(57)【要約】  真空によってレールを加工物の表面に外すことができるように付けるために、複数の取付装置がレールに接続され、レールに沿って間隔があいた状態の、単一の、細長い、柔軟なレールを有する機器を提供する。レールは、加工物の表面に実質的に沿うように必要に応じて曲がりかつ捩じれる。Ｘ軸キャリッジは、レールに結合され、Ｘ軸に沿ってレールを移動するように適合され、Ｘ軸はレールの長さに平行である。Ｙ軸キャリッジは、Ｘ軸に結合され、Ｙ軸に沿ってＸ軸キャリッジを移動するように適合され、Ｙ軸はＸ軸に垂直である。固定装置は、Ｘ軸キャリッジをＹ軸キャリッジに固定する。Ｘ軸キャリッジに関連付けられるレーザによって、穴を開けるべき箇所に対して、機器が担持するドリルを正確に位置付けることが容易になる。
2009502542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器であって、
レールを加工物に外すことができるように取付けるように適合された複数の取付装置を含む細長い、柔軟なレールを備え、前記レールは、長手方向の軸と横方向の軸とを含み、前記機器はさらに、
長手方向に移動可能であるように前記レールに動作可能に結合された主要なキャリッジと、
横方向に移動可能であるように前記主要なキャリッジに動作可能に結合され、かつ、機械加工装置を受けるように適合された第２のキャリッジと、
前記主要なキャリッジおよび前記第２のキャリッジを結合し、かつ、前記主要なキャリッジの方へ下向きに前記第２のキャリッジを固定するように適合された固定装置とを備え、前記主要なキャリッジおよび前記第２のキャリッジは実質的に互いに対して支えられて、前記第２のキャリッジがＹ軸に沿って移動するのを防ぐ、機器。
【請求項２】
前記固定装置は、ハウジングとピストンとロッドとを有するシリンダを備え、前記ハウジングは、結合構造に固定され、前記ピストンは、前記ハウジング内に配置され、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、前記ロッドは、ピストンとともに移動するために結合される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記第２のキャリッジ上に配置されかつ加工物の表面を処理するように適合された機械加工装置をさらに備え、前記主要なキャリッジおよび前記第２のキャリッジは、前記加工物の前記表面上の所望の場所に隣接して前記機械加工装置を位置付け、位置決めするために使用される、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
機械加工装置は、ドリルを有する動力供給アタッチメント装置を備え、前記動力供給アタッチメント装置は、スピンドルが回転することなく前記加工物の表面の方へ前記ドリルの前記スピンドルを進めるように動作可能である、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記動力供給アタッチメント装置に結合された単一ボール装着ユニットをさらに備え、前記単一ボールユニットは、旋回するようにかつ前記主要なキャリッジを前記加工物の前記表面に概して平行に維持できるように動作可能である、請求項４に記載の機器。
機械加工装置を支持するため、および前記機械加工装置が処理中に移動するのを防ぐことを支援するために前記加工物の前記表面に対して実質的な摩擦を与えるための複数の接触ユニットをさらに備える、請求項５に記載の機器。
【請求項６】
前記第２のキャリッジの端部に結合され、かつ、真空によって前記第２のキャリッジを前記加工物の表面に外すことができるように付けるように動作可能な結合装置をさらに備える、請求項１に記載の機器。
【請求項７】
前記固定装置および前記結合装置に結合されたコントローラをさらに備え、前記コントローラは、前記第２のキャリッジおよび前記主要なキャリッジを前記加工物に固定するレベルを調整するように動作可能であり、固定する前記レベルは、部分的なクランプ、十分なクランプおよび十分なアンクランプのうちの１つからなる、請求項６に記載の機器。
【請求項８】
機器であって、
レールを加工物に外すことができるように取付けるように適合された複数の取付装置を含む細長い、柔軟なレールを備え、前記レールは、長手方向の軸と横方向の軸とを有し、前記レールは、前記加工物の表面に実質的に沿うように必要に応じて曲がりかつ捩じれ、前記機器はさらに、
前記レールに動作可能に結合されかつＸ軸に沿った前記レールに沿って移動するように適合されたＸ軸キャリッジを備え、前記Ｘ軸は前記レールの長手に平行であり、前記機器はさらに、
Ｙ軸に沿って前記Ｘ軸キャリッジを移動させるように結合および適合されたＹ軸キャリッジを備え、前記Ｙ軸は前記Ｘ軸に垂直であり、前記Ｙ軸キャリッジは機械加工装置に結合するように適合可能であり、前記機器はさらに、
前記Ｙ軸キャリッジに結合されかつ真空によって前記Ｙ軸キャリッジを前記加工物に実質的に付けるように適合された結合装置を備える、機器。
【請求項９】
前記Ｙ軸キャリッジは、前記Ｘ軸キャリッジの方へ下向きに前記Ｙ軸キャリッジを固定するように適合された固定装置を介して前記Ｘ軸キャリッジに結合され、前記Ｘ軸キャリッジおよび前記Ｙ軸キャリッジは、実質的に互いに対して支えられて、前記Ｙ軸キャリッジが前記Ｙ軸に沿って移動するのを防ぐ、請求項８に記載の機器。
【請求項１０】
旋回可能な装着システムを有し、かつ、前記Ｙ軸キャリッジに結合され、その結果、機械加工装置が、旋回するように適合され、かつ、前記Ｘ軸キャリッジが前記加工物の前記表面の外形に沿うことができるように適合される前記機械加工装置をさらに備え、前記機械加工装置は、前記加工物の表面を処理するように動作可能である、請求項８に記載の機器。
【請求項１１】
前記機械加工装置は、前記機械加工装置を前記加工物の前記表面に隣接して誘導および位置合わせして、機械加工作業が行なわれるべき場所に対して前記機械加工装置を正確に位置決めすることを容易にするための光源をさらに備える、請求項１０に記載の機器。
【請求項１２】
前記機械加工装置に結合され、かつ、前記機械加工装置による処理のために前記加工物の所望のエリアの周りの遊離した破片および削り屑を吸引するように適合された真空ホースをさらに備える、請求項１１に記載の機器。
【請求項１３】
前記Ｘ軸キャリッジに結合されて、操作員が前記機械加工装置を前記Ｘ軸に沿って位置決めするのを支援するためのハンドル装置をさらに備える、請求項８に記載のキャリッジシステム。
【請求項１４】
前記Ｙ軸キャリッジに結合され、かつ、操作員が前記機械加工装置を前記Ｙ軸に沿って位置決めするのを支援するように適合されたハンドル装置をさらに備える、請求項８に記載のキャリッジシステム。
【請求項１５】
航空機部品を製造するための方法であって、
前記航空機部品にレールを１つだけ取付けることと、
主要なキャリッジおよび第２のキャリッジを有するキャリッジシステムを前記レール上に位置決めすることと、
前記レール上での第１の移動軸に沿って前記主要なキャリッジを位置決めすることと、
前記主要なキャリッジ上での前記第１の移動軸に垂直な、第２の移動軸に沿って前記第２のキャリッジを位置決めすることと、
前記主要なキャリッジを前記第２のキャリッジに外すことができるように接合し、さらに、前記キャリッジシステムを前記航空機部品に外すことができるように接合することとを備える、方法。
【請求項１６】
横方向の位置において前記航空機部品を機械加工することをさらに備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記機械加工するステップは、前記航空機部品に穴を開けることを備える、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
固定するステップは、前記キャリッジシステムを前記航空機部品に固定するレベルを調整することをさらに備え、固定する前記レベルは、十分なクランプ、部分的なクランプおよび十分なアンクランプのうちの１つからなる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
部分的なクランプは、前記第２のキャリッジを前記主要なキャリッジに固定することを備える、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
十分なクランプは、前記第２のキャリッジを前記主要なキャリッジに固定し、前記第２のキャリッジの結合装置を前記航空機部品に固定することを備える、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、航空機用の翼および胴体セクションなどの、単純な外形または複雑な外形を付けられたパネルなどとして構成される大型の加工物上で穴開けまたは他の作業を行なうための機械に関する。より詳細には、この発明は、柔軟な軌道の機械、および加工物上に装着されかつ加工物に対して割当てられた軌道に沿ってドリル、マーキング装置などの機械加工装置を移動させることによって、機械加工装置を加工物に対して位置決めするための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
航空機の翼および胴体パネルならびに他のタイプの構造などの大型の加工物に精密に穴を開けるという問題は、航空機産業および他の業界では進行中の課題である。特に試みられていることは、広範囲にわたる加工物の構成に穴を開けることができるというものである。加工物の中には、５軸の穴開け機械などの固定して装着された大型の機械を使用できるタイプもあるが、これらの機械は調達および操作に相当な費用がかかる。これに対して、本出願の譲受人が開発した、上述の問題に対する比較的低コストの解決策は、加工物に装備された区画の上に自動ドリルまたは他の機械加工装置を装着するというものである。ドリルまたは機械加工装置は、軌道に沿って移動するキャリッジ上に支持され、軌道は加工物上に装着された１対の平行なレールによって形成される。このような装置の例については、本出願の譲受人に譲渡され、引用によって本明細書に援用される米国特許第４，８５０，７６３号、ならびにこれも引用によって本明細書に援用される米国特許第３，５７５，３６４号および米国特許第６，８４３，３２８  Ｂ２号を参照されたい。
【０００３】
多くの先行技術の装置では、このような装置は、複雑な外形を付けられた表面を持たない加工物に適用されていた。本明細書において使用されるように、「複雑な外形を付けられた」という用語（「二重に湾曲した」としても公知である）は、２つ以上の方向への湾曲を有する表面を表わすために用いられる。このような複雑な外形を付けられた表面上には、一般に、１対のまっすぐな、柔軟なレールを敷設し、レールが表面の外形に適合しかつレールに沿ったすべてのポイントにおいて同じ距離だけ離れているようにすることが可能である。したがって、球の表面が複雑な外形を付けられた表面の一例である。なぜなら、周方向、軸方向または螺旋状の方向にレールを敷設でき、レール間の間隔が一定であり得るためである。
【０００４】
以前に開発された他の装置では、１対の柔軟なレールが円筒形の加工物の周囲に周方向に装着される。さまざまな表面に適合できるようにレールを柔軟なものにしたが、このような柔軟なレールでさえ、複雑な外形を付けられた表面上に装着されると、レールに沿ったすべてのポイントにおいて厳密に同じ距離だけ離れて位置決めできないことが理解される。さらに、２つの異なる経路に沿って、複雑な外形を付けられた表面上に装着されたレールは、２つの経路に沿って表面法線の方向が異なるために、互いに異なったように捩じれることになる。このため、レールに沿ってキャリッジを移動させ、キャリッジの位置決めの許容できる精度を維持することが困難になり得る。
【０００５】
以前に開発されたいくつかの装置では、１対の間隔のあいたレールが、レールに沿ったすべてのポイントにおいて同じ距離だけ離れているように、複雑な外形を付けられた表面上に装着される。レールに沿って自由に移動できるキャリッジユニット上にＹ軸モータおよびＸ軸モータが支持される。さらに、レールは真空カップを介して表面に装着される。
このようなシステムの１つの欠点は、レールおよびキャリッジシステムが加工物に正確な穴を開けるために穴開け中に十分な安定性を提供しない可能性があることである。その上、このタイプの２つのレールの穴開けシステムでは、穴開け板を製造する費用が非常に高い。なぜなら、穴開け板は加工物のある特定のエリア向けに作られるためである。さらに、加工物のモードライン（mode line）の外形に一致するようにおよび厳密な穴の場所を確立するように各穴開け板を作らなければならない。したがって、使用される穴開けレールシステムを操作員がさらに容易にセットアップできるように、部品がより少ないレールシステムを有することが望ましい。さらに、加工物の表面上に位置する継目および穴の上にさらに優れた接着をもたらして、さらに精密で正確な穴を加工物に形成できるようにする穴開けレールシステムが必要である。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
発明の概要
この発明に従って、加工物に穴を形成するための機器を提供する。１つの好ましい実施例では、この機器は、レールを加工物に外すことができるように取付けるように適合された複数の取付装置を含む単一の、細長い、柔軟なレールを含む。レールは、長手方向の軸と横方向の軸とを有する。この機器は、長手方向に移動可能であるようにレールに動作可能に結合された主要なキャリッジをさらに含む。第２のキャリッジは、横方向に移動可能であるように主要なキャリッジに動作可能に結合され、機械加工装置を受けるように適合される。さらに、この機器は、主要なキャリッジおよび第２のキャリッジを結合し、かつ、主要なキャリッジの方へ下向きに第２のキャリッジを固定するように適合された固定装置を備える。主要なキャリッジおよび第２のキャリッジは、実質的に互いに対して支えられて、第２のキャリッジがＹ軸に沿って移動するのを防ぐ。
【０００７】
この発明は、特定の表面および／または加工物に専用の、穴開け板などのツーリングなしで、単一の柔軟なレールを使用することによって、可動プラットフォーム構造上に動力供給モータを支持および位置付けるために使用され得るシステムを形成するという点で有利である。さらに、この発明は、航空機の構造および他の可動プラットフォームにおいてしばしば使用される幅広い種類の外形ならびに穴のパターンと互換性がある。
【０００８】
特徴、機能および利点は、この発明のさまざまな実施例において独立して達成されることができ、またはさらに他の実施例では組合せられてもよい。
【０００９】
この発明は、詳細な説明および添付の図面からより十分に理解されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
好ましい実施例の詳細な説明
好ましい実施例の以下の説明は、本来単に例示的なものであり、この発明、その適用例または使用例を限定するように全く意図されない。しかしながら、この発明は、多くの異なる形態で実施してもよく、本明細書において説明する具体的な実施例に限定するように解釈されるべきではない。
【００１１】
図１〜図２を参照して、この発明の好ましい実施例に従う、真空装備の穴開けシステム、機器または機械１０を示す。機械１０は、好ましくは真空カップアセンブリの形態で固定された複数の取付装置１４がレール１２の長さに沿って間隔をあけて外すことができるように付けられたレール１２を備える。さらに、レール１２は好ましくは、加工物１８の表面１６上の継目および穴の上の接着を改善するために、真空発生器ごとに２つの割合の真空カップを含む。好ましくは、レール１２の幅は実質的にその厚さよりも大きい。これによって、レール１２は、幅方向に延在する軸を中心とした曲げよりも厚さ方向に延在す
る軸を中心とした曲げに実質的に剛性を持つ。
【００１２】
真空カップアセンブリ１４が表面１６に取付けられると、レール１２は幅方向に加工物１８の表面１６に実質的に平行に延在する。レール１２が幅方向を中心として容易に曲がることができ、長手方向の軸を中心として捩じれることができるので、レール１２は加工物１８の表面１６に実質的に沿うように必要に応じて撓みかつ捩じれる。言い換えると、レール１２は、間隔のあいた関係で、加工物１８の表面１６の形態または幾何学的形状に合わせて構成される。真空カップアセンブリ１４は、加工物１８の表面１６から実質的に一定の距離にレール１２を維持する。この態様で、レール１２の主要な面は、レール１２に沿ったいかなるポイントにおいても加工物１８の表面１６に実質的に平行である。
【００１３】
キャリッジシステム１９がレール１２上に装着される。キャリッジシステム１９は、主要なまたはＸ軸キャリッジ２０と第２のまたはＹ軸キャリッジ２４とを含む。Ｘ軸キャリッジ２０は、Ｘ軸キャリッジ２０上に装着されかつレール１２と係合するローラ２２によって、レール１２に沿って摺動する。Ｘ軸キャリッジ２０は、板状の部材を備える。ローラ２２は、Ｘ軸キャリッジ２０の両側端縁の各々に沿って装着される。真空装備の穴開け機械１０によって、たとえレール１２が曲がっていたり捩じれていたりする可能性があるとしても、Ｘ軸キャリッジ２０はＸ軸に沿ってレール１２を移動することができる（すなわち、Ｘ軸または長手方向の軸はレール１２の長さ方向に平行である）。事実上、レール１２は加工物の表面１６の外形に適合し、したがって、レール１２が規定する経路に沿ったいかなるポイントにおいても表面１６にほぼ平行なままである。
【００１４】
レール１２は対向するローラ２２の間に受けられる。レール１２は好ましくは、ローラ２２が係合するＶ字型の端縁を有し、ローラ２２は、レール１２のＶ字型の端縁を受けるＶ字型の溝付きローラ２２である。したがって、ローラ２２は、加工物の表面１６に実質的に垂直な、ローラ２２の回転軸に沿った方向への、ローラ２２とレール１２との間の相対的移動を防ぐ。さらに、操作員がＸ軸キャリッジ２０をＸ軸に沿った所望の場所に位置決めするのを支援するために、Ｘ軸ハンドル２３がＸ軸キャリッジ２０に結合される。
【００１５】
Ｙ軸キャリッジ２４はＸ軸キャリッジ２０の上に摺動可能に装着され、そのためＹ軸キャリッジ２４はＸ軸方向に垂直なＹ軸または横軸方向に沿って前後に摺動でき、Ｙ軸はレール１２の幅方向に平行である。より詳細には、固定装置２６がＸ軸キャリッジ２０をＹ軸キャリッジ２４に結合する。さらに、固定装置２６はＸ軸キャリッジ２０の方へ下向きにＹ軸キャリッジ２４を固定するように適合される。これによって、Ｘ軸キャリッジ２０およびＹ軸キャリッジ２４は互いに対して支えられて、Ｙ軸キャリッジ２４がＹ軸に沿って移動するのを防ぐ。固定装置２６は、Ｙ軸キャリッジ２４に形成された細長いＵ字型の溝２８に隣接して設置される１対の複動シリンダ２６を備える。各複動シリンダ２６は、イリノイ州モニー（Monee）のビンバ・マニュファクチャリング・カンパニー（Bimba Manufacturing Company）によって製造される型番１７２−ＤＸＤＥＨの１−１／２″ボア空気シリンダ（Bore Air Cylinder）などの任意の従来の複動シリンダであってもよい。
【００１６】
図３および図４に示すように、各複動シリンダ２６は、第１の側と第２の側とを有する空気駆動式ピストン（図示せず）を含む。空気駆動式ピストンに結合された第１のピストンロッド３０は、各複動シリンダ２６の前面部分３２から延在する。各複動シリンダ２６の第１のピストンロッド３０は、Ｕ字型の溝２８を通って延び、Ｘ軸キャリッジ２０に結合される。さらに、図３および図４に示すように、第１のピストンロッド３０は、第１のピストンロッド３０の前端３４におけるねじ切りされた部分（図示せず）を介してＸ軸キャリッジ２０に結合され、第１のピストンロッド３０は、Ｘ軸キャリッジ２０におけるねじ切りされたナット３６およびねじ切りされた穴３５を通って延び、ねじ切りされたナット３６およびねじ切りされた穴３５にねじ込まれる。
【００１７】
さらに図２を参照して、Ｙ軸キャリッジ２４は、第１の側５８と第２の側６０とを含む。Ｙ軸ハンドル６２は、Ｙ軸キャリッジ２４の上に結合され、第１の側５８上に位置する。Ｙ軸ハンドル６２は、各複動シリンダ２６の第１のピストンロッド３０の間でＹ軸キャリッジ２４を摺動させるように動作可能である。さらに、結合装置６４は、Ｙ軸キャリッジ２４の第１の側５８の下に位置し、Ｙ軸キャリッジ２４に付けられる。結合装置６４は、真空によってＹ軸キャリッジ２４を加工物１８に実質的に付けるように適合可能である。言い換えると、結合装置６４は、キャリッジシステム１９を加工物１８に固定し、キャリッジシステム１９がＸ軸に沿って移動するのを防ぐように動作可能である。さらに、結合装置６４は好ましくは真空カップアセンブリの形態である。真空カップアセンブリ６４を起動するために、真空発生器（図示せず）が真空カップアセンブリ６４に結合される。
【００１８】
コントローラ（図示せず）が、Ｘ軸キャリッジ２０の上に装着され、複動シリンダ２６に結合される。さらに、第１の流体供給ライン４０が空気取付管などのＴ型取付管４１（図２）に結合される。概して、第１の流体供給ライン４０は、空気供給部（図示せず）を介して圧縮空気などの流体をＴ型取付管４１に供給する。第２の流体供給ライン４８は、コントローラの入力部およびＴ型取付管４１の第１の出口４１ａに結合される。コントローラは、入力部（図示せず）を含む一方で、第１の空気の出力部（図示せず）、第２の空気の出力部（図示せず）、第３の空気の出力部（図示せず）および第４の空気の出力部（図示せず）も含む。コントローラ内で、コントローラの入力部は第１のバルブ（図示せず）および第２のバルブ（図示せず）に結合される。第１のバルブおよび第２のバルブは、ジョージア州コマース（Commerce）のダイナムコ・インコーポレイテッド（Dynamco, Inc.）によって製造される部品番号Ｄ２０−ＤＭ−ＡＭ−Ａの２つの４方空気圧弁などの任意の２つの好適な４方空気圧空気弁を含んでいてもよい。第１のバルブは、第１のバルブの入力部と、第１の空気の出力部と、第２の空気の出力部とを含む。さらに、第２のバルブは、第２のバルブの入力部と、第３の空気の出力部と、第４の空気の出力部とを含む。
【００１９】
さらに、コントローラは、操作員によって始動される２つの制御装置（図示せず）と、第１の作動制御装置と、第２の作動制御装置とを含む。第１の作動制御装置および第２の作動制御装置は、ダイナムコ・インコーポレイテッドによって製造される部品番号Ｄ２０ＤＭＡＭＡのバルブなどの任意の好適な手動で操作される４方弁を含んでいてもよい。第１の作動制御装置は第１のバルブに結合される。第１の作動制御装置は、第１の空気の出力部から第２の空気の出力部に、およびその逆に流体を向けるように動作可能である。第２の作動制御装置は第２のバルブに結合される。第２の作動制御装置は、第３の空気の出力部から離れて第４の空気の出力部に、およびその逆に流体を向けるように動作可能である。
【００２０】
第１の空気の出力ライン（図示せず）は、第１の空気の出力部および真空カップアセンブリ６４に結合される。第１の空気の出口ラインは真空カップアセンブリに流体を与える。第２の空気の出力ライン（図示せず）は、コントローラの第２の空気の出力部および各複動シリンダ２６の前面部分３２に結合される。第２の空気の出口ラインは、各複動シリンダ２６の前面部分３２を通して空気駆動式ピストンの第１の側に流体を与える。第３の空気の出力ライン（図示せず）は、コントローラの第３の空気の出力部および各複動シリンダ２６の後部部分に結合される。さらに、第３の空気の出力ラインは、各複動シリンダ２６の後部部分を通して空気駆動式ピストンの第２の側に流体を与える。第４の空気の出力ライン（図示せず）は、コントローラの第４の空気の出力部および真空カップアセンブリ６４の真空発生器に結合される。第４の空気の出力ラインは、真空発生器に流体を与える。
【００２１】
図２を参照して、空気取付管４１は、第１の流体供給ライン４０を介して空気供給部か
ら来る空気によって絶えず動力を供給されるかまたは加圧される。したがって、第２の流体供給ライン４８は、加圧された空気または動力の絶え間ない供給源をコントローラに与える。さらに、コントローラによって、第２の流体供給ライン４８を通して与えられた定圧の空気が、コントローラを通って、第２の空気の出力部を出て、各複動シリンダ２６の後部部分に移動可能である。各複動シリンダ２６に絶えず空気が供給されているために、空気駆動式ピストンは伸長位置または前方位置に配置される。
【００２２】
加工物１８の表面１６を処理するように適合された電動工具アセンブリまたは機械加工装置７０がＹ軸キャリッジ２４の第２の側６０に装着される。図５に示すように、機械加工装置７０は、ツーリングノブなどの取付固定具８４を介してＹ軸キャリッジ２４の第２の側６０に一時的に結合され得る。図面の図５および図８〜図１１に示すように、機械加工装置７０は、取付部材７１と、穴開け板７２と、装着ユニット７４と、この発明の教示および引用によって本明細書に援用される米国特許第６，７７６，５６２号の教示に従って構築される動力供給アタッチメント８６と、提供される例ではドリル８８である電動工具８８とを含むように示される。
【００２３】
より詳細には、図２、図５および図６に示すように、上部側７１ａと底部側７１ｂとを有する取付部材７１がＹ軸キャリッジ２４の第２の側６０に装着される。図６および図８を参照して、取付部材７１は、上部側７１ａに結合された第１の誘導ピン７３ａと第２の誘導ピン７３ｂとを含む。第１の誘導ピン７３ａおよび第２の誘導ピン７３ｂは、取付部材７１をＹ軸キャリッジ２４と位置合わせする。取付部材７１の底部側７１ｂは穴開け板７２に付けられる。穴開け板７２は、単一ボール（mono-ball）装置７６を有する装着ユニット７４に結合され、単一ボール装置７６によって、装着ユニット７４は加工物１８の表面１６の外形に沿うことができる。装着ユニット７４は、図６に示すように、第１の位置および第２の位置などの複数の位置の間で旋回し得る。
【００２４】
図６、図７および図８を参照して、装着ユニット７４は複数の把持機構または接触脚部７８を含む。接触脚部７８は、装着ユニット７４の対向する端縁の各々に沿って装着される。接触脚部７８は、デルリン（Delrin）（登録商標）などの高分子材料から作られてもよい。さらに、接触脚部７８は実質的に、装着ユニット７４が穴開けプロセス中に一旦加工物１８の表面１６と接触して配置されると移動するのを防ぐ。さらに、穴開け板７２、装着ユニット７４および単一ボール装置７６は、同心円状に位置合わせされて細長いボア８０を形成するボア８０ａ、８０ｂおよび８０ｃをそれぞれに含む（図６および図８）。
【００２５】
図２および図８〜図１０に示すように、ドリル８８は概して、モータケーシング９２に付けられたピストルグリップ９０を含む。モータケーシング９２は、引き金９４を押すことによって起動されるモータ（図示せず）を封入している。従来から、モータを起動することによって、スピンドル９６およびチャック９８が回転する。チャック９８はツールビット８２を保持する。ツールビット８２は、ドリルビットまたは皿もみビットを含む任意の適切なツールビットであってもよい。ツールビット８２は、加工物１８の表面１６と係合するように各々の細長いボア８０を貫通することができる。図９、図１０および図１１を参照して、動力源９３から延在する流体供給ホース１０３の雌継手１０２に接続する雄継手１００が、ピストルグリップ９０に付けられており、モータケーシング９２の反対側の端部から延在している。特に、ドリル８８に供給される流体は圧縮空気である。しかしながら、ドリル８８は代替的には、電動式であり得るだろう。
【００２６】
図１０を参照して、動力供給アタッチメント８６が任意の好適な手段によってドリル８８に付けられてもよい。一例として、ヨークまたはクランプ部１８０が、ハウジング１４０から延在して、モータケーシング９２に巻付き、ねじ１８４によって所定の位置に保持される。
【００２７】
図９、図１０および図１１では、動力供給アタッチメント８６は、概して第３の複動空気シリンダ１０４を含むように示される。第３の複動空気シリンダ１０４は、図１１に詳細に示され、オハイオ州ブライアン（Bryan）のＡＲＯコーポレイション（ARO Corporation）によって製造される部品番号０１１８−５０２９−０１０の０１シリーズマイクロ−空気シリンダ（01 Series Micro-Air Cylinder）などの任意の従来の複動空気シリンダであってもよい。第３の複動空気シリンダ１０４は、第１の側１０６ａと第２の側１０６ｂとを有する空気駆動式ピストン１０６を含む。第１のピストンロッド１０８は、空気駆動式ピストン１０６に結合され、複動空気シリンダ１０４の前面部分１０４ａから延在する。第１のピストンロッド１０８は、第１のピストンロッド１０８の前端１０８ａおよび接続部材１１０の後端１１０ａにおいて、ねじ切りされた部分１１２を介して、中間または接続部材１１０と係合する。さらに、接続部材１１０の前端１１０ｂは、動力供給アタッチメント８６の前方または誘導アーム１１４と係合するねじ山１１０ｃを含む。ブッシング１１６が誘導アーム１１４に付けられる。誘導アーム１１４およびブッシング１１６は、ドリル８８の作動中にツールビット８２を誘導する。ブッシング１１６は、任意の好適な手段によって誘導アーム１１４に付けられてもよく、誘導アーム１１４の２つの部分の間に固定され、ねじ１１８を用いて所定の位置に付けられるように示される。
【００２８】
ブッシング１１６は、穴開け板７２に付けることができる任意の従来のブッシングであってもよい。異なる穴開け板と相互作用するように多くのブッシングが利用可能であり、適用例に応じて適切なブッシングが選択され得る。図１０を参照して、任意の好適な材料で形成され得る弾性部材１２０がブッシング１１６の周りに付けられ、ブッシング１１６の前方に延在してもよく、加工物１８上への圧入が可能になる。この実施例によれば、弾性部材１２０は高分子材料で形成されて、使用中に動力供給アタッチメント８６の移動を低減する。
【００２９】
さらに図９および図１０を参照して、動力供給アタッチメント８６は液圧シリンダ１２４を含む制御システム１２２も含み、液圧シリンダ１２４は、第２のピストンロッド１２８の前面部分１２６がそこから延在する前面端部１２４ａを有する。制御システム１２２は、第２のピストンロッド１２８を誘導アーム１１４に結合する可変接続または取付部材１３０も含む。液圧シリンダ１２４は、カリフォルニア州サンタアナ（Santa Ana）のデシュナー・コーポレイション（Deschner Corporation）によって製造される部品番号１００２−３１−１の薄型キネシェック供給制御装置（Slimline Kineschek Feed Control）などの任意の好適な液圧シリンダであってもよい。第２のピストンロッド１２８の前面部分１２６は、可変取付部材１３０を介して誘導アーム１１４と係合する。可変取付部材１３０は、第２のピストンロッド１２８の前面部分１２６を受けるねじ切りされたボア１３２を含む。第２のピストンロッド１２８の前面部分１２６は止めねじ１３３と係合する。止めねじ１３３は、ねじ切りされたボア１３２（図１０）に受けられ、第２のピストンロッド１２８の実効長を調整するために、ねじ切りされたボア１３２に入ったり出たりして調整され得る。ナット１３４（図９）は、止めねじ１３３と係合し、可変取付部材１３０に対する脇柱ナットの役割を果たして、止めねじ１３３を所望の位置に保持する。可変取付部材１３０の後部側１３６は、基準面を形成するナット１３４と係合する。
【００３０】
本明細書に記載するように、動力供給アタッチメント８６が起動されると、誘導アーム１１４は、チャック９８から離れて、矢印Ａの反対方向に、伸長位置まで動かされる。一旦ドリル８８の引き金９４を押すと、動力供給アタッチメント８６は移動され、誘導アーム１１４は、チャック９８の方へ、矢印Ａの方向に、引込み位置まで引張られる。また本明細書に記載するように、制御システム１２２は、可変取付部材１３０を止めねじ１３３と係合させることによって誘導アーム１１４の移動の速度を制御する。止めねじ１３３は、機械加工装置７０が使用される適用例に応じて引込みの距離を調整するために、ねじ切
りされたボア１３２において後方にまたは前方に調整され得る。図９を参照して、調整ねじ１３８によって、液圧シリンダ１２４がさまざまな抵抗を生み出すことが可能である。調整ねじ１３８によって、動力供給アタッチメント８６の引込みの速度が正確に制御されるように、液圧シリンダ１２４が生み出す抵抗を調整できる。
【００３１】
さらに図２、図９および図１１を参照して、モジュール１５０が動力供給アタッチメント８６のハウジング１４０に隣接して付けられる。モジュール１５０はバルブ（図示せず）を含む。このバルブは、オハイオ州シンシナティー（Cincinnati）のクリッパード・インストゥルメント・ラボラトリー・インコーポレイテッド（Clippard Instrument Laboratory, Inc.）によって製造される部品番号Ｅ４−１ＰＳ００−０００のイーグル４方弁（Eagle 4-way Valve）などの、ばね復帰を用いる任意の好適な２位置弁であってもよい。バルブは、少なくとも第１の入口１５２と、第２の入口１５４と、第１の出口１６２と、第２の出口１６０とを含む（図９および図１１）。第３の流体供給ライン１６４（図９および図１１）は、空気取付管４１の第２の出口４１ｂを第１の入口１５２に接続する。代替的に、第３の流体供給ライン１６４は、動力供給部９３からの流体または圧縮空気をモジュール１５０の第１の入口１５２に運ぶために雄継手１００に結合されてもよい。第２の入口ライン１６８は、モータケーシング９２に形成された第２のボア１７０（図９）を第２の入口１５４に接続する。モータケーシング９２の第２のボア１７０は、モータケーシング９２の鋳造された外壁を通して開けられる。第２のボア１７０は、引き金９４を押すと加圧されることになる内部空洞（図示せず）に達する。
【００３２】
第１の出口の駆動ライン１７２（図９）は、第１の出口１６２と第３の複動空気シリンダ１０４の後部部分１０４ｂとを接続する。第２の出口の駆動ライン１７６は、第３の複動空気シリンダ１０４の前面部分１０４ａを第２の出口１６０に接続する。簡単に図９および図１１を参照して、第１の出口の駆動ライン１７２は空気駆動式ピストン１０６の第１の側１０６ａに流体を与え、第２の出口の駆動ライン１７６は空気駆動式ピストン１０６の第２の側１０６ｂに流体を与える。
【００３３】
さらに、モジュール１５０は、第３の作動制御装置１８６と第４の作動制御装置１８８とを含む。第３の作動制御装置１８６は、ダイナムコ・インコーポレイテッドによって製造される部品番号Ｄ２０−ＳＭ−Ｋ０−Ａのばね復帰バルブなどのばね復帰バルブを含む。第３の作動制御装置１８６は、バルブおよび第４の作動制御装置１８８に結合される。第３の作動制御装置１８６は第１の位置と第２の位置とを含む。第３の作動制御装置１８６は、第１の出口１６２から第４の作動制御装置１８８の入力部に、およびその逆に流体を向けるように動作可能である。第３の作動制御装置１８６は、引き金９４を使用することなくまたはスピンドル９６が回転することなく加工物１８の表面１６の方へスピンドル９６を進めることができるように適合可能である。第４の作動制御装置１８８は、起動されると、第４の作動制御装置１８８の出力部から第２の出口１６０に流体を向けるように動作可能であり、それによって、空気駆動式ピストン１０６の第２の側１０６ｂに流体を与え、加工物１８の表面１６の方へスピンドル９６を進めさせる。
【００３４】
図２、図９および図１１を参照して、前述したように、空気取付管４１は、空気供給部から来る空気によって絶えず動力を供給されるかまたは加圧される。したがって、第３の流体供給ライン１６４は、加圧された空気または動力の絶え間ない供給源を動力供給アタッチメント８６のモジュール１５０に与える。さらに、モジュール１５０によって、第３の流体供給ライン１６４を通して与えられる定圧の空気が、モジュール１５０を通って、第１の出口の駆動ライン１７２を出て、第３の複動空気シリンダ１０４の後部部分１０４ｂに移動可能である。図９、図１０および図１１に示すように、第３の複動空気シリンダ１０４に絶えず空気が供給されているために、空気駆動式ピストン１０６は伸長位置に配置される。次に、これは、チャック９８から遠位にある伸長位置に誘導アーム１１４を維
持し、チャック９８から許容できる最大距離にブッシング１１６を維持する。
【００３５】
この例におけるドリル８８は、空気圧を動力源とするドリルである。加圧された空気は、雄継手１００を通して受取られ、次いでドリル８８を通って移動し、モータに動力を供給して、チャック９８を回転させる。ドリル８８の操作員が引き金９４を押すと、加圧された空気はモータケーシング９２に移動し、モータに動力を供給する。空気は、モータケーシング９２に入ると、第２のボア１７０を通って第２の入口ライン１６８も加圧する。モータケーシング９２の第２のボア１７０によって、空気はモータケーシングの中からモジュール１５０のバルブの中へ移動可能である。その後、モジュール１５０のバルブは、加圧された空気を第１の出口の駆動ライン１７２から第２の出口の駆動ライン１７６に移送する。これが起こると、第３の複動空気シリンダ１０４の前面部分１０４ａおよび空気駆動式ピストン１０６の第２の側１０６ｂが加圧されることになる。これは、図１１に示すように、後方位置にある空気駆動式ピストン１０６を第３の複動空気シリンダ１０４の後部部分１０４ｂの方へ駆動する。したがって、機械加工装置７０の移動された位置は、引込み位置である。
【００３６】
特に、引込み位置はブッシング１１６を矢印Ａの方向に移動させて、ブッシング１１６をチャック９８により近いところに配置する。このように、第１のピストンロッド１０８が複動空気シリンダ１０４のシリンダ部分の中に引込まれることによって、ドリルスピンドル９６は加工物１８の方へ進められ、第１のピストンロッド１０８を延ばすことによって、ドリルスピンドル９６は加工物１８から離れて引込まれる。動力供給アタッチメント８６が制御機構を含まない場合には、伸長位置から引込み位置までの移動はほとんど瞬間的であるだろう。これは、空気駆動式ピストン１０６の第１の側１０６ａから第２の側１０６ｂに空気の圧力の方向が簡単に変えられ、空気の圧力が可能にするのと同じぐらい迅速に誘導アーム１１４をチャック９８の方へ引込むことができるためである。
【００３７】
操作員がスピンドル９６を停止させるために第３の作動制御装置１８６を始動すると、モジュール１５０はスピンドル９６が回転するのを妨げる。第４の作動制御装置１８８を使用して、回転することなく加工物１８の表面１６の方へスピンドル９６を進めることができる。さらに、第４の作動制御装置１８８によって、第４の作動制御装置１８８を選択的に係合および係合解除させることによってスピンドル９６を徐々に進めることができる。これが起こると、モジュール１５０は第３の複動空気シリンダ１０４の前面部分１０４ａおよび空気駆動式ピストン１０６の第２の側１０６ｂを加圧する。これは、引込み位置にある空気駆動式ピストン１０６を第３の複動空気シリンダ１０４の後部部分１０４ｂの方へ駆動する。
【００３８】
制御システム１２２は誘導アーム１１４の引込みの速度を制御する。特に、制御システム１２２の液圧シリンダ１２４は、第２のピストンロッド１２８および可変取付部材１３０を介して液圧抵抗を与える。誘導アーム１１４がチャック９８の方へ引張られると、誘導アーム１１４は液圧シリンダ１２４と相互作用する。液圧シリンダ１２４における抵抗は、チャック９８の方への誘導アーム１１４の引込みを制御する。チャック９８の方への誘導アーム１１４の引込みの最大距離を設定するために止めねじ１３３も調整され得る。ねじ切りされたボア１３２において止めねじ１３３を動かすことによって、第２のピストンロッド１２８の実効長が変化する。止めねじ１３３が第２のピストンロッド１２８の実効長を減少させるようにされると、第２のピストンロッド１２８が液圧シリンダ１２４の中で移動する距離が小さくなり、それによって、誘導アーム１１４が移動し得る距離が減少する。
【００３９】
調整ねじ１３８によって、制御システム１２２の液圧シリンダ１２４が生み出す抵抗を調整できる。液圧シリンダ１２４が作り出す抵抗を増大させることによって、チャック９
８の方への誘導アーム１１４の引込みの速度が減少する。一方、液圧シリンダ１２４の抵抗を低減することによって、チャック９８の方への誘導アーム１１４の引込み速度が増大する。さまざまな適用例が必要とする、加工物１８を貫通するツールビット８２を送る速度は異なっている。また、止めねじ１３３を調整することによって、加工物１８の中へのツールビット８２の正確な深度が考慮に入れられる。したがって、止めねじ１３３および動力供給アタッチメント８６の調整ねじ１３８を単に調整することによって、加工物１８の中へのツールビット８２の連続的かつ容易に繰返される速度および深度が再現される。
【００４０】
さらに、モジュール１５０は、レーザ作動制御装置１９０と白熱光作動制御装置１９２とを含む。レーザ作動制御装置１９０は、レーザダイオードなどのレーザ源１９４に結合されて、操作員が穴を開けるために機械加工装置７０を所望の場所と適切に位置合わせすることを誘導または支援する。図７に示すように、レーザ源１９４は加工物１８の表面１６の方向にレーザ光を発する。白熱光作動制御装置１９２は、加工物１８の表面１６上に穴を開ける際に操作員を誘導し、手助けする白熱または非コヒーレント光源１９６に結合される。
【００４１】
図２を参照して、機械加工装置７０は真空収集ホース１９８を含む。真空収集ホース１９８は装着ユニット７４に結合される。真空収集ホース１９８は次に、真空発生器（図示せず）に結合される。真空収集ホース１９８は、穴開けのために選択された所望の場所の周りの遊離した破片および削り屑を吸引する。
【００４２】
機械加工装置７０を位置決めする作業中に、操作員は、穴を開けるべき加工物１８の表面１６上に位置する作製済みの穴のパターンに隣接してレール１２を配置する。穴のパターンは、たとえばレーザ投射または噴霧点テンプレートによって以前に決定されていてもよい。操作員は、空気を動力源とする真空発生器を起動して、レール１２を加工物１８の表面１６まで確実に引き下げる。
【００４３】
次いで、キャリッジシステム１９はＸ軸およびＹ軸に沿って摺動されて、印の付いた場所の上に機械加工装置７０を位置決めし、位置合わせする。レール１２の上でキャリッジシステム１９を摺動させた後、機械加工装置７０はツーリングノブ８４を介してキャリッジシステム１９に結合される。コントローラを使用して、操作員は、十分なクランプ特性もしくは機能、部分的なクランプ特性もしくは機能、または十分なアンクランプ特性もしくは機能を選択および起動し得る。コントローラの第１の作動制御装置を切換えることによって、部分的なクランプ機能が起動し、第１のバルブを第１の位置に偏向させる。部分的なクランプ機能は、複動シリンダ２６内の空気駆動式ピストンの第１の側も第２の側もコントローラから流体を受取らないように、コントローラの第２の空気の出力部を離れて第１の空気の出力部から真空カップアセンブリ６４に流体を向ける。これによって、Ｙ軸キャリッジ２４はＹ軸に沿ってわずかに移動可能である。さらに、部分的なクランプ機能の起動中に、流体は真空カップアセンブリ６４にも供給される。これによって、真空カップアセンブリ６４は、キャリッジシステム１９がＸ軸に沿って移動できるようにする空気浮動装置の役割を果たす。
【００４４】
コントローラの第１の作動制御装置を第２の位置に切換えることによって、十分なクランプ機能が始動し、第１のバルブを第１の位置から第２の位置に偏向させる。流体が第１の空気の出力部から離れてコントローラの第２の出力部に向けられ、空気駆動式ピストンの第２の側に与えられ、第１のピストンロッド３０が複動シリンダ２６の中に引込まれると、十分なクランプ機能が発生する。各複動シリンダ２６の第１のピストンロッド３０を引込むことによって、Ｙ軸キャリッジ２４はＸ軸キャリッジ２０に対して支えられて、Ｙ軸での移動を実質的に防ぐ。
【００４５】
一方、コントローラの第２の作動制御装置を第１の位置に切換えることによって、十分なアンクランプ機能が起動し、第２のバルブを第１の位置に偏向させる。十分なアンクランプ機能は、流体が第３の空気の出力部から空気駆動式ピストンの第１の側に供給されていることを示す。これによって、Ｙ軸キャリッジ２４に加えられた、以前に供給された力が解放され、Ｘ軸およびＹ軸に沿ってキャリッジシステム１９が十分に移動できるようになる。さらに、コントローラの第２の作動制御装置を第２の位置に切換えることによって、十分なクランプ機能が始動し、第２のバルブを第２の位置に偏向させる。これによって、流体は、第３の空気の出力部から離れて第４の空気の出力部に、および真空カップアセンブリ６４を表面１６に接着させる真空カップアセンブリ６４の真空発生器に向けられる。
【００４６】
一旦機械加工装置７０が適切に位置決めされると、操作員は十分なクランプ機能のために第１の作動制御装置を第２の位置に切換えて、複動シリンダ２６がＹ軸キャリッジ２４をＸ軸キャリッジ２０に固定するようにする。Ｙ軸キャリッジ２４をＸ軸キャリッジ２０に固定することによって、さらに、装着ユニット７４の４つの接触脚部７８はすべて表面１６に押し付けられて、接触脚部７８と表面１６との間に摩擦を引起し、Ｘ軸およびＹ軸でのキャリッジシステム１９の移動を防ぐ。加工物１８の表面１６の外形に垂直なままであるようにするために、装着ユニット７４は必要ないずれの方向にも旋回する。さらに、操作員は十分なクランプ機能のために第２の作動制御装置を第２の位置に切換えて、真空カップアセンブリ６４用の真空発生器に流体を供給する。真空発生器は、真空カップアセンブリ６４の中の気体の圧力を低減し、それによって、真空カップアセンブリ６４内の真空の増大を引起こし、Ｘ軸に沿った移動をさらに防ぐ。複動シリンダ２６および真空カップアセンブリ６４が起動した状態で、キャリッジシステム１９は、機械加工装置７０が加工物１８の表面１６を処理する間、Ｘ軸およびＹ軸に沿った移動を防ぐのに十分なほどに安定している。
【００４７】
穴のパターンのうち以前に印を付けた穴の位置の特定を助けるために、レーザ源１９４が設けられて、加工物１８の所望の印を付けた穴の厳密な場所にツールビット８２をさらに位置決めする。また、レーザ源１９４は、機械加工作業が行なわれるべき場所に対する機械加工装置７０の正確な位置決めを容易にする。さらに、操作員が機械加工装置７０を穴のパターンと位置合わせするのを支援するために白熱光源１９６がさらに使用される。
【００４８】
操作員はさらに、引き金９４を使用することなくまたはスピンドル９６を回転させることなくスピンドル９６を進めるために、モジュール１５０の第３の作動制御装置１８６を第２の位置に切換えてもよい。一旦第３の作動制御装置１８６が第２の位置に切換えられると、流体は第１の出口１６２から第４の作動制御装置１８８の入力部に向けられる。第４の作動制御装置１８８が起動されると、スピンドル９６は回転することなく表面１６の方へ進められる。操作員は、第４の作動制御装置１８８を使用して、加工物１８の表面１６の方へスピンドル９６を進めることができる。操作員が第４の作動制御装置１８８を起動する限り、第２のピストンロッド１２８が最大引込み移動距離に達して、誘導アーム１１４が引込み位置の方への移動を中止するまで、スピンドル９６は加工物１８の表面１６の方へ進み続けることになる。操作員が第４の作動制御装置１８８を停止させると、操作員が第３の作動制御装置１８６を第１の位置に切換えるかまたは引き金９４を押すまで、スピンドル９６は現在の位置に留まることになる。第３の作動制御装置１８６が第２の位置に配置されている間に操作員が引き金９４を押すと、スピンドル９６は回転して加工物１８の表面１６の方へ進み始めて、表面１６を処理する。一方、操作員が第３の作動制御装置１８６を第１の位置に設定すると、第３の作動制御装置１８６は第４の作動制御装置１８８の入力部から第１の出口１６２に流体を向け、それによって、空気駆動式ピストン１０６の第１の側１０６ａに流体を戻し、伸長位置の方へ誘導アーム１１４を駆動する。
【００４９】
さらに、穴開け作業中に、機械加工装置７０の操作員は送りサイクルを通じて機械加工装置７０を移動させる。送りサイクルは伸長位置から引込み位置へ、引込み位置から伸長位置への動作を含む。動力供給アタッチメント８６はこのサイクル全体を行なうが、操作員はドリル８８を保持し、引き金９４を操作しなければならない。一旦誘導アーム１１４がチャック９８の方へ十分に引込まれ、第２のピストンロッド１２８が最大引込み移動距離に達すると、ブッシング１１６および誘導アーム１１４は引込み位置の方への移動を中止する。引込まれる動きが止まると、機械加工装置７０の操作員は、穴開けプロセスを中止するために引き金９４を解放し得る。さらに、引き金９４が解放されると、モータケーシング９２はもはや動力源９３からの空気で加圧されることはない。したがって、第２のボア１７０も加圧されず、このようにして、モジュール１５０の第２の入口ライン１６８から圧力を除去する。
【００５０】
第２の入口ライン１６８からの圧力の除去が検出されると、モジュール１５０は、第３の流体供給ライン１６４から、および第１の出口の駆動ライン１７２を出るように空気を移送して、空気駆動式ピストン１０６の第１の側１０６ａを加圧する。これは、第３の複動空気シリンダ１０４の前面部分１０４ａの方へ空気駆動式ピストン１０６を駆動し、伸長位置の方へ誘導アーム１１４を駆動する。このように、第３の複動空気シリンダ１０４は空気動力を与えて、引込み位置と伸長位置との間で動力供給アタッチメント８６を移動させる。第３の複動空気シリンダ１０４によって与えられる空気動力は、この発明の長期間にわたる使用、およびメンテナンスまたはクリーニングの低減に備えて、十分な動力が確実に与えられることを助ける。特に、第３の複動空気シリンダ１０４に与えられる空気動力は、シリンダに入る異物またはハウジング１４０に入る異物に起因して第３の複動空気シリンダ１０４において形成し得る最も一般的な抵抗を克服するのに十分な動力または力を与える。
【００５１】
また、制御システム１２２は容易に繰返し可能な引込みの速度を考慮に入れる。液圧シリンダ１２４を使用して、調整ねじ１３８を用いて抵抗を調整して、引込み速度を一旦設定すると、機械加工装置７０は常に選択された速度で進むことになる。したがって、動力供給アタッチメント８６は、繰返し可能な、予め定められた引込みの速度を与えるように調整されることができ、機械加工装置７０を移動させるために誘導アーム１１４にその速度を適用することができる。さらに、可変取付部材１３０および第２のピストンロッド１２８を使用することによって、加工物１８の中へのツールビット８２の容易に繰返し可能な深度が考慮に入れられる。したがって、機械加工装置７０の操作は、最小限の制御が操作員から必要とされる状態で容易に繰返し可能である。単に例示の目的で、皿もみツールビットが使用されたときには、穴の直径の点で約０．００１５インチ（０．０３８１ｍｍ）であり、皿もみの直径の点で０．００７インチ（０．１７８ｍｍ）である繰返し可能な皿もみの分散が達成された。また一例として、ドリルビットがツールビット８２として選択される場合には、約１．６１ｍｍ（０．０６３インチ）の直径がこの実施例とともに使用されてもよい。
【００５２】
上述の説明および関連付けられる図面に提示される教示の利点を有する多くの修正および他の実施例が、この発明が関係する当業者に想起される。たとえば、示される実施例におけるレール１２は、その幅がその厚さよりもはるかに大きいために、１軸を中心とした相対的な柔軟性および垂直な軸を中心とした相対的な剛性を達成するが、この特徴を達成する他の方法が存在することが認識される。一例として、レール１２と係合するためのローラ２２を示すが、レールと係合するためのローラ２２の代わりに他のタイプの部材を使用できるであろう。さらに、１つのレールのシステムの利点のうちすべてが複数のレールで達成され得るとは限らないが、２つ以上のレールを使用してもよい。さらに、取付部材７１は取除いてもよく、穴開け板７２を直接にＹ軸キャリッジ２４に取付けてもよい。したがって、この発明は開示される具体的な実施例に限定されるべきではなく、修正例およ
び他の実施例は添付の特許請求の範囲内に含まれるように意図されることが理解されるべきである。本明細書では具体的な用語が用いられているが、それらの用語は総称的および説明的な意味で使用されているだけであり、限定の目的で使用されているわけではない。
【００５３】
さまざまな好ましい実施例を記載してきたが、発明の概念から逸脱することなくなされ得る修正または変形を当業者は認識する。例はこの発明を例示しており、この発明を限定するように意図されるものではない。したがって、説明および特許請求の範囲は、関係する先行技術を鑑みて必要な限定しかなされないように寛大に解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の好ましい実施例に従う、真空装備の穴開け機器の斜視図である。
【図２】図１の真空装備の穴開け機器の斜視図である。
【図３】この発明の好ましい実施例に従うキャリッジシステムの断面図である。
【図４】Ｙ軸キャリッジがＸ軸キャリッジに固定された、図３と同様の断面図である。
【図５】キャリッジシステムを機械加工装置に結合する固定装置の分解図である。
【図６】この発明の好ましい実施例に従う単一ボール装着機器の側面図である。
【図７】単一ボール装着機器の底面図である。
【図８】伸長位置にある機械加工装置の概略側面図である。
【図９】伸長位置にあり、この発明のこの実施例の教示に従って構築された、単一ボール装着機器を持たない機械加工装置の側面図である。
【図１０】図９における単一ボール装着機器を持たない機械加工装置の正面斜視図である。
【図１１】図９の線３−３に沿った断面図である。
【図１】
2009502542.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成20年4月8日(2008.4.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機器であって、
レールを加工物に外すことができるように取付けるように適合された複数の取付装置を含む細長い、柔軟なレールを備え、前記レールは、長手方向の軸と横方向の軸とを含み、前記機器はさらに、
長手方向に移動可能であるように前記レールに動作可能に結合された主要なキャリッジと、
横方向に移動可能であるように前記主要なキャリッジに動作可能に結合され、かつ、機械加工装置を受けるように適合された第２のキャリッジと、
前記主要なキャリッジおよび前記第２のキャリッジを結合し、かつ、前記主要なキャリッジの方へ下向きに前記第２のキャリッジを固定するように適合された固定装置とを備え、前記主要なキャリッジおよび前記第２のキャリッジは実質的に互いに対して支えられて、前記第２のキャリッジがＹ軸に沿って移動するのを防ぐ、機器。
【請求項２】
前記固定装置は、ハウジングとピストンとロッドとを有するシリンダを備え、前記ハウジングは、結合構造に固定され、前記ピストンは、前記ハウジング内に配置され、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、前記ロッドは、ピストンとともに移動するために結合される、請求項１に記載の機器。
【請求項３】
前記第２のキャリッジ上に配置されかつ加工物の表面を処理するように適合された機械加工装置をさらに備え、前記主要なキャリッジおよび前記第２のキャリッジは、前記加工物の前記表面上の所望の場所に隣接して前記機械加工装置を位置付け、位置決めするために使用される、請求項１に記載の機器。
【請求項４】
機械加工装置は、ドリルを有する動力供給アタッチメント装置を備え、前記動力供給アタッチメント装置は、スピンドルが回転することなく前記加工物の表面の方へ前記ドリルの前記スピンドルを進めるように動作可能である、請求項１に記載の機器。
【請求項５】
前記第２のキャリッジの端部に結合され、かつ、真空によって前記第２のキャリッジを
前記加工物の表面に外すことができるように付けるように動作可能な結合装置をさらに備える、請求項１に記載の機器。
【請求項６】
航空機部品を製造するための方法であって、
前記航空機部品にレールを１つだけ取付けることと、
主要なキャリッジおよび第２のキャリッジを有するキャリッジシステムを前記レール上に位置決めすることと、
前記レール上での第１の移動軸に沿って前記主要なキャリッジを位置決めすることと、
前記主要なキャリッジ上での前記第１の移動軸に垂直な、第２の移動軸に沿って前記第２のキャリッジを位置決めすることと、
前記主要なキャリッジを前記第２のキャリッジに外すことができるように接合し、さらに、前記キャリッジシステムを前記航空機部品に外すことができるように接合することとを備える、方法。
【請求項７】
横方向の位置において前記航空機部品を機械加工することをさらに備える、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
固定するステップは、前記キャリッジシステムを前記航空機部品に固定するレベルを調整することをさらに備え、固定する前記レベルは、十分なクランプ、部分的なクランプおよび十分なアンクランプのうちの１つからなる、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
部分的なクランプは、前記第２のキャリッジを前記主要なキャリッジに固定することを備える、請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
十分なクランプは、前記第２のキャリッジを前記主要なキャリッジに固定し、前記第２のキャリッジの結合装置を前記航空機部品に固定することを備える、請求項６に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、航空機用の翼および胴体セクションなどの、単純な外形または複雑な外形を付けられたパネルなどとして構成される大型の加工物上で穴開けまたは他の作業を行なうための機械に関する。より詳細には、この発明は、柔軟な軌道の機械、および加工物上に装着されかつ加工物に対して割当てられた軌道に沿ってドリル、マーキング装置などの機械加工装置を移動させることによって、機械加工装置を加工物に対して位置決めするための方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００２】
航空機の翼および胴体パネルならびに他のタイプの構造などの大型の加工物に精密に穴を開けるという問題は、航空機産業および他の業界では進行中の課題である。特に試みられていることは、広範囲にわたる加工物の構成に穴を開けることができるというものである。加工物の中には、５軸の穴開け機械などの固定して装着された大型の機械を使用できるタイプもあるが、これらの機械は調達および操作に相当な費用がかかる。これに対して
、本出願の譲受人が開発した、上述の問題に対する比較的低コストの解決策は、加工物に装備された区画の上に自動ドリルまたは他の機械加工装置を装着するというものである。ドリルまたは機械加工装置は、軌道に沿って移動するキャリッジ上に支持され、軌道は加工物上に装着された１対の平行なレールによって形成される。このような装置の例については、本出願の譲受人に譲渡され、引用によって本明細書に援用される米国特許第４，８５０，７６３号、ならびにこれも引用によって本明細書に援用される米国特許第３，５７５，３６４号および米国特許第６，８４３，３２８  Ｂ２号を参照されたい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
この発明に従って、加工物に穴を形成するための機器を提供する。１つの好ましい実施例では、この機器は、レールを加工物に外すことができるように取付けるように適合された複数の取付装置を含む単一の、細長い、柔軟なレールを含む。レールは、長手方向の軸と横方向の軸とを有する。この機器は、長手方向に移動可能であるようにレールに動作可能に結合された主要なキャリッジをさらに含む。第２のキャリッジは、横方向に移動可能であるように主要なキャリッジに動作可能に結合され、機械加工装置を受けるように適合される。さらに、この機器は、主要なキャリッジおよび第２のキャリッジを結合し、かつ、主要なキャリッジの方へ下向きに第２のキャリッジを固定するように適合された固定装置を備える。主要なキャリッジおよび第２のキャリッジは、実質的に互いに対して支えられて、第２のキャリッジがＹ軸に沿って移動するのを防ぐ。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
説明
好ましい実施例の以下の説明は、本来単に例示的なものであり、この発明、その適用例または使用例を限定するように全く意図されない。しかしながら、この発明は、多くの異なる形態で実施してもよく、本明細書において説明する具体的な実施例に限定するように解釈されるべきではない。
【国際調査報告】
2009502542.tif 000014
2009502542.tif 000015