(57)【要約】      （修正有）【課題】界面の完全性を確保するために構成要素同士をあらかじめ装着することで、後でクリーニングとバリ取りのために分離することを回避することによって、パネルを含む、組となる構成要素同士への、ワンアップ組み立ての穿孔を促進する、エンドエフェクタを提供する。【解決手段】エンドエフェクタは、ドリルと、拡張可能クランプのディスペンサと、を含む。一方法では、例えば航空機翼パネルと翼リブまたはスパーといった組となる構成要素内に、まずパイロット孔が先に穿孔され、最初のパイロット孔の箇所が特定され、所望の最初の締結孔の位置に近接したパイロット孔内に、拡張可能クランプが挿入され、拡張し、翼パネルと、上記構成要素に対して、所定の荷重で、あらかじめ装着される。次に締結孔が穿孔され、エンドエフェクタは、クランプを緩め、取り外し、第２の（及び／または次の）パイロット孔の箇所を特定する。このプロセスが反復される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔後のバリ取り用に構成要素同士を分離することを避けるために十分な締め付け力がかかった状態で、ワンアップ組み立てで、一対の構成要素を固定して穿孔するように適合したエンドエフェクタ（５０）であって、
ドリルと、構成要素内の締結孔（４０）の仕上げ穿孔中に、先に穿孔された様々なパイロット孔（２８）に拡張可能クランプ（６０）を挿入し、拡張し、前記パイロット孔から前記拡張可能クランプを取り除くように適合している、拡張可能クランプ（６０）のディスペンサと、を含む自動ドリルヘッドを含み、
前記拡張可能クランプ（６０）のディスペンサは、前記構成要素に締結孔（４０）を自動で穿孔する各工程における、所定の締め付け力が一時的にかかった状態での前記構成要素の選択された部分の緊密な固定を確保する、エンドエフェクタ（５０）。
【請求項２】
前記拡張可能クランプ（６０）のディスペンサは、前記仕上げ穿孔中に、複数の拡張可能クランプ（６０）を選択的に供給し回収するように構成されたホルスター（５４）を含む、請求項１に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項３】
前記エンドエフェクタ（５０）は、一対の構成要素の片側のみに適用される、請求項１または２に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項４】
前記エンドエフェクタ（５０）は自動マシンである、請求項１から３のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項５】
前記構成要素のうちの１つはパネルである、請求項１から４のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項６】
前記エンドエフェクタ（５０）は、前記構成要素の仕上げ穿孔中に拡張可能クランプ（６０）及びファスナの位置を特定するように電子的にプログラムされる、請求項１から５のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項７】
前記ホルスター（５４）は、前記ドリルから間隔を空けて配置されており、前記ホルスター（５４）は反復移動 が可能で完全に自動化されている、請求項２に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項８】
前記エンドエフェクタ（５０）は、前記構成要素のパネル側部上での前記エンドエフェクタ（５０）の正確な配置と動作のための電子視覚カメラを含む、請求項３に記載のエンドエフェクタ（５０）。
【請求項９】
航空機翼外板（３０）を複数の翼リブ及び／またはスパー構造体にワンアップ組み立てする方法であって、
翼外板（３０）と、露出した翼リブ及び／またはスパー構造体を有する航空機主翼ボックスを提供するステップと、
前記翼外板（３０）にパイロット孔（２８）を先に穿孔するステップと、
前記翼外板（３０）を前記翼リブ及び／またはスパー構造体に付けるステップと、
ドリルヘッドと拡張可能クランプ（６０）のディスペンサとを有するプログラム可能なエンドエフェクタ（５０）を、翼外板の外装に適用するステップと、
前記エンドエフェクタ（５０）を使用して、第１の拡張可能クランプ（６０）を取り付ける、最初の締結孔（４０）の位置に近接した前記翼外板（３０）の第１のパイロット孔を特定するステップと、
前記エンドエフェクタ（５０）のディスペンサを利用して、前記第１のパイロット孔内に拡張可能クランプ（６０）を一時的に挿入するステップと、
前記エンドエフェクタ（５０）を使用して、挿入後に前記拡張可能クランプ（６０）を回転して締め、前記翼外板（３０）とリブ及び／またはスパー構造体との間に所定の力を得るステップと、
前記第１のパイロット孔に直ぐ近接して、締結孔（４０）のさらなる所望の場所を特定するステップと、
前記エンドエフェクタ（５０）を使用して、前記第１のパイロット孔に直ぐ隣接して第１の組の締結孔（４０）を穿孔するステップと、
前記エンドエフェクタ（５０）を使用して、前記拡張可能クランプ（６０）を回転して緩め、取り外すステップと、
前記エンドエフェクタ（５０）を反復移動して次の位置に移動させ、次の所望の箇所でさらなる群の締結孔（４０）を穿孔するため同じステップを反復するステップとを含み、
航空機翼パネルは、バリ取り、クリーニング、及び封止のために処理中に翼パネルを分離するのを避けるのに十分な締め付け荷重がかかった状態で、内部翼リブ及び／またはスパー構造体に固定され、穿孔されてよい、方法。
【請求項１０】
前記翼リブ構造体上への前記翼パネルの取り付けに先立って、前記翼パネルのクリーニングのステップと封止のステップをさらに含む、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して航空機外板といった外装パネルを穿孔し、フレーム、ストリンガ、リブ、及び／またはスパーといった接続構造に固定するように構成されプログラムされた装置に関し、具体的には、いわゆる「ワンアップ組み立て」の穿孔を促進するように、即ち、構成要素に締結孔を穿孔した後、バリ取り、クリーニング、及び／または封止のために、こうした対をなす構成要素同士を分離する必要がないように設計された、エンドエフェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
民間航空機の製造は、歴史的に労働集約的であり、したがって費用のかかるものであった。このため、航空機の製造業者にとって、よりコストの低い手順及び技法を開発するという動機が恒常的に存在した。こうした取組の１つは、翼外板とも呼ばれる航空機翼外装パネルの、航空機の内部リブ及び／またはスパー構造体との組み立てに関する。例えば、航空機翼の製造、特にいわゆる仕上げの「クローズアウト」時の、翼外板の翼リブ及び／またはスパー構造体への取り付けにおいては、多くの技法が利用されてきたが、こうした技法のほとんどは、時間のかかる手作業による穿孔、クリーニング、及び封止のプロセスを、引き続き抱えている。
【０００３】
例えば、１つのアプローチは、クローズアウト中にファスナを受容する孔を穿孔した後、パネルと、リブ、スパー、及び／または他の接続構造とを分離して、バリ取り、クリーニング、及び封止をしなければならないことを避けるため、手持ちのドリルを使用して、重要な個所に短期的な締め付け荷重を別個に手作業でかけることを含む。こうしたアプローチは成功を収めてきたが、依然として、望ましいよりも退屈であり、時間がかかるものに留まっている。
【発明の概要】
【０００４】
本開示の一形態では、エンドエフェクタは、処理中にパネルをバリ取りのために対の相手の構成要素から分離しなくてはならないことを防ぐのに十分な締め付け荷重がかかった状態で、パネルを含む、対をなす構成要素同士を固定する、ワンアップ組み立てに適合している。エンドエフェクタは、ドリルと拡張可能クランプのディスペンサを有する自動ドリルヘッドであって、拡張可能クランプのディスペンサは、パネルと対の相手の構成要素とを締結するのに先立って、仕上げの穿孔作業中に、先に穿孔された様々なパイロット孔に拡張可能クランプを挿入し、拡張し、パイロット孔から拡張可能クランプを取り除くように適合している、自動ドリルヘッドを含む。拡張可能クランプのディスペンサは、締結孔を自動で穿孔する各工程における、パネルと構成要素との間に所定の締め付け力が一時的にかかった状態でのパネルと対の相手の構成要素との緊密な固定を確保する。
【０００５】
本開示の別の形態では、複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステムであって、各エンドエフェクタがドリルと拡張可能クランプのディスペンサとを有するドリルヘッドを含み、拡張可能クランプのディスペンサが、パネルと構成要素とを締結するのに先立って、ワンアップ組み立ての穿孔作業中に、航空機パネルの一部に先に穿孔された様々な孔に拡張可能クランプを挿入し、拡張し、パイロット孔から拡張可能クランプを取り除くように適合している、システムが提供される。システムは、パネルと相手方の構成要素に締結孔を自動で仕上げ穿孔する各工程において、パネルの一部と対の相手の構成要素とを所定の締め付け力がかかった状態で緊密に固定するため、拡張可能クランプを供給し回収するように構成された拡張可能クランプ用ホルスターを有する、各エンドエフェクタを含む。
【０００６】
本開示のさらなる別の形態では、航空機翼外板を主翼ボックスにワンアップ組み立てする方法は、露出した翼リブ及び／またはスパー構造体を含む主翼ボックスに航空機翼外板を提供するステップと、翼外板にパイロット孔を先に穿孔するステップと、翼外板をリブ及び／またはスパー構造体に付けるステップと、ドリルヘッドと拡張可能クランプのディスペンサとを有する、プログラム可能なエンドエフェクタを翼外板の外装に適用するステップと、最初の締結孔の位置に近接した第１のパイロット孔を特定するステップと、エンドエフェクタのディスペンサを使用して、拡張可能クランプを第１のパイロット孔内に一時的に挿入するステップと、拡張可能クランプの挿入後、エンドエフェクタを使用して拡張可能クランプを回転して締め、翼外板とリブ及び／またはスパー構造体との間に所定の力を得るステップと、エンドエフェクタを使用して、第１のパイロット孔に近接して一群の締結孔を穿孔するステップと、エンドエフェクタを使用して、拡張可能クランプを回転して緩め、取り外すステップと、エンドエフェクタを次の場所に反復移動（ｉｎｄｅｘ）して、さらなる群の締結孔を穿孔するため同じステップを反復するステップと、を含む。方法は、航空機翼のパネル、並びに内部の翼リブ及び／またはスパー構造体に、処理中に翼パネルをバリ取り、クリーニング、及び封止のために分離しなければならないのを防ぐのに十分な締め付け力がかかった状態で、締結孔が穿孔されてよいことを定めている。
【０００７】
本書で開示される全ての特徴、態様、機能、及び利点は、様々な実施形態で独立して実現されてもよく、または以下の説明及び図面を参照してさらなる詳細が理解可能な、別の実施形態の中でもしくは別の実施形態と、組み合わされてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】民間航空機に使用されていてよい型の、航空機翼概略断面図である。
【図２】建造中の状態で示されている、図１の航空機翼の主翼ボックス部の上方から見た斜視図である。
【図３】図２の線３−３で切った、翼リブ構造体の断面図である。
【図４】図２で示す翼リブ構造体の頂部に位置していればこう見えるであろう翼パネルの一部を示す、図２の線４−４で切った断面図である。
【図５】本開示に従って構築された、自動エンドエフェクタの作業端の部分斜視図である。
【図６】図５に示す自動エンドエフェクタの作業端の正面図である。
【図７】本開示の自動エンドエフェクタの一部の切取斜視図である。
【図８】本開示の自動エンドエフェクタで使用される拡張可能クランプの斜視図である。
【図９】開示の技法を利用して、図４の上側翼パネル内、並びに図２の主翼ボックスのリブ及び／またはスパー内の、あらかじめ選択した位置に締結孔を穿孔する、複数の自動エンドエフェクタの斜視図である。
【図１０】本開示の一実施方法を詳細に示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
関連する図面は必ずしも正確な縮尺で画かれておらず、開示された様々な実施形態は概略的にのみ示されていることは、理解されるべきである。開示の実施形態の諸態様は、互いに、また本書で図示も記載もしていない様々なシステム及び環境内で、組み合わせて実施してもよく、置き換えて実施してもよい。したがって、以下の詳細な記載は単に例示的なものに過ぎず、用途や使用法を制限する意図ではないことは、理解されるべきである。
【００１０】
以下の詳細な記載は、本開示を実施する装置及び方法をどちらも提供することを意図したものである。本開示の実際の範囲は、添付の特許請求の範囲によって規定されるとおりである。
【００１１】
まず図１を参照すると、ほぼ飛行方向に沿って配向された長手方向軸「ａ−ａ」に沿った航空機翼１０の断面図が概略的に描かれている。翼１０は、内部前方翼スパー１２、内部後方翼スパー１４、頂部翼外表面１５、底部翼外表面１７をそれぞれ含む。翼１０は、前縁１６及び後縁１８を含む。前方翼スパー１２、後方翼スパー１４、頂部翼表面１５、底部翼表面１７の各境界によって、主翼ボックス１９が形成され、画定されている。前方翼スパー１２が翼１０の前縁１６付近に位置している一方、後方翼スパー１４は、翼１０の後縁１８付近に位置している。本開示の装置及び方法は図１の翼１０の潜在的に重要な部位として主翼ボックス１９に特に焦点を当てているが、同じ装置及び方法は、胴体の外板を内装フレーム及びストリンガに付ける場合にも、同様に適用可能である。
【００１２】
ここで図２を参照すると、軸「ｂ−ｂ」に沿って横方向に延びる主翼ボックス１９が、製造中に、即ち、上側翼外板３０（図４）としても知られる上側翼パネルなしで、示されている。主翼ボックス１９は、横方向に延びる前方翼スパー１２と後方翼スパー１４の間に延び、横方向に間隔をおいて配置された複数の内部リブ２０、２２、２４、２６を含んでいる。各リブは長手方向に延びており、したがって２つの翼スパー１２、１４間で、機首・機尾方向を相互接続する補強材となっている。簡素化のため４つのリブのみが示されているが、民間航空機の翼は通常、本書に図示され記載されるよりも何倍も多い数のリブを含んでいるだろう。
【００１３】
翼外板３０を固定する目的で、各リブ２０、２２、２４，２６は、一体的に形成された複数の頂部ブラケット（民間航空機製造業界ではシェアタイとも呼ばれる）を含んでいる。例えば、示されるように、リブ２０は、ブラケット２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、及び２０Ｄを含み、一方でリブ２２は、ブラケット２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄを含んでいる。同様に、リブ２４及び２６は、同様に特定されるブラケットを含む。ここで図３及び図４も参照すると、上側翼外板３０（図４）を前方翼スパー１２及び後方翼スパー１４、並びにリブ２０、２２、２４、及び２６に取り付けるため、翼外板３０、翼スパー１２、翼スパー１４（図２）内に、また各ブラケット２０Ａ−Ｄ、２２Ａ−Ｄ、２４Ａ−Ｄ、及び２６Ａ−Ｄの上側表面３４（図３）内にも、複数のパイロット孔２８（図２及び図３）が先に穿孔されている。当業者は、各ブラケットの上側表面３４が、各リブ２０、２２、２４、２６の頂表面３２と境界を共有し、表面３２を規定していることを理解するであろう。加えて、各パイロット孔２８は、以下で説明する理由により、例えばブラケット２２Ｃ（図２及び図４）に示されている締結孔４０よりも小さい孔である。航空機主翼ボックス１９の仕上げのクローズアウトのため、翼外板３０は、最終的には、スパー１２、１４の頂部と、リブ２０、２２、２４、２６（図２）の上側表面３２（図３）の上に、配置され固定される。
【００１４】
本開示の全実施例は、翼外板３０を、翼スパー１２、１４、並びに様々なブラケット２０Ａ−Ｄ、２２Ａ−Ｄ、２４Ａ−Ｄ、及び２６Ａ−Ｄに固定するための装置、方法、及び／またはシステムに関する。ここで図５、図６、及び図７も参照すると、翼外板を航空機翼構造体に固定するための手作業ツールの使用に関連する退屈で時間のかかる処理を回避するため、自動エンドエフェクタ５０（図５）を使用して、上記の複数の翼リブ及びスパー構造体に最終的に固定するための、航空機翼外板３０（図４）の片側からのワンアップ組み立て穿孔作業が促進されてよい。ワンアップ組み立て工程が、バリ取り、クリーニング、及び、最終的に固定されるべき対をなす構成要素同士の封止のために、穿孔後に翼外板３０を翼リブ及びスパーから分離しなければならないことを回避するようにして設計されているため、エンドエフェクタ５０は、あらゆる実際の穿孔シーケンスの開始に先立って、組となる構成要素同士を先に装着する仮止め用クランプのシステムを利用する。
【００１５】
この目的のため、エンドエフェクタ５０は、締結孔４０の穿孔のために、組となる構成要素同士の間に短期的に加えられる締め付け力をかけるのに、拡張可能クランプ６０（図７及び図８）を利用する。クランプは、実際のファスナ（図示せず）の取り付けの準備としてパイロット孔２８内に挿入されてよい。ファスナの物理的実装は、後続するシーケンス内で、別の組み立てステーションにおいて、行われてもよい（どちらも、図示もされず本開示の一部でもない）。
【００１６】
エンドエフェクタ５０の面５８（図５及び図６）には、粉じんや穿孔プロセスから出る切りくずを含む切削屑を除去するように設計された、真空シュート（ｃｈｕｔｅ）４４が組み込まれている。拡張可能クランプ用ホルスター５４は、様々なサイズの開口４６に内包された、様々なサイズの拡張可能クランプ６０を保持するように構成されている。主翼ボックス１９のインボード端ではアウトボード端の５倍超もの大きさの厚さを有し得る、様々な厚さの航空機外板に対応するため、種々のサイズのクランプ６０が必要である。様々なサイズの拡張可能クランプ６０を順次供給し、次に、ホルスター５４の曲側面４８内に位置する一対のノッチ５６（図５及び図６）のうちの１つを、拡張可能クランプ取り付け／取り外し機構６８を収容する位置まで回転させるため、拡張可能クランプ用ホルスター５４は、回転可能かつ反復移動可能である。取り付け／取り外し機構６８は、下記のように、拡張可能クランプ６０を順次、取り付けて回転させて締め、その後、回転して緩めて取り外すように設計されている。複数のサイズの開口４６は、米国ワシントン州、ケントのＣｅｎｔｒｉｘ，ＬＬＣ（ｗｗｗ．ｃｅｎｔｒｉｘ−ｌｌｃ．ｃｏｍ）から販売されており様々なサイズで入手可能な、Ｃｅｎｔｒｉｘ（登録商標）ブランドの片側拡張可能クランプといった、様々なサイズのクランプ６０を内包している。
【００１７】
３次元ホルスター５４は、穿孔用ノーズ５２（図５及び図６）から間隔を空けて配置されており、ホルスター５４と穿孔用ノーズ５２のどちらも、エンドエフェクタ５０の面５８から延びている。穿孔用ノーズ５２は、（図９に示すタイプの）ドリルビット９６を保持するように設計されている。開示されるように、外板３０（図４）が主翼ボックス１９（図２）の露出したリブ２０、２２、２４、２６及びスパー１２、１４の上に当てられるとすぐに、最初の所望の締結孔位置に近接して最初のパイロット孔２８が特定されるように、エンドエフェクタがプログラムされてよい。次に、拡張可能クランプ用ホルスター５４は、ノッチ５６のうちの１つが拡張可能クランプ取り付け／取り外し機構６８上に位置するように、反復移動することができる。次に、機構６８は、ホルスター５４の開口４６から回収した拡張可能クランプ６０を、最初の締結孔の位置に近接して先に穿孔されたパイロット孔２８（図２及び図３）内に順次挿入する。次に、機構６８は、クランプの挿入端６２が拡張して、対をなす構成要素同士（例えば外板３０とスパー１２）の間に所定の締め付け力が働くまで、拡張可能クランプ６０のファスナヘッド６６（図８）を回転して締めることによって、クランプの雌ネジ付きボルト６４を回転させ、拡張可能クランプ６０を強固に取り付ける。
【００１８】
エンドエフェクタ５０は、一時的に取り付けられた拡張可能クランプ６０に最も近接した、即ち拡張可能クランプ６０を直接取り囲む、所定の位置に一群の締結孔を穿孔するようにプログラムされている。その後、エンドエフェクタは拡張可能クランプ６０を回転して緩めて取り外し、次の位置まで反復移動して、複数の締結孔の穿孔を継続するために同一のステップを反復する。
【００１９】
開示の実施形態では、ホルスター５４はモジュール式であり、クリーニング及びリロード用に取り外し可能である。理想的には、拡張可能クランプ６０によって与えられる所定のクランプ力は、締結孔を作製するのに必要な穿孔力と少なくとも同等である。そうした締め付け力は、組となる構成要素同士の間にバリが発生するのを避けるのに十分なようにして、決定される。バリは、構成要素の界面の完全性を損なうものであり、バリ取りやクリーニングや封止のために、後工程でパネルの分離を必要とさせる。最後に、パネルとその相手方のリブ及び／またはスパー構造体とをクリーニングするステップと封止するステップが、あらゆる所与のワンアップ組み立ての穿孔作業に先立って、即ち、例えば翼外板とその相手方のリブ及びスパー構造体の実際の穿孔に先立って行われることは、理解されるだろう。
【００２０】
エンドエフェクタ５０内に完全に内包された、仮止め用拡張可能クランプ６０を供給かつ回収するための回転式拡張可能クランプ用ホルスター５４を使用する開示のシステムは、組となる構造体同士に締結孔を自動で穿孔する各工程における、短期的に所定の力がかかった状態での翼外板、リブ、及びスパー構造体間の緊密な嵌合を確保する。
【００２１】
引き続き図６を参照すると、主翼ボックス１９上におけるエンドエフェクタ５０のプログラム化された動きを促進する、プログラム可能な視覚システム（図示せず）の一部として、カメラ７０が含まれていてよい。さらに、エンドエフェクタ５０の様々な動作状況／機能を制御するための、様々な油圧配管及び／または空気圧配管７２、７４、７６、及び７８が含まれていてよい。
【００２２】
図９を参照すると、主翼ボックス１９の前方のスパー及びリブブラケットエリア上に締結孔を穿孔するエンドエフェクタ８０、８２、８４のシステムが設けられていてよい一方、同時に主翼ボックス１９の後方の翼スパー及びリブブラケットエリア上に同様の作業をする別のエンドエフェクタ８６、８８、９０、９２のシステムが設けられていてよい。各エンドエフェクタが、コンピュータデータベース及び動作プログラム（どちらも図示せず）によって管理され得るドリルビット９６を有している。
【００２３】
方法例
前提
Ａ）１／１６インチ〜１インチのサイズを有する、定格荷重が２，０００ポンドまでの締め付け力の、Ｃｅｎｔｒｉｘ（登録商標）ブランドの片側拡張可能クランプを使用する。
Ｂ）パイロット孔の内径は、少なくとも１／１６インチとする。
Ｃ）各シェアタイまたはブラケット２０Ａ−Ｄ、２２Ａ−Ｄ、２４Ａ−Ｄ、２６Ａ−Ｄ（図２）は、少なくとも１つの先に穿孔されたパイロット孔を含み、ブラケットの上側表面３４は、少なくとも１０平方インチの表面積を有する。
Ｄ）各締結孔の直径は、少なくとも３／１６インチとする。
【００２４】
方法の詳細
ここで図１０のフロー図も参照すると、上記の開示に従って、ワンアップ組み立ての穿孔作業に関して、以下のステップが実施されてよい。
１）外板３０の内表面がまずクリーニングされ、封止材料が塗布される。
２）次に、主翼ボックス１９（図２）の露出したリブ２０、２２、２４、２６及びスパー１２、１４に、外板３０が付けられる。
３）エンドエフェクタ５０は、主翼ボックス１９の特定のサイズ及び構成のためにプログラムされており、最初の締結孔４０の未穿孔位置の付近で、最初の先に穿孔したパイロット孔２８を特定して、パイロット孔２８に、適正にサイズ決めされた拡張可能クランプ６０を挿入する。
４）次に、ノッチ５６のうちの１つが取り付け／取り外し機構６８の直ぐ上に位置するように、ホルスター５４が反復移動される。
５）エンドエフェクタ５０は、外板３０とブラケット両方のパイロット孔２８内に、例えばこれらの組となる構成要素同士を緊密にクランプ締めするため、特定された拡張可能クランプ６０（例えば１個の１／１６インチのＣｅｎｔｒｉｘ（登録商標）ブランドの片側拡張可能クランプ）を挿入する。
６）次に、取り付け／取り外し機構６８は挿入を完了し、挿入された拡張可能クランプ６０を回転して締め、所与の締め付け荷重がかかった状態で、外板３０とブラケットを固定する。
７）次に、エンドエフェクタ５０は所定の穿孔プログラムに従って外板３０及びブラケット２２Ｂの表面上に移動し、最初の恒久孔４０を穿孔した後、続いて外板とブラケットの両方に、例えば、最初の１つを含む少なくとも２つの所定の箇所に、（例えば、３／１６から５／１６インチのサイズの）さらなる締結孔４０を穿孔する。これらの孔は全て、拡張可能クランプ６０に近接しており、即ちクランプ６０の径方向約数インチ内にある。
８）複数の締結孔が穿孔された後、取り付け／取り外し機構６８を拡張可能クランプ６０の上方に位置させるため、エンドエフェクタ５０が反復移動される。次に、取り付け／取り外し機構６８は、拡張可能クランプ６０を回転して緩めて取り外す。
９）次に、エンドエフェクタ５０は、外板３０の表面を越えて、別の外板つなぎ材（ｓｋｉｎ  ｔｉｅ）内またはスパー１２もしくはスパー１４（図２）内の、新たなパイロット孔２８まで移動する。主翼ボックス１９内のあらかじめプログラムされた全ての締結孔が穿孔されるまで、これらのステップが繰り返される。
１０）最後に、主翼ボックス１９は、実際のファスナの取り付けのため、別の組み立てステーションへと移送される。移送を促進するため、Ｃｅｎｔｒｉｘ（登録商標）ブランドの片側拡張可能クランプは、孔のうちのいくつかの中の所定の位置に残されていてよい。
【００２５】
外板またはパネルを含む組となる構成要素同士を、先に装着して穿孔する記載のワンアップ組み立て技法は、開示も示唆もされていない、他の変形形態や代替構造を有し得る。例えば、本書全体にわたって、仕上げ用の及び／または恒久的な締結孔のみが記載されているが、ある文脈では代わりに、締結孔は一時的なものとしてのみ用いられ得る。本書では航空機翼用のエンドエフェクタのみが示されているが、このワンアップ組み立ては、航空機の胴体といった、示されていない他の構造物にもまた同等に適用され得る。加えて、例えば迅速な反復移動の利便のためにホルスター５４内に設けられた一対のノッチ５６といった、他のアイテムまたは要素は、本開示の装置及び／または方法の効率を損なうことなく変更することができ、代わりに単一のノッチを使用することもできる。
【００２６】
さらに、本発明は以下の条項による実施形態を含む。
【００２７】
条項１．穿孔後のバリ取り用に構成要素同士を分離することを避けるために十分な締め付け力がかかった状態で、ワンアップ組み立てで、一対の構成要素を固定して穿孔するように適合したエンドエフェクタであって、
ドリルと、構成要素内の締結孔の仕上げ穿孔中に、先に穿孔された様々なパイロット孔に拡張可能クランプを挿入し、拡張し、パイロット孔から拡張可能クランプを取り除くように適合している拡張可能クランプのディスペンサと、を含む自動ドリルヘッドを備え、
拡張可能クランプのディスペンサは、構成要素に締結孔を自動で穿孔する各工程における、所定の締め付け力が一時的にかかった状態での構成要素の選択された部分の緊密な固定を確保する、エンドエフェクタ。
【００２８】
条項２．拡張可能クランプのディスペンサは、仕上げ穿孔中に、複数の拡張可能クランプを選択的に供給し回収するように構成されたホルスターを含む、条項１に記載のエンドエフェクタ。
【００２９】
条項３．エンドエフェクタは、一対の構成要素の片側のみに適用される、条項１に記載のエンドエフェクタ。
【００３０】
条項４．エンドエフェクタは自動マシンである、条項１に記載のエンドエフェクタ。
【００３１】
条項５．構成要素のうちの１つはパネルである、条項１のエンドエフェクタ。
【００３２】
条項６．エンドエフェクタは、構成要素の仕上げ穿孔中に拡張可能クランプ及びファスナの位置を位置決めするように電子的にプログラムされる、条項１に記載のエンドエフェクタ。
【００３３】
条項７．ホルスターは、モジュラー式であり、クリーニング及びリロード用に取り外し可能である、条項１に記載のエンドエフェクタ。
【００３４】
条項８．ホルスターは、ドリルから間隔を空けて配置されており、ホルスターは反復移動が可能で完全に自動化されている、条項２に記載のエンドエフェクタ。
【００３５】
条項９．エンドエフェクタは、構成要素のパネル側部上でのエンドエフェクタの正確な配置と動作のための電子視覚カメラを含む、条項３に記載のエンドエフェクタ。
【００３６】
条項１０．複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステムであって、各エンドエフェクタが、ドリルと拡張可能クランプのディスペンサとを有するドリルヘッドを含み、拡張可能クランプのディスペンサが、パネル及び関連する構成要素に締結孔を穿孔するワンアップ組み立て中に、航空機パネルの一部に先に穿孔された様々なパイロット孔に拡張可能クランプを挿入し、拡張し、パイロット孔から拡張可能クランプを取り除くように構成されており、システムが、航空機パネル及び関連づけられた構成要素に締結孔を自動で仕上げ穿孔する各工程における、所定の力が加わった状態でのパネルと関連付けられた構成要素との緊密な固定を確保するため、拡張可能クランプをドリルヘッドに供給し回収するように構成されたホルスターを有する各エンドエフェクタを含む、システム。
【００３７】
条項１１．各ホルスターが、仕上げ穿孔用のワンアップ組み立て中に拡張可能クランプを選択的に供給し回収するように構成されている、条項１０に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００３８】
条項１２．各エンドエフェクタが、構成要素の外装パネル側にのみ適用される、条項１０に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００３９】
条項１３．各エンドエフェクタが、自動マシンである、条項１０に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００４０】
条項１４．航空機パネルが、航空機の翼または胴体のパネルである、条項１０に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００４１】
条項１５．各エンドエフェクタが、パネルをリブ、スパー、フレーム、またはストリンガに固定する間に、翼または胴体のパネルの一部上に先に穿孔された拡張可能クランプの位置とファスナの位置を特定するように構成されている、条項１４に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００４２】
条項１６．各ホルスターが、モジュラー式であり、クリーニング及びリロード用に取り外し可能である、条項１０に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００４３】
条項１７．ホルスターは、ドリルから間隔を空けて配置されており、各ホルスターは反復移動が可能で完全に自動化されている、条項１１に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００４４】
条項１８．各エンドエフェクタは、翼パネルの外装側部上でのエンドエフェクタの正確な配置と動作のための電子視覚カメラを含む、条項１４に記載の複数の電子的にプログラム可能なエンドエフェクタを使用するシステム。
【００４５】
条項１９．航空機翼外板を複数の翼リブ及び／またはスパー構造体にワンアップ組み立てする方法であって、
翼外板と、露出した翼リブ及び／またはスパー構造体を有する航空機主翼ボックスを提供するステップと、
翼外板にパイロット孔を先に穿孔するステップと、
翼外板を翼リブ及び／またはスパー構造体に付けるステップと、
ドリルヘッドと拡張可能クランプのディスペンサとを有するプログラム可能なエンドエフェクタを、翼外板の外装に適用するステップと、
エンドエフェクタを使用して、第１の拡張可能クランプを取り付ける、最初の締結孔の位置に近接した翼外板の第１のパイロット孔を特定するステップと、
エンドエフェクタのディスペンサを利用して、第１のパイロット孔内に拡張可能クランプを一時的に挿入するステップと、
エンドエフェクタを使用して、挿入後に拡張可能クランプを回転して締め、翼外板とリブ及び／またはスパー構造体との間に所定の力を得るステップと、
第１のパイロット孔に直ぐ近接して、締結孔のさらなる所望の場所を特定するステップと、
エンドエフェクタを使用して、第１のパイロット孔に直ぐ隣接して第１の群の締結孔を穿孔するステップと、
エンドエフェクタを使用して、拡張可能クランプを回転して緩め、取り外すステップと、
エンドエフェクタを反復移動して次の位置に移動させ、次の所望の箇所でさらなる群の締結孔を穿孔するため同じステップを反復するステップとを含み、
航空機翼パネルは、バリ取り、クリーニング、及び封止のために処理中に翼パネルを分離するのを避けるのに十分な締め付け荷重がかかった状態で、内部翼リブ及び／またはスパー構造体に固定され、穿孔されてよい、方法。
【００４６】
条項２０．翼リブ構造体上への翼パネルの取り付けに先立って、翼パネルのクリーニングのステップと封止のステップをさらに含む、条項１９に記載の方法。
【００４７】
最後に、組となる構成要素同士は、アルミニウム合金といった金属と同様、繊維複合材料から形成されていてもよい。さらに、構造体は本書に記載したもの以外の構成と形状を有していてよく、含まれる工程は本書に記載したもの以外の動きとシーケンスを有していてよく、本開示は、本書で記載も示唆もされていない他の環境に潜在的に適用可能であってよい。例えば、開示の方法は、締結孔４０のうちのあるものの中に拡張可能ファスナ６０を挿入して使用することを含むように拡張することが、所望の場合で、かつ、もちろんワンアップ組み立てのプロセス中にそうした孔４０が穿孔された後には、可能である。さらに、本開示は本誌に記載の形態で特定の構造体を提示しているが、様々な代替実施形態の製造で使用するために、開示された構造体の多数の変形形態が想定されてよい。
【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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【外国語明細書】
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