로(예컨대, Y-축(416)을 따라서) 자유로이 움직일 수 있다. 커넥터(346)는 화살표들(462, 464)의 방향으로(예컨대, Z-축(418)에 대해서) (예컨대, 포지셔닝 시스템(342)에 의해서) 회전하는 데 자유로울 수 있다. 포지셔닝 시스템(342)은 지지 부재(338)에 관한 피봇 커넥션(pivot connection)(도시되지 않음) 및 회전 구동 메커니즘(rotational drive mechanism)(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 회전 구동 메커니즘은 구동 시스템(474)에 의해 제어될 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 도시된 바와 같이, 커넥터 시스템(340)은 커넥터(346) 및 포지셔닝 시스템(342)을 포함할 수 있다. 포지셔닝 시스템(340)은 커넥터 홀더(482)를 포함할 수 있다. 커넥터 홀더(482)는 커넥터(346)를 수신하고 지지하도록 구성될 수 있다. 홀더(482)는 제2 평면형 부재(472)의 표면(484)으로부터 뻗어 있을 수 있다. 홀더(482)는 제2 평면형 부재(472)의 표면(484)에 실질적으로 수직일 수 있다.
상술한 바와 같이, 포지셔닝 시스템(342)은 X-축(414)을 따라서, Y-축(416)을 따라서, 및/또는 Z-축(418)에 대해서 움직임을 제공할 수 있다. 커넥터(346)는 X-축(414)에 대해서 및/또는 Y-축(416)에 대해서 움직임(예컨대, 회전)을 제공할 수 있다.
커넥터(346)는 바디(body)(500) 및 어태치먼트 부재(attachment member)(502)를 포함할 수 있다. 바디(500)는 홀더(482)로부터 뻗어 있을 수 있다. 바디(500)는 제1 말단(504) 및 반대편의 제2 말단(506)(도 9)을 포함할 수 있다. 어태치먼트 부재(502)는 홀더(482)의 반대편의 바디(500)의 제2 말단(506)으로부터 뻗어 있을 수 있다. 어태치먼트 부재(502)는 구조물(304)(예컨대, 날개(400))에 또는 부품(305)(예컨대, 스파(432))에 연결되도록 구성될 수 있다.
어태치먼트 부재(502)는 바디(500)에 관하여(relative) 움직일(moveable) 수 있다. 어태치먼트 부재(502)는 화살표(486) 및 화살표(488)의 방향으로(예컨대, X-축(414)에 대해서) 및/또는 화살표(490) 및 화살표(492)의 방향으로(예컨대, Y-축(416)에 대해서) 움직임을 제공할 수 있다.
도 9를 참조하면, 어태치먼트 부재(502)는 클레브(clev) 및 제2 커넥터 부재(510)를 포함할 수 있다. 제1 커넥터 부재(508)는 바디(500)의 제2 말단(506)에 움직일 수 있게(moveably)(예컨대, 회전가능하게(rotatably)) 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 커넥터 부재(508)는 화살표(486) 및 화살표(488) 방향으로(예컨대, X-축(414)에 대해서)(도 8) 바디(500)에 관하여 회전하는 데 자유로울 수 있다.
제2 커넥터 부재(510)는 제1 커넥터 부재(508)에 움직일 수 있게(예컨대, 회전가능하게) 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 커넥터 부재(510)는 화살표(490) 및 화살표(492)의 방향으로(예컨대, Y-축(416)에 대해서)(도 8) 제1 커넥터 부재(508)에 관하여 회전하는 데 자유로울 수 있다. 제2 커넥터 부재(510)는 예컨대 날개(400) 또는 스파(432)(도 3) 상에서 구조물(304)의 적어도 하나의 커넥션 포인트(440)에 연결되도록 구성될 수 있다.
도 10을 참조하면, 예시적인 구성에 있어서, 제1 커넥터 부재(508)는 클레비스(512)의 형태를 취할 수 있다. 클레비스(512)는 바디(500)의 제2 말단(506)을 수신하도록 구성될 수 있다. 클레비스(512)는 자유로운 회전(free rotation)을 가능하게 하는 임의의 적절한 패스너(514)에 의해서 바디(500)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 패스너(514)는 핀(pin)일 수 있고, 클레비스(512)는 핀에 의해 정의된 축에 대해서 회전할 수 있다. 바디(500)는 패스너(514)를 수신하도록 구성된 제2 말단(506)에 근접한 패스너 개구(fastener aperture)(516)(도 6)를 포함할 수 있다.
예시적인 구성에서, 제2 커넥터 부재(510)는 클램프(518)의 형태를 취할 수 있다. 클램프(518)는 제1 압력 패드(pressure pad)(520) 및 반대편의 제2 압력 패드(522)를 포함할 수 있다. 압력 패드들(520, 522)은 클램프 샤프트(clamp shaft)(524)에 회전가능하게 연결될 수 있다. 클램프 샤프트(524)는 바디(500) 맞은편의 클레비스(512)에 견고하게 연결될 수 있다. 패스너(525)는 클램프 샤프트(524)에 압력 패드들(520, 522)을 고정시키기 위하여 클램프 샤프트(524)의 말단에 연결될 수 있다. 각각의 압력 패드(520, 522)는 클램프 샤프트(524)에 의해 정의된 축 둘레로 압력 패드(520, 522)의 자유로운 회전 움직임을 가능하게 하도록 구성된 베어링(bearing)(예컨대, 롤러 베어링(roller bearing))(도시되지 않음)을 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 커넥션 포인트(440)는 스파(432)(도 3)를 통해서 배치된 개구(aperture)의 형태를 취할 수 있다. 패스너(525) 및 제2 패드(pad)(522)는 클램프 샤프트(524)로부터 제거될 수 있다. 클램프 샤프트(524)는 제1 패드(520)가 스파(432)의 표면과 접촉하도록 커넥션 포인트(440)를 통해서 삽입될 수 있다. 제2 패드(522)는 스파(432)의 맞은편 표면과 접촉하는 클램프 샤프트(524)에 배치될 수 있다. 패스너(525)는 클램프 샤프트(524)에 연결될 수 있고, 마주보는 패드들(520, 522) 사이에서 스파(432)를 클랭핑하도록(clamp) 조여질(tightened) 수 있다.
그래서, 모바일 픽스쳐(320)(도 6)가 움직일 때, 제1 커넥터 부재(508)는 바디(500)에 관하여 움직이는 데 자유롭고, 제2 커넥터 부재(510)는 제1 커넥터 부재(508)에 관하여 움직이는 데 자유로와서, 구조물(304)의 스트레스 하중(예컨대, 토크)을 방지한다. 다시 말해, 구조물(304)이 모바일 픽스쳐(320)에 의해 원하는 지향(310)(도 2)으로 운반되거나 배치되고 있을 때, 제1 커넥터 부재들(508)은 X-축(414)에 대해서 회전하는 데 자유로울 수 있고, 및/또는 제2 커넥터 부재들(508)은 Y-축(416)에 대해서 회전하는 데 자유로울 수 있다.
도 8을 다시 참조하면, 커넥터(346)는 홀더(482)에 견고하게 연결될 수 있고(예컨대, 풀릴 수 있게(releasably)), 또는 부착될(예컨대, 고정될(fastened) 또는 통합될(integral)) 수 있다. 예시적인 구성에서, 커넥터 시스템(340)은 홀더(482)에 관하여 원하는 위치에서 커넥터(346)를 고정하도록 구성된 포지셔닝 시스템(526)을 포함할 수 있다. 커넥터(346)는 복수의 포스트들(528)을 포함할 수 있다. 홀더(482)는 커넥터(346)가 홀더(482)에 설치될 때 포스트들(528)을 받이들이도록 구성된 복수의 크래들(cradle)들(538)을 포함할 수 있다.
도 9 및 10에서 도시된 바와 같이, 예시적인 구현예에서, 포스트들(528)은 바디(500)의 제1 측(530) 및 반대편의 제2 측(532)에서부터 뻗어 있을 수 있다. 포스트들(528)은 바디(500)의 제1 말단(504)에 근접한 곳에(예컨대, 제1 말단(504)에 또는 제1 말단(504) 근처에) 있을 수 있다. 포스트들(528)은 바디(500)에 실질적으로 수직일 수 있다.
도 11을 참조하면, 예를 들어, 제1(예컨대, 상부) 포스트(534) 및 제2(예컨대, 하부) 포스트(536)는 바디(500)의 각각의 측(530, 532)(제2 측만 도시됨)으로부터 뻗어 있을 수 있다. 제1 포스트(534)는 바디(500)의 상부 말단에 근접한 곳에 있을 수 있고, 제2 포스트(536)는 바디(500)의 하부 말단에 근접한 곳에 있을 수 있다. 홀더(482)는 크레들들(540)의 제1(예컨대, 상부) 쌍 및 크레들들(542)의 제2(예컨대, 하부)을 포함할 수 있다. 크레들들(540, 542)의 각각의 쌍은 홀더(482)에서 갭(gap)(544)을 정의하면서 이격되어 있을 수 있다. 갭(544)은 포스트들(534, 536)이 크레들들(540, 542)에 의해 받아들여질 때 바디(500)의 제1 말단(504)을 받아들이도록 구성될 수 있다.
통상의 기술자는 도 6, 7, 및 8에서의 커넥터(346)가 상이한 구성들을 가질 수 있다는 점을 이해할 것이다. 하나의 예로서, 포스트들(528)은 홀더(482) 및 크레들들(538)의 구성과 커넥터(346)의 원하는 위치에 따라서 (예컨대, 수직으로) 정렬되거나 오프셋(offset)될 수 있다. 다른 예로서, 커넥터(346)는 표면(312)에 실질적으로 평행하게 배치될 수 있다. 다른 예로서, 커넥터(346)는 표면(312)에 관하여 영이 아닌(non-zero) 각도로 배치될 수 있다. 다른 예로서, 커넥터(364)의 바디(500)는 임의의 형상 또는 사이즈를 가질 수 있다. 다른 예로서, 어태치먼트 부재(502)는 구조물(304), 부품(305), 또는 커넥션 포인트(440)의 구성에 따라서 브래킷(bracket), 스패너(spanner), 또는 다른 적절한 어태치먼트 부재의 형태를 취할 수 있다. 도 1 및 3에서 도시된 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 특정한 구현예에 따라서 커넥터들 및 모바일 픽스쳐들을 위한 이러한 및 다른 구성들을 포함할 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 캐리어 시스템(306)의 예시적인 구현예는 구조물(304)을 지지하기 위한 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 채용할 수 있고, 이것은 날개(400)의 형태를 취할 수 있다. 이 예에서, 캐리어 시스템(306)은 화살표(546)의 방향으로 날개(400)를 움직일 수 있다.
화살표(546)의 방향으로 움직이는 동안, 상이한 오퍼레이션들이 날개(400) 상에서 수행될 수 있다. 이 오퍼레이션들은 하나 이상의 오퍼레이터들(318)에 의해서 수행될 수 있다. 오퍼레이션들은 또한 하나 이상의 툴들(316)에 의해서 수행될 수 있다. 캐리어 시스템(306)이 화살표(546)의 방향으로 날개(400)를 움직이는 동안 및/또는 캐리어 시스템(306)이 정지해 있는 동안, 이 오퍼레이션들이 수행될 수 있다.
복수의 모바일 픽스쳐들(308) 각각은 무브먼트 시스템(345)을 통해서 Z-축(418)을 따라 원하는 지향(310)으로 움직이고 고정하도록 구성될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 각각은 포지셔닝 시스템(342)을 통해서 X-축(414)을 따라서, Y-축(416)을 따라서, 및/또는 Z-축(418)에 대해서 원하는 지향(310)으로 날개(400)를 움직이고 고정하도록 구성될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308) 각각의 커넥터(346)는 어태치먼트 부재(502)를 통해서 X-축(414) 및/또는 Y-축(416)을 따라 날개(400)의 자유로운 움직임(free movement)이 가능하도록 구성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 일반적으로 참조번호 600으로 지정된 구조물(304)(도 2)의 제조를 위한 방법이 공개된다. 도 15에서 도시된 오퍼레이션들은 제조 환경(300)(도 2)에서 구현될 수 있다. 특히, 본 프로세스는 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 갖는 캐리어 시스템(306)을 이용해서 구현될 수 있다.
블록(602)에서 도시된 바와 같이, 방법(600)은 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 갖는 캐리어 시스템(306) 상에서 구조물(304)을 지지하는 단계를 포함할 수 있다. 각각의 모바일 픽스쳐(320)(도 6)의 커넥터(346)는 구조물의 지향(311)(예컨대, 원하는 지향(310))을 제어하기 위하여 (예컨대, 커넥션 포인트(440)(도 3)에서) 구조물(304)의 일부분(328)(도 2)에 연결될 수 있다.
블록(604)에서 도시된 바와 같이, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 움직임을 위해 원하는 지향(310)(도 2)으로 구조물(304)을 배치할 수 있다. 예를 들어, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 각각의 개별적인 모바일 픽스쳐(320)는 X-축(414)을 따라서, Y-축(416)을 따라서, Z-축(418)을 따라서 및/또는 Z-축(418)에 대해서 원하는 지향(310)으로 구조물(304)의 부착된 일부분(328)을 배치할 수 있다.
블록(606)에서 도시된 바와 같이, 구조물(304)은 표면(312) 상에서 캐리어 시스템(306)의 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 이용해서 움직여질 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 움직임은 조직화된 방식으로 수행될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)이 원하는 방향에서 또는 원하는 방향으로 구조물(304)을 움직이기 위하여 그룹으로 이동할 때 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 조직화된 방식으로 움직이도록 고려될 수 있다. 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 구조물(304)을 움직이도록 제어되거나 서로 통신할 수 있다.
블록(608)에서 도시된 바와 같이, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 모바일 픽스쳐(320)들 간의 평행성의 미스매치들로 인하여 구조물(304) 상의 임의의 유발 스트레스(induced stress)들(예컨대, 토크)을 완화하고(relieve) 방지하기 위하여, 복수의 모바일 픽스쳐(308)의 각각의 모바일 픽스쳐(320)의 커넥터(346)는 복수의 모바일 픽스쳐들(308)이 표면(312)을 가로질러 횡단할 때 구조물(304)의 지향(311)이 조정되는 것을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 모바일 픽스쳐(320)는 모션의 X-축(414)을 따라서, Y-축(416)을 따라서, Z-축(418)을 따라서, 및/또는 Z-축(418)에 대해서 적용된 스트레스들을 제어할 수 있다. 커넥터(346)(도 8)는 구조물(304) 상에서 유발된 회전 스트레스(rotational stress)(예컨대, 토크)를 제어하기(또는 방지하기) 위하여 X-축(414)에 대해서 및/또는 Y-축(416)에 대해서 회전을 허용할 수 있다.
블록(610)에서 도시된 바와 같이, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 제조 또는 조립 오퍼레이션들을 수행하기 위하여 원하는 지향(310)(도 8)으로 구조물(304)을 배치할 수 있다. 예를 들어, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)의 각각의 개별적인 모바일 픽스쳐(320)는 오퍼레이터(318) 또는 툴(316)(도 8)에 관하여 원하는 지향(310)으로 구조물(304)의 부착된 일부분(328)을 배치할 수 있다.
블록(612)에서 도시된 바와 같이, 조립 또는 제조 오퍼레이션들은 구조물(304) 상에서 수행될 수 있다.
오퍼레이션 단계들(602 내지 612)은 차례로 수행되거나 동시에 수행될 수 있다. 예를 들어, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 툴들(316)이 위치해 있을 수 있는 스테이션으로 구조물(304)을 이동시킬 수 있다. 구조물(304)이 표면(312) 상에서 움직여지고 있을 때, 각각의 모바일 픽스쳐(320)는 구조물(304)의 일부분(328)이 X-축(414), Y-축(416), 및/또는 Z-축(418)을 따라서 이동하는 것을 가능하게 함으로써 직접 인접한 모바일 픽스쳐(320) 사이에서 임의의 선편차들 Δ(444)에 대해 정정할 수 있다.
구조물(304)이 표면(312) 상에서 움직여지고 있을 때, 각각의 모바일 픽스쳐(320)는 구조물(304)의 일부분(328)이 (예컨대, Z-축(418)에 대해서) 회전하는 것을 가능하게 함으로써 직접 인접한 모바일 픽스쳐(320) 사이에서 임의의 각편차들 α(446)에 대해 정정할 수 있다.
구조물(304)이 표면(312) 상에서 움직여지고 있을 때, 각각의 모바일 픽스쳐(320)의 커넥터(346)는 구조물(304)의 일부분(328)이 (예컨대, X-축(414) 및/또는 Y-축(416)에 대해서) 회전하는 것을 가능하게 함으로써 직접 인접한 모바일 픽스쳐(320) 사이에서 임의의 각편차들 α(446)에 대해 정정할 수 있다. 이후, 오퍼레이션들이 구조물(304) 상에서 수행될 수 있다.
다른 예에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 경로(314)(도 2)를 따라서 구조물(304)을 이동시킬 수 있다. 툴들(316)은 경로(314)를 따라서 위치해 있을 수 있고, 구조물(304)이 경로(314) 상에 이동할 때 구조물(304) 상에서 오퍼레이션들을 수행할 수 있다. 각각의 모바일 픽스쳐(320) 및 그것의 관련 커넥터(346)는 구조물(304)이 경로(314) 상에 움직일 때 (상술한 바와 같이) 임의의 선편차들 Δ(444) 및/또는 각편차들 α(446)에 응답하여 구조물(304)의 지향(311)을 조정할 수 있다.
따라서, 하나 이상의 예시적인 실시예들은 제조 시설에서 구조물들을 움직이는 데 이용될 수 있다. 예시적인 예들에서, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 가진 캐리어 시스템(306)은 제조 환경(300) 내에서 구조물(304)을 상이한 툴들(316)로 이동시키는 데 이용될 수 있다. 이러한 움직임은, 하나의 픽스쳐로부터 다른 픽스쳐로, 하나의 픽스쳐로부터 플랫폼으로, 플랫폼으로부터 픽스쳐로, 또는 원하던 것보다 더 많은 시간이 걸릴 수 있는 몇몇 다른 이동 타입으로 구조물(304)을 들어올리기 위한 시간을 요하지 않으면서 일어날 수 있다.
게다가, 모바일 픽스쳐(320)의 커넥터(346)에 있어서, 제조 시설의 표면(312)의 불균일성에 의해 야기된 구조물(304) 상의 임의의 원하지 않는 유발 스트레스들은 구조물(304)(또는 구조물(304)의 일부분(328))의 지향(311)이 임의의 방향들을 따라서 자유로이 움직이는 것을 가능하게 함으로써 회피될(또는 제거될) 수 있다.
게다가, 캐리어 시스템(306)에 있어서, 구조물(304)은 구조물(304)이 경로(314)를 따라서 이동하는 동안 오퍼레이션들이 구조물(304) 상에서 수행될 수 있도록 툴들(316)이 위치될 수 있는 경로(314)를 따라서 움직여질 수 있다.
게다가, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)은 구조물(304)에 관하여 툴들(316)의 더욱 가까운 간격(spacing)을 가능하게 할 수 있고, 구조물(304)이 움직이는 동안 툴들(316)을 방해하지 않을 수 있다. 그 결과, 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 이용하는 캐리어 시스템(306)에 의해서, 제조 환경(300)에서의 바닥 면적(floor space)이 감소될 수 있다. 또한, 구조물(304)과 같은 구조물들을 제조하기 위한 제조 시간 또한 감소될 수 있다.
게다가, 제조 환경(300)의 구성은 캐리어 시스템(306)의 이용으로 더욱 쉽게 만들어질 수 있다. 또한, 캐리어 시스템(306)에서 복수의 모바일 픽스쳐들(308)을 이용함으로써 툴들(316)의 감소가 달성될 수 있다. 예를 들어, 제한 없이, 크레인들 및 다른 리프팅 메카니즘들이 감소되거나 회피될 수 있다. 그 결과, 항공기와 같은 플랫폼들을 제조하기 위해 필요한 시간이 감소될 필요가 있다.
공개된 장치 및 방법의 다양한 실시예들이 도시되고 설명되었지만, 명세서를 읽을 때 변형들이 통상의 기술자에게 떠오를 수 있다. 본 출원은 이러한 변형들을 포함하고, 청구항들의 범위에 의해서만 제한된다. 게다가, 본 발명은 이하의 항목들에 따른 실시예들을 포함한다.
항목 1. 모바일 픽스쳐(mobile fixture)(320)로서,
표면(312) 상에서 움직이도록 구성된 움직일 수 있는 베이스(moveable base)(322);
상기 베이스(322)에 연결된 커넥터 시스템(connector system)(340);을 포함하고,
상기 커넥터 시스템(340)은 구조물(304)을 지지하도록 구성되고,
상기 커넥터 시스템(340)은 X-축 및 Y-축에 대해서 상기 베이스(322)에 관하여(relative) 상기 구조물(304)의 자유로운 움직임(free movement)을 제공하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 2. 항목 1에 있어서,
상기 커넥터 시스템(340)은:
상기 구조물(304)의 일부분에 연결되도록 구성된 커넥터(connector)(346); 및
상기 커넥터(346)에 연결된 포지셔닝 시스템(positioning system)(342);을 포함하고,
상기 포지셔닝 시스템(342)은 상기 X-축을 따라서, 상기 Y-축을 따라서, 및 Z-축에 대해서 상기 베이스(322)에 관하여 상기 커넥터(346)를 움직이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 3. 항목 2에 있어서,
상기 커넥터 시스템(340)은 상기 X-축 및 상기 Y-축 중의 적어도 하나를 따라서 상기 구조물(304)의 움직임을 구속하도록(restrain) 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 4. 항목 2에 있어서,
상기 커넥터 시스템(340)은 상기 Z-축에 대해서 상기 구조물(304)의 움직임을 구속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 5. 항목 2에 있어서,
상기 커넥터 시스템(340)에 연결된 무브먼트 시스템(movement system)(351)을 더 포함하고,
상기 무브먼트 시스템(351)은 Z-축을 따라서 상기 베이스(322)에 관하여 상기 커넥터 시스템(340)을 움직이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 6. 항목 5에 있어서,
상기 커넥터 시스템(340)은 상기 Z-축을 따라서 상기 구조물(304)의 움직임을 구속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 7. 항목 1에 있어서,
상기 커넥터 시스템(340)은:
상기 베이스(322)에 연결된 홀더(holder)(482);
상기 홀더(482)에 연결된 커넥터(346);를 포함하고,
상기 커넥터(346)는 상기 구조물(304)의 일부분에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 8. 항목 7에 있어서,
상기 커넥터(346)는:
상기 홀더(482)에 연결된 바디(body)(500); 및
상기 바디(500)에 연결된 어태치먼트 부재(attachment member)(502);를 포함하고,
상기 어태치먼트 부재(502)는 상기 X-축 및 상기 Y-축에 대해서 상기 바디(500)에 관하여 움직이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 9. 항목 8에 있어서,
상기 어태치먼트 부재(502)는:
상기 바디(500)에 연결된 제1 커넥터 부재(connector member)(508); 및
상기 제1 커넥터 부재(508)에 연결된 제2 커넥터 부재(510);를 포함하고,
상기 제1 커넥터 부재(508)는 상기 X-축에 대해서 상기 바디(500)에 관하여 움직이는 데 자유롭고,
상기 제2 커넥터 부재(510)는 상기 Y-축에 대해서 상기 제1 커넥터 부재(508)에 관하여 움직이는 데 자유로운 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 10. 항목 9에 있어서,
상기 제2 커넥터 부재(510)는 상기 구조물(304)의 커넥션 포인트(440)에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 11. 항목 9에 있어서,
상기 제2 커넥터 부재(510)는 클램프(518)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 12. 항목 9에 있어서,
상기 제1 커넥터 부재(508)는 클레비스(512)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
항목 19. 구조물을 제조하기 위한 방법(600)으로서, 상기 방법은:
복수의 모바일 픽스쳐들의 각각의 모바일 픽스쳐가 상기 구조물의 원하는 지향을 제어하도록 구성된 복수의 모바일 픽스쳐들 상에서 구조물을 지지하는 단계(602);
표면을 따라서 상기 복수의 모바일 픽스쳐들을 움직이는 단계(606);
상기 복수의 모바일 픽스쳐들의 인접한 모바일 픽스쳐들 간의 평행성의 미스매치로 인하여 상기 구조물 상의 유발 스트레스(induced stress)들을 완화하기 위하여 상기 구조물의 지향을 조정하는 단계(608); 및
상기 구조물 상에서 오퍼레이션을 수행하는 단계(612);를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
항목 20. 항목 19에 있어서,
상기 구조물의 지향을 조정하는 단계(608)는 상기 구조물의 적어도 일부분이 X-축 및 Y-축에 대해서 상기 모바일 픽스쳐에 관하여 자유롭게 회전하는 것을 가능하게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.

Claims (15)

  1. 모바일 픽스쳐(mobile fixture)(320)로서,
    표면(312) 상에서 움직이도록 구성된 움직일 수 있는 베이스(moveable base)(322);
    상기 베이스(322)에 연결된 커넥터 시스템(connector system)(340);을 포함하고,
    상기 커넥터 시스템(340)은 구조물(304)을 지지하도록 구성되고,
    상기 커넥터 시스템(340)은 커넥터(346)를 포함하고,
    상기 커넥터(346)는,
    커넥터 바디(body)(500);
    X축에 대하여 상기 커넥터 바디(500)에 관하여 회전하는데 자유롭도록 상기 커넥터 바디(500)에 결합된 제1 커넥터 부재(connector member)(508); 및
    Y축에 대하여 상기 제1 커넥터 부재(508)에 관하여 회전하는데 자유롭도록 상기 제1 커넥터 부재(508)에 결합된 제2 커넥터 부재(510)로서, 상기 구조물(304)의 일부와 결합하도록 구성된, 제2 커넥터 부재(510);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).

  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)은:
    상기 커넥터(346)에 연결된 포지셔닝 시스템(positioning system)(342);을 포함하고,
    상기 포지셔닝 시스템(342)은 상기 X-축을 따라서, 상기 Y-축을 따라서, 및 Z-축에 대해서 상기 베이스(322)에 관하여 상기 커넥터(346)를 움직이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)은 상기 X-축 및 상기 Y-축 중의 적어도 하나를 따라서 상기 구조물(304)의 움직임을 구속하도록(restrain) 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)은 상기 Z-축에 대해서 상기 구조물(304)의 움직임을 구속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)에 연결된 무브먼트 시스템(movement system)(351)을 더 포함하고,
    상기 무브먼트 시스템(351)은 Z-축을 따라서 상기 베이스(322)에 관하여 상기 커넥터 시스템(340)을 움직이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)은 상기 Z-축을 따라서 상기 구조물(304)의 움직임을 구속하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)은:
    상기 베이스(322)에 연결된 홀더(holder)(482);를 포함하고,
    상기 커넥터(346)는 상기 홀더(482)에 연결되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 모바일 픽스쳐(320)로서,
    표면(312) 상에서 움직이도록 구성된 모터구비 베이스(motorized base)(322); 및
    상기 베이스(322)에 연결된 지지 시스템(support system)(323);을 포함하고,
    상기 지지 시스템(323)은 구조물(304)을 지지하도록 구성되고,
    상기 지지 시스템(323)은 X-축, Y-축, 및 Z-축 중의 적어도 하나를 따라서 상기 구조물(304)을 배치하도록 구성되고,
    상기 지지 시스템(323)은 상기 Z-축에 대해서 상기 구조물(304)을 배치하도록 구성되고,
    상기 지지 시스템(323)은 상기 X-축 및 상기 Y-축 중의 적어도 하나에 대해서 상기 구조물(304)의 자유로운 회전(free rotation)을 제공하도록 구성되고,
    상기 지지 시스템(323)은 커넥터 시스템(340)을 포함하고,
    상기 커넥터 시스템(340)은 커넥터(346)를 포함하고,
    상기 커넥터(346)는,
    커넥터 바디(body)(500);
    X축에 대하여 상기 커넥터 바디(500)에 관하여 회전하는데 자유롭도록 상기 커넥터 바디(500)에 결합된 제1 커넥터 부재(connector member)(508); 및
    Y축에 대하여 상기 제1 커넥터 부재(508)에 관하여 회전하는데 자유롭도록 상기 제1 커넥터 부재(508)에 결합된 제2 커넥터 부재(510)로서, 상기 구조물(304)의 일부와 결합하도록 구성된, 제2 커넥터 부재(510);를 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 지지 시스템(323)은:
    상기 베이스(322)에 연결된 포스트(post)(336); 및
    상기 포스트(336)에 움직일 수 있게(moveably) 연결된 지지 부재(support member)(338);를 포함하고,
    상기 커넥터 시스템(340)은 상기 지지 부재(338)에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 커넥터 시스템(340)은:
    상기 지지 부재(338)에 연결된 포지셔닝 시스템(342); 및
    상기 포지셔닝 시스템(342)에 연결된 홀더(482);를 포함하고,
    상기 커넥터(346)는 상기 홀더(482)와 연결되고,
    상기 포지셔닝 시스템(342)은 상기 X-축을 따라서, 상기 Y-축을 따라서, 및 상기 Z-축에 대해서 상기 지지 부재(338)에 관하여 상기 커넥터(346)를 움직이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 Z-축을 따라서 상기 포스트(336)에 관하여 지지 부재(338)를 움직이도록 구성된 무브먼트 시스템(345)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 모바일 픽스쳐(320).
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