KR102371525B1 - 항공기를 제조하는 궤도 로봇 조립체들에 대한 이동 제어 - Google Patents

항공기를 제조하는 궤도 로봇 조립체들에 대한 이동 제어 Download PDF

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Abstract

궤도 로봇 조립체의 움직임을 제어하기 위한 시스템들 및 방법들이 제공된다. 예시적인 방법은, 조립되고 있는 항공기의 동체에 근접하게 이동 로봇 조립체를 배치하는 단계, 조립체의 좌측 거리 측정 센서를 좌측 타깃과 정렬하는 단계, 및 조립체의 우측 거리 측정 센서를 우측 타깃과 정렬하는 단계를 포함한다. 이 방법은 또한, 조립체 상의 로봇이 항공기 동체에 대한 작업을 수행할, 동체 내의 위치를 가로지르도록 조립체에 지시하는 단계, 조립체가 이동하고 있는 동안 좌측 거리 측정 센서와 좌측 타깃 사이의 좌측 거리를 결정하는 단계, 조립체가 이동하고 있는 동안 우측 거리 측정 센서와 우측 타깃 사이의 우측 거리를 결정하는 단계, 결정된 거리들 간의 차이를 검출하는 단계, 및 차이에 기초하여 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계를 포함한다.

Description

항공기를 제조하는 궤도 로봇 조립체들에 대한 이동 제어{MOVEMENT CONTROL FOR TRACKED ROBOT ASSEMBLIES THAT MANUFACTURE AIRCRAFT}
본 개시는 일반적으로 항공기에 관한 것으로, 특히 로봇들을 이용하여 항공기를 제조/제작하는 것에 관한 것이다.
항공기에 대한 동체를 구축하는 것은 구조적 강성을 제공하는 지지 구조에 스킨 패널들을 부착하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 지지 구조는 스킨 패널들이 부착되는 후프-방식(hoop-wise) 프레임들 및 세로 방향의 세장형 스트링거들을 포함할 수 있다. 함께, 스킨 패널들과 지지 구조의 결합은 항공기 기체의 일부를 한정한다.
스킨 패널들과 지지 부재들을 함께 결합하여 동체를 형성하도록 체결 동작들 및/또는 다른 작업이 수행될 수 있다. 이러한 동작들은 예를 들어, 드릴링 동작들, 리베팅 동작들, 죔쇠 끼워맞춤 볼트 조임 동작들, 검사 등을 포함할 수 있다. 이러한 동작들은 동체가 외부 몰드 라인(OML: outer mold line) 요건들 및 내부 몰드 라인(IML: inner mold line) 요건들을 충족시키는 것을 보장하기 위해 수행될 수 있다.
제조 환경(예를 들어, 공장 바닥, 제조 셀 등) 내에서, 동체에 대해 앞서 설명한 동작들을 수행하기 위해 로봇들이 이용될 수 있다. 로봇들은 동체 상의 정확한 위치들(예를 들어, 동체 내의 위치들)에서 동작들을 수행하기 위해 수치 제어(NC: Numerical Control) 프로그램에 따라 동체 내에서 예측 가능하고 정확하며 반복 가능하게 움직일 것으로 예상되는 조립체들에 배치된다.
그러한 로봇들을 위한 조립 프로세스는 공교롭게도 여전히 복잡한 프로세스이다. 로봇들이 동체를 적극적으로 조립하고 있기 때문에 동체는 흔히 솔리드 바닥이 없다. 제조 중에 동체에 솔리드 바닥이 존재하는 실시예들에서도, 그러한 바닥을 가로질러 크고 무거운 로봇 조립체를 왔다갔다하는 것은 바람직하지 않을 수 있다. 따라서 동체 내의 바닥을 짜 맞추는 빔들과 조이스트들 사이에 삽입된 다양한 임시 바닥판들로부터 임시 바닥이 조립될 수 있다. 이러한 임시 바닥판들은 조립체에 의해 구동될 때 약간 이동하여, 조립체가 움직일 때마다 조립체를 예상 위치들에서 벗어나게 할 수 있다. 사실상, 트랙으로 인한 바닥판들의 미끄러짐은 조립체가 앞으로 이동할 것으로 예상될 때 조립체를 그대로 제자리에 유지되게 한다. 서로 다른 트랙들에 대한 임시 바닥판들이 서로 다른 양들만큼 미끄러진다면, 조립체는 심지어 자신의 방향을 변경하여, 조립체가 전방으로/후방으로 진행할 때 위치 오류의 양을 악화시킬 수 있다. 그러므로 조작자들은 원하지 않는 이동/움직임을 고려 및/또는 최소화함으로써 보다 정밀한 동체 조립을 보장하는 강화된 로봇 시스템들을 지속적으로 원한다.
본 명세서에 설명되는 실시예들은 이동식 궤도 로봇 조립체 아래에 임시 바닥판들을 구조적으로 통합하고, 계측의 이용으로 진행하여 조립체가 원하는 대로 이동하는 것을 보장한다. 조립체가 이동하는 동안 의도된 위치로부터 벗어난다면, 본 명세서에 설명되는 시스템들은 폐루프 및/또는 개루프 제어 메커니즘들을 이용하여, 조립체가 여전히 이동하고 있는 동안에도 조립체를 재배향 및/또는 위치 재설정할 수 있다.
일 실시예는 조립되고 있는 항공기의 동체에 근접하게 이동 로봇 조립체를 배치하는 단계, 조립체의 좌측 거리 측정 센서를 좌측 타깃과 정렬하는 단계, 및 조립체의 우측 거리 측정 센서를 우측 타깃과 정렬하는 단계를 포함하는 방법이다. 이 방법은 또한, 조립체 상의 로봇이 항공기 동체에 대한 작업을 수행할, 동체 내의 위치를 가로지르도록 조립체에 지시하는 단계, 조립체가 이동하고 있는 동안 좌측 거리 측정 센서와 좌측 타깃 사이의 좌측 거리를 결정하는 단계, 조립체가 이동하고 있는 동안 우측 거리 측정 센서와 우측 타깃 사이의 우측 거리를 결정하는 단계, 결정된 거리들 간의 차이를 검출하는 단계, 및 차이에 기초하여 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계를 포함한다.
추가 실시예는 조립되고 있는 항공기의 동체, 동체의 빔들 및 조이스트들을 커버하며 기계적 인터로크 메커니즘들을 통해 서로 연결되는 다수의 바닥판들을 포함하는 임시 바닥, 반사 타깃들을 포함하는 작업대, 및 작업대 상에 배치되어 동체에 대한 동작들을 수행하는 조립체를 포함하는 시스템이다. 조립체는 작업대에서 대응하는 타깃까지의 거리를 각각 측정하는 다수의 거리 측정 센서들, 및 조립체가 이동하고 있는 동안 센서들에 의해 측정된 거리들 간의 차이를 검출하고, 조립체를 동체 내의 새로운 위치로 구동하기 위해 차이를 기초로 조립체의 이동 방향을 변경하는 제어기를 포함한다.
추가 실시예는 방법이다. 이 방법은 조립되고 있는 항공기의 동체에 임시 바닥 판들을 설치하는 단계, 궤도 로봇 조립체의 트랙들이 동체의 조립 동안 동체 내의 임시 바닥판들을 가로질러 이동할 경로들을 식별하는 단계, 경로들 각각에 대응하는 한 세트의 바닥판들을 식별하는 단계, 및 바닥판들의 각각의 세트에 대해, 식별된 경로들을 따라 바닥판들의 세트들을 강체에 구조적으로 일체화하는 기계적 인터로크 메커니즘들을 설치하는 단계를 포함한다.
추가 실시예는 프로세서에 의해 실행될 때, 항공기 동체 내에서 동작하는 궤도 로봇 조립체의 위치를 조정하는 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로그래밍된 명령들을 구현하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 이 방법은 조립체 상의 센서들과 조립체 외부의 대응하는 타깃들 간의 거리들을 측정하는 단계, 센서들에 의해 측정된 거리들 간의 거리 차이들을 검출하는 단계, 및 거리 차이들을 기초로 조립체를 조종하는 단계를 포함한다.
다른 예시적인 실시예들(예를 들면, 앞서 설명한 실시예들에 관련된 방법들 및 컴퓨터 판독 가능 매체들)이 아래에서 설명될 수 있다. 논의된 특징들, 기능들 및 이점들은 다양한 실시예들에서는 독립적으로 달성될 수 있거나 또 다른 실시예들에서는 결합될 수 있는데, 이들의 추가 세부사항들은 다음 설명 및 도면들과 관련하여 확인될 수 있다.
본 개시의 일부 실시예들이 이제 단지 예로서, 그리고 첨부 도면들을 참조로 설명된다. 동일한 참조 번호는 모든 도면들에서 동일한 엘리먼트 또는 동일한 타입의 엘리먼트를 나타낸다.
도 1은 예시적인 실시예에서의 항공기의 블록도이다.
도 2는 예시적인 실시예에서의 항공기 동체의 일부의 정면 절개도이다.
도 3은 예시적인 실시예에서 항공기 동체의 일부에 대한 제조 환경의 정면도이다.
도 4는 예시적인 실시예에서 동체의 상부 섹션에 대한 궤도 로봇 조립체의 사시도이다.
도 5는 예시적인 실시예에서 동체의 하부 섹션에 대한 궤도 로봇 조립체의 사시도이다.
도 6은 예시적인 실시예에서 궤도 로봇 조립체를 유지하는 작업대의 사시도이다.
도 7은 예시적인 실시예에서 궤도 로봇 조립체를 동체에 적재하기 위한 작업대의 단면 절단도이다.
도 8은 예시적인 실시예에서 항공기의 동체 내에서 거리 측정 센서들을 이용하는 궤도 로봇 조립체의 평면도이다.
도 9는 예시적인 실시예에서 기계적 인터로크 메커니즘들에 의해 서로 유지되는 임시 바닥판들의 평면도이다.
도 10은 예시적인 실시예에서 기계적 인터로크 메커니즘들에 의해 서로 유지되는 임시 바닥판들의 측면도이다.
도 11은 예시적인 실시예에서 임시 바닥판들을 인터로크하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 12 - 도 13은 예시적인 실시예에서 궤도 로봇 조립체를 작동시키기 위한 방법을 예시하는 흐름도들이다.
도 14는 예시적인 실시예에서 동체 내의 궤도 로봇 조립체의 움직임의 평면도를 예시하는 블록도이다.
도 15는 예시적인 실시예에서 동체 내에서 작동하는 궤도 로봇 조립체의 블록도이다.
도 16은 예시적인 실시예에서의 항공기 생산 및 서비스 방법의 흐름도이다.
도 17은 예시적인 실시예에서의 항공기의 블록도이다.
도면들 및 다음의 설명은 본 개시의 특정한 예시적인 실시예들을 예시한다. 따라서 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은, 본 명세서에 명시적으로 기술되거나 도시되지는 않았지만, 본 개시의 원리들을 구현하고 본 개시의 범위 내에 포함되는 다양한 어레인지먼트들을 안출할 수 있을 것이라고 이해될 것이다. 더욱이, 본 명세서에서 설명되는 임의의 예들은 본 개시의 원리들의 이해를 돕는 것으로 의도되고, 이러한 구체적으로 언급된 예들 및 조건들로 한정되지 않는 것으로 해석되어야 한다. 그 결과, 본 개시는 아래 설명되는 특정 실시예들 또는 예들로 한정되는 것이 아니라 청구항들 및 이들의 등가물들로 제한된다.
도 1 - 도 2는 예시적인 항공기의 구조를 예시한다. 구체적으로, 도 1은 예시적인 실시예에서의 항공기(100)의 도면이다. 항공기(100)는 노즈(110), 날개들(120), 동체(130) 및 테일(140)을 포함한다. 도 1은 또한 항공기(100)에 대한 하향 방향(Z)을 예시한다. 도 2는 도 1의 보기 화살표들(2)로 표시된 항공기(100)의 절개 정면도이다. 도 2는 항공기 동체(130)의 단면도를 예시한다. 동체(130)는 객실(230)을 형성하는 측벽들(231), 천장(232) 및 (하나 또는 그보다 많은 조이스트들(604)에 의해 지지되는) 바닥(233)을 포함하는 상부 섹션(280)을 포함한다. (예를 들어, 후프 방식 프레임들 및 세로 방향의 세장형 스트링거들을 포함하는) 지지 부재들(212)은 동체(130)의 형상을 보강하고 구조적 지지를 제공한다. 이 실시예에서는, 좌석(234) 및 저장부(270)가 또한 포함된다. 동체(130)는 또한 화물 구역(262)의 화물 바닥(264) 아래에 위치된 배수 설비(260)를 포함하는 하부 섹션(290)을 포함한다. 도 2는 선외 방향은 항공기(100)의 외부 표면(예를 들어, 스킨(210)) 쪽으로 진행하고, 선내 방향은 항공기(100)의 내부(예를 들어, 객실(230)) 쪽으로 진행하는 것을 추가로 예시한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 스킨(210)은 동체(130)를 둘러싸고 있다.
도 3은 예시적인 실시예에서 항공기 동체(130)의 일부에 대한 제조 환경(300)의 정면도이다. 즉, 도 3은 도 2와 동일한 동체(130)의 뷰를 예시하지만, 동체(130)가 제조/제작되는 환경을 나타낸다. 그러므로 도 2와 도 3 간에 동체(130)에서 발견된 차이점들은 도 2에서 완료되고 도 3에서는 여전히 진행중인 동체(130)의 제작 결과이다.
제조 환경(300)은 항공기(100)에 대한 기체를 형성하기 위해 로봇들에 의한 자동화된 처리를 이용하여 동체(130)의 구조적 컴포넌트들(212)과 스킨(210)을 함께 조립하도록 동작 가능한 임의의 시스템을 포함한다. 이 실시예에서, 제조 환경(300)은 크래들(330) 상에 장착되는 동체(130)를 포함한다. 제조 환경(300)은 지지부들(321, 322, 323) 상에 각각 장착되는 외부 로봇들(311, 312, 313)을 추가로 포함한다. 지지부들(321, 322, 323)은 무인 운반 차량(AGV: Automated Guided Vehicle)들 상에 장착되고, 따라서 동체(130)에 대한 작업을 수행하기 위해 원하는 대로 동체(130)를 횡단할 수 있다. 외부 로봇들(311-313)은 동체(130)를 조립하고 그리고/또는 동체 조립체(130)의 지지 부재들(212)에 스킨(210)을 부착하는 체결 동작들에 관여하기 위해 동체(130) 내의 이동식 궤도 로봇 조립체들(400, 500)과 이들의 동작들을 조율한다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 조립체는 조립체가 트랙들/트레드(tread)들을 포함할 때 "추적"되는데, 조립체는 이들을 통해 환경을 가로지를 수 있다. 즉, (예를 들어, 기차 트랙들과 유사한) 경로를 정하도록 이미 배치된 독립된 컴포넌트들인 트랙들을 따라 이동하는 대신, 본 명세서에서 설명되는 조립체들은 (예를 들어, 탱크 트레드들/트랙들과 유사한) 이들 자체의 트레드들/트랙들을 포함한다. 조립체(400)는 동체(130)의 상부 섹션(280) 내에서 작업을 수행하는 한편, 조립체(500)는 동체(130)의 하부(290) 내에서 작업을 수행한다. 더욱이, 조립체(400)는 조이스트들(604)에 장착되는 상부 섹션(280)의 임시 바닥(701)을 가로질러 이동한다. 조립체(500)는 구조물(132)에 장착되는 하부 섹션(290)의 임시 바닥(702)을 가로질러 이동한다.
조립체들(400-500)의 추가 세부사항들은 도 4 - 도 5와 관련하여 설명될 것이다. 예를 들어, 도 4는 도 3의 영역(4)의 사시도이고, 조립체(400)가 트랙들(410) 및 로봇 암들(430)을 포함하는 것을 예시한다. 로봇 암들(430)은 각각, 강체들(412) 및 액추에이터들(414)을 포함하는 기구학적 체인(kinematic chain)(415)에 의해 한정되며, 엔드 이펙터들(416)로 종결된다. 엔드 이펙터들(416)은 (예컨대, 동체(130)에 스킨(210)을 체결하고, 동체(130)에 구멍들을 뚫는 등에 의해) 동체(130)를 조립하기 위해 동체(130)에 작업을 수행한다. 로봇 암들(430)의 동작들은 제어기(420)에 유지되는 NC 프로그램의 명령들에 의해 관리된다. 제어기(420)는 예를 들어, 커스텀 회로로서, 프로그래밍된 명령들을 실행하는 프로세서로서, 또는 이들의 어떤 결합으로서 구현될 수 있다.
조립체(400)는 또한 거리 측정 센서들(442, 444)을 포함한다. 일 실시예에서, 센서들(442, 444)은 역반사 타깃들까지의 거리들을 측정하는 레이저 거리 측정 센서들(예를 들어, 광 검출 및 거리 측정(LIDAR: Light Detection and Ranging) 센서들)이다. 그러나 추가 실시예들에서, 센서들(442, 444)은 초음파 거리 측정 센서들 또는 알려진 타깃까지의 거리를 측정할 수 있는 다른 센서들로서 구현될 수 있다. 센서들(442, 444)은 조립체(400)상에서 유사한 전방/후방 위치들에, 그러나 서로 다른 측 방향 위치들에 위치되기 때문에, 센서들(442, 444)에 의해 측정된 거리들 간의 차이를 식별함으로써 조립체(400)의 방향 변화가 검출될 수 있다. 조립체(400)는 또한 타깃들(450)을 포함한다. 조립체(400)가 NC 프로그램에 따라 이동을 완료한 후에 조립체(400)의 정확한 위치를 검출하기 위해 외부 거리 측정 센서들에 의해 타깃들(450)이 이용될 수 있다. 도 5는 도 3의 영역(5)의 사시도를 예시한다. 도 5는 구체적으로, 도 4의 조립체(400)와 유사한 방식으로 트랙들(510), 제어기(520), 그리고 강체들(512), 액추에이터들(514) 및 엔드 이펙터들(516)에 의해 한정된 기구학적 체인들(515)을 포함하는 로봇 암들(530)을 포함하는 조립체(500)를 예시한다. 조립체(500)는 또한 거리 측정 센서들(542, 544) 및 타깃들(550)을 추가로 포함한다. 조립체들(400-500)이 위에서 충분히 설명되어, 이제 동체(130) 내의 조립체들(400-500)의 동작들의 세부사항들이 도 6 - 도 8과 관련하여 설명될 것이다.
도 6은 예시적인 실시예에서 궤도 로봇 조립체(400)를 유지하는 작업대(610)의 사시도이다. 도 6에 따르면, 조립체(400)는 동체(130)에 진입하기 직전에 작업대(610) 상에 배향된다. 작업대(610)는 예를 들어, 조립체(400)를 동체(130)의 상부 섹션(280)에 적재하거나 조립체(500)를 동체(130)의 하부 섹션(290)에 적재하는 데 사용될 수 있다. 조립체(400)가 작업대(610)로부터 동체(130)로의 이동을 완료한 후에, 그 위치는 센서(624)에 의해 식별될 수 있다. 제어기(640)는 센서들(622-626)의 동작들을 관리한다. 유사한 방식으로, 조립체(400)가 이동 중인 동안, 제어기(420)는 센서들(442, 442)을 이용하여 타깃들(632, 634)까지의 거리들을 추적할 수 있다. 도 6에는 임시 바닥이 도시되어 있지 않지만, 빔들(602) 및 조이스트들(604)은 임시 바닥이 추가될 수 있는 프레임워크를 제공한다.
도 7은 예시적인 실시예에서 (단순히 "조립체(400)"로도 또한 지칭되는) 궤도 로봇 조립체(400)를 동체(130)에 적재하기 위한 작업대(610)의 단면 절단도이다. 임시 바닥(701)이 도시되는 한편, 어수선함을 줄이기 위해 조립체(400)는 이 도면에 도시되지 않는다. 조립체(400)는 임시 바닥(701)을 가로질러 트랙 경로들(722, 724)을 따라 이동할 것이다. 트랙 경로들(722, 724)은 도 7에서 선형으로 도시되어 있지만, 트랙 경로들(722, 724)은 조립체가 자신의 엔드 이펙터들을 통해 작업을 수행하기 위해 원하는 위치들과 정렬하도록 Y 축 상에서 자신의 위치를 변경하는 추가 시나리오들에서는 달라질 수 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 임시 바닥(701)은 다수의 임시 바닥판들(710)을 포함한다. 임시 바닥(701)은 조이스트들(604) 및 빔들(602)을 커버하여 궤도 로봇 조립체가 횡단할 수 있는 매끄러운 구조를 제공한다. 각각의 임시 바닥판(710)은 (Y 방향으로 동체(130)를 가로질러 측 방향으로 각각 연장하는) 조이스트들(604)과 (X 방향으로 동체(130)를 가로질러 세로 방향으로 각각 연장하는) 빔들(602) 사이에 매달리면서 또한 조이스트들(604)과 빔들(602)을 커버하도록 맞춰진다/치수가 정해진다. 더욱이, 각각의 트랙 경로는 한 세트의 바닥판들(710)에 대응/이들과 교차한다. 따라서 도 7에 도시된 바와 같이, 트랙 경로(722)는 동체(130)의 좌측의 바닥판들(710)의 세트(723)에 대응하는 한편, 트랙 경로(724)는 동체(130)의 우측의 바닥판들(710)의 세트(725)에 대응한다.
바닥판들(710)은 빔들(602)과 조이스트들(604) 사이에서/위에서 자유롭게 매달리고, (예를 들어, 임시 바닥(701)이 "드롭인"함으로써 쉽게 설치될 수 있고, 상당한 양의 노동을 낭비하지 않고 제거될 수 있음을 보장하기 위해) 빔들(602) 및 조이스트들(604)에 고정적으로 부착되지 않기 때문에, 바닥판들(710)은 X 방향 및/또는 Y 방향으로 앞뒤로 슬라이딩할 수 있다. 이것은 (예를 들어, 조립체의 각각의 트랙에 의해 수행되는 회전들의 수를 주목함으로써) 추측 항법에 의해 동체(130) 내에서 이동하는 조립체들의 움직임을 추적하기 더 어렵게 하는 문제점을 제기한다. 이 문제를 해결하기 위해, 작업대(610)는 동체(130) 내에서 이동하는 조립체의 적절한 위치 설정 및 위치 재설정을 보장하기 위한 다수의 피처들을 포함한다. 제 1 세트의 피처들은 센서들(622, 624, 626)을 포함한다. 센서(624)는 조립체(400)가 의도된 목적지에 도달했는지 여부를 결정하기 위해, 조립체가 이동을 완료한 후 조립체(400) 상에서 타깃들(예컨대, 타깃들(450))을 추적하는 데 이용된다. 더욱이, 센서들(622-626)은 동체(130) 상의 타깃들(628)을 분석하는데 사용된다. 센서들(622-626)은 서로에 대해 알려진 위치들을 점유하기 때문에, 이들의 입력은 동체(130)의 좌표 공간 내에서 조립체가 어디에 위치하는지를 결정하기 위해 결합될 수 있다. (예컨대, 이동 중에 타깃(450)을 추적하는 센서(624)에 의해 수행되는) 이러한 분석은 조립체(400)가 동체(130) 내에서 작동하는 동안 충돌 회피를 가능하게 하는 데 도움을 줄 수 있다. 제어기(640)는 센서들(622-626)에 관련된 다양한 계산들을 수행하기 위해 작업대(610)에서(또는 다른 위치에서) 이용될 수 있다. 제 2 세트의 피처들은 타깃들(632, 634)(예를 들어, 역반사 타깃들, 초음파 타깃들 등)을 포함한다. 이러한 타깃들(632, 634)은 조립체가 그 의도된 배향으로 계속 정확하게 유지되고 있는지 여부를 나타내는 입력을 조립체에 제공하기 위해 조립체 상의 거리 측정 센서들과 함께 이용될 수 있다.
한편, 도 8은 조립체(400)가 추가되었지만, 명확성을 위해 임시 바닥(700)은 생략되었다는 것을 제외하고는 도 7에 도시된 것과 동일한 뷰를 예시하는 블록도이다. 이 실시예에서, 조립체(400)가 전방으로 이동할 때 거리 측정 센서들(442, 444)이 연속적으로 동작하여 거리 측정 데이터를 획득한다. 센서들(442, 444)은 타깃들(632, 634)을 향해 광 빔들 및/또는 음파들(812, 814)을 송신하고 이러한 광 빔들 및/또는 음파들의 반사들을 통해 거리 데이터를 획득함으로써 이러한 목표를 수행한다. 거리 데이터는 우측 거리 측정 센서(444)와 우측 타깃(634) 간의 거리를 나타내는 거리 측정치(DR)뿐만 아니라 좌측 거리 측정 센서(442)와 좌측 타깃(632) 간의 거리를 나타내는 거리 측정치(DL)도 포함한다. 조립체(400)가 (좌우로 드리프트하거나 드리프팅을 야기하는) 움직임 동안 자신의 배향각을 변경한다면, DL 및 DR의 값들은 서로에 대해 변경될 것이다. DL과 DR 간의 이러한 차이들은 조립체(400)에 대해 의도된 각도로부터의 편차를 검출하고 (예컨대, 하나의 트랙(410)을 조립체(400)의 다른 트랙(410)보다 더 긴 기간/더 큰 회전 수/상이한 거리에 대해 구동함으로써) 그러한 편차들을 보정하기 위해 조립체(400)의 이동 중에(즉, 이동 중인 동안) 조립체(400)에 의해 분석될 수 있다. 추가 실시예에서, 편차들은 선회 패턴에서 전방으로 그리고 다른 선회 패턴에서 후방으로 이동함으로써 보정된다. 이러한 방식으로, 제어기(420)는 반복적으로 그리고 연속적으로, 좌측 거리를 결정하고, 우측 거리를 결정하고, 결정된 거리들의 차이를 검출하고, 조립체가 위치를 향해 진행할 때 조립체의 배향을 조정한다.
조립체(400)의 예상 경로로부터의 편차들을 처리하기 위한 앞서 설명한 기술들 및 시스템들에 부가하여, 도 9 - 도 10은 조립체가 임시 바닥(701) 위에서 이동하고 있는 동안 바닥판들이 서로에 대해 미끄러지지 않음을 보장하기 위해 조립체의 트랙 경로 내에서 이용될 수 있는 예시적인 기계적 인터로크 메커니즘들(900)을 예시한다. 도 9에서는, 2개의 바닥판들(710)이 트랙 경로(722)를 따라 위치된다. 이러한 바닥판들(710)은 바닥판들(710)의 코너들(712)에/이들에 근접하게 위치되는 인터로크 메커니즘들(900)을 통해 함께 장착된다. 추가 실시예에서, 각각의 인터로크 메커니즘(900)은 4개의 개별 바닥판들(710)의 4개의 인접 코너들에 의해 생성된 공간을 차지한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 각각의 인터로크 메커니즘(900)은 인터로크 메커니즘이 장착될 때 바닥판(710)의 표면(718)과 동일 평면 상에 있음을 보장하기 위해 바닥판(710)의 리세스(716) 내에 위치된다. 더욱이, 바닥판들(710)은 인터로크 메커니즘의 핀들(910)이 장착될 수 있는(예를 들어, 임시 바닥의 신속하고 공구가 필요 없는 설치를 가능하게 하도록 드롭인되거나, 슬라이딩되거나 압입되는) (두께/깊이(T)의) 용기들/구멍들(714)을 포함한다. 핀들(910)은 동체(130) 내의 다양한 바닥판들(710)을 구조적으로 일체화함으로써 구조적 강성을 보강한다. 기계적 인터로크 메커니즘들(900)의 설치는 바닥판들(710)이 세로 방향 힘들 및/또는 휨을 견디게 한다.
동체(130)에서의 임시 바닥의 준비에 대한 예시적인 세부사항들이 도 11과 관련하여 논의될 것이다. 이 실시예의 경우, 동체(130)의 지지 부재들(212)이 기체의 지지 구조("골격")로 조립되었지만, 스킨(210) 부분들은 아직 체결되지 않았다고 가정한다. 따라서 체결 동작들이 시작될 수 있게 하기 위해, 동체(130)의 상부 섹션(280)에 임시 바닥(701)을 그리고 하부 섹션(290)에 임시 바닥(702)을 설치하는 것이 바람직하다. 이는 조립체들(400, 500)이 체결 동작들을 수행하기 위해 동체(130)를 가로지를 수 있음을 보장한다.
도 11은 예시적인 실시예에서 인터로크된 바닥판들을 포함하는 임시 바닥을 설치하기 위한 방법(1100)을 예시하는 흐름도이다. 방법(1100)의 단계들은 도 1의 동체(130)와 관련하여 설명되지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자들은 방법(1100)이 다른 기계적 환경들에서 수행될 수 있다고 인식할 것이다. 본 명세서에서 설명되는 흐름도들의 단계들이 완전히 포괄적인 것은 아니며 도시되지 않은 다른 단계들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 단계들은 또한 다른 순서로 수행될 수 있다.
임시 바닥판들(710)은 (예를 들어, 바닥판들(710)을 조이스트들(604) 또는 빔들(602)에 체결하지 않고 조이스트들(604)과 빔들(602) 사이에 개별 바닥판들(710)을 배치/매닮으로써) 동체(130)에 설치된다. 바닥판들(710)은 임시이기 때문에(예를 들어, 이들의 무게에 의해서만 제자리에 유지되고 조이스트들(604) 또는 빔들(602)에는 체결되지 않기 때문에), 이들은 조립체(예를 들어, 수 톤의 무게를 가진 기계)가 그 위에서 이동할 때 X 방향 및/또는 Y 방향으로 증분량들만큼 동체(130) 내에서 슬라이딩하게 된다. 이것은 바닥판들(710)이, 추측 항법에 의해 조립체의 이동(거리 및 궤적)을 결정하는 조립체의 능력에 간섭할 가능성이 있음을 의미한다. 이 문제를 처리하기 위해, 조립체가 동체(130)의 조립 중에 동체(130) 내의 임시 바닥판들을 가로질러 이동할 트랙 경로들이 조립체(예를 들어, 400, 500)에 대해 식별된다(단계(1104)). 이는 예를 들어, 조립체의 동작들을 지시하는 NC 프로그램을 분석하는 제어기(640) 또는 제어기(520)에 의해 수행될 수 있다.
트랙 경로들이 알려지면, 트랙 경로들 각각에 대응하는 바닥판들(710)이 식별된다(단계(1106)). 이는 조립체가 NC 프로그램에 따라 작동하고 있는 동안 어느 바닥판들(710)이 트랙들(예컨대, 410, 510) 아래에 있을지를 결정함으로써 수행될 수 있다. 그 후, 서로 다른 트랙 경로에 대응하는 바닥판들의 각각의 세트에 대해, 해당 세트를 강체에 일체화하기 위해 기계적 인터로크 메커니즘들(900)이 설치된다(단계(1108)). 이는 조립체가 임시 바닥(701)을 가로질러 이동할 때 바닥판들(710)의 미끄러짐에 의해 야기되는 병진 에러의 양을 감소시킨다.
제조 환경(300) 내의 조립체들(예를 들어, 400, 500)의 동작의 예시적인 세부사항들이 도 12에 대해 논의될 것이다. 조립체(400)가 먼저 작업대(610)에 배치된다(단계(1202)). 조립체(400)가 작업대(610) 상에 위치되면, 좌측 거리 측정 센서(442)가 작업대(610)의 좌측 타깃(632)과 정렬되고(단계(1204)), 우측 거리 측정 센서(444)는 작업대(610)의 우측 타깃(632)과 정렬된다(단계(1206)). 센서들(442-444)을 타깃들(632-634)과 정렬하는 것은 센서들(442-444)에 의해 방출된 레이저 빔들(또는 초음파들)이 센서들(442-444)에 의해 방출될 때 타깃들(632-634)에 충돌함을 보장하는 것을 포함한다.
센서들이 정렬된 후에, 제어기(640)는 타깃(628)을 통한 계측을 이용하여 동체(130)의 좌표 공간을 결정할 수 있고, 추가로 타깃들(450)에 대한 계측을 이용하여 동체(130) 내에서 작업대(610) 및 조립체(400)의 위치를 결정할 수 있다. 이 정보를 기초로, 제어기(640)는 (예를 들어, 하나 또는 그보다 많은 체결 동작들을 수행함으로써) 동체(130)에 대한 작업을 수행하기 위해 동체(130) 내의 원하는 위치로 조립체(400)를 이동시킬 방법을 결정한다. 따라서 제어기(640)는 작업대(610)로부터 동체(130)의 원하는 위치로 가로지르도록 조립체(400)에 지시하기 위해 조립체(400)의 제어기(420)에 명령들을 전송한다(단계(1208)). 제어기(420)는 명령들로 지시된 바와 같이 조립체(400)를 전방으로 이동시키도록 트랙들(410)에 지시한다. 이 프로세스의 일부로서, 조립체(400)가 움직이고 있는 동안, 제어기(420)는 좌측 타깃(632)까지의 거리를 결정하도록 좌측 센서(442)를 작동시키고(단계(1210)), 우측 타깃(634)까지의 거리를 결정하도록 우측 센서(444)를 추가로 작동시킨다(단계(1212)).
측정된 거리들 간의 차이를 검출함으로써(단계(1214)), 제어기(420)는 (예를 들어, 바닥판(710)이 트랙(410) 아래로 미끄러져 들어갔기 때문에) 조립체(400)가 전방으로 이동하는 동안 방향을 변경했는지 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 센서들(442-444)이 이들 각각의 타깃들로부터 등거리에 있도록 센서들(442-444)이 초기에 정렬되는 경우, 센서(442)에 의해 측정된 좌측 거리가 센서(444)에 의해 측정된 우측 거리 미만이 된다면, 이는 조립체(400)가 좌회전하는 것을 나타낸다. 대안으로, 센서들(442, 444)이 초기에 이들 각각의 타깃들로부터 동일한 거리에 정렬되지 않는다면, 각각의 센서로부터 그 대응하는 타깃까지의 초기 거리가 결정될 수 있다. 좌측 거리와 우측 거리 간의 초기 차이는 조립체(400)에 대한 직선 배향(예를 들어, 바로 전방 배향)을 나타낸다. 차이가 변화한다면, 제어기(420)는 동체(130)의 좌표 공간에서 조립체의 정확한 위치를 알지 못하더라도 이동 중에 조립체(400)의 배향의 변화를 검출할 수 있다. 이것은 조립체(400)가 원하는 궤적을 따르고 있음을 보장하도록 제어기(420)가 조립체(400)의 폐 루프 제어에 관여하는 것을 가능하게 한다. 따라서 좌측 거리와 우측 거리 간의 차이가 계속 동일/일정하다면, 이것은 조립체(400)가 X 축을 따라 전방/후방으로 횡단하고 있음을 의미한다. 예를 들어, 조립체(400)가 X 축 방향으로 그리고 의도된 횡단 경로의 중심선 상에 정확하게 향하고 있는 경우, 좌측 센서 및 우측 센서로부터의 좌측 거리 측정치와 우측 거리 측정치 간의 차이가 일정하게 유지된다면, 조립체(400)는 횡단 경로의 중심선을 중심으로 하여 X 축을 따르는 원하는 직선 경로를 따라 횡단하고 있음이 보장된다. 요약하면, 제어기(420)는 조립체(400)의 이동 방향(즉, 트랙들(410)이 지시하고 있는 방향에 대응하는 조립체(400)의 방향)을 조정할 수 있다(단계(1216)).
추가 실시예들에서, 작업대(610) 상의 하나 또는 그보다 많은 센서들(예를 들어, 센서(624))은 조립체(400)가 이동 중인 동안 조립체(400)에서 하나 또는 그보다 많은 타깃들(450)을 추적할 수 있다. 조립체(400)가 동체(130)와 충돌하려고 하는지 여부를 제어기(640)가 결정하기 위해, 동체(130) 내에서 조립체(400)의 일반적인 위치를 결정하는 데 제어기(640)에 의해 이러한 추적이 이용될 수 있다. 이러한 경우들에, 제어기(640)는 동체(130)와 충돌하기 전에 멈추도록 조립체(400)에 명령할 수 있다.
예들
다음의 예들에서, 항공기의 동체를 조립하는 체결 동작들을 수행하는 이동식 궤도 로봇 조립체의 동작들을 지시하는 시스템과 관련하여 추가 프로세스들, 시스템들 및 방법들이 설명된다.
도 13은 예시적인 실시예에서 동체 내에서의 조립체(예를 들어, 조립체(400), 조립체(500))의 움직임을 조정하기 위한 상세한 방법을 예시한다. 방법(1300)에 따르면, 제어기(640)는 조립체(400) 상에 배치된 타깃들(450)을 분석하기 위해 계측을 사용함으로써 (작업대(610)에 대한) 조립체(400)의 현재 위치 및 배향/각도를 결정하는 것으로 시작한다. 제어기(640)는 (예를 들어, 타깃들(628)에 대해 계측을 수행하고, 동체(130)의 좌표계 내에서 조립체(400)의 위치를 식별함으로써) 동체(130) 내에서 조립체(400)의 원하는 위치를 추가로 결정한다(단계(1302)). 조립체(400)의 현재 위치 및 원하는 위치를 식별하면, 제어기(640)는 동체(130) 내에서 조립체(400)에 대한 경로를 계획하는 것으로 진행하는데, 이는 스킨(210)을 지지 부재들(212)에 체결하기 위해 체결 동작들이 수행될 다양한 위치들로 조립체(400)를 이동시킬 것이다(단계(1304)). 제어기(640)는 그 다음, 예를 들어, 좌측 거리 및 우측 거리를 측정함으로써 (예를 들어, 센서들(442-444) 및 타깃들(632-634)을 포함하는) 조립체(400)에 대한 거리 측정 센서들을 교정한다. 이 프로세스는 조립체(400)의 좌표 공간으로부터의 위치들을 동체(130)의 좌표 공간으로 변환하는 것을 수반할 수 있다. 제어기(640)는 그 다음, 거리 측정 센서들을 작동시키도록 제어기(420)에 지시하고(단계(1308)), 결정된 경로에 따라 조립체(400)를 이동시켜, 체결 동작들을 수행하도록 경로 상의 각각의 정해진 위치에서 정지하는 것으로 진행한다.
조립체(400)를 이동시키는 것의 일부로서, 제어기(420)는 거리 측정 센서들(442-444)을 계속해서 이용하여, 조립체(400)로부터 작업대(610)까지의 거리뿐만 아니라 경로 스큐(예를 들어, 정해진 경로로부터의 조립체(400)의 배향 및/또는 위치의 변화들)도 결정한다(단계(1310)). 따라서 제어기(420)는 우측 거리가 좌측 거리 미만이라고 결정하고, 그 차이에 기초하여 조립체의 우측 방향 각도 편차를 식별할 수 있거나, 좌측 거리가 우측 거리 미만이라고 결정하고, 그 차이에 기초하여 조립체의 좌측 방향 각도 편차를 식별할 수 있다. 제어기(420)는 거리 및 경로 스큐의 결정들에 기초하여 조립체(400)를 조종하도록 계속해서 진행한다(단계(1312)). 예를 들어, 조립체(400)가 좌측 방향으로 편향하고 있다면, 제어기는 각도 편차에 기초하여 우회전하도록 조립체에 명령함으로써, 조립체(400)를 우측 방향으로 조종하여 오류를 보정할 수 있다. 마찬가지로, 조립체(400)가 우측 방향으로 편향하고 있다면, 제어기는 각도 편차에 기초하여 좌회전하도록 조립체에 명령함으로써, 조립체(400)를 좌측 방향으로 조종하여 오류를 보정할 수 있다. 조립체(400)가 자신이 원하는 위치에 도달했다면(단계(1314)), 처리는 단계(1316)에서 계속된다. 그렇지 않으면, 제어기(420)는 단계(1312)에 따라 조립체(400)를 재조종한다/이동시킨다. 요약하면, 제어기(420)는 조립체(400)가 이동하고 있는 동안 센서들(442-444)에 의해 측정된 거리들 간의 차이를 검출하고, 동체(130) 내의 새로운 위치로 조립체(400)를 구동하기 위해 그 차이에 기초하여 조립체(400)를 재배향한다.
조립체(400)가 원하는 위치에 도달했다면, 제어기(420)는 제어기(640)에 성공적인 이동의 완료를 보고한다(단계(1316)). 제어기(640)는 그 다음, 조립체(400)가 원하는 위치에 도달했음을 확인하도록 작업대(610)에서 센서들(624)을 작동시킬 수 있다(단계(1318)). 조립체(400)가 자신이 원하는 위치에 성공적으로 도달했다면, 조립체(400)는 그 위치에서 체결 동작들을 수행하는 데 이용될 수 있다.
대안으로, 조립체(400)가 자신이 원하는 위치에 도달하지 않았다면, 제어기(640)는 조립체(400)가 이동을 중단했다고 결정하고, 거리 측정 센서(624)를 이용하여 조립체 상의 다수의 타깃들(450)을 식별하고, 거리 측정 센서들(622-626)을 이용하여 동체(130) 상의 다수의 타깃들(628)을 식별하고, 조립체 상의 타깃들(450)을 동체(130)상의 타깃들(628)과 비교하여 원하는 위치에 대한 조립체(400)의 근접성을 결정하고, 근접성에 기초하여 위치 재설정하도록 조립체(400)에 명령할 수 있다.
위치를 변경하도록 조립체에 명령하는 것은, 조립체(400)의 측 방향 위치(즉, Y 축을 따르는 조립체(400)의 위치)를 조정하기 위해 후진하고, 후진하면서 각도를 조정하고, 다시 위치 쪽으로 이동하도록 조립체(400)에 지시하는 것을 포함할 수 있다. 대안으로, 위치 재설정하도록 조립체(400)에 명령하는 것은, 조립체(400)의 세로 방향 위치(즉, X 축을 따르는 조립체(400)의 위치)를 조정하기 위해 후진하거나 전방으로 이동하도록 조립체(400)에 지시하는 것을 포함한다.
도 14는 예시적인 실시예에서 동체 내의 궤도 로봇 조립체(1410)의 움직임의 평면도를 예시하는 블록도(1400)이다. 조립체(1410)가 점선(1420)으로 표시된 바와 같이 계속 전진할 때, 초기 지점(PI)에서부터 P2, P3 및 최종 지점(PT)까지의 배향 각도가 변한다. 도 12 - 도 13과 관련하여 설명한 기술들을 사용하면, 조립체(1410) 아래에 위치된 바닥판들을 슬라이딩함으로써 야기된 이동 중의 임의의 에러들을 처리하도록 DL 및 DR에 기초하여 조립체(1410)의 각도 편차들이 유리하게 보정될 수 있다. 본 명세서에 도시된 바와 같이, 점선(1420)으로 예시된 경로는 과장되어 있으며 단지 예시를 위한 것이다.
도 15는 예시적인 실시예에서 동체(1500) 내에 궤도 로봇 조립체(1520)를 포함하는 시스템을 예시하는 블록도이다. 도 15에 도시된 바와 같이, 조립체(1520)는 작업대(1510)를 통해 동체(1500)에 진입할 수 있고, 센서(1524)를 이용하여 타깃들(1514)까지의 거리를 검출함으로써 조립체(1520)의 진행을 추적할 수 있다. 조립체(1520)의 동작들은 제어기(1525)에 의해 통제되는데, 제어기(1525)는 센서들(1524)을 작동시키고, 추가로 트랙들(1521)뿐만 아니라 암들(1530)도 작동시킬 수 있다. 이 실시예에서, 암들(1530)은 엔드 이펙터(1536)를 위치시키는데 사용되는 하나 또는 그보다 많은 액추에이터들(1532) 및 강체들(1534)을 각각 포함한다. 조립체(1520)는 바닥(1540)을 가로질러 이동하는데, 바닥(1540)은 다수의 바닥판들(1542)을 포함한다. 조립체(1520)의 예상 트랙 경로를 따르는 각각의 바닥판(1542)은 기계적인 인터로크 메커니즘(1550)을 통해 경로의 다른 바닥판(1542)에 부착된다. 이 실시예에서, 각각의 기계적 인터로크 메커니즘(1150)은 핀들(1552)을 통해 판들(1542)에 부착된다. 경로를 따르는 이동의 완료시, 작업대(1510)는 동체(1500) 내에서 조립체(400)의 실제 위치를 결정하기 위해 센서들(1512)로부터의 입력을 이용할 수 있다.
보다 상세하게 도면들을 참조하면, 본 개시의 실시예들은 도 16에 도시된 것과 같은 항공기 제조 및 서비스 방법(1600) 그리고 도 17에 도시된 것과 같은 항공기(1602)와 관련하여 설명될 수 있다. 예비 생산 동안, 예시적인 방법(1600)은 항공기(1602)의 규격 및 설계(1604) 그리고 자재 조달(1606)을 포함할 수 있다. 생산 동안에는, 항공기(1602)의 컴포넌트 및 하위 부품 제조(1608) 그리고 시스템 통합(1610)이 이루어진다. 이후, 항공기(1602)는 운항(1614)되기 위해 인증 및 납품(1612)을 거칠 수 있다. 고객에 의한 운항 동안, 항공기(1602)는 (수정, 재구성, 개조 등을 또한 포함할 수 있는) 정기 유지보수 및 서비스(1616)를 위해 스케줄링된다. 본 명세서에서 구체화된 장치 및 방법들은 제조 및 서비스 방법(1600)의 임의의 하나 또는 그보다 많은 적합한 단계들(예를 들어, 규격 및 설계(1604), 자재 조달(1606), 컴포넌트 및 하위 부품 제조(1608), 시스템 통합(1610), 인증 및 납품(1612), 운항(1614), 유지보수 및 서비스(1616)) 동안 그리고/또는 항공기(1602)의 임의의 적합한 컴포넌트(예를 들어, 동체(1618), 시스템들(1620), 내부(1622), 추진(1624), 전기(1626), 유압(1628), 환경(1630))에 이용될 수 있다.
방법(1600)의 프로세스들 각각은 시스템 통합자, 제3자 및/또는 오퍼레이터(예를 들면, 소비자)에 의해 수행 또는 실행될 수도 있다. 이러한 설명을 목적으로, 시스템 통합자는 임의의 수의 항공기 제작사들 및 메이저 시스템 하도급 업체들을 제한 없이 포함할 수도 있고; 제3자는 임의의 수의 판매사들, 하도급 업체들 및 공급사들을 제한 없이 포함할 수도 있으며; 오퍼레이터는 항공사, 리스(leasing) 회사, 군수업체, 서비스 기관 등일 수도 있다.
도 17에 도시된 바와 같이, 예시적인 방법(1600)에 의해 생산된 항공기(1602)는 복수의 시스템들(1620) 및 내부(1622)와 함께 동체(1618)를 포함할 수 있다. 고레벨 시스템들(1620)의 예들은 추진 시스템(1624), 전기 시스템(1626), 유압 시스템(1628) 및 환경 시스템(1630) 중 하나 이상을 포함한다. 임의의 수의 다른 시스템들이 포함될 수도 있다. 항공 우주 산업의 예가 도시되지만, 본 발명의 원리들은 자동차 산업과 같은 다른 산업들에 적용될 수도 있다.
앞서 이미 언급한 바와 같이, 본 명세서에서 구현된 장치 및 방법들은 생산 및 서비스 방법(1600)의 단계들 중 임의의 하나 또는 그보다 많은 단계 동안 이용될 수도 있다. 예를 들어, 생산 단계(1608)에 대응하는 컴포넌트들 또는 하위 부품들은 항공기(1602)가 운항 중인 동안 생산된 컴포넌트들 또는 하위 부품들과 비슷한 방식으로 제작 또는 제조될 수도 있다. 또한, 예를 들어, 생산 단계들(1608, 1610) 동안 항공기(1602)의 조립을 실질적으로 신속히 처리하거나 항공기(1602)의 원가를 절감함으로써 하나 또는 그보다 많은 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 이들의 결합이 이용될 수 있다. 마찬가지로, 예를 들어 그리고 제한 없이, 항공기(1602)가 운항중인 동안, 유지보수 및 서비스(1616)에 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 이들의 결합 중 하나 이상이 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에서 설명한 기술들 및 시스템들은 단계들(1606, 1608, 1610, 1614 및/또는 1616)에 사용될 수 있고 그리고/또는 동체(1618) 및/또는 내부(1622)에 사용될 수 있다. 이러한 기술들 및 시스템들은 예를 들어, 추진(1624), 전기(1626), 유압(1628) 및/또는 환경(1630)을 포함하는 시스템들(1620)에도 이용될 수 있다.
일 실시예에서, 조립체(400)는 컴포넌트 및 하위 부품 제조(1608) 중에 동체(1618)의 일부를 조립하도록 임시 바닥(701)을 가로질러 구동한다. 이러한 부분들은 다음에 시스템 통합(1610)에서 항공기로 조립된 다음, 운항(1614)에서 이용될 수 있다.
도면들에 도시되거나 본 명세서에서 설명된 다양한 제어 엘리먼트들(예컨대, 전기 또는 전자 컴포넌트들) 중 임의의 엘리먼트는 하드웨어, 소프트웨어를 구현하는 프로세서, 펌웨어를 구현하는 프로세서, 또는 이들의 어떤 결합으로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 엘리먼트는 전용 하드웨어로서 구현될 수 있다. 전용 하드웨어 엘리먼트들은 "프로세서들," "제어기들" 또는 다른 어떤 유사한 용어로 지칭될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 기능들은 단일 전용 프로세서에 의해, 단일 공유 프로세서에 의해, 또는 복수의 개별 프로세서들에 의해 제공될 수 있으며, 이들 중 일부는 공유될 수 있다. 더욱이, "프로세서" 또는 "제어기"라는 용어의 명백한 사용은 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 독점적으로 지칭하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 디지털 신호 프로세서(DSP: digital signal processor) 하드웨어, 네트워크 프로세서, 주문형 집적 회로(ASIC: application specific integrated circuit) 또는 다른 회로, 필드 프로그래밍 가능 게이트 어레이(FPGA: field programmable gate array), 소프트웨어를 저장하기 위한 판독 전용 메모리(ROM: read only memory), 랜덤 액세스 메모리(RAM: random access memory), 비휘발성 저장소, 로직, 또는 다른 어떤 물리적 하드웨어 컴포넌트 또는 모듈을 암시적으로 제한 없이 포함할 수 있다.
또한, 제어 엘리먼트는 그 엘리먼트의 기능들을 수행하도록 프로세서 또는 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령들로서 구현될 수 있다. 명령들의 일부 예들은 소프트웨어, 프로그램 코드 및 펌웨어이다. 명령들은 프로세서에 의해 실행될 때 엘리먼트의 기능들을 수행하도록 프로세서에 지시하도록 동작한다. 명령들은 프로세서에 의해 판독 가능한 저장 디바이스들에 저장될 수 있다. 저장 디바이스들의 일부 예들은 디지털 또는 솔리드 스테이트 메모리들, 자기 디스크들 및 자기 테이프들과 같은 자기 저장 매체들, 하드 드라이브들, 또는 광학적으로 판독 가능한 디지털 데이터 저장 매체들이다.
따라서 요약하면, 본 발명의 제 1 양상에 따라 다음이 제공되는데:
A1. 방법은,
조립되고 있는 항공기의 동체에 근접하게 이동 로봇 조립체를 배치하는 단계(1202);
조립체의 좌측 거리 측정 센서를 좌측 타깃과 정렬하는 단계(1204);
조립체의 우측 거리 측정 센서를 우측 타깃과 정렬하는 단계(1206);
조립체 상의 로봇이 항공기 동체에 대한 작업을 수행할, 동체 내의 위치를 가로지르도록 조립체에 지시하는 단계(1208);
조립체가 이동하고 있는 동안 좌측 거리 측정 센서와 좌측 타깃 사이의 좌측 거리를 결정하는 단계(1210);
조립체가 이동하고 있는 동안 우측 거리 측정 센서와 우측 타깃 사이의 우측 거리를 결정하는 단계(1212);
결정된 거리들 간의 차이를 검출하는 단계(1214); 및
차이에 기초하여 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계(1216)를 포함한다.
A2. 단락 A1의 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은,
좌측 거리가 우측 거리 미만임을 결정하는 단계;
그 차이에 기초하여 조립체의 좌측 방향 각도 편차를 식별하는 단계; 및
각도 편차에 기초하여 우회전하도록 조립체에 명령하는 단계(1312)를 더 포함한다.
A3. 단락 A1의 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은,
우측 거리가 좌측 거리 미만임을 결정하는 단계;
그 차이에 기초하여 조립체의 우측 방향 각도 편차를 식별하는 단계; 및
각도 편차에 기초하여 좌회전하도록 조립체에 명령하는 단계(1312)를 더 포함한다.
A4. 단락 A1의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
조립체는 다수의 트랙들(410)을 포함하고, 그리고
조립체의 이동 방향을 조정하는 단계는 하나의 트랙을 다른 트랙보다 더 큰 회전 수로 구동함으로써 조립체를 조종하는 단계를 포함한다.
A5. 단락 A1의 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은,
반복적으로, 좌측 거리를 결정하고, 우측 거리를 결정하고, 결정된 거리들의 차이를 검출하고, 그리고 조립체가 위치를 향해 진행할 때 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계를 더 포함한다.
A6. 단락 A1의 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은,
조립체가 이동을 중단했음을 결정하는 단계;
조립체 상의 다수의 타깃들(450)을 식별하기 위해 조립체에서 분리된 추가 거리 측정 센서(624)를 이용하는 단계;
동체 상의 다수의 타깃들(628)을 식별하기 위해 추가 거리 측정 센서를 이용하는 단계;
동체 내의 위치에 대한 조립체의 근접성을 결정하기 위해 조립체 상의 타깃들을 동체 상의 타깃들과 비교하는 단계; 및
근접성을 기초로 위치 재설정하도록 조립체에 명령하는 단계를 더 포함한다.
A7. 단락 A6의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
위치 재설정하도록 조립체에 명령하는 단계는, 조립체의 측 방향 위치를 조정하기 위해 후진하고, 후진하면서 각도를 조정하고, 다시 위치 쪽으로 이동하도록 조립체에 지시하는 단계를 포함한다.
A8. 단락 A6의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
위치 재설정하도록 조립체에 명령하는 단계는, 조립체의 세로 방향 위치를 조정하기 위해 후진하거나 전방으로 이동하도록 조립체에 지시하는 단계를 포함한다.
A9. 단락 A1의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
조립체를 배치하는 단계는, 좌측 타깃 및 우측 타깃을 포함하는 작업대(610) 상에 조립체를 배치하는 단계를 포함한다.
본 발명의 추가 양상에 따라 다음이 제공되는데:
B1. 시스템으로서,
조립되고 있는 항공기(100)의 동체(130);
동체의 빔들(602) 및 조이스트들(604)을 커버하며 기계적 인터로크 메커니즘들(900)을 통해 서로 연결되는 다수의 바닥판들(710)을 포함하는 임시 바닥(701);
반사 타깃들(632, 634)을 포함하는 작업대(610); 및
작업대 상에 배치되어 동체에 대한 동작들을 수행하는 조립체(400)를 포함하며, 조립체는,
작업대에서 대응하는 타깃(632, 634)까지의 거리를 각각 측정하는 다수의 거리 측정 센서들(442, 444); 및
조립체가 이동하고 있는 동안 센서들에 의해 측정된 거리들 간의 차이를 검출하고, 조립체를 동체 내의 새로운 위치로 구동하기 위해 차이를 기초로 조립체의 이동 방향을 변경하는 제어기(640)를 포함한다.
B2. 단락 B1의 시스템에서,
제어기는 좌측 거리 측정 센서와 대응하는 타깃 간의 거리가 우측 거리 측정 센서와 대응하는 타깃 간의 거리 미만임을 결정하고, 조립체를 우측으로 조종한다.
B3. 단락 B1의 시스템에서,
제어기는 우측 거리 측정 센서와 대응하는 타깃 간의 거리가 좌측 거리 측정 센서와 대응하는 타깃 간의 거리 미만임을 결정하고, 조립체를 좌측으로 조종한다.
B4. 단락 B1의 시스템에서,
제어기는 조립체가 이동하고 있는 동안 반복적으로 거리의 차이들을 검출하고 조립체를 조종한다.
C1. 방법은,
조립되고 있는 항공기의 동체에 임시 바닥 판들을 설치하는 단계(1102);
궤도 로봇 조립체의 트랙들이 동체의 조립 동안 동체 내의 임시 바닥판들을 가로질러 이동할 경로들을 식별하는 단계(1104);
경로들 각각에 대응하는 한 세트의 바닥판들을 식별하는 단계(1106); 및
바닥판들의 각각의 세트에 대해, 식별된 경로들을 따라 바닥판들의 세트들을 강체에 구조적으로 일체화하는 기계적 인터로크 메커니즘들을 설치하는 단계(1108)를 포함한다.
C2. 단락 C1의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
기계적 인터로크 메커니즘들을 설치하는 단계는, 기계적 인터로크 메커니즘들이 바닥판들에 의해 한정된 표면(718)과 동일 평면에 있도록 기계적 인터로크 메커니즘들을 바닥판들의 리세스들(716)에 배치한다.
C3. 단락 C1의 방법이 또한 제공되는데, 이 방법은,
기계적 인터로크 메커니즘 상에 장착된 핀들(910)을 바닥판들의 수용 구멍들(714)로 슬라이딩하는 단계를 더 포함한다.
C4. 단락 C1의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
기계적 인터로크 메커니즘들을 설치하는 단계는 바닥판들이 세로 방향 힘들을 견디게 한다.
C5. 단락 C1의 방법이 또한 제공되는데, 여기서,
기계적 인터로크 메커니즘들을 설치하는 단계는, 기계적 인터로크 메커니즘들을 바닥판들의 코너들(712)에 근접하게 배치한다.
D1. 프로세서에 의해 실행될 때, 항공기 동체 내에서 동작하는 궤도 로봇 조립체의 위치를 조정하는 방법을 수행하도록 동작 가능한 프로그래밍된 명령들을 구현하는 비-일시적 컴퓨터 판독 가능 매체로서, 이 방법은,
조립체 상의 센서들과 조립체 외부의 대응하는 타깃들 간의 거리들을 측정하는 단계(1210, 1212);
센서들에 의해 측정된 거리들 간의 거리 차이들을 검출하는 단계(1214); 및
거리 차이들을 기초로 조립체를 조종하는 단계(1216)를 포함한다.
D2. 단락 D1의 매체에서, 방법은,
조립체 상의 좌측 센서와 대응하는 타깃 간의 거리가 조립체 상의 우측 센서와 대응하는 타깃 간의 거리 미만임을 결정하는 단계; 및
결정에 대한 응답으로 조립체를 우측으로 조종하는 단계를 더 포함한다.
D3. 단락 D1의 매체에서, 방법은,
조립체 상의 우측 센서와 대응하는 타깃 간의 거리가 조립체 상의 좌측 센서와 대응하는 타깃 간의 거리 미만임을 결정하는 단계; 및
결정에 대한 응답으로 조립체를 좌측으로 조종하는 단계를 더 포함한다.
본 명세서에서는 특정 실시예들이 설명되지만, 본 개시의 범위는 그러한 특정 실시예들로 한정되지 않는다. 본 개시의 범위는 이어지는 청구항들 및 이들의 임의의 등가물들로 정의된다.

Claims (13)

  1. 방법으로서,
    조립되고 있는 항공기의 동체에 근접하게, 상기 동체 내에서 일을 수행하도록 구성된 이동 로봇 조립체를 배치하는 단계(1202) ― 상기 이동 로봇 조립체(400) 상에 좌측 거리 측정 센서(442) 및 우측 거리 측정 센서(444)가 위치됨 ―;
    상기 이동 로봇 조립체의 좌측 거리 측정 센서(442)를 좌측 타깃과 정렬하는 단계(1204); 및
    상기 이동 로봇 조립체의 우측 거리 측정 센서(444)를 우측 타깃과 정렬하는 단계(1206);
    상기 이동 로봇 조립체 상의 로봇이 상기 항공기 동체에 대한 작업을 수행할, 상기 동체 내의 위치를 가로지르도록 상기 이동 로봇 조립체에 지시하는 단계(1208);
    상기 이동 로봇 조립체가 이동하고 있는 동안 상기 좌측 거리 측정 센서와 상기 좌측 타깃 사이의 좌측 거리를 결정하는 단계(1210);
    상기 이동 로봇 조립체가 이동하고 있는 동안 상기 우측 거리 측정 센서와 상기 우측 타깃 사이의 우측 거리를 결정하는 단계(1212);
    결정된 거리들 간의 차이를 검출하는 단계(1214); 및
    상기 차이에 기초하여 상기 이동 로봇 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계(1216);를 포함하고,
    상기 이동 로봇 조립체를 배치하는 단계는, 상기 좌측 타깃 및 상기 우측 타깃을 포함하는 작업대(610) 상에 상기 이동 로봇 조립체를 배치하는 단계를 포함하는,
    방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 좌측 거리가 상기 우측 거리 미만임을 결정하는 단계;
    상기 차이에 기초하여 상기 이동 로봇 조립체의 좌측 방향 각도 편차를 식별하는 단계; 및
    상기 각도 편차에 기초하여 우회전하도록 상기 이동 로봇 조립체에 명령하는 단계(1312);를 더 포함하는,
    방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 우측 거리가 상기 좌측 거리 미만임을 결정하는 단계;
    상기 차이에 기초하여 상기 이동 로봇 조립체의 우측 방향 각도 편차를 식별하는 단계; 및
    상기 각도 편차에 기초하여 좌회전하도록 상기 이동 로봇 조립체에 명령하는 단계(1312);를 더 포함하는,
    방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇 조립체는 다수의 트랙들(410)을 포함하고, 그리고
    상기 이동 로봇 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계는 하나의 트랙을 다른 트랙보다 더 큰 회전 수로 구동함으로써 상기 이동 로봇 조립체를 조종하는 단계를 포함하는,
    방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    반복적으로, 상기 좌측 거리를 결정하고, 상기 우측 거리를 결정하고, 결정된 거리들의 차이를 검출하고, 그리고 상기 이동 로봇 조립체가 상기 위치를 향해 진행할 때 상기 이동 로봇 조립체의 이동 방향을 조정하는 단계를 더 포함하는,
    방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동 로봇 조립체가 이동을 중단했음을 결정하는 단계;
    상기 이동 로봇 조립체 상의 다수의 타깃들(450)을 식별하기 위해 상기 이동 로봇 조립체에서 분리된 추가 거리 측정 센서(624)를 이용하는 단계;
    상기 동체 상의 다수의 타깃들(628)을 식별하기 위해 상기 추가 거리 측정 센서를 이용하는 단계;
    상기 동체 내의 위치에 대한 상기 이동 로봇 조립체의 근접성을 결정하기 위해 상기 이동 로봇 조립체 상의 타깃들을 상기 동체 상의 타깃들과 비교하는 단계; 및
    상기 근접성을 기초로 위치 재설정하도록 상기 이동 로봇 조립체에 명령하는 단계;를 더 포함하는,
    방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    위치 재설정하도록 상기 이동 로봇 조립체에 명령하는 단계는, 상기 이동 로봇 조립체의 측 방향 위치를 조정하기 위해 후진하고, 후진하면서 각도를 조정하고, 다시 상기 위치 쪽으로 이동하도록 상기 이동 로봇 조립체에 지시하는 단계를 포함하는,
    방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    위치 재설정하도록 상기 이동 로봇 조립체에 명령하는 단계는, 상기 이동 로봇 조립체의 세로 방향 위치를 조정하기 위해 후진하거나 전방으로 이동하도록 상기 이동 로봇 조립체에 지시하는 단계를 포함하는,
    방법.
  9. 시스템으로서,
    조립되고 있는 항공기(100)의 동체(130);
    상기 동체의 빔들(602) 및 조이스트들(604)을 커버하며 기계적 인터로크 메커니즘들(900)을 통해 서로 연결되는 다수의 바닥판들(710)을 포함하는 임시 바닥(701);
    반사 타깃들(632, 634)을 포함하는 작업대(610); 및
    상기 작업대 상에 배치되어 상기 동체 내에서 동작들을 수행하도록 구성된 이동 로봇 조립체(400);를 포함하며,
    상기 이동 로봇 조립체는,
    상기 이동 로봇 조립체 상에 위치되며 상기 작업대에서 대응하는 반사 타깃(632, 634)까지의 거리를 각각 측정하는 좌측 거리 측정 센서(442) 및 우측 거리 측정 센서(444); 및
    상기 이동 로봇 조립체가 이동하고 있는 동안 상기 센서들에 의해 측정된 거리들 간의 차이를 검출하고, 상기 이동 로봇 조립체를 상기 동체 내의 새로운 위치로 구동하기 위해 상기 차이를 기초로 상기 이동 로봇 조립체의 이동 방향을 변경하는 제어기(640);를 포함하는,
    시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 좌측 거리 측정 센서(442)와 대응하는 타깃 간의 거리가 상기 우측 거리 측정 센서(444)와 대응하는 타깃 간의 거리 미만임을 결정하고, 상기 이동 로봇 조립체를 우측으로 조종하는,
    시스템.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는 우측 거리 측정 센서(444)와 대응하는 타깃 간의 거리가 좌측 거리 측정 센서(442)와 대응하는 타깃 간의 거리 미만임을 결정하고, 상기 이동 로봇 조립체를 좌측으로 조종하는,
    시스템.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 제어기는 상기 이동 로봇 조립체가 이동하고 있는 동안 반복적으로 거리의 차이들을 검출하고 상기 이동 로봇 조립체를 조종하는,
    시스템.
  13. 삭제
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