(57)【要約】      （修正有）【課題】金属ワークピースの物理的特性を目的の金属コンポーネントへと加工及び変更するための効率的な方法及び装置を提供する。【解決手段】目的の金属コンポーネントに到達するための既定の加工パラメータが確立される。物理的特性の変更中、金属ワークピースは支持体上に固定される。既定の加工パラメータにより衝撃を制御しつつ、目的の金属コンポーネントに到達するために、ワークピースの表面に複数回衝撃が与えられる。衝撃付与中、ワークピースの現在の物理的状態を継続的に感知するセンサが提供される。目的の金属コンポーネントに到達するまで、感知及び加工から得られるワークピースの現在の物理的状態に反応して、既定の加工パラメータは調整済み加工パラメータへと変更され、衝撃が変更される。【選択図】図４
2015058475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面を有する金属ワークピースの物理的特性を変更するために前記金属ワークピースを加工する方法であって、
目的の金属コンポーネントに到達するための既定の加工パラメータを確立するステップと、
前記物理的特性の変更中に前記ワークピースを配置するステップと、
前記既定の加工パラメータにより衝撃を制御しつつ、前記ワークピースの前記表面に衝撃を与えるステップと、
前記衝撃を与えるステップの間、前記ワークピースの現在の物理的状態を感知するステップと、
前記ワークピースの前記現在の物理的状態を前記感知するステップから得られた前記ワークピースの前記現在の物理的状態に反応して、前記衝撃のための前記既定の加工パラメータを調整済み加工パラメータへと調整するステップと、
前記調整済み加工パラメータにより前記衝撃を制御しつつ、前記ワークピースの前記表面にさらなる衝撃を与えるステップと
を含む方法。
【請求項２】
前記さらなる衝撃を与えるステップは、前記目的の金属コンポーネントに到達するまで継続される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ワークピースの前記表面にさらなる衝撃を与える間に前記ワークピースの現在の物理的状態を感知するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記既定の加工パラメータ及び前記調整済み加工パラメータは共に、前記ワークピースへの衝撃カバレージエリア、前記衝撃のエネルギーレベル、及び前記ワークピースの前記カバレージエリアへの前記衝撃の付与レートを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
従動部材を提供することと、前記従動部材により前記衝撃を与えることとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
エンドエフェクタを提供することと、前記エンドエフェクタに前記従動部材を設置することとを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記エンドエフェクタにセンサを設置することと、前記センサにより前記感知するステップを実行することとを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記従動部材によって前記ワークピースの前記表面に前記衝撃を与えるために、前記エンドエフェクタを制御するためのマニピュレータを提供することを含む、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記エンドエフェクタを運動経路に従って位置決めし、且つ運動させるために、前記マニピュレータと通信する制御装置を提供することを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ワークピースの物理的特性は前記ワークピースの外形を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
表面を有する金属ワークピースの加工及び外形形成のための方法であって、
前記ワークピースの前記外形に到達するための既定の加工パラメータを確立するステップと、
制御装置を提供するステップと、
前記既定の加工パラメータを前記制御装置にインストールするステップと、
前記ワークピースが前記外形に到達するまで、前記ワークピースを加工のために配置するステップと、
エンドエフェクタと、前記エンドエフェクタに設置された従動部材とを提供するステップと、
前記既定の加工パラメータを伴って、前記制御装置を前記エンドエフェクタと通信させるステップと、
前記ワークピースの前記外形に到達するために、前記既定の加工パラメータの制御下で、前記従動部材により前記ワークピースの前記表面に複数回衝撃付与するステップと、
衝撃付与中に前記ワークピースの既存の物理的状態を監視するためのセンサを提供するステップと、
前記既定の加工パラメータの制御下で前記エンドエフェクタと前記従動部材とを既定の運動経路を介して位置決めし、且つ運動させるために、前記制御装置と通信するマニピュレータを提供するステップと、
前記ワークピースの外形に到達するための調整済み加工パラメータにより前記ワークピースをさらに加工するために、前記センサから受信した前記ワークピースの既存の物理的状態に反応して、前記既定の加工パラメータを前記調整済み加工パラメータへと調整するステップと
を含む方法。
【請求項１２】
前記既定の加工パラメータ及び前記調整済み加工パラメータは共に、前記ワークピースへの前記衝撃付与のエネルギーレベル、前記ワークピースへの前記衝撃付与レート、及び、前記ワークピースへの前記衝撃付与のカバレージエリアを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
表面を有する金属ワークピースを金属コンポーネントに加工するための装置であって、
前記加工中の前記ワークピースのための支持体と、
前記ワークピースの前記表面に複数の衝撃を与える従動部材と、
前記金属ワークピースの物理的特性を変更するため、既定の加工パラメータの制御下で前記ワークピースの前記表面に複数の衝撃を与えるために、前記従動部材に接続されて前記既定の加工パラメータを有する制御装置と、
前記従動部材が前記ワークピースに複数の衝撃を与える間に前記ワークピースの既存の物理的状態を継続的に感知するためのセンサと、
前記ワークピースの既存の物理的状態を前記センサから前記制御装置に伝送し、前記ワークピースの既存の物理的状態に反応して、金属コンポーネントに到達するためのさらなる加工を行うために前記既定の加工パラメータを調整済み加工パラメータへと調整するフィードバックシステムと
を備える装置。
【請求項１４】
前記金属ワークピースはシート金属であり、前記金属コンポーネントは航空機に有用なコンポーネントである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記金属ワークピースはプレート金属であり、前記金属コンポーネントは航空機に有用なコンポーネントである、請求項１３に記載の装置。
【請求項１６】
前記既定の加工パラメータ及び前記調整済み加工パラメータは共に、前記ワークピースへの衝撃カバレージエリア、前記従動部材の衝撃エネルギーレベル、及び前記ワークピースの前記カバレージエリアへの前記衝撃の付与レートを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記ワークピースの前記表面に複数の衝撃を与えるため、エンドエフェクタと前記エンドエフェクタに設置される前記従動部材とを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１８】
前記従動部材によって前記ワークピースの前記表面に衝撃を与えるために、前記エンドエフェクタの運動及び位置を制御するためのマニピュレータを含む、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記センサは前記エンドエフェクタに設置される、請求項１７に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、金属部品の物理的特性を変更する機械システムの使用に関する。より詳細には、本開示は、航空機及び航空宇宙産業において金属コンポーネントを作成するための、金属製ワークピースのピーニングなどの機械加工の方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
シート又はプレート金属などの金属ワークピースは、ショックピーニング、超音波ピーニング、又はレーザピーニングなどの既存システムを使用して、有益なコンポーネントへと加工されることが知られている。これらのシステムはかなり有用であるが、コンポーネント部品の設計要件を満足するコンポーネント部品に到達するために、ワークピース又は部品をさらなるピーニングによって追加加工することが必要とされる場合、問題を生ずることもある。こういった追加加工は、加工するコンポーネント部品の生産コストを増大させる。
【０００３】
参照することにより本明細書に組み込まれる、下記で特定した関連出願は、金属ワークピースを目的の金属コンポーネントへと衝撃付与することを制御するための調整可能なパラメータを開示する。このような制御により、金属コンポーネント加工が従来技術よりも大幅に効率化する。
【０００４】
金属ワークピースを従来システムよりも効率的な方法で目的の金属コンポーネントへと加工するシステムの提供に対する需要が存在する。さらに、関連出願に記載されたシステムと組み合わせ、目的の金属コンポーネントに到達するまでの追加加工時間を最小限に抑える高効率な複合衝撃付与システムを提供する。
【０００５】
このようなシステムを、添付図面を参照して本明細書の後述部分に規定される本開示と比較すれば、従来の常套的アプローチのさらなる限界及び欠点は当業者には明らかであろう。
【０００６】
本出願は、２０１３年９月１９日に米国特許出願番号１４／０１３，６９０として出願された「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐａｃｔｉｎｇ  Ｍｅｔａｌ  Ｐａｒｔｓ  ｆｏｒ  Ａｅｒｏｓｐａｃｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」と題する米国特許出願の関連出願である。
【発明の概要】
【０００７】
本開示の一態様によれば、金属ワークピースの物理的特性を目的の金属コンポーネントへと加工及び変更する方法が提供される。目的の金属コンポーネントに到達するための予備試験により、既定の加工パラメータが確立される。物理的特性の変更中、ワークピースは確実に固定される。ワークピースの表面は、既定の加工パラメータにより衝撃を制御しつつ、目的の金属コンポーネントに到達するために、従動部材によって複数回衝撃付与される。方法は、衝撃付与中、現在のワークピースの状態を感知することを含む。ワークピースの物理的状態が変化するにつれ、ワークピースの現況の感知から、既定の加工パラメータは調整済み加工パラメータへと調整される。調整済み加工パラメータにより衝撃を制御しつつ、さらなる衝撃がワークピースの表面に加えられる。
【０００８】
本開示のさらなる態様は、金属ワークピースの外形を加工及び形成する方法を包含する。ワークピースが外形に到達するための、既定の加工パラメータが確立される。制御装置が提供され、既定の加工パラメータが制御装置にインストールされる。エンドエフェクタが提供され、従動部材がエンドエフェクタに設置される。エンドエフェクタ及び制御装置は相互に通信する。ワークピースが外形に到達するまで、ワークピースは加工のために配置される。従動部材は、ワークピースが外形に到達するために、既定の加工パラメータの制御下でワークピースの表面を複数回衝撃付与するために提供される。センサは、衝撃付与の間にワークピースの既存の物理的状態を監視する。マニピュレータは、既定の加工パラメータの制御下でエンドエフェクタを既定の運動経路を介して位置決めし且つ運動させるために、制御装置と通信する。センサから受信したワークピースの既存の物理的状態に反応して、既定の加工パラメータは、調整済み加工パラメータへと調整される。ワークピースへのさらなる衝撃付与は、調整済み加工パラメータの制御下にある。
【０００９】
本開示のさらなる態様は、金属ワークピースの物理的特性を金属コンポーネントへと変更するための装置の提供を包含する。加工中にワークピースを配置するための支持体が提供される。従動部材はワークピースの表面に複数の衝撃を与える。既定の加工パラメータを有する制御装置は、金属ワークピースの物理的特性を変更するため、既定の加工パラメータの制御下でワークピースの表面に対して複数の衝撃を与えるための従動部材に、接続される。従動部材がワークピースに複数の衝撃を与える間にワークピースの既存の物理的状態を感知するためのセンサが提供される。フィードバックシステムは、感知されたワークピースの物理的状態を制御装置に伝送し、ワークピースの既存の物理的状態に反応して、金属コンポーネントに到達するためのさらなる衝撃を付与するために既定の加工パラメータを調整済み加工パラメータへと調整する。
【００１０】
上述の特徴、機能及び利点は、様々な実施形態において独立に実現することが可能であり、また別の実施形態において組み合わせることも可能である。これらの実施形態について、以下の説明及び添付図面を参照してさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】金属ワークピースの物理的特性を目的の金属コンポーネントへと加工するための装置、方法及びシステムを示すフロー図である。
【図２】従動部材が金属ワークピースに衝撃付与する、概略かつ簡略化した図である。
【図３】従動部材によって金属ワークピースが衝撃付与されている間、ワークピースの一例がクランプにより支持体の所定位置に固定されて示されていること以外は、図２に類似した概略図である。
【図４】金属ワークピースの物理的特性を目的の金属コンポーネントへと加工するための方法を示すフロー図である。
【図５】実施例の航空機の製造及び保守方法のフロー図である。
【図６】航空機のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図面を参照すると、本開示の実施例は、図５に示す航空機の製造及び保守方法１００及び図６に示す航空機１０２の観点から説明される。製造前の段階では、例示的な方法１００は、航空機１０２の仕様及び設計１０４と、材料調達１０６とを含むことができる。製造段階では、航空機１０２のコンポーネント及びサブアセンブリの製造１０８とシステムインテグレーション１１０とが行われる。その後、航空機１０２は認可及び納品１１２を経て運航１１４に供される。顧客により運航される間に、航空機１０２は定期的な整備及び保守１１６（改造、再構成、改修なども含みうる）を受ける。
【００１３】
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／又はオペレーター（例えば顧客）によって実施又は実行されうる。本明細書の目的のために、システムインテグレーターは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システムの下請業者を含むことができ、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含むことができ、オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス機関などでありうる。
【００１４】
図４に示すように、例示的な方法１００によって製造された航空機１０２は、複数のシステム１２０及び内装１２２を有する機体１１８を含むことができる。高レベルのシステム１２０の例には、推進システム１２４、電気システム１２６、油圧システム１２８、及び環境システム１３０のうちの一又は複数が含まれる。任意の数の他のシステムが含まれてもよい。航空宇宙産業の例を示したが、本開示の原理は、自動車産業などの他の産業にも適用しうる。
【００１５】
本明細書に具現化された装置と方法は、製造及び保守方法１００の一又は複数の任意の段階で採用することができる。例えば、製造プロセス１０８に対応するコンポーネント又はサブアセンブリは、航空機１０２の運航中に製造されるコンポーネント又はサブアセンブリに類似の方法で作製又は製造される。また、一又は複数の装置の実施例、方法の実施例、或いはそれらの組み合わせは、例えば、航空機１０２の組立てを実質的に効率化するか、又は航空機１０２のコストを削減することにより、製造段階１０８及び１１０で利用することができる。同様に、装置の実施例、方法の実施例、或いはそれらの組み合わせのうちの一又は複数を、航空機１０２の運航中に、例えば限定しないが、整備及び保守１１６に利用することができる。
【００１６】
図５及び図６を参照すると、以下に提供される本開示の記載は一般に、カテゴリ１０８「コンポーネント及びサブアセンブリの製造」に該当し、一般にカテゴリ１１８「機体」にも該当する。
【００１７】
本開示は、金属ワークピース又は部品の物理的特性を複数の衝撃により変更するための装置及び方法を対象とする。ワークピースはシート金属又はプレート又は押出物又はアセンブリであってよく、０．０６２インチから２．００インチの範囲の厚さを有し得る。各ワークピースＷは、長さ、幅、及び厚さにおいて種々の寸法を有する。各ワークピースＷは、複数の衝撃を受ける複数の表面を有する。金属自体は、アルミニウム、チタン、又は金属合金などの金属であり得る。基本的に、金属又は金属合金ワークピースは様々な形状及び構成で存在し得る。
【００１８】
先述した関連の同時係属出願で記載した装置及び方法は、ワークピースＷの外形を含む金属ワークピースの物理的特性を変更することを包含していた。本明細書の図２を参照すると、支持体２０２上に配置されたワークピースＷの簡略化した概略図が示される。図２において支持体２０２は水平位置であるが、ワークピースＷの支持体２０２は垂直位置に、及び、潜在的には垂直と水平との間の任意の角度で設置され得ることが理解されよう。
【００１９】
ワークピースＷと同様に支持体２０２は、何らかの設計された寸法を有し、各ワークピースＷを受容及び加工することができる。所与の支持体２０２上で従動部材２０４により、ワークピースＷが全体的に衝撃付与される場合もあり得る。他の場合には、長さのあるワークピースＷが、同ワークピースの連続的なセクションにおいて加工され得る。長さのあるワークピースＷの前縁セクションが、支持体に固定されつつ加工され得る。段階的方法で、類似の寸法を有する近隣の後縁セクションが全プロセスの中でより後に衝撃付与される間、前縁セクションは前方に移動される。
【００２０】
ワークピースＷ群全体が加工されるうえで、各ワークピースＷは従動部材２０４による衝撃付与中、衝撃カバレージエリアに相当する表面２０６全面に渡って支持される。本明細書で詳細に述べるように、ワークピースＷが支持体２０２に配置される間、従動部材２０４は、ワークピースＷ全体の、及び長さのあるワークピースＷの各セクションの全カバレージエリアに衝撃付与するために、マニピュレータ及びエンドエフェクタにより制御される。
【００２１】
図２に概略的に示すように、従動部材２０４は、ワークピースＷの表面２０６に複数の衝撃を与えるために提供される。衝撃エネルギーが、従動部材２０４を介した衝撃波として、ワークピースＷの表面２０６へと移動する。衝撃波は、ワークピースＷ内の内部圧縮層としてワークピース表面２０６から伝送される。圧縮層はワークピースを、所望の外形などの変更された物理的特性を有する目的の金属コンポーネントへと変更するために作用する。従動部材２０４は、ワークピースＷよりも高強度であることが望ましい。
【００２２】
上述の関連出願を参照すると、ワークピースＷが支持体２０２上に位置する間、ワークピースＷの表面２０６に対して、従動部材に複数の衝撃を与えさせる機械装置の１タイプ（本明細書では図示せず）が提供されている。特に、該装置は（該関連出願の図１の図番２１０で）詳細に示されており、本開示の従動部材の衝撃を操作するために使用され得る装置の１つのタイプである。  
【００２３】
ワークピースＷのための支持体２０２の複数の例が上述の関連出願に記載されている。これらの支持体の１つが、本明細書の図３に示される。関連出願に記載の支持体２０２の各例は、ワークピースＷを加工中に固定する。支持体２０２の各例は、従動部材２０４がワークピースＷの表面２０６に複数の衝撃を与えている間、ワークピースＷの反対側ではアンビルとして作用する。さらに、図２では図示しないが、クランプ群が支持体２０２と協働し、従動部材２０４による衝撃の間ワークピースＷを定位置に固定する。各クランプは細長く、従動部材２０４による衝撃の間、支持体２０２の長さ全体に延長し得る。  
【００２４】
図３を参照すると、ワークピースＷは、ワークピースＷのための支持体２０２である平坦なプレート２３０に設置されている。従動部材２０４からの衝撃エネルギーは、応力波としてワークピースの表面２０６へと移動する。細長い形状であり得るクランプ群２３２は、ワークピースＷの部分に望ましくない隆起を起こしエネルギーのロスを生じさせないために、平坦なプレート２３０に対してワークピースＷを固定し、これにより衝撃に起因する圧縮力を避ける。このようなワークピースの部分的な隆起は、上述した金属加工システムの従来技術では発生していた。様々な追加の支持体及びクランプが、先述の関連出願に記載されている。本明細書に記載の方法及び装置に使用される支持体及びクランプには、種々のタイプが幅広く存在し得ることが理解されよう。
【００２５】
ワークピースＷの物理的特性を望ましい目的のコンポーネントへと変更するための、既定の加工パラメータが提供される。ワークピースＷの物理的特性を変更するための既定の加工パラメータは、ワークピースＷへの衝撃の既定エネルギーレベル、ワークピースＷへの衝撃付与レート（ｒａｔｅ  ｏｆ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）、及び、ワークピースＷへの衝撃カバレージエリアを含む。  
【００２６】
本開示では、ワークピースＷ上の加工中、従動部材２０４の衝撃を制御するため、既定の加工パラメータをリアルタイムで変更する方法及び装置が提供される。既定の加工パラメータの制御下でワークピースを衝撃付与する間、ワークピースの既存の物理的状態を監視又は感知するためのセンサが提供される。センサが提供し得る情報の１タイプは、従動部材２０４で衝撃付与すべき次のセクションにおけるワークピースＷの深さ又は厚さである。深さの情報により、既定の加工パラメータから調整済み加工パラメータへとリアルタイムの変更が引き起こされ、これにより、ワークピースＷの次に衝撃付与されるべきセクションの衝撃を制御する。このようなリアルタイムでの変更により、ワークピースＷの追加加工量を減らし又は避け、製造コストの削減が可能となる。理想的には、ワークピースＷを目的の金属コンポーネントへと追加的に衝撃付与することが避けられれば、非常に望ましい。
【００２７】
図１を参照すると、フロー図が示される。従動部材２０４によって衝撃を与える方法及び装置がこのフロー図で示される。マニピュレータ及びエンドエフェクタを操作する制御装置が提供される。制御装置は、フロー図のボックス２１０にて「マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置」として示される。マニピュレータは、フロー図のボックス２１２にて「マニピュレータ」として示される。従動部材２０４は、ワークピースＷに対して複数の衝撃を与えるためにエンドエフェクタに設置される。従動部材２０４は、フロー図のボックス２１４「エンドエフェクタピーニング装置／センサ／フィードバックシステム」で、「ピーニング装置」という語に含まれる。この実施例で、１つのセンサがエンドエフェクタピーニング装置に設置される。しかしながら、一又は複数のセンサが、エンドエフェクタ以外の位置に、又は追加の位置に位置付けられ得ることが理解されよう。少なくとも１つのセンサをエンドエフェクタに位置付けることは、センサが従動部材による衝撃エリアの最近位に設置されるため、有利である。ワークピースＷはフロー図のボックス２１６にて「部品」と特定されている。ワークピースＷの、支持体２０２上の位置に対する制御は、フロー図（ボックス２１８）にて「位置制御」と特定されている。フロー図に記載の各操作部は、各々の機能を総体と共に簡単に示すものである。
【００２８】
ワークピースＷが支持体２０２上に確実に固定されると、ワークピースＷの位置情報がマニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置（ボックス２１０）へと伝達される。マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置は、システム制御（図１のフロー図では図示せず）から、エンドエフェクタの経路情報を受信する。マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置は、プログラムされた移動経路に従って、マニピュレータ及びエンドエフェクタピーニング装置の運動制御システムを駆動する。マニピュレータは、エンドエフェクタのワークピースＷに対する現在位置において、エンドエフェクタと通信する。マニピュレータは、既定の加工パラメータの制御下で、エンドエフェクタが事前に計画した運動経路で動くよう位置決めし制御する。エンドエフェクタピーニング装置（ボックス２１４）は、制御装置（２１０）からの指令により、既定の加工パラメータの制御下で、従動部材２０４にワークピースＷに対し複数の衝撃を加えさせる。ワークピースＷは支持体２０２上で定位置に固定される。位置制御（ボックス２１８）は、マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御に、ワークピースＷの支持体２０４上の位置を提供する。
【００２９】
ワークピースＷに対する作業方法の開始時に、マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置に、ワークピースＷの物理的特性を望ましい目的のコンポーネントへと変更するための既定の加工パラメータが供給される。ワークピースＷの物理的特性を変更するための既定の加工パラメータは、ワークピースＷへの衝撃エネルギーレベル、ワークピースＷへの衝撃付与レート、ワークピースＷへの衝撃カバレージエリアを含む。衝撃エネルギーレベルは１から３５ジュールの範囲であり得る。エンドエフェクタピーニング装置（ボックス２１４）のコンポーネントである従動部材２０４により、衝撃付与する。従動部材２０４による衝撃は、マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置（ボックス２１０）の制御下にある。制御装置は、制御装置にインストールされた既定の加工パラメータを、マニピュレータ及びエンドエフェクタへ伝達する。エンドエフェクタ及びマニピュレータの運動並びに従動部材による衝撃付与は、既定の加工パラメータの制御下にある。
【００３０】
本開示では少なくとも１つのセンサがエンドエフェクタピーニング装置（２１４）に設置される。センサは例えば、ワークピースＷのこれから加工するセクションの深さ又は厚さなどの、ワークピースＷに関するリアルタイムの情報を感知する。これらリアルタイムの情報は、装置２００により加工されるワークピースＷの品質制御のため、マニピュレータ及びエンドエフェクタ制御装置（ボックス２１０）により受信される。先述のように、エンドエフェクタに設置した以外の他のセンサを使用することが有利であるが、必須ではない。  
【００３１】
既定の加工パラメータを調整済み加工パラメータへと調整するため、センサからリアルタイムの情報を受信するために、フィードバックシステム（ボックス２１４）が提供される。リアルタイムの情報を収集し記憶することにより、既定の加工パラメータは調整済み加工パラメータへと変更される。これは、目的の金属コンポーネントを品質制御基準に適合させるため加工済みのワークピースＷに追加の衝撃を与えることを避けることで、加工効率を上げるためである。調整済み加工パラメータは既定の加工パラメータと同様、ワークピースＷへの既定エネルギーレベル、ワークピースＷへの衝撃付与レート、ワークピースＷへの衝撃カバレージエリアを含む。センサはワークピースＷのリアルタイムの進捗状況を伝達し、ワークピースＷが目的の金属コンポーネントに到達するまでの追加加工を削減又は望ましくは避ける。ワークピースＷの加工を、進捗状況の中間的なもしくはオフラインでの評価を要さずに、ワンステップ又は連続的なワークピース加工で完了することが目標である。これにより、製造コストを含んだ全体的な加工効率の大幅な改善が可能となる。
【００３２】
さらなる説明として、金属ワークピースＷを目的の金属コンポーネントへと加工する方法は、図４のフロー図を参照する。少なくとも１つの表面を伴うワークピース２５０が提供され、ワークピースの物理的特性を目的の金属コンポーネントへと変更するために加工される。制御装置２５２が提供され、目的の金属コンポーネントに到達するために使用される既定の加工パラメータが、制御装置にインストールされる。ワークピースは加工のために配置２５４される。ワークピースが配置されると、目的のコンポーネントに到達するために、既定の加工パラメータの制御下でワークピースＷへの衝撃付与が進行２５６する。現況のワークピースの全面に渡る衝撃が、リアルタイムで感知２５８される。既定の加工パラメータは、ワークピースの物理的状態の感知により提供されるワークピースの既存の状態に反応して衝撃が変更２６０されるよう、調整済み加工パラメータへと調整される。調整済み加工パラメータの制御下で、目的のコンポーネントに到達するまで、衝撃はワークピースに対して継続２６２される。ワークピースＷの継続的な加工の間、ワークピースの物理的状態の感知により提供されるワークピースの現況２６０のさらなる変更に基づいて、調整済み加工パラメータはさらに適宜調整され得ることが理解されたい。
【００３３】
条項１
表面を有する金属ワークピースの物理的特性を変更するために、該金属ワークピースを加工する方法であって、  
目的の金属コンポーネントに到達するための既定の加工パラメータを確立するステップと、
物理的特性の変更中に該ワークピースを配置するステップと、
既定の加工パラメータにより衝撃を制御しつつ、該ワークピースの表面に衝撃を与えるステップと、
衝撃を与えるステップの間、該ワークピースの現在の物理的状態を感知するステップと、
該ワークピースの現在の物理的状態を感知するステップから得られた該ワークピースの現在の物理的状態に反応して、衝撃のための既定の加工パラメータを、調整済み加工パラメータへと調整するステップと、
調整済み加工パラメータにより衝撃を制御しつつ、該ワークピースの表面にさらなる衝撃を与えるステップと
を含む、方法。
【００３４】
条項２
さらなる衝撃を与えるステップは、目的の金属コンポーネントに到達するまで継続される、条項１に記載の方法。
【００３５】
条項３
該ワークピースの表面にさらなる衝撃を与える間に該ワークピースの現在の物理的状態を感知するステップを含む、条項１に記載の方法。
【００３６】
条項４
既定の加工パラメータ及び調整済み加工パラメータは共に、該ワークピースへの衝撃カバレージエリア、衝撃エネルギーレベル、及び該ワークピースのカバレージエリアへの衝撃付与レートを含む、条項１に記載の方法。  
【００３７】
条項５
従動部材を提供するステップ、及び該従動部材により衝撃を与えるステップを含む、条項１に記載の方法。
【００３８】
条項６
エンドエフェクタを提供するステップと、該エンドエフェクタに該従動部材を設置するステップをと含む、条項５に記載の方法。
【００３９】
条項７
該エンドエフェクタにセンサを設置するステップと、該センサによる感知を実行するステップを含む、条項６に記載の方法。
【００４０】
条項８
該従動部材によって該ワークピースの表面に衝撃を与えるために、該エンドエフェクタを制御するためのマニピュレータを提供するステップを含む、条項６に記載の方法。
【００４１】
条項９
該エンドエフェクタを運動経路に従って位置決め及び運動させるために、該マニピュレータと通信する制御装置を提供するステップを含む、条項８に記載の方法。
【００４２】
条項１０
該ワークピースの物理的特性は該ワークピースの外形を含む、条項１に記載の方法。
【００４３】
条項１１
表面を有する金属ワークピースの加工及び外形形成のための方法であって、
該ワークピースが該外形に到達するための既定の加工パラメータを確立するステップと、
制御装置を提供するステップと、
該既定の加工パラメータを該制御装置にインストールするステップと、
該ワークピースが該外形に到達するまで、該ワークピースを加工のために配置するステップと、
エンドエフェクタと、該エンドエフェクタに設置された従動部材を提供するステップと、
該既定の加工パラメータを伴って該制御装置を該エンドエフェクタと通信させるステップと、
該ワークピースの該外形に到達するために、該既定の加工パラメータの制御下で、該従動部材により該ワークピースの表面に複数回衝撃付与するステップと、
衝撃付与中に該ワークピースの既存の物理的状態を監視するためのセンサを提供するステップと、
該既定の加工パラメータの制御下で、該エンドエフェクタと該従動部材とを既定の運動経路を介して位置決め及び運動させるために、該制御装置と通信するマニピュレータを提供するステップと、
該ワークピースの外形に到達するため調整済み加工パラメータにより該ワークピースをさらに加工するために、該センサから受信した該ワークピースの既存の物理的状態に反応して、該既定の加工パラメータを該調整済み加工パラメータへと調整するステップと
を含む方法。
【００４４】
条項１２
該既定の加工パラメータ及び該調整済み加工パラメータは共に、該ワークピースへの衝撃付与エネルギーレベル、該ワークピースへの衝撃付与レート、及び、該ワークピースへの衝撃カバレージエリアを含む、条項１１に記載の方法。
【００４５】
条項１３
表面を有する金属ワークピースを金属コンポーネントに加工するための装置であって、
加工中の該ワークピースのための支持体と、
該ワークピースの表面に複数の衝撃を与える従動部材と、
該金属ワークピースの物理的特性を変更するため、既定の加工パラメータの制御下で該ワークピースの表面に複数の衝撃を与えるために、該従動部材に接続され該既定の加工パラメータを有する、制御装置と、
該従動部材が該ワークピースに複数の衝撃を与える間、該ワークピースの既存の物理的状態を継続的に感知するためのセンサと、
該ワークピースの既存の物理的状態を該センサから該制御装置に伝送し、該ワークピースの既存の物理的状態に反応して、金属コンポーネントに到達するためのさらなる加工を行うるために該既定の加工パラメータを調整済み加工パラメータへと調整するフィードバックシステムと
を含む装置。
【００４６】
条項１４
該金属ワークピースはシート金属であり、該金属コンポーネントは航空機に有用なコンポーネントである、条項１３に記載の装置。
【００４７】
条項１５
該金属ワークピースはプレート金属であり、該金属コンポーネントは航空機に有用なコンポーネントである、条項１３に記載の装置。
【００４８】
条項１６
該既定の加工パラメータ及び該調整済み加工パラメータは共に、該ワークピースへの衝撃カバレージエリア、該従動部材の衝撃エネルギーレベル、及び該ワークピースのカバレージエリアへの衝撃付与レートを含む、条項１３に記載の方法。
【００４９】
条項１７
該ワークピースの表面に複数の衝撃を与えるため、エンドエフェクタと該エンドエフェクタに設置される該従動部とを含む、条項１３に記載の装置。
【００５０】
条項１８
該従動部材によって該ワークピースの表面に衝撃を与えるために、該エンドエフェクタの運動及び位置を制御するためのマニピュレータを含む、条項１７に記載の装置。
【００５１】
条項１９
該センサは該エンドエフェクタに設置される、条項１７に記載の装置。
【００５２】
本開示を特定の実施例を参照しながら説明してきたが、当業者であれば、本開示の範囲から逸脱することなく変形例が可能であること、及びその要素を同等物に置換することが可能であることを理解するだろう。加えて、本開示の範囲から逸脱することなく、本開示の教示に多数の修正を加えて特定の状況又は材料に適応させることが可能である。したがって、本開示は、記載された特定の実施例に限定されるものではなく、請求の範囲に含まれるすべての実施例を含むものである。
【符号の説明】
【００５３】
１００    例示的な方法
２００    装置
２０２    支持体
２０４    従動部材
２０６    表面
２３０    平坦なプレート
２３２    クランプ
【図１】
2015058475.tif 000003
【図２】
2015058475.tif 000004
【図３】
2015058475.tif 000005
【図４】
2015058475.tif 000006
【図５】
2015058475.tif 000007
【図６】
2015058475.tif 000008
【外国語明細書】
2015058475000001.pdf
2015058475000002.pdf
2015058475000003.pdf
2015058475000004.pdf