(57)【要約】【課題】航空機構造の穴の掘削方法に関する様々な問題を考慮に入れた方法を提供する。【解決手段】構造上に作業を行う方法である。構造に対して可動プラットフォームを位置づけして、操作領域を画定することができる。可動プラットフォームは、可動プラットフォームを使用して操作領域内の複数の軸周囲を移動可能な工具に接続することができる。工具は、可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置へ移動させることができる。作業は、可動プラットフォームを使用して操作領域内の複数の位置の各々において、工具を用いて行うことができる。【選択図】図３
2010241423.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造に対して作業を行う方法であって、
構造に対して可動プラットフォームを位置づけして操作領域を画定するステップであって、可動プラットフォームが、可動プラットフォームを使用して操作領域内の複数の軸の周囲を移動可能である工具に接続されているステップ、
可動プラットフォームを使用して操作領域内の複数の位置に工具を移動するステップ、及び
可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置の各々において、工具を用いて作業を行うステップ
を含む方法。
【請求項２】
操作領域内の複数の位置の各々における工具での作業の実施に応答して、可動プラットフォームを構造に相対的な別の場所に位置づけして第２操作領域を形成するステップ、
可動プラットフォームを使用して、工具を第２操作領域内の別の複数の位置に移動するステップ、及び
可動プラットフォームを使用して、第２操作領域の別の複数の位置の各々において別の作業を行うステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
移動するステップが、
構造に取り付けられた行路システム上で可動プラットフォームを移動させること
を含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
可動プラットフォームが行路システムに沿って移動可能な台車に取り付けられている、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
移動するステップ及び作業を行うステップが、プロセッサ装置の実行プログラムコードによって制御され、プログラムコードによって複数の作業が定義される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
可動プラットフォームを構造上の複数の場所に移動させ、複数の場所の各々で関連の操作領域を画定するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
作業を行う前に、工具を構造に対して正規化するステップ
をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
可動プラットフォーム及び工具が、平行運動学的機械の一部である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
平行運動学的機械が六脚を備え、工具が六脚に接続されている、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
可動プラットフォームが固定プラットフォームに結合しており、構造に対して可動プラットフォームを位置づけして操作領域を画定するステップが、
構造に対して固定プラットフォームを位置づけして操作領域を画定すること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
操作領域が、可動プラットフォームに結合している固定プラットフォームの開口部によって画定されており、開口部によって構造の表面が工具に露出している、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
作業を行うステップが、
複数の位置の各々において、可動プラットフォームを使用して、穴の中央ラインからずれた、構造表面上の選択された位置に切削工具を位置づけすること、
切削工具の位置づけに応答して、切削工具を回転させること、
切削工具の回転に応答して、可動プラットフォームを使用して、切削工具を構造の表面に移動させること、及び
切削工具の回転に応答して、可動プラットフォームを使用して、中央ライン周囲で切削工具を移動させること
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
作業が、掘削作業、リベット打ち作業、ボーリング作業、締結作業、封止作業、測定作業、マーキング作業、及び塗装作業から選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
工具が、ドリル、リベットガン、封止剤塗布器、スプレーガン、レーザー、プローブ、超音波ドリル、及び締結機械から選択されるいずれか１つである、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
操作領域が、作業を行うために可動プラットフォームを使用して工具により到達可能な場所の構造の各部分である、請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して製造に関し、具体的には穴を形成する方法及び装置に関するものである。さらに具体的には、本発明は構造内に穴を自動的に作製する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
航空機の製造においては、様々なパーツを製造し組立てて、航空機の異なる構造を形成することができる。例えば、非限定的に、リブ、ストリンガー、及びスパーを翼の翼構造に配置することができる。次に、外板を翼の構造の上に配置して、構造に固定し、翼を形成することができる。
スパー、ストリンガー、及びリブを一緒に組立てて翼構造を形成するにあたって、異なるパーツに穴を掘削することができ、締結具を穴に固定してパーツを互いに接続させる及び／又は付着させることができる。外板が翼構造に付着される時は、ものすごい数の穴を外板及び／又は翼構造の一部に掘削する可能性がある。その後、締結具を取り付けて外板を翼構造に付着させることができる。
【０００３】
最終的な組立段階における航空機構造の穴の掘削は、クリティカル・パスプロセスと見なすことができる。例えば、非限定的に、これらの穴の配置、サイズ、方向性、及び他の要因は、異なるパーツが所望の交差内で固定可能であることを確実にするのに重要であり得る。
現在利用可能である、航空機構造への最終的な組立段階における穴の掘削方法には、複数の航空機の整備士が関わる可能性がある。航空機の整備士は、構造周囲の及び／又は構造内のアクセスが難しい場所に位置して、ハンドヘルドの電動工具を使用して穴を掘削することができる。この種のプロセスは面倒で、厄介であり、及び／又は時間がかかりやすい。
【０００４】
さらに、現在の方法に自動掘削システムを用いることも可能である。これらの掘削システムは、掘削プロセスで発生する力に反発するように質量及び／又は硬い土台を有するように設計されている可能性があり、位置づけするのが難しい場合がある。言い換えれば、掘削するために自動掘削システム内のスピンドルをＸ、Ｙ、及びＺベクトル方向に位置づけすることを、航空機の組立てにおいて行うことが難しい可能性がある。
さらに、自動掘削機械の大きなサイズ、及びこれら機械の動きにより、航空機の整備士が、自動掘削機械が使用されている最中に他の作業を行うために、これらの機械が位置している及び／又はその周囲の場所に入ることができなくなる可能性がある。この結果、他の作業は、特定の場所の掘削作業が完了するまで遅れる可能性がある。
【０００５】
さらに、構造内に掘削される穴のほとんどは、広くないが非常に長い幾つかの行又はパターンのストリップ状に掘削することができる。これらの穴を使用して締結具と航空機の接合部を一緒に取り付けることができる。いかなる自動化も、最低でも、接合部の幅及び長さを行き来することが可能でなければならない。
したがって、上述した一又は複数の問題だけでなく、可能性のある他の問題も考慮に入れた方法を有することが有利である。
【発明の概要】
【０００６】
ある有利な実施形態では、構造上に作業を行うための方法が提供可能である。構造に対して可動プラットフォームを位置づけして、操作領域を画定することができる。可動プラットフォームを工具に接続することができ、この工具は可動プラットフォームを使用して操作領域内の複数の軸周囲で可動であり得る。この工具を、操作領域内で可動プラットフォームを使用して複数の位置に移動させることができる。作業は工具を使って、操作領域内の複数の位置の各々において可動プラットフォームを使用して行うことができる。
【０００７】
別の有利な実施形態では、航空機の構造に穴を掘削する方法が提供可能である。可動プラットフォームに結合する固定プラットフォームを、航空機構造に相対的な場所に六脚の形態で配置して操作領域を画定することができる。可動プラットフォームを切削工具に接続することができ、この工具は可動プラットフォームを使用して複数の軸周囲を可動であり得る。操作領域は、固定プラットフォームの開口部によって画定することができ、開口部により、航空機構造の表面が切削工具に対して露出可能である。切削工具は、可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置に移動させることができる。切削工具は、複数の位置の各々において作業を行う前に、予め航空機構造に対して正規化することが可能である。操作領域内の複数の位置の各々において可動プラットフォームを使用して掘削作業を行って、その場所の航空機構造に複数の穴を形成することができる。この掘削作業は、複数の位置の各々において可動プラットフォームを使用して、穴の中央ラインからずれていてよい、航空機構造の表面上の選択された位置に、切削工具を位置づけし、切削工具の位置づけに応じて切削工具を回転させ、切削工具の回転に応じて、可動プラットフォームを使用して、切削工具を航空機構造の表面に移動させ、切削工具の回転に応じて可動プラットフォームを使用して、中央ライン周囲で切削工具を移動させることによって、行うことができる。固定プラットフォームを、その場所の構造に取り付けられた行路システム上の可動プラットフォームを移動させることによって、その場所に配置することができる。固定プラットフォームは、行路システムに沿って移動できる台車に取り付けることができる。移動するステップ及び作業を行うステップは、プロセッサ装置実行プログラムコードによって制御することができ、このプログラムコードによって複数の作業を定義することができる。
【０００８】
本発明は、構造上に作業を行う方法に関するものであり、この方法は、
構造に対して可動プラットフォームを位置づけして操作領域を画定するステップであって、可動プラットフォームが、可動プラットフォームを使用して操作領域内の複数の軸周囲で移動可能な工具に接続されているステップと、
可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置に工具を移動させるステップと、
可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置の各々において工具で作業を行うステップ
を含む。
【０００９】
本方法はさらに、
操作領域内の複数の位置の各々における工具での作業の実施に対応して、可動プラットフォームを構造に相対的な別の場所に位置づけして、第２操作領域を形成するステップと、
可動プラットフォームを使用して、第２操作領域内の別の複数の位置に工具を移動するステップと、
可動プラットフォームを使用して、第２操作領域全体の別の複数の位置の各々において工具で別の作業を行うステップ
を含むことができる。
【００１０】
上述した方法において、移動するステップは、
構造に取り付けられた行路システム上の可動プラットフォームを移動するステップ
を含むことができる。
上述した方法において、可動プラットフォームは、行路システムに沿って移動できる台車に取り付けることができる。
【００１１】
上述した方法において、移動するステップ及び作業を行うステップは、プロセッサ装置実行プログラムコードによって制御することができ、プログラムコードによって複数の作業が定義される。
上述した方法はさらに、
可動プラットフォームを構造上の複数の位置に移動させるステップであって、関連の操作領域が複数の位置の各々において画定されるステップ
を含むことができる。
【００１２】
上述した方法はさらに、
作業を行う前に予め、構造に対して工具を正規化するステップ
を含むことができる。
上述した方法では、可動プラットフォーム及び工具は平行運動学的機械の一部であってよい。
上述した方法では、平行運動学的機械は六脚を備えることができ、工具は六脚に接続されている。
【００１３】
上述した方法では、可動プラットフォームを固定プラットフォームに接続させることができ、構造に対して可動プラットフォームを位置づけして操作領域を画定するステップは、
構造に対して固定プラットフォームを位置づけして操作領域を画定するステップ
を含む。
上述した方法では、操作領域は可動プラットフォームに接続する固定プラットフォームの開口部によって画定することができ、開口部によって構造表面が工具に対して露出する。
【００１４】
上述した方法では、作業を行うステップは、
複数の位置の各々において、可動プラットフォームを使用して、穴の中央ラインからずれた、構造表面上の選択された位置に切削工具を位置づけし、
切削工具の位置づけに応じて切削工具を回転させ、
切削工具の回転に応じて可動プラットフォームを使用して、切削工具を構造表面に移動させ、
切削工具の回転に応じて可動プラットフォームを使用して、中央ライン周囲で切削工具を移動させる
ステップを含むことができる。
【００１５】
上述した方法では、作業は掘削作業、リベット打ち作業、ボーリング作業、締結作業、封止作業、測定作業、マーキング作業、及び塗装作業のうちの１つから選択することができる。
上述した方法では、工具は、ドリル、リベットガン、封止剤塗布器、スプレーガン、レーザー、プローブ、超音波ドリル、締結機械のうちの１つから選択することができる。
【００１６】
上述した方法では、複数の軸により、６自由度を得ることができる。
上述した方法では、操作領域は、可動プラットフォームを使用して作業を行うために工具により到達可能な場所の構造の各部分であってよい。
上述した方法では、構造は可動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造、水上構造、宇宙基盤構造、航空機、水上艦、戦車、人員運搬車、電車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、航空機の翼、航空機の尾部、胴体、エンジン室、エンジンケース、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、製造設備、及び建物のうちの１つから選択することができる。
【００１７】
本発明はまた、航空機構造に穴を掘削する方法にも関し、この方法は、
可動プラットフォームに接続する固定プラットフォームを、航空機構造に相対的な場所に六脚の形態で配置して操作領域を画定するステップであって、可動プラットフォームは切削工具に接続されており、この工具は可動プラットフォームを使用して複数の軸周囲を可動であり、操作領域は、固定プラットフォームの開口部によって画定され、開口部により、航空機構造の表面が切削工具に対して露出するステップと、
切削工具を、可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置に移動させるステップと、
切削工具を、複数の位置の各々において作業を行う前に、予め航空機構造に対して正規化するステップと、
複数の位置の各々において可動プラットフォームを使用して、穴の中央ラインからずれている、航空機構造の表面上の選択された位置に、切削工具を位置づけし、
切削工具の位置づけに対応して切削工具を回転させ、
切削工具の回転に対応して、可動プラットフォームを使用して、切削工具を航空機構造の表面に移動させ、
切削工具の回転に対応して可動プラットフォームを使用して、中央ライン周囲で切削工具を移動させることによって、
操作領域内の複数の位置の各々において可動プラットフォームを使用して掘削作業を行って、その場所の航空機構造に複数の穴を形成するステップ
を含み、
可動プラットフォームは、その場所の構造に取り付けられた行路システム上の固定プラットフォームを移動させることによって、その場所に配置され、固定プラットフォームは、行路システムに沿って移動できる台車に取り付けられており、移動及び作業を行うステップは、プロセッサ装置によって実行されるプログラムコードによって制御され、このプログラムコードによって複数の作業が定義される。
【００１８】
特徴、機能及び利点は、本発明の様々な実施形態において個別に達成することができる、又は下記の説明及び図面を参照することによってさらに詳細を理解することができる更に別の実施形態と組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
有利な実施形態を特徴づけていると思われる新規特性は添付の請求項に記載されている。有利な実施形態だけでなく、使用の好ましいモード、更なる目的及びその利点はしかしながら、添付の図面と併せて読むときに、本発明の有利な実施形態の下記の詳細説明を参照することによって最適に理解される。
【図１】図１は有利な一実施形態による航空機の製造及び点検方法の図である。
【図２】図２は有利な一実施形態を実行できる航空機の図である。
【図３】図３は有利な一実施形態による製造環境の図である。
【図４】図４は有利な一実施形態による製造環境の図である。
【図５】図５は有利な一実施形態による製造装置の図である。
【図６】図６は有利な一実施形態による製造装置の図である。
【図７】図７は有利な一実施形態による製造装置の図である。
【図８】図８は有利な一実施形態による構造上に作業を行うためのフローチャートの図である。
【図９】図９は有利な一実施形態による、ある場所で掘削作業を行うためのフローチャートの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図面をさらに詳しく参照すると、本発明の実施形態は図１に示す航空機の製造及び点検方法１００と、図２に示す航空機２００に照らして説明することができる。まず図１を見てみると、航空機の製造及び点検方法が有利な一実施形態にしたがって図示されている。試作段階において、航空機の製造及び点検方法１００は図２の航空機２００の規格及び設計１０２と、材料調達１０４を含むことができる。
製造段階においては、図２の航空機２００の構成要素及びサブアセンブリの製造１０６と、システムの統合１０８が行われる。その後、図２の航空機２００は検査及び納入１１０を経て就航１１２されることができる。顧客によって就航されている間、図２の航空機２００には、変更、再構成、改装、及び他の保守又は点検を含むことができる所定の保守及び点検１１４が予定される。
【００２１】
航空機の製造及び点検方法１００の各プロセスは、システム・インテグレーター、第三者、及び／又はオペレータによって行われる又は実施することが可能である。これらの実施例において、オペレータは顧客であってよい。この説明の目的のために、システム・インテグレーターは、非限定的に、任意の数の航空機メーカー及び主要なシステム下請業者を含むことができ、第三者は、非限定的に、任意の数の供給メーカー、下請業者及びサプライヤを含むことができ、オペレータは、航空機、リース会社、軍部、サービス組織等であってよい。
ここで図２に示すように、有利な実施形態が実施可能である航空機の図面が図示されている。この実施例では、航空機２００は図１の航空機の製造及び点検方法１００によって製造され、複数のシステム２０４と内部装飾２０６を有する機体２０２を含むことができる。システム２０４の実施例は、一又は複数の推進システム２０８、電気システム２１０、油圧システム２１２、及び環境システム２１４を含む。任意の数の他のシステムを含むことができる。航空宇宙における実施例を示したが、異なる有利な実施形態を自動車産業等の他の業界に応用することができる。
【００２２】
本明細書に具現化された装置及び方法を、図１の航空機の製造及び点検方法１００の任意の一又は複数の段階に採用することができる。例えば、図１の構成要素及びサブアセンブリの製造１０６において製造された構成要素又はサブアセンブリを、航空機２００が図１の就航１１２中に製造される構成要素又はサブアセンブリと同じ方法で加工又は製造することができる。
また、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、例えば、航空機２００を実質的に組立てやすくする、又は航空機２００にかかる費用を削減することによって、例えば非限定的に、図１の構成要素及びサブアセンブリの製造１０６及びシステムの統合１０８等の製造段階において用いることが可能である。同様に、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はこれらの組み合わせを、航空機２００が就航１１２中に、又は図１の保守及び点検１１４中に用いることができる。
【００２３】
実施例として、異なる有利な実施形態を、構成要素及びサブアセンブリの製造１０６、システムの統合１０８、及び保守及び点検１１４のうちの少なくとも１つを実施中に実行することができる。本明細書で使用されている「のうちの少なくとも１つ」という表現は、品目リストに使用される時は、リストに記された一又は複数の品目の異なる組み合わせを使用することができ、リスト内の各品目の１つだけが必要であり得ることを意味する。例えば、「品目Ａ、品目Ｂ、及び品目Ｃのうちの少なくとも１つ」は例えば、非限定的に、品目Ａ；又は品目Ａ及び品目Ｂを含むことができる。この実施例はまた、品目Ａ、品目Ｂ、及び品目Ｃ；又は品目Ｂ及び品目Ｃを含むこともできる。
さらに具体的には、一又は複数の異なる有利な実施形態を実行して、航空機２００の構造を製造する作業を行うことができる。これらの作業は、例えば非限定的に、航空機２００の構造内で、締結システムを取り付けるための穴を掘削してパーツを互いに固定するステップを含むことができる。例えば、機体２０２の構造内部に穴を掘削して、外板を機体２０２の構造に固定することが可能である。
【００２４】
異なる有利な実施形態では、複数の異なる検討事項が認識され考慮されている。例えば、異なる有利な実施形態では、既存の解決方法では、穴を掘削するのに必要な所望のレベルの精度を得ることができない可能性があり、及び／又は穴が掘削できる同じ場所で同時に他の作業を行うことを可能にすることができない可能性があることが認識され考慮されている。携帯可能な掘削機械を使用して穴を掘削することができるが、これらのタイプの機械はしかしながら、１人の人が持上げる及び／又は操作するのに重すぎる及び／又は不便である可能性がある。
また、これらのタイプの機械は、専用のドリル板上に手動で設置することが可能である。このドリル板は、穴を掘削するために選択された位置に位置づけすることができる。この位置づけには、ドリル板の軸を使用する。ドリル板が調節された後で、携帯可能な掘削機械の軸を使用して掘削作業を行うことができる。言い換えれば、ドリル板の位置調整は、ある機構又は位置調整装置の軸を使用する一方で、掘削作業では、別の装置、ドリルの軸を使用する。異なる有利な実施形態では、２つの異なる軸の使用には追加の構成要素が必要であることが認識され考慮されている。これらの追加の構成要素により、掘削装置の複雑性、サイズ及び費用が増加する可能性がある。
【００２５】
各穴が掘削された後に、異なる有利な実施形態では、航空機の整備士が携帯可能な掘削機械をドリル板から手で取り外して、機械を次の位置に移動させて、この機械をドリル板に再び付着させる場合があることが認識され考慮されている。異なる有利な実施形態では、この種のプロセスには非常に時間がかかる可能性があり、航空機の製造費用を上げる可能性があることが認識され考慮されている。
異なる有利な実施形態ではまた、このタイプの機械を床に設置可能であることが認識され考慮されている。穴を掘削している時に、自動掘削機械が、組立プロセスにおいて行われている他の活動によって起こる運動及び／又は振動にさらされる可能性がある。
【００２６】
したがって、異なる有利な実施形態は、構造上に作業を行う方法を提供する。一又は複数の異なる有利な実施形態では、可動プラットフォームを構造に相対的な場所に保持して、操作領域を画定することができる。可動プラットフォームは切削工具に接続することができ、この切削工具は可動プラットフォームに接続されている複数の軸の駆動によって動き回ることが可能になる。切削工具は、複数の軸を有する可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置に移動させることができる。作業は、複数の軸を有する可動プラットフォームを使用して、操作領域全体の複数の位置各々において行うことができる。
言い換えれば、工具の位置調整及び／又は作業は、複数の軸を有する可動プラットフォームを使用して行うことができる。この同じ仕組を使用して、工具を位置づけし作業を行うことが可能である。このプロセスにより、異なる位置において構造上に作業を行うのに現在用いられる技術と比べて、より小さい製造装置を使用する能力が得られる。
【００２７】
ある有利な実施形態では、構造上に作業を行う方法が提供されている。レールシステムは接合部をまたぐように位置づけすることができる。台車はレールに沿って移動し、途中で適所に固定される。複数の軸を有する数値的に制御された装置を台車に設置することができる。数値的に制御された装置は、複数の軸の駆動システムが取り付けられた固定プラットフォームを有することができる。可動プラットフォームを、構造に相対的な場所にある駆動システムに位置づけして操作領域を画定することができる。
可動プラットフォームは切削工具に接続することができ、この切削工具は、複数の軸の駆動によって、操作領域内で動きまわることができる。工具は、可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置に移動させることができる。作業は、可動プラットフォームを使用して、操作領域内の複数の位置の各々において工具を用いて行うことができる。
【００２８】
ここで図３を見ると、有利な一実施形態による製造環境の図が図示されている。製造環境３００は、図２の航空機２００の製造に使用できる製造環境の一実施例である。
実施例では、製造装置３０２を使用して構造３０６上に作業３０４を行うことができる。これらの作業は、特定の実行形態によって様々な形を取ることができる。例えば、非限定的に、作業３０４は掘削作業、リベット打ち作業、ボーリング作業、締結作業、封止作業、測定作業、マーキング作業、塗装作業及び／又は他の好適な種類の作業を含むことができる。この掘削作業は掘削作業３３６であってよい。
【００２９】
製造装置３０２は、工具３１０に接続可能な可動プラットフォーム３０８を有することができる。可動プラットフォーム３０８は、複数の軸３１１を使用して工具３１０を移動させることができ得る。この種の動きは、例えば非限定的に、工具３１０に６自由度を与えることができる。これらの実施例では、複数の軸３１１はＸ軸、Ｙ軸、及びＺ軸を含むことができる。さらに、これらの軸周囲の回転を行って、工具３１０を動かすための６自由度を得ることができる。
可動プラットフォーム３０８は、これらの実施例では固定プラットフォーム３１３に接続することができる。可動プラットフォーム３０８は、固定プラットフォームに取り付けられ、固定され、接着され、付着され、及び／又は固定プラットフォーム３１３の一部となることにより、固定プラットフォーム３１３と接続することができる。これらの実施例では、可動プラットフォーム３０８は固定プラットフォーム３１３に相対的に移動することができる。
【００３０】
固定プラットフォーム３１３を構造３０６に取り付ける、固定する、及び／又はそうでなければ構造３０６に相対的に保持することができる。さらに、可動プラットフォーム３０８はまた、工具３１０を固定プラットフォーム３１３に相対的に移動させて、作業３０４を実施することもできる。
可動プラットフォーム３０８は駆動システム３１５によって固定プラットフォーム３１３に移動可能に取り付けることができる。駆動システム３１５は、例えば非限定的に、可動プラットフォーム３０８を移動できる複数の部材及びアクチュエータであってよい。さらに、駆動システム３１５はまた、工具３１０を可動プラットフォームに接続することもできる。実施例では、可動プラットフォーム３０８は固定プラットフォーム３１３に取り付けることができる。
【００３１】
これらの実施例では、可動プラットフォーム３０８と工具３１０はプロセッサ装置３１２を使用して制御することができる。プロセッサ装置３１２は、複数の記憶装置３１６に位置するプログラムコード３１４を実行することができる。プロセッサ装置３１２は、単一の中央プロセッサ装置、マルチコア・プロセッサ、複数のプロセッサ、及び／又は製造装置３０２を制御して構造３０６に作業３０４を行うことができる他の好適なタイプの装置を含むことができる。
これらの実施例では、プログラムコード３１４は複数の記憶装置３１６に保存することができる。複数の記憶装置３１６はプログラムコード３１４をプロセッサ装置３１２によって実行される関数形式で保存できてよい。複数の記憶装置３１６は例えば、ランダム・アクセス・メモリ、リード・オンリー・メモリ、ハードディスクドライブ、ソリッドステート・ディスクドライブ、及び／又は他の好適なタイプの記憶装置のうちの少なくとも１つであってよい。本明細書に使用されている、品目に関する数字は一又は複数の品目を指している。例えば、複数の記憶装置は、一又は複数の記憶装置である。
【００３２】
この実施例では、固定プラットフォーム３１３は、操作領域３１８内の複数の位置３２０で工具３１０を使用して作業３０４を行うことができる操作領域３１８を有することができる。操作領域３１８は、作業３２８を行うために可動プラットフォーム３０８を使用して工具３１０により到達可能な構造３０６の任意の部分であってよい。操作領域３１８は、作業３０４を行うために複数の位置３２０に工具３１０が到達可能な任意の場所及び／又は容積であってよい。
この実施例では、操作領域３１８は固定プラットフォーム３１３の開口部３２２によって画定することができる。開口部３２２により、可動プラットフォーム３０８が構造３０６に相対的な場所３２６に保持可能な時に、構造３０６の表面３２４が露出可能になる。これらの実施例では、可動プラットフォーム３０８を構造３０６に相対的な場所３２６に配置することができる。可動プラットフォーム３０８の配置は、開口部３２２を有する固定プラットフォーム３１３に相対的に移動する及び／又は位置づけして、操作領域３１８を画定することができる。
【００３３】
当然ながら、他の有利な実施形態では、操作領域３１８は他の方法で画定することができる。例えば、開口部３２２の代わりに、操作領域３１８は、可動プラットフォーム３０８によって移動したときに、工具３１０により到達可能な構造３０６の部分の場所及び／又は容量であってよい。
工具３１０は、複数の軸３１１を有する可動プラットフォーム３０８を使用して複数の位置３２０に移動することができる。さらに、この実施例では、工具３１０を使用して複数の位置の各々３２０に作業３０４内の作業３２８を行うことができる。
【００３４】
作業３２８は、異なる有利な実施形態において、複数の軸３１１を有する可動プラットフォーム３０８を使用して行うことができる。言い換えれば、可動プラットフォーム３０８は、複数の位置３２０のうちの異なる位置への工具３１０の移動と、複数の位置の各々３２０において作業３２８を行うための工具３１０の移動の両方を行うことができる。工具３１０の移動、及び工具３１０を使用しての作業３２８の実施は、可動プラットフォーム３０８を使用して複数の軸３１１で行うことができる。
複数の位置の各々３２０の作業が行われた後に、可動プラットフォーム３０８を構造３０６上の場所３３０等の別の位置に移して、第２操作領域である操作領域３３２を形成することができる。場所３３０では、操作領域３３２の複数の位置の各々３３４で作業３２８を行うことができる。
【００３５】
以上のように、場所３２６及び場所３３０における工具３１０の位置づけ及び移動は、可動プラットフォーム３０８を使用して行うことができる。可動プラットフォーム３０８の複数の軸３１１を使用して、工具３１０を複数の位置３２０及び複数の位置３３４へ移動して、複数の位置の各々３２０及び複数の位置３３４において作業３２８を行うことができる。この実施例では、駆動システム３１５により工具３１０を可動プラットフォーム３０８へ接続することもできる。このように、駆動システム３１５により、工具３１０が可動プラットフォーム３０８に相対的に複数の軸３１１内の軸に沿って移動することができる。
これらの実施例では、工具３１０はスピンドル・モータ３３７及び切削工具３３８の形態を取ることができる。これらの実施例では、作業３２８は掘削作業３３６であってよい。この実施例では、工具３１０を、可動プラットフォーム３０８用の複数の軸３１１を有する可動プラットフォーム３０８を使用して、複数の位置３２０のうちの位置３４０に移動させることができる。その後、切削工具３３８を、可動プラットフォーム３０８によって選択された位置３４２の位置３４０の表面３２４上に位置づけすることができる。
【００３６】
切削工具３３８の表面３２４上への位置づけでは、切削工具３３８は、可動プラットフォーム３０８を使用して位置３４０において穴３４６を掘削するために、穴３４６の中央ライン３４４からずれていてよい。中央ライン３４４は構造３０６の表面３２４に対して垂直な軸であってよい。その後に、切削工具３３８を回転させることができる。切削工具３３８は、切削工具３３８を回転させている間に、可動プラットフォーム３０８を使用して構造３０６の表面３２４に移動させることができる。
加えて、切削工具３３８を、可動プラットフォーム３０８によって中央ライン３４４周囲を移動させて穴３４６を形成することができる。これらの実施例では、切削工具３３８の移動は、例えば非限定的に、丸い穴を形成するために円形であってよい。当然ながら、他の有利な実施形態では、他の形の穴３４６を形成することができる。例えば、非限定的に、穴３４６は正方形の穴、長方形の穴、楕円形の穴、又は他の好適な形の穴であってよい。
【００３７】
これらの実施例では、工具３１０は切削工具３３８を有するスピンドル・モータ３３７として図示されているが、工具３１０は特定の実行形態によって他の形態を取ることができる。工具３１０は例えば非限定的に、リベットガン、封止剤塗布器、スプレーガン、締結機械、レーザー、超音波ドリル、プローブ及び／又は他の好適な工具であってよい。異なる工具を用いて、作業３２８は、例えば非限定的に、掘削作業、リベット打ち作業、ボーリング作業、締結作業、封止作業、測定作業、マーキング作業、及び塗装作業を含むことができる。
有利な実施形態では、固定プラットフォーム３１３、駆動システム３１５、及び可動プラットフォーム３０８は様々な形態を取ることができる。例えば非限定的に、固定プラットフォーム３１３、駆動システム３１５、及び可動プラットフォーム３０８は、平行運動学的機械３４８、六脚３５０、及び／又は任意の他の好適なプラットフォームによって具現化することができる。
【００３８】
さらに、固定プラットフォーム３１３、駆動システム３１５、及び可動プラットフォーム３０８を、場所３３０に加えて複数の場所３５２に移動することが可能である。当然ながら、ある有利な実施形態では、固定プラットフォーム３１３が要らない場合がある。この種の実行形態では、駆動システム３１５を構造３０６の表面３２４に直接取り付けることができる。固定プラットフォーム３１３は台車システム３５４に取り付けることができる。台車システム３５４は、固定プラットフォーム３１３、駆動システム３１５、可動プラットフォーム３０８、及び行路システム３５６上の工具３１０を移動可能であり得る。行路システム３５６は構造３０６に取り付けることができる。
図３の製造環境３００の図は、異なる有利な実施形態が実行可能な方法に対して、物理的又は構造上の制限を暗示するように意図されたものではない。図示したものに加えて、及び／又は図示したものの代わりに他の構成部品を使用することができる。ある構成部品はある有利な実施形態では不必要である可能性がある。また、ブロック図は幾つかの機能部品を示すために記載されている。これらの一又は複数のブロックは、異なる有利な実施形態において実行される時に異なるブロックに組み合わせる及び／又は分けることができる。
【００３９】
例えば、幾つかの有利な実施形態では、可動プラットフォーム３０８に追加の可動プラットフォームを加えて、構造３０６上に作業３０４を行うことができる。さらに別の有利な実施形態では、工具３１０に追加の工具を加えて、操作領域３１８全体の複数の位置３２０で作業３２８を行うことができる。さらに別の有利な実施形態では、操作領域３３２に加えて、追加の操作領域を可動プラットフォーム３０８に加えることができる。
ある有利な実施形態では、プログラムコード３１４はプロセッサ装置３１２から遠く離れた別のプロセッサ装置によって実行することができる。この種の実行形態では、コマンドを通信リンクを介してプロセッサ装置３１２に送って構造３０６上に作業を行うことができる。
【００４０】
別の実施例として、作業３２８を行う前に、可動プラットフォーム３０８によって工具３１０を構造３０６に対して正規化することができる。特定の非限定的な実施例として、可動プラットフォーム３０８によって、作業３２８を行う前に、切削工具３３８を構造３０６の表面３２４に対して正規化することができる。
ここで図４を見てみると、製造環境の図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。この実施例では、製造環境４００は図３の製造環境３００の一実行形態の実施例である。
【００４１】
この特定の実施例では、製造装置４０２を使用して、胴体４０５に取り付けられた構造４０４上に作業を行うことができる。製造装置４０２は、構造４０４の表面４０６上に作業を行うことができる。この実施例から分かるように、製造装置４０２を表面４０６に取り付けて、構造４０４の表面４０６上の位置４０８において作業を行うことができる。製造装置４０２を使用して、胴体４０５上に作業を行うこともできる。
ここで図５を見てみると、製造装置の図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。この実施例では、図４の製造装置４０２が更に詳しく図示されている。
【００４２】
製造装置４０２は、六脚５００の形態を取ることができ、可動プラットフォーム５０２を備えることができる。これらの実施例では、製造装置４０２は、可動プラットフォーム５０２、駆動システム５０７、及び固定プラットフォーム５０６を備えることができる。これらの実施例では、駆動システム５０７は複数のリニアアクチュエータ５０９を有することができる。可動プラットフォーム５０２は駆動システム５０７を介して固定プラットフォーム５０６に取り付けることができる。これらの実施例では、可動プラットフォーム５０２の駆動システム５０７を固定プラットフォーム５０６に取り付けることが可能である。可動プラットフォーム５０２はしたがって、この実施例では固定プラットフォーム５０６に相対的に移動することが可能になる。
固定プラットフォーム５０６は、台車システム５０８に固定することができ、行路システム５１０に沿って矢印５１２の方向に可動であり得る。行路システム５１０は真空装置５１６を使用して構造４０４の表面５１４に固定することができる。
【００４３】
図示したように、可動プラットフォーム５０２は、図４の構造４０４の表面４０６上に作業を行うために、駆動システム５０７を移動させて駆動システム５０７を位置づけすることによって異なる位置へ移動させることができる工具５１８に接続可能である。
ここで図６を参照すると、製造装置の図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。製造装置６００は図３の製造装置３０２の実行形態の実施例である。
【００４４】
この実施例では、製造装置６００は可動プラットフォーム６０２、固定プラットフォーム６０４、アクチュエータ６０６、アクチュエータ６０８、アクチュエータ６１０、アクチュエータ６１２、アクチュエータ６１４、アクチュエータ６１５、及びＺ軸アクチュエータ６１６を備えることができる。アクチュエータ６０６、アクチュエータ６０８、アクチュエータ６１０、アクチュエータ６１２、アクチュエータ６１４、アクチュエータ６１５、及びＺ軸アクチュエータ６１６によって、これらの実施例では駆動システム６１７が形成される。これらの実施例では、これらのアクチュエータはリニアアクチュエータの形態を取ることができる。
さらに、製造装置６００は工具６１８を有することもできる。工具６１８はスピンドル・モータ６２０、スピンドル６２２、カッター６２４、及び／又は任意の他の好適な構成部品を含むことができる。固定プラットフォーム６０４の開口部６２６によって、この実施例では、操作領域６２８を画定することができる。製造装置６００のアクチュエータの組み合わせにより、位置調整工具６１８だけでなく、操作領域６２８全体の作業の実施に対して６自由度を得ることを可能にすることができる。さらに、駆動システム６１７のＺ軸アクチュエータ６１６はスピンドル・モータ６２０、スピンドル６２２、及びカッター６２４をＺ軸６３２に沿って移動させることができる。
【００４５】
この形状により、製造装置６００のサイズを、穴を掘削する及び／又は航空機上の他の作業を行うための現在利用可能な製造装置に比べて、より小さいものとすることができる。製造装置６００は、作業を行うことができる構造６３０に設置することが可能である。例えば、固定プラットフォーム６０４は構造６３０に設置可能である。
ここで図７を見てみると、製造装置の図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。図示したように、製造装置７００は図３の製造装置３０２のある実行形態の実施例である。
【００４６】
製造装置７００は可動プラットフォーム７０２と固定プラットフォーム７０４を有することができる。可動プラットフォーム７０２は細長い部材７１２、７１４、及び７１６を介して固定プラットフォーム７０４に結合させることができる。これら細長い部材は、モータ７１８、７２０、７２２を使用して可動にすることができる。これら細長い部材及びモータによって、この実施例では駆動システム７２３を形成することができる。
さらに、可動部材７２４は可動プラットフォーム７０２に取り付けることもできる。工具７２６を可動部材７２４に取り付けることができる。これらの実施例では、工具７２６は切削工具７３０を有するモータ７２８であってよい。操作領域７３２は、工具７２６により到達可能な構造７３８の表面７３６上の場所７３４によって画定することができる。この実施例では、可動プラットフォーム７０２は、固定プラットフォーム７０４上の位置調整部材７４０、７４２、７４４、及び７４６によって構造７３８の表面７３６に相対的に保持することができる。
【００４７】
特定の実行形態によっては、操作領域７３２は位置調整部材７４０、７４２、７４４、及び７４６を超えて延在することができる。これらの実施例では、位置調整部材７４０、７４２、７４４、及び７４６は、図５の行路システム５１０と使用する台車システム５０８と同様に、台車に取り付けることができる。
ここで図８を見ると、構造上に作業を行うためのフローチャートの図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。図８に示すこのプロセスは、例えば非限定的に、図３の製造環境３００等の製造環境で実行可能である。
【００４８】
このプロセスは、可動プラットフォーム３０８を構造３０６に相対的な場所３３０に配置して、操作領域３３２を画定することによって開始することができる（作業８００）。可動プラットフォーム３０８は、工具３１０に接続することができる。工具３１０は可動プラットフォーム３０８によって複数の軸３１１周囲で可動にすることができる。
このプロセスでは次に、複数の軸３１１を有する可動プラットフォーム３０８を使用して、工具３１０を操作領域３３２内の複数の位置３３４に移動させることによって開始することができる（作業８０２）。作業３２８は、複数の軸３１１を有する可動プラットフォーム３０８を使用して、操作領域３１８全体の複数の位置の各々３３４において、工具３１０を用いて行うことができる（作業８０４）。作業３２８を行うことができる別の場所があるかどうかが判定される（作業８０６）。別の場所がある場合は、次の場所が特定される（作業８０８）。
【００４９】
その後に、可動プラットフォーム３０８をその場所３３０へ移動させることができる（作業８１０）。その後、工具３１０を、可動プラットフォーム３０８を使用して複数の位置３３４へ移動させることができる（作業８１２）。作業３２８は、可動プラットフォーム３０８を用いて操作領域３３２全体の複数の位置の各々３３４において、工具３１０を用いて行うことができる（作業８１４）。このプロセスは次に作業８０６へ戻る。作業８０６を再び参照すると、別の場所がない場合にプロセスは終了する。
ここで図９を参照すると、ある位置で掘削作業を行うためのフローチャートの図が有利な一実施形態にしたがって図示されている。図９に示すこのプロセスは、工具３１０が図３に示すスピンドル・モータ３３７及び切削工具３３８の形態を取るときに、製造装置３０２を使用して製造環境３００で実行可能である。
【００５０】
このプロセスは、可動プラットフォーム３０８を使用して、穴３４６の中央ライン３４４からずれた、構造３０６の表面３２４上の選択された位置に切削工具３３８を位置づけすることによって開始することができる（作業９００）。切削工具３３８の位置づけに応答して、切削工具３３８を回転させる（作業９０２）。
切削工具３３８の回転に応答して、可動プラットフォーム３０８を使用して切削工具３３８を構造３０６の表面３２４に移動させることができる（作業９０４）。作業９０４では、可動プラットフォーム３０８はある有利な実施形態では移動可能である。他の有利な実施形態では、可動プラットフォーム３０８は、駆動システム３１５のアクチュエータを介して、構造３０６の表面３２４に切削工具３３８を移動させることができる。例えば非限定的に、駆動システム３１５はスピンドルを１つの軸に沿って移動させるＺ軸アクチュエータを含むことができる。
【００５１】
切削工具３３８の回転に応答して、このプロセスでは可動プラットフォーム３０８を使用して切削工具３３８を中央ライン３４４周囲で移動させることができ（作業９０６）、その後プロセスは終了する。この中央ライン３４４周囲での動きは、円形運動、楕円形運動、及び／又は他の好適な運動であってよい。ある有利な実施形態では、作業９０４及び９０６で発生する動きは、螺旋状の動きであってよい。
したがって、異なる有利な実施形態は、構造上に作業を行う方法を提供する。異なる有利な実施形態では、可動プラットフォーム３０８を構造３０６に相対的な場所３２６に位置づけして、操作領域３１８を画定することができる。可動プラットフォーム３０８は、複数の軸３１１と可動プラットフォーム３０８を使用して、あちこち移動する工具３１０に接続することができる。工具３１０は、可動プラットフォーム３０８を使用して操作領域３１８内の複数の位置３２０へ移動させることができる。作業３２８は、可動プラットフォーム３０８を使用して、操作領域３１８全体の複数の位置の各々３２０において工具３１０を使用して行うことができる。
【００５２】
したがって、このように、異なる有利な実施形態は、現在使用されている機構と比べてより小さいサイズの製造装置を使用して作業を行う能力を、提供することができる。異なる実施例における可動プラットフォームにより、作業が行われるべき場所の異なる位置に工具を移動させるだけでなく、工具を移動及び／又は操作して作業を実際に行う能力の両方を提供することができる。
異なる有利な実施形態では、この製造装置により、工具を位置づけすると同時に作業を行うために同じ軸を組み込む能力が提供される。一又は複数の異なる有利な実施形態によって、軌道ドライブを有する既存の携帯可能な機械の位置調整能力を、数値的に制御されたモータのずれ調節能力とともに単一の機械に組み入れることができる能力が提供可能である。
【００５３】
異なる有利な実施形態の説明は図示及び説明の目的で記載されており、開示された形の実施形態を包括する又は制限するように意図されたものではない。多数の修正及び変形例が当業者には明らかである。異なる有利な実施形態は航空機に関連させて説明されてきたが、他の有利な実施形態を他の種類の構造に応用することが可能である。
例えば非限定的に、他の有利な実施形態を可動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造、水上構造、宇宙基盤構造、及び／又は他の好適な対象物に応用することができる。さらに具体的な実施例として、構造は水上艦、戦車、人員運搬車、電車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、航空機の翼、航空機の尾部、胴体、エンジン室、エンジンケース、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、製造設備、及び建物であってよい。
【００５４】
さらに、異なる有利な実施形態は、他の有利な実施形態と比べて異なる利点を提供することができる。選択された１つの実施形態又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の応用を最適に説明するため、また当業者が様々な修正を有する様々な実施形態の開示が、意図される特定の使用に好適であることを理解できるように選択され記載されている。
【符号の説明】
【００５５】
１０２    仕様及び設計
１０４    材料の調達
１０６    構成要素及びサブアセンブリの製造
１０８    システム統合
１１０    検査及び納入
１１２    就航
１１４    保守及び点検
２００    航空機
２０２    機体
２０４    システム
２０６    内部装飾
２０８    推進
２１０    電気
２１２    油圧
２１４    環境
３００    製造環境
３０２    製造装置
３０４    作業
３０６    構造
３０８    可動プラットフォーム
３１０    工具
３１１    複数の軸
３１２    プロセッサ装置
３１３    固定プラットフォーム
３１４    プログラムコード
３１５    駆動システム
３１６    複数の記憶装置
３１８    操作領域
３２０    複数の位置
３２２    開口部
３２４    表面
３２６    相対的な場所
３２８    作業
３３０    構造上の場所
３３２    操作領域
３３４    複数の位置
３３６    掘削作業
３３７    スピンドル・モータ
３３８    切削工具
３４０    位置
３４２    選択された位置
３４４    中央ライン
３４６    穴
３４８    平行運動学的機械
３５０    六脚
３５２    複数の場所
３５４    台車システム
３５６    行路システム
４００    製造環境
４０２    製造装置
４０４    構造
４０５    胴体
４０６    表面
４０８    位置
５００    六脚
５０２    可動プラットフォーム
５０６    固定プラットフォーム
５０７    駆動システム
５０８    台車システム
５０９    リニアアクチュエータ
５１０    行路システム
５１２    矢印
５１４    表面
５１６    真空装置
５１８    工具
６００    製造装置
６０２    可動プラットフォーム
６０４    固定プラットフォーム
６０６    アクチュエータ
６０８    アクチュエータ
６１０    アクチュエータ
６１２    アクチュエータ
６１４    アクチュエータ
６１５    アクチュエータ
６１６    Ｚ軸アクチュエータ
６１７    駆動システム
６１８    工具
６２０    スピンドル・モータ
６２２    スピンドル
６２４    カッター
６２６    開口部
６２８    操作領域
６３０    構造
６３２    Ｚ軸
７００    製造装置
７０２    可動プラットフォーム
７０４    固定プラットフォーム
７１２    細長い部材
７１４    細長い部材
７１６    細長い部材
７１８    モータ
７２０    モータ
７２２    モータ
７２３    駆動システム
７２４    可動部材
７２６    工具
７２８    モータ
７３０    切削工具
７３２    操作領域
７３４    場所
７３６    表面
７３８    構造
７４０    位置調整部材
７４２    位置調整部材
７４４    位置調整部材
７４６    位置調整部材
【図１】
2010241423.tif 000003
【図２】
2010241423.tif 000004
【図３】
2010241423.tif 000005
【図４】
2010241423.tif 000006
【図５】
2010241423.tif 000007
【図６】
2010241423.tif 000008
【図７】
2010241423.tif 000009
【図８】
2010241423.tif 000010
【図９】
2010241423.tif 000011
【外国語明細書】
2010241423000001.pdf
2010241423000002.pdf
2010241423000003.pdf
2010241423000004.pdf