(57)【要約】      （修正有）【課題】航空機構造物の製造に関し、構造物に対してツールシステムを位置付けるためのシステム及び方法を提供する。【解決手段】構造物１０６に対してエンドエフェクタ１２０を位置付けるための方法及び装置である。装置は、エンドエフェクタ１２０とセンサシステム１３８とを備えうる。エンドエフェクタ１２０は、構造物１０６に作業を実行するよう構成されうる。センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０から外向きに伸長する複数のセンサを有しうる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物（１０６）に作業（１１１）を実行するよう構成されたエンドエフェクタ（１２０）と、
前記エンドエフェクタ（１２０）から外向きに伸長する複数のセンサ（１５１４）を有するセンサシステム（１３８）とを備える、装置。
【請求項２】
前記エンドエフェクタ（１２０）に接続され、かつ、前記構造物（１０６）の表面（１１６）に接触するよう構成された押さえ部（１５１）を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記複数のセンサ（１５１４）は、前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に対する前記複数のセンサ（１５１４）の位置（１５１７）についての位置データ（１５１６）を生成する（２９００）よう構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記複数のセンサ（１５１４）は、前記押さえ部（１５１）内の中央に配置され、かつ、前記押さえ部（１５１）の接触表面（１５０２）に対してほぼ垂直に、外向きに伸長する、請求項２に記載の装置。
【請求項５】
前記複数のセンサ（１５１４）は等間隔を保つ三角形配設を有する、請求項２に記載の装置。
【請求項６】
前記複数のセンサ（１５１４）は、前記押さえ部（１５１）が前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に接触するのに先立って、前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に接触するよう構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項７】
前記複数のセンサ（１５１４）は、前記押さえ部（１５１）内の中央に配置されたチャネル（１５０４）から外向きに伸長する、請求項２に記載の装置。
【請求項８】
前記センサシステム（１３８）は、前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）上に物体（１７４）が存在するか否かを識別し、かつ、前記押さえ部（１５１）が前記物体（１７４）に到達する前に前記エンドエフェクタ（１２０）を停止させるよう構成された信号（１５３８）を生成するよう、構成される、請求項２に記載の装置。
【請求項９】
前記複数のセンサ（１５１４）からの位置データ（１５１６）に基づいて、前記構造物（１０６）の表面（１１６）に対する前記エンドエフェクタ（１２０）の位置を変更するよう構成された、移動システム（１５２０）を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記複数のセンサ（１５１４）に関連付けられ、かつ、前記構造物（１０６）の表面（１１６）に接触した前記複数のセンサ（１５１４）に反応して、伸長位置（１５２８）と退縮位置（１５３０）との間で前記複数のセンサ（１５１４）を移動させるよう構成された、付勢システム（１５１５）を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記センサシステム（１３８）は、前記構造物（１０６）の表面（１１６）に穿孔された孔（１３４）に挿入されたファスナ（１０４）の面一（１７１）を測定するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記エンドエフェクタ（１２０）は、穿孔システム（１４０）、検査システム（１４２）、ファスナ取付器（１４４）、密封剤添付器、噴霧器、又は浄化システムのうちの少なくとも１つを備える一組のツール（１３２）を保持するよう構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記複数のセンサ（１５１４）内の少なくとも１つのセンサ上に位置付けられ、かつ、前記少なくとも１つのセンサが前記構造物（１０６）の表面（１１６）を擦過することを実質的に防止するよう構成された、いくつかの防護要素（１５２７）を更に備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
構造物（１０６）に対してエンドエフェクタ（１２０）を位置付けるための方法であって、
前記構造物（１０６）の表面（１１６）に対する、センサシステム（１３８）内の複数のセンサ（１５１４）の位置（１５１７）についての位置データ（１５１６）を生成すること（２９００）、及び、
前記複数のセンサ（１５１４）によって生成された前記位置データ（１５１６）に基づいて、前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に対する前記エンドエフェクタ（１２０）の位置を変更することを含む、方法。
【請求項１５】
前記エンドエフェクタ（１２０）が前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に向かって移動する際に、前記エンドエフェクタ（１２０）の前記位置を変更することを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記複数のセンサ（１５１４）は前記エンドエフェクタ（１２０）に関連付けられた押さえ部（１５１）から外向きに伸長する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のセンサでもって前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に接触すること、及び、
前記エンドエフェクタ（１２０）が前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に向かって移動する際に、前記押さえ部（１５１）のハウジングの中で、伸長位置（１５２８）と退縮位置（１５３０）との間で前記複数のセンサ（１５１４）を移動させることを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
所望の接触力（１５３）で、前記押さえ部（１５１）を使用して前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に接触すること、及び、
前記エンドエフェクタ（１２０）に関連付けられた一組のツール（１３２）を使用して、前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に作業（１１１）を実行することを更に含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に穿孔されるべき孔（１３４）のための所望の場所（１３５）に対して、前記複数のセンサ（１５１４）を位置付けることを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記センサシステム（１３８）を使用して、前記構造物（１０６）の前記表面（１１６）に穿孔された孔（１３４）に挿入されたファスナ（１０４）の面一（１７１）を検査することを更に含む、請求項１４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に関し、具体的には、航空機構造物の製造に関する。また更に具体的には、本開示は、構造物に対してツールシステムを位置付けるためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機構造物の製造において、各航空機構造物を組み立てるために様々な作業が実行されうる。これらの作業は、手持ち工具を使用して作業人員によって手動で、又は自動デバイスを使用して、実行されうる。限定する訳ではないが例としては、航空機構造物を組み立てるために、穿孔、カウンタシンク加工、締結、結合、封止、コーティング、検査、又は他の適切な種類の作業が実行されうる。
【０００３】
これらの作業を実行する時には、部品の再加工又は廃棄を回避するために、精密な位置合わせが必要とされる。航空機構造物の生産速度を増大させることを求めて、製造業者一部は、作業人員に加えて、又は作業人員の代わりに、自動の穿孔システム及び締結システムを使用するようになっている。
【０００４】
いくつかの既存の自動システムでは、システムは、航空機構造物の表面に接触し、所定の力で表面を押圧する必要がある。これらのシステムは、穿孔ツールが表面に対して所望の様態で配向され、かつ、表面と接触していることを担保するために、機械の包括的精度及びツーリングに依拠しうる。しかし、これらのシステムを用いても、正常度測定値並びにクランプ力の測定は、所望通りに正確にはならないことがある。その結果として、カウンタシンク面一が不十分な孔、並びに、表面に対するファスナの位置ずれが、発生しうる。
【０００５】
他の既存の手法は、圧力感知ノーズピースを備えたエンドエフェクタを用いうる。ノーズピースは、エンドエフェクタと飛行機外板との間の最初の接触点でありうる。ノーズピースに組み込まれた圧力センサを用いて、ノーズピースは、機械が航空機構造物に接触する際に、位置フィードバックを提供しうる。しかしこのシステムは、かかる位置情報を生成するために飛行機外板に接触することを必要とする。結果的に、機械は、飛行機外板、ノーズピース、又はその両方に望ましくない不整合の形成を引き起こしかねない、望ましくない衝突を回避するために、ゆっくりと表面に接近する必要がある。このゆっくりとした接近は、所望されるよりも多くの時間がかり、航空機構造物が組み立てられるスピードを減少させうる。
【０００６】
これらのノーズピースシステムには、信頼性及び精度についての懸念も生じる。ノーズピースは自動システムのためのクランプ力も提供することから、ノーズピースは、中央孔に様々なドリル、孔検査プローブ、及びファスナ挿入器を嵌め通すのに十分な大きさの直径を有することが必要である。接触表面が大きいことで、航空機構造物の表面のコンター形状の違いにより、カウンタシンク深さの再現性が低減しうる。
【０００７】
加えて、大直径を備えたノーズピースは、隣接するファスナのヘッド部、外板パネルの重ね継ぎ、及び、外板表面上のごみに接触しうる。その結果として、ノーズピースは、作業を実行する時に、位置ずれを起こして不具合につながりうる。そのため、一又は複数の上述の問題、並びに、起こりうる他の問題を考慮する、方法と装置が必要とされている。
【発明の概要】
【０００８】
例示的な一実施形態では、装置は、エンドエフェクタとセンサシステムとを備えうる。エンドエフェクタは、構造物に作業を実行するよう構成されうる。センサシステムは、エンドエフェクタから外向きに伸長する複数のセンサを有しうる。
【０００９】
別の例示的な実施形態では、構造物に対してエンドエフェクタを位置付けるための方法が提供されうる。構造物の表面に対する、センサシステム内の複数のセンサの位置についての位置データが、生成されうる。構造物の表面に対するエンドエフェクタの位置は、複数のセンサによって生成された位置データに基づいて変更されうる。
【００１０】
更に別の例示的な実施形態では、組立システムは、可動プラットフォーム、可動プラットフォームに関連付けられたエンドエフェクタ、エンドエフェクタに接続された押さえ部（ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｆｏｏｔ）、及びセンサシステムを備えうる。可動プラットフォームは、構造物の表面上のある場所に対する所望の位置に、移動するよう構成されうる。エンドエフェクタは、その場所の構造物の表面に作業を実行するよう構成されうる。押さえ部は、その場所の構造物の表面に接触するよう構成されうる。センサシステムは、押さえ部から外向きに伸長する複数のセンサを有しうる。複数のセンサは、構造物の表面上の場所に対する複数のセンサの位置についての位置データを生成するよう構成されうる。
【００１１】
また別の例示的な実施形態では、ファスナを穿孔するための方法が提供されうる。エンドエフェクタは、第１スピードで構造物の表面に向かって移動しうる。エンドエフェクタは、エンドエフェクタから外向きに伸長する複数のセンサを有するセンサシステムに関連付けられうる。構造物の表面は、複数のセンサのうちの少なくとも１つでもって接触されうる。構造物の表面に対する複数のセンサの位置についての位置データが、生成されうる。構造物の表面に対するエンドエフェクタの位置は、複数のセンサからの位置データに基づいて変更されうる。エンドエフェクタは、所望の接触力でエンドエフェクタが構造物の表面に接触するよう、第１スピードよりも遅い第２スピードで構造物の表面に向かって移動しうる。孔は、エンドエフェクタを使用して、構造物の表面に穿孔されうる。
【００１２】
また別の例示的な実施形態では、表面上にツールを位置付けるための方法が提供されうる。ツールは、第１移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中にツールを大まかに位置付けるために、表面に対して移動しうる。ツールは、第２移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中の選択された位置にツールを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対して移動しうる。
【００１３】
また別の例示的な実施形態では、表面上にツールを位置付けるための方法が提供されうる。ツールは、第１移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中にツールを大まかに位置付けるために、表面に対して移動しうる。ツールは、第２移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中の選択された位置にツールを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対して移動しうる。ツールに関連付けられた要素は、選択された位置で作業を実行するために、第３移動システムを使用して、選択された位置に対して位置合わせされうる。
【００１４】
また更に別の例示的な実施形態では、表面に対して組立システムを位置付けるための方法が提供されうる。組立システムは、第１移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中に組立システムを大まかに位置付けるために、表面に対して移動しうる。動作プラットフォームは、第２移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中の選択された位置に動作プラットフォーム上のエンドエフェクタを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対して移動しうる。エンドエフェクタに関連付けられたツールは、選択された位置で作業を実行するために、動作プラットフォームを使用して、選択された位置に対して位置合わせされうる。
【００１５】
特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態で独立的に実現することが可能であるか、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解されうる、更に別の実施形態で組み合わされることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
例示的な実施形態の特性と考えられる新規の特徴は、付随する特許請求の範囲に明記される。しかし、例示的な実施形態、並びに、好ましい使用モード、更にはその目的及び特徴は、添付図面を参照して本開示の例示的な実施形態の以下の詳細説明を読むことにより、最もよく理解されるであろう。
【図１】例示的な一実施形態による製造環境のブロック図である。
【図２】例示的な一実施形態による製造環境の図である。
【図３】例示的な一実施形態による、組立システムの等角図である。
【図４】例示的な一実施形態による、エンドエフェクタ及び一組のツールの図である。
【図５】例示的な一実施形態による、組立システムの上面図である。
【図６】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムの図である。
【図７】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムの別の図である。
【図８】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムの更に別の図である。
【図９】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムのまた別の図である。
【図１０】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムの別の図である。
【図１１】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムの更に別の図である。
【図１２】例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システムのまた別の図である。
【図１３】例示的な一実施形態による、一区画内のツール管理システムの図である。
【図１４】例示的な一実施形態による、組立システムの別の実行形態の図である。
【図１５】例示的な一実施形態による、エンドエフェクタのブロック図である。
【図１６】例示的な一実施形態による、エンドエフェクタ上の押さえ部の側面図である。
【図１７】例示的な一実施形態による、押さえ部の上面図である。
【図１８】例示的な一実施形態による、パネルの表面上のある場所に向かって移動するエンドエフェクタの図である。
【図１９】例示的な一実施形態による、ある場所のパネルの表面に接触しているセンサの図である。
【図２０】例示的な一実施形態による、エンドエフェクタの位置を調整するエンドエフェクタの図である。
【図２１】例示的な一実施形態による、パネルの表面に接触する前の押さえ部の図である。
【図２２】例示的な一実施形態による、パネルに取り付けられたファスナの面一を検査するセンサシステムの図である。
【図２３】例示的な一実施形態による、パネルの表面上の物体に接近するエンドエフェクタの図である。
【図２４】例示的な一実施形態による、パネルの表面上の物体に接触しているセンサの図である。
【図２５】例示的な一実施形態による、パネルの表面に接近するエンドエフェクタの図である。
【図２６】例示的な一実施形態による、押さえ部とセンサシステムとを備えたエンドエフェクタの図である。
【図２７】例示的な一実施形態による、組立システムを動作させて構造物に作業を実行するためのプロセスのフロー図である。
【図２８】例示的な一実施形態による、組立システムを動作させて構造物のパネルにファスナを取り付けるためのプロセスのフロー図である。
【図２９】例示的な一実施形態による、構造物の表面に対してエンドエフェクタを位置付けるためのプロセスのフロー図である。
【図３０】例示的な一実施形態による、構造物の表面に対してエンドエフェクタを位置付けて作業を実行するためのプロセスのフロー図である。
【図３１】例示的な一実施形態による、構造物に所望の接触力を印加して構造物をクランプするためのプロセスのフロー図である。
【図３２】例示的な一実施形態による、センサシステムを使用して構造物の表面上の物体を検出するためのプロセスのフロー図である。
【図３３】例示的な一実施形態による、航空機の製造及び保守方法のブロック図である。
【図３４】例示的な一実施形態が実装されうる航空機のブロック図が示されている。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
例示的な実施形態は、一又は複数の種々の検討事項を認識し、かつ考慮している。限定する訳ではないが例としては、例示的な実施形態は、航空機構造物の製造作業の実行の自動化が望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。具体的には、例示的な実施形態は、航空機構造物に穿孔、測定、検査、締結、及び他の適切な作業を実行できる自動デバイスを有することが望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。
【００１８】
例示的な実施形態はまた、製造作業を実行するために航空機構造物の下で操作可能なデバイスを有することが望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。例えば、例示的な実施形態は、航空機構造物上のいくつかの場所は、所望の様態で孔を穿孔することが作業人員にとって困難であることを、認識し、かつ考慮している。
【００１９】
例示的な実施形態は、下方から翼部の外板パネルを穿孔することが、精度的及び人間工学的な困難をもたらしうることを、認識し、かつ考慮している。限定する訳ではないが例としては、不正確に配置された孔又は層剥離のような不整合が、外板パネルに穿孔された孔に形成されうる。別の例としては、外板パネルにファスナを取り付ける時に、作業人員が疲弊しうる。これらの及び他の困難は、結果として、再加工の必要性、パネル又は翼部の廃棄、所望を上回る翼部製造費用の増大、又はそれらの何らかの組み合わせをもたらしうる。
【００２０】
更に、例示的な実施形態は、製造施設の中の種々の場所に固定されたモニュメント設備を使用せずに、航空機構造物に製造作業を実行することが望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。この例示的な実施例では、「固定されたモニュメント設備」とは、施設のフロア、壁、又は製造施設の他の部分に不可動に接続された構造物である。換言すると、固定されたモニュメント設備は、施設のフロア、壁、又は他の移動不可構造物からそれを取り外さなければ、製造施設内のある場所から別の場所へと全体として移動するよう構成されていない、構造物でありうる。限定する訳ではないが例としては、固定されたモニュメント設備は、作業が構造物に実行される際に、構造物を定位置に保持しうる。これらの固定されたモニュメント設備は、施設のフロアにボルト留めされたロボット式装置、固定されたガントリシステム、又は他の構造物を含みうる。
【００２１】
例示的な実施形態は、固定されたモニュメント設備は、製造施設の中の適応性を減少させることを、認識し、かつ考慮している。例えば、固定されたモニュメント設備から組立品を分離し、更なる組立のために次の固定されたモニュメント設備にそれを移動させることは、困難でありうる。この分離−移動−再接続の時間は、生産速度を遅くし、製造適応性を減少させる。更に、これらの固定されたモニュメント設備は、所望されるよりも多くの空間を占めるか、組み立てられている航空機構造物への限定的なアクセスしか可能にしないか、又はその両方でありうる。更に、固定されたモニュメント設備は、製造、再構成、又は整備に、所望されるよりも多くの費用がかかりうる。固定されたツールシステムの使用についても、類似の問題が発生する。
【００２２】
ゆえに、例示的な実施形態は、構造物に作業を実行するための方法及び装置を提供する。これらの作業は、構造物にファスナを取り付けることを含みうる。組立システムは、動作プラットフォームと可動プラットフォームとを備える。動作プラットフォームは、表面に作業を実行するために、構造物の表面の下方に位置付けられるよう構成されうる。可動プラットフォームは、第１の場所から第２の場所まで、製造環境のフロアを差し渡って動作プラットフォームを担持するよう構成されうる。
【００２３】
ここで図１を見るに、例示的な一実施形態による製造環境のブロック図が示されている。この図示された実施例では、製造環境１００は、構造物１０６にファスナ１０４を取り付けるために組立システム１０２が使用されうる環境である。製造環境１００は、フロア１０７を有しうる。
【００２４】
図示するように、製造環境１００は、構造物１０６、自律的ツールシステム１０９、及びシステム支援１０８を含みうる。この例示的な実施例では、構造物１０６は航空機１１０における物体でありうる。限定する訳ではないが例としては、構造物１０６は、翼部、胴体部、水平安定板、ドア、ハウジング、エンジン、又は他の適切な構造物のうちの少なくとも１つに組み込まれうる。
【００２５】
この例示的な実施例では、構造物１０６は、航空機１１０における翼部１１４のパネル１１２の形態をとりうる。パネル１１２は、この例示的な実施例では、外板パネル１１５でありうる。例えば、パネル１１２は、翼部１１４の下部外板パネル１０５でありうる。他の例示的な実施例では、パネル１１２は、航空機１１０における垂直安定板の外板パネルでありうる。また他の例示的な実施例では、パネル１１２は、特定の実行形態に応じて、翼部１１４の上部外板パネル、又は他の何らかの構造物でありうる。パネル１１２の他の実施例は、胴体部、水平安定板、フラップ、スポイラ、エルロン、ドア、スラット、ナセル、又は他の何らかの航空機構造物に取り付けるための、パネルを含みうる。パネル１１２は、表面１１６を有しうる。表面１１６は、いくつかの例示的な実施例では、「作業面」と称されうる。
【００２６】
この図示された実施例では、自律的ツールシステム１０９は、パネル１１２に作業１１１を実行するよう構成されうる。作業１１１は、この例示的な実施例では、組立作業と称されうる。例えば、組立システム１０２は、穿孔作業、締結作業、検査作業、測定作業、浄化作業、封止作業、データ収集作業、又は他の適切な種類の作業１１１のうちの少なくとも１つを、実行するよう構成されうる。
【００２７】
本書で使用する際、列挙されたアイテムと共に使用される「〜のうちの少なくとも１つ」という表現は、列挙されたアイテムのうちの一又は複数の種々の組み合わせが使用可能であり、かつ、列挙されたアイテムのうちの一つだけしか必要ではないということを意味する。アイテムは、特定の物体、事物又はカテゴリでありうる。換言すると、「〜のうちの少なくとも１つ」とは、列挙された中から、アイテムの任意の組み合わせ、又は、任意の数のアイテムが使用可能であることを意味するが、列挙されたアイテムの全てが必要とされる訳ではない。
【００２８】
例えば、「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」とは、「アイテムＡ」、「アイテムＡとアイテムＢ」、「アイテムＢ」、「アイテムＡとアイテムＢとアイテムＣ」、又は「アイテムＢとアイテムＣ」を意味しうる。場合によっては「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」とは、限定する訳ではないが例としては、「２つのアイテムＡ、１つのアイテムＢ、及び、１０個のアイテムＣ」、「４つのアイテムＢ及び７つのアイテムＣ」、又は、他の適切な何らかの組み合わせを意味しうる。
【００２９】
この例示的な実施例では、自律的ツールシステム１０９は、組立システム１０２の形態をとりうる。この様態では、組立システム１０２は、自律的ツール又は自動ツールシステムと称されうる。組立システム１０２は、パネル１１２の表面１１６にファスナ１０４を取り付けるよう構成されうる。
【００３０】
組立システム１０２は、いくつかの構成要素を含みうる。本書で使用する際、「いくつかの」アイテムとは、一又は複数のアイテムでありうる。この例示的な実施例では、いくつかの構成要素は一又は複数の構成要素でありうる。
【００３１】
組立システム１０２内の一又は複数の構成要素は、少なくとも１自由度、最大で６又はそれ以上の自由度を有して、移動しうる。例えば、各構成要素は、少なくとも１直動自由度、又は、少なくとも１回転自由度を有して移動しうるが、最大で３直動自由度、最大で３回転自由度、又はその両方を有することが可能である。各構成要素は、いくつかの実施例では、組立システム１０２内の他の構成要素とは無関係に、少なくとも１自由度を有して移動しうる。
【００３２】
組立システム１０２は、全体座標系１０１、及び、飛行機座標系１０３、又は、翼部、フラップ、スポイラ、エルロン、ドア、安定板、スラット、胴体部、又は他の何らかの構造物といったより詳細な座標系、或いは、スパー、リブ、フレーム、又は他の何らかの構成要素のような構成要素システム、のうちの少なくとも１つに基づいて、配置され、位置付けられうる。全体座標系１０１は、製造環境１００のための基準座標系となりうる。
【００３３】
飛行機座標系１０３は、飛行機部品が三次元空間に配置される基準座標系を意味しうる。飛行機座標系１０３は、航空機１１０の原点又は基準点に基づきうる。全体座標系１０１と飛行機座標系１０３のうちの少なくとも１つを使用して、組立システム１０２、及び、組立システム１０２の中の構成要素は、製造環境１００の中の構造物に対して、大まかに及び正確に位置付けられうる。
【００３４】
図示するように、組立システム１０２は、可動プラットフォーム１１８、第１移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、動作プラットフォーム１２２、第２移動システム１２４、ツール管理システム１２６、ファスナ管理システム１２７、コントローラ１２８、及び、電源システム１２９を備える。この例示的な実施例では、可動プラットフォーム１１８は、組立システム１０２の中に構成要素を保持する、機械的デバイスでありうる。例えば、可動プラットフォーム１１８は、作業１１１を実行するために動作プラットフォーム１２２を担持するよう構成されうる。
【００３５】
この例示的な実施例では、あるアイテムが「可動」である時、アイテムは、製造環境１００内のフロア１０７を差し渡って移動することが可能でありうる。換言すると、アイテムは移動可能であり、製造環境１００内の特定の場所に固定されていない。
【００３６】
可動アイテムはまた、走行可能でありうる。本書で使用する際、「走行可能」なアイテムとは、移動すること又はガイドされることによって種々の位置へと走行することが可能なアイテムでありうる。アイテムを走行させることは、少なくとも１直動自由度を有してアイテムを直動させること、又は、少なくとも１回転自由度を有してアイテムを回転させることのうちの少なくとも１つによって、アイテムを移動させることを含みうる。更に、アイテムを走行させることは、アイテム全体、及び、一つにまとまってアイテムを作り上げる構成要素の全てを、移動させることを含みうる。走行可能アイテムは、種々の場所へと自律的に走行することが可能でありうる。換言すると、アイテムは、製造環境１００内のフロア１０７に対してある場所から別の場所へと全体として移動するための、自律的な、又は半自律的な走行能力を有しうる。
【００３７】
他の場合には、走行可能アイテムは、他の何らかのシステムによって駆動されうる。例えば、コントローラ、移動システム、作業人員、又は他の何らかの種類のデバイス又はオペレータが、アイテムを駆動しうる。この様態では、走行可能アイテムは、電気的に駆動され、機械的に駆動され、電気機械的に駆動され、手動で駆動され、又は、他の何らかの様態で駆動されうる。
【００３８】
この例示的な実施例では、可動プラットフォーム１１８及び可動プラットフォーム１１８に関連付けられた構成要素は、ある場所に固定されない。むしろ、可動プラットフォーム１１８全体は、製造環境１００のフロア１０７を差し渡って移動しうる。限定する訳ではないが例としては、可動プラットフォーム１１８は、第１移動システム１１９を使用して、製造環境１００のフロア１０７の第１の場所１１７から第２の場所１２１へと走行しうる。
【００３９】
図示するように、第１移動システム１１９は、可動プラットフォーム１１８に物理的に関連付けられうる。第１移動システム１１９のような第１構成要素は、可動プラットフォーム１１８のような第２構成要素に固定されること、第２構成要素に接着されること、第２構成要素に装着されること、第２構成要素に溶接されること、第２構成要素に締結されること、他の適切な何らかの様態で第２構成要素に接続されることによって、又はそれらの組み合わせによって、第２構成要素に物理的に関連付けられていると見なされうる。第１構成要素はまた、第３構成要素を使用して第２構成要素に接続されうる。更に、第１構成要素は、第２構成要素の一部として、第２構成要素の延長として、又はそれらの組合せとして形成されることにより、第２構成要素に関連付けられていると見なされうる。
【００４０】
この図示された実施例では、第１移動システム１１９は、第１の場所１１７から第２の場所１２１へと可動プラットフォーム１１８を走行させるよう構成された、いくつかの構成要素を備えうる。例えば、第１移動システム１１９は、車輪、軌道システム、プーリ、又は他の適切な移動デバイスを含みうる。この様態では、第１移動システム１１９は、可動プラットフォームに大体の位置付けを提供する。
【００４１】
例示的な一実施例では、第１移動システム１１９は、退縮可能車輪１３１を含みうる。退縮可能車輪１３１は、可動プラットフォーム１１８を製造環境１００のフロア１０７まで降下させるために、退縮しうる。可動プラットフォーム１１８を製造環境１００のフロア１０７まで下降させることにより、ファスナ１０４の取付中に、組立システム１０２を一時的に定位置につけうる。ファスナ１０４の取付完了後、退縮可能車輪１３１は、可動プラットフォーム１１８をフロア１０７から上昇させるために伸長し、可動プラットフォーム１１８を、製造環境１００のフロア１０７上の第１の場所１１７から第２の場所１２１へと移動させうる。
【００４２】
この図示された実施例では、第１移動システム１１９は、メカナム（ｍｅｃａｎｕｍ）車輪１３３を含みうる。メカナム車輪１３３は、可動プラットフォーム１１８が全方向移動を実現することを可能にする。換言すると、メカナム車輪１３３は、可動プラットフォーム１１８を前後並びに左右に移動させうる。
【００４３】
いくつかの例示的な実施例では、メカナム車輪１３３はまた、可動プラットフォーム１１８の望ましくない移動を実質的に防止するために、退縮可能でありうるか、又は係止可能である。他の例示的な実施例では、第１移動システム１１９は、ホロノミック車輪、別の種類のオムニ車輪、キャスター、他の適切な移動デバイス、又はそれらの組み合わせを含みうる。これらの種類の車輪は、例示的な一実施例では、退縮可能であるか、又はそうでないこともある。
【００４４】
図示するように、エンドエフェクタ１２０は、一組のツール１３２が取り付けられるデバイスでありうる。図示するように、エンドエフェクタ１２０は、一組のツール１３２を保持するよう構成されうる。一組のツール１３２は、パネル１１２にファスナ１０４を取り付けるために使用されうる。
【００４５】
本書で使用する際、一「組」のアイテムとは、一又は複数のアイテムでありうる。この例示的な実施例では、一組のツール１３２とは、一又は複数のツールでありうる。一組のツール１３２内に２つ以上のツールが存在する時に、ツールは、「一群のツール」、「複数のツール」、単に「ツール」などとも称されうる。
【００４６】
この例示的な実施例では、動作プラットフォーム１２２は、表面１１６に対する所望の位置１３０にエンドエフェクタ１２０を位置付けるよう構成されたデバイスでありうる。この例示的な実施例では、所望の位置１３０は、構造物１０６のパネル１１２に対する、三次元空間におけるエンドエフェクタの場所又は配向のうちの少なくとも１つを含みうる。
【００４７】
動作プラットフォーム１２２は、ファスナ１０４を取り付けるために、パネル１１２の表面１１６上の場所１３５に対する所望の位置に、エンドエフェクタ１２０上の一組のツールを移動させうる。詳細には、動作プラットフォーム１２２は、場所１３５のパネル１１２の表面１１６に対して、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を位置付けるよう構成されうる。限定する訳ではないが例としては、動作プラットフォーム１２２は、場所１３５に対して垂直に、場所１３５に対して平行に、ファスナ１０４のための場所１３５の中心軸と共線に、又は他の何らかの様態で、一組のツール１３２を位置づけうる。
【００４８】
動作プラットフォーム１２２は、場所１３５に対する、エンドエフェクタ１２０の微細な位置付けを提供する。場所１３５は、ファスナ１３４向けの孔１３４を穿孔するための所望の場所でありうる。
【００４９】
一組のツール１３２が、パネル１１２の表面１１６上の場所１３５に対して位置付けられている時、ファスナ１０４は所望の様態で取り付けられうる。例えば、一組のツール１３２を、場所１３５の表面１１６に対して垂直に位置付けることにより、一組のツール１３２が、軸１３７に沿って表面１１６に孔１３４を穿孔することが可能になりうる。軸１３７は、場合によっては、場所１３５の表面１１６に対して垂直に延びうる。この様態で孔１３４を穿孔することにより、ファスナ１０４が孔１３４に挿入される時の所望の位置合わせが提供されうる。別の例示的な実施例では、一組のツール１３２を表面１１６に対して垂直に位置付けることにより、一組のツール１３２が、パネル１１２に亀裂、層剥離、又は他の公差外の不整合を形成することなく、孔１３４を穿孔することが可能になりうる。他の実施例では、軸１３７は傾いていることがある。
【００５０】
この図示された実施例では、動作プラットフォーム１２２は様々な形態をとりうる。動作プラットフォーム１２２は、この例示的な実施例では、六脚（ｈｅｘａｐｏｄ）１４１の形態をとる。他の例示的な実施例では、限定する訳ではないが、動作プラットフォーム１２２は、スチュワートプラットフォーム又は他の適切な種類の動作プラットフォームの形態をとりうる。
【００５１】
動作プラットフォーム１２２は、この例示的な実施例では、エンドエフェクタ１２０に移動の自由度１３９を提供しうる。自由度１３９は、三次元空間内でのエンドエフェクタ１２０の移動を表しうる。例えば、動作プラットフォーム１２２は、エンドエフェクタ１２０に７自由度１３９を提供するよう構成されうる。
【００５２】
図示するように、第２移動システム１２４は、動作プラットフォーム１２２に物理的に関連付けられうる。第２移動システム１２４は、パネル１１２の表面１１６に向かって、鉛直軸１３６に沿って動作プラットフォーム１２２を移動させるよう構成された、いくつかの構成要素を備えうる。例えば、第２移動システム１２４は、昇降機、パネル、又は、動作プラットフォーム１２２が鉛直軸１３６に沿って移動する際に動作プラットフォーム１２２を支持するために使用される他の何らかの種類の構造物を含みうる。
【００５３】
鉛直軸１３６は、この例示的な実施例では、場所１３５の表面１１６に対してほぼ垂直な軸でありうる。エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２は、動作プラットフォーム１２２が移動する際に、鉛直軸１３６に沿って移動しうる。
【００５４】
この例示的な実施例では、一組のツール１３２は、いくつかの異なる種類のツールを備えうる。一組のツール１３２は、この例示的な実施例では、センサシステム１３８、穿孔システム１４０、検査システム１４２、及びファスナ取付器１４４を含みうる。
【００５５】
例示的な一実施例では、一組のツール１３２は、エンドエフェクタ１２０上のシャトルテーブル１４６に位置付けられうる。シャトルテーブル１４６は、一組のツール１３２を保持し、かつ、一組のツール１３２を移動させうる。
【００５６】
シャトルテーブル１４６は、軌道システム１４７に沿って、パネル１１２の表面１１６に対して一組のツール１３２を移動させるよう構成されうる。一例としては、シャトルテーブル１４６は、軌道システム１４７を使用して、パネル１１２の表面１１６に平行な軸に沿って、一組のツール１３２を往復移動させうる。
【００５７】
図示するように、センサシステム１３８は、ファスナ１０４のための孔１３４を穿孔するために、パネル１１２、パネル１１２の表面１１６上の場所１３５に対するエンドエフェクタ１２０の位置１４８、又は、パネル１１２の表面１１６上の場所１３５、のうちの少なくとも１つを特定するよう構成された、様々な感知デバイスを備えうる。限定する訳ではないが例としては、センサシステム１３８は、カメラ、近接センサ、磁気皮膚透過センサ、又は他の適切な何らかの種類のセンサを含みうる。
【００５８】
第１移動システム１１９と第２移動システム１２４のうちの少なくとも１つの使用後に、エンドエフェクタ１２０の位置１４８が、一組のツール１３２内のセンサシステム１３８を使用して確かめられうる。この例示的な実施例では、位置１４８は、パネル１１２の表面１１６に対するエンドエフェクタ１２０の最新の場所、配向、又はその両方を含みうる。位置１４８は、所望の位置１３０と比較され、調整が行われうる。
【００５９】
いくつかの例示的な実施例では、センサシステム１３８は、表面１１６の指標的特徴１５０に基づいて、表面１１６上の場所１３５に対するエンドエフェクタ１２０の位置１４８を特定するよう構成されうる。指標的特徴１５０は、表面１１６上の既定の基準点でありうる。これらの指標的特徴１５０は、磁石、センサ、画像インジケータ、無線周波数識別タグ、ターゲット、又は他の適切な何らかの種類の指標的特徴のうちの少なくとも１つという形態をとりうる。エンドエフェクタ１２０は、指標的特徴１５０の位置に基づいて、表面１１６に沿って移動しうる。指標的特徴１５０はまた、表面１１６のどこに孔１３４を穿孔するかを特定するために使用されうる。
【００６０】
いくつかの例示的な実施例では、センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を特定するために、システム支援１０８内の計測システム１５２と通信しうる。計測システム１５２は、この例示的な実施例では、一又は複数の測定デバイスでありうる。
【００６１】
計測システム１５２を備えたシステム支援１０８は、組立システム１０２の作業を支援するよう構成されうる。詳細には、システム支援１０８は、ナビゲーション、ユーティリティ、位置情報、タスク割当、及び他の適切な種類のリソースを提供しうる。
【００６２】
一例としては、システム支援１０８は、組立システム１０２にナビゲーションを提供しうる。別の例としては、計測システム１５２は、いくつかの例示的な実施例において、構造物１０６の位置について測定を行うよう構成されうる。場合によっては、システム支援１０８は、組立システム１０２に、電気、空気、作動液、水、真空、又は他のユーティリティを提供しうる。システム支援１０８は、製造環境１００内に配置された様々な他のデバイスにも同様に、これらのリソースを提供するよう構成されうる。
【００６３】
この例示的な実施例では、押さえ部１５１はエンドエフェクタ１２０に接続されうる。押さえ部１５１は、この例示的な実施例では、圧力感知デバイスでありうる。押さえ部１５１は、パネル１１６の表面１１２に接触するための、エンドエフェクタ１２０の第１部分でありうる。
【００６４】
この例示的な実施例では、押さえ部１５１は、押さえ部１５１とパネル１１２の表面１１６との間の接触力１５３を特定するよう構成されうる。接触力１５３は、エンドエフェクタ１２０によって表面１１６に負荷される一定の大きさの力でありうる。
【００６５】
押さえ部１５１は、ロードセル又は他の何らかの種類の負荷センサを使用して、接触力１５３を感知しうる表面１１６、エンドエフェクタ１２０、又はその両方、のうちの１つを損傷するリスクを低減するために、接触力１５３の表示が望ましいことがある。
【００６６】
押さえ部１５１は、パネル１１２と接触する面積を最適化するために、手動で又は自動で取り外され、かつ置換されうる。例えば、押さえ部１５１は、異なる直径、形状又は他の特徴を有する押さえ部と、交換されうる。いくつかの例示的な実施例では、押さえ部１５１は、パネル１１２、組立システム１０２の中の構成要素、又はその両方の損傷を回避するために、パネル１１２との望ましくない衝突の場合に安全に破散するよう、設計されうる。
【００６７】
この例示的な実施例では、所望の接触力１５３が必要とされうる。例えば、接触力１５３は、ファスナ１０４の取付前に、パネル１１２をパネル１１２の副構造物にクランプするために使用されうる。一例としては、パネル１１２は、ファスナ１０４の正しい取付のために、リブ、スパー、又は耐荷重性付属品に押圧される必要がある。ゆえに、これらの結果を実現するために、所望の接触力１５３が必要とされうる。
【００６８】
エンドエフェクタ１２０と一組のツール１３２が所定の位置につくと、組立システム１０２は、パネル１１６の表面１１２上の場所１３５に、孔１３４を穿孔しうる。組立システム１０２は、この例示的な実施例では、穿孔システム１４０を使用して表面１１６上の場所１３５に孔１３４を穿孔しうる。
【００６９】
穿孔システム１４０は、表面１１６上の場所１３５に、様々な種類の孔を穿孔するよう構成されうる。限定する訳ではないが例としては、この例示的な実施例では、孔１３４は、円筒孔、円錐孔、カウンタシンク孔、カウンタボア孔、座ぐり、めくら孔、又は他の何らかの種類の孔の形態をとりうる。
【００７０】
穿孔システム１４０は、スピンドル１５４と送り軸１５６とを含みうる。この例示的な実施例では、スピンドル１５４は、孔１３４を穿孔するために回転するよう構成された、いくつかの機械部品を備えうる。一例としては、スピンドル１５４は、スピンドル１５４の一端部にドリルビットを含みうる。スピンドル１５４は、ドリルビットを回転させて、所望の様態で、深さ１５５と直径１５８とを備えた孔１３４を穿孔しうる。別の例では、スピンドル１５４はフライスカッターを回転させうる。スピンドル１５４は、液圧動力、空気圧動力、電気、又は他の何らかのエネルギー源を使用して動作しうる。
【００７１】
場合によっては、スピンドル１５４の機械部品は、孔１３４の要件に基づいて変更されうる。例えば、スピンドル１５４上のドリルビットは、孔１３４の深さ１５５と直径１５８のうちの少なくとも１つを変更するために変更されうる。例えば、孔１３４の直径１５８を小さくするために、より細いビットが使用されうる。他の例示的な実施例では、孔１３４の深さ１５５を増すために、より長いカッターが使用されうる。
【００７２】
図示するように、送り軸１５６は、場所１３５の表面１１６に対して垂直になりうる。他の実施例では、特定の実行形態に応じて、送り軸１５６が表面１１６に対して垂直にはならないこともある。
【００７３】
送り軸１５６は、孔１３４を穿孔するために、場所１３５の表面１１６に対してスピンドル１５４を移動させるよう構成された、様々な機械部品を含みうる。限定する訳ではないが例としては、送り軸１５６は、プラットフォーム、軌道システム、ロードセル、ころ軸受、及び他の機械部品を含みうる。送り軸１５６は、孔１３４を穿孔するために、表面１１６上の場所１３５に向かってスピンドル１５４を移動させうる。孔１３４が完成すると、送り軸１５６はスピンドル１５４を反対方向に移動させうる。
【００７４】
孔１３４の穿孔後に、組立システム１０２は孔１３４を検査しうる。組立システム１０２は、孔１３４を検査するために、検査システム１４２を使用しうる。検査システム１４２は、孔１３４の深さ１５５と直径１５８のうちの少なくとも１つを検査しうる。検査システム１４２は、孔プローブ１６０を使用して孔１３４の直径１５８を検査しうる。
【００７５】
この例示的な実施例では、孔プローブ１６０は、孔１３４の直径１５８を測定するよう構成された細長いデバイスでありうる。いくつかの例示的な実施例では、孔プローブ１６０は、孔１３４が所望の直径を有するか否かを判断するために、孔１３４に挿入されうる。形成された孔１３４の種類に応じて、検査システム１４２が、孔１３４の他のパラメータを検査するために使用されうる。限定する訳ではないが例としては、検査システム１４２は、カウンタシンク深さ、カウンタシンク角度、場所１３５に対するカウンタシンクの正常度、場所１３５に対する孔１３４の正常度、カウンタシンク直径、グリップ長、又は、孔１３４についての他の何らかのパラメータのうちの少なくとも１つを検査するために、使用されうる。
【００７６】
孔プローブ１６０は、検査システム１４２に異なるプローブを投入するために取り外されうる。種々のプローブが、種々の直径を検査するために、検査システム１４２に投入されうる。いくつかの例示的な実施例では、孔プローブ１６０は、小さい直径を有する孔１３４を検査するために、より細いプローブに置換されうる。他の例示的な実施例では、孔プローブ１６０は、大きな直径を有する孔１３４を検査するために、より太いプローブに置換されうる。
【００７７】
孔１３４の検査後に、組立システム１０２は、孔１３４にファスナ１０４を投入しうる。ファスナ１０４は、パネル１１２を、パネル１１２に当接して位置付けられた部品に接合しうる。限定する訳ではないが例としては、ファスナ１０４は、パネル１１２を、リブ、スパー、又は、翼部１１４の他の何らかの構造部材に接合しうる。別の例示的な実施例では、ファスナ１０４は、外板パネルをパネル１１２に接合しうる。
【００７８】
この図示された実施例では、ファスナ１０４は、リベット、ロックボルト、ボルト、ヘクスドライブ、及び他の適切な種類のファスナの形態をとりうる。ファスナ１０４は、ファスナ取付器１４４を使用して、孔１３４に投入されうる。この例示的な実施例では、ファスナ取付器１４４は、ファスナ１０４を孔１３４に挿入するためにファスナ１０４に力を印加するよう構成された、機械的デバイスでありうる。いくつかの例示的な実施例では、ファスナ取付器１４４は、複数の直径のファスナに対応しうる。
【００７９】
ファスナ管理システム１２７は、ファスナ取付器１４４のためにファスナ１６２と他の部品とを保持しうる。ファスナ管理システム１２７は、直径及びグリップ長が異なる複数のファスナ１６２を保持するよう構成されうる。ファスナ管理システム１２７は、他の機能も実行しうる。例えば、ファスナ管理システム１２７は、ファスナを洗浄してあらゆる残留物を除去すること、ファスナ１６２に密封剤１６４を添付すること、ファスナと密封剤添付とを検査すること、ファスナ取付器１４４に密封剤を添付されたファスナ１６２のうちの１つを供給すること、又は、他の望ましい行為、のうちの少なくとも１つを、実行しうる。
【００８０】
この例示的な実施例では、密封剤１６４は、高分子材料、誘電材料、塗料、又は他の何らかの種類のコーティング材料の形態をとりうる。密封剤１６４は、ファスナ１６２に電磁効果防御を提供するか、孔１３４を封止するか、又は、他の様々な機能を実行するよう構成されうる。
【００８１】
この図示された実施例では、ファスナ１０４は、パネル１１２の表面１１６との面一１７１を有しうる。面一１７１は、ファスナ１０４の、パネル１１２に取り付けられた時の、表面１１６に対する位置を意味しうる。限定する訳ではないが例としては、面一１７１は、ファスナ１０４が、選択された公差内で、パネル１１２の表面１１６に対して凹設されているか、凸設されているか、又は、ほぼ平面であるかを意味しうる。ファスナ１０４の取付が認定要件、内部製造基準、又は他の適切な要件のうちの少なくとも１つを満たすことを担保するために、ファスナ１０４の面一１７１の表示が望ましいことがある。
【００８２】
図示するように、ツール管理システム１２６は、保管棚１７２とエンドエフェクタ１２０との間でツール１７０を交換するよう構成された、いくつかの部品を含みうる。ツール１７０は、エンドエフェクタ１２０上での使用のために構成された一組のツール１３２のうちの１つでありうる。この例示的な実施例では、保管棚１７２は、ツール１７０及び他のツールを、エンドエフェクタによって使用されていない時に保持するために、使用される構造物でありうる。
【００８３】
ツール管理システム１２６は、ツール１７０が必要とされる時に、エンドエフェクタ１２０上にツール１７０を載置しうる。同様の様態で、ツール管理システム１２６は、必要なくなったツールをエンドエフェクタ１２０から取り、それを保管棚１７２内に載置しうる。
【００８４】
この例示的な実施例では、コントローラ１２８は、組立システム１０２の作業を制御するよう構成されたデバイスでありうる。コントローラ１２８は、組立システム１０２内の様々な構成要素、並びに、システム支援１０８内のシステムコントローラ１６６及び計測システム１５２と、連通しうる。
【００８５】
一構成要素が別の構成要素と「連通する」時、その２つの構成要素は、通信媒体を通じて、信号を往復送信するよう構成されうる。限定する訳ではないが例としては、コントローラ１２８は、ネットワークを通じて、システムコントローラ１６６と無線で通信しうる。別の例示的な実施例では、コントローラ１２８は、有線接続又は無線接続を介して、動作プラットフォーム１２２と通信しうる。
【００８６】
コントローラ１２８は、製造環境１００における、作業人員１８８、自律的ツールシステム１９０、又はその両方との望ましくない衝突を防止するよう、更に構成されうる。この例示的な実施例では、自律的ツールシステム１９０は、パネル１１２を加工するよう構成された、他のデバイスでありうる。いくつかの実施例では、自律的ツールシステム１９０は、自動ツールと称されうる。
【００８７】
コントローラ１２８は、システム支援１０８を使用して、作業人員１８８の場所を判断し、作業人員１８８の周囲の組立システム１０８を操作しうる。コントローラ１２８はまた、作業人員１８８が組立システム１０２に接近しすぎている場合に組立システム１０２を停止させるよう、構成されうる。また別の例示的な実施例では、コントローラ１２８は、システム支援１０８を使用して、組立システム１０２と自律的ツールシステム１９０と間の望ましくない衝突を回避するために、製造環境１００の中の自律的ツールシステム１９０の場所を判断しうる。
【００８８】
この例示的な実施例では、コントローラ１２８とシステムコントローラ１６６のうちの少なくとも１つは、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はそれらの組み合わせに実装されうる。ソフトウェアを使用する場合、コントローラによって実行される作業は、限定する訳ではないが例としては、プロセッサユニット上で実行されるように構成されたプログラムコードを使用して、実装されうる。ファームウェアを使用する場合、コントローラによって実行される作業は、限定する訳ではないが例としてはプログラムコード及びデータを使用して実装され、プロセッサユニット上で実行されるよう固定記憶域に保存されうる。
【００８９】
ハードウェアが用いられる時は、ハードウェアは、コントローラ内で作業を実行するよう動作する、一又は複数の回路を含みうる。実行形態に応じて、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）、プログラマブル論理デバイス、又は、任意の数の作業を実行するよう構成された他の適切な何らかの種類のハードウェアデバイスの形態をとりうる。
【００９０】
プログラマブル論理デバイスにより、デバイスは任意の数の作業を実行するよう構成されうる。デバイスは、後に再構成されるか、又は、任意の数の作業を実行するよう恒久的に構成されうる。プログラマブル論理デバイスの例は、例えば、プログラマブル論理アレイ、プログラマブルアレイ論理、フィールドプログラマブル論理アレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、及び、他の適切なハードウェアデバイスを含む。加えて、プロセスは、無機的な構成要素と統合された有機的な構成要素内で実装され、かつ、人間以外の有機的な構成要素で全体的に構成されうる。例えば、プロセスは有機半導体の回路として実装されうる。
【００９１】
いくつかの例示的な実施例では、コントローラ１２８及びシステムコントローラ１６６によって実行される作業、プロセス、又はその両方が、無機的な構成要素と統合された有機的な構成要素を使用して実行されうる。場合によっては、作業、プロセス、又はその両方は、人間以外の有機的な構成要素によって、全体的に実行されうる。例示的な一実施例としては、これらの作業、プロセス、又はその両方を実行するために、有機半導体の回路が使用されうる。
【００９２】
図示するように、組立システム１０２は、電源システム１２９も有しうる。電源システム１２９は、組立システム１０２に電力１６８を提供するよう構成された電源を含みうる。この電源は、バッテリ、太陽電池、圧縮空気生成装置、燃料電池、内燃エンジン、外部電源へのケーブル、又は他の適切な何らかのデバイスの形態をとりうる。電源システム１２９は、パネル１１２の表面１１６に対して組立システム１０２を移動させるためにユーティリティケーブル又は他の接続部材が必ずしも必要でないように、組立システム１０２に電力１６８を供給するよう、構成されうる。
【００９３】
この例示的な実施例では、組立システム１０２に操舵方向１９９が提供されうる。一例としては、操舵方向１９９は、可動プラットフォーム１１８が製造環境１００を通って場所から場所へと移動する際に、可動プラットフォーム１１８に提供されうる。操舵方向１９９は、可動プラットフォーム１１８の移動の方向を物理的に変更するコマンド、指令、経路生成、及び、可動プラットフォーム１１８をガイドする他の方法の形態をとりうる。この例示的な実施例では、操舵方向１９９は、製造環境１００の中の条件が変化する際に、動的に変化しうる。
【００９４】
操舵方向１９９は、コントローラ１２８、システムコントローラ１６６、作業人員１８８、又は他の適切な何らかのデバイスのうちの少なくとも１つによって、提供されうる。他の例示的な実施例では、可動プラットフォーム１１８は、コントローラの指示の下ではなく、それ自体を操舵しうる。一例としては、システムコントローラ１６６は、第１の場所１１７から第２の場所１２１へと可動プラットフォーム１１８を操舵するために、コマンドを送信しうる。更に別の実施例では、一又は複数の作業人員１８８が、可動プラットフォーム１１８の方向を物理的に変更することによって、第１の場所から第２の場所へと可動プラットフォーム１１８を操舵しうる。
【００９５】
場合によっては、パネル１１２の表面１１６上に物体１７４が存在しうる。物体１７４は、限定する訳ではないが例としては、突起物、異物、ごみ、取り付けられたファスナ、封止部、キャップ、及び他の相応な種類の物体でありうる。押さえ部１５１又はエンドエフェクタ１２０の他の部分による物体１７４との接触は、それが、パネル１１２の表面１１６に対するエンドエフェクタ１２０の位置に影響を与えうることから、望ましくないことがある。
【００９６】
一例としては、物体１７４との接触は、表面１１６に対する押さえ部１５１の位置ずれを引き起こしうる。位置ずれが発生すると、作業１１１は不正確に実行されうる。限定する訳ではないが例としては、孔１３４が、望ましくない角度で穿孔されうる。別の例示的な実施例では、ファスナ１０４が、面一が選択された公差を外れるように、取り付けられうる。
【００９７】
図１の製造環境１００の図は、実施形態が実装されうる様態に対して物理的な又は構造的な限定を課すことを意図するものではない。図示された構成要素に加えて、又はそれらに代えて、他の構成要素が使用されうる。いくつかの構成要素は不要になることもある。また、幾つかの機能的構成要素を図示するためにブロックが提示されている。例示的な一実施形態で実装される場合、一又は複数のこれらのブロックを、異なるブロックに統合し、分割し、又は統合して分割しうる。
【００９８】
例えば、場合によっては、第１移動システム１１９は、退縮可能車輪１３１、メカナム車輪１３３、又は他の種類のオムニ車輪或いは全方向車輪、又はそれらの何らかの組合せに加えて、或いはその代わりに、空気システム、退縮可能軌道、又は他のデバイスのうちの少なくとも１つを含みうる。空気システムは、限定する訳ではないが例としては、可動プラットフォーム１１８を移動させるために使用することが可能な空気クッションを形成するために使用されうる、空気軸受を含みうる。いくつかの例示的な実施例では、係止機構も含まれうる。別の例示的な実施例では、重力によって可動プラットフォーム１１８が定位置に保持されうる。
【００９９】
また他の例示的な実施例では、一組のツール１３２は、図１に示すツールに加えて、又はそれらの代わりに、ツールを含みうる。また他の例示的な実施例では、追加的密封剤添付器、浄化システム、噴霧器、冷却システム、又は他のデバイスも、エンドエフェクタ１２０上に位置付けられうる。
【０１００】
次に図２を見るに、例示的な一実施形態による製造環境の図が示されている。製造環境２００は、図１の製造環境１００の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１０１】
この図示された実施例では、製造環境２００は翼アセンブリ２０２を含みうる。翼アセンブリ２０２は、図１にブロック形態で示す翼部１１４が組み立てられる際の、翼部１１４の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１０２】
図示するように、組立システム２０４は、翼アセンブリの下方に位置付けられうる。この例示的な実施例では、組立システム２０４は、翼アセンブリ２０２のパネル２０８の表面２０６の下方に位置付けられうる。例えば、パネル２０８は、翼アセンブリ２０２の下部外板パネルでありうる。表面２０６とパネル２０８は、それぞれ、図１に示す表面１１６とパネル１１２の物理的な実行形態の例でありうる。
【０１０３】
図３では、例示的な一実施形態による、図２の線３−３の方向で示された組立システム２０４の等角図が示されている。この図示された実施例では、組立システム２０４の中の構成要素がより詳細に視認できるように、組立システム２０４の拡大図が示されている。
【０１０４】
図示するように、組立システム２０４は、可動プラットフォーム３００、エンドエフェクタ３０２、及び動作プラットフォーム３０４を含みうる。可動プラットフォーム３００、エンドエフェクタ３０２、及び動作プラットフォーム３０４は、それぞれ、図１にブロック形態で示す可動プラットフォーム１１８、エンドエフェクタ１２０、及び動作プラットフォーム１２２の物理的な実行形態の例でありうる。
【０１０５】
この例示的な実施例では、可動プラットフォーム３００は、第１移動システム３０６を使用して、図２に示す翼アセンブリ２０２に対して移動しうる。第１移動システム３０６は、この例示的な実施例では、退縮可能車輪３０７の形態をとりうる。退縮可能車輪３０７は、ファスナ（ここには図示せず）を図２のパネル２０８の表面２０６に取り付けている間、組立システム１０２を一時的に定位置につけるため、退縮する。退縮可能車輪３０７を備えた第１移動システム３０６は、図１にブロック形態で示す退縮可能車輪１３１を備えた第１移動システム１１９の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１０６】
図示するように、エンドエフェクタ３０２は、動作プラットフォーム３０４に接続されうる。動作プラットフォーム３０４は、パネル２０８の表面２０６に対してエンドエフェクタ３０２を移動させうる。エンドエフェクタ３０２は、一組のツール３０８を保持しうる。一組のツール３０８は、パネル２０８にファスナを取り付けるために使用されうる。一組のツール３０８は、図１の一組のツール１３２の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１０７】
この例示的な実施例では、第２移動システム３１０は、鉛直軸３１２に沿って動作プラットフォーム３０４とエンドエフェクタ３０２とを移動させうる。第２移動システム３１０は、この例示的な実施例では、プラットフォーム３１４を含みうる。プラットフォーム３１４は、鉛直軸３１２に沿って動作プラットフォーム３０４を往復移動させうる。第２移動システム３１０と鉛直軸３１２は、それぞれ、図１に示す第２移動システム１２４と鉛直軸１３６の物理的な実行形態の例でありうる。
【０１０８】
図示するように、組立システム２０４は、ファスナ管理システム３１６、ツール管理システム３１８、及びコントローラ３２０を含みうる。ファスナ管理システム３１６、ツール管理システム３１８、及びコントローラ３２０は、それぞれ、図１にブロック形態で示すファスナ管理システム１２７、ツール管理システム１２６、及びコントローラ１２８の物理的な実行形態の例でありうる。
【０１０９】
この例示的な実施例では、ファスナ管理システム３１６とツール管理システム３１８は、ファスナの取付において一組のツール３０８を支援するよう構成されうる。限定する訳ではないが例としては、ファスナ管理システム３１６は、一連のツール３０８が取り付けるためのファスナを供給しうる。別の例示的な実施例では、ツール管理システム３１８は、一組のツール３０８が使用するために、所望の直径を備えたドリルビットを供給しうる。ツール管理システム３１８は、区画３１１内に示されている。
【０１１０】
この図示された実施例では、コントローラ３２０は、組立システム２０４内の構成要素の各々の作業を制御するよう構成されうる。例えば、コントローラ３２０は、退縮可能車輪３０７を退縮させ、伸長させるよう構成されうる。別の例としては、コントローラ３２０は、所望の様態で鉛直軸３１２に沿ってプラットフォーム３１４を移動させるために、コマンドを送信しうる。別の例示的な実施例では、コントローラ３２０は、エンドエフェクタ３０２上で使用するため所望のツールを提供するために、ツール管理システム３１８と通信しうる。
【０１１１】
場合によっては、コントローラ３２０は、製造環境２００を通る組立システム２０４をナビゲートするために、システムコントローラ（ここには図示せず）からコマンドを受信しうる。代替的には、コントローラ３２０は、組立システム２０４を自律的に走行させうる。また別の例示的な実施例では、組立システム２０４は、ある場所から別の場所へと、非自律的に駆動されうる。操舵方向は、組立システム２０４が製造環境２００を通って移動する際に提供されうる。操舵方向は、コントローラ３２０、システムコントローラ、作業人員、又は他の適切な何らかのデバイスのうちの少なくとも１つによって、提供されうる。他の例示的な実施例では、可動プラットフォーム３００は、コントローラの指示の下ではなく、それ自体を操舵しうる。
【０１１２】
ここで図４を参照するに、例示的な一実施形態による、図３の線４−４の視野方向で示されたエンドエフェクタ３０２及び一組のツール３０８の図が示されている。この図では、一組のツール３０８及びエンドエフェクタ３０２の中の構成要素がより詳細にわかるように、エンドエフェクタ３０２の拡大図が示されている
【０１１３】
図示するように、一組のツール３０８は、センサシステム４００、穿孔システム４０２、検査システム４０４、及びファスナ取付器４０６を含みうる。センサシステム４００、穿孔システム４０２、検査システム４０４、及びファスナ取付器４０６は、それぞれ、図１にブロック形態で示すセンサシステム１３８、穿孔システム１４０、検査システム１４２、及びファスナ取付器１４４の物理的な実行形態の例でありうる。
【０１１４】
この図では押さえ部４０８も視認されうる。押さえ部４０８は、この例示的な実施例では、センサシステム４００の一部でありうる。例示的な一実施例では、押さえ部４０８は、図２のパネル２０８の表面２０６との最初の接触点でありうる。押さえ部４０８は、図１の押さえ部１５１の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１１５】
この図示された実施例では、押さえ部４０８はチャネル４０９を含みうる。チャネル４０９は、押さえ部４０８の開口でありうる。一組のツール３０８内の各ツールは、チャネル４０９を通じて伸長し、退縮して、パネル２０８に作業を実行しうる。
【０１１６】
一組のツール３０８内のツールは、伸長する前に、押さえ部４０８のチャネル４０９と位置を合わせるよう移動しうる。パネル２０８に作業が実行される際に、押さえ部４０８は、パネル２０８の表面２０６と接触した状態に留まって、所望のクランプ力と位置合わせとを提供しうる。
【０１１７】
図示するように、エンドエフェクタ３０２は、シャトルテーブル４１０とコネクタ４１２とを含みうる。シャトルテーブル４１０は、一組のツール３０８に構造支持を提供しうる。シャトルテーブル４１０はまた、軌道システム４１４に沿って一組のツール３０８を移動させうる。
【０１１８】
この例示的な実施例では、シャトルテーブル４１０は、軌道システム４１４を使用して、矢印４１６の方向に一組のツール３０８を往復移動させうる。シャトルテーブル４１０と軌道システム４１４は、図１に示すシャトルテーブル１４６と軌道システム１４７の物理的な実行形態の例でありうる。コネクタ４１２は、この例示的な実施例では、一組のツール３０８を様々なユーティリティに接続するよう構成されたアンビリカルケ―ブルでありうる。
【０１１９】
図５では、例示的な一実施形態による、図３の線５−５の方向で示された組立システム２０４の上面図が示されている。この例示的な実施例では、動作プラットフォーム３０４は、リニアアクチュエータ５００とディスクアクチュエータ５０２とを含みうる。ディスクアクチュエータ５０２は、この例示的な実施例では、エンドエフェクタ３０２に接続される。リニアアクチュエータ５００又はディスクアクチュエータ５０２の動きは、この例示的な実施例では、結果としてエンドエフェクタ３０２の移動をもたらしうる。
【０１２０】
リニアアクチュエータ５００は、この例示的な実施例では、６自由度を有してディスクアクチュエータ５０２を移動させるために、個々に伸長し、退縮するよう構成されうる。詳細には、リニアアクチュエータ５００は、ディスクアクチュエータ５０２をｘ軸５０４、ｙ軸５０５、及びｚ軸５０６の方向に直動させ、かつ、ディスクアクチュエータ５０２をｘ軸５０４、ｙ軸５０５、及びｚ軸５０６の周囲で回転させるよう、構成されうる。
【０１２１】
この例示的な実施例では、ディスクアクチュエータ５０２は、矢印５０８の方向に回転して、ディスクアクチュエータ５０２の周縁の周囲でエンドエフェクタ３０２を移動させるよう構成されうる。この様態では、動作プラットフォーム３０４は、エンドエフェクタ３０２に移動の追加的な自由度を提供する。換言すると、ディスクアクチュエータ５０２を備えたリニアアクチュエータ５００は、エンドエフェクタ３０２に、合計で７の移動の自由度を提供しうる。リニアアクチュエータ５００、ディスクアクチュエータ５０２、又はその両方は、個々に或いは共に移動して、図２に示すパネル２０８の表面２０６に対する所望の位置にエンドエフェクタ３０２を載置しうる。
【０１２２】
図６から図１２は、例示的な一実施形態による、作業を実行する組立システム２０４を図示している。詳細には、図６から図１２は、図２の線６−６の方向で、パネル２０８の表面２０６にファスナを取り付ける組立システム２０４を示している。
【０１２３】
図６を見るに、可動プラットフォーム３００が、移動システム３０６を使用して、パネル２０８の表面２０６上の場所６０１に対する所望の位置に既に載置されている。場所６０１は、孔（ここには図示せず）のための場所であることがあり、図１の表面１１６上の場所１３５の物理的な実行形態の一例である。第２移動システム３１０は、表面２０６に向かって、鉛直軸３１２に沿って矢印６００の方向に、動作プラットフォーム３０４を移動させうる。
【０１２４】
図７では、動作プラットフォーム３０４は、図６の矢印６００の方向に既に移動している。センサシステム４００が、穿孔されるべき孔のための場所（ここには図示せず）を決定するために使用されうる。動作プラットフォーム３０４は次いで、この例示的な実施例では、パネル２０８の表面２０６上の場所６０１に対して垂直に、一組のツール３０８を備えたエンドエフェクタ３０２を位置付けるために、使用されうる。
【０１２５】
この例示的な実施例では、リニアアクチュエータ５００の一部は、エンドエフェクタ３０２を位置付けるために伸長しうる。加えて、ディスクアクチュエータ５０２は、矢印５０８の方向にエンドエフェクタ３０２を回転させうる。
【０１２６】
次に図８を参照するに、押さえ部４０８がパネル２０８の表面２０６に接触しうる。押さえ部４０８は、押さえ部４０８とパネル２０８の表面２０６との間の接触力を特定しうる。エンドエフェクタ３０２の移動は、エンドエフェクタ３０２が表面２０６に当接して所望の位置につくまでは、接触に反応して遅くなりうる。
【０１２７】
この例示的な実施例では、センサシステム４００は次いで、表面２０６に対するエンドエフェクタ３０２の所望の位置を確認するために使用されうる。センサシステム４００は、エンドエフェクタ３０２と一組のツール３０８が、場所６０１の表面２０６に対して垂直に位置付けられていることを確認しうる。一組のツール３０８は、この例示的な実施例では、区画８００内に示されている。一組のツール３０８は、軌道システム４１４上を矢印８０２の方向に移動して、穿孔システム４０２を、孔を穿孔する位置へと移動させうる。
【０１２８】
図９では、穿孔システム４０２は、場所６０１のパネル２０８の表面２０６に孔９００を穿孔するために使用されうる。具体的には、ドリルビット９０３を備えたスピンドル９０２が、送り軸９０４に沿って矢印６００の方向に伸長しうる。スピンドル９０２と送り軸９０４は、それぞれ、図１に示す穿孔システム１４０内のスピンドル１５４及び送り軸１５６の実施例でありうる。
【０１２９】
孔９００の穿孔後、スピンドル９０２は、その元の位置へと下向きに退縮しうる。一組のツール３０８は、孔９００を検査するための位置へと、軌道システム４１４に沿って、矢印９０６の方向に移動しうる。
【０１３０】
図１０を参照するに、検査システム４０４は、孔９００を検査するために、矢印６００の方向に伸長しうる。この例示的な実施例では、孔プローブ１０００が、孔９００の直径１５８を測定するために使用されうる。孔プローブ１０００は、図１にブロック形態で示す孔プローブ１６０の一実施例でありうる。
【０１３１】
孔９００の検査後、孔プローブ１０００は、その元の位置へと下向きに退縮しうる。ファスナ（ここには図示せず）が次いで、孔９００に取り付けられうる。エンドエフェクタ３０２と一組のツール３０８は、孔９００に対して、ファスナ取付器４０６を位置付けるために移動しうる。
【０１３２】
図１１では、ファスナ取付器４０６が、孔９００にファスナ１１００を挿入しうる。ファスナ取付器４０６は、軌道システム４１４を使用して左右に移動可能であり、次いで、孔９００にファスナ１１００を挿入するために鉛直方向に伸長しうる。
【０１３３】
ここで図１２を参照するに、ファスナ取付器４０６が、孔９００にファスナ１１００を既に挿入している。エンドエフェクタ３０２はここで、孔を穿孔するべき次の場所に対して再位置付けされうる。
【０１３４】
この例示的な実施例では、組立システム２０４は、パネル２０８におけるファスナの「ワンアップ組立」を提供するよう構成されうる。この例示的な実施例では、「ワンアップ」組立とは、浄化及び／又はデバリングのために部品を分解し、その後再組立してファスナを取り付けるための、孔を穿孔することを必要とせずに継手を穿孔締結するプロセスを表しうる。このワンアップ組立は、ファスナがパネル２０８に取り付けられうる速度を増大させ、かつ、翼部の組立速度も増大させうる。
【０１３５】
他の例示的な実施例では、組立システム２０４がファスナ１１００を取り付けないこともあるその代わりに、組立システム２０４は、パネル２０８の孔の穿孔及び測定のみを行いうる。様々なファスナが、その後、組立システム２０４、作業人員、他の何らかの種類のデバイス、又はそれらの組み合わせによって、取り付けられうる。
【０１３６】
別の例示的な実施例では、組立システム２０４は、非ワンアップ組立状況において使用されうる。例えば、組立システム２０４は、最初にドリル孔９００を穿孔し、パネル２０８から離れる前に孔９００の直径を検査しうる。パネル２０８は次いで、下降し、浄化され、デバリングされ、そして再取り付けされうる。組立システム２０４は次いで、ファスナ挿入のために定位置に戻されうる。
【０１３７】
次に図１３を参照するに、例示的な一実施形態による、図３の区画３１１内のツール管理システム３１８の図が示されている。この実施例では、ツール管理システム３１８の特徴をよりはっきりと示すために、組立システム２０４内の他の構成要素なしで、ツール管理システム３１８が示されている。
【０１３８】
この図示された実施例では、ツール管理システム３１８は、いくつかの構成要素を含みうる。図示するように、ツール管理システム３１８は、ロボットアーム１３００、保管棚１３０２、及びツール１３０４を含みうる。
【０１３９】
図示するように、ロボットアーム１３００は、エンドエフェクタ１３０６を有しうる。エンドエフェクタ１３０６は、図３に示すエンドエフェクタ３０２が有するツール１３０４を交換するために、ツール１３０４の一部を保持するよう構成される。例えば、エンドエフェクタ１３０６は、エンドエフェクタ３０２によって実行される作業に応じて、エンドエフェクタ３０２が有するプローブ、ドリルビット、取外し可能押さえ部、又は他のツールを交換しうる。
【０１４０】
この例示的な実施例では、保管棚１３０２も、ツール１３０４の一部を保持しうる。ロボットアーム１３００は、エンドエフェクタ１３０６を使用して、保管棚１３０２内にツールを降置しうる。同様の様態で、ロボットアーム１３００は、エンドエフェクタ１３０６を使用して、保管棚１３０２内に保管されているツールを取り上げうる。この様態では、ツール管理システム３１８は、図２に示すパネル２０８上で使用するための様々なツール１３０４を提供しうる。
【０１４１】
図１４では、例示的な一実施形態による、組立システムの別の実行形態の図が示されている。この図示された実施例では、組立システム１４００は、図１にブロック形態で示す組立システム１０２の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１４２】
図示するように、組立システム１４００は、図２に示す組立システム２０４と同一の、又はそれとは異なる、構成要素を含みうる。この例示的な実施例では、組立システム１４００は、可動プラットフォーム１４０２、移動システム１４０３、エンドエフェクタ１４０４、動作プラットフォーム１４０６、コントローラ１４０８、ツール管理システム１４１０、及び、ファスナ管理システム１４１２を含みうる。可動プラットフォーム１４０２、移動システム１４０３、エンドエフェクタ１４０４、動作プラットフォーム１４０６、コントローラ１４０８、ツール管理システム１４１０、及び、ファスナ管理システム１４１２は、それぞれ、図１にブロック形態で示す可動プラットフォーム１１８、第１移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、動作プラットフォーム１２２、コントローラ１２８、ツール管理システム１２６、及び、ファスナ管理システム１２７の物理的な実行形態の例でありうる。
【０１４３】
この図示された実施例では、移動システム１４０３は、可動プラットフォーム１４０２に取り付けられたメカナム車輪１４１４を含みうる。メカナム車輪１４１４は、可動プラットフォーム１４０２を移動させるために使用される。メカナム車輪１４１４は、図１にブロック形態で示すメカナム車輪１３３、又は、例示的な一実施形態で使用される他の種類のオムニ車輪又は全方向車輪の、物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１４４】
第２移動システム（ここには図示せず）は、鉛直軸１４１６に沿って動作プラットフォーム１４０６を移動させうる。動作プラットフォーム１４０６は、構造物（ここには図示せず）の表面に対してエンドエフェクタ１４０４を移動させうる。この移動は、矢印１４１８の方向の回転を含みうる。
【０１４５】
図示するように、エンドエフェクタ１４０４は、構造物に作業を実行する一組のツール１４２０を保持しうる。一組のツール１４２０は、コントローラ１４０８の制御の下でそれらの作業を実行しうる。ファスナ管理システム１４１２とツール管理システム１４１０は、この例示的な実施例では、一組のツール１４２０に構成要素を供給する。
【０１４６】
図２から図１３の組立システム２０４の図、及び、図１４の組立システム１４００の図は、例示的な一実施形態が実装されうる様態に物理的又は構造的な限定を課すことを意図していない。図示された構成要素に加えて、又はそれらに代えて、他の構成要素が使用されうる。いくつかの構成要素は任意選択されうる。
【０１４７】
図２から図１４に示す種々の構成要素は、図１にブロック形態で示す構成要素がいかにして物理的な構造物として実装可能であるかを示す実施例でありうる。加えて、図２から図１４の構成要素のいくつかは、図１の構成要素と組み合わされるか、図１の構成要素と共に使用されるか、又は、それら２つの場合の組み合わせでありうる。
【０１４８】
翼部のパネル２０８に関連して例示的な実施形態が示され、説明されているが、組立システム２０４はそのように限定される訳ではない。組立システム２０４は、胴体パネルの下部区域、本体連結部に対する翼下部、及び、他の種類の構造物に作業を実行するために使用されうる。
【０１４９】
例示的な実施形態は、翼アセンブリ２０２を保持する様々な構成の構造物と共に使用されうる。限定する訳ではないが例としては、組立システム２０４は、下方からアクセスできる非可動設備又は半可動設備と共に使用されうる。代替的には、組立システム２０４は、翼アセンブリ２０２を保持するよう構成された走行可能支持体の下方に配設されうる。これらの走行可能支持体は、自動ガイド車両の形態をとりうる。この様態では、組立システム２０４は、製造環境２００の中でのその使用において、多用途である。
【０１５０】
例示的な実施形態は更に、構造物１０６の表面１１６に対する、押さえ部１５１を備えたエンドエフェクタ１２０の位置付けに関する、一又は複数の異なる検討事項を、認識し、かつ考慮している。限定する訳ではないが例としては、例示的な実施形態は、エンドエフェクタ１２０が構造物１０６の表面１１６に接触するのに先立って、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を決定することが望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。一例としては、エンドエフェクタ１２０のスピード、配向、又はその両方を、構造物１０６の表面１１６への接触の前に修正することが、望ましいことがある。これらのパラメータは、構造物１０６に不整合が形成されるリスクを低減するために、押さえ部１５１に対する損傷のリスクを低減するために、又はそれらの組み合わせのために、押さえ部１５１が、所望の接触力で表面１１６に接触して、表面１０６をその副構造物にクランプするように、修正されうる。
【０１５１】
例示的な実施形態はまた、エンドエフェクタ１２０が表面１１６に向かって移動する際に、エンドエフェクタ１２０に、より正確な位置データを提供することが望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。限定する訳ではないが例としては、押さえ部１５１が表面１１６に接触する際に、表面１１６から突出している物体を回避することが、望ましいかもしれない。これらの望ましくない物体は、センサシステム１３８による不正確な位置データの収集を引き起こしうる。不正確な位置データにより、作業１１１が望ましくない様態で実行されうる。加えて、場所１３５に関して、エンドエフェクタ１２０向けのより正確な位置データが生成されるように、孔１３４のための場所１３５の周囲にセンサシステム１３８内のセンサを位置付けることが、望ましいかもしれない。
【０１５２】
例示的な実施形態は更に、エンドエフェクタ１２０が表面１１６に接近するスピードの増大が望ましいかもしれないことを、認識し、かつ考慮している。接近スピードの増大は、現在使用されているいくつかのシステムを用いるよりも速い、穿孔作業及び締結作業の実施につながりうる。その結果として、構造物１０６の製造に必要な時間が低減されうる。
【０１５３】
ゆえに、例示的な実施形態は、構造物１０６に対してエンドエフェクタ１２０を位置付けるための方法及び装置を提供する。装置は、エンドエフェクタ１２０とセンサシステム１３８とを備えうる。エンドエフェクタ１２０は、構造物１０６に作業を実行するよう構成されうる。センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０から外向きに伸長する複数のセンサを有しうる。
【０１５４】
図１５を見るに、例示的な一実施形態による、図１のエンドエフェクタ１２０のブロック図が示されている。この図示された実施例では、エンドエフェクタ１２０を実装するために使用されうる構成要素の例がこの図に示されている。
【０１５５】
図示するように、押さえ部１５１はエンドエフェクタ１２０に接続されうる。押さえ部１５１は、図１に示す場所１３５の構造物１０６の表面１１６に接触するよう構成されうる。
【０１５６】
この図示された実施例では、押さえ部１５１は、ハウジング１５００、接触表面１５０２及びチャネル１５０４を有しうる。ハウジング１５００は、押さえ部１５１の中の構成要素を囲む構造物でありうる。押さえ部１５１のハウジング１５００は、この例示的な実施例では、エンドエフェクタ１２０に接続されうる。
【０１５７】
図示するように、接触表面１５０２は、図１のパネル１１２の表面１１６に向かって配向されている押さえ部１５１の一部でありうる。いくつかの例示的な実施例では、接触表面１５０２は、接触表面１５０２がエンドエフェクタ１２０から若干突き出るように、エンドエフェクタ１２０上に位置付けられうる。換言すると、接触表面１５０２は、エンドエフェクタ１２０から外向きに伸長しうる。この様態では、押さえ部１５１の接触表面１５０２は、構造物１０６の表面１１６に接触する、エンドエフェクタ１２０の一部である。
【０１５８】
押さえ部１５１は、所望の接触力１５０６で、場所１３５の表面１１６に接触するよう構成されうる。所望の接触力１５０６は、一組のツール１３２が、所望の様態で図１の作業１１１を実行するために必要とされる一定の大きさの力でありうる。この例示的な実施例では、所望の接触力１５０６は、構造物１０６を副構造物に押圧して、構成要素を定位置にクランプするのに十分な、一定の大きさの力でありうる。
【０１５９】
構造物１０６は、作業１１１の実行前にクランプされうる。一例としては、パネル１１２は、図１に示すファスナ１０４を取り付けるために、所望の接触力１５０６でリブ又はスパーにクランプされる必要があるかもしれない。所望の接触力１５０６は、押さえ部１５１が表面１１６に接触することが望ましくない時には、ゼロでありうる。
【０１６０】
この例示的な実施例では、押さえ部１５１は、構造物１０６への作業１１１が実行されている間中、場所１３５の構造物１０６の表面１１６に接触した状態で留まりうる。具体的には、接触表面１５０２は、一組のツール１３２がファスナ１０４を取り付けるためにシャトルテーブル１４６の軌道システム１４７に沿って移動する際に、表面１１６に接触した状態で留まりうる。押さえ部１５１は、ファスナ１０４が取り付けられる際に、所望の接触力１５０６を負荷しうる。
【０１６１】
この例示的な実施例では、チャネル１５０４が、押さえ部１５１の中央に配置されうる。チャネル１５０４は、一組のツール１３２が通過しうる、押さえ部１５１のハウジング１５００の中の空間でありうる。チャネル１５０４は、この例示的な実施例では、ハウジング１５００のほぼ全体を通って中央に伸長しうる。図４の押さえ部４０８内のチャネル４０９は、この図に示すチャネル１５０４の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０１６２】
この図示された実施例では、押さえ部１５１のチャネル１５０４は、一組のツール１３２の、構造物１０６の表面１１６上の場所１３５へのアクセスを提供しうる。例えば、検査システム１４２は、押さえ部１５１のチャネル１５０４と位置を合わせるよう、シャトルテーブル１４６の軌道システム１４７に沿って移動しうる。検査システム１４２は次いで、構造物１０６の表面１１６上の場所１３５を検査するために、押さえ部１５１内のチャネル１５０４を通って伸長しうる。
【０１６３】
別の例示的な実施例としては、ファスナ取付器１４４が、チャネル１５０４と位置を合わせるよう、軌道システム１４７に沿って移動しうる。ファスナ取付器１４４は次いで、孔１３４にファスナ１０４を取り付けるために、チャネル１５０４を通って伸長しうる。押さえ部１５１は、これらの作業中、場所１３５の構造物１０６の表面１１６をその副構造物に押圧するための所望の接触力１５０６を維持しうる。
【０１６４】
図示するように、ロードセル１５０８は、押さえ部１５１に関連付けられうる。ロードセル１５０８は、押さえ部１５１の接触表面１５０２に接続されうる。
【０１６５】
この例示的な実施例では、ロードセル１５０８は、押さえ部１５１と構造物１０６の表面１１６との間の接触力１５３を特定するよう構成されたデバイスでありうる。具体的には、ロードセル１５０８は、押さえ部１５１の接触表面１５０２と場所１３５の表面１１６との間の接触力１５３を特定するよう構成されうる。
【０１６６】
この例示的な実施例では、押さえ部１５１の接触表面１５０２が場所１３５の表面１１６に触れる際に、ロードセル１５０８は接触力１５３を特定しうる。エンドエフェクタ１２０のスピード１５１０、又はエンドエフェクタ１２０が移行する距離１５１２のうちの少なくとも１つは、ロードセル１５０８によって特定された接触力１５３に基づいて修正されうる。限定する訳ではないが例としては、エンドエフェクタ１２０は、それが作業面１１６に向かって移動する際に、ロードセル１５０８、図１の計測システム１５２、及びセンサシステム１３８のうちの少なくとも１つによって提供されたフィードバックを使用して操舵されうる。換言すると、操舵は、様々なシステムからのフィードバックを使用して、「臨機応変に」発生しうる。
【０１６７】
この例示的な実施例では、スピード１５１０は、エンドエフェクタ１２０の移動の速度でありうる。スピード１５１０はまた、押さえ部１５１の移動の速度を表しうる。距離１５１２は、押さえ部１５１の接触表面１５０２と表面１１６との間の一定の大きさの空間でありうる。
【０１６８】
ロードセル１５０８を使用して特定された接触力１５３に基づいて、エンドエフェクタ１２０は、速度を落とし、速度を上げ、配向を変更し、又は、他の何らかの様態で修正されうる。一例としては、接触力１５３が所望の接触力１５０６よりも大きい場合、押さえ部１５１からの接触力１５３が、構造物１０６の表面１１６における不整合の形成を低減するか、不整合の形成を回避するか、又は、その両方を行うように、スピード１５１０は低減されうる。
【０１６９】
スピード１５１０は、いくつかの例示的な実施例では、予めプログラムされた指令に基づいて変わりうる例えば、接触力１５３が判断されると、エンドエフェクタ１２０は自動的にそのスピードを調整しうる。他の例示的な実施例では、スピード１５１０は、測定デバイスを使用して動的に測定される。また別の例示的な実施例では、エンドエフェクタ１２０のスピード１５１０は、図１のコントローラ１２８と連通する様々なアプリケーションによって算出される。この場合、スピード１５１０は、図１に示すような計測システム１５２、センサシステム１３８、又はその両方によって生成された位置情報から算出されうる。
【０１７０】
別の実施例としては、接触力１５３が所望の接触力１５０６よりも小さい場合、エンドエフェクタ１２０は、所望の接触力１５０６を提供するために、表面１１６のより近くに移動しうる。更に別の実施例としては、接触力１５３が所望の接触力１５０６にほぼ等しい場合、エンドエフェクタ１２０は停止し、構造物１０６の表面１１６で作業１１１が開始されうる。これらの変更は、図１のコントローラ１２８、システムコントローラ１６６、又はその両方の指示の下で発生しうる。
【０１７１】
この例示的な実施例では、センサシステム１３８は、押さえ部１５１とエンドエフェクタ１２０を、表面１１６への接触に先立って表面１１６上の場所１３５に対して位置付けるために、使用されうる。例示的な一実施例では、センサシステム１３８は、押さえ部１５１内のチャネル１５０４と位置を合わせるよう、シャトルテーブル１４６の軌道システム１４７に沿って移動しうる。センサシステム１３８は、表面１１６に向かって、チャネル１５０４を通って伸長しうる。
【０１７２】
この例示的な実施例では、センサシステム１３８は、複数のセンサ１５１４と付勢システム１５１５とを有しうる。複数のセンサ１５１４は、場所１３５の構造物１０６の表面１１６に対する、複数のセンサ１５１４の位置１５１７についての位置データ１５１６を生成するよう構成された、デバイスでありうる。
【０１７３】
この図示された実施例では、位置１５１７は、表面１１６に対する複数のセンサ１５１４の各々の配向、三次元空間における複数のセンサ１５１４の各々の場所、表面１１６からの複数のセンサ１５１４の各々の距離、又はそれらの組み合わせを含みうる。この例示的な実施例では、位置データ１５１６は、限定する訳ではないが例としては、座標、数値、又は、図１に示す全体座標系１０１又は飛行機座標系１０３のうちの少なくとも１つに関して位置１５１７を特定するために使用される他の種類の情報を含む、位置１５１７についての情報でありうる。
【０１７４】
センサ１５１８は、この例示的な実施例では、複数のセンサ１５１４のうちの１つでありうる。センサ１５１８はいくつかの異なる形態をとりうる。限定する訳ではないが例としては、センサ１５１８は、線形可変差動トランスフォーマ、容量型変換器、レーザー距離センサ、接触エンコーダ、容量型変位センサ、渦電流センサ、超音波センサ、多軸変位変換器、及び、他の適切な種類のセンサのうちの１つから選択されうる。
【０１７５】
図示するように、複数のセンサ１５１４は押さえ部１５１から外向きに伸長しうる。詳細には、複数のセンサ１５１４は、押さえ部１５１の接触表面１５０２に対してほぼ垂直に、外向きに伸長しうる。この様態では、複数のセンサ１５１４は、押さえ部１５１が構造物１０６の表面１１６に接触するのに先立って、場所１３５の構造物１０６の表面１１６に接触するよう構成されうる。
【０１７６】
この例示的な実施例では、複数のセンサ１５１４の各々は、構造物１０６の表面１１６上の場所１３５に対して、別々の位置１５１７を有しうる。その結果として、複数のセンサ１５１４の各々は、別々の位置データ１５１６を生成しうる。
【０１７７】
限定する訳ではないが例としては、複数のセンサ１５１４が３つのセンサを含む場合、表面１１６上の場所１３５に対する各センサの位置１５１７は相違しうる。例えば、各センサは、表面１１６上の場所１３５に対して異なる配向を有しうる。別の実施例としては、各センサは、センサと表面１１６との間に異なる距離を有しうる。この様態では、この例示的な実施例で、３つのセンサの各々によって、別々の位置データ１５１６が生成されうる。
【０１７８】
複数のセンサ１５１４の各々によって生成された位置データ１５１６により、エンドエフェクタ１２０が構造物１０６の表面１１６の場所１３５に接近する様態が、調整されうる。エンドエフェクタ１２０は、移動システム１５２０を使用して調整されうる。
【０１７９】
図示するように、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０に関連付けられうる。この例示的な実施例では、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０を移動させるよう構成された、いくつかの構成要素を備えうる。
【０１８０】
図１に示すように、動作プラットフォーム１２２は、場合によっては、移動システム１５２０の一例でありうる。他の例示的な実施例では、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０を移動させるために、動作プラットフォーム１２２に加えて、又はその代わりに、使用されうる。移動システム１５２０は、この例示的な実施例では、車輪、軌道システム、プーリ、又は他の適切な移動デバイスを含みうる。
【０１８１】
図示するように、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を変更するよう構成されうる。例えば、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０の配向１５２４を、場所１３５の構造物１０６の表面１１６への接触に先立って所望の配向１５２６へと変更しうる。
【０１８２】
この例示的な実施例では、配向１５２４は、いくつかの軸の周囲で、エンドエフェクタ１２０が最新時点で面している方向でありうる。所望の配向１５２６は、接触表面１５０２が場所１３５の構造物１０６の表面１１６にほぼ平行である時に、エンドエフェクタ１２０が面している方向でありうる。
【０１８３】
押さえ部１５１がエンドエフェクタ１２０と共に移動することから、配向１５２４と所望の配向１５２６は、押さえ部１５１の接触表面１５０２が面している方向も表しうる。移動システム１５２０は、複数のセンサ１５１４の各々からの位置データ１５１６に基づいて、配向１５２４を所望の配向１５２６へと変更しうる。
【０１８４】
図示するように、移動システム１５２０は、押さえ部１５１が表面１１６に接近する際に、エンドエフェクタ１２０のスピード１５１０を変更しうる。最初、移動システム１５２０は、表面１１６に向かって、第１スピード１５２２でエンドエフェクタ１２０を移動させうる。
【０１８５】
移動システム１５２０は次いで、押さえ部１５１が構造物１０６の表面１１６に接触するのに先立って、スピード１５１０を第２スピード１５２３へと低減しうる。スピード１５１０は、複数のセンサ１５１４からの位置データ１５１６に基づいて、第２スピード１５２３へと低減されうる。一例としては、位置データ１５１６が、押さえ部１５１が表面１１６に接触しそうなっていることを示す場合、移動システム１５２０は、押さえ部１５１が望ましくない大きさの接触力１５３で表面１１６に接触しないように、スピード１５１０を第２スピード１５２３へと低減しうる。
【０１８６】
移動システム１５２０は、いくつかの例示的な実施例では、スピード１５１０を増大させうる。限定する訳ではないが例としては、スピード１５１０は、エンドエフェクタ１２０が表面１１６上の場所１３５に接近するのに必要な時間を低減するために、第２スピード１５２３から第１スピード１５２２へと増大されうる。
【０１８７】
いくつかの例示的な実施例では、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０が構造物１０６の表面１１６に向かって移動する際に、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を変更するよう構成されうる。例えば、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０を停止することなく、配向１５２４を動的に変更しうる。同様の様態で、移動システム１５２０は、エンドエフェクタ１２０が構造物１０６の表面１１６上の場所１３５に向かって移動する際に、スピード１５１０、エンドエフェクタが移行する距離１５１２、又はその両方を変更しうる。
【０１８８】
図示するように、付勢システム１５１５は、複数のセンサ１５１４に関連付けられうる。付勢システム１５１５は、場所１３５の構造物１０６の表面１１６との接触に反応して、複数のセンサ１５１４を伸長位置１５２８と退縮位置１５３０との間で付勢するよう構成された、いくつかの構成要素を備えうる。
【０１８９】
この例示的な実施例では、伸長位置１５２８は、複数のセンサ１５１４が、表面１１６上の場所１４５の方向に、押さえ部１５１の接触表面１５０２から外向きに突出する、複数のセンサ１５１４の構成でありうる。退縮位置１５３０は、複数のセンサ１５１４が押さえ部１５１のハウジング１５００の中に位置付けられている、複数のセンサ１５１４の構成でありうる。
【０１９０】
この例示的な実施例では、複数のセンサ１５１４の各々は、個々に伸長し、退縮するか、又は、一緒に伸長し、退縮しうる。伸長と退縮は、特定の実行形態に応じて、能動的であるか、又は受動的でありうる。能動的である時、コントローラ１２８は、複数のセンサ１５１４のうちの一又は複数を、表面１１６に接触するよう伸長させうる。
【０１９１】
付勢システム１５１５は、この例示的な実施例では、様々な形態をとりうる。例えば、付勢システム１５１５は、いくつかのばね、コイル、機械的デバイス、又は他の適切な構造物のうちの少なくとも１つを含みうる。
【０１９２】
複数のセンサ１５１４が構造物１０６の表面１１６に接触し、かつ、エンドエフェクタ１２０が場所１３５の表面１１６に向かって移動し続ける際に、表面１１６は、複数のセンサ１５１４に力１５３４を負荷する。それに反応して、複数のセンサ１５１４は、伸長位置１５２８から退縮位置１５３０へと付勢される。換言すると、複数のセンサ１５１４は、力１５３４に反応して、ハウジング１５００内へと移動しうる。
【０１９３】
例えば、付勢システム１５１５がばねを含む時、複数のセンサ１５１４はばねを圧縮しうる。この様態では、複数のセンサ１５１４は、力１５３４が複数のセンサ１５１４を損傷しえないように、「ばね付勢」である。加えて、複数のセンサ１５１４が、表面１１６上に不整合の形成を引き起こすこともありえない。エンドエフェクタ１２０が表面１１６上の場所１３５から離れるように移動すると、ばねは、複数のセンサ１５１４に外向きに力を加えうる。
【０１９４】
いくつかの事例では、複数のセンサ１５１４は、複数のセンサ１５１４内の少なくとも１つのセンサ上に位置付けられた、いくつかの防護要素１５２７を含みうる。防護要素１５２７は、複数のセンサ１５１４内の構成要素が、場所１３５の表面１１６を擦過する、又は傷つけることを防止するよう構成される。限定する訳ではないが例としては、パッド、コーティング又は他の適切な何らかの防護要素が、複数のセンサ１５１４のうちの少なくとも１つに位置付けられうる。
【０１９５】
エンドエフェクタ１２０が所望の様態で表面１１６上の場所１３５に対して位置付けられた後に、一組のツール１３２内の他のツールが追加的な作業を実行しうるように、センサシステム１３８がシャトルテーブル１４６上に再位置付けされうる。この例示的な実施例では、センサシステム１３８は、チャネル１５０４との位置合わせから外れて、シャトルテーブル１４６の軌道システム１４７に沿って移動しうる。
【０１９６】
限定する訳ではないが例としては、穿孔システム１４０は次いで、押さえ部１５１のチャネル１５０４と位置を合わせるよう、軌道システム１４７に沿って移動しうる。穿孔システム１４０は次いで、場所１３５の構造物１０６の表面１１６に孔１３４を穿孔するために伸長しうる。その後、ファスナ１０４が孔１３４に挿入されうる。
【０１９７】
この例示的な実施例では、センサシステム１３８は、図１に示す構造物１０６の表面１１６上の場所１３５に穿孔された孔１３４に挿入された、ファスナ１０４の面一１７１を測定するよう構成されうる。ファスナ１０４が孔１３４に挿入された後に、センサシステム１３８は次いで、押さえ部１５１のチャネル１５０４と位置を合わせるよう移動しうる。複数のセンサ１５１４は次いで、ファスナ１０４の面一１７１を測定するために使用されうる。面一１７１に基づいて、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２によって実行された作業１１１が修正されうる。
【０１９８】
例えば、面一１７１が、ファスナ１０４が所望を超えて構造物１０６の表面１１６から凹設されていることを示す場合、穿孔システム１４０又はファスナ取付器１４４のうちの少なくとも１つが再構成されうる。例示的な一実施例では、ファスナ取付器１４４が、ファスナ１０４を取り付ける時により小さい力を使用するよう、再構成されうる。別の実施例では、穿孔システム１４０が、カウンタシンク、深さ、角度、又は他の何らかのパラメータを調整するよう再構成されうる。面一１７１が、ファスナ１０４が選択された公差内でパネル１１２の表面１１６にほぼ平面であることを示す場合、一組のツール１３２を備えたエンドエフェクタ１２０は、後続のファスナ取付でその作業を再現しうる。
【０１９９】
いくつかの例示的な実施例では、センサシステム１３８はまた、場所１３５の構造物１０６の表面１１６上の物体１７４を特定するよう構成されうる。センサシステム１３８は、物体１７４が特定されると、信号１５３８を生成するよう構成されうる。信号１５３８は、押さえ部１５１が物体１７４に到達する前に、エンドエフェクタ１２０を停止させるよう構成されうる。
【０２００】
限定する訳ではないが例としては、センサ１５１８が物体１７４と接触すると、センサ１５１８は、図１に示すコントローラ１２８に信号１５３８を送信しうる。信号１５３８から、コントローラ１２８は、エンドエフェクタ１２０を停止し、物体１７４を回避するためにエンドエフェクタ１２０を再位置付けするよう、移動システム１５２０に命令しうる。信号１５３８は、この例示的な実施例では、電気信号でありうる。
【０２０１】
図１５のエンドエフェクタ１２０、押さえ部１５１、及びセンサシステム１３８の図は、例示的な一実施形態が実装されうる様態に物理的又は構造的な限定を課すことを意図していない。図示された構成要素に加えて、又はそれらに代えて、他の構成要素が使用されうる。いくつかの構成要素は不要になることもある。また、幾つかの機能的構成要素を図示するためにブロックが提示されている。例示的な一実施形態で実装される場合、一又は複数のこれらのブロックを、異なるブロックに統合し、分割し、又は統合して分割しうる。
【０２０２】
例えば、複数のセンサ１５１４を備えたセンサシステム１３８は、パネル１１２以外の他の種類の構造物にも使用されうる。一例としては、センサシステム１３８を備えたエンドエフェクタ１２０は、上部パネル、鉛直構成のパネル、又は別の種類の構成の物体に向かって配向されうる換言すると、複数のセンサ１５１４、エンドエフェクタ１２０及び押さえ部１５１の移動は、構造物の下部パネルに対する上向きの移動に限定されない。各構成要素は、異なる構成を備えた構造物に接近する時、同様の様態で機能する。
【０２０３】
別の例示的な実施例としては、移動システム１５２０が、複数のセンサ１５１４が場所１３５の表面１１６に対してほぼ垂直になるように、エンドエフェクタ１２０を移動させないこともある。その代わりに、いくつかの実施例では、孔１３４が、場所１３５の表面１１６に対して垂直ではない軸に沿って穿孔されうる。この場合、エンドエフェクタ１２０は、傾いて配向されうる。押さえ部１５１以外の別のデバイスが、構造物１０６をその副構造物にクランプするために必要とされうる。更に別の例示的な実施例では、複数のセンサ１５１４は、特定の実行形態に応じて、約９０度とは異なる角度で、押さえ部１５１の接触表面１５０２から外向きに伸長しうる。
【０２０４】
次に図１６を参照するに、例示的な一実施形態による、図４のエンドエフェクタ３０２上の押さえ部４０８の側面図が示されている。この図示された実施例では、図４の線１６−１６の方向で、押さえ部４０８の拡大図が示されている。
【０２０５】
図示するように、押さえ部４０８は、接触表面１６００とハウジング１６０２とを含みうる。チャネル（ここには図示せず）は、ハウジング１６０２を通って中央に伸長する。接触表面１６００とハウジング１６０２は、それぞれ、図１５にブロック形態で示す押さえ部１５１の、接触表面１５０２とハウジング１５００の物理的な実行形態の例でありうる。
【０２０６】
この図示された実施例では、センサシステム４００は複数のセンサ１６０４を含みうる。複数のセンサ１６０４は、この例示的な実施例では、センサ１６０６、センサ１６０７、及びセンサ１６０８を含みうる。複数のセンサ１６０４は、図１５にブロック形態で示す複数のセンサ１５１４の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０２０７】
この例示的な実施例では、センサ１６０６、センサ１６０７（この図では部分的に不明瞭である）、及びセンサ１６０８は、線形可変差動トランスフォーマでありうる。線形可変差動トランスフォーマは、この例示的な実施例では、接触型センサでありうる。「接触型センサ」は、物体と接触している時に位置データを生成するセンサでありうる。センサ１６０６、センサ１６０７、及びセンサ１６０８は、エンドエフェクタ３０２の移行方向の調整に使用するための位置データを、個々に生成しうる。防護要素１６１１は、構造物の表面を擦過する、又は傷つけることを防止するために、センサ１６０６、センサ１６０７、及びセンサ１６０８の突出端部に載置されうる。
【０２０８】
複数のセンサ１６０４は、この例示的な実施例では、押さえ部４０８から外向きに伸長する。具体的には、複数のセンサ１６０４は、押さえ部４０８のチャネルを通って中央に伸長しうる。複数のセンサ１６０４は、この例示的な実施例では、押さえ部４０８の接触表面１６００に対してほぼ垂直に、外向きに伸長しうる。
【０２０９】
複数のセンサ１６０４は、矢印１６１２の方向に移動して、押さえ部４０８を超えて伸長するよう構成されうる。同様の様態で、複数のセンサ１６０４は、矢印１６１４の方向に移動するよう構成されうる。付勢システム１６１６は、複数のセンサ１６０４が矢印１６１２及び矢印１６１４の方向に往復移動する際に、それらを付勢するよう構成されうる。
【０２１０】
この例示的な実施例では、複数のセンサ１６１４は、伸長位置１６１８にある。複数のセンサ１６０４の伸長位置１６１８は、図１５の複数のセンサ１５１４の伸長位置１５２８の実行形態の一例でありうる。
【０２１１】
場合によっては、センサ１６０６、センサ１６０７、及びセンサ１６０８は、押さえ部４０８から異なる距離だけ伸長するよう構成されうる。例えば、センサ１６０６、センサ１６０７、及びセンサ１６０８のうちの少なくとも１つは、他よりも長く伸長するよう構成されうる。
【０２１２】
図示するように、ロードセル１６１０は、押さえ部４０８に接続されうる。ロードセル１６１０は、図１５にブロック形態で示すロードセル１５０８の実行形態の一例でありうる。
【０２１３】
この例示的な実施例では、ロードセル１６１０は、押さえ部４０８の接触表面１６００に接続されうる。ロードセル１６１０は、押さえ部４０８と構造物の表面との間の接触力を測定しうる。
【０２１４】
図１７では、例示的な一実施形態による、図１６の押さえ部４０８の上面図が示されている。押さえ部４０８の上面図は、図１６の線１７−１７の方向で示されている。この上面図は、この図に示す軸１７０２に対して垂直なものになっている。
【０２１５】
この図では、押さえ部４０８内のチャネル１７００が視認されうる。チャネル１７００は、軸１７０２を有しうる。軸１７０２は、チャネル１７００を通って中央に伸長しうる。
【０２１６】
図示するように、複数のセンサ１６０４は、構成１７０４を有しうる。構成１７０４は、各センサが軸１７０２の周囲で他のセンサからほぼ等距離を保って位置付けられている、複数のセンサ１６０４の配設でありうる。この例示的な実施例では、センサ１６０６、センサ１６０７、及びセンサ１６０８は、軸１７０２の周囲で互いにほぼ等距離を保って位置付けられている。複数のセンサ１６０４の構成１７０４により、図９の孔９００のための所望の場所についての位置データが生成されうる。
【０２１７】
この例示的な実施例では、軸１７０２に沿って、図３から図１２に示す一組のツール３０８によって作業が実行されうる。限定する訳ではないが例としては、孔９００は、軸１７０２に沿って穿孔されうる。別の例示的な実施例としては、図１１のファスナ１１００が、軸１７０２に沿って取り付けられうる。チャネル１７００の軸１７０２は、きちんと位置合わせされている時、図１に示す孔１３４のための軸１３７に対応しうる。
【０２１８】
複数のセンサ１６０４がこの様態で軸１７０２の周囲に位置付けられることから、現在使用されているいくつかのシステムを用いるのと同様の誤差限界で、孔９００のための場所について位置データが生成されうる。換言すると、構造物表面は複合的なコンター形状でありうるため、複数のセンサ１６０４が孔９００のための所望の場所に対して非常に接近して位置付けられることから、より正確な位置データが生成されうる。その結果として、正確な穿孔作業及び締結作業が実現されうる可能性がより高くなる。
【０２１９】
図１８から図２１は、図６のパネル２０８の表面２０６上の場所６０１に対してエンドエフェクタが３０２が移動する際の、押さえ部４０８を備えたエンドエフェクタ３０２の拡大図である。エンドエフェクタ３０２の移動は、図１６の複数のセンサ１６０４によって生成された位置データに基づいて調整される。図１８から図２１では、図１６の線１８−１８の方向で、エンドエフェクタ３０２が示されている。
【０２２０】
図１８を参照するに、例示的な一実施形態による、パネル２０８の表面２０６上の場所６０１に向かって移動するエンドエフェクタ３０２の図が示されている。この図示された実施例では、エンドエフェクタ３０２は、矢印１８００の方向に、パネル２０８の表面２０６上の場所６０１に向かって移動しうる。
【０２２１】
この例示的な実施例では、所望の様態で場所６０１で作業を実行するために、軸１７０２が表面２０６上の場所６０１に対して垂直になることが望ましいかもしれない。その結果として、エンドエフェクタ３０２は、表面２０６上の場所６０１に対して再位置付けされる必要がありうる。
【０２２２】
エンドエフェクタ３０２は、複数のセンサ１６０４のうちの１つが場所６０１の表面２０６に接触するまで、矢印１８００の方向に移動しうる。そのセンサは次いで、場所６０１の表面２０６に対する、センサの位置についての位置データを生成しうる。この位置データから、コントローラ３２０（ここには図示せず）は、エンドエフェクタ３０２を再位置付けするための信号を送信しうる。エンドエフェクタ３０２は、移動システム（ここには図示せず）を使用して再位置付けされうる。例えば、エンドエフェクタ３０２は、図３に示す動作プラットフォーム３０４を使用して再位置付けされうる。
【０２２３】
いくつかの例示的な実施例では、複数のセンサ１６０４が非接触型センサを備える時、複数のセンサ１６０４の各々は、エンドエフェクタ３０２が表面２０６上の場所６０１に向かって移動する際に、継続的に位置データを生成しうる。この例示的な実施例では、「非接触型」センサは、構造物に接触することなく位置データを提供するセンサである。
【０２２４】
この例示的な実施例では、エンドエフェクタ３０２は、第１スピードで矢印１８００の方向に移動しうる。エンドエフェクタ３０２が表面２０６上の場所６０１に近づいて行く際に、移動システムは、エンドエフェクタ３０２のスピードを、第２スピードへと低減しうる。第２スピードは、押さえ部４０８と場所６０１の表面２０６との間の望ましくない衝突のリスクが減少するスピードでありうる。
【０２２５】
この様態では、エンドエフェクタ３０２は、少なくとも２つの段階で表面２０６上の場所６０１に接近しうる。第１段階では、エンドエフェクタ３０２は、第２段階におけるよりもより早いペースで移動する。複数のセンサ１６０４が押さえ部４０８から外向きに伸長して、位置データを提供することから、押さえ部４０８が表面２０６に触れる前に、エンドエフェクタ３０２は、表面２０６上の場所６０１に対して垂直になるよう調整されうる。この行為により、エンドエフェクタ３０２のより早い接近及び動的な調整が可能になり、結果として、所望通りにエンドエフェクタ３０２を位置付けるのに必要な時間が低減される。
【０２２６】
表面２０６の複合的なコンター形状により、複数のセンサ１６０４は、接触表面１６００上の平面に、接触表面１６００に平行な互いに対して等間隔を保つ三角形配設で、位置付けられうる。チャネル１７００は、等間隔を保つ三角形配設の中央を貫通する。軸１７０２は、等間隔を保つ三角形配設の中心に配置される。複数のセンサ１６０４の各々は、等間隔を保つ三角形配設の角部に配置される。他の例示的な実施例では、他の三角形センサ配設も可能である。
【０２２７】
図１９では、例示的な一実施形態による、場所６０１のパネル２０８の表面２０６に接触しているセンサ１６０７の図が示されている。この例示的な実施例では、エンドエフェクタ３０２は、矢印１８００の方向に既に移動している。
【０２２８】
エンドエフェクタ３０２は、この例示的な実施例では、表面２０６上の場所６０１に対する配向１９００を有する。配向１９００は、図１５にブロック形態で示す配向１５２４の実行形態の一例でありうる。
【０２２９】
図示するように、センサ１６０７は、場所６０１のパネル２０８の表面２０６に接触している。この接触に反応して、センサ１６０７は、矢印１６１４の方向に移動を開始する。
【０２３０】
この図示された実施例では、センサ１６０７の移動が、センサ１６０７による位置データの生成を引き起こす。この位置データは、図２０に示すようにエンドエフェクタ３０２の位置を変更するために、移動システムによって使用されうる。例えば、移動システムは、エンドエフェクタ３０２が表面２０６のより近くに移動する際に、図２０に示すような配向２０００へと、エンドエフェクタ３０２の配向１９００を変更しうる。
【０２３１】
センサ１６０６もセンサ１６０８もまだ表面２０６に接触していないことから、この例示的な実施例では、センサ１６０６とセンサ１６０８は位置データを生成しえない。移動システムは、押さえ部４０８が第２スピードで場所１３５に迫って行く際に、センサ１６０６とセンサ１６０８がセンサ１６０７と同等の位置データを生成するまでエンドエフェクタ１２０を再位置付けするよう、コントローラ３２０によって命令されうる。
【０２３２】
ここで図２０を見るに、例示的な一実施形態による、エンドエフェクタ３０２の位置を調整するエンドエフェクタ３０２の図が示されている。この例示的な実施例では、軸１７０２は、表面２０６上の場所６０１の、センサ１６０６の接触点２００１、センサ１６０７の接触点２００３、及びセンサ１６０８の接触点２００５によって形成された平面に対して、ほぼ垂直になる。
【０２３３】
エンドエフェクタ３０２は、ここで、配向２０００を有する。この例示的な実施例では、配向２０００は、所望の配向でありうる。この例示的な実施例では、配向２０００は、押さえ部４０８の接触表面１６００が場所６０１の表面２０６に対してほぼ垂直な、エンドエフェクタ３０２の配向である。配向２０００は、図１５にブロック形態で示す所望の配向１５２６の実行形態の一例でありうる。
【０２３４】
エンドエフェクタ３０２は、矢印２００２の方向に、表面２０６に向かって移動しうる。矢印２００２の方向への移動は、第１スピードでも行われうる。
【０２３５】
この例示的な実施例では、複数のセンサ１６０４の全てが、対応する接触点において表面２０６に接触しうる。複数のセンサ１６０４の各センサは、矢印１６１４の方向に移動しうる。複数のセンサ１６０４が移動する際に、各センサは、エンドエフェクタ３０２の配向に追加的な調整を行うために使用されうる位置データを生成する。
【０２３６】
次に図２１では、例示的な一実施形態による、場所６０１のパネル２０８の表面２０６に接触する前の、押さえ部４０８の図が示されている。この図示された実施例では、エンドエフェクタ３０２は、矢印２００２の方向に既に移動している。押さえ部４０８の接触表面１６００は、場所６０１のパネル２０８の表面２０６に触れそうになっている。
【０２３７】
この図示された実施例では、移動システムは、コントローラ３２０によって送信された信号に反応して、エンドエフェクタ３０２のスピードを既に低減している。エンドエフェクタ３０２は、接触表面１６００が所望の様態でパネル２０８の表面２０６に接触するまで、矢印２００２の方向の移動を継続する。
【０２３８】
接触すると、ロードセル１６１０は、２つの物体間の接触力を測定する。接触力がクランプのための所望の接触力にほぼ等しい場合、一組のツール３０８は、上記で図６から図１２を参照して示され、説明されているように、場所６０１の表面２０６で作業の実行を開始しうる。そうではない場合、エンドエフェクタ３０２は、所望の接触力が実現するまで、第２スピードで表面２０６上の場所６０１に向かって更に移動しうる。
【０２３９】
この例示的な実施例では、複数のセンサ１６１４は退縮位置２１００にありうる。退縮位置２１００において、複数のセンサ１６０４は、押さえ部４０８から外向きに伸長しないこともある。退縮位置２１００は、図１５にブロック形態で示す複数のセンサ１５１４の退縮位置１５３０の、実行形態の一例でありうる。
【０２４０】
ここで図２２を参照するに、例示的な一実施形態による、図１２に示すようなパネル２０８に取り付けられたファスナ１１００の面一を検査する、センサシステム４００の図が示されている。この図示された実施例では、押さえ部４０８の接触表面１６００は、場所６０１の表面２０６と相接している。
【０２４１】
センサ１６０７は、ファスナ１１００に接触するよう、押さえ部４０８内の図１７から図２１に示すチャネル１７００を通って、中央に伸長しうる。センサ１６０８とセンサ１６０６は、この例示的な実施例では、退縮状態のままである。
【０２４２】
センサ１６０７は次いで、ファスナ１１００を測定しうる。この測定値は次いで、場所６０１の表面２０６との最初の接触時の、３つのセンサからの初期読取と比較される。３つの初期接触点２００１、２００３、及び２００５によって、平面の算出が可能になり、現在の読取は、その平面における３つのセンサの中心の近位である。ファスナ１１００と、ファスナ１１００の周囲の場所６０１の表面２０６との間の高さの相違が、次いで判断されうる。
【０２４３】
図２３を見るに、例示的な一実施形態による、場所６０１のパネル２０８の表面２０６上の物体に接近する、エンドエフェクタ３０２の図が示されている。この図示された実施例では、物体２３００は表面２０６上に存在しうる。
【０２４４】
物体２３００は、この例示的な実施例では、ごみ、頂部付きファスナ、又は他の何らかの種類の物体でありうる。物体２３００は、図１にブロック形態で示す物体１７４の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０２４５】
押さえ部４０８の物体２３００との衝突を回避することが、望ましいことがある。限定する訳ではないが例としては、押さえ部４０８と物体２３００との間の衝突により、結果として、押さえ部４０８の再加工が必要となりうる。別の実施例では、押さえ部４０８を使用して物体２３００に望ましくない圧力を印加することにより、何らかの様態で表面２０６に損傷を与えうる。
【０２４６】
この例示的な実施例では、エンドエフェクタ３０２は、場所６０１の表面２０６に向かって、矢印２００２の方向に移動する。複数のセンサ１６０４は、押さえ部４０８が物体２３００と接触する前に、物体２３００の存在、並びに、場所６０１の表面２０６上の物体２３００の場所２３０４を感知するために、使用されうる。
【０２４７】
図２４では、例示的な一実施形態による、図２３に示す場所６０１のパネル２０８の表面２０６上の物体２３００に接触している、センサ１６０７の図が示されている。この図示された実施例では、センサ１６０７は、物体２３００に既に接触しており、矢印１６１４の方向に移動を開始しうる。同時に、センサ１６０７は、物体２３００の存在を示す位置データを生成する。
【０２４８】
移動システムは、押さえ部４０８が物体２３００に触れないように、エンドエフェクタ３０２の移動を停止させるよう構成されうる。物体２３００が表面２０６から除去されるか、エンドエフェクタ３０２が物体２３００との接触を回避するために再位置付けされるか、又はその両方でありうる。
【０２４９】
図２５を見るに、例示的な一実施形態による、パネル２０８の表面２０６に接近するエンドエフェクタ３０２の図が示されている。この図示された実施例では、表面２０６の部分２５００は、表面２０６の部分２５０２とは異なるコンター形状を有しうる。例えば、部分２５０２と部分２５００は、表面２０６上の重ね継ぎの場所でありうる。
【０２５０】
図示するように、押さえ部４０８の接触表面１６００を超えて伸長する複数のセンサ１６０４がなくとも、押さえ部４０８による接触時に、位置データは生成されるだろう。しかし、この位置データは不正確である可能性がある。押さえ部４０８の接触表面１６００の部分２５０４は、表面２０６の部分２５００に対する押さえ部４０８の正常度についての正確な位置データを提供する代わりに、最初に部分２５０２に接触しうる。
【０２５１】
接触表面１６００を超えて伸長する複数のセンサ１６０４の使用は、所望の様態でエンドエフェクタ３０２を調整するための正確な位置データを担保する。データは、孔のための精密な場所に対して生成され、ゆえに、エンドエフェクタ３０２の精度を改善し、かつ、その位置ずれの可能性を低減する。
【０２５２】
次に図２６を参照するに、例示的な一実施形態による、押さえ部４０８とセンサシステム１３８とを備えたエンドエフェクタ３０２の図が示されている。この図示された実施例では、センサシステム１３８は複数のセンサ２６００を含みうる。
【０２５３】
複数のセンサ２６００は、図１６に示すような複数のセンサ１６０４を置換している。複数のセンサ２６００は、図１５にブロック形態で示す複数のセンサ１５１４の、別の物理的な実行形態の一例でありうる。
【０２５４】
この例示的な実施例では、複数のセンサ２６００は、押さえ部４０８のチャネル１７００の中に配設されうる。例えば、複数のセンサ２６００は、チャネル１７００の中の軸１７０２の周囲に配設されうる。
【０２５５】
図示するように、複数のセンサ２６００は押さえ部４０８から外向きに伸長しないこともある。その代わりに、複数のセンサ２６００は、非接触型センサでありうる。
【０２５６】
この事例では、複数のセンサ２６００は、エンドエフェクタ３０２がパネル２０８の表面２０６に接近する際に、継続的に位置データを生成しうる。この様態では、押さえ部４０８が表面２０６に接触するのに先立って軸１７０２が表面２０６に対してほぼ垂直になるように、エンドエフェクタ３０２が再位置付けされうる。
【０２５７】
図１６から図２６の押さえ部４０８とセンサシステム１３８の図は、例示的な一実施形態が実装されうる様態に物理的又は構造的な限定を課すことを意図していない。図示された構成要素に加えて、又はそれらに代えて、他の構成要素が使用されうる。いくつかの構成要素は任意選択されうる。
【０２５８】
図１６から図２６に示す種々の構成要素は、図１５にブロック形態で示す構成要素がいかにして物理的な構造物として実装可能であるかを示す実施例でありうる。加えて、図１６から図２６の構成要素のいくつかは、図１６の構成要素と組み合わされるか、図１６の構成要素と共に使用されるか、又は、それら２つの場合の組み合わせでありうる。
【０２５９】
一例としては、図１６から図２５では複数のセンサ１６０４内に３つのセンサが示されているが、他の数のセンサも使用されうる。限定する訳ではないが例としては、２つのセンサ、４つのセンサ、６つのセンサ、１０個のセンサ、又は他の適切な何らかの数のセンサが、複数のセンサ１６０４内に存在しうる。
【０２６０】
加えて、構成１７０４以外に、複数のセンサ１６０４の他の構成も使用されうる。一例としては、複数のセンサ１６０４は、チャネル１７００の直径に沿って配設されうる。別の例示的な実施例では、複数のセンサ１６０４は、チャネル１７００の周縁に沿って配設されうる。
【０２６１】
また他の例示的な実施例では、複数のセンサ１６０４は、上方から場所６０１の表面２０６に接触しうる。この場合、エンドエフェクタ３０２は、パネル２０８の上方で配向され、表面２０６上の場所６０１に向かって下向きに移動しうる。また他の例示的な実施例では、複数のセンサ１６０４は、特定の実行形態に応じて、側方から、傾いて、又は他の何らかの様態で、表面２０６に接触しうる。
【０２６２】
航空機向けのパネル２０８に関して例示的な実施例が説明されているが、例示的な実施形態は他の種類のプラットフォームにも適用されうる。プラットフォームは、限定する訳ではないが例としては、可動プラットフォーム、固定プラットフォーム、陸上構造物、水上構造物、及び宇宙構造物でありうる。
【０２６３】
より詳細には、プラットフォームは、水上艦、戦車、人員運搬機、列車、宇宙船、宇宙ステーション、衛星、潜水艦、自動車、発電所、橋、ダム、家屋、製造施設、建造物、及び他の適切なプラットフォームでありうる。加えて、複数のセンサ１６０４は、これらのプラットフォームの各々の中の他の構造物に対する位置データを生成するために使用されうる。
【０２６４】
ここで図２７を参照するに、例示的な一実施形態による、図１の構造物１０６に作業１１１を実行するために組立システム１０２を動作させるプロセスのフロー図が示されている。具体的には、図２７に示すプロセスは、パネル１１２にファスナ１０４を取り付けるために実装されうる。種々の作業の制御が、組立システム１０２内のコントローラ１２８によって実行されうる。
【０２６５】
プロセスは、可動プラットフォーム１１８を使用して、第１の場所１１７から第２の場所１２１へと、製造環境１００のフロア１０７を差し渡って動作プラットフォーム１２２を担持すること（作業２７００）によって、開始しうる。次に、プロセスは、構造物１０６の表面１１６の下方に、動作プラットフォーム１２２を大まかに位置付けうる（作業２７０２）。
【０２６６】
その後、プロセスは、動作プラットフォーム１２２を使用して、表面１１６上の場所１３５に対してエンドエフェクタ１２０を精密に位置付ける（作業２７０４）。エンドエフェクタ１２０は、構造物１０６に作業１１１を実行するために、一組のツール１３２を保持しうる。プロセスは次いで、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を使用して、場所１３５の表面１１６に作業１１１を実行しうる（作業２７０６）。その後、プロセスは終了する。
【０２６７】
次に図２８を見るに、例示的な一実施形態による、図１の構造物１０６のパネル１１２にファスナ１０４を取り付けるために組立システム１０２を動作させるプロセスのフロー図が示されている。この図に示されるプロセスも、可動プラットフォーム１１８が第２の場所に到達した後に実装されうる。
【０２６８】
プロセスは、第２移動システム１２４を使用して、表面１１６に向かって鉛直軸１３６に沿って動作プラットフォーム１２２を移動させることによって、開始しうる（作業２８００）。プロセスは、動作プラットフォーム１２２を使用して、場所１３５の表面１１６に対して垂直に、エンドエフェクタ１２０を位置付けうる（作業２８０２）。いくつかの例示的な実施例では、上記で図１を参照して説明されているように、エンドエフェクタ１２０は、場所１３５に対して垂直に位置付けられない。
【０２６９】
作業２８０２では、センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を特定し、その位置をエンドエフェクタ１２０のための所望の位置１３０と比較しうる。エンドエフェクタ１２０は次いで、動作プラットフォーム１２２の構成要素の組み合わせを使用して移動しうる。
【０２７０】
次にプロセスは、エンドエフェクタ１２０を、場所１３５の表面１１６に接触するよう、鉛直軸１３６に沿って移動させうる（作業２８０４）。プロセスは、エンドエフェクタ１２０上の押さえ部１５１と表面１１６との間の接触力１５３を特定する（作業２８０６）。
【０２７１】
この例示的な実施例では、接触力１５３は、ロードセル又は他の荷重感知デバイスを使用して特定されうる。接触力１５３は、エンドエフェクタ１２０と表面１１６との間の望ましくない衝突を低減させるためか、所望の接触力１５３が既に実現しているか否かを判断するためか、又はその両方のために、特定されうる。
【０２７２】
所望の接触力１５３が既に実現しているか否かについての判断が行われうる（作業２８０８）。所望の接触力１５３は、パネル１１２とその副構造物向けのクランプ力を提供する。場合によっては、クランプ力は必要ではない。
【０２７３】
コントローラ１２８は、ロードセルによって特定された接触力１５３と既定の接触力とを比較しうる。所望の接触力１５３が既に実現されている場合、プロセスは、一組のツール１３２内の穿孔システム１４０を使用して、パネル１１２の表面１１６に孔１３４を穿孔する（作業２８１０）。
【０２７４】
その後、プロセスは、一組のツール１３２内の検査システム１４２を使用して、孔１３４の深さ１５５又は直径１５８のうちの少なくとも１つを検査しうる（作業２８１２）。例えば、孔プローブ１６０が、孔１３４を検査するために孔１３４に挿入されうる。他の例示的な実施例では、検査システム１４２は、カウンタシンク深さ、カウンタシンク角度、場所１３５に対するカウンタシンクの正常度、場所１３５に対する孔１３４の正常度、カウンタシンク直径、グリップ長、又は、孔１３４についての他の何らかのパラメータも同様に検査しうる。
【０２７５】
プロセスは次いで、一組のツール１３２内のファスナ取付器１４４を使用して、孔１３４にファスナ１０４を挿入しうる（作業２８１４）。作業２８１４では、ファスナ管理システム１２８が、ファスナ１０４に密封剤１６４を添付すること、及び、取付のためのファスナ１０４をファスナ取付器１４４に供給することによって、ファスナ取付器１４４を支援しうる。プロセスはファスナ１０４を検査しうる（作業２８１６）。その後、プロセスは終了する。
【０２７６】
作業２８０８を再度参照するに、表面１１６とエンドエフェクタ１２０との間で所望の接触力１５３が実現されていない場合、プロセスは、上述のように、作業２８０４に戻る。この例示的な実施例では、一組のツール１３２がこれらの作業を実行する際に、一組のツール１３２は、孔１３４に対して各ツールを位置付けるために、エンドエフェクタ上のシャトルテーブル１４６の軌道システム１４７に沿って移動しうる。追加的な調整が必要な場合、第２移動システム１２４と動作プラットフォーム１２２のうちの少なくとも１つが使用されうる。更に、ツール管理システム１２６が、必要に応じて、一組のツール１３２内のツールを交換しうる。
【０２７７】
ここで図２９を参照するに、例示的な一実施形態による、図１の構造物１０６の表面１１６に対してエンドエフェクタ１２０を位置付けるためのプロセスのフロー図が示されている。図２９に示すプロセスは、図１５に示すような複数のセンサ１５１４を備えたセンサシステム１３８を使用して、実装されうる。種々の作業の制御が、図１に示す組立システム１０２内のコントローラ１２８によって実行されうる。
【０２７８】
プロセスは、構造物１０６の表面１１６に対する、センサシステム１３８内の複数のセンサ１５１４の位置１５１７についての位置データ１５１６を生成することによって、開始しうる（作業２９００）。位置データ１５１６は、複数のセンサ１５１４のうちの少なくとも１つが表面１１６に接触する前に、接触中に、又は接触した後に、生成されうる。
【０２７９】
プロセスは次いで、複数のセンサ１５１４によって生成された位置データ１５１６に基づいて、構造物１０６の表面１１６に対するエンドエフェクタ１２０の位置１４８を変更しうる（作業２９０２）。その後、プロセスは終了する。例えば、移動システム１５２０は、押さえ部１５１が構造物１０６の表面１１６に対してほぼ平行になるように、エンドエフェクタ１２０の配向１５２４を所望の配向１５２６へと変更しうる。
【０２８０】
図３０では、例示的な一実施形態による、図１の作業１１１を実行するために構造物１０６の表面１１６に対してエンドエフェクタ１２０を位置付けるプロセスのフロー図が示されている。図３０に示すプロセスは、図１５に示すような複数のセンサ１５１４を備えたセンサシステム１３８を使用して、実装されうる。種々の作業は、図１に示す組立システム１０２内のコントローラ１２８によって制御されうる。
【０２８１】
プロセスは、第１スピード１５２２で、構造物１０６の表面１１６に向かってエンドエフェクタ１２０を移動させることによって、開始しうる（作業３０００）。プロセスは次いで、複数のセンサ１５１４のうちの少なくとも１つでもって、構造物１０６の表面１１６に接触しうる（作業３００２）。
【０２８２】
次に、構造物１０６の表面１１６に対する複数のセンサ１５１４の位置１４８について、位置データ１５１６が生成されうる（作業３００４）。エンドエフェクタ１２０の位置１４８は、複数のセンサ１５１４からの位置データ１５１６に基づいて、構造物１０６の表面１１６に対して変更されうる（作業３００６）。場所１３５の表面１１６に対するエンドエフェクタ１２０の位置１４８は、エンドエフェクタ１２０が、第１スピード１５２２で、第２スピード１５２３で、又はその両方で、表面１１６に向かって移行している間に変更されうる。
【０２８３】
その後、エンドエフェクタ１２０は、所望の接触力１５０６で押さえ部１５１でもって構造物１０６の表面１１６に接触するよう、第１スピード１５２２よりも遅い第２スピード１５２３で、構造物１０６の表面１１６に向かって移動しうる（作業３００８）。
【０２８４】
プロセスは次いで、構造物１０６に作業１１１を実行する（作業３０１０）。その後、プロセスは終了する。具体的には、ファスナ１０４が、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を使用して、構造物１０６の表面１１６に取り付けられうる。
【０２８５】
次に図３１を参照するに、例示的な一実施形態による、図１の構造物１０６をクランプするために構造物１０６に所望の接触力１５０６を印加するプロセスのフロー図が示されている。図３１に示すプロセスは、図１５に示すロードセル１５０８を使用して実装されうる。図１に示す組立システム１０２内のコントローラ１２８が、種々の作業を制御しうる。
【０２８６】
プロセスは、構造物１０６の表面１１６に向かってエンドエフェクタ１２０を移動させることによって、開始しうる（作業３１００）。次に、プロセスは、エンドエフェクタ１２０上の押さえ部１５１の接触表面１６００でもって、構造物１０６の表面１１６に接触しうる（作業３１０２）。
【０２８７】
その後、プロセスは、ロードセル１５０８を使用して、押さえ部１５１の接触表面１６００と構造物１０６の表面１１６との間の接触力１５３を特定しうる（作業３１０４）。プロセスは次いで、接触力１５３が、選択された公差内で所望の接触力１５０６にほぼ相当するか否かを、判断しうる（作業３１０６）。
【０２８８】
接触力１５３が所望の接触力１５０６に相当している場合、プロセスは終了する。そうでなければ、プロセスは、ロードセル１５０８によって特定された接触力１５３に基づいて、エンドエフェクタ１２０のスピード１５１０、又は、エンドエフェクタ１２０が移行する距離１５１２のうちの少なくとも１つを修正し（作業３１０８）、プロセスは、上述のように、作業３１０４に戻る。
【０２８９】
図３２では、例示的な一実施形態による、図１のセンサシステム１３８を使用して、構造物１０６の表面１１６上の物体１７４を検出するためのプロセスのフロー図が示されている。図３２に示すプロセスは、図１５に示すような複数のセンサ１５１４を備えたセンサシステム１３８を使用して、実装されうる。種々の作業は、図１に示す組立システム１０２内のコントローラ１２８を使用して、制御されうる。
【０２９０】
プロセスは、複数のセンサ１５１４を使用して、物体１７４が構造物１０６の表面１１６上に存在するか否かを識別することによって、開始しうる（作業３２００）。次に、物体１７４との衝突が望ましいか否かについての判断が行われうる（作業３２０２）。
【０２９１】
物体１７４との衝突が望ましくない場合、押さえ部１５１が物体１７４に到達する前にエンドエフェクタ１２０を停止させるために、信号１５３８が生成されうる（作業３２０４）。その後、プロセスは終了する。例えば、表面１１６上のごみに到達する前にエンドエフェクタ１２０を停止させるために、信号１５３８が生成されうる。
【０２９２】
物体１７４との衝突が望ましい場合、エンドエフェクタ１２０は、表面１１６上の物体１７４に向かって移動を継続しうる（作業３２０６）。プロセスは、物体１７４に対する複数のセンサ１５１４の位置１５１７についての位置データ１５１６を生成しうる（作業３２０８）。その後、プロセスは終了する。
【０２９３】
例えば、物体１７４は構造物１０６に取り付けられたファスナ１０４でありうる。複数のセンサ１５１４は、この例示的な実施例では、構造物１０６の表面１１６に対するファスナ１０４の面一１７１を判断するために、位置データ１５１６を生成しうる。
【０２９４】
図示されている種々の実施形態におけるフロー図及びブロック図は、例示的な一実施形態での、装置及び方法の幾つかの可能な実行形態の構造、機能、及び動作を示す。これを踏まえ、フロー図又はブロック図の各ブロックは、モジュール、セグメント、機能、又は、操作或いはステップであるそれらの組み合わせの一部、のうちの少なくとも１つを表わしうる。
【０２９５】
例示的な一実施形態のいくつかの代替的実行形態では、ブロックに記載された一又は複数の機能が、図中の記載の順序を逸脱して出現しうる。例えば、場合によっては、関連する機能に応じて、連続して示されている二つのブロックがほぼ同時に実行されること、又は、それらのブロックが時には逆順に実行されることがある。また、フロー図又はブロック図に示されているブロックに加えて、他のブロックが追加されることもある。
【０２９６】
本開示の例示的な実施形態は、図３３に示す航空機の製造及び保守方法３３００と、図３４に示す航空機３４００に関連して説明されている。まず図３３を見るに、例示的な一実施形態による、航空機の製造及び保守方法のブロック図が示されている。製造前の段階で、航空機の製造及び保守方法３３００は、図３４の航空機３４００の仕様及び設計３３０２と、材料調達３３０４とを含みうる。
【０２９７】
製造段階では、図３４の航空機３４００の構成要素及びサブアセンブリの製造３３０６と、システムインテグレーション３３０８とが行われる。その後、図３４の航空機３４００は、認可及び納品３３１０を経て運航３３１２に供されうる。顧客による運航３３１２の期間中、図３４の航空機３４００には、修正、再構成、改修、及び他の整備又は保守を含みうる、定期的な整備及び保守３３１４が予定される。
【０２９８】
航空機の製造及び保守方法３３００のプロセスの各々は、システムインテグレータ、第三者、オペレータ、又はそれらの組み合わせによって、実行又は実施されうる。これらの実施例では、オペレータは顧客でありうる。本明細書の目的のために、システムインテグレータは、限定しないが、任意の数の航空機製造者、及び主要システム下請業者を含み、第三者は、限定しないが、任意の数のベンダー、下請業者、及び供給業者を含み、オペレータは、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。
【０２９９】
ここで図３４を参照するに、例示的な一実施形態を実装可能な航空機のブロック図が示されている。この実施例では、航空機３４００は、図３３の航空機の製造及び保守方法３３００によって生産され、かつ、複数のシステム３４０４及び内装３４０６を備えた機体３４０２を含みうる。システム３４０４の例には、推進システム３４０８、電気システム３４１０、油圧システム３４１２、及び環境システム３４１４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ることもある。航空宇宙産業の例を示したが、種々の例示的な実施形態は、自動車産業などの他の産業にも適用されうる。
【０３００】
本書で具現化される装置及び方法は、図３３の航空機の製造及び保守方法３３００の少なくとも１つの段階において用いられうる。具体的には、図１の組立システム１０２は、航空機の製造及び保守方法３３００の様々な段階において使用されうる。限定する訳ではないが例としては、組立システム１０２は、構成要素及びサブアセンブリの製造３３０６において、航空機３４００の下部パネルに作業１１１を実行するために使用されうる。詳細には、構成要素及びサブアセンブリの製造３３０６において、所望の様態で作業１１１が実行されうるように、航空機３４００の表面に対して押さえ部１５１を位置付けるために、センサシステム１３８が使用されうる。
【０３０１】
別の例示的な実施例では、組立システム１０２は、定期的な整備及び保守３３１４、又は、航空機の製造及び保守方法３３００の他の何らかの段階において、航空機３４００に検査作業を実行するために使用されうる。この場合、センサシステム１３８は、検査作業の実行に先立って、航空機３４００の表面に対して押さえ部１５１を位置付けうる。
【０３０２】
例示的な一実施例では、図３２の構成要素及びサブアセンブリの製造３２０６において生産される構成要素又はサブアセンブリは、図３２の航空機３４００の運航３２１２の期間中に生産される構成要素又はサブアセンブリと同様の様態で、作製又は製造されうる。更に別の実施例としては、一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせが、図３２の構成要素及びサブアセンブリの製造３２０６、及び、システムインテグレーション３２０８のような、生産段階において利用されうる。一又は複数の装置の実施形態、方法の実施形態、又はそれらの組み合わせは、図３２の、航空機３４００の運航３２１２の期間中か、整備及び保守３２１４の段階か、又はそれらの組み合わせにおいて、利用されうる。いくつかの異なる例示的な実施形態の使用により、航空機３４００の組立てを大幅に効率化すること、コストを削減すること、又はその両方が可能になる。
【０３０３】
ゆえに、例示的な実施形態は、構造物１０６に作業１１１を実行するための方法及び装置を提供しうる。具体的には、作業１１１はファスナ１０４の取付を含みうる。構造物１０６は、この例示的な実施例では、航空機１１０向けの翼部１１４のパネル１１２の形態をとりうる。組立システム１０２は、可動プラットフォーム１１８、可動プラットフォーム１１８に関連付けられた第１移動システム１１９、エンドエフェクタ１２０、及び動作プラットフォーム１２２を備えうる。第１移動システム１１９は、構造物１０６のためのパネル１１２に対する所望の位置１３０へと可動プラットフォーム１１８を移動させるよう、構成されうる。エンドエフェクタ１２０は、一組のツール１３２を保持し、かつ、一組のツール１３２を使用してパネル１１２にファスナ１０４を取り付けるよう構成されうる。動作プラットフォーム１２２は、ファスナ１０４を取り付けるために、パネル１１２の表面１１６に対して、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を位置付けるよう構成されうる。
【０３０４】
例示的な実施形態は、構造物１０６に対してエンドエフェクタ１２０を位置付けるための方法及び装置も提供する。装置は、エンドエフェクタ１２０、エンドエフェクタ１２０に接続された押さえ部１５１、及びセンサシステム１３８を備えうる。エンドエフェクタ１２０は、構造物１０６に作業を実行するよう構成されうる。押さえ部１５１は、場所１３５の構造物１０６の表面１１６に接触するよう構成されうる。センサシステム１３８は、押さえ部１５１から外向きに伸長する複数のセンサを有しうる。複数のセンサは、構造物１０６の表面１１６上の場所に対する複数のセンサの位置についての位置データを生成するよう構成されうる。
【０３０５】
組立システム１０２を使用することで、作業人員による手動穿孔の必要なく、作業がパネル１１２に実行されうる。例示的な実施形態は、人の介入なしでのパネルの下でのナビゲーションを可能にする、自律的な電源内蔵型システムを提供する。この様態では、パネル１１２への作業の実行が、現在使用されているいくつかのシステムよりも、より効率的に短時間で行われうる。その結果として、航空機１１０の製造に必要な時間、費用又は時間と費用の両方が低減されうる。
【０３０６】
例示的な実施形態は、位置合わせと位置付けの精度を備えた組立システムも提供する。一組のツール１３２を備えたエンドエフェクタ１２０は、パネル１１２の下に入ると、７自由度を有して移動して、一組のツール１３２を、表面１１６に垂直な所望の位置へと移動させうる。センサシステム１３８は、エンドエフェクタ１２０の位置を継続的にモニタしうる。その結果として、表面１１６に対する正常度が実現し、表面１１６に穿孔された孔の整合性及び位置合わせが増大しうる。
【０３０７】
加えて、センサシステム１３８、検査システム１４２、又はその両方が、組立システム１０２の性能を評価するために使用されうる。限定する訳ではないが例としては、センサシステム１３８は、パネル１１２に取り付けられたファスナの面一を測定しうる。ファスナをより正確に取り付けるために、その後の取付は、この情報に基づいて修正されうる。別の実施例としては、検査システム１４２は、パネル１１２に穿孔された孔の間の整合性を担保するために使用されうる。その結果として、必要とされる再加工は減少し、それによって、翼部１１４の製造時間が更に低減しうる。
【０３０８】
例示的な実施形態はまた、製造環境１００内の固定されたモニュメント構造物を必要とせずに、パネル１１２に作業を実行することを可能にする。その代わりに、組立システム１０２は、退縮可能車輪１３１を使用して、製造環境１００のあちこちに移動する。この様態では、製造環境１００は、必要に応じて再構成されうる。更に、製造環境１００を設定するために必要な段階が減少しうる。固定されたモニュメント構造物が使用されなければ、コンクリート作業及びモニュメント構築は、減少するかなくなりうる。そのためコスト削減が実現しうる。
【０３０９】
更に、構造物１０６内に不整合が形成されるリスクの低減のため、押さえ部１５１を損傷するリスクの低減のため、又はそれらの組み合わせのために、押さえ部１５１が所望の接触力１５０６で表面１１６に接触して、構造物１０６をその副構造物にクランプするように、押さえ部１５１が構造物１０６の表面１１６に接触するのに先立って、エンドエフェクタ１２０の位置１４８を変更するために、複数のセンサ１５１４が使用されうる。この様態では、表面１１６に必要とされる再加工が減少しうる。更に、押さえ部１５１、及び、エンドエフェクタ１２０内の他の構成要素の、寿命が延びうる。その結果として、構造物１０６の生産速度が増大する一方で、構造物１０６を製造するために使用される器材の整備費用が減少しうる。
【０３１０】
例示的な一実施形態を使用することで、エンドエフェクタ１２０が表面１１６に接近するスピード１５１０が増大しうる。複数のセンサ１５１４が押さえ部１５１に先立って表面１１６に接触することから、複数のセンサ１５１４は、エンドエフェクタ１２０が位置を変更すること、及び、表面１１６に向かって増大したスピード１５１０で移動を継続することを可能にする。エンドエフェクタ１２０は、押さえ部１５１と表面１１６との間の望ましくない衝突を回避するために、その接近全体を通してゆっくりと移動する代わりに、早く移動し、押さえ部１５１の接触表面１６００が構造物１０６の表面１１６に触れる直前に減速しうる。このスピード１５１０の増大は、エンドエフェクタ１２０上の一組のツール１３２を使用して作業を実行する時に、サイクル時間の高速化につながりうる。その結果として、構造物１０６の生産速度が増大しうる。
【０３１１】
例示的な実施形態はまた、エンドエフェクタ１２０が表面１１６に向かって移動する際に、より正確な位置データ１５１６を提供する。複数のセンサ１５１４は、構造物１０６の表面１１６から突出している物体１７４の存在を識別するため、及び、物体１７４との望ましくない衝突、不正確な位置データ１５１６、又はその両方を回避するために、使用されうる。
【０３１２】
加えて、複数のセンサ１５１４は、場所１３５に関してより正確な位置データ１５１６が生成されるように、孔１３４のための所望の場所１３５の周囲に位置付けられうる。より正確な位置データ１５１６を用いることで、一組のツール１３２を使用しての作業の実行における整合性及び再現性が増大しうる。その結果として、再加工の実行が減少し、かつ、構造物１０６を製造する費用が低減しうる。
【０３１３】
種々の例示的な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、網羅的な説明であること、又は開示された形態に実施形態を限定することを意図していない。当業者には、多数の修正例及び変形例が明らかであろう。さらに、種々の例示的な実施形態は、他の好ましい実施形態と比較して異なる特徴を提供しうる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、及び、他の当業者が、考慮される特定の用途に適した様々な修正を施された様々な実施形態の開示内容を理解できるようにするために、選択され、かつ記述されている。
【０３１４】
ゆえに、概説すれば、本発明の第１態様により、下記が提供される。：
Ａ１．装置は、構造物に作業を実行するよう構成されたエンドエフェクタと、エンドエフェクタから外向きに伸長する複数のセンサを有するセンサシステムとを備える。
【０３１５】
Ａ２．段落Ａ１の装置であって、エンドエフェクタに接続され、かつ、構造物の表面に接触するよう構成された押さえ部を更に備える、装置も提供される。
【０３１６】
Ａ３．段落Ａ２の装置であって、複数のセンサが、構造物の表面に対する複数のセンサの位置についての位置データを生成するよう構成される、装置も提供される。
【０３１７】
Ａ４．段落Ａ２の装置であって、複数のセンサが、押さえ部内の中央に配置され、かつ、押さえ部の接触表面に対してほぼ垂直に、外向きに伸長する、装置も提供される。
【０３１８】
Ａ５．段落Ａ２の装置であって、複数のセンサが等間隔を保つ三角形配設を有する、装置も提供される。
【０３１９】
Ａ６．段落Ａ５の装置であって、複数のセンサの各々が等間隔を保つ三角形配設の角部に配置され、チャネルが等間隔を保つ三角形配設の中央を貫通する、装置も提供される。
【０３２０】
Ａ７．段落Ａ２の装置であって、複数のセンサが、押さえ部が構造物の表面に接触するのに先立って、構造物の表面に接触するよう構成される、装置も提供される。
【０３２１】
Ａ８．段落Ａ２の装置であって、複数のセンサが、押さえ部内の中央に配置されたチャネルから外向きに伸長する、装置も提供される。
【０３２２】
Ａ９．段落Ａ２の装置であって、押さえ部に関連付けられ、かつ、押さえ部と構造物の表面との間の接触力を特定するよう構成された、ロードセルを更に備える、装置も提供される。
【０３２３】
Ａ１０．段落Ａ９の装置であって、エンドエフェクタのスピード又はエンドエフェクタが移行する距離のうちの少なくとも１つが、ロードセルによって特定された接触力に基づいて、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に修正される、装置も提供される。
【０３２４】
Ａ１１．段落Ａ２の装置であって、センサシステムが、構造物の表面上に物体が存在するか否かを特定し、押さえ部が物体に到達する前に、エンドエフェクタを停止させるよう構成された信号を生成するよう構成される、装置も提供される。
【０３２５】
Ａ１２．段落Ａ１の装置であって、複数のセンサからの位置データに基づいて、構造物の表面に対するエンドエフェクタの位置を変更するよう構成された、移動システムを更に備える、装置も提供される。
【０３２６】
Ａ１３．段落Ａ１２の装置であって、移動システムが、エンドエフェクタが構造物の表面の近くへと移動する際に、エンドエフェクタの位置を動的に変更するよう構成される、装置も提供される。
【０３２７】
Ａ１４．段落Ａ１２の装置であって、移動システムが、複数のセンサからの位置データに基づいて、エンドエフェクタの配向を、構造物の表面への接触に先立って所望の配向へと変更するよう構成される、装置も提供される。
【０３２８】
Ａ１５．段落Ａ１４の装置であって、エンドエフェクタの配向が、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に変更される、装置も提供される。
【０３２９】
Ａ１６．段落Ａ１４の装置であって、エンドエフェクタが所望の配向である時に、押さえ部の接触表面が構造物の表面に対してほぼ平行になる、装置も提供される。
【０３３０】
Ａ１７．段落Ａ１４の装置であって、移動システムが、複数のセンサからの位置データに基づいて、エンドエフェクタを第１スピードで移動させ、押さえ部が構造物の表面に接触するのに先立って、第１スピードを第２スピードへと低減する、装置も提供される。
【０３３１】
Ａ１８．段落Ａ１７の装置であって、エンドエフェクタのスピードが、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、第１スピードから第２スピードへと動的に変更される、装置も提供される。
【０３３２】
Ａ１９．段落Ａ１の装置であって、複数のセンサに関連付けられ、かつ、構造物の表面に接触した複数のセンサに反応して、伸長位置と退縮位置との間で複数のセンサを移動させるよう構成された、付勢システムを更に備える、装置も提供される。
【０３３３】
Ａ２０．段落Ａ１の装置であって、構造物が翼部、胴体部、エルロン、フラップ、スラット、スポイラ、安定板、ドア、ハウジング、及びナセルのうちの１つから選択される、装置も提供される。
【０３３４】
Ａ２１．段落Ａ１の装置であって、複数のセンサ内のセンサが、線形可変差動トランスフォーマ、容量型変換器、接触エンコーダ、容量型変位センサ、渦電流センサ、超音波センサ、超音波センサ、レーザー、及び多軸変位変換器のうちの１つから選択される、装置も提供される。
【０３３５】
Ａ２２．段落Ａ１の装置であって、センサシステムが、構造物の表面に穿孔された孔に挿入されたファスナの面一を測定するよう構成される、装置も提供される。
【０３３６】
Ａ２３．段落Ａ１の装置であって、エンドエフェクタが、穿孔システム、検査システム、ファスナ取付器、密封剤添付器、噴霧器、又は浄化システムのうちの少なくとも１つを備える一組のツールを保持するよう構成される、装置も提供される。
【０３３７】
Ａ２４．段落Ａ１の装置であって、複数のセンサのうちの少なくとも１つのセンサ上に位置付けられ、かつ、少なくとも１つのセンサが構造物の表面を擦過することを実質的に防止するよう構成された、いくつかの防護要素を更に備える、装置も提供される。
【０３３８】
本発明の更なる態様により、下記が提供される。：
Ｂ１．構造物に対してエンドエフェクタを位置付けるための方法であって、構造物の表面に対する、センサシステム内の複数のセンサの位置についての位置データを生成すること、及び、複数のセンサによって生成された位置データに基づいて、構造物の表面に対するエンドエフェクタの位置を変更することを含む、方法。
【０３３９】
Ｂ２．段落Ｂ１の方法であって、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、エンドエフェクタの位置を変更することを更に含む、方法も提供される。
【０３４０】
Ｂ３．段落Ｂ１の方法であって、複数のセンサが、エンドエフェクタに関連付けられた押さえ部から外向きに伸長する、方法も提供される。
【０３４１】
Ｂ４．段落Ｂ３の方法であって、複数のセンサが、押さえ部内の中央に配置され、かつ、押さえ部の接触表面に対してほぼ垂直に、外向きに伸長する、方法も提供される。
【０３４２】
Ｂ５．段落Ｂ４の方法であって、複数のセンサが等間隔を保つ三角形配設を有する、方法も提供される。
【０３４３】
Ｂ６．段落Ｂ５の方法であって、複数のセンサの各々が等間隔を保つ三角形配設の角部に配置され、チャネルが等間隔を保つ三角形配設の中央を貫通する、方法も提供される。
【０３４４】
Ｂ７．段落Ｂ４の方法であって、複数のセンサが、構造物の表面に対する複数のセンサの位置についての位置データを生成するよう構成される、方法も提供される。
【０３４５】
Ｂ８．段落Ｂ４の方法であって、複数のセンサからの位置データに基づいて、エンドエフェクタの配向を、構造物の表面への接触に先立って所望の配向に変更することを更に含み、エンドエフェクタが所望の配向である時に、押さえ部の接触表面が構造物の表面に対してほぼ平行になる、方法も提供される。
【０３４６】
Ｂ９．段落Ｂ８の方法であって、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、エンドエフェクタの配向を変更することを更に含む、方法も提供される。
【０３４７】
Ｂ１０．段落Ｂ８の方法であって、移動システムを使用して、第１スピードでエンドエフェクタを移動させること、及び、エンドエフェクタが第１スピードで移動する際に、複数のセンサ内の少なくとも１つのセンサでもって表面に接触することを更に含む、方法も提供される。
【０３４８】
Ｂ１１．段落Ｂ１０の方法であって、複数のセンサからの位置データに基づいて、押さえ部が構造物の表面に接触するのに先立って第１スピードを第２スピードへと低減することを更に含む、方法も提供される。
【０３４９】
Ｂ１２．段落Ｂ１１の方法であって、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、第１スピードを第２スピードへと低減することを更に含む、方法も提供される。
【０３５０】
Ｂ１３．段落Ｂ３の方法であって、複数のセンサでもって構造物の表面に接触すること、及び、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、押さえ部のハウジングの中で、伸長位置と退縮位置との間で複数のセンサを移動させることを更に含む、方法も提供される。
【０３５１】
Ｂ１４．段落Ｂ３の方法であって、押さえ部内の中央に配置されたチャネルから、押さえ部から外向きに、複数のセンサを付勢することを更に含む、方法も提供される。
【０３５２】
Ｂ１５．段落Ｂ３の方法であって、所望の接触力で、押さえ部を使用して構造物の表面に接触すること、及び、エンドエフェクタに関連付けられた一組のツールを使用して、構造物の表面に作業を実行することを更に含む、方法も提供される。
【０３５３】
Ｂ１６．段落Ｂ１５の方法であって、作業を実行するために、エンドエフェクタに関連付けられたシャトルテーブル上の軌道システムを使用して、構造物の表面に対して一組のツールを移動させることを更に含む、方法も提供される。
【０３５４】
Ｂ１７．段落Ｂ３の方法であって、押さえ部に関連付けられたロードセルを使用して、押さえ部と構造物の表面との間の接触力を特定すること、及び、特定された接触力に基づいて、エンドエフェクタのスピード又はエンドエフェクタが移行する距離のうちの少なくとも１つを修正することを更に含む、方法も提供される。
【０３５５】
Ｂ１８．段落Ｂ１７の方法であって、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、エンドエフェクタのスピード、又は、エンドエフェクタが移行する距離のうちの少なくとも１つを修正することを更に含む、方法も提供される。
【０３５６】
Ｂ１９．段落Ｂ３の方法であって、複数のセンサ内のセンサを使用して、構造物の表面から突出する物体が構造物の表面上に存在するか否かを識別すること、及び、押さえ部が物体に到達する前に、エンドエフェクタを停止させるよう構成された信号を生成することを更に含む、方法も提供される。
【０３５７】
Ｂ２０．段落Ｂ１の方法であって、構造物の表面に穿孔されるべき孔のための所望の場所に対して、複数のセンサを位置付けることを更に含む、方法も提供される。
【０３５８】
Ｂ２１．段落Ｂ１の方法であって、センサシステムを使用して、構造物の表面に穿孔された孔に挿入されたファスナの面一を検査することを更に含む、方法も提供される。
【０３５９】
Ｂ２２．段落Ｂ２１の方法であって、ファスナの面一に基づいて、エンドエフェクタの作業を修正することを更に含む、方法も提供される。
【０３６０】
本発明の更なる態様により、下記が提供される。：
Ｃ１．組立システムであって、構造物の表面上のある場所に対する所望の位置へと移動するようよう構成された可動プラットフォームと、可動プラットフォームに関連付けられ、かつ、その場所の構造物の表面に作業を実行するよう構成されたエンドエフェクタと、エンドエフェクタに接続され、かつ、その場所の構造物の表面に接触するよう構成された押さえ部と、押さえ部から外向きに伸長する複数のセンサを有するセンサシステムであって、複数のセンサが、構造物の表面上のその場所に対する複数のセンサの位置についての位置データを生成するよう構成される、センサシステムとを備える、組立システム。
【０３６１】
Ｃ２．段落Ｃ１の組立システムであって、複数のセンサにより生成された位置データに基づいて、エンドエフェクタの配向を、その場所の構造物の表面への接触に先立って、所望の配向へと変更するよう構成された、動作プラットフォームを更に備える、組立システムも提供される。
【０３６２】
Ｃ３．段落Ｃ２の組立システムであって、動作プラットフォームが、エンドエフェクタが構造物の表面上のその場所に向かって移動する際に、位置、配向、スピード、又は、エンドエフェクタが移行する距離のうちの少なくとも１つを変更するよう構成される、組立システムも提供される。
【０３６３】
Ｃ４．段落Ｃ２の組立システムであって、動作プラットフォームが、複数のセンサにより生成された位置データに基づいて、エンドエフェクタを第１スピードで移動させ、かつ、押さえ部が構造物の表面上のその場所に接触するのに先立って、第１スピードを第２スピードへと低減する、組立システムも提供される。
【０３６４】
Ｃ５．段落Ｃ１の組立システムであって、複数のセンサが、押さえ部がその場所の構造物の表面に接触するのに先立って、その場所の構造物の表面に接触するよう構成される、組立システムも提供される。
【０３６５】
Ｃ６．段落Ｃ１の組立システムであって、複数のセンサに関連付けられ、かつ、その場所の構造物の表面に接触した複数のセンサに反応して、伸長位置と退縮位置との間で複数のセンサを移動させるよう構成された、付勢システムを更に備える、組立システムも提供される。
【０３６６】
Ｃ７．段落Ｃ１の組立システムであって、押さえ部に関連付けられ、かつ、押さえ部と構造物の表面との間の接触力を特定するよう構成されたロードセルを更に含み、ロードセルによって特定された一定の大きさの接触力に基づいて、エンドエフェクタのスピード又はエンドエフェクタが移行する距離のうちの少なくとも１つが修正される、組立システムも提供される。
【０３６７】
本発明の更なる態様により、下記が提供される。：
Ｄ１．ファスナを穿孔するための方法であって、第１スピードで構造物の表面に向かってエンドエフェクタを移動させることを含み、エンドエフェクタは、エンドエフェクタから外向きに伸長する複数のセンサを有するセンサシステムに関連付けられ、
複数のセンサのうちの少なくとも１つでもって構造物の表面に接触すること、構造物の表面に対する複数のセンサの位置についての位置データを生成すること、複数のセンサからの位置データに基づいて、構造物の表面に対するエンドエフェクタの位置を変更すること、
所望の接触力で、エンドエフェクタでもって構造物の表面に接触するよう、第１スピードよりも遅い第２スピードで、構造物の表面に向かってエンドエフェクタを移動させること、及び、エンドエフェクタを使用して、構造物の表面に孔を穿孔することを含む、方法。
【０３６８】
Ｄ２．段落Ｄ１の方法であって、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、エンドエフェクタの位置を変更することを更に含む、方法も提供される。
【０３６９】
Ｄ３．段落Ｄ１の方法であって、エンドエフェクタは押さえ部に関連付けられ、かつ、押さえ部は構造物の表面に接触して所望の接触力を提供する、方法も提供される。
【０３７０】
Ｄ４．段落Ｄ３の方法であって、複数のセンサ内のセンサを使用して、構造物の表面から突出する物体が構造物の表面上に存在するか否かを識別すること、及び、押さえ部が物体に到達する前に、エンドエフェクタを停止させるよう構成された信号を生成することを更に含む、方法も提供される。
【０３７１】
Ｄ５．段落Ｄ４の方法であって、エンドエフェクタが構造物の表面に向かって移動する際に、押さえ部のハウジングの中で、伸長位置と退縮位置との間で複数のセンサを移動させることを更に含む、方法も提供される。
【０３７２】
Ｄ６．段落Ｄ１の方法であって、エンドエフェクタが一組のツールを保持するよう構成されており、かつ、ファスナを取り付けるために、エンドエフェクタに関連付けられたシャトルテーブル上の軌道システムを使用して、構造物の表面に対して一組のツールを移動させることを更に含む、方法も提供される。
【０３７３】
Ｄ７．段落Ｄ６の方法であって、一組のツールを使用して、穿孔作業、締結作業、検査作業、測定作業、浄化作業、封止作業、又はデータ収集作業のうちの少なくとも１つを実行することによって、ファスナを取り付けることを更に含む、方法も提供される。
【０３７４】
本発明の更なる態様により、下記が提供される。：
Ｅ１．表面にツールを位置付けるための方法であって、第１移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中にツールを大まかに位置付けるために、表面に対してツールを移動させること、及び、第２移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中の選択された位置にツールを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対してツールを移動させることを含む、方法。
【０３７５】
Ｅ２．段落Ｅ１の方法であって、選択された位置にツールを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対してツールを移動させることは、第２移動システムを使用して、第２位置へと、少なくとも１自由度を有して、表面に対してツールを移動させること、及び、選択された位置で作業を実行するために、第３移動システムを使用して、選択された位置に対してツールに関連付けられた要素を位置合わせすることを含む、方法も提供される。
【０３７６】
本発明の更なる態様により、下記が提供される。：
Ｆ１．表面上にツールを位置付けるための方法であって、第１移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中にツールを大まかに位置付けるために、表面に対してツールを移動させること、第２移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中の選択された位置にツールを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対してツールを移動させること、及び、選択された位置で作業を実行するために、第３移動システムを使用して、選択された位置に対してツールに関連付けられた要素を位置合わせすることを含む、方法。
【０３７７】
本発明の更なる態様により、下記が提供される。：
Ｇ１．表面に対して組立システムを位置付けるための方法であって、第１移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中に組立システムを大まかに位置付けるために、表面に対して組立システムを移動させること、第２移動システムを使用して、表面上の選択された区域の中の選択された位置に動作プラットフォーム上のエンドエフェクタを正確に位置付けるために、少なくとも１自由度を有して、表面に対して動作プラットフォームを移動させること、及び、選択された位置で作業を実行するために、動作プラットフォームを使用して、選択された位置に対してエンドエフェクタに関連付けられたツールを位置合わせすることを含む、方法。
【０３７８】
Ｇ２．段落Ｇ１の方法であって、ツールを位置合わせすることは、第１スピードで、表面に向かってツールを備えたエンドエフェクタを移動させること、センサシステム内の少なくとも１つのセンサでもって表面に接触すること、第２スピードで、表面に向かってツールを備えたエンドエフェクタを移動させること、センサによって生成された位置情報に基づいて、エンドエフェクタのための位置を決定すること、及び、エンドエフェクタに関連付けられたツールが表面に対して垂直になるように、エンドエフェクタを位置付けることを含む、方法も提供される。
【符号の説明】
【０３７９】
２００  製造環境
２０２  翼アセンブリ
２０４  組立システム
２０６  表面
２０８  パネル
３００  可動プラットフォーム
３０２  エンドエフェクタ
３０４  動作プラットフォーム
３０６  第１移動システム
３０７  退縮可能車輪
３０８  一組のツール
３１０  第２移動システム
３１１  区画
３１２  鉛直軸
３１４  プラットフォーム
３１６  ファスナ管理システム
３１８  ツール管理システム
３２０  コントローラ
４００  センサシステム
４０２  穿孔システム
４０４  検査システム
４０６  ファスナ取付器
４０８  押さえ部
４０９  チャネル
４１０  シャトルテーブル
４１２  コネクタ
４１４  軌道システム
４１６  矢印
５００  リニアアクチュエータ
５０２  ディスクアクチュエータ
５０４  ｘ軸
５０５  ｙ軸
５０６  ｚ軸
５０８  矢印
６００  矢印
６０１  場所
８００  区画
８０２  矢印
９００  孔
９０２  スピンドル
９０３  ドリルビット
９０４  送り軸
９０６  矢印
１０００  孔プローブ
１１００  ファスナ
１３００  ロボットアーム
１３０２  保管棚
１３０４  ツール
１３０６  エンドエフェクタ
１４００  組立システム
１４０２  可動プラットフォーム
１４０３  移動システム
１４０４  エンドエフェクタ
１４０６  動作プラットフォーム
１４０８  コントローラ
１４１０  ツール管理システム
１４１２  ファスナ管理システム
１４１４  メカナム車輪
１４１６  鉛直軸
１４１８  矢印
１４２０  一組のツール
１６００  接触表面
１６０２  ハウジング
１６０４  複数のセンサ
１６０６  センサ
１６０７  センサ
１６０８  センサ
１６１０  ロードセル
１６１１  防護要素
１６１２  矢印
１６１４  矢印
１６１６  付勢システム
１６１８  伸長位置
１７００  チャネル
１７０２  軸
１７０４  構成
１８００  矢印
１９００  配向
２０００  配向
２００１  接触点
２００２  矢印
２００３  接触点
２００５  接触点
２１００  退縮位置
２３００  物体
２３０４  場所
２５００  部分
２５０２  部分
２５０４  接触表面の部分
２６００  複数のセンサ
３３００  航空機の製造及び保守方法
【図１】
2015214013.tif 000003
【図２】
2015214013.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015214013.tif 000007
【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】
2015214013.tif 000013
【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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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【外国語明細書】
2015214013000001.pdf
2015214013000002.pdf
2015214013000003.pdf
2015214013000004.pdf