(57)【要約】      （修正有）【課題】吸引力を用いて、パーツの片側主導による圧接体の形成、パーツの片側主導による圧接体の維持、或いは、この両方を行うための方法及び装置を提供する。【解決手段】第１パネルにおける第１孔と、第２パネルにおける第２孔とを位置合わせして貫通孔を形成するための方法及び装置が開示される。前記第２孔を画定する壁が、前記貫通孔内からグリップされ、前記第２パネルが前記第１パネルへ向かって引き付けられる。これによって、前記第１パネルと前記第２パネルとの圧接体が形成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧接体（３４１）を維持するための方法であって、
第１パーツ（３０８）及び第２パーツ（３１０）に対してそれぞれ第１機械力（３４２）及び第２機械力（３４４）を加えて、前記圧接体（３４１）を形成し（１７０２）、その際、前記第１パーツ（３０８）は、前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）を形成し、前記第２パーツ（３１０）は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）を形成し、
前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記第１パーツ（３０８）及び前記第２パーツ（３１０）を貫通するファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引して、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付け（１７０４）、
前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を除去した後であっても吸引により独立して前記圧接体（３４１）が維持されるように、吸引を維持しつつ、第１機械力（３４２）及び第２機械力（３４４）を同時に除去する（１７０６）、方法。
【請求項２】
前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を加えること（１７０２）は、
第１エンドエフェクタ（３２４）に接続された第１ツール（３３２）を用いて、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第１機械力（３４２）を加えることと、
第２エンドエフェクタ（３２６）に接続された第２ツール（３３６）を用いて、前記第２パーツ（３１０）に対して前記第２機械力（３４４）を加えることと、を含み、
前記第２機械力（３４４）は、最初に前記圧接体（３４１）が形成されるまで、前記第１機械力（３４２）に等しく且つ反対の力である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記吸引（１７０４）は、前記ファスナ孔（３４６）のうちの前記第２パーツ（３１０）に形成された部分の孔壁をグリップするために部分真空を引いて、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
圧接体（３４１）を維持するための装置であって、
第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）の孔径よりも大きいノズル（３３２）直径を有するとともに、前記第１パーツ（３０８）と係合したときに前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）に対して第１機械力（３４２）を加えるために使用されるノズル（３３２）と、
前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記第１パーツ（３０８）における前記第１孔（３４３）、及び、第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）によって形成されたファスナ孔（３４６）を介し、且つ、前記ノズル（３３２）を介して空気を吸引するための吸引装置（３３０）と、を含み、前記空気の吸引は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）における追加の力を必要とせずに、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を維持するのに十分な体積流量で、前記第１サイド（３１１）から実行される、装置。
【請求項５】
前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）へ向かって第１ツール（３３２）を移動させて、前記第１パーツ（３０８）に対して力（３４２）を加えるための延出システムをさらに含む、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記第１ツール（３３２）は、前記ノズル（３３２）である、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記延出システム、前記ノズル（３３２）、及び、前記吸引装置（３３０）は、同じエンドエフェクタ（３２４）の一部である、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）へ向かって第１ツール（３３２）を移動させて、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第１機械力（３４２）を加えるための第１延出システムと、
前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）へ向かって第２ツール（３３６）を移動させて、前記第２パーツ（３１０）に対して第２機械力（３４４）を加えるための第２延出システムと、をさらに含み、前記第２機械力（３４４）は、前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引が開始された後に除去される、請求項４に記載の装置。
【請求項９】
自動誘導ビークルと、
前記自動誘導ビークルに接続されたエンドエフェクタ（３２４）と、をさらに含み、前記エンドエフェクタは、前記ノズル（３３２）と前記吸引装置（３３０）とを含む、請求項４〜８のいずれかに記載の装置。
【請求項１０】
圧接体（３４１）を維持するための方法であって、
パネル接合部（４００）の第１サイド（３１１）における第１エンドエフェクタ（３２４）により、前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）との接触により、第１の力（３４２）を加え（２１０２）、
前記パネル接合部（４００）の第２サイド（３１２）における第２エンドエフェクタ（３２６）により、前記パネル接合部（４００）の前記第２サイド（３１２）との接触により、前記第１の力（３４２）に等しく且つ反対の第２の力（３４４）を加えることにより、圧接体（３４１）を形成し（２１０４）、
前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）における前記第１エンドエフェクタ（３２４）により、前記第２エンドエフェクタ（３２６）が前記第２サイド（３１２）から離された後においても、前記圧接体（３４１）を維持する（２１０６）、方法。
【請求項１１】
前記圧接体（３４１）を維持すること（２１０６）は、
前記パネル接合部（４００）にファスナ孔（３４６）を貫通させることと、
前記ファスナ孔（３４６）を介して部分真空を引くことと、を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記パネル接合部（４００）は、２つのスキンパネル（４０２，４０４）を含む重ね接合部（４００）である、請求項１０又は１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記パネル接合部（４００）の第１パネル（４０２）における第１孔（３４３）と、前記パネル接合部（４００）の第２パネル（４０４）における第２孔（３４５）とを位置合わせして、ファスナ孔（３４６）を形成すること（１８０２）をさらに含み、
前記圧接体（３４１）を維持することは、前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）を前記ファスナ孔（３４６）内からグリップして、前記第１パネル（４０２）へ向かって前記第２パネル（４０４）を引き付けることにより、前記第１パネル（４０２）と前記第２パネル（４０４）との前記圧接体（３４１）を維持すること（１８０４）を含む、請求項１０〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
前記圧接体（３４１）を維持すること（２１０６）は、
前記パネル接合部（４００）の前記第２サイド（３１２）を形成する、前記パネル接合部（４００）の一部に対して吸引力（８０２）を加えることと、
前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）を形成する、前記パネル接合部（４００）の他の部分に対して反力（８０４）を加えることと、を含み、前記吸引力（８０２）及び前記反力（８０４）は力の静的均衡を確立する、請求項１０〜１３のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、パーツの組み立てに関し、より具体的には、吸引力を用いて、パーツの片側主導による圧接体の形成、パーツの片側主導による圧接体の維持、或いは、この両方を行うための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
構造体の組み立てにおけるいくつかの工程を自動化することにより、組立精度を向上させ、組立効率を向上させ、さらに、全体の組立作業量を軽減することができる。例えば、２つのパーツの接合に関するいくつかの作業を自動化することができる。これらの作業は、２つのパーツの圧接、２つのパーツの穿孔、穿孔穴の検査、及び、穿孔穴へのファスナの挿入を含みうる。
【０００３】
現在のところ、いくつかのファスナ取付工程は、多機能エンドエフェクタを有するロボットにより自動化されている。多機能エンドエフェクタは、例えば、圧接、穿孔、検査、及び、ファスナ挿入などの、ファスナの取り付けに関連する様々な作業を実行するために協働する複数の可動部を有するマシンであってもよい。これらの作業のうちの１つ又は複数においては、複数のパーツにファスナを取り付けるために、これらのパーツを定位置でまとめて保持（例えば、圧接）しなければならない。パーツの圧接状態を維持するための既存のシステムは、特定の種類の取付工程を実行するには複雑で非効率なため好ましくないものも存在する。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態においては、ファスナを取り付けるための方法が提供される。第１パーツに対して第１機械力が加えられるとともに、第２パーツに対して第２機械力が加えられて、第１パーツと第２パーツとの圧接体が形成される。第１パーツにおける第１孔、及び、これに位置合わせされた第２パーツにおける第２孔によって形成されたファスナ孔を介して空気が吸引され、第１パーツへ向かって第２パーツが引き付けられ、これによって、第１パーツと第２パーツとの圧接体が維持される。
【０００５】
さらに他の実施形態においては、第１パネルにおける第１孔と、第２パネルにおける第２孔とを位置合わせして、貫通孔を形成するための方法が提供される。第２孔を画定する壁が貫通孔内からグリップされて、第１パネルへ向かって第２パネルが引き付けられ、これによって、第１パネルと第２パネルとの圧接体が形成される。
【０００６】
他の例示的な実施形態においては、圧接体を維持するための方法が提供される。第１パーツ及び第２パーツに対してそれぞれ第１機械力及び第２機械力が加えられて、圧接体が形成される。第１パーツは、圧接体の第１サイドを形成し、第２パーツは、圧接体の第２サイドを形成している。圧接体の第１サイドから、第１パーツ及び第２パーツを貫通するファスナ孔を介して空気が吸引され、第１パーツへ向かって第２パーツが引き付けられる。第１機械力及び第２機械力を除去した後であっても吸引により独立して圧接体が維持されるように、吸引を継続しつつ、第１機械力及び第２機械力が同時に除去される。
【０００７】
上述した特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態によって個別に達成することができ、また、さらに他の実施形態と組み合わせることも可能である。そのさらなる詳細は、以下の記載及び図面を参照することによって明らかになるものである。
【０００８】
本開示は以下の付記も含む。
【０００９】
付記１．ファスナを取り付けるための方法であって、
第１パーツ（３０８）に対して第１機械力（３４２）を加えるとともに、第２パーツ（３１０）に対して第２機械力（３４４）を加えることにより、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との圧接体（３４１）を形成し、その際、前記第１パーツ（３０８）は、前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）を形成し、前記第２パーツ（３１０）は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）を形成し（１６０２）、
前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記第１パーツ（３０８）及び前記第２パーツ（３１０）を貫通するファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引して、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることにより、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を維持する（１６０６）、方法。
【００１０】
付記２．前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）が除去された後であっても前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）が維持されるように、前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引を継続しつつ、前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を除去すること（１６０８）をさらに含む、付記１に記載の方法。
【００１１】
付記３．前記第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）と、前記第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）とを位置合わせすることにより、前記ファスナ孔（３４６）を形成すること（１８０２）をさらに含む、付記１に記載の方法。
【００１２】
付記４．位置合わせは、前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とが同心状に並ぶように前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とを位置合わせすること（２３０２）を含む、付記３に記載の方法。
【００１３】
付記５．位置合わせは、前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とが同軸上に並ぶように前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とを位置合わせすること（２３０２）を含む、付記３に記載の方法。
【００１４】
付記６．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引して、前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）をグリップすることにより、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、付記３に記載の方法。
【００１５】
付記７．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記圧接体（３４１）の前記第２サイド（３１２）における吸引損失量を補いつつ前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）のグリップを維持するのに十分な体積流量で、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記ファスナ孔（３４６）を介して前記第１パーツ（３０８）へ向かう方向に空気を吸引することをさらに含む、付記３に記載の方法。
【００１６】
付記８．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記圧接体（３４１）の前記第２サイド（３１２）における吸引損失に関わらず、前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）をグリップするのに十分な強さの部分真空を維持することにより、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、付記３に記載の方法。
【００１７】
付記９．前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）をそれぞれ用いて、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を形成した後、前記第２サイド（３１２）に配置された穿孔ツール（３３８）により、前記ファスナ孔（３４６）を形成すること（１６０４）をさらに含み、前記ファスナ孔（３４６）は、前記第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）、及び、前記第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）により形成されている、付記１に記載の方法。
【００１８】
付記１０．前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引を継続しつつ、前記ファスナ孔（３４６）にファスナ（３４８）を挿入することにより、前記ファスナ（３４８）の挿入中、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を維持すること（１６１０）をさらに含む、付記９に記載の方法。
【００１９】
付記１１．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記ファスナ孔（３４６）の穿孔作業の少なくとも一部において、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引することを含む、付記９に記載の方法。
【００２０】
付記１２．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記ファスナ孔（３４６）が形成された後、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引することを含む、付記９に記載の方法。
【００２１】
付記１３．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記第２機械力（３４４）を用いる必要なく、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を相互に維持するのに十分な体積流量で、前記ファスナ孔（３４６）から空気を吸引することを含む、付記１に記載の方法。
【００２２】
付記１４．前記第１パーツ（３０８）に対して前記第１機械力（３４２）を加えるとともに、前記第２パーツ（３１０）に対して前記第２機械力（３４４）を加えること（１６０２）は、
第１エンドエフェクタ（３２４）に接続された第１ツール（３３２）を用いて、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第１機械力（３４２）を加えることと、
第２エンドエフェクタ（３２６）に接続された第２ツール（３３６）を用いて、前記第２パーツ（３１０）に対して前記第２機械力（３４４）を加えることと、を含み、前記第２機械力（３４４）は、最初に前記圧接体（３４１）が形成されるまで前記第１機械力（３４２）に等しく且つ反対の力である、付記１に記載の方法。
【００２３】
付記１５．前記第１ツール（３３２）は、前記第１エンドエフェクタ（３２４）の吸引装置（３３０）に接続されたノズル（３３２）である、付記１４に記載の方法。
【００２４】
付記１６．前記第１パーツ（３０８）に第１孔（３４３）を形成するとともに、第２パーツ（３１０）に第２孔（３４５）を形成することにより、前記ファスナ孔（３４６）を形成すること（１６０４）をさらに含み、前記第１孔（３４３）及び前記第２孔（３４５）は、同軸上又は同心状に位置合わせされており、前記第２機械力（３４４）は、少なくとも前記ファスナ孔（３４６）の形成後まで継続して加えられる、付記１４に記載の方法。
【００２５】
付記１７．前記ファスナ孔（３４６）が形成され、且つ、前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引が開始された後に、前記第２機械力（３４４）を除去することをさらに含む、付記１に記載の方法。
【００２６】
付記１８．前記圧接体（３４１）の前記第２サイド（３１２）に対して配置された第１エンドエフェクタ（３２４）の穿孔ツール（３３８）を用いて、前記ファスナ孔（３４６）を形成すること（１６０４）をさらに含み、前記ファスナ孔（３４６）は、前記第１パーツ（３０８）を貫通する第１孔（３４３）、及び、前記第２パーツ（３１０）を貫通する第２孔（３４５）によって形成された同軸孔である、付記１に記載の方法。
【００２７】
付記１９．前記圧接体（３４１）から前記第１エンドエフェクタ（３２４）を離すことと、
前記圧接体（３４１）の前記第２サイド（３１２）に対して第２エンドエフェクタ（３２６）を配置することと、
前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との相対的な配置を維持するために前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引を継続しつつ、前記第２エンドエフェクタ（３２６）を用いて、前記ファスナ孔（３４６）にファスナ（３４８）を取り付けることと（１６１０）、をさらに含む、付記１８に記載の方法。
【００２８】
付記２０．前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１６０６）は、
前記ファスナ孔（３４６）を介して、且つ、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）において前記第１パーツ（３０８）に対して配置されたノズル（３３２）を介して部分真空を引くことにより、前記圧接体（３４１）を維持することを含む、付記１に記載の方法。
【００２９】
付記２１．付記１に記載の方法を用いて組み立てられた航空機（３１４）の部分。
【００３０】
付記２２．ファスナを取り付けるための方法であって、
第１パネル（４０２）における第１孔（３４３）と、第２パネル（４０４）における第２孔（３４５）とを位置合わせして、貫通孔を形成することと（１８０２）、
前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）を前記貫通孔内からグリップして、前記第１パネル（４０２）へ向かって前記第２パネル（４０４）を引き付けることにより、前記第１パネル（４０２）と前記第２パネル（４０４）との圧接体（３４１）を形成することと（１８０４）、を含む、方法。
【００３１】
付記２３．前記壁（３４７）をグリップすること（１８０４）は、
【００３２】
吸引により、前記第２孔（３４５）の前記壁（３４７）を前記貫通孔内からグリップして、前記第１パネル（４０２）へ向かって前記第２パネル（４０４）を引き付けることにより、前記第１パネル（４０２）と前記第２パネル（４０４）との前記圧接体（３４１）を形成することを含む、付記２２に記載の方法。
【００３３】
付記２４．圧接体（３４１）を維持するための方法であって、
第１パーツ（３０８）及び第２パーツ（３１０）に対してそれぞれ第１機械力（３４２）及び第２機械力（３４４）を加えて、前記圧接体（３４１）を形成し（１７０２）、その際、前記第１パーツ（３０８）は、前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）を形成し、前記第２パーツ（３１０）は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）を形成し、
前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記第１パーツ（３０８）及び前記第２パーツ（３１０）を貫通するファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引して、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付け（１７０４）、
前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を除去した後であっても吸引により独立して前記圧接体（３４１）が維持されるように、吸引を維持しつつ、第１機械力（３４２）及び第２機械力（３４４）を同時に除去する（１７０６）、方法。
【００３４】
付記２５．前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を加えること（１７０２）は、
第１エンドエフェクタ（３２４）に接続された第１ツール（３３２）を用いて、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第１機械力（３４２）を加えることと、
第２エンドエフェクタ（３２６）に接続された第２ツール（３３６）を用いて、前記第２パーツ（３１０）に対して前記第２機械力（３４４）を加えることと、を含み、
前記第２機械力（３４４）は、最初に前記圧接体（３４１）が形成されるまで、前記第１機械力（３４２）に等しく且つ反対の力である、付記２４に記載の方法。
【００３５】
付記２６．前記吸引（１７０４）は、前記ファスナ孔（３４６）のうちの前記第２パーツ（３１０）に形成された部分の孔壁をグリップするために部分真空を引いて、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、付記２４に記載の方法。
【００３６】
付記２７．圧接体（３４１）を形成するための方法であって、
第１パーツ（３０８）及び第２パーツ（３１０）の圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）から、前記第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）及び前記第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）によって形成されたファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引して、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることにより、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を形成すること（１９０２）を含む、方法。
【００３７】
付記２８．吸引（１９０２）は、
前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引して、前記第２パーツ（３１０）における前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）をグリップすることにより、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含み、
前記吸引により生成される吸引力（８０２）、及び、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）における第１ツール（３３２）の接触面で生成される反力（８０４）により力の静的均衡が確立される、付記２７に記載の方法。
【００３８】
付記２９．前記吸引中、第１機械力（３４２）は、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）における第１ツール（３３２）によって加えられ、第２機械力（３４４）は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）における第２ツール（３３６）によって加えられる、付記２８に記載の方法。
【００３９】
付記３０．少なくとも、前記吸引により生成される吸引力（８０２）、及び、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）における前記第１ツール（３３２）の接触面で生成される反力（８０４）により力の静的均衡が確立されるまで、前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）が加えられる、付記２９に記載の方法。
【００４０】
付記３１．前記力の静的均衡が確立された後、前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を除去すること（１９０４）をさらに含み、前記吸引力（８０２）及び前記反力（８０４）により、前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を用いることなく前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）が維持される、付記３０に記載の方法。
【００４１】
付記３２．前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引を維持しつつ、前記ファスナ孔（３４６）にファスナ（３４８）を挿入すること（１９０６）をさらに含み、吸引は、少なくとも前記ファスナ（３４８）が完全に取り付けられるまで実行される、付記２７に記載の方法。
【００４２】
付記３３．前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記ファスナ孔（３４６）を介して空気を吸引すること（１９０２）は、
前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）に形成された前記第２孔（３４５）の開口端における吸引損失量を補いつつ前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）をグリップするのに十分な体積流量で、前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記ファスナ孔（３４６）を介して前記第１パーツ（３０８）へ向かう方向に空気を吸引することを含む、付記２７に記載の方法。
【００４３】
付記３４．前記第１パーツ（３０８）における前記第１孔（３４３）と、前記第２パーツ（３１０）における前記第２孔（３４５）とを位置合わせすることにより、前記ファスナ孔（３４６）を形成すること（１８０２）をさらに含む、付記２７に記載の方法。
【００４４】
付記３５．位置合わせは、前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とが同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で並ぶように前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とを位置合わせすること（２３０２）を含む、付記３４に記載の方法。
【００４５】
付記３６．前記吸引（１９０２）により生成された吸引力（８０２）は、ファスナ（３４８）が、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）から前記ファスナ孔（３４６）に挿入される間及び挿入後に前記圧接体（３４１）を維持するのに十分なものである、付記２７に記載の方法。
【００４６】
付記３７．前記第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）と、前記第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）とを位置合わせして、前記ファスナ孔（３４６）を形成すること（１８０２）をさらに含み、
前記吸引（１９０２）は、前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）を前記ファスナ孔（３４６）内からグリップして、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることにより、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を維持すること（１８０４）を含む、付記２７に記載の方法。
【００４７】
付記３８．付記２７に記載の方法を用いて組み立てられた航空機（３１４）の部分。
【００４８】
付記３９．圧接体（３４１）を維持するための方法であって、
パネル接合部（４００）の第１サイド（３１１）における第１エンドエフェクタ（３２４）により、前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）との接触により、第１の力（３４２）を加え（２１０２）、
前記パネル接合部（４００）の第２サイド（３１２）における第２エンドエフェクタ（３２６）により、前記パネル接合部（４００）の前記第２サイド（３１２）との接触により、前記第１の力（３４２）に等しく且つ反対の第２の力（３４４）を加えることにより、圧接体（３４１）を形成し（２１０４）、
前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）における前記第１エンドエフェクタ（３２４）により、前記第２エンドエフェクタ（３２６）が前記第２サイド（３１２）から離された後においても、前記圧接体（３４１）を維持する（２１０６）、方法。
【００４９】
付記４０．前記圧接体（３４１）を維持すること（２１０６）は、
前記パネル接合部（４００）にファスナ孔（３４６）を貫通させることと、
前記ファスナ孔（３４６）を介して部分真空を引くことと、を含む、付記３９に記載の方法。
【００５０】
付記４１．前記パネル接合部（４００）は、２つのスキンパネル（４０２，４０４）を含む重ね接合部（４００）である、付記３９に記載の方法。
【００５１】
付記４２．前記パネル接合部（４００）の第１パネル（４０２）における第１孔（３４３）と、前記パネル接合部（４００）の第２パネル（４０４）における第２孔（３４５）とを位置合わせして、ファスナ孔（３４６）を形成すること（１８０２）をさらに含み、
前記圧接体（３４１）を維持することは、前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）を前記ファスナ孔（３４６）内からグリップして、前記第１パネル（４０２）へ向かって前記第２パネル（４０４）を引き付けることにより、前記第１パネル（４０２）と前記第２パネル（４０４）との前記圧接体（３４１）を維持すること（１８０４）を含む、付記３９に記載の方法。
【００５２】
付記４３．前記圧接体（３４１）を維持すること（２１０６）は、
前記パネル接合部（４００）の前記第２サイド（３１２）を形成する、前記パネル接合部（４００）の一部に対して吸引力（８０２）を加えることと、
前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）を形成する、前記パネル接合部（４００）の他の部分に対して反力（８０４）を加えることと、を含み、前記吸引力（８０２）及び前記反力（８０４）は力の静的均衡を確立する、付記３９に記載の方法。
【００５３】
付記４４．片側主導による圧接体（３４１）を形成するための方法であって、
パネル接合部（４００）の第１サイド（３１１）に配置された単一機能エンドエフェクタ（３２４）により、前記パネル接合部（４００）の第１パネル（４０２）に対して第１の力（８０２）を加え（２２０２）、
前記単一機能エンドエフェクタ（３２４）により、前記パネル接合部（４００）の第２パネル（４０４）に対して、前記第１の力（８０２）に等しく且つ反対の第２の力（８０４）を加えることにより、前記第１パネル（４０２）と前記第２パネル（８０４）との前記片側主導による圧接体（３４１）を形成する（２２０４）、方法。
【００５４】
付記４５．前記パネル接合部（４００）は、重ね接合部（４００）であり、前記第１パネル（４０２）及び前記第２パネル（４０４）は、スキンパネルである、付記４４に記載の方法。
【００５５】
付記４６．前記第２の力（８０４）を加えること（２２０４）は、前記第１パネル（４０２）へ向かって前記第２パネル（４０４）を引き付ける吸引力（８０２）を加えることを含む、付記４４に記載の方法。
【００５６】
付記４７．前記第１の力（８０２）を加えること（２２０２）は、前記第１パネル（４０２）と接触するツール（３３２）の表面を介して、前記吸引力（８０２）に応じた反力（８０４）を加えることにより、前記片側主導による圧接体（３４１）を形成することを含む、付記４６に記載の方法。
【００５７】
付記４８．圧接体（３４１）を形成するための方法であって、
第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）を介しての波及作用（２３０４）により、第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）をグリップして、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、方法。
【００５８】
付記４９．前記波及作用（２３０４）は、前記第２パーツ（３１０）における前記第２孔（３４５）の前記壁（３４７）に作用する圧力差を形成して、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、付記４８に記載の方法。
【００５９】
付記５０．前記波及作用（２３０４）は、前記第１パーツ（３０８）に対して配置された吸引装置（３３０）によって、前記第１孔（３４３）及び前記第２孔（３４５）を介して空気を吸引して、前記第１パーツ（３０８）へ向かって前記第２パーツ（３１０）を引き付けることを含む、付記４８に記載の方法。
【００６０】
付記５１．前記第１パーツ（３０８）における前記第１孔（３４３）を介しての波及作用により前記壁（３４７）をグリップする前に、同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で前記第１孔（３４３）と前記第２孔（３４５）とを位置合わせすること（２３０２）をさらに含む、付記４８に記載の方法。
【００６１】
付記５２．前記第１パーツ（３０８）に対して第１機械力（３４２）を加えるとともに、前記第２パーツ（３１０）に対して第２機械力（３４４）を加えることにより、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との圧接体（３４１）を形成すること（２００２）をさらに含み、前記第１パーツ（３０８）は、前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）を形成し、前記第２パーツ（３１０）は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）を形成する、付記４８に記載の方法。
【００６２】
付記５３．前記圧接体（３４１）の前記第２サイド（３１２）に配置された穿孔ツール（３３８）を用いて前記圧接体（３４１）に穿孔して、前記第２パーツ（３１０）に前記第２孔（３４５）を形成し、前記第１パーツ（３０８）に前記第１孔（３４３）を形成すること（１６０４）をさらに含む、付記５２に記載の方法。
【００６３】
付記５４．前記波及作用により前記第２孔（３４５）の前記壁（３４７）がグリップされた後に、前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）を除去することをさらに含み、前記壁（３４７）のグリップにより、前記第１機械力（３４２）及び前記第２機械力（３４４）が除去された後に前記圧接体（３４１）が維持される、付記５３に記載の方法。
【００６４】
付記５５．前記第１パーツ（３０８）及び前記第２パーツ（３１０）は、パネル接合部（４００）を形成するスキンパネルである、付記４８に記載の方法。
【００６５】
付記５６．圧接体（３４１）を維持するための装置であって、
第１パーツ（３０８）における第１孔（３４３）の孔径よりも大きいノズル（３３２）直径を有するとともに、前記第１パーツ（３０８）と係合したときに前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）に対して第１機械力（３４２）を加えるために使用されるノズル（３３２）と、
前記圧接体（３４１）の前記第１サイド（３１１）から、前記第１パーツ（３０８）における前記第１孔（３４３）、及び、第２パーツ（３１０）における第２孔（３４５）によって形成されたファスナ孔（３４６）を介し、且つ、前記ノズル（３３２）を介して空気を吸引するための吸引装置（３３０）と、を含み、前記空気の吸引は、前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）における追加の力を必要とせずに、前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を維持するのに十分な体積流量で、前記第１サイド（３１１）から実行される、装置。
【００６６】
付記５７．前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）へ向かって第１ツール（３３２）を移動させて、前記第１パーツ（３０８）に対して力（３４２）を加えるための延出システムをさらに含む、付記５６に記載の装置。
【００６７】
付記５８．前記第１ツール（３３２）は、前記ノズル（３３２）である、付記５７に記載の装置。
【００６８】
付記５９．前記延出システム、前記ノズル（３３２）、及び、前記吸引装置（３３０）は、同じエンドエフェクタ（３２４）の一部である、付記５７に記載の装置。
【００６９】
付記６０．前記圧接体（３４１）の第１サイド（３１１）へ向かって第１ツール（３３２）を移動させて、前記第１パーツ（３０８）に対して前記第１機械力（３４２）を加えるための第１延出システムと、
前記圧接体（３４１）の第２サイド（３１２）へ向かって第２ツール（３３６）を移動させて、前記第２パーツ（３１０）に対して第２機械力（３４４）を加えるための第２延出システムと、をさらに含み、前記第２機械力（３４４）は、前記ファスナ孔（３４６）を介した空気の吸引が開始された後に除去される、付記５６に記載の装置。
【００７０】
付記６１．自動誘導ビークルと、
前記自動誘導ビークルに接続されたエンドエフェクタ（３２４）と、をさらに含み、前記エンドエフェクタは、前記ノズル（３３２）と前記吸引装置（３３０）とを含む、付記５６に記載の装置。
【００７１】
付記６２．付記５６に記載の装置を用いて、胴体アセンブリ（３１３）の前記第１パーツ（３０８）と前記第２パーツ（３１０）との前記圧接体（３４１）を維持するための方法。
【００７２】
付記６３．圧接体（３４１）を形成するための装置であって、
パネル接合部（４００）の第１サイド（３１１）に配置されたエンドエフェクタ（３２４）を含み、当該エンドエフェクタは、パネル接合部（４００）の第１パネル（４０２）に対して第１圧接力（８０２）を加え、前記パネル接合部（４００）の第２パネル（４０４）に対して等しく且つ反対の第２圧接力（８０４）を加えて、前記圧接体（３４１）を形成する、装置。
【００７３】
付記６４．前記エンドエフェクタ（３２４）は、前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）との接触を介して前記第１圧接力（８０２）を加え、前記エンドエフェクタは、前記パネル接合部（４００）の第２サイド（３１２）との接触を介して前記第２圧接力（８０４）を加える、付記６３に記載の装置。
【００７４】
付記６５．前記パネル接合部（４００）の第１パネル（４０２）における第１孔（３４３）が、前記パネル接合部（４００）の第２パネル（４０４）における第２孔（３４５）と位置合わせされてファスナ孔（３４６）を形成しており、前記エンドエフェクタ（３２４）は、前記第２孔（３４５）を画定する壁（３４７）を前記ファスナ孔（３４６）内からグリップして、前記第１パネル（４０２）へ向かって前記第２パネル（４０４）を引き付けることにより、前記圧接体（３４１）を形成する、付記６３に記載の装置。
【００７５】
付記６６．前記パネル接合部（４００）は、スキンパネルを含む重ね接合部（４００）である、付記６３に記載の装置。
【００７６】
付記６７．前記エンドエフェクタ（３２４）は、吸引装置（３３０）を含み、当該吸引装置は、前記パネル接合部（４００）を貫通するファスナ孔（３４６）を介して部分真空を引くことにより前記第１圧接力を付与する、付記６３に記載の装置。
【００７７】
付記６８．前記エンドエフェクタ（３２４）は、前記パネル接合部（４００）の前記第１パネル（４０２）に接触して、等しく且つ反対の前記第２圧接力を付与する表面を含む、付記６７に記載の装置。
【００７８】
付記６９．付記６３に記載の装置を用いて、胴体アセンブリ（３１３）のための２つのスキンパネルの前記圧接体（３４１）を維持するための方法。
【００７９】
付記７０．圧接体（３４１）を形成するための装置であって、
第１圧接用エンドエフェクタ（３２４）と、第２圧接用エンドエフェクタ（３２６）と、貫通孔掴み装置（３３２，３３０）と、を含み、
前記第１圧接用エンドエフェクタは、パネル接合部（４００）の第１サイド（３１１）に配置されており、
前記第２圧接用エンドエフェクタは、パネル接合部（４００）の第２サイド（３１２）に配置されており、前記第１圧接用エンドエフェクタ（３２４）は、前記第２圧接用エンドエフェクタ（３２６）と通信し、
前記貫通孔掴み装置は、前記第１圧接用エンドエフェクタ（３２４）に組み込まれている、装置。
【００８０】
付記７１．前記貫通孔掴み装置は、
孔壁グリップ装置（３３０）と、
前記孔壁グリップ装置（３３０）に接続された接触装置（３３２）と、を含み、前記接触装置（３３２）は、前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）と接触している、付記７０に記載の装置。
【００８１】
付記７２．前記孔壁グリップ装置（３３０）は、吸引装置（３３０）である、付記７１に記載の装置。
【００８２】
付記７３．前記接触装置（３３２）は、ノズル（３３２）であって、当該ノズルは、
前記パネル接合部（４００）の前記第１サイド（３１１）に接触するための表面と、
前記吸引装置（３３０）が空気を吸引する通路（３３４）と、を含む、付記７２に記載の装置。
【００８３】
付記７４．前記貫通孔掴み装置（３２４）は、
孔壁グリップ装置（３３０）を含み、当該孔壁グリップ装置は、前記第２圧接用エンドエフェクタ（３２６）を用いることなく、前記パネル接合部（４００）の第１パネル（４０２）と第２パネル（４０４）との片側主導による圧接体（３４１）を独立して形成する、付記７０に記載の装置。
【００８４】
付記７５．前記貫通孔掴み装置（３３２，３３０）は、前記パネル接合部（４００）を貫通するファスナ孔（３４６）を介して部分真空を引く吸引装置（３３０）を含む、付記７０に記載の装置。
【００８５】
付記７６．付記７０に記載の装置を用いて、胴体アセンブリ（３１３）のための２つのスキンパネル（４０２，４０４）の前記圧接体（３４１）を維持するための方法。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
例示的な実施形態に特有のものと考えられる新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に記載されている。しかしながら、例示的な実施形態、並びに、好ましい使用形態、さらにその目的及び内容は、添付の図面と共に本開示の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明を参照することにより最もよく理解されるであろう。
【００８７】
【図１】例示的な実施形態による、製造環境１００を示す斜視図である。
【図２】例示的な実施形態に従って図１に示す胴体アセンブリが構築されている様子を示す端面図である。
【図３】例示的な実施形態による、製造環境を示すブロック図である。
【図４】例示的な実施形態による、アセンブリに対して配置された単一機能エンドエフェクタを有するロボット装置を示す側面図である。
【図５】例示的な実施形態による、図４の重ね接合部に対して配置された図４のエンドエフェクタを示す拡大側面図である。
【図６】例示的な実施形態による、図４の重ね接合部に力を加える図４のエンドエフェクタを示す側面図である。
【図７】例示的な実施形態による、穿孔作業を示す側面図である。
【図８】例示的な実施形態による、吸引作業を示す側面図である。
【図９】例示的な実施形態による、図８のパーツを示す拡大断面側面図である。
【図１０】例示的な実施形態による、片側主導の圧接体を示す拡大側面図である。
【図１１】例示的な実施形態による、図１０の片側主導の圧接体を示す別の側面図である。
【図１２】例示的な実施形態による、図１１の重ね接合部の第２サイドに対して配置されたエンドエフェクタを示す斜視図である。
【図１３】例示的な実施形態による、ファスナ孔（図１１に示す）にファスナ（図１１及び１２に示す）を挿入するために用いられるファスナ挿入ツールを示す側面図である。
【図１４】例示的な実施形態による、重ね接合部に取り付けられたファスナを示す断面図である。
【図１５】例示的な実施形態による、ファスナ取付作業が完了した様子を示す図である。
【図１６】例示的な実施形態による、ファスナの取り付けを行うための方法を示すフローチャートである。
【図１７】例示的な実施形態による、圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。
【図１８】例示的な実施形態による、圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。
【図１９】例示的な実施形態による、片側主導による圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。
【図２０】例示的な実施形態による、片側主導による圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。
【図２１】例示的な実施形態による、片側主導による圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。
【図２２】例示的な実施形態による、片側主導による圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。
【図２３】例示的な実施形態による、圧接体を形成するための処理を示すフローチャートである。
【図２４】例示的な実施形態による、データ処理システムを示すブロック図である。
【図２５】例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法を示す図である。
【図２６】例示的な実施形態による、航空機を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００８８】
以下に示す例示的な実施形態においては、パーツを接合する際の効率及び容易性を向上させるための方法及び装置が提供される。例えば、以下に示す方法及び装置は、パーツを接合するためにファスナを挿入する際の効率を向上させるとともに、その複雑性を軽減することができる。例示的な実施形態においては、複数の単一機能エンドエフェクタにより、ファスナ取付作業における様々な処理（例えば、穿孔、検査、ファスナ挿入）を分離できることが認識及び考慮されている。異なる処理に対して異なる単一機能エンドエフェクタを用いることにより、これらのエンドエフェクタを、多機能エンドエフェクタと比較して小型化、軽量化、及び、単純化することができる。
【００８９】
単一機能エンドエフェクタの単純性により、ファスナ取付作業を自動化するためのエンドエフェクタの使用における全体的な効率及び信頼性を向上させることができる。さらに、単一機能エンドエフェクタの単純性により、必要なメンテナンスの量、支援ロボット及び関連する構造体の全体的な寸法、又は、これら両方を低減することができる。
【００９０】
具体的には、例示的な実施形態においては、様々な処理を実行するために単一機能エンドエフェクタを取り換える間、ファスナを挿入するアセンブリのパーツをまとめて（すなわち、一緒に圧接して）定位置で保持する必要があることが認識及び考慮されている。例示的な実施形態においては、アセンブリの片側からこれらのパーツをまとめて保持することにより当該アセンブリの他方側において単一機能エンドエフェクタの取り換えを可能にするための方法及び装置が提供される。
【００９１】
ある例示的な実施形態においては、ファスナの取り付けを自動化するための方法が提供される。第１パーツに対して第１機械力が加えられるとともに、第２パーツに対して第２機械力が加えられて、第１パーツと第２パーツとの圧接体が形成される。第１パーツにおける第１孔、及び、これに位置合わせされた第２パーツにおける第２孔によって形成されたファスナ孔を介して空気が吸引され、第１パーツへ向かって第２パーツが引き付けられ、これによって、第２機械力が除去された後であっても第１パーツと第２パーツとの圧接体が維持される。
【００９２】
他の実施形態においては、第１パネルにおける第１孔と、第２パネルにおける第２孔とを位置合わせして、貫通孔を形成するための方法が提供される。第２孔を画定する壁が貫通孔内からグリップされて、第１パネルへ向かって第２パネルが引き付けられ、これによって、第１パネルと第２パネルとの圧接体が形成される。
【００９３】
さらに他の例示的な実施形態においては、単一機能エンドエフェクタを用いて圧接体を維持するための方法が提供される。単一機能エンドエフェクタがパネル接合部の片側に配置され、パネル接合部の第１パネルに第１の力を加えるとともに、パネル接合部の第２パネルに第２の力を加えて、圧接体を維持する。第１の力は、例えば、吸引力であってもよく、第２の力は、例えば、吸引力に応答して発生する反力であってもよい。このようにして、片側主導の圧接体が形成される。
【００９４】
したがって、例示的な実施形態においては、第１パネルと第２パネルとの圧接体の形成、圧接体の維持、又は、その両方を実現するための方法及びシステムが提供される。これらの方法及びシステムは、第１パネルにおける孔内から、第２パネルにおける孔を画定する壁をグリップして、第１パネルへ向かって第２パネルを引き付けることを含む。第１孔及び第２孔は、第１パネル及び第２パネルを貫通する貫通孔を形成している。
【００９５】
このグリップは、例えば、ファスナ孔（例えば、貫通孔）を介して、第２パネルから第１パネルへ向かう方向に部分真空を引く（例えば、吸引する）ことにより、実行される。このグリップ力は、第１パネルと接触して配置された単一機能エンドエフェクタによって生成される反対の力（例えば、反力）と組み合わされる。このようにして、片側主導による圧接体が形成される。この圧接体は、第１パネル側から形成されるため、第２パネル側において、ツールや装置を移動させることが可能であり、任意の処理を行うための空間を提供することができる。
【００９６】
場合によっては、第１パネルと第２パネルとの間に１つ以上のパネルを配置してもよい。ファスナ孔は、第１パネル、第２パネル、及び、第１パネルと第２パネルとの間の任意の数のパネルを貫通している。他の場合においては、第１パネル及び第２パネルのうちの一方又は両方の接合面にシーラントが塗布されている。
【００９７】
ここで図面を参照すると、図１には、例示的な実施形態による製造環境１００が斜視図で示されている。製造環境１００においては、胴体アセンブリ１０２が構築される。この例においては、胴体アセンブリ１０２に対して複数の組立システム１０４が配置されている。
【００９８】
組立システム１０６は、複数の組立システム１０４のうちの１つの例である。組立システム１０６は、胴体アセンブリ１０２の外側１１０に対して配置されたロボット装置１０８と、胴体アセンブリ１０２の内側１１４に対して配置されたロボット装置１１２とを含む。ロボット装置１０８及びロボット装置１１２は協働して、胴体アセンブリ１０２を構築するためのファスナ取付作業を行う。
【００９９】
図２は、例示的な実施形態に従って胴体アセンブリ１０２が構築されている様子を示す端面図である。図示のように、ロボット装置１０８は、プラットフォーム２００に支持されており、ロボット装置１１２は、プラットフォーム２０２に支持されている。ロボット装置１０８及びロボット装置１１２は、協働して、胴体アセンブリ１０２を構築するために胴体パネルを接合するファスナを取り付ける。
【０１００】
この例においては、ロボット装置１０８は、穿孔、検査、及びファスナを挿入する作業を行うためのエンドエフェクタに接続される。これらのエンドエフェクタは、単一機能エンドエフェクタであって、個々の作業を行うために、例えば、ファスナ取付位置１１３に対して移動することにより取り替えが可能である。単一機能エンドエフェクタは、各ファスナ取付位置のロボット装置毎に単一の機能を実行するために使用されるエンドエフェクタである。場合によっては、ロボット装置１０８は、特定の作業のためのエンドエフェクタをファスナ取付位置１１３に対して位置決めするために、プラットフォーム２００上で移動する。また、場合によっては、ロボット装置１０８は、プラットフォーム２００上で静止した状態を維持する。ただし、この場合、これらのロボット装置は、ある作業に適したエンドエフェクタをファスナ取付位置１１３に対して位置決めするために、自身のエンドエフェクタを動かすのに使用される。
【０１０１】
各ロボット装置１１２は、ロボット装置１０８に接続された単一機能エンドエフェクタの取り替え中、胴体アセンブリ１０２の内側から複数の胴体パネルを一緒に保持するためのエンドエフェクタに接続されている。例えば、複数のロボット装置１０８のうちの１つの装置のエンドエフェクタが、指定された作業を実行するために使用されると、その後、当該エンドエフェクタは、異なるエンドエフェクタのためのスペースを作るために、ファスナ取付位置１１３から移動する。複数のロボット装置１１２のうちの１つに接続されたエンドエフェクタは、胴体アセンブリ１０２の内側のみから胴体パネルの圧接体を維持するために使用される。一方で、胴体アセンブリ１０２の外側において、複数のエンドエフェクタが取り替えられる。
【０１０２】
図３には、例示的な実施形態による、製造環境３００のブロック図が示されている。図１に示す製造環境１００は、製造環境３００の一実施例である。製造環境３００においては、組立システム３０２を用いてアセンブリ３０４が構築される。
【０１０３】
アセンブリ３０４は、パーツ３０８とパーツ３１０とを含む。パーツ３０８及びパーツ３１０は、互いに接合して、アセンブリ３０４における接合部（図示略）を形成している。パーツ３０８のサイド３１１は、接合部の第１サイドを形成しており、パーツ３１０とは反対側を向いている。パーツ３１０のサイド３１２は、接合部の第２サイドを形成しており、パーツ３０８とは反対側を向いている。
【０１０４】
これらの例示的な実施形態においては、アセンブリ３０４は２つのパーツのみを有するものとして説明されているが、他の場合においては、アセンブリ３０４は、３つ以上のパーツを含んでもよい。一例においては、アセンブリ３０４は、航空機３１４の胴体アセンブリ３１３の形態をとる。一例においては、パーツ３０８及びパーツ３１０は、胴体パネルの形態をとる。他の例においては、パーツ３０８及びパーツ３１０は、翼パネルなどの他の種類の航空機用パーツの形態をとる。パーツ３０８及びパーツ３１０がパネルの形態をとる場合、これらのパネルは１つのパネル接合部を形成する。
【０１０５】
図１に示す組立システム１０６は、組立システム３０２の一実施例である。組立システム３０２は、制御システム３１５と、複数のロボット装置３１６とを含む。制御システム３１５は、ロボット装置３１６の動作を制御する。制御システム３１５は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、又は、これらの組合せにより実現される。
【０１０６】
ソフトウェアを用いる場合、制御システム３１５が実行する動作は、例えば限定するものではないが、プロセッサユニットで動作するように構成されたプログラムコードを用いて実現可能である。ファームウェアを用いる場合、制御システム３１５が実行する動作は、例えば限定するものではないが、永続性メモリに格納され、プロセッサユニットで実行されるプログラムコード及びデータを用いて実現可能である。
【０１０７】
ハードウェアを用いる場合、制御システム３１５の機能を実行するように動作する１つ以上の複数の回路を含むハードウェアを用いることができる。実施態様によっては、ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス、又は、１つ以上の動作を実行するように構成された適切な種類のその他のハードウェアの形態をとりうる。プログラマブルロジックデバイスは、特定の動作を実行するように構成可能である。このデバイスは、これらの動作を実行するよう永続的に構築されたものでもよいし、再構成可能なものであってもよい。プログラマブルロジックデバイスは、例えば限定するものではないが、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルアレイロジック、フィールドプログラマブルロジックアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、又は、その他の種類のプログラム可能なハードウェアデバイスの形態をとりうる。
【０１０８】
これらの例においては、制御システム３１５は、コンピュータシステムを用いて実現することができる。コンピュータシステムは、１つのコンピュータ、又は、互いに通信する複数のコンピュータを含みうる。
【０１０９】
複数のロボット装置３１６は、例えば限定するものではないが、ロボット装置３１８と、ロボット装置３２０と、ロボット装置３２２とを含む。ロボット装置３１８、ロボット装置３２０、及び、ロボット装置３２２は、それぞれ、エンドエフェクタ３２４、エンドエフェクタ３２６、及び、エンドエフェクタ３２８に接続されている。これらのエンドエフェクタの各々は、単一機能エンドエフェクタとみなすことができる。いくつかの例においては、エンドエフェクタ３２４、エンドエフェクタ３２６、及び、エンドエフェクタ３２８は、それぞれ、ロボット装置３１８の一部、ロボット装置３２０の一部、及び、ロボット装置３２２の一部であるとみなすことができる。他の例においては、エンドエフェクタ３２４、エンドエフェクタ３２６、及び、エンドエフェクタ３２８は、ロボット装置３１８、ロボット装置３２０、及び、ロボット装置３２２とは別個であるが、これらに対して着脱可能であるとみなすことができる。
【０１１０】
ある例示的な実施形態においては、エンドエフェクタ３２４は、吸引装置３３０と、当該吸引装置３３０に接続されたノズル３３２などのツールとを含む。ノズル３３２は、吸引装置３３０に直接的又は間接的に接続されている。これらの例においては、ノズル３３２は、当該ノズル３３２を貫通する通路３３４を有する長状部材であってもよい。吸引装置３３０は、十分なパワーでノズル３３２内の通路３３４に空気を吸い込む吸引力を生成する。
【０１１１】
エンドエフェクタ３２６は、ツール３３６と、穿孔ツール３３８とを含む。いくつかの例においては、ツール３３６は、穿孔ツール３３８を囲む円筒部材である。エンドエフェクタ３２８は、ファスナ挿入ツール３４０を含む。
【０１１２】
ファスナの取り付けを行うために、エンドエフェクタ３２４及びエンドエフェクタ３２６は、アセンブリ３０４の両側に配置されている。これらのエンドエフェクタを使用して、相互に等しく且つ反対の力（例えば、パーツ３０８及びパーツ３１０のそれぞれに対する第１の力３４２及び第２の力３４４）を加えることにより、圧接体（clamp-up）３４１が形成される。具体的には、エンドエフェクタ３２４及びエンドエフェクタ３２６を操作して、パーツ３０８のサイド３１１及びパーツ３１０のサイド３１２に対して相互に等しく且つ反対の力を加えることにより、圧接体３４１が形成される。
【０１１３】
例えば、ノズル３３２を用いてパーツ３０８のサイド３１１に対して第１の力３４２を加えるために、ロボット装置３１８又はエンドエフェクタ３２４のうちの少なくとも一方が操作される。第１の力３４２は、第１機械力であり、場合によっては圧接力とも呼ばれる。いくつかの場合においては、エンドエフェクタ３２４は、パーツ３０８に対して第１の力３４２を加えるために、サイド３１１へ向かってノズル３３２を移動させるための延出システムを含む。さらに、ツール３３６を用いてアセンブリ３０４の他方のサイドに対して第２の力３４４を加えるために、ロボット装置３２０又はエンドエフェクタ３２６のうちの少なくとも一方を操作してもよい。第２の力３４４は、第２機械力であり、場合によっては圧接力とも呼ばれる。いくつかの場合においては、エンドエフェクタ３２６は、パーツ３１０に対して第２の力３４４を加えるために、サイド３１２へ向かってツール３３６を移動させるための延出システムを含む。
【０１１４】
一例においては、ノズル３３２及びツール３３６は、それぞれ、パーツ３０８に対して第１の力３４２を加え、パーツ３１０に対して第２の力３４４を加えるために、パーツ３０８及びパーツ３１０へ向かって同時に延出されてこれらのパーツに押し付けられる。ノズル３３２及びツール３３６は、第１の力３４２と第２の力３４４との間に所望の力の静的平衡が確立するまで、パーツ３０８及びパーツ３１０に押し付けられる。すなわち、ノズル３３２及びツール３３６は、互いに等しく且つ反対の力である第１の力３４２及び第２の力３４４が、パーツ３０８とパーツ３１０との圧接体３４１を実現するのに十分な力に到達するまで、パーツ３０８及びパーツ３１０に対して押し付けられる。
【０１１５】
圧接体３４１が形成されると、ノズル３３２及びツール３３６は、基準座標系に対して固定位置に保持される。したがって、圧接体３４１は、基準座標系に対するノズル３３２及びツール３３６の配置により生じる力の静的均衡によって、基準座標系に対して固定位置に維持される。
【０１１６】
いくつかの例においては、圧接体３４１は、パーツ３０８及びパーツ３１０を含み、これらのパーツの接合面にはそれぞれシーラントが塗布されている。すなわち、圧接体は、これらのパーツを一体的に封止するシーラントを含みうる。パーツ３０８とパーツ３１０とのこの種の圧接体３４１は、「ワンランク上の（one-up）」アセンブリに使用することができる。
【０１１７】
いくつかの例においては、穿孔ツール３３８を使用して、パーツ３０８を通る孔３４３、及び、パーツ３１０を通る孔３４５を形成し、その際、吸引力３４９によりこれらのパーツの圧接体３４１を維持する。穿孔ツール３３８は、孔３４３及び孔３４５の両方の形成をサイド３１２から行うように、サイド３１２に配置される。このようにすると、孔３４３よりも先に孔３４５が形成される。１つ以上の例においては、穿孔ツール３３８は、穿孔中に形成されるパーツの切削片や切削屑を除去し易くするために、吸引装置や他の清掃装置を含む。
【０１１８】
穿孔中にこれらのパーツの圧接体３４１を維持することにより、ファスナ孔３４６を形成するために、穿孔中及び穿孔後において孔３４３と孔３４５とを確実に位置合わせすることができる。さらに、穿孔中にこれらのパーツの圧接体３４１を維持することにより、パーツ３０８とパーツ３１０との間のシーラント（図示略）の圧接体を維持すること、パーツ３０８とパーツ３１０との間の隙間を防ぐこと、穿孔による切削粉、切削片、又は切削屑が、パーツ３０８とパーツ３１０との間の１つ以上の隙間に落下又は侵入するのを防ぐこと、穿孔後に孔３４３及び孔３４５の縁のバリを除去する必要性を低減又は排除すること、又は、これらの組合せを容易に行うことができる。
【０１１９】
パーツ３０８における孔３４３、及び、パーツ３１０における孔３４５は、同心同軸上に形成される。ファスナ孔３４６は、通路又は貫通孔とも呼ばれる。本明細書において、貫通孔は、２つ以上のパーツを貫通する孔であって、これら２つ以上のパーツを通過する複数の同軸の孔によって形成されている。
【０１２０】
ファスナ孔３４６にファスナ３４８を挿入する前、エンドエフェクタ３２６を、ファスナ挿入ツール３４０を有するエンドエフェクタ３２８に取り替える必要がある。しかしながら、圧接体３４１を維持するためにエンドエフェクタ３２６のツール３３６が使用されているため、エンドエフェクタ３２８への取り換えを行う前に、圧接体３４１を維持するための異なる機構が必要である。例えば、圧接体３４１を維持するための追加の機構を使用せずに、パーツ３１０からツール３３６を遠ざけたり、パーツ３０８からノズル３３２を遠ざけたりすると、圧接体３４１が崩れてしまう可能性がある。したがって、圧接体３４１を維持する一方で、エンドエフェクタ３２６をエンドエフェクタ３２８に取り替えることが可能な機構が必要である。
【０１２１】
エンドエフェクタ３２４の吸引装置３３０を使用してサイド３１１のみから圧接体３４１を維持することにより、サイド３１２におけるエンドエフェクタ３２６をエンドエフェクタ３２８に取り替えることができる。具体的には、吸引装置３３０は、サイド３１１からファスナ孔３４６を通して空気を吸引するための吸引力３４９を生成する。吸引は、第１の力３４２と第２の力３４４との間の力の静的平衡が維持されている状態で行われる。
【０１２２】
吸引の体積流量は、パーツ３１０をパーツ３０８へ向かって引き付けて圧接体３４１を維持するのに十分な量である。具体的には、上記体積流量は、パーツ３１０をパーツ３０８に向かって引き付けるために、孔３４５を画定する壁３４７をグリップするグリップ力を付与するのに十分な量である。他の例においては、壁３４７は、孔壁とも呼ばれる。この吸引は、パーツ３０８とパーツ３１０との圧接体３４１を互いに独立して維持するのに十分なものである。
【０１２３】
パーツ３１０における孔３４５を画定する壁３４７をグリップするための吸引を利用することにより、吸引装置３３０は、パーツ３１０に対して吸引力を付与する。この吸引力により、パーツ３１０が、パーツ３０８へ向かって引き付けられ、最終的に、エンドエフェクタ３２４へと引き付けられる。パーツ３０８に対して、且つ、基準座標系に対して、エンドエフェクタ３２４のノズル３３２を位置決めすることにより、吸引力に応答して反力が形成される。この反力は、吸引力に等しく且つ反対の力である。
【０１２４】
吸引は、吸引力と反力との間に所望の力の静的均衡が確立するまで実行される。所望の力の静的均衡に到達すると、圧接体３４１からツール３３６を遠ざけた場合においても、吸引を利用して圧接体３４１を独立して維持することができる。
【０１２５】
このようにして、吸引装置３３０は、第２の力３４４が除去された後（例えば、ツール３３６を離して、エンドエフェクタ３２６を他のエンドエフェクタに取り替えた場合）であっても、パーツ３０８及びパーツ３１０を互いに対して所定の位置に保持するのに十分な吸引力３４９を生成する。すなわち、ツール３３６がパーツ３１０から離れて当該パーツに接触しておらず、第２の力３４４が除去された状態においては、ファスナ孔３４６を通ってノズル３３２の通路３３４へと空気を吸引することにより、パーツ３０８とパーツ３１０との圧接体３４１を維持することができる。
【０１２６】
１つ以上の例においては、エンドエフェクタ３２４、エンドエフェクタ３２６、及び、エンドエフェクタ３２８の動作を制御するために、制御システム３１５が用いられる。制御システム３１５は、上述した所望の力の静的均衡を確立させることにより、穿孔用のエンドエフェクタ３２６がファスナ取付用のエンドエフェクタ３２８に取り替えられたときに、圧接体３４１を維持するとともに、パーツ３１０に対するパーツ３０８の位置ずれを防止することができる。
【０１２７】
具体的には、例えば、穿孔ツール３３８を有するエンドエフェクタ３２６が、ファスナ挿入ツール３４０を有するエンドエフェクタ３２８に取り替えられる。吸引装置３３０が、アセンブリ３０４の反対側のサイド３１１からファスナ孔３４６を介して空気の吸引を継続している状態において、ファスナ挿入ツール３４０によりファスナ孔３４６にファスナ３４８が挿入される。このようにして、組立システム３０２は、シンプル、簡単、且つ、効率的にファスナ３４８を取り付けることができる。
【０１２８】
吸引装置３３０は、圧接体３４１のサイド３１２において追加的な力を必要とせずに、ノズル３３２により付与される反力と組み合わせて圧接体３４１を維持するのに十分な吸引力を付与する。すなわち、吸引装置３３０及びノズル３３２は、共に、圧接体３４１が、当該圧接体３４１の片側において独立して確実に維持されるようにする。
【０１２９】
圧接体３４１が吸引力３４９で維持されている間に、ファスナ３４８が取り付けられる。これらの例においては、ファスナ３４８がファスナ孔３４６内に完全に取り付けられるまで吸引が継続される。場合によっては、ファスナ３４８とファスナ孔３４６との間に所望の締り嵌めが形成されると、ファスナ３４８が完全に取り付けられたとみなされる。他の例においては、ファスナ３４８がファスナ孔３４６内に挿入されるとともに、ファスナ保持用ハードウエアがファスナ３４８に取り付けられた後にのみファスナ３４８が完全に取り付けられたとみなされる。ファスナ保持用ハードウエアは、例えば、カラー、ナット、他の種類の金具、又は、その組み合わせを含みうる。他の例においては、１つ以上の他の操作が実行された後に、ファスナ３４８が完全に取り付けられたとみなされる。
【０１３０】
ファスナ３４８が完全に取り付けられると、圧接体を維持するための吸引力３４９は不要になる。すなわち、吸引を停止した後は、ファスナ３４８により圧接体３４１が維持される。
【０１３１】
図１に示す製造環境１００の説明は、例示的な実施形態を実施する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えることを意図したものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又は、これらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントは、任意であってもよい。また、図中のブロックは、機能コンポーネントを示す。これらのブロックのうちの１つ又は複数は、例示的な実施形態において実施する際には、組み合わせたり、分割したり、組み合わせてから異なるブロックに分割したりすることができる。
【０１３２】
例えば、いくつかの場合においては、ファスナ孔３４６の形成は、パーツ３０８とパーツ３１０とを合わせて圧接体３４１を形成する前の異なるプロセスの一部であってもよい。例えば、パーツ３０８に第１孔３４３を形成し、パーツ３１０に孔３４５を形成する作業は、これらのパーツを圧接する前に行ってもよい。
【０１３３】
その後、パーツ３０８とパーツ３１０とを相対的に配置してもよい。これらの例においては、パーツ３０８及びパーツ３１０の配置は、孔３４３と孔３４５とが同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で並ぶように、行われる。孔３４３及び孔３４５は、これらの孔３４３及び孔３４５が互いに並んで整列したときにファスナ孔３４６を形成するような寸法に設定してもよい。他の例においては、孔３４３及び孔３４５は、確認用アセンブリ（determinate assembly: DA）孔であってもよい。孔３４３及び孔３４５が確認アセンブリ孔であって、且つ、同軸上に位置合わせされている場合、これらの孔は、インデックス孔（index hole）（図示略）を形成している。パーツ３０８及びパーツ３１０は、例えば、インデックス孔を通って取り付けられた仮ファスナを用いて一時的に連結される。インデックス孔は、基準孔、ガイド孔、ツール孔（tooling hole）、又は、貫通孔とも呼ばれる。
【０１３４】
１つ以上の例においては、孔３４３と孔３４５とを同軸上に位置合わせした後、吸引力３４９を用いて、パーツ３０８とパーツ３１０との圧接体３４１が形成及び維持される。この吸引は、圧接体３４１が片側主導による圧接体となるように、サイド３１１において形成される。場合によっては、仮ファスナを用いてパーツ３０８とパーツ３１０とを合わせる場合、仮ファスナの取り外しと同時に吸引力３４９を付与することにより、圧接体３４１を形成及び維持する。
【０１３５】
図４〜１５を参照すると、例示的な実施形態による、ファスナの取付作業を行うためのアセンブリシステムが示されている。いくつかの例においては、アセンブリシステムは、ファスナ取付システムとも呼ばれる。
【０１３６】
図４には、例示的な実施形態による、重ね接合部（lap splice）に対して配置された単一機能エンドエフェクタの端面図が示されている。重ね接合部４００は、図３に示すアセンブリ３０４、又は、アセンブリ３０４におけるパネル接合部の一実施例である。例示的な実施形態は、重ね接合部４００に加えて、図示していない他の種類の接合部にも適用可能である。
【０１３７】
重ね接合部４００は、図３に示すパーツ３０８及びパーツ３１０の一実施例である、第１パーツ４０２と第２パーツ４０４とを含む。他の例においては、重ね接合部４００は、第３パーツ（不図示）又は他のいくつかのパーツを含みうる。一例においては、第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４は、胴体パネルの形態をとる。図４〜１５に示す第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４の寸法及び縮尺は、例示のみを目的として示されている。他の例においては、第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４の寸法は、図４〜１５に示す寸法よりも小さくてもよいし、これよりも遥かに大きくてもよい。
【０１３８】
重ね接合部４００は、第１サイド４０６と第２サイド４０８とを有する。この例においては、第１サイド４０６は、第１パーツ４０２の表面４１０により形成され、第２サイド４０８は、第２パーツ４０４の表面４１２により形成されている。第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４が、胴体アセンブリの胴体パネルの形態をとる場合、第１パーツ４０２の表面４１０は、胴体の内側を向いていてもよく、第２パーツ４０４の表面４１２は、胴体アセンブリの外側を向いていてもよい（処理が完了したときにファスナの頭部が外側の表面４１２に取り付けられることになる）。
【０１３９】
この例においては、アセンブリ４０９に対して組立システム４１３が配置される。組立システム４１３は、エンドエフェクタ４１４と、エンドエフェクタ４１６と、ロボット装置４１８と、ロボット装置４１９と、を含む。
【０１４０】
エンドエフェクタ４１４及びエンドエフェクタ４１６は、それぞれ、ロボット装置４１８及びロボット装置４１９に接続されている。エンドエフェクタ４１４及びエンドエフェクタ４１６は、それぞれ、図３に示すエンドエフェクタ３２４及びエンドエフェクタ３２６の実施例である。エンドエフェクタ４１４は、重ね接合部４００の第１サイド４０６に対して配置されており、エンドエフェクタ４１６は、重ね接合部４００の第２サイド４０８に対して配置されている。
【０１４１】
エンドエフェクタ４１４及びエンドエフェクタ４１６は、単一機能エンドエフェクタであってもよい。エンドエフェクタ４１４は、図３に示すノズル３３２及び吸引装置３３０の実施例である、ノズル４２０と吸引装置４２２とを少なくとも含む。エンドエフェクタ４１６は、ツール４２４と、穿孔ツール４２６とを含む。図４において、ツール４２４は、例示のみを目的として透明に描かれている。ツール４２４及び穿孔ツール４２６は、図３に示すツール３３６及び穿孔ツール３３８の実施例である。
【０１４２】
この例においては、ツール４２４は、要素４２８と要素４３０とを含む。要素４２８は、例えば限定するものではないが、穿孔ツール４２６を囲む第１円筒部材の形態をとる。要素４３０は、例えば限定するものではないが、第２円筒部材を有し、その直径は、第１円筒部材の直径よりも小さいが、穿孔ツール４２６のドリルビット４３２が当該第２円筒部材を貫通できる程度に大きい。いくつかの例においては、要素４３０は、穿孔作業中に切削屑や切削片を収集できる程度に大きい。
【０１４３】
図５は、例示的な実施形態による、重ね接合部４００に対して配置されたエンドエフェクタ４１４及びエンドエフェクタ４１６を示す拡大側面図である。この例においては、エンドエフェクタ４１４及びエンドエフェクタ４１６は、重ね接合部４００を通る基準軸５００に並んで配置されている。基準軸５００は、重ね接合部４００に実質的に直交する軸であり、この軸は、穿孔してファスナを取り付ける位置で重ね接合部４００を通過している。
【０１４４】
図６は、例示的な実施形態による、重ね接合部４００に力を加えるエンドエフェクタ４１４及びエンドエフェクタ４１６を示す側面図である。図示のように、エンドエフェクタ４１４又はロボット装置４１８のうちの少なくとも一方を用いて、重ね接合部４００の第１サイド４０６に接触するようにノズル４２０を移動させる。その際、第１サイド４０６に第１の力６００を加えるために、第１サイド４０６にノズル４２０が押し付けられる。第１の力６００は、図３に示す第１の力３４２の例である。第１の力６００は、機械力である。
【０１４５】
同様に、エンドエフェクタ４１６又はロボット装置４１９のうちの少なくとも一方を用いて、重ね接合部４００の第２サイド４０８に接触するように要素４３０を移動させる。具体的には、第２サイド４０８に第２の力６０２を加えるために、第２サイド４０８に要素４３０が押し付けられる。
【０１４６】
ノズル４２０及び要素４３０は、重ね接合部４００に加えられる第１の力６００と第２の力６０２との間に所望の力の静的均衡が確立するまで、それぞれ第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４に押し付けられる。この所望の力の静的均衡が確立すると、第１パーツ４０２と第２パーツ４０４との圧接体６０４が形成される。すなわち、第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４は、これらのパーツの各々が他方のパーツに対して特定の位置で保持されるように、定位置で保持される。
【０１４７】
第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４のそれぞれに対するノズル４２０及び要素４３０の押し付けが停止された状態において、これらのノズル及び要素は、所望の力の静的均衡が確立されて圧接体６０４を維持できる位置で固定される。場合によっては、第１パーツ４０２と第２パーツ４０４との間にはシーラントが塗布されている。
【０１４８】
図７は、例示的な実施形態による、穿孔作業を示す側面図である。第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４の圧接体６０４が形成されると、重ね接合部４００を貫通するファスナ孔７００を形成するために、エンドエフェクタ４１６の穿孔ツール４２６が操作される。ファスナ孔７００は、第２パーツ４０４の第２サイド４０８から第１パーツ４０２の第１サイド４０６に至るまで延びていてもよい。場合によっては、ファスナ孔７００は、皿もみ加工されていてもよい。ファスナ孔７００は、図３に示すファスナ孔３４６の一実施例である。
【０１４９】
図８は、例示的な実施形態による、吸引作業を示す側面図である。ファスナ孔７００が形成された後、第２パーツ４０４からドリルビット４３２を離す。例えば、ドリルビット４３２を、要素４２８内に後退させる。
【０１５０】
エンドエフェクタ４１４の吸引装置４２２を動作させて、重ね接合部４００の第１サイド４０６からファスナ孔７００を通して空気を吸引する。空気は、ファスナ孔７００を通って矢印８００の方向に吸引され、重ね接合部４００の第２サイド４０８から重ね接合部４００の第１サイド４０６へと向かう。空気は、ファスナ孔７００を通ってノズル４２０内へ吸引される。
【０１５１】
この吸引により、例えば吸引力８０２などの力が形成され、この力が第２パーツ４０４に加えられる。吸引力８０２により、第２パーツ４０４が第１パーツ４０２へ向かって引き付けられる。ノズル４２０を第１パーツ４０２に接触させて配置することにより、吸引力８０２に応じた反力８０４が形成される。吸引は、吸引力８０２と反力８０４との間に所望の力の静的均衡が確立するまで実行される。例えば、所望の力の静的均衡が確立されるとともに、第１の力６００及び第２の力６０２とは独立して吸引により圧接体６０４を維持するのに十分な吸引力が生成されるまで、吸引力を増大させてもよい。
【０１５２】
これらの例においては、ファスナ取付作業が完了するまでファスナ孔７００を介して空気の吸引を継続するために、吸引装置４２２を動作させる。いくつかの例においては、要素４３０及びノズル４２０の各々、或いは、これらの両方が、空気の出入りを可能にするための切欠き部、溝、ポート、開口、又は、他の何らかのタイプの通気口のうちの少なくとも１つを有しうる。この通気により、吸引力が必要以上に大きくなるのを防止することができる。例えば、要素４３０は、第２パーツ４０４に接触する要素４３０の縁に沿って１つ以上の切欠き部を有することにより、吸引力が作用している間でも、要素４３０を第２パーツ４０４から離すことを容易にする。
【０１５３】
図９は、例示的な実施形態による、第１パーツ４０２及び第２パーツ４０４を示す拡大断面側面図である。同図においては、ファスナ孔７００、及び、当該ファスナ孔７００のうちの第２パーツ４０４内に形成された部分を画定する壁９００をより明確に見ることができる。この壁９００は、孔壁とも呼ばれる。
【０１５４】
図示のように、吸引力８０２は、ファスナ孔７００のうちの第２パーツ４０４内に形成された部分を画定する壁９００をグリップするグリップ力であり、この力により、第２パーツ４０４が第１パーツ４０２へ、最終的にはノズル４２０へ向かって引き付けられる。ノズル４２０は、第１パーツ４０２に対して反力８０４を加える。
【０１５５】
吸引力８０２及び反力８０４を共に利用することにより、要素４３０が第２パーツ４０４から離された後であっても、圧接体６０４を独立して維持することができる。第１の力６００及び第２の力６０２とは独立して圧接体６０４を維持することにより、エンドエフェクタ４１６を異なるエンドエフェクタに取り替えることができる。例えば、エンドエフェクタ４１６又はロボット装置４１９のうちの少なくとも一方を操作して、重ね接合部４００からツール４２４の要素４３０を離すことができる。その後、ロボット装置４１９を異なるロボット装置と取り替えて、重ね接合部４００に対して異なるエフェクタを配置することができる。
【０１５６】
図１０は、例示的な実施形態による、片側主導の圧接体を示す拡大側面図である。図示のように、前の図面で示した要素４３０は、第１パーツ４０２から離された状態にある。ただし、第１の力６００及び第２の力６０２がなくても、吸引力８０２及び反力８０４により圧接体を独立して維持することができる。
【０１５７】
したがって、片側主導による圧接体を実現することができる。このような重ね接合部４００の第１サイド４０６における片側主導の圧接体により、重ね接合部４００の第２サイド４０８におけるファスナ孔７００の周囲に自由な空間を作ることができるため、より簡単且つ容易にエンドエフェクタを取り替えることができる。なお、重ね接合部４００の第２サイド４０８において圧接体６０４を維持するために、特別なツールは必要ない。
【０１５８】
図１１は、例示的な実施形態による、図１０の片側主導による圧接体を示す別の側面図である。図示のように、図４〜９に示すエンドエフェクタ４１６が、ロボット装置１１０２に接続されたエンドエフェクタ１１００に取り替えられている。エンドエフェクタ１１００及びロボット装置１１０２は、組立システム４１３の一部である。
【０１５９】
この図示例においては、エンドエフェクタ４１６を有するロボット装置４１９を移動させて、エンドエフェクタ１１００を有するロボット装置１１０２を重ね接合部４００の第２サイド４０８に対して移動させることができる。他の例においては、エンドエフェクタ４１６をエンドエフェクタ１１００と取り替えて、当該エンドエフェクタ１１００をロボット装置４１９に接続させてもよい。図示のように、エンドエフェクタの取り替えは、重ね接合部４００を貫通するファスナ孔７００を形成し、片側主導の圧接体を形成した後に実行される。
【０１６０】
この例においては、エンドエフェクタ１１００は、ファスナ挿入ツール１１０４を含む。エンドエフェクタ１１００又はロボット装置１１０２のうちの少なくとも一方を用いて、重ね接合部４００に形成されたファスナ孔７００に対してファスナ挿入ツール１１０４を移動及び配置することができる。ファスナ挿入ツール１１０４は、ファスナ孔７００にファスナ１１０６を挿入するために用いられる。１つ以上の例においては、ファスナ挿入ツール１１０４は、ファスナ１１０６とファスナ孔７００との間に所望の締り嵌めを形成することにより、ファスナ１１０６を取り付ける。
【０１６１】
図１２は、例示的な実施形態による、重ね接合部４００の第２サイド４０８に対して配置されたエンドエフェクタ１１００を示す斜視図である。図示のように、ファスナ孔７００は、ファスナ１２００が取り付けられた重ね接合部４００を貫通する複数のファスナ孔のうちの１つである。
【０１６２】
図１３は、例示的な実施形態による、ファスナ孔７００（図１１に示す）にファスナ１１０６（図１１及び１２に示す）を挿入するために用いられるファスナ挿入ツール１１０４を示す側面図である。吸引装置４２２がファスナ孔７００を介した空気の吸引を継続している間、ファスナ挿入ツール１１０４は、ファスナ孔７００にファスナ１１０６を挿入する。
【０１６３】
図１４は、例示的な実施形態による、重ね接合部４００に取り付けられたファスナ１１０６を示す断面図である。この特定の例においては、ファスナ１１０６は、皿頭ファスナであり、ファスナ孔７００は、皿孔である。
【０１６４】
図１５は、例示的な実施形態による、ファスナ取付作業が完了した様子を示す図である。図示のように、重ね接合部４００にファスナ１１０６が取り付けられている。ファスナ１１０６が取り付けられると、前のいくつかの図面に示した圧接体６０４を維持する必要はなくなる。ファスナ１１０６は、当該ファスナ１１０６が取り付けられた重ね接合部４００の部分に対して、圧接体６０４を独立して維持することができる。
【０１６５】
１つ以上の例においては、ファスナ１１０６の取り付けは、当該ファスナ１１０６とファスナ孔７００との間に所望の締り嵌めが形成されたときに完了する。この締り嵌めが形成されると、吸引が停止される。他の例においては、ファスナ保持用取付具がファスナ１１０６に取り付けられたときに、ファスナ１１０６の取り付けが完了したとみなされる。ファスナの取り付けが確実に要件を満たすように、ファスナ１１０６の取り付けを完了するために必要な全ての作業が完了するまで、吸引が継続される。
【０１６６】
ファスナ１１０６が完全に取り付けられた後、エンドエフェクタ４１４は、重ね接合部４００から離されて、重ね接合部４００における次のファスナ取付位置に再配置される。さらに、図１１〜１３に示すエンドエフェクタ１１００は、エンドエフェクタ４１６に取り替えられて、当該エンドエフェクタ４１６が、重ね接合部４００において、新たなファスナを取り付ける次の位置に再配置される。
【０１６７】
図４〜１５に示すエンドエフェクタ、ツール、装置、及び、他のコンポーネントは、例示的な実施形態を実施する態様に対して物理的又は構造的な限定を加えることを意図したものではない。図示されたコンポーネントに加えて、又は、これらのコンポーネントに代えて、他のコンポーネントを用いることもできる。いくつかのコンポーネントは、任意であってもよい。図４〜１５に示す様々なコンポーネントは、図３のブロック図に示すコンポーネントが、物理的構造体としてどのように実現されるかを示す具体例である。さらに、図４〜１５に示すいくつかのコンポーネントは、図３に示すコンポーネントと組み合わせてもよいし、図３に示すコンポーネントと共に用いてもよいし、その両方でもよい。
【０１６８】
図１６は、例示的な実施形態による、ファスナの取り付けを行うための方法を示すフローチャートである。図１６に示す処理１６００は、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。
【０１６９】
上記処理は、第１パーツに対して第１機械力を加えるとともに、第２パーツに対して第２機械力を加えて、第１パーツと第２パーツとの圧接体を形成することにより開始することができる（工程１６０２）。アセンブリは、互いに接触して配置された第１パーツ及び第２パーツを含む。第１パーツは、圧接体の第１サイドを形成し、第２パーツは、圧接体の第２サイドを形成している。
【０１７０】
任意ではあるが、第１パーツと第２パーツとの圧接体の第２サイドから当該圧接体を貫通するようにファスナ孔を形成する（工程１６０４）。ファスナ孔は、アセンブリの第２サイドから第１サイドに延びている。ファスナ孔は、第１パーツを貫通する第１孔、及び、第２パーツを貫通する第２孔によって形成されてもよい。これらの例においては、第１孔及び第２孔は同軸上にある。
【０１７１】
圧接体の第１サイドから、第１パーツ及び第２パーツを貫通するファスナ孔を介して空気を吸引して、第１パーツへ向かって第２パーツを引き付けることによって、第２機械力が除去された後であっても第１パーツと第２パーツとの圧接体を維持する（工程１６０６）。すなわち、ファスナ孔を介して空気を吸引することによって、圧接体の第２サイドにおける第２機械力を用いる必要なく、第１パーツ及び第２パーツの「圧接状態」を維持することができる。
【０１７２】
具体的には、工程１６０６においては、圧接体の第２サイドにおいて追加の力を用いる必要なく、圧接体の第１サイドのみから圧接体を維持するのに十分な体積流量で吸引が実行される。ファスナ孔を介して空気を吸引して、第２パーツにおける第２孔の壁をグリップすることによって、第１パーツへ向かって第２パーツが引き付けられる。
【０１７３】
これらの例においては、圧接体の第２サイドにおける吸引損失量を補いつつ第２孔の壁のグリップを維持するのに十分な体積流量で、圧接体の第１サイドからファスナ孔を介して第１パーツへ向かう方向に空気が吸引される。例えば、第２サイドにおけるファスナ孔の開口端により、吸引量又は吸引力の一部が失われる可能性がある。
【０１７４】
いくつかの例においては、工程１６０６は、実施形態に応じて、工程１６０４が完了した後、又は、工程１６０４の実行中に開始してもよい。すなわち、吸引は、ファスナ孔が形成された直後、又は、ファスナ孔の形成中に実行することができる。
【０１７５】
次いで、第１機械力及び第２機械力を除去する（工程１６０８）。工程１６０８は、例えば、工程１６０４の穿孔を実行したエンドエフェクタを新たなエンドエフェクタに取り替えることを含む。エンドエフェクタの取り替え中、第１パーツと第２パーツとの圧接体を維持するために、工程１６０６における吸引を継続する。
【０１７６】
その後、第１パーツと第２パーツとの圧接体を維持するためにファスナ孔を介した空気の吸引を継続しつつ、ファスナ孔にファスナを取り付ける（工程１６１０）。１つ以上の例においては、工程１６１０は、ファスナ孔にファスナを挿入して、所望の締り嵌めを形成することを含む。他の例においては、工程１６１０は、ファスナ孔にファスナを挿入して、ファスナ孔を貫通するファスナの長状軸部の周りにファスナ保持用取付具を取り付けることを含む。
【０１７７】
工程１６１０の実行中に、工程１６０６における空気の吸引を継続することによって、ファスナの挿入作業の全体に亘って第１パーツと第２パーツとの圧接体を確実に維持することができる。孔を介した空気の吸引は、ファスナ取付作業の全体が完了するまで継続してもよい。例えば、ファスナとファスナ孔との間に所望の締り嵌めが形成されるまで圧接体を維持するために、吸引を継続してもよい。
【０１７８】
図１７は、例示的な実施形態による、圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。図１７に示す処理１７００は、例えば、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。
【０１７９】
処理１７００は、第１パネルに対して第１機械力を加えるとともに、第２パネルに対して第２機械力を加えて、第１パネルと第２パネルとの圧接体を形成することにより開始することができる（工程１７０２）。第１パネル及び第２パネルは、胴体パネルである。
【０１８０】
工程１７０２は、図４に示すエンドエフェクタ４１４などの第１エンドエフェクタに接続されたツールを用いて、第１の力を加えることにより実行される。このツールは、例えば、図４に示すノズル４２０などのノズルであってもよい。しかしながら、他の例においては、ツールは、他のタイプの部材、要素、又は、構造コンポーネントであってもよい。第２の力は、図４に示すエンドエフェクタ４１６などの、第２エンドエフェクタに接続されたツールを用いて加えられる。
【０１８１】
第１パネル及び第２パネルを貫通するファスナ孔を介して、圧接体の第１サイドから空気を吸引して、ファスナ孔のうちの第２パーツに形成された部分を画定する壁をグリップするグリップ力を付与することにより、第１パーツへ向かって第２パーツを引き付ける（工程１７０４）。工程１７０４においては、ファスナ孔を介して、且つ、圧接体の第１サイドにおいて第１パネルに対して配置されたノズルを介して引かれる部分真空により、圧接体を維持する。
【０１８２】
いくつかの例においては、処理１７００の一部としてファスナ孔を形成することができる。例えば、工程１７０２と工程１７０４とを実行する間に孔を形成してもよい。他の例においては、ファスナ孔の形成は、異なる処理の一部であるか、或いは、処理１７００の前に実行される。例えば、第１パネルに第１孔を形成し、第２パネルに第２孔を形成する作業は、これらのパネルを「圧接」する前に行ってもよい。そして、工程１７０２の前に、第１パネルと第２パネルとを互いに相対配置して、これらのパネルの孔が１つの同軸ファスナ孔を形成するように位置合わせしてもよい。その後、工程１７０２を実行して、処理１７００を開始することができる。
【０１８３】
再度、工程１７０４を参照すると、第２機械力を必要とせずに第１パネルと第２パネルとの圧接体を維持するのに十分な吸引力（例えば、十分な体積流量）で、空気の吸引が実行される。吸引により付与されるグリップ力が、加えられる第１機械力に対して反対且つ等しいとき、この吸引により圧接体が維持される。第２パネルが第１パネルへ向かって引き付けられると、第１機械力により、第１パネルが第２パネルに対して等しい反力を及ぼし、これによって圧接体が維持される。
【０１８４】
その後、圧接体を維持するためにファスナ孔を介して空気の吸引を継続しつつ、第２機械力を除去する（工程１７０６）。いくつかの例においては、処理１７００は終了する。他の例においては、処理１７００は、ファスナの取り付けにおいて圧接体を維持するために、第１サイドからファスナ孔を介して空気の吸引を継続しつつ、圧接体の第２サイドからファスナ孔を介してファスナを取り付けることを含む。
【０１８５】
図１８は、例示的な実施形態による、圧接体を形成するための処理を示すフローチャートである。図１８に示す処理１８００は、例えば、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。
【０１８６】
処理１８００は、第１パネルにおける第１孔と、第２パネルにおける第２孔とを位置合わせして、貫通孔を形成することにより開始する（工程１８０２）。これらの例においては、工程１８０２は、第１孔と第２孔とが同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で並ぶように位置合わせして貫通孔を形成するように行われる。一例として、第１パネル及び第２パネルは、第１孔と第２孔とを同軸上に並べるように、相対的に配置する。
【０１８７】
いくつかの例においては、貫通孔は、図３に示すファスナ孔３４６などの、ファスナ孔の形態をとる。他の例においては、貫通孔は、インデックス孔の形態をとる。例えば、工程１８０２において位置合わせされる第１孔及び第２孔は、確認用アセンブリ孔（determinate assembly holes）であってもよい。第１孔及び第２孔は、工程１８０２で同軸上に位置合わせされて、インデックス孔を形成してもよい。１つ以上の例においては、工程１８０２における第１パネル及び第２パネルは、胴体パネル、翼パネル、又は、他のタイプのパネルであってもよい。
【０１８８】
さらに他の例においては、工程１８０２における第１パネルの第１孔と第２パネルの第２孔との位置合わせは、第１パネルに第１孔を形成し、第２パネルに第２孔を形成し、その際、これらの孔を同軸上に位置合わせして、第１パネル及び第２孔を貫通する貫通孔を形成することを含む。
【０１８９】
その後、第２孔を画定する孔壁を貫通孔内からグリップして、第１パネルへ向かって第２パネルを引き付けることにより、第１パネルと第２パネルとの圧接体を形成する（工程１８０４）。工程１８０４において形成される圧接体は、片側主導による圧接体である。工程１８０４は、例えば、第２孔の壁をグリップする吸引力を用いて実行される。空気は、吸引力により第２孔の壁をグリップするグリップ力が付与されるように、貫通孔を介して吸引される。具体的には、貫通孔を介して部分真空を引くことにより、第２孔の壁をグリップするグリップ力が付与される。部分真空は、第２孔の外向きの端が開口端であるのに関わらず、生成される。
【０１９０】
工程１８０４において形成される圧接体は、貫通孔に対して１つ以上の工程が実行されるまで維持される。例えば、圧接体を維持するために仮ファスナが取り付けられるまで、或いは、貫通孔を拡大してファスナ孔を形成するための穿孔作業が実行されるまで、圧接体が維持される。場合によっては、貫通孔にファスナを取り付けるためにファスナ取付作業が実行されるまで、圧接体が維持され、その際、孔径は、ファスナ取り付けの公差の範囲内である。場合によっては、穿孔作業及びファスナ取付作業が実行されるまで、圧接体が維持される。さらに他の例においては、貫通孔にファスナを挿入することと、ファスナにナット又はカラーを固定することとを含むファスナ取付作業が実行されるまで、圧接体が維持される。
【０１９１】
片側主導の圧接体により、部分真空を引く位置の反対側から、貫通孔の位置に対して様々なツールや装置を移動させることができる。片側主導の圧接体により、組み立て処理の効率を向上させることができる。
【０１９２】
図１９は、例示的な実施形態による、片側主導の圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。図１９に示す処理１９００は、例えば、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。具体的には、処理１９００は、図３に示すエンドエフェクタ３２４、又は、図４〜１５に示すエンドエフェクタ４１４を用いて実行することができる。
【０１９３】
処理１９００は、第１パーツと第２パーツとの圧接体の第１サイドから、第１パーツにおける第１孔及び第２パーツにおける第２孔によって形成されたファスナ孔を介して空気を吸引して、第１パーツへ向かって第２パーツを引き付けることにより、第１パーツと第２パーツとの圧接体を維持することを含む（工程１９０２）。１つ以上の例においては、工程１９０２は、圧接体の第１サイドからファスナ孔を介して空気を吸引して、第２パーツにおける第２孔を画定する壁をグリップすることにより、第１パーツへ向かって第２パーツを引き付けることを含む。
【０１９４】
任意ではあるが、処理１９００はまた、吸引により生成される吸引力、及び、圧接体の第１サイドにおける第１ツールの接触面で生成される反力により、力の静的均衡が確立された後、第１機械力及び第２機械力を除去することを含み（工程１９０４）、その後、この処理は終了する。第１機械力は、圧接体の第１サイドにおいて第１ツールにより加えられたものであってもよい。第２機械力は、吸引中、圧接体の第２サイドにおいて第２ツールにより加えられたものであってもよい。
【０１９５】
吸引力及び反力により、第１機械力及び第２機械力を用いることなく、第１パーツと第２パーツとの圧接体を維持することができる。これらの例においては、少なくとも、吸引によって生成される吸引力、及び、圧接体の第１サイドにおいて第１ツールの接触面により生成される反力によって力の静的均衡が確立されるまで、第１機械力及び第２機械力が加えられる。
【０１９６】
任意ではあるが、処理１９００は、ファスナ孔を介した空気の吸引を継続しつつ、ファスナ孔にファスナを取り付けることを、さらに含む（工程１９０６）。工程１９０６においては、少なくともファスナが完全に取り付けられるまで、吸引を実行してもよい。
【０１９７】
図２０は、例示的な実施形態において、片側主導により圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。図２０に示す処理２０００は、例えば、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。
【０１９８】
処理２０００は、第１パーツ及び第２パーツに対してそれぞれ第１機械力及び第２機械力を加えて、圧接体を形成することにより開始する（工程２００２）。第１パーツは、圧接体の第１サイドを形成し、第２パーツは、圧接体の第２サイドを形成している。次に、圧接体の第１サイドから、第１パーツ及び第２パーツを貫通するファスナ孔を介して空気を吸引して、第１パーツへ向かって第２パーツを引き付ける（工程２００４）。第１機械力及び第２機械力を除去した後であっても吸引により独立して圧接体が維持されるように、吸引を継続しつつ、第１機械力及び第２機械力を同時に除去し（工程２００６）、その後、処理は終了する。
【０１９９】
図２１は、例示的な実施形態において、片側主導により圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。図２１に示す処理２１００は、例えば、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。
【０２００】
処理２１００は、パネル接合部の第１サイドにおける第１エンドエフェクタにより、パネル接合部の第１サイドとの接触を介して、第１の力を加えることを含む（工程２１０２）。処理２１００は、パネル接合部の第２サイドにおける第２エンドエフェクタにより、パネル接合部の第２サイドとの接触を介して、第１の力に等しく且つ反対の第２の力を加えることにより、圧接体を形成することを含む（工程２１０４）。さらに、処理２１００は、パネル接合部の第１サイドにおける第１エンドエフェクタにより、第２エンドエフェクタが第２サイドから離された後においても圧接体を維持することを含み（工程２１０６）、その後、この処理は終了する。
【０２０１】
図２２は、例示的な実施形態による、片側主導の圧接体を維持するための処理を示すフローチャートである。図２２に示す処理２２００は、例えば、図３に示す組立システム３０２、又は、図４〜１５に示す組立システム４１３を用いて実施することができる。
【０２０２】
処理２２００は、パネル接合部の第１サイドに配置された単一機能エンドエフェクタにより、パネル接合部の第１サイドに対して第１の力を加えることを含む（工程２２０２）。処理２２００は、当該単一機能エンドエフェクタにより、パネル接合部の第２サイドに対して、第１の力に等しく且つ反対の第２の力を加えることにより、第１パネルと第２パネルとの片側主導による圧接体を形成することをさらに含み（工程２２０４）、その後、この処理は終了する。
【０２０３】
いくつかの例においては、１つ以上の工程は、工程２２０２の前に実行される。例えば、場合によっては、工程２２０２の前に、第１パネル及び第２パネルに孔が形成される。これらの孔は、ドリル穿孔、パネルの打ち抜き、又は、他の孔あけ処理によって形成される。これらの孔は、パネル同士が最初に圧接されたときに形成することによって、これらの孔が、同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で位置合わせされて貫通孔（ファスナ孔）を形成するようにしてもよい。他の例においては、個々のパネルに確認用アセンブリ孔を形成し、その後これらのパネルを合わせて孔同士を位置合わせしてもよい。
【０２０４】
図２３は、例示的な実施形態による、片側主導の圧接体を形成するための処理を示すフローチャートである。図２３に示す処理２３００は、図３に示すエンドエフェクタ３２４、又は、図４〜１５で説明したエンドエフェクタ４１４などの、単一機能エンドエフェクタを用いて実行することができる。
【０２０５】
処理２３００は、任意ではあるが、第１パーツにおける第１孔と、第２パーツにおける第２孔とを、同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で位置合わせすることを含む（工程２３０２）。いくつかの例においては、工程２３０２は、第１パーツ及び第２パーツによって形成された圧接体に穿孔して、同心状又は同軸上の少なくとも一方の状態で位置合わせされた第１孔及び第２孔を形成することを含む。１つ以上の例においては、工程２３０２は、既に第１孔が形成された第１パーツと、既に第２孔が形成された第２パーツと（例えば、確認用アセンブリ孔）を単に位置合わせすることにより、第１孔と第２孔とを位置合わせすることを含む。
【０２０６】
次に、処理２３００は、第１パーツにおける第１孔を介しての波及作用にて、第２パーツにおける第２孔を画定する壁をグリップすることにより、第１パーツに対して第２パーツを引き付けることを含み（工程２３０４）、その後、この処理は、終了する。いくつかの例においては、工程２３０４は、第２パーツにおける第２孔の壁に作用する圧力差を形成して、第１パーツに対して第２パーツを引き付けることを含む。１つ以上の例においては、工程２３０４は、第１パーツに対して配置された吸引装置により、第１孔及び第２孔を介して空気を吸引して、第１パーツへ向かって第２パーツを引き付けることを含む。
【０２０７】
このようにして、処理２３００により、圧接体を形成及び維持するための方法が提供される。具体的には、片側主導の圧接体が形成される。
【０２０８】
次に図２４を参照すると、例示的な実施形態による、データ処理システムのブロック図が示されている。データ処理システム２４００は、図３に示す制御システム３１５を実現するために用いられる。図示のように、データ処理システム２４００は、通信フレームワーク２４０２を含み、当該通信フレームワークは、プロセッサユニット２４０４と、記憶装置２４０６と、通信ユニット２４０８と、入出力ユニット２４１０と、表示部２４１２との間の通信を実現する。場合によっては、通信フレームワーク２４０２は、バスシステムとして実現される。
【０２０９】
プロセッサユニット２４０４は、ソフトウェアが複数の処理を行うための命令を、実行するように構成されている。プロセッサユニット２４０４は、実施形態に応じて、複数のプロセッサ、マルチプロセッサコア、及び／又は、他のタイプのプロセッサを含んでもよい。場合によっては、プロセッサユニット２４０４は、回路システム、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックデバイス等のハードウェアユニット、又は、他の適切な種類のハードウェアユニットの形態をとりうる。
【０２１０】
プロセッサユニット２４０４によって実行されるオペレーティングシステム、アプリケーション、及び／又は、プログラムのための命令は、記憶装置２４０６に保存されている。記憶装置２４０６は、通信フレームワーク２４０２を介してプロセッサユニット２４０４と通信することができる。本明細書において、コンピュータ可読記憶装置とも呼ばれる記憶装置は、一時的及び／又は永久に情報を保存することが可能な任意のハードウェアである。この情報は、限定するものではないが、データ、プログラムコード、及び／又は、他の情報を含みうる。
【０２１１】
メモリ２４１４及び永続記憶装置２４１６は、記憶装置２４０６の例である。メモリ２４１４は、例えば、ランダムアクセスメモリ、又は、任意の揮発性又は不揮発性の記憶装置の形態をとりうる。永続記憶装置２４１６は、任意の数のコンポーネント又は装置を含みうる。例えば、永続記憶装置２４１６は、ハードドライブ、フラッシュメモリ、書換可能な光ディスク、書換可能な磁気テープ、又は、これらの組み合わせを含みうる。永続記憶装置２４１６によって用いられる媒体は、着脱型であってもよいし、そうでなくてもよい。
【０２１２】
通信ユニット２４０８により、データ処理システム２４００は、他のデータ処理システム及び／又は装置と通信することができる。通信ユニット２４０８は、物理的通信リンク及び／又は無線通信リンクを用いた通信を実現することができる。
【０２１３】
入出力ユニット２４１０により、データ処理システム２４００に接続された他の装置から入力を受信したり、これらの装置に対して出力を送信したりすることができる。例えば、入出力ユニット２４１０により、キーボード、マウス、及び／又は、他の種類の入力装置を介してユーザ入力を受信することができる。他の例として、入出力ユニット２４１０により、データ処理システム２４００に接続されたプリンタに出力を送信することができる。
【０２１４】
表示部２４１２は、ユーザに対して情報を表示するように構成されている。表示部２４１２は、例えば、限定するものではないが、モニタ、タッチスクリーン、レーザディスプレイ、ホログラフィックディスプレイ、仮想ディスプレイデバイス、及び／又は、他の種類のディスプレイ装置を含む。
【０２１５】
この例において、様々な例示的な実施形態における処理は、プロセッサユニット２４０４によって、コンピュータ実行可能命令を用いて実行することができる。これらの命令は、プログラムコード、コンピュータ使用可能プログラムコード、又は、コンピュータ読取可能プログラムコードと呼ばれ、プロセッサユニット２４０４における１つ以上のプロセッサにより読み取られて実行される。
【０２１６】
これらの例においては、プログラムコード２４１８は、選択的に取り外し可能なコンピュータ可読媒体２４２０に関数形式で保存されており、プロセッサユニット２４０４によって実行されるために、データ処理システム２４００に読み込むことも、そこに転送することも可能である。プログラムコード２４１８及びコンピュータ可読媒体２４２０は、コンピュータプログラム製品２４２２を形成している。この例においては、コンピュータ可読媒体２４２０は、コンピュータ可読記憶媒体２４２４又はコンピュータ可読信号媒体２４２６であってもよい。
【０２１７】
コンピュータ可読記憶媒体２４２４は、プログラムコード２４１８の伝播又は伝達を行う媒体ではなく、プログラムコード２４１８の保存に使用される物理的又は有形の記憶装置である。コンピュータ可読記憶媒体２４２４は、例えば、限定するものではないが、光ディスク若しくは磁気ディスク、又は、データ処理システム２４００に接続された永続記憶装置であってもよい。
【０２１８】
これに代えて、プログラムコード２４１８は、コンピュータ可読信号媒体２４２６を用いてデータ処理システム２４００に転送することも可能である。コンピュータ可読信号媒体２４２６は、例えば、プログラムコード２４１８を含む伝播データ信号であってもよい。このデータ信号は、物理的通信リンク及び／又は無線通信リンクを介して送信される電磁信号、光信号、及び／又は、他の種類の信号であってもよい。
【０２１９】
図２４に示すデータ処理システム２４００の説明は、例示的な実施形態を実施する態様に対して構造的な限定を加えることを意図したものではない。データ処理システム２４００について例示したコンポーネントに対する追加のコンポーネント、又は、これらに代わるコンポーネントを含むデータ処理システムにおいても、様々な例示的な実施形態を実施することができる。また、図２４に示すコンポーネントは、図示例から変更してもよい。
【０２２０】
本開示の例示的な実施形態を図２５においては、航空機の製造及び保守方法２５００に関連させ、図２６においては航空機２６００に関連させて説明する。まず、図２５を参照すると、例示的な実施形態による、航空機の製造及び保守方法が示されている。生産開始前において、航空機の製造及び保守方法２５００は、図２６に示した航空機２６００の仕様決定及び設計２５０２と、材料調達２５０４とを含む。
【０２２１】
生産中には、図２６に示す航空機２６００の部品及び小組立品の製造２５０６、並びに、システムインテグレーション２５０８が行われる。その後、図２６に示す航空機２６００は、認証及び納品２５１０の工程を経て、就航２５１２に入る。顧客による就航２５１２中、図２６に示す航空機２６００は、定例の整備及び保守２５１４に組み込まれる。これは、改良、再構成、改修、及び、他の整備又は保守を含みうる。
【０２２２】
航空機の製造及び保守方法２５００の各工程は、システムインテグレータ、第三者、及び／又は、オペレータによって実行又は実施することができる。これらの例において、オペレータは顧客であってもよい。なお、システムインテグレータは、航空機の製造業者及び主要システム下請業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。オペレータは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織等であってもよい。
【０２２３】
次に図２６を参照すると、例示的な実施形態を実施可能な航空機が示されている。この例において、航空機２６００は、図２５に示した航空機の製造及び保守方法２５００によって生産され、複数のシステム２６０４及び内装２６０６を備えた機体２６０２を含みうる。システム２６０４の例としては、１つ以上の推進系２６０８、電気系２６１０、油圧系２６１２、及び、環境系２６１４が挙げられる。また、その他のシステムをいくつ含んでもよい。また、航空宇宙産業に用いた場合を例として示しているが、種々の例示的な実施形態を、例えば自動車産業等の他の産業に適用してもよい。
【０２２４】
本明細書において具現化される装置及び方法は、図２５に示す航空機の製造及び保守方法２５００における、少なくとも１つの段階において、採用することができる。具体的には、図３に示すアセンブリ３０４、又は、図１に示す胴体アセンブリ１０２は、航空機の製造及び保守方法２５００における何れの段階においても製造することができる。例えば、限定するものではないが、部品及び小組立品の製造２５０６、システムインテグレーション２５０８、定例の整備及び保守２５１４、又は、航空機の製造及び保守方法２５００の他の段階において、図３に示す組立システム３０２、又は、図４に示す組立システム４１３を用いて、図３に示すアセンブリ３０４のパーツ、又は、図４に示す重ね接合部４００のパーツを接合することができる。さらに、アセンブリ３０４、又は、重ね接合部４００を用いて、航空機２６００の機体２６０２、又は、内装２６０６のうちの少なくとも１つを形成することができる。
【０２２５】
一例において、図２５に示す部品及び小組立品の製造２５０６において製造される部品及び小組立品は、図２５に示す航空機２６００の就航２５１２中に製造される部品及び小組立品と同様に作製又は製造されてもよい。さらに別の例として、１つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又は、これらの組合せは、図２５に示す部品及び小組立品の製造２５０６、及び、システムインテグレーション２５０８などの生産段階において用いることができる。１つ以上の装置の実施形態、方法の実施形態、又は、これらの組み合わせは、図２５に示す航空機２６００の就航２５１２中、及び／又は、整備及び保守２５１４において用いることができる。様々な例示的な実施形態を用いることによって、実質的に、航空機２６００の組み立て速度を速めること、及び／又は、航空機２６００のコストを削減することができる。
【０２２６】
したがって、例示的な実施形態により、容易且つ効率的に自動ファスナ取付作業を行うための方法及び装置を提供することができる。例示的な実施形態においては、単一機能エンドエフェクタが開示される。この単一機能エンドエフェクタは、パーツの圧接体の反対側で他の単一機能エンドエフェクタが取り替えられる際、当該パーツの圧接体を維持するための解決策として、片側（一方側）主導により圧接を行う。
【０２２７】
個々の専門的な作業を実行する単一機能エンドエフェクタを使用することにより、小型で軽量、且つ、複雑性の低いエンドエフェクタを提供することができる。これらの単一機能エンドエフェクタの単純性により、これらのエンドエフェクタの効率及び信頼性を向上させるとともに、メンテンナンス要求を満たすことができ、また、これらのエンドエフェクタが接続された支援ロボット装置の全体的な寸法を縮小することができる。
【０２２８】
一実施形態においては、ファスナを取り付けるための方法が提供される。第１パーツに対して第１機械力が加えられるとともに、第２パーツに対して第２機械力が加えられて、前記第１パーツと前記第２パーツとの圧接体が形成される。前記第１パーツにおける第１孔、及び、これに位置合わせされた前記第２パーツにおける第２孔によって形成されたファスナ孔を介して空気が吸引され、前記第１パーツへ向かって前記第２パーツが引き付けられ、これによって、前記第１パーツと前記第２パーツとの圧接体が維持される。
【０２２９】
さらに他の実施形態においては、第１パネルにおける第１孔と、第２パネルにおける第２孔とを位置合わせして、貫通孔を形成するための方法が提供される。前記第２孔を画定する壁が前記貫通孔内からグリップされて、前記第１パネルへ向かって前記第２パネルが引き付けられ、これによって、前記第１パネルと前記第２パネルとの圧接体が形成される。
【０２３０】
他の例示的な実施形態においては、圧接体を維持するための方法が提供される。第１パーツ及び第２パーツに対してそれぞれ第１機械力及び第２機械力が加えられて、前記圧接体が形成される。前記第１パーツは、前記圧接体の第１サイドを形成し、前記第２パーツは、前記圧接体の第２サイドを形成している。前記圧接体の第１サイドから、前記第１パーツ及び前記第２パーツを貫通するファスナ孔を介して空気が吸引され、前記第１パーツへ向かって前記第２パーツが引き付けられる。前記第１機械力及び前記第２機械力を除去した後であっても吸引により独立して前記圧接体が維持されるように、吸引を継続しつつ、前記第１機械力及び前記第２機械力が同時に除去される。
【０２３１】
他の例示的な実施形態においては、圧接体を維持するための方法が提供される。第１パーツと第２パーツとの圧接体の第１サイドから、前記第１パーツにおける第１孔及び前記第２パーツにおける第２孔によって形成されたファスナ孔を介して空気が吸引され、前記第１パーツへ向かって前記第２パーツを引き付けることにより、前記第１パーツと前記第２パーツとの圧接体が形成される。
【０２３２】
さらに他の例示的な実施形態においては、圧接体を維持するための方法が提供される。パネル接合部の第１サイドにおける第１エンドエフェクタにより、前記パネル接合部の第１サイドとの接触を介して、第１の力が加えられる。前記パネル接合部の第２サイドにおける第２エンドエフェクタにより、前記パネル接合部の第２サイドとの接触を介して、前記第１の力に等しく且つ反対の第２の力が加えられて、前記圧接体が形成される。前記パネル接合部の第１サイドにおける前記第１エンドエフェクタにより、前記第２エンドエフェクタが前記第２サイドから離された後においても、前記圧接体が維持される。
【０２３３】
さらに他の例示的な実施形態においては、片側主導の圧接体のための方法が提供される。パネル接合部の第１サイドに配置された単一機能エンドエフェクタにより、前記パネル接合部の第１サイドに対して第１の力が加えられる。前記単一機能エンドエフェクタにより、前記パネル接合部の第２パネルに対して、前記第１の力に等しく且つ反対の第２の力が加えられ、これによって、前記第１パネルと前記第２パネルとの片側主導の圧接体が形成される。
【０２３４】
他の例示的な実施形態においては、圧接体を形成するための方法が提供される。この方法は、第１パーツにおける第１孔を介した波及作用にて、第２パーツにおける第２孔を画定する壁をグリップすることにより、前記第１パーツに対して前記第２パーツを引き付けることを含む。
【０２３５】
例示的な実施形態においては、圧接体を維持するための装置が、ノズルと吸引装置とを含む。前記ノズルは、第１パーツにおける第１孔の孔径よりも大きいノズル直径を有する。前記ノズルは、前記第１パーツと係合したときに前記圧接体の第１サイドに対して第１機械力を加えるために使用される。前記吸引装置は、前記圧接体の前記第１サイドから、前記第１パーツにおける前記第１孔、及び、第２パーツにおける第２孔によって形成されたファスナ孔を介し、且つ、前記ノズルを介して、空気を吸引するための装置である。前記空気の吸引は、前記圧接体の第２サイドにおける追加の力を必要とせずに、前記第１パーツと前記第２パーツとの前記圧接体を維持するのに十分な体積流量で、前記第１サイドから実行される。
【０２３６】
他の実施形態においては、圧接体を形成するための装置がエンドエフェクタを含む。前記エンドエフェクタは、パネル接合部の第１サイドに配置されており、前記パネル接合部の第１パネルに対して第１圧接力を加え、前記パネル接合部の第２パネルに対して等しく且つ反対の第２圧接力を加えて、前記圧接体を形成する。
【０２３７】
図示された様々な実施形態のフローチャート及びブロック図は、例示的な実施形態における装置及び方法のいくつかの考えられる実施形態の構造、機能、及び、動作を示すものである。この点では、フローチャート又はブロック図における各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、及び／又は、動作若しくはステップの一部を表す。
【０２３８】
例示的な実施形態のいくつかの代替の態様において、ブロックで述べられている１つ又は複数の機能は、図で述べられている順序とは異なる順序で実行してもよい。例えば、いくつかのケースにおいては、関連する機能に応じて、連続して示されている２つのブロックは実質的に同時に実行されてもよいし、逆の順序で実行されてもよい。また、フローチャート又はブロック図に示されたブロックに対して、さらに他のブロックを追加してもよい。
【０２３９】
本明細書において、「少なくとも１つの」なる語句がアイテムの列挙と共に用いられる場合、列挙されたアイテムのうちの１つ又は複数のアイテムの様々な組み合わせを使用しうることを意味し、また、列挙されたアイテムの１つだけを必要とする場合もあることを意味する。アイテムは、ある特定の対象、物、ステップ、動作、処理、又は、カテゴリであってもよい。すなわち、「少なくとも１つの」は、列挙されたアイテムのうち任意の組み合わせ又は数のアイテムを使用してもよいが、列挙されたアイテムの必ずしも全てが必須ではないことを意味する。非限定的な例をあげると、「アイテムＡ、アイテムＢ、又は、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」或いは「アイテムＡ、アイテムＢ、及び、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、アイテムＡを意味する場合、アイテムＡ及びアイテムＢを意味する場合、アイテムＢを意味する場合、アイテムＡ、アイテムＢ、及び、アイテムＣを意味する場合、アイテムＢ及びアイテムＣを意味する場合、或いは、アイテムＡ及びアイテムＣを意味する場合がある。場合によっては、「アイテムＡ、アイテムＢ、又は、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」或いは「アイテムＡ、アイテムＢ、及び、アイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、例えば、限定するものではないが、２つのアイテムＡ、１つのアイテムＢ、及び、１０のアイテムＣを意味する場合、４つのアイテムＢ及び７つのアイテムＣを意味する場合、或いは、他の適当な組み合わせを意味する場合がある。
【０２４０】
様々な例示的な実施形態の説明は、例示及び説明のために提示したものであり、全てを網羅することや、開示した形態での実施に限定することを意図するものではない。多くの変更又は変形が当業者には明らかであろう。また、様々な例示的な実施形態は、他の好適な実施形態とは異なる特徴をもたらしうる。選択した実施形態は、実施形態の原理及び実際の用途を最も的確に説明するために、且つ、当業者が、想定した特定の用途に適した種々の改変を加えた様々な実施形態のための開示を理解できるようにするために、選択且つ記載したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【外国語明細書】
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