KR20170098715A - 접근이 제한된 패스너 설치 - Google Patents

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KR20170098715A
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Abstract

패스너를 설치하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 장치는, 판 시스템 및 판 시스템에 연결되는 공기 시스템을 포함한다. 판 시스템은 복수 개의 공기 통로들 및 적어도 하나의 개구를 갖는다. 공기 시스템은 복수 개의 공기 통로들을 통해 개구로부터, 그리고 패스너가 설치될 구조물의 표면에 대해 실질적으로 평행한 선택된 방향으로 공기를 지향시켜, 공기가 패스너의 샤프트의 노출된 부분에 충돌하게 한다.

Description

접근이 제한된 패스너 설치 {LIMNITED ACCESS FASTENER INSTALLATION}
본 발명은 일반적으로 패스너들(fasteners)을 설치하는 것에 관한 것이다. 보다 특히, 본 개시는 패스너가 설치 중에 구조물의 홀(hole)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(friction force)을 패스너와 홀 사이에 생성하도록 구조물의 홀에 패스너를 설치하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
접근이 제한되는 영역들에 패스너들을 수동으로 설치하는 것은 원하는 것보다 더 어렵고 그리고 시간 소모가 클(time-consuming) 수 있다. 수동의 패스너 설치는 복잡한 시스템, 이를테면 항공기를 만들 때 특히 어렵고 지루할 수 있다. 현재 사용 가능한 일부 항공기의 경우, 길이 방향 및 반경 방향 조인트 조립체들에 대한 패스너들의 설치는 수동으로 수행될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 항공기의 동체(fuselage) 조립체를 위한 반경 방향 조인트 조립체용 리벳들(rivets)의 설치는, 동체 조립체의 외부측에서 드릴링 공구(drilling tool) 및 해머링 공구(hammering tool)를 작동시키는 제 1 기계공(mechanic) 및 동체 조립체의 내부측에서 버킹 공구(bucking tool)를 작동시키는 제 2 기계공에 의해 수행될 수 있다.
그 결과, 이들 리벳들을 설치하는 프로세스를 적어도 부분적으로 자동화하는 것이 요망될 수 있다. 그러나, 리벳들을 설치하는 프로세스의 자동화는 수백 개의 패스너들이 설치될 필요가 있을 수 있는 제한된 접근 영역들에서는 어려울 수 있다. 따라서, 상기 논의된 문제점들 중 적어도 일부 및 다른 가능한 문제점들을 고려하는 방법 및 장치를 갖는 것이 요망될 것이다
예시적 일 실시예에서, 장치는 판 시스템(plate system) 및 판 시스템에 연결되는 공기 시스템(air system)을 포함한다. 판 시스템은 복수 개의 공기 통로들(air passages) 및 개구(opening)를 갖는다. 공기 시스템은 공기를 복수 개의 공기 통로들을 통해, 개구로부터, 그리고 패스너가 설치될 구조물의 표면에 대해 실질적으로 평행한 선택된 방향으로 지향시켜, 공기가 패스너의 샤프트의 노출된 부분에 충돌하게 한다.
다른 예시적 실시예에서, 패스너를 설치하기 위한 방법이 제공된다. 패스너는 구조물의 홀(hole) 내에 배치된다. 패스너가 구조물의 홀에 로케이팅된 채 패스너에 대해 선택된 방향으로 공기를 지향시킨다. 공기는 패스너가 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 홀과 패스너 사이에서 생성한다. 패스너가 홀에 설치된다.
또 다른 예시적 실시예에서, 패스너 보유 시스템(fastener retention system)이 판 시스템 및 판 시스템에 연결되는 공기 시스템을 포함한다. 판 시스템은 안내 판(guide plate), 커버 판들의 세트, 패딩 층(padding layer) 및 복수 개의 개구들을 포함한다. 안내 판은 구조물의 표면의 표면 윤곽에 일치하는 윤곽을 갖는다. 커버 판들의 세트는 판 시스템 내에 복수 개의 공기 통로들을 형성한다. 패딩 층은 판 시스템이 구조물에 대해 포지셔닝될 때 구조물의 표면을 보호한다. 복수 개의 개구들은 안내 판, 커버 판들의 세트 및 패딩 층을 통해 통과한다. 복수 개의 개구들의 개구는 구조물의 복수 개의 홀들의 홀 위에 포지셔닝되도록 구성된다. 개구는 홀에 삽입된 패스너가 개구를 통해 통과하는 것을 허용한다. 각각의 패스너가 대응하는 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 복수 개의 패스너들의 각각의 패스너와 구조물의 복수 개의 홀들의 대응하는 홀 사이에서 생성하기 위해 공기 시스템이 활성화될 때, 공기 시스템은 판 시스템 내의 복수 개의 공기 통로들을 통해 공기를 지향시킨다.
특징들 및 기능들은 본 개시의 다양한 실시예들에서 독립적으로 성취될 수 있거나, 다음의 설명 및 도면들을 참조하여 추가의 상세들을 알 수 있는 또 다른 실시예들에 결합될 수 있다.
예시적 실시예들의 속성으로 여겨지는 신규한 특징들이 첨부된 청구항들에서 제시된다. 그러나, 예시적 실시예들, 뿐만 아니라 그의 바람직한 이용 모드, 추가 목적들 및 특징들은 첨부 도면들과 함께 판독할 때 본 개시의 예시적 실시예의 하기 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이다.
도 1은 예시적 실시예에 따른 블록 선도의 형태로의 제조 환경의 예시이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 블록 선도의 형태로의 패스너 보유 시스템의 예시이다.
도 3은 예시적 실시예에 따른 항공기의 등축도의 예시이다.
도 4는 예시적 실시예에 따른 도 3으로부터의 동체의 일부분의 내부 표면의 등축도의 예시이다.
도 5는 예시적 실시예에 따른 도 4로부터의 동체의 일부분의 내부 표면의 섹션 및 도 4로부터의 패스너 보유 시스템의 예시이다.
도 6은 예시적 실시예에 따른 도 4 및 도 5로부터의 패스너 보유 시스템의 제 1 측면의 예시이다.
도 7은 예시적 실시예에 따른 도 6으로부터의 패스너 보유 시스템의 제 2 측면의 예시이다.
도 8은 예시적 실시예에 따른 도 7로부터 패딩 층이 제거된 도 6으로부터의 패스너 보유 시스템의 제 2 측면의 예시이다.
도 9는 예시적 실시예에 따른 도 4의 동체의 내부에 대한 위치에서 도 6으로부터의 패스너 보유 시스템을 유지하는 2 개의 프레임 푸셔 조립체들(frame pusher assemblies)의 예시이다.
도 10은 예시적 실시예에 따른 프레임 푸셔 조립체의 등축도의 예시이다.
도 11은 예시적 실시예에 따른 도 9로부터의 패스너 보유 시스템의 확대도의 예시이다.
도 12는 예시적 실시예에 따른 패스너가 삽입된 홀에 대해 포지셔닝되는 패스너 보유 시스템의 단면도의 예시이다.
도 13은 예시적 실시예에 따라 패스너를 설치하기 위한 플로우차트의 형태의 프로세스의 예시이다.
도 14는 예시적 실시예에 따라 패스너를 설치하기 위한 플로우차트의 형태의 프로세스의 예시이다.
도 15는 예시적 실시예에 따라 패스너를 설치하기 위한 플로우차트의 형태의 프로세스의 예시이다.
도 16은 예시적 실시예에 따른 블록 선도의 형태의 항공기 제조 및 서비스 방법의 예시이다.
도 17은 예시적 실시예에 따른 블록 선도의 형태의 항공기의 예시이다.
예시적 실시예들은 상이한 고려사항들을 인식하며 이를 고려한다. 예컨대, 예시적 실시예들은 설치 중에 구조물의 홀들 내에서 적소에(in place) 패스너들을 유지하여 이들 패스너들을 설치할 수 있는 속도 및 용이성을 개선하는 마찰력을 생성하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이 요망될 수 있음을 인식하며 이를 고려한다. 특히, 예시적 실시예들은 이러한 유형의 방법 및 장치가 접근이 제한되는 영역들에 패스너들을 설치하는 프로세스를 자동화하는 것을 용이하게 할 수 있다는 것을 인식한다.
따라서, 예시적 실시예들은 패스너를 설치하기 위한 방법 및 장치를 제공한다. 예시적 일 예에서, 패스너를 설치하기 위한 방법이 제공된다. 패스너는 구조물의 홀(hole) 내에 배치된다. 패스너가 구조물의 홀에 로케이팅된 채 패스너에 대해 선택된 방향으로 공기를 지향시킨다. 공기는 패스너가 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 홀과 패스너 사이에서 생성한다. 이후에, 패스너가 홀에 설치된다. 이러한 방식으로, 이 방법은 패스너 설치 이전에 그리고 패스너 설치 중에 패스너를 홀에 유지하기 위해서 공기를 사용한다.
또 다른 예시적 실시예에서, 패스너 보유 시스템(fastener retention system)이 판 시스템 및 판 시스템에 연결되는 공기 시스템을 포함한다. 판 시스템은 안내 판(guide plate), 커버 판들의 세트, 패딩 층(padding layer) 및 복수 개의 개구들을 포함한다. 안내 판은 구조물의 표면의 표면 윤곽에 일치하는 윤곽을 갖는다. 커버 판들의 세트는 판 시스템 내에 복수 개의 공기 통로들을 형성한다. 패딩 층은 판 시스템이 구조물에 대해 포지셔닝될 때 구조물의 표면을 보호한다. 복수 개의 개구들이 안내 판, 커버 판들의 세트 및 패딩 층을 통해 통과한다. 복수 개의 개구들의 개구는 구조물의 복수 개의 홀들의 홀 위에 포지셔닝되도록 구성된다. 개구는 홀에 삽입되는 패스너가 개구를 통해 통과하는 것을 허용한다. 각각의 패스너가 대응하는 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 복수 개의 패스너들의 각각의 패스너와 구조물의 복수 개의 홀들의 대응하는 홀 사이에서 생성하기 위해 공기 시스템이 활성화될 때, 공기 시스템은 판 시스템 내의 복수 개의 공기 통로들을 통해 공기를 지향시킨다.
이하에서 설명되는 예시적 예들에서, 동일한 참조 번호가 하나 초과의 도면에서 사용될 수 있다. 상이한 도면들에서 참조 번호의 이러한 재사용은 상이한 도면들에서 동일한 엘리먼트를 나타낸다.
이제, 도면들을 참조하면, 특히 도 1을 참조하면, 제조 환경의 예시가 예시적 실시예에 따른 블록 선도의 형태로 묘사된다. 이 예시적 예에서, 제조 환경(100)은 구조물(102)이 항공기(104)를 형성하도록 조립될 수 있는 환경일 수 있다.
예시적 일 예에서, 구조물(102)은 동체(106)의 형태를 취한다. 일부 경우들에서, 제조 및 조립 중에, 동체(106)는 동체 조립체로 지칭될 수 있다. 예시적 일 예에서, 구조물(102)은 2 개 또는 그 초과의 부품들로 구성될 수 있다.
구조물(102)은 내부(interior)(108) 및 외부(exterior)(110)를 갖는다. 내부(108)는 이너 몰드 라인(inner mold line)(도시 생략)에 의해 규정될 수 있다. 외부(110)는 아우터 몰드 라인(도시 생략)에 의해 규정될 수 있다. 복수 개의 패스너들(112)이 구조물(102)의 복수 개의 홀들(114)에 설치될 수 있다. 특히, 로봇 디바이스(116)는 구조물(102) 내로 복수 개의 홀들(114)을 드릴링하고 복수 개의 패스너들(112)을 설치하는데 사용될 수 있다. 로봇 디바이스(116)는 구조물(102)의 외부(110)에 대해 구조물(102)의 외부측에 포지셔닝될 수 있다. 일부 예시적 예들에서, 로봇 디바이스(116)는 전체 홀 드릴링 프로세스의 자동화를 가능케 할 수 있지만, 단지 패스너 설치 프로세스의 일부만의 자동화를 가능케 할 수 있다.
이 예시적 예에서, 패스너(118)는 복수 개의 패스너들(112) 중 하나의 패스너의 예이다. 패스너(118)가 완전히 설치되었을 때, 패스너(118)는 리벳(120)의 형태를 취할 수 있다. 패스너(118)는 제 1 단부(122) 및 제 2 단부(124)를 갖는다. 패스너(118)는 제 1 단부(122)에 로케이팅되는 헤드(126) 및 패스너(118)의 제 2 단부(124)로부터 패스너(118)의 헤드(126)까지 연장하는 샤프트(128)를 포함할 수 있다. 패스너(118)의 샤프트(128)는 또한 일부 경우들에서 섕크(shank)로서 지칭될 수 있다.
예시적 일 예에서, 패스너(118)는 구조물(102)의 복수 개의 홀들(114) 중 홀(130)에서의 설치를 위해 지정될 수 있다. 이 예시적 예에서, 홀(130)은 벽(132)을 갖는다. 벽(132)은 홀(130)의 치수들을 규정할 수 있고 구조물(102)에 의해 형성된다.
복수 개의 홀들(114)이 구조물(102)에서 드릴링된 이후에, 복수 개의 패스너들(112)이 구조물(102)의 외부(110)에서 로봇 디바이스(116)에 의해 복수 개의 홀들(114) 내로 삽입될 수 있다. 그러나, 복수 개의 홀들(114)이 로케이팅되는 구조물(102)의 내부(108)를 따른 영역은 제한된 접근 영역일 수 있다. 따라서, 제 2 로봇 디바이스(도시 생략)가 복수 개의 패스너들(112)의 설치를 돕기 위해서 내부(108) 내에 있는 복수 개의 홀들(114)에 도달하는 것은 불가능할 수 있다. 예컨대, 외부(110)에 있는 로봇 디바이스(116)가 드릴링 동작들 및 해머링 동작들을 수행하기 위해 사용될 수 있지만, 복수 개의 홀들(114)이 버킹 동작들을 수행하기 위해서 로케이팅되는 구조물(102)의 내부(108) 내에 있는 영역에 다른 로봇 디바이스(도시 생략)가 진입하는 것은 불가능할 수 있다. 작업자(human operator)가 이러한 버킹 동작들을 수행할 필요가 있을 수 있다.
패스너 보유 시스템(134)이 설치 프로세스 동안 복수 개의 홀들(114) 내에서 적소에 복수 개의 패스너들(112)을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 패스너 보유 시스템(134)은, 복수 개의 패스너들(112) 각각을 한번에 하나씩 완전히 설치하기 위해서 로봇 디바이스(116)가 구조물(102)의 외부(110)를 따라 이동하고 작업자(human operator)(도시 생략)가 구조물(102)의 내부(108)를 따라 이동함에 따라 복수 개의 패스너들(112)이 복수 개의 홀들(114)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다. 패스너 보유 시스템(134)은 구조물(102)의 내부(108) 내에서 사용된다. 패스너 보유 시스템(134)은 하기 도 2에서 보다 상세히 설명된다.
여전히 도 1을 참조하면, 복수 개의 홀들(114)이 구조물(102)의 제 1 프레임(136)과 제 2 프레임(138) 사이에 로케이팅될 수 있다. 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)는 제 1 프레임(136)과 제 2 프레임(138) 사이의 선택된 포지션에서 패스너 보유 시스템(134)을 유지하고 리테이닝하는데 사용될 수 있다. 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)는 각각 제 1 프레임(136) 및 제 2 프레임(138)에 연결된다.
제 1 프레임 푸셔 조립체(140)는 예컨대, 제한 없이, 지지 부재(144), 핀들(pins)의 세트(146), 프레임 브래킷(frame bracket)(150) 및 토크 부재(torque member)(152)를 포함할 수 있다. 지지 부재(144)는 제 1 프레임 푸셔 조립체(140)의 주요한 구조적 컴포넌트(primary structural component)이다. 핀들의 세트(146)는 제 1 프레임 푸셔 조립체(140)를 제 1 프레임(136)에 연결하기 위해 제 1 프레임(136)의 조정 홀들(coordination holes)의 세트(148)에 삽입될 수 있다.
프레임 브래킷(150)은 토크 부재(152)의 포지셔닝(positioning)을 제어하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 프레임 브래킷(150)은 지지 부재(144)에 이동 가능하게 부착될 수 있다. 토크 부재(152)는 지지 부재(144)를 따른 프레임 브래킷(150)의 움직임이 지지 부재(144)에 대해 토크 부재(152)를 이동시키도록 프레임 브래킷(150)에 연결될 수 있다.
토크 부재(152)는 패스너 보유 시스템(134)에 간접적으로 지지 부재(144)를 연결하기 위해 사용될 수 있다. 예시적 일 예에서, 토크 부재(152)는 토크 제한 썸스크류(torque-limiting thumbscrew)(154)의 형태를 취한다. 토크 제한 썸스크류(154)는 패스너 보유 시스템(134)을 적소에 유지하기 위해 구조물(102)의 내부(108)에 대하여(against) 패스너 보유 시스템(134)을 미는(push) 힘을 패스너 보유 시스템(134)에 적용하도록 회전될 수 있다.
제 2 프레임 푸셔 조립체(142)는 제 1 프레임 푸셔 조립체(140)와 유사한 방식으로 구현될 수 있다. 그러나, 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)는 제 2 프레임(138)에 부착되도록 구성될 수 있다.
이제, 도 2를 참조하면, 패스너 보유 시스템(134)의 예시가 예시적 실시예에 따른 블록 선도의 형태로 묘사된다. 이 예시적 예에서, 패스너 보유 시스템(134)은 구조물(102)의 내부(108)에 대해 포지셔닝될 수 있다. 패스너 보유 시스템(134)은, 예컨대, 도 1의 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)를 사용하여 적소에 유지될 수 있다.
패스너 보유 시스템(134)은 판 시스템(200) 및 판 시스템(200)에 연결되는 공기 시스템(202)을 포함한다. 판 시스템(200)은 복수 개의 개구들(204)을 포함할 수 있다. 복수 개의 개구들(204)의 개구는 구조물(102)의 대응하는 홀 위에 포지셔닝되도록 구성될 수 있다. 또한, 복수 개의 개구들(204)의 개구는 대응하는 홀 내에 삽입되는 패스너가 개구를 통해 통과하는 것을 허용하도록 형상이 정해질 수 있다.
예시적 일 예에서, 판 시스템(200)이 구조물(102)의 복수 개의 홀들(114) 위에 포지셔닝될 때, 복수 개의 개구들(204)의 개구(208)가 홀(130) 위에 포지셔닝될 수 있다. 개구(208)는 패스너(118)가 도 1의 로봇 디바이스(116)에 의해 홀(130) 내로 용이하게 삽입되는 것을 허용하도록 형상이 정해질 수 있다.
판 시스템(200)은 안내 판(210), 커버 판들의 세트(212), 및 패딩 층(214)을 포함할 수 있다. 안내 판(210)은 구조물(102)의 내부(108)의 표면의 표면 윤곽과 일치하는 윤곽을 가질 수 있다. 커버 판들의 세트(212)는 판 시스템(200) 내에 복수 개의 공기 통로들(216)을 형성하는 것을 도울 수 있다.
예시적 일 예에서, 복수 개의 공기 통로들(216)이 안내 판(210)과 커버 판들의 세트(212) 사이에 형성된다. 또 다른 예시적 예에서, 복수 개의 공기 통로들(216)이 커버 판들의 세트(212) 내에 형성된다.
패딩 층(214)은 판 시스템(200)이 구조물(102)에 대해 포지셔닝될 때 구조물(102)의 내부(108)의 표면을 보호하는데 사용될 수 있다. 판 시스템(200)은 도 1로부터의 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)를 사용하여 구조물(102)의 내부(108)에 대해 선택된 포지션에 유지될 수 있다. 패딩 층(214)은, 판 시스템(200)이 도 1의 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)에 의해 내부(108)에 대하여 밀어올려질(pushed up) 때, 구조물(102)의 내부(108)의 표면을 보호한다.
묘사된 바와 같이, 공기 시스템(202)은 활성화되거나 활성화되지 않을 수 있다. 공기 시스템(202)이 활성화될 때, 공기 시스템(202)은 공기(218)를 판 시스템(200) 내의 복수 개의 공기 통로들(216)로 보낸다(send). 공기(218)는 압축 공기 소스(compressed air source)(221)에 의해 제공될 수 있다. 특히, 공기 시스템(202)은 압축 공기 소스(221)를 복수 개의 공기 통로들(216)에 연결하는 다수의 공기 연결부들(224)을 포함할 수 있다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 다수의 공기 연결부들(224)은 하나 또는 그 초과의 공기 연결부들을 포함한다. 압축 공기 소스(221)는 일부 예시적 예들에서는 공기 시스템(202)의 부품으로 간주될 수 있고 다른 예시적 예들에서는 공기 시스템(202)과 분리될 수 있다.
판 시스템(200) 내의 복수 개의 공기 통로들(216)은 공기(218)가 복수 개의 개구들(204)로부터 유동하도록 복수 개의 개구들(204)에서 종결된다. 예시적 일 예에서, 로봇 디바이스(116)는 공기 시스템(202)이 활성화되는 동안 홀(130) 내로 패스너(118)를 삽입할 수 있다. 개구(208)로부터 유동하는 공기(218)는 패스너(118)가 홀(130)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(220)을 패스너(118)와 홀(130) 사이에 생성할 수 있다.
예컨대, 패스너(118)의 헤드(126)는 홀(130) 보다 더 큰 직경을 가질 수 있지만, 샤프트(128)는 홀(130)보다 더 작은 직경을 가질 수 있다. 패스너(118)는 홀(130) 내에서, 샤프트(128)가 먼저 삽입될 수 있다. 홀(130)은 패스너(126)가 홀(130) 내외로(in and out of) 미끄러지는 것을 허용하는 틈새 끼워맞춤 홀(clearance fit hole)일 수 있다. 구조물(102)은 패스너(118)가 홀(130)에 삽입될 때 중력이 패스너(118) 상에서 먼저 헤드(126)를 잡아당길 수 있도록 구성될 수 있다. 중력은 패스너(118)가 마찰력(220) 없이 홀(130)로부터 빠지는 것을 유발할 수 있다.
보다 특히, 패스너(118)가 홀(130) 내에 위치되어 패스너(118)의 제 1 단부(122)에서 헤드(126)를 잡아당기는 중력이 패스너(118)의 제 2 단부(124) 근처에 또는 제 2 단부(124)에서의 저항 또는 하중보다 더 클 때, 패스너(118)가 홀(130)에서 빠질 수 있다. 공기(218)를 통해 마찰력(220)을 생성하는 것은, 이 저항을 증가시켜 이에 의해 패스너(118)가 홀(130)로부터 빠지는 것을 방지할 수 있다.
특히, 복수 개의 공기 통로들(216)은 공기(218)가 선택된 방향(225)으로 개구(208)로부터 유동하도록 공기(218)를 안내한다. 선택된 방향(225)은 패스너(118)의 샤프트(128)에 대해 실질적으로 수직인 방향일 수 있다. 선택된 방향(225)으로 개구(208)로부터 유동하는 공기는 홀(130)의 벽(132)의 일부분에 대하여 패스너(118)를 밀어올리고, 이에 의해 홀(130)에 대해 패스너(118)를 적소에 유지하기에 충분한 마찰력(220)이 생성된다.
이러한 방식으로, 로봇 디바이스(116)는 공기 시스템(202)이 활성화되는 동안, 복수 개의 패스너들(112)의 각각의 패스너를 하나씩(one by one), 복수 개의 홀들(114)에 로봇으로 삽입할 수 있고, 이에 의해 삽입된 패스너들을 적소에 유지한다. 로봇 디바이스(116) 및 버킹 공구를 사용하는 작업자는 그 다음에, 복수 개의 패스너들(112)의 각각의 패스너를 완전히 설치하는 동작들을 수행할 수 있다. 특히, 구조물(102)의 선택된 구역(region)은 구조물(102)의 내부(108)에 대해 내부측에 포지셔닝되는 판 시스템(200) 및 도 1의 구조물(102)의 외부(110)에 대해 외부측에 포지셔닝되는 로봇 디바이스(116)를 사용하여 클램핑 업되는(clamped up) 것으로 고려될 수 있고, 이에 의해 해머링 및 버킹 동작들이 용이해진다.
도 1의 제조 환경(100) 그리고 도 1 및 도 2의 패스너 보유 시스템(134)의 예시들은, 예시적 실시예가 구현될 수 있는 방식에 대한 물리적 또는 아키텍처럴 제한들을 의미하도록 의도되는 것은 아니다. 예시된 것들에 추가로 또는 이 대신에 다른 컴포넌트들이 사용될 수 있다. 일부 컴포넌트들은 선택적일 수 있다. 또한, 일부 기능적 컴포넌트들을 예시하기 위해서 블록들이 제공된다. 이러한 블록들 중 하나 또는 그 초과의 블록은, 예시적 실시예에서 구현될 때 조합되고, 상이한 블록들로 분할되고, 또는 조합되고 그리고 상이한 블록들로 분할될 수 있다.
일부 예시적 예들에서, 로봇 디바이스(116)는 패스너 보유 시스템(134)이 구조물(102)의 내부(108)에 대해 포지셔닝되기 이전에 구조물(102)에 복수 개의 홀들(114)을 드릴링하는데 사용될 수 있다. 다른 예시적 예들에서, 로봇 디바이스(116)는 패스너 보유 시스템(134)의 판 시스템(200)이 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)를 사용하여 구조물(102)의 내부(108)에 대해 포지셔닝되면서 구조물(102)에 복수 개의 홀들(114)을 로봇으로 드릴링할 수 있다. 일부 경우들에서, 단지 하나의 프레임 푸셔 조립체만이 패스너 보유 시스템(134)의 판 시스템(200)을 적소에 고정하는데 요구될 수 있다.
이제, 도 3을 참조하면, 항공기의 등축도의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이러한 예시적 예에서, 항공기(300)는 도 1의 항공기(104) 또는 도 1의 구조물(102)과 같은 조립체를 포함하는 플랫폼에 대한 일 구현예일 수 있다.
묘사된 바와 같이, 항공기(300)는 동체(306)에 부착되는 날개(302) 및 날개(304)를 포함할 수 있다. 동체(306)는 도 1의 동체(106)에 대한 일 구현예일 수 있다. 항공기(300)는 날개(302)에 부착되는 엔진(308) 및 날개(304)에 부착되는 엔진(310)을 포함할 수 있다. 동체(306)는 테일 섹션(tail section)(312)을 가질 수 있다. 수평 안정판(horizontal stabilizer)(314), 수평 안정판(316), 및 수직 안정판(318)이 동체(306)의 테일 섹션(312)에 부착된다.
이제, 도 4를 참조하면, 도 3으로부터의 동체(306)의 일부분의 내부 표면의 등축도의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이 예시적 예에서, 도 3으로부터의 항공기(300)의 동체(306)의 내부 표면(402)의 부분(400)이 묘사된다. 동체(306)의 내부 표면(402)의 부분(400)은 하나 또는 그 초과의 스킨 패널들(skin panels)의 내부 표면에 의해 형성될 수 있다. 특히, 동체(306)의 내부 표면(402)은 도 1 및 도 2의 내부(108)에 대한 일 구현예일 수 있다.
이 예시적 예에서, 패스너 보유 시스템(404)은 내부 표면(402)에 대해 포지셔닝된다. 패스너 보유 시스템(404)은 도 1 및 도 2의 패스너 보유 시스템(134)에 대한 일 구현예일 수 있다. 버킹 공구(406) 및 버킹 공구(408)는 패스너 보유 시스템(404)에 대해 포지셔닝되는 것으로 도시된다. 동체(306)의 부분(400)의 내부 표면(402)의 섹션(410) 및 패스너 보유 시스템(404)이 하기 도 5에서 보다 상세히 도시된다.
이제, 도 5를 참조하면, 도 4로부터의 동체(306)의 부분(400)의 내부 표면(402)의 섹션(410) 및 도 4로부터의 패스너 보유 시스템(404)의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이 예시적 예에서, 패스너 보유 시스템(404)은 프레임(500)과 프레임(502) 사이에 포지셔닝되는 것으로 도시된다. 프레임(500) 및 프레임(502)은 각각 도 1의 제 1 프레임(136) 및 제 2 프레임(138)에 대한 구현예들일 수 있다.
이제, 도 6을 참조하면, 도 4 및 도 5로부터의 패스너 보유 시스템(404)의 제 1 측면의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이러한 예시적 예에서, 패스너 보유 시스템(404)은 제 1 측면(600) 및 제 2 측면(601)을 갖는다.
묘사된 바와 같이, 패스너 보유 시스템(404)은 조정 홀(coordinating hole)(602) 및 조정 홀(604)을 포함한다. 이러한 조정 홀들은 패스너 보유 시스템(404)을 도 4로부터의 동체(306)의 복수 개의 홀들(도시 생략) 주위에 포지셔닝되는 다수의 점착 패스너들(tack fasteners)(도시 생략)과 정렬시키는데 사용될 수 있다.
패스너 보유 시스템(404)은 복수 개의 제 1 개구들(606) 및 복수 개의 제 2 개구들(608)을 포함한다. 예시적 일 예에서, 복수 개의 제 1 개구들(606) 및 복수 개의 제 2 개구들(608) 각각은 도 2의 복수 개의 개구들(204)에 대한 일 구현예이다. 다른 예시적 예에서, 복수 개의 제 1 개구들(606) 및 복수 개의 제 2 개구들(608)은 도 2의 복수 개의 개구들(204)에 대한 일 구현예이다. 패스너 보유 시스템(404)은 또한 슬롯 개구들(610, 612, 614 및 616)을 포함한다.
묘사된 바와 같이, 패스너 보유 시스템(404)은 판 시스템(615) 및 공기 시스템(617)을 포함한다. 판 시스템(615) 및 공기 시스템(617)은 각각 도 2의 판 시스템(200) 및 공기 시스템(202)에 대한 구현예들일 수 있다.
공기 시스템(617)은 공기 연결부(618) 및 공기 연결부(620)를 포함한다. 이들 공기 연결부들은 임의의 수의 호스들, 튜브들 또는 이들의 조합을 통해 압축 공기 소스(도시 생략)에 연결될 수 있다.
활성화될 때, 공기 시스템(617)은 공기를 압축 공기 소스(도시 생략)로부터 판 시스템(615) 내의 복수 개의 공기 통로들(도시 생략)로 보낼 수 있다. 판 시스템(615)은 도 2의 안내 판(210)에 대한 일 구현예일 수 있는 안내 판(622)을 포함한다.
이제, 도 7을 참조하면, 도 6으로부터의 패스너 보유 시스템(404)의 제 2 측면의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이 예시적 예에서, 패스너 보유 시스템(404)의 제 2 측면(601)이 보다 명확하게 보여질 수 있다. 묘사된 바와 같이, 판 시스템(615)은 안내 판(622) 뿐만 아니라 커버 판들의 세트(700) 및 패딩 층(702)을 포함한다. 커버 판들의 세트(700) 및 패딩 층(702)은 각각 도 2의 커버 판들의 세트(212) 및 패딩 층(214)에 대한 구현예들일 수 있다.
이제, 도 8을 참조하면, 도 7로부터 패딩 층(702)이 제거된 패스너 보유 시스템(404)의 제 2 측면의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 도 7로부터의 패딩 층(702)이 이 도면에서는 제거되어, 커버 판들의 세트(700)가 보여질 수 있다. 커버 판들의 세트(700)는 복수 개의 공기 통로들(800)을 예시하기 위해 가상선으로 도시된다.
복수 개의 공기 통로들(800)은 도 2의 복수 개의 공기 통로들(216)에 대한 일 구현예일 수 있다. 복수 개의 공기 통로들(800)은 공기 통로(802) 및 공기 통로(804)를 포함한다. 공기 통로(802)는 공기를 복수 개의 제 1 개구들(606) 안팎으로(out to and out from) 지향시킬 수 있다. 특히, 공기 통로(804)는 공기가 단일 방향으로 복수 개의 제 1 개구들(606)의 각각의 개구들로부터 유동되도록 구성된다. 예시적 일 예로서, 공기(도시 생략)는 선택된 방향(808)으로 복수 개의 제 1 개구들(606)의 개구(806)로부터 유동될 수 있다.
유사하게, 공기 통로(802)는 공기를 복수 개의 제 2 개구들(608) 안팎으로 지향시킬 수 있다. 특히, 공기 통로(802)는 공기가 단일 방향으로 복수 개의 제 2 개구들(608)의 각각의 개구들로부터 유동되도록 구성된다. 예시적 일 예로서, 공기(도시 생략)는 선택된 방향(812)으로 복수 개의 제 2 개구들(608)의 개구(810)로부터 유동될 수 있다. 선택된 방향(808) 및 선택된 방향(812)은 도 2의 선택된 방향(225)에 대한 구현예들일 수 있다.
이제, 도 9를 참조하면, 동체(306)의 내부 표면(402)에 대해 패스너 보유 시스템(404)을 제 위치에 유지하는 2 개의 프레임 푸셔 조립체들의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이러한 예시적 예에서, 프레임 푸셔 조립체(900) 및 프레임 푸셔 조립체(902)는 내부 표면(402)에 대해 패스너 보유 시스템(404)을 적소에 유지하는데 사용된다. 프레임 푸셔 조립체(900) 및 프레임 푸셔 조립체(902)는 각각 도 1의 제 1 프레임 푸셔 조립체(140) 및 제 2 프레임 푸셔 조립체(142)에 대한 구현예들일 수 있다.
이제, 도 10을 참조하면, 도 9로부터의 프레임 푸셔 조립체(902)의 등축도의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이 예시적 예에서, 프레임 푸셔 조립체(902)는 지지 부재(1000), 핀(1002), 핀(1004), 프레임 브래킷(1006), 토크 부재(1008) 및 조절(adjustment) 부재(1010)를 포함한다.
지지 부재(1000)는 도 1의 지지 부재(144)에 대한 일 구현예일 수 있다. 핀(1002) 및 핀(1004)은 도 1의 핀들의 세트(146)에 대한 일 구현예일 수 있다. 또한, 프레임 브래킷(1006) 및 토크 부재(1008)는 각각 도 1의 프레임 브래킷(150) 및 토크 부재(152)에 대한 구현예들일 수 있다.
이러한 예시적 예에서, 핀(1002) 및 핀(1004)은 도 9의 프레임(502)의 조정 홀들(도시 생략)과 맞물림하도록 구성될 수 있다. 핀(1002) 및 핀(1004) 뿐만 아니라 조정 홀들(coordination holes)(도시 생략)이 도 9의 프레임(502)에 대한 프레임 푸셔 조립체(902)의 정렬 및 안정화를 도울 수 있다.
또한, 토크 부재(1008)는 도 9에서 보는 바와 같이 판 시스템(615)과 맞물림하도록 구성되는 토크 제한 썸스크류의 형태(torque-limiting thumbscrew)를 취한다. 토크 부재(1008)를 회전시키거나 토크 부재(1008)에 토크를 적용시키는 것은 토크 부재(1008)가 판 시스템(615)에 대하여 미는 것을 유발하며, 이에 의해 판 시스템(615)이 동체(306)에 대하여 밀어올려진다. 토크 부재(1008)에 적용될 수 있는 토크의 양은 동체(306)에 바람직하지 않은 영향력들을 유발하는 방식으로 판 시스템(615)이 동체(306)에 대하여 미는 것을 방지하도록 제한될 수 있다.
프레임 브래킷(1006)은 토크 부재(1008)를 지지 부재(1000)에 연결한다. 조절 부재(1010)는 특정 모션 범위를 갖는 지지 부재(1000)를 따라 프레임 브래킷(1006) 그리고 이에 따라 토크 부재(1008)를 이동시키도록 조작될 수 있다. 이러한 방식으로, 토크 부재(1008)는 도 9의 패스너 보유 시스템(404)에 대해 용이하게 포지셔닝될 수 있다.
이제, 도 11을 참조하면, 패스너 보유 시스템(404)의 확대도의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이 예시적 예에서, 프레임 푸셔 조립체(902)의 토크 부재(1008)가 판 시스템(615)과 맞물림되는 것으로 도시된다. 또한, 프레임 푸셔 조립체(902)의 토크 부재(1100)는 판 시스템(615)과 맞물림되는 것으로 도시된다. 토크 부재(1008) 및 토크 부재(1100)는 함께, 판 시스템(615)을 동체(306)에 대해서 밀어올리는 힘을 판 시스템(615)에 적용한다.
이제, 도 12를 참조하면, 패스너가 삽입된 홀에 대해 포지셔닝되는 패스너 보유 시스템(404)의 단면도의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 이 예시적 예에서, 동체(306)의 구조물(1200)은 패스너(1202)가 구조물(1200)의 홀(1203) 내부측에 삽입된 채 묘사된다. 구조물(1200)은 제 1 부품(1201) 및 제 2 부품(1205)을 포함한다. 예시적 일 예에서, 제 1 부품(1201) 및 제 2 부품(1205)은 각각 스킨 패널일 수 있다.
이 예시적 예에서, 공기는 패스너(1202)의 샤프트(1204)를 향해 패스너 보유 시스템(404)으로부터 선택된 방향(1206)으로 유동한다. 선택된 방향(1206)은 구조물(1200)의 표면(1207)에 대해 실질적으로 평행하다. 구조물(1200)의 표면(1207)은 이 예시적 예에서 제 2 부품(1205)에 속할 수 있다. 다른 예시적 예들에서, 표면(1207)은 제 1 부품(1201) 및 제 2 부품(1205) 양자 모두의 표면들에 의해 형성될 수 있다.
또한, 선택된 방향(1206)은 패스너(1202)의 샤프트(1204)에 대해 실질적으로 수직이다. 특히, 공기가 패스너(1202)의 샤프트(1204)의 노출된 부분에 충돌하도록 공기가 패스너 보유 시스템(404)으로부터 송풍된다(blow out of). 이 노출된 부분은 부품(1205)의 표면(1207)을 지나서 연장하는 패스너(1202)의 부분일 수 있다. 이 공기는 화살표(1208)의 방향으로 홀(1203)의 벽에 대해서 패스너(1202)의 샤프트(1204)를 밀어올리며, 이에 의해 패스너(1202)와 홀(1203) 사이에 마찰력(1210)이 생성된다. 또한, 패스너(1202)의 샤프트(1204)에서 선택된 방향(1206)으로 공기를 지향시키는 것은 비틀림력(torsional force)(1214)을 생성하며, 이 비틀림력(1214)은 화살표(1217)로 표시된 바와 같이 구조물(1200)에 의해 상쇄된다(counteracted).
마찰력(1210)은 패스너(1202)를 아래로 당기는(pull down) 중력(1211)을 상쇄시키기에 충분할 수 있다. 예시적 일 예에서, 중력(1211)은 2 개의 벡터 성분들(vector components)로 구분될 수 있다. 예컨대, 중력(1211)의 성분(1213) 및 다른 벡터 성분(도시 생략)은 함께 중력(1211)을 형성할 수 있다. 중력(1211)의 성분(1213)은 홀(1203)의 중심선(1215)에 대해 실질적으로 평행하게 이어진다. 마찰력(1210)은 홀(1203)의 중심선(1215)에 대해 실질적으로 평행하게 생성된다. 마찰력(1210)은 마찰력(1210)이 중력(1211)의 성분(1213)과 같거나 그보다 크도록 생성된다. 이러한 방식으로, 마찰력(1210)은 패스너(1202)가 홀(1203)로부터 미끄러지는(slipping out of) 것을 방지하도록 중력(1211)의 성분(1213)을 상쇄시킨다.
이러한 방식으로, 심지어 해머(hammer)(1212)가 패스너(1202)의 헤드에 대하여 포지셔닝되지 않을지라도, 마찰력(1210)은 홀(1203) 내에서 패스너(1202)를 적소에 유지하기에 충분할 수 있다. 따라서, 패스너 보유 시스템(404)은, 해머링 동작 및 버킹 동작이 수행되어 리벳을 형성하도록 패스너(1202)를 완전히 설치할 수 있을 때까지, 홀(1203) 내에서 적소에 패스너(1202)를 유지하는데 사용될 수 있다.
다른 예시적 예들에서, 공기는 샤프트(1204)에 대해 실질적으로 수직이 아닌 방향으로 패스너(1202)의 샤프트(1204)로 지향될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 샤프트(1204)에 대해 수직인 방향으로부터 약간 오프셋된 방향으로 샤프트(1204)를 향해 압축 공기를 송풍시키는 것은, 마찰력(1210)이 없는 경우 패스너(1202)가 홀(1203)로부터 미끄러지는 것을 유발할 수 있는 중력(1211)의 잡아당김(pull)을 상쇄시키기에 충분한 마찰력(1210)을 생성할 수 있다.
일부 예시적 예들에서, 판 시스템(615)은 공기가 선택된 방향(1216)으로 패스너 보유 시스템(404)으로부터 송풍되도록 재구성될 수 있다. 선택된 방향(1216)으로 공기를 송풍하는 것은 홀(1203)의 중심선(1215)에 대해 실질적으로 평행한 마찰력(1218)을 유발할 수 있다. 공기는 중력(1211)의 성분(1213)을 상쇄시키기에 충분한 마찰력(1218)을 생성하기 위해 패스너(1202)의 샤프트(1204)로 지향될 수 있다.
도 3 내지 도 12의 예시들은, 예시적 실시예가 구현될 수 있는 방식에 대한 물리적 또는 아키텍처럴 제한들을 의미하도록 의도되는 것은 아니다. 예시된 것들에 추가로 또는 이 대신에 다른 컴포넌트들이 사용될 수 있다. 일부 컴포넌트들은 선택적일 수 있다.
도 3 내지 도 12에 도시된 상이한 컴포넌트들은, 도 1 및 도 2에서 블록 형태로 도시된 컴포넌트들이 물리적 구조물들로서 어떻게 구현될 수 있는지의 예시적 예들일 수 있다. 추가로, 도 3 내지 도 12의 컴포넌트들의 일부 컴포넌트는, 도 3 내지 도 12의 컴포넌트들과 조합될 수 있거나, 도 1 및 도 2의 컴포넌트들과 함께 사용되거나 또는 이 둘의 조합일 수 있다.
이제, 도 13을 참조하면, 패스너를 설치하기 위한 프로세스의 예시가 예시적 실시예에 따라 플로우차트의 형태로 묘사된다. 도 13에 예시된 프로세스는 도 1 및 도 2에 설명된 패스너 보유 시스템(134)을 사용하여 구현될 수 있다.
이 프로세스는 구조물에 대해 판 시스템을 포지셔닝시킴으로써 시작할 수 있다(동작 1300). 동작(1300)에서, 구조물은 항공기의 동체일 수 있다. 판 시스템에 연결되는 공기 시스템이 활성화될 수 있다(동작 1302). 공기는 공기 시스템이 활성화될 때 공기 시스템에 의해 판 시스템 내의 복수 개의 공기 통로들을 통해 보내질 수 있다(동작 1304). 공기는 각각의 패스너가 대응하는 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 복수 개의 패스너들 내의 각각의 패스너와, 구조물의 복수 개의 홀들의 대응하는 홀 사이에서 생성하고(동작 1306), 그 후에 프로세스가 종료된다.
특히, 동작 1306에서, 마찰력은 복수 개의 패스너들의 설치 동안 복수 개의 패스너들이 복수 개의 홀들로부터 빠지는 것을 방지한다. 환언하면, 마찰력은 패스너가 홀에 배치되는 시간과 최종적으로 리벳이 형성되는 시간 사이에 패스너를 홀 내에 유지한다.
이제, 도 14를 참조하면, 패스너를 설치하기 위한 프로세스의 예시가 예시적 실시예에 따라 플로우차트의 형태로 묘사된다. 도 14에 예시된 프로세스는 도 1 및 도 2에 설명된 패스너 보유 시스템(134)을 사용하여 구현될 수 있다.
이 프로세스는 동체의 내부에서 제 1 프레임 푸셔 조립체를 제 1 프레임에 연결하고 제 2 프레임 푸셔 조립체를 제 2 프레임에 연결함으로써 시작될 수 있다(동작 1400). 판 시스템은 동체의 내부에 대해 포지셔닝된다(동작 1402). 제 1 프레임 푸셔 조립체 및 제 2 프레임 푸셔 조립체는 판 시스템을 동체의 내부에 대해 선택된 포지션에 유지하도록 판 시스템에 연결된다(동작 1404).
판 시스템에 연결되는 공기 시스템은 공기가 선택된 방향으로 판 시스템의 복수 개의 개구들 내의 각각의 개구로부터 유동되도록 판 시스템 내의 복수 개의 공기 통로들을 통해 공기를 보내기 위해 활성화될 수 있다(동작 1406). 복수 개의 패스너들이 동체의 외부에 포지셔닝되는 로봇 디바이스에 의해 동체의 복수 개의 홀들 내로 삽입될 수 있다(동작 1408). 판 시스템의 복수 개의 개구들의 각각의 개구로부터 유동되는 공기는, 각각의 패스너가 대응하는 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 복수 개의 패스너들의 각각의 패스너와 대응하는 홀 사이에서 생성하고(동작 1410), 이후에 프로세스가 종료된다.
이제, 도 15를 참조하면, 패스너를 설치하기 위한 프로세스의 예시가 예시적 실시예에 따라 플로우차트의 형태로 묘사된다. 도 15에 예시된 프로세스는 도 1 및 도 2에 설명된 패스너 보유 시스템(134)을 사용하여 구현될 수 있다.
이 프로세스는 구조물의 홀 내에 패스너를 배치함으로써 시작될 수 있다(동작 1500). 패스너가 구조물의 홀에 로케이팅된 채 패스너에 대해 선택된 방향으로 공기를 지향시킨다(동작 1502). 공기는 패스너가 홀로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력을 패스너와 홀 사이에 생성한다(동작 1504). 그 후, 패스너가 리벳을 형성하도록 홀에 설치되며(동작 1506), 이후에 프로세스는 종료된다.
상기 설명된 동작(1504)은, 구조물의 내부에 노출되는 패스너의 샤프트 상에 공기가 충돌하도록 공기를 지향시킴으로써 수행될 수 있다. 샤프트에 충돌하는 공기는 구조물의 홀의 벽을 향해 패스너가 기울어지는 것을 유발하며, 이에 의해 패스너와 홀의 벽 사이에 마찰력이 생성된다. 특히, 마찰력은 패스너를 잡아당기는 중력 성분과 적어도 동일하며 그리고 반대인 마찰력 성분을 포함한다.
또한, 상기 설명된 동작(1506)을 수행하는 것은, 마찰력이 패스너에 적용되는 동안, 홀 내에 로케이팅되는 패스너 상에서 리벳팅 동작(riveting operation)을 수행하기 위해 로봇 디바이스에 다수의 명령들을 전송하는 것을 포함할 수 있다. 리벳팅 동작은 로봇 디바이스를 사용하여 해머링 동작을 수행하는 것 및 작업자에 의해 보유되는 공구를 사용하여 버킹 동작을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
묘사된 상이한 실시예들에서 플로우차트들 및 블록 선도들은, 예시된 실시예의 장치들 및 방법들의 일부 가능한 구현들의 아키텍처, 기능성 및 동작을 예시한다. 이와 관련하여, 플로우차트들 또는 블록 선도들에서 각각의 블록은, 모듈, 세그먼트, 기능 및/또는 동작 또는 단계의 일부를 나타낼 수 있다.
예시적 실시예의 일부 대안의 구현들에서, 블록들에서 주목되는 기능 또는 기능들은 도면들에서 주목되는 순서(order)를 벗어나서 발생할 수 있다. 예컨대, 일부 경우들에서, 수반되는 기능성에 따라, 연속으로 도시되는 2 개의 블록들은, 실질적으로 동시에 실행될 수 있으며, 또는 블록들은 때로는, 역전된 순서로 수행될 수 있다. 또한, 플로우차트 또는 블록 선도에서 예시된 블록들에 추가하여 다른 블록들이 추가될 수 있다.
개시의 예시적 실시예들은, 도 16에 도시된 바와 같은 항공기 제조 및 서비스 방법(1600) 및 도 17에 도시된 바와 같은 항공기(1700)의 맥락에서 설명될 수 있다. 먼저 도 16을 참조하면, 항공기 제조 및 서비스 방법의 예시가 예시적 실시예에 따라 묘사된다. 사전 제작(pre-production)중, 항공기 제조 및 서비스 방법(1600)은 도 17의 항공기(1700)의 사양 및 설계(1602)와 재료 조달(1604)을 포함할 수 있다.
제작 중, 도 17의 항공기(1700)의 컴포넌트 및 서브조립체 제조(1606) 및 시스템 통합(1608)이 이루어진다. 이후, 도 17의 항공기(1700)는, 운항(in service)(1612)되도록 인증 및 납품(1610)을 거칠 수 있다. 고객에 의한 운항(1612) 동안, 도 17의 항공기(1700)는 일상적인 유지보수 및 서비스(1614)가 예정되며, 이는, 수정, 재구성, 수리 및 다른 유지보수 또는 서비스를 포함할 수 있다.
항공기 제조 및 서비스 방법(1600)의 프로세스들 각각은 시스템 통합자(system integrator), 제 3 자, 및/또는 조작자(operator)에 의해 수행되거나 실행될 수 있다. 이러한 예들에서, 조작자는 고객일 수 있다. 이 설명의 목적들을 위해, 시스템 통합자는, 제한 없이, 임의의 수의 항공기 제조사들 및 주요 시스템 하청업체들(subcontractors)을 포함할 수 있고; 제 3 자는, 제한 없이, 임의의 수의 판매사들(vendors), 하청업체들 및 공급업체들(suppliers)을 포함할 수 있고; 그리고 조작자는 항공사, 리스 회사, 군수 기업, 서비스 단체 등일 수 있다.
이제, 도 17을 참조하면, 예시적 실시예가 구현될 수 있는 항공기의 예시가 묘사된다. 이 예에서, 항공기(1700)는, 도 16의 항공기 제조 및 서비스 방법(1600)에 의해 제조되며, 복수 개의 시스템들(1704) 및 내부(1706)와 함께 기체(airframe)(1702)를 포함할 수 있다. 시스템들(1704)들의 예들은 추진 시스템(1708), 전기 시스템(1710), 유압 시스템(1712) 및 환경 시스템(1714) 중 하나 또는 그 초과의 시스템을 포함한다. 임의의 수의 다른 시스템들이 포함될 수 있다. 항공 우주의 예가 도시되어 있지만, 상이한 예시적 실시예들이 자동차 산업과 같은 다른 산업 분야들에 적용될 수 있다.
본원에서 구체화되는 장치들 및 방법들은, 도 16의 항공기 제조 및 서비스 방법(1600)의 단계들 중 적어도 하나의 단계 동안 채용될 수 있다. 특히, 도 1로부터의 복수 개의 패스너들(112)은 항공기 제조 및 서비스 방법(1600) 중 임의의 하나의 단계 동안 도 1의 패스너 보유 시스템(134)을 사용하여 설치될 수 있다. 예컨대, 제한 없이, 도 1의 패스너 보유 시스템(134)을 사용하는 도 1로부터의 복수 개의 패스너들(112)은 컴포넌트 및 서브조립체 제조(1606), 시스템 통합(1608), 일상적인 유지 보수 및 서비스(1614) 또는 항공기 제조 및 서비스 방법(1600)의 일부 다른 단계 중 적어도 하나 동안 설치될 수 있다. 또한, 도 1의 패스너 보유 시스템(134)을 사용하여 항공기(1700)의 기체(1702)를 구축하기 위해 도 1로부터의 복수 개의 패스너들(112)이 설치될 수 있다.
예시적 일례에서, 도 16의 컴포넌트 및 서브조립체 제조(1606)에서 제조된 컴포넌트들 또는 서브조립체들은 항공기(1700)가 도 16의 운항중(1612)일 때 제조된 컴포넌트들 또는 서브조립체들과 유사한 방식으로 제작되거나 제조될 수 있다. 또 다른 예에서, 하나 또는 그 초과의 장치 실시예들, 방법 실시예들 또는 이들의 조합이 제조 단계들, 이를테면 도 16에서 컴포넌트 및 서브조립체 제조(1606) 및 시스템 통합(1608) 동안 활용될 수 있다. 하나 또는 그 초과의 장치 실시예들, 방법 실시예들, 또는 그의 조합은, 항공기(1700)가 도 16의 운항중(1612)인 동안 그리고/또는 유지보수 및 서비스(1614) 동안 활용될 수 있다. 다수의 상이한 예시적 실시예들의 사용은, 항공기(1700)의 조립을 실질적으로 촉진시키고 그리고/또는 항공기(1700)의 비용을 감소시킬 수 있다.
이에 따라, 요약하면, 본 발명의 제 1 양태에 따르면, 다음이 제공된다:
A1. 장치로서,
복수 개의 공기 통로들(216) 및 개구(208)를 갖는 판 시스템(200); 및
공기 시스템(202)을 포함하며, 공기 시스템(202)은 판 시스템(200)에 연결되고, 복수 개의 공기 통로들(216)을 통해 개구(208)로부터 그리고 패스너(118)가 설치될 구조물(102)의 표면에 대해 실질적으로 평행한 선택된 방향(225)으로 공기(218)를 지향시켜, 공기(218)가 패스너(118)의 샤프트(128)의 노출된 부분에 충돌하게 하는, 장치.
A2. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 공기 시스템(202)은 패스너(118)가 설치될 구조물(102)에서 패스너(118)가 홀(130)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(220)을 생성하기 위해서 구조물(102)에 대해 실질적으로 평행한 선택된 방향(225)으로 공기(218)를 지향시키는 것이 제공된다.
A3. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 선택된 방향(225)은 패스너(118)의 샤프트(128)에 대해 실질적으로 수직인 것이 제공된다.
A4. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 판 시스템(200)은, 개구(208)를 포함하는 복수 개의 개구들(204)을 포함하는 것이 제공된다.
A5. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 개구(208)는 구조물(102)의 홀(130) 내에 패스너(118)의 설치 동안 공구가 패스너(118)에 대해서 포지셔닝되는 것을 허용하도록 형상이 정해지는 것이 제공된다.
A6. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 판 시스템(200)은, 구조물(102)의 표면의 표면 윤곽과 일치하는 윤곽을 갖는 안내 판(210)을 포함하는 것이 제공된다.
A7. 또한, 항목 A6의 장치에 있어서, 판 시스템(200)은, 커버 판들의 세트(212)를 더 포함하고, 복수 개의 공기 통로들(216)이 안내 판(210)과 커버 판들의 세트(212) 사이에 형성되는 것이 제공된다.
A8. 또한, 항목 A6의 장치에 있어서, 공기 시스템(202)은, 안내 판(210)에 부착되는 다수의 공기 연결부들(224)을 포함하는 것이 제공된다.
A9. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 판 시스템(200)은, 커버 판들의 세트(212)를 포함하고, 복수 개의 공기 통로들(216)이 커버 판들의 세트(212) 내에 형성되는 것이 제공된다.
A10. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 판 시스템(200)은, 판 시스템(200)이 구조물(102)에 대해 포지셔닝될 때 구조물(102)의 표면을 보호하는 패딩 층(214)을 포함하는 것이 제공된다.
A11. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 공기 시스템(202)은, 압축 공기 소스(221)를 복수 개의 공기 통로들(216)에 연결하는데 사용하기 위해 판 시스템(200)에 부착되는 다수의 공기 연결부들(224)를 포함하는 것이 제공된다.
A12. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 구조물(102)에 대해 선택된 포지션에 판 시스템(200)을 유지하기 위한 프레임 푸셔 조립체(140, 142)를 더 포함하는 것이 제공된다.
A13. 또한, 항목 A12의 장치에 있어서, 프레임 푸셔 조립체(140, 142)는, 지지 부재(144); 지지 부재(144)를 구조물(102)의 프레임(136, 138)에 부착하기 위한 핀들의 세트(146); 및 프레임 푸셔 조립체(140, 142)를 판 시스템(200)에 연결하기 위한 토크 부재(152)를 포함하는 것이 제공된다.
A14. 또한, 항목 A13의 장치에 있어서, 프레임 푸셔 조립체(140, 142)는, 지지 부재(144)에 이동 가능하게 부착되는 프레임 브래킷(150)을 더 포함하며, 토크 부재(152)는 지지 부재(144)에 대해 프레임 브래킷(150)을 이동시키는 것이 지지 부재(144)에 대해 토크 부재(152)를 이동시키도록 프레임 브래킷(150)에 부착되는 것이 제공된다.
A15. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 구조물(102)은 동체(106)인 것이 제공된다.
A16. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 리벳(120)을 형성하기 위해, 공기(218)가 선택된 방향(225)으로 지향되는 동안 패스너(118)가 구조물(102)의 홀(130)에 완전히 설치되는 것이 제공된다.
A17. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 공기 시스템(202)은 패스너(118)를 향한 방향(225)으로 공기(218)를 송풍시킴으로써 또는 패스너(118)로부터 멀어지는 방향으로 공기(218)를 배출(evacuating)시킴으로써 공기(218)를 지향시키는 것이 제공된다.
A18. 또한, 항목 A1의 장치에 있어서, 판 시스템(200)은, 구조물(102)의 표면의 표면 윤곽과 일치하는 윤곽을 갖는 안내 판(210); 커버 판들의 세트(212) ― 복수 개의 공기 통로들(216)이 안내 판(210)과 커버 판들의 세트(212) 사이에 또는 커버 판들의 세트(212) 내에 형성됨 ― ; 판 시스템(200)이 구조물(102)에 대해 포지셔닝될 때 구조물(102)의 표면을 보호하는 패딩 층(214); 및 개구(208)를 포함하는 복수 개의 개구들(204)을 포함하며, 복수 개의 개구들(204)은 안내 판(210), 커버 판들의 세트(212), 및 패딩 층(214)을 통해 통과하며, 개구(208)는 구조물(102)의 복수 개의 홀들(114)의 홀(130) 상에 포지셔닝되도록 구성되고, 개구(208)는 홀(130)에 삽입되는 패스너(118)가 개구(208)를 통해 통과하는 것을 허용하는 것이 제공된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 다음이 제공된다:
B1. 패스너(118)를 설치하기 위한 방법으로서,
구조물(102)의 홀(130) 내에 패스너(118)를 배치하는 단계(1500);
패스너(118)가 구조물(102)의 홀(130)에 로케이팅된 채 패스너(118)에 대해 선택된 방향(225)으로 공기(218)를 지향시키는 단계(1502);
패스너(118)가 홀(130)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(220)을 패스너(118)와 홀(130) 사이에서 공기(218)에 의해 생성하는 단계(1504); 및
홀(130)에 패스너(118)를 설치하는 단계(1506)를 포함하는, 패스너를 설치하기 위한 방법.
B2. 또한, 항목 B1의 방법에 있어서, 마찰력(220)을 공기 로봇 디바이스에 의해 생성하는 단계(1504)는, 패스너(118)의 샤프트(128)의 노출되는 부분 상에 공기(218)에 의해, 충돌하는 것을 포함하는 것이 제공된다.
B3. 또한, 항목 B2의 방법에 있어서, 마찰력(220)을 공기(218)에 의해 생성하는 단계(1504)는, 패스너(118)와 홀(130)의 벽 사이에서 마찰력(220)을 생성하기 위해 홀(130)의 벽을 향해 패스너(118)의 샤프트(128)를 기울어지게 하는 것(tilting)을 포함하는 것이 제공된다.
B4. 또한, 항목 B1의 방법에 있어서, 공기(218)를 지향시키는 단계(1502)는, 판 시스템(200)에 부착되는 다수의 공기 연결부들(224)을 통해 압축 공기 소스(221)로부터 판 시스템(200) 내의 복수 개의 공기 통로들(216) 내로 공기(218)를 보내는 것; 및 판 시스템(200)의 개구(208)에서 선택된 방향(225)으로 복수 개의 공기 통로들(216)을 통해 판 시스템(200)으로부터 공기(218)를 지향시키는 것을 포함하는 것이 제공된다.
B5. 또한, 항목 B1의 방법에 있어서, 구조물(102)에 대해 판 시스템(200)을 포지셔닝하는 단계(1300)를 더 포함하는 것이 제공된다.
B6. 또한, 항목 B5의 방법에 있어서, 판 시스템(200)을 포지셔닝시키는 단계(1300)는, 구조물(102)의 복수 개의 홀들(114) 둘레에 포지셔닝되는 다수의 점착성 패스너들(tack fasteners)과 판 시스템(200)을 정렬시키는 것을 포함하는 것이 제공된다.
B7. 또한, 항목 B5의 방법에 있어서, 적어도 하나의 프레임 푸셔 조립체(140, 142)를 사용하여 구조물(102)에 대해 선택된 포지션에 판 시스템(200)을 유지하는 단계를 더 포함하는 것이 제공된다.
B8. 또한, 항목 B5의 방법에 있어서, 판 시스템(200)이 구조물(102)에 대해 포지셔닝된 채 구조물(102)에서 복수 개의 홀들(114)을 로봇으로 드릴링하는 단계를 더 포함하는 것이 제공된다.
B9. 또한, 항목 B5의 방법에 있어서, 판 시스템(200)을 포지셔닝시키는 단계(1300)는, 구조물(102)의 이너 몰드 라인(inner mold line)에 대해 판 시스템(200)을 포지셔닝시키는 것을 포함하는 것이 제공된다.
B10. 또한, 항목 B5의 방법에 있어서, 구조물(102)의 내부(108)에 대해 포지셔닝되는 판 시스템(200) 및 구조물(102)의 외부(110)에 대해 포지셔닝되는 로봇 디바이스(116)를 사용하여 구조물(102)의 선택된 구역을 클램핑 업하는(clamping up) 단계를 더 포함하는 것이 제공된다.
B11. 또한, 항목 B1의 방법에 있어서, 구조물(102)의 홀(130)에 패스너(118)를 로봇으로 삽입하는 단계를 더 포함하는 것이 제공된다.
B12. 또한, 항목 B1의 방법에 있어서, 마찰력(220)이 패스너(118)에 적용되는 동안, 홀(130) 내에 로케이팅되는 패스너(118) 상에서 리벳팅 동작(riveting operation)을 수행하기 위해 로봇 디바이스(116)에 다수의 명령들을 전송하는 단계를 더 포함하는 것이 제공된다.
B13. 또한, 항목 B1의 방법에 있어서, 마찰력(220)이 패스너(118)에 적용되는 동안 구조물(102)의 외부(110)에 포지셔닝되는 로봇 디바이스(116)에 의해 홀(130) 내에 로케이팅되는 패스너(118)에 리벳팅 동작을 수행하는 단계; 및 버킹 동작이 구조물(102)의 내부(108)에서 수행되는 동안 마찰력(220)을 유지하는 단계를 더 포함하는 것이 제공된다.
본 발명의 추가 양태에 따르면, 다음이 제공된다:
C1. 패스너 보유 시스템(134)으로서,
판 시스템(200) ― 상기 판 시스템(200)은 구조물(102)의 표면의 표면 윤곽과 일치하는 윤곽을 갖는 안내 판(210); 판 시스템(200) 내에 복수 개의 공기 통로들(216)을 형성하는 커버 판들의 세트(212); 판 시스템(200)이 구조물(102)에 대해 포지셔닝될 때 구조물(102)의 표면을 보호하는 패딩 층(214); 및 안내 판(210), 커버 판들의 세트(212) 및 패딩 층(214)을 통해 통과하는 복수 개의 개구들(204)을 포함하고, 복수 개의 개구들(204)의 개구(208)는 구조물(102)의 복수 개의 홀들(114)의 홀(130) 위에 포지셔닝되도록 구성되고 개구(208)는 홀(130)에 삽입되는 패스너(118)가 개구(208)를 통해 통과하는 것을 허용함 ― ; 및
판 시스템(200)에 연결되는 공기 시스템(202)을 포함하고, 각각의 패스너(118)가 대응하는 홀(130)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(220)을 복수 개의 패스너들(112)의 각각의 패스너(118)와 구조물(102)의 복수 개의 구멍들(114)의 대응하는 홀(130) 사이에서 생성하기 위해 공기 시스템(202)이 활성화될 때, 공기 시스템(202)이 판 시스템(200) 내의 복수 개의 공기 통로들(216)을 통해 공기(218)를 지향시키는, 패스너 보유 시스템.
상이한 예시적 실시예들의 설명이 예시 및 설명의 목적들을 위해 제시되고 있으며, 개시된 형태의 실시예들로 한정 또는 제한되도록 의도되지 않는다. 많은 수정들 및 변경들이 당업자에게 명백할 것이다. 게다가, 상이한 예시적 실시예들이 다른 요망하는 실시예들에 비해서 상이한 특징들을 제공할 수 있다. 선택된 실시예 또는 실시예들은, 실시예들, 실제 적용의 원리들을 가장 잘 설명하고, 예측되는 특별한 용도에 적합하게 되는 다양한 수정들을 갖는 다양한 실시예들에 대한 개시를 당업자들이 이해하는 것을 가능하게 하도록 선택되고 설명된다.

Claims (15)

  1. 복수 개의 공기 통로들(air passages)(216) 및 개구(opening)(208)를 갖는 판 시스템(plate system)(200); 및
    공기 시스템(air system)(202)을 포함하며,
    상기 공기 시스템(202)은 상기 판 시스템(200)에 연결되고, 상기 복수 개의 공기 통로들(216)을 통해 개구(208)로부터 그리고 패스너(118)가 설치될 구조물(102)의 표면에 대해 실질적으로 평행한 선택된 방향(225)으로 공기(218)를 지향시켜, 상기 공기(218)가 상기 패스너(fastener)(118)의 샤프트(128)의 노출된 부분에 충돌하게 하는,
    장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 시스템(202)은 상기 패스너(118)가 설치될 상기 구조물(102)에서 상기 패스너(118)가 홀(hole)(130)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(friction force)(220)을 생성하기 위해서 상기 구조물(102)에 대해 실질적으로 평행한 선택된 방향(225)으로 공기(218)를 지향시키는,
    장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판 시스템(200)은, 상기 개구(208)를 포함하는 복수 개의 개구들(204)을 포함하는,
    장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 개구(208)는 상기 구조물(102)의 홀(130) 내에 상기 패스너(118)의 설치 동안 공구(tool)가 상기 패스너(118)에 대해서 포지셔닝되는 것을 허용하도록 형상이 정해지는,
    장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 판 시스템(200)은, 상기 구조물(102)의 표면의 표면 윤곽과 일치하는 윤곽을 갖는 안내 판(guide plate)(210)을 포함하며; 상기 판 시스템(200)은 커버 판들(cover plates)의 세트(212)를 더 포함하고, 상기 복수 개의 공기 통로들(216)이 상기 안내 판(210)과 상기 커버 판들의 세트(212) 사이에 형성되는,
    장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 판 시스템(200)은, 커버 판들의 세트(212)를 포함하고, 상기 복수 개의 공기 통로들(216)이 상기 커버 판들의 세트(212) 내에 형성되는,
    장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조물(102)에 대해 선택된 포지션에 상기 판 시스템(200)을 유지하기 위한 프레임 푸셔 조립체(frame pusher assembly)(140, 142)를 더 포함하는,
    장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 구조물(102)은 동체(fuselage)(106)인,
    장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 공기 시스템(202)은 상기 패스너(118)를 향하는 방향(225)으로 상기 공기(218)를 송풍(blowing)시킴으로써 또는 상기 패스너(118)로부터 멀어지는 방향으로 상기 공기(218)를 배출(evacuating)시킴으로써 상기 공기(218)를 지향시키는,
    장치.
  10. 패스너(118)를 설치하기 위한 방법으로서,
    구조물(102)의 홀(130) 내에 패스너(118)를 배치하는 단계(1500);
    상기 패스너(118)가 상기 구조물(102)의 홀(130)에 로케이팅된 채 상기 패스너(118)에 대해 선택된 방향(225)으로 공기(218)를 지향시키는 단계(1502);
    상기 공기(218)에 의해, 상기 패스너(118)가 상기 홀(130)로부터 빠지는 것을 방지하는 마찰력(220)을 상기 패스너(118)와 상기 홀(130) 사이에서 생성하는 단계(1504); 및
    상기 홀(130)에 상기 패스너(118)를 설치하는 단계(1506)를 포함하는,
    패스너를 설치하기 위한 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    공기 로봇 디바이스(air robotic device)에 의해 상기 마찰력(220)을 생성하는 단계(1504)는, 상기 패스너(118)의 샤프트(128)의 노출되는 부분 상에 공기(218)에 의해, 충돌하는 단계(impinging)를 포함하는,
    패스너를 설치하기 위한 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 공기(218)에 의해 마찰력(220)을 생성하는 단계(1504)는, 상기 패스너(118)와 상기 홀(130)의 벽 사이에서 마찰력(220)을 생성하기 위해 상기 홀(130)의 벽을 향해 상기 패스너(118)의 샤프트(128)를 기울어지게 하는 단계(tilting)를 포함하는,
    패스너를 설치하기 위한 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 공기(218)를 지향시키는 단계(1502)는, 판 시스템(200)에 부착되는 다수의 공기 연결부들(224)을 통해 압축 공기 소스(compressed air source)(221)로부터 상기 판 시스템(200) 내의 복수 개의 공기 통로들(216) 내로 공기(218)를 보내는 단계; 및 상기 판 시스템(200)의 개구(208)에서 선택된 방향(225)으로 상기 복수 개의 공기 통로들(216)을 통해 상기 판 시스템(200)으로부터 상기 공기(218)를 지향시키는 단계를 포함하는,
    패스너를 설치하기 위한 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 마찰력(220)이 상기 패스너(118)에 적용되는 동안, 상기 홀(130) 내에 로케이팅되는 상기 패스너(118) 상에서 리벳팅 동작(riveting operation)을 수행하기 위해 로봇 디바이스(116)에 다수의 명령들을 전송하는 단계를 더 포함하는,
    패스너를 설치하기 위한 방법.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 마찰력(220)이 상기 패스너(118)에 적용되는 동안, 상기 구조물(102)의 외부(110)에 포지셔닝되는 로봇 디바이스(116)에 의해 상기 홀(130) 내에 로케이팅되는 상기 패스너(118) 상에서 리벳팅 동작을 수행하는 단계; 및 버킹 동작(bucking operation)이 상기 구조물(102)의 내부(108)에서 수행되는 동안 상기 마찰력(220)을 유지하는 단계를 더 포함하는,
    패스너를 설치하기 위한 방법.
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