(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、
前記モータを囲むハウジングと、
前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲む長さ可変の真空シュラウドと、
ロボットアームに着脱可能に接続されたプラットフォームと、を含む穿孔エンドエフェクタであって、
前記プラットフォームは、前記ロボットアームの真空コンジットに着脱可能に接続する真空通路を備えており、当該真空通路は、前記真空シュラウドの内部に形成される領域と流体連通しており、
前記真空通路は、前記ハウジングを貫通しており、
前記モータは、前記プラットフォームに接続されており、
前記ハウジングは、前記プラットフォームに接続されており、
前記真空通路は、前記プラットフォームを貫通して延びている、
穿孔エンドエフェクタ。
【請求項２】
穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、
前記モータを囲むハウジングと、
前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲む長さ可変の真空シュラウドと、
ロボットアームに着脱可能に接続されたプラットフォームと、を含む穿孔エンドエフェクタであって、
前記プラットフォームは、前記ロボットアームの真空コンジットに着脱可能に接続する真空通路を備えており、当該真空通路は、前記真空シュラウドの内部に形成される領域と流体連通しており、
前記ハウジングは、ハウジング収容部を含み、
前記真空シュラウドは、
前記ハウジング収容部の中に入れ子状に収縮可能であると共に、シュラウドセグメント収容部を含む第１シュラウドセグメントと、
前記シュラウドセグメント収容部の中に入れ子状に収縮可能な第２シュラウドセグメントと、を含む、
穿孔エンドエフェクタ。
【請求項３】
前記真空通路は、前記ハウジングを貫通している、請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記モータは、前記プラットフォームに接続されており、
前記ハウジングは、前記プラットフォームに接続されており、
前記真空通路は、前記プラットフォームを貫通して延びている、
請求項３に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記真空シュラウドは、前記ハウジングに接続された第１端部と、前記第１端部とは反対の第２端部と、を有し、
前記真空シュラウドの前記第２端部は、前記穿孔部材の端部近傍に初期配置され、
前記真空シュラウドは、当該真空シュラウドの前記第２端部が被穿孔面に接触し、且つ、前記穿孔部材が駆動されて前記被穿孔面に進入するのに応じて収縮可能である、
請求項１又は２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記真空シュラウドの前記第２端部に接続されているシールをさらに含む、請求項５に記載のエンドエフェクタ。
【請求項７】
前記真空シュラウドは、相互に接続されたシュラウドセグメントを含み、前記シュラウドセグメントは、入れ子状に伸長した状態と入れ子状に収縮した状態との間で伸縮可能である、請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項８】
前記シュラウドセグメントは、前記入れ子状に伸長した状態に付勢されている、請求項７に記載のエンドエフェクタ。
【請求項９】
前記ハウジングは、ハウジング収容部を含み、
前記真空シュラウドは、
前記ハウジング収容部の中に入れ子状に収縮可能であると共に、シュラウドセグメント収容部を含む第１シュラウドセグメントと、
前記シュラウドセグメント収容部の中に入れ子状に収縮可能な第２シュラウドセグメントと、を含む、
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１０】
前記ハウジングは、前記ハウジング収容部内に配置された第１ばねを、さらに含み、
前記第１ばねは、前記第１シュラウドセグメントを前記ハウジングから外側に付勢し、
前記第１シュラウドセグメントは、前記シュラウドセグメント収容部内に配置された第２ばねをさらに含み、
前記第２ばねは、前記第２シュラウドセグメントを前記第１シュラウドセグメントから外側に付勢させる、
請求項２又は９に記載のエンドエフェクタ。
【請求項１１】
真空コンジットを備えるロボットアームと、
前記ロボットアームに着脱可能に接続される、請求項１〜１０のいずれかに記載の穿孔エンドエフェクタと、を備えるロボットシステム。
【請求項１２】
所定の走行路に沿って移動するよう構成された無人搬送車をさらに含み、前記ロボットアームは、前記無人搬送車に接続されている、請求項１１に記載のロボットシステム。
【請求項１３】
前記真空通路に流体接続された真空源をさらに含み、前記真空源は、前記真空シュラウドの前記内部の前記領域内に真空流を発生させるよう構成されている、請求項１１又は１２に記載のロボットシステム。
【請求項１４】
前記ロボットアームは、リストを含んでおり、前記真空通路は、前記ハウジングを貫通している、請求項１１〜１３のいずれかに記載のロボットシステム。
【請求項１５】
製造物に対して穿孔作業を行うための方法であって、
請求項１〜１０のいずれかに記載の穿孔エンドエフェクタをロボットアームに接続し、
前記製造物の被加工面に隣接するように前記穿孔エンドエフェクタを操作し、
前記穿孔部材を延伸させて、前記被加工面と切削係合させ、
前記真空シュラウドを、穿孔位置と前記穿孔部材とを囲むように前記被加工面に接触させ、
前記穿孔部材が発生させた切削屑を前記真空シュラウドの内部に集め、
前記真空シュラウド内に真空を発生させ、
前記切削屑を前記真空シュラウド内から除去し、
前記穿孔部材が前記被加工面に進入するのに応じて、前記真空シュラウドを入れ子状に収縮させ、
前記穿孔エンドエフェクタを前記ロボットアームから取り外し、
別の穿孔エンドエフェクタを前記ロボットアームに接続する、ことを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、ロボットシステムに関し、より具体的には、穿孔作業中に発生する切削屑（debris）を捕捉できるロボットシステム及びロボットシステム用の穿孔エンドエフェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、反復性の製造作業の多くは、ロボットシステムにより行われている。例えば、プログラム可能な機械的なアームによって、各種のアーム先端ツール（end of arm tooling）を操作して、穿孔、留め具の取り付け、あるいはその他の種類の製造作業を行う場合がある。作業空間が限られている領域や、アクセスしにくい領域では、上述と同じ製造作業を手作業で行うことが必要な場合がある。特定の製造作業では、それを手動で（例えば、手作業で）行うか、自動で（例えば、ロボットにより）行うかに関わらず、切削屑が発生する。航空宇宙産業におけるような特定の製造環境では、穿孔作業で発生する切削屑を取り除かず放置すると、製造物の損傷要因となりうる。穿孔作業で発生した切削屑をすべて確実に除去するために、切削屑の除去処理を手作業で行う場合が多い。よって、穿孔作業後に切削屑をすべて除去するためには、かなりの時間と労力が必要となる。
【０００３】
したがって、当業者は、穿孔作業を行うロボットシステムの分野で研究及び開発の努力を続けている。
【発明の概要】
【０００４】
一実施形態では、本開示の穿孔エンドエフェクタは、穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、前記モータを囲むハウジングと、前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲む真空シュラウドと、を含み、前記真空シュラウドの長さは可変である。
【０００５】
別の実施形態では、本開示のロボットシステムは、ロボットアームと、前記ロボットアームに接続された穿孔エンドエフェクタと、を含み、前記穿孔エンドエフェクタは、穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、前記モータを囲むハウジングと、前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲む真空シュラウドと、を含み、前記真空シュラウドの長さは可変である。
【０００６】
さらに別の実施形態では、本開示に係る、製造物に対して穿孔作業を行うための方法は、（１）前記製造物の被加工面に隣接するように穿孔エンドエフェクタを操作し、この際に、前記穿孔エンドエフェクタとして、穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、前記モータを囲むハウジングと、前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲み、長さが可変である真空シュラウドと、を含むものを用いる工程と、（２）前記穿孔部材を延伸させて、前記被加工面と切削係合させる工程と、（３）前記真空シュラウドを、穿孔位置と前記穿孔部材とを囲むように前記被加工面に接触させる工程と、（４）前記穿孔部材が発生させた切削屑を前記真空シュラウドの内部に集める工程と、（５）前記真空シュラウド内に真空を発生させる工程と、（６）前記切削屑を前記真空シュラウド内から除去する工程と、（７）前記穿孔部材が前記被加工面に進入するのに応じて、前記真空シュラウドを入れ子状に収縮させる工程と、を含む。
【０００７】
本開示のシステム及び方法についての他の実施形態は、以下に示す詳細な説明、添付図面、及び添付の請求項から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】製造環境の一実施形態を示す概略ブロック図である。
【図２】図１の製造環境の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図３】図１のロボットシステムの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図４】図１の穿孔エンドエフェクタの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図５】図４の穿孔エンドエフェクタを断面で示す概略側面図である。
【図６】図４の穿孔エンドエフェクタを断面で示す概略斜視図である。
【図７】図１に示すロボットシステムの一実施形態において、穿孔エンドエフェクタの真空シュラウドが入れ子状に完全に伸長した状態を示す概略側面図である。
【図８】図１に示すロボットシステムの一実施形態において、穿孔エンドエフェクタの真空シュラウドが入れ子状に部分的に収縮した状態を示す概略側面図である。
【図９】図１に示すロボットシステムの一実施形態において、穿孔エンドエフェクタの真空シュラウドが入れ子状に完全に収縮した状態を示す概略側面図である。
【図１０】図１のロボットシステムの一実施形態を示す概略斜視図である。
【図１１】製造物の穿孔作業を実行する方法の一実施形態のフロー図である。
【図１２】航空機の製造及び保守方法を示すブロック図である。
【図１３】航空機を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明において、本開示の具体的な実施形態を示す添付図面を参照する。異なる構成や工程を含む他の実施形態も、本開示の範囲から逸脱するものではない。異なる図面においても、同じ要素又はコンポーネントは同じ参照符号で示している。
【００１０】
上記の図１及び図１３において、様々な要素やコンポーネントを繋ぐ実線がある場合、これらは、機械的、電気的、流体的、光学的、電磁気的、その他の接続、及び／又は、それらの組み合わせを表す場合がある。本明細書において、「接続されている（coupled）」とは、直接的又は間接的に関連付けられていることを意味する。例えば、部材Ａは、部材Ｂに直接的に関連付けられる場合もあれば、例えば別の部材Ｃを介するなどして間接的に関連付けられる場合もある。なお、開示されている様々な要素間の関係が、必ずしもすべて示されているとは限らない。したがって、ブロック図に示したもの以外の接続が存在することもありうる。様々な要素やコンポーネントを表すブロックを繋ぐ破線がある場合、これらは、機能及び目的の面で、実線で表したものに類似する接続を表す場合がある。ただし、破線で表した接続は、選択的に設けられるもの、あるいは、本開示の代替的な例に関するものである場合がある。同様に、破線で表した要素やコンポーネントがある場合、これらは、本開示における代替的な例を表す場合がある。実線や破線で示した１つ又は複数の要素を、本開示の範囲から逸脱することなく、ある特定の例から省くこともできる。外部要素がある場合は、点線で表している。仮想想的な（想像上の）要素も、明確にするために図示している場合もある。当業者であればわかるように、図１及び図１３に示した構成要素のいくつかは、図１、図１３、その他の図面、及び／又は、付随する開示に記載された他の構成要素を含むことなく様々な方法で組み合わせることが、そのような組み合わせが本開示に明示されていなくとも可能である。同様に、提示の例に限定されない追加の構成要素を、本明細書で図示及び説明した構成要素のいくつか又はすべてと組み合わせることもできる。
【００１１】
上記の図１１及び図１２において、ブロックは、工程及び／又はその一部を示す場合があり、様々なブロックを繋ぐ線は、それらの工程又はその一部の何らかの特定の順序又は従属関係を暗示するものではない。破線で示したブロックは、代替の工程及び／又はその一部を示す。様々なブロックを繋ぐ破線がある場合、これらは、工程又はその一部の代替的な従属関係を示す。なお、開示の様々な工程間の従属関係が、必ずしもすべて示されているとは限らない。図１１及び図１２並びに本明細書に記載の方法の工程を説明する付随の開示は、これらの工程が行われる順序を必ず決定するものと解釈されるべきではない。むしろ、１つの例示的な順序を示してはいるが、工程の順序は適宜変更可能であると理解すべきである。したがって、いくつかの工程を、異なる順序で、あるいは同時に行うこともできる。また、当業者であればわかるように、記載した工程を必ずしもすべて行う必要はない。
【００１２】
本明細書において、「例」という時は、当該例に関連させて述べる１つ又は複数の構成要素、構造、特徴が、少なくとも１つの実施形態又は実施態様に含まれることを意味する。本明細書の様々な箇所で用いられる「一例」あるいは「他の例」という用語は、同じ例のことをさす場合もあるし、そうでない場合もある。
【００１３】
本明細書で用いられる場合、特に明記しない限り、「第１」、「第２」等の語句は、単に標識として用いられており、これらの用語で言及している要素に対し、順序、位置、又は階層的な要件を課すものではない。また、例えば「第２」のアイテムについて言及することによって、より小さい序数のアイテム（例えば、「第１」のアイテム）、及び／又は、より大きい序数のアイテム（例えば、「第３」のアイテム）の存在を要件としたり、排除したりするものではない。
【００１４】
全体としては図１を参照しながら、概括的に１００で示す製造環境の一実施形態を開示する。製造環境１００は、製造物１０２に対して１つ又は複数の製造作業が行われる任意の適当な作業空間あるいは施設である。製造物１０２は、製造作業を行う対象となる任意のワークを含む。製造物１０２は、１つ又は複数のコンポーネント１０４を含む。コンポーネント１０４は、製造物１０２の任意の構造部、表面、又は部分を構成する。製造作業は、製造物１０２、又は製造物１０２のコンポーネント１０４の作製、組立、仕上げ、及び／又は検査において実行される任意の作業を含む。
【００１５】
図１を参照しつつ図２を参照すると、非限定的な一例として、製造物１０２は航空機１０６（図１）であり、コンポーネント１０４は航空機１０６の胴体部１０８である。非限定的な別の例として、製造物１０２は胴体部１０８であり、コンポーネント１０４は胴体部１０８の一部、例えば、胴体部１０８のフレーム１１０（例えば、内側支持フレーム）である。
【００１６】
図１及び図２を参照しつつ図３を参照すると、概括的に１１２として示すロボットシステムの一実施形態が開示されている。ロボットシステム１１２は、製造環境１００において、製造物１０２に対する各種の製造作業を実行する。一例として、ロボットシステム１１２は、ロボットアーム１１４を含む。ロボットアーム１１４には、１つ又は複数のエンドエフェクタ１１８（図１）が接続されうる。
【００１７】
一例として、各エンドエフェクタ１１８は、ロボットアーム１１４の末端に交換可能に接続されうる。エンドエフェクタ１１８は、１つ又は複数の製造作業を実行可能な、任意のアーム先端ツールやその他の機器を備えうる。非限定的な一例として、エンドエフェクタ１１８は、穿孔エンドエフェクタ１２０、リベット打ちエンドエフェクタ１２２、検査エンドエフェクタ１２４など、を含む。
【００１８】
図１を参照しつつ図４〜図６を参照すると、一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０は、穿孔部材１２８（図５及び図６）を駆動するよう動作するモータ１２６（図５及び図６）と、モータ１２６を囲むハウジング１３０と、ハウジング１３０に接続されていると共に、穿孔部材１２８を囲む真空シュラウド１３２と、を含む。真空シュラウド１３２の長さは、可変である。
【００１９】
モータ１２６（図５及び図６）は、例えば、製造物１０２（図１）に対する穿孔作業を行う際に、回転運動を行って穿孔部材１２８を旋回させることのできる任意の適当な機器である。ロボットシステム１１２は、モータ１２６を駆動する動力を供給すべく、供給ライン１３６（図３及び図４）を介してモータ１２６に接続された任意の適当な動力源１３８（図３）を含む。
【００２０】
一例として、モータ１２６は空気圧モータ（エアドリルとしても知られる）であり、動力源１３８は圧縮空気源１３４（図３）である。このような例では、穿孔エンドエフェクタ１２０は、圧縮空気源１３４に気体接続されている。圧縮空気源１３４は、モータ１２６を駆動するための圧縮空気を供給するように構成されている。したがって、供給ライン１３６（図３及び図４）は、圧縮空気源１３４を穿孔エンドエフェクタ１２０のモータ１２６に流体接続させるように構成された圧縮空気供給ラインである。
【００２１】
一例として、モータ１２６は電動モータ（電動ドリルとしても知られる）であり、動力源１３８は電力源１４０（図３）である。このような例では、穿孔エンドエフェクタ１２０は、電力源１４０に電気的に接続されている。電力源１４０は、モータ１２６を駆動するための電力を供給する。したがって、供給ライン１３６（図３及び図４）は、電力源１４０を穿孔エンドエフェクタ１２０のモータ１２６に電気的に接続させるように構成された電力供給ラインである。
【００２２】
他の種類のモータ、並びに、それに対応する動力源及び供給ラインも考えられ、限定はされない。
【００２３】
穿孔部材１２８（図４〜図６）は、穿孔、さら座ぐり、深座ぐり、ルータ加工、又はその他の作業の実行に適した任意の切削工貝であってもよい。一例として、穿孔部材１２８は、ドリルビットである。穿孔部材１２８は、モータ１２６に着脱可能に接続されている。当業者であれば容易に認識できるように、モータ１２６は、穿孔部材１２８をモータ１２６に接続すると共に、回転運動をモータ１２６から穿孔部材１２８に伝達するように構成された追加のコンポーネントを含みうる。明示はしていないが、一例として、モータ１２６は、モータ１２６に機能的に接続されたスピンドル（例えば、穿孔部材１２８の回転軸を規定するシャフト）と、スピンドルの一端に配置されたカプリングと、を有する。カプリングは、穿孔部材１２８を接続するよう構成されている。カプリングの例には、チャック、コレット、又は、その他のクランプ装置がある。
【００２４】
図４〜図６を参照すると、ハウジング１３０は、モータ１２６を収容及び保護するのに適切な大きさ及び形状の本体部を有する。ハウジング１３０は、第１端部１４４と、第１端部１４４とは反対の第２端部１４６と、を有する（図６）。図４〜図６に示した例では、ハウジング１３０は、円筒形状を有するモータ１２６（例えば、エアドリル）に適した円筒形状を有する（例えば、ハウジングは筒状の本体部分を有する）。ただし、ハウジング１３０は、特定の種類のモータ１２６、あるいは、穿孔エンドエフェクタ１２０を用いる特定の用途に適した任意の形状を取りうる。
【００２５】
図７〜図９を参照しつつ図４〜図６を参照すると、一例として、真空シュラウド１３２は、ハウジング１３０から穿孔部材１２８とほぼ同じ長さだけ延出する。真空シュラウド１３２は、穿孔作業中に、穿孔部材１２８及び製造物１０２（図７〜図９）上の穿孔位置１６８（図７〜図９）を囲むように構成されている。真空シュラウド１３２の長さは、穿孔作業中の製造物１０２に入り込んだ穿孔部材１２８の深さ（掘削深さ）に応じて可変である。
【００２６】
図７〜図９に示すように、真空シュラウド１３２は、穿孔作業中に穿孔部材１２８が穿孔位置１６８で製造物１０２に貫入及び／又は貫通するにつれて、収縮可能である。真空シュラウド１３２は、穿孔作業中に、穿孔位置１６８の近傍（例、当該位置上あるいはその近く）で穿孔部材１２８が発生させる切削屑（明示せず）を集めるよう構成されている。真空シュラウド１３２内に真空を発生させると、真空シュラウド１３２内に集められた切削屑がすべて除去される。
【００２７】
特定の製造環境１００（例えば、航空機の製造）によっては、穿孔作業中に発生する切削屑は、異物破片（foreign object debris：ＦＯＤとしても知られる）であり、取り除かずに放置すると製造物１０２を損傷させる要因となる場合がある。穿孔作業中に発生する異物破片の種類及び／又は大きさは、例えば、製造物１０２（図１）の材料組成、穿孔部材１２８の種類及び／又は大きさなどに依存する。
【００２８】
図７〜図９を参照しつつ図４〜６を参照すると、一例として、真空シュラウド１３２は、第１端部１５４と、第１端部１５４とは反対の第２端部１５６と、を有する。真空シュラウド１３２の第１端部１５４は、ハウジング１３０の第２端部１４６（図６）に接続されている。真空シュラウド１３２の第２端部１５６は、モータ１２６とは反対の穿孔部材１２８の端部近傍（例えば、当該端部上又はその近く）に初期配置される。一例として、図７〜図９に示すように、真空シュラウド１３２は、真空シュラウド１３２の第２端部１５６が被加工面（work surface）１５８（例えば、製造物１０２における被穿孔面（drilled surface））に接触し、且つ、穿孔部材１２８が被穿孔面１５８に貫入及び／又は貫通するのに応じて収縮可能である。
【００２９】
図１を参照しつつ図５及び図６を参照すると、一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０は、ハウジング１３０を通る真空通路１４２を有する。真空通路１４２は、真空シュラウド１３２の内部１５２（内部１５２の領域）と流体連通している。穿孔作業中に、真空通路１４２を介して真空流（明示せず）を真空シュラウド１３２の内部１５２（内部１５２の領域）に印加して、穿孔作業中に発生し、真空シュラウド１３２の内部１５２に集められた切削屑をすべて除去することができる。
【００３０】
図１を参照しつつ図３〜図６を参照すると、一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０は真空源１５０（図３）を有する。真空源１５０は、真空通路１４２に流体接続されている。真空源１５０は、真空シュラウド１３２に集められたあらゆる切削屑を、真空通路１４２を介して除去するのに適した真空流を、真空シュラウド１３２の内部１５２（内部１５２の領域）に発生させるように構成されている。
【００３１】
一例として、図３〜図５に示すように、ロボットシステム１１２は真空供給ライン１６２を含み、当該真空供給ラインは真空源１５０を穿孔エンドエフェクタ１２０のハウジング１３０の真空通路１４２に流体接続するように構成されている。一例として、真空供給ライン１６２は、穿孔エンドエフェクタ１２０に直接に接続されており、真空通路１４２と流体連通している。
【００３２】
図１、図４、図５を参照しつつ図６を参照すると、一例として、真空通路１４２は、第１真空ポート１６４と、第１真空ポート１６４とは反対の第２真空ポート１６６と、を有する。真空通路１４２は、第１真空ポート１６４と第２真空ポート１６６の間に延在する。一例として、第１真空ポート１６４は、ハウジング１３０の第１端部１４４に配置されており、真空供給ライン１６２によりアクセス可能である。第２真空ポート１６６は、ハウジング１３０の第２端部１４６に配置されている。
【００３３】
第２真空ポート１６６は、真空シュラウド１３２の内部１５２に配置されて（位置して）おり、よって、真空源１５０（図１）により生成される真空流が、真空シュラウド１３２の内部１５２の領域に真空を生じさせる。穿孔部材１２８は、穿孔作業中に切削屑を発生させるが、真空シュラウド１３２内に集められた切削屑はすべて真空通路１４２を通って真空シュラウド１３２の内部１５２から除去される。したがって、穿孔作業中に発生する切削屑はすべて、穿孔作業中に連続的に吸引除去される。
【００３４】
穿孔作業の一実施例では、真空シュラウド１３２の第２端部１５６は、図７に示すように、製造物１０２の被加工面１５８と接触し、且つ、穿孔位置１６８を囲む（例えば、囲い込む）ように置かれる（例えば、ロボットアーム１１４により配置される）。穿孔部材１２８は、穿孔作業中に切削屑を発生させるが、切削屑は真空シュラウド１３２の第２端部１５６で集められる。切削屑は、真空流によって、真空シュラウド１３２の内部１５２を通って真空シュラウド１３２の第１端部１５４に向かって搬送される。切削屑は、第２真空ポート１６６に進入し、真空通路１４２を通って、第１真空ポート１６４から排出されて、真空供給ライン１６２（図４及び図５）によって集塵槽１７２（図１）に搬送される。
【００３５】
穿孔部材１２８の掘削深さが増すにつれて、図８及び図９に示すように、真空シュラウド１３２がハウジング１３０の中に収縮して、真空シュラウド１３２の長さが短くなる。真空シュラウド１３２内に集められた切削屑は、（上述したように）真空シュラウド１３２の長さが短くなる間も、継続して真空シュラウド１３２内から除去される。
【００３６】
図４〜図６を参照すると、一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０は、真空シュラウド１３２の第２端部１５６に配置された（例えば、接続された）シール１６０を含む。シール１６０は、被加工面１５８と接触して、穿孔位置１６８を真空シュラウド１３２の第２端部１５６で気密に取り囲むと共に、真空シュラウド１３２の内部１５２（内部１５２の領域）を真空に保つように構成されている。非限定的な一例として、シール１６０は、真空シュラウド１３２の第２端部１５６の外周縁に取り付けられたゴム製のリングであってもよい。
【００３７】
図１及び図７〜図９を参照しつつ図４を参照すると、一例として、真空シュラウド１３２は、相互に接続されたシュラウドセグメント１７４を含む。シュラウドセグメント１７４は、図７に示す入れ子状に伸長した状態と、図８及び図９に示す入れ子状に収縮した状態と、の間で伸縮可能である。真空シュラウド１３２のシュラウドセグメント１７４は、入れ子状に伸長した状態に付勢されている（図４〜図７）。
【００３８】
図５及び図６を参照すると、一例として、ハウジング１３０はハウジング収容部１７６を含む。真空シュラウド１３２は、第１シュラウドセグメント１７４ａ及び第２シュラウドセグメント１７４ｂを含む。第１シュラウドセグメント１７４ａは、ハウジング収容部１７６の中に入れ子状に収縮可能である。第１シュラウドセグメント１７４ａは、シュラウドセグメント収容部１７８を含む。第２シュラウドセグメント１７４ｂは、シュラウドセグメント収容部１７８の中に入れ子状に収縮可能である。
【００３９】
一例として、ハウジング１３０は、ハウジング収容部１７６内に配置された第１ばね１８０を有する。第１ばね１８０は、第１シュラウドセグメント１７４ａをハウジング１３０から外側に付勢する。第１シュラウドセグメント１７４ａは、シュラウドセグメント収容部１７８内に配置された第２ばね１８２を含む。第２ばね１８２は、第２シュラウドセグメント１７４ｂを第１シュラウドセグメント１７４ａから外側に付勢する。したがって、第１ばね１８０及び第２ばね１８２は、真空シュラウド１３２を入れ子状に伸長した状態に付勢する（図４〜図７）。
【００４０】
図４〜図６に示した真空シュラウド１３２の例では、２つのシュラウドセグメント１７４（例えば、第１シュラウドセグメント１７４ａ及び第２シュラウドセグメント１７４ｂ）を示しているが、異なる数のシュラウドセグメント１７４も考えられる。例えば、真空シュラウド１３２は、１つのシュラウドセグメント１７４を含んでいてもよいし、あるいは、３つ以上のシュラウドセグメント１７４を含んでいてもよい。シュラウドセグメント１７４の総数は、例えば、穿孔部材１２８の長さ、個々のシュラウドセグメント１７４の長さ、及び／又は、穿孔エンドエフェクタ１２０を用いる具体的な用途、に依存する。
【００４１】
真空シュラウド１３２が２つより多くのシュラウドセグメント１７４を含む例では、各シュラウドセグメント１７４は、直前のシュラウドセグメント１７４の収容部内に挿し込まれていると共に外側に付勢された、入れ子状に収縮可能な部材である。一例として、基端のシュラウドセグメント１７４はハウジング１３０に接続されており、ハウジング収容部１７６に挿し込まれていると共に、ハウジングから外側に付勢されている。中間のシュラウドセグメント１７４は、基端のシュラウドセグメント１７４に接続されており、収容部に挿し込まれていると共に、基端のシュラウドセグメント１７４から外側に付勢されている。以降の中間シュラウドセグメント１７４は、それぞれ、直前の中間シュラウドセグメント１７４に接続されており、収容部に挿し込まれていると共に、直前の中間シュラウドセグメント１７４から外側に付勢されている。末端のシュラウドセグメント１７４は、真空シュラウド１３２の最後のシュラウドセグメント１７４である。末端のシュラウドセグメント１７４は、直前の中間シュラウドセグメント１７４に接続されており、直前の中間シュラウドセグメント１７４の収容部に挿し込まれていると共に外側に付勢されている。
【００４２】
したがって、基端のシュラウドセグメント１７４は、ハウジングの中に収縮可能であり、最初の中間シュラウドセグメント１７４は、基端のシュラウドセグメント１７４の中に収縮可能であり、以降の中間のシュラウドセグメント１７４はそれぞれ、直前の中間シュラウドセグメント１７４の中に収縮可能であり、末端のシュラウドセグメント１７４は、直前の中間シュラウドセグメント１７４の中に収縮可能である。
【００４３】
図４〜図６を参照すると、一例として、各シュラウドセグメント１７４（例えば、第１シュラウドセグメント１７４ａ及び第２シュラウドセグメント１７４ｂ）は、筒状の本体部を有する。各シュラウドセグメント１７４の筒状の本体部は、穿孔部材１２８を取り囲んで（circumscribe）いてもよい。第１シュラウドセグメント１７４ａの直径は、ハウジング１３０の直径よりも小さい。第２シュラウドセグメント１７４ｂの直径は、第１シュラウドセグメント１７４ａの直径よりも小さい。ハウジング収容部１７６は、第１シュラウドセグメント１７４ａの筒状本体部を受け入れるのに適した大きさの円筒形状をしている。ハウジング収容部１７６は、モータ１２６を取り囲んでいてもよい。シュラウドセグメント収容部１７８は、第２シュラウドセグメント１７４ｂの筒状本体部を受け入れるのに適した大きさの円筒形状をしている。シュラウドセグメント収容部１７８は、穿孔部材１２８を取り囲んでいてもよい。同様に、第１ばね１８０は、ハウジング収容部１７６の中に嵌め込むのに適した円筒形状（例えば、コイルばね）を有しており、第２ばね１８２は、シュラウドセグメント収容部１７８の中に嵌め込むのに適した円筒形状（例えば、コイルばね）を有している。第１ばね１８０はモータ１２６を取り囲んでいてもよく、第２ばね１８２は穿孔部材１２８を取り囲んでいてもよい。
【００４４】
図４〜図６に示した真空シュラウド１３２の例では、ハウジング１３０及びシュラウドセグメント１７４は筒状形状を有し、ハウジング収容部１７６及びシュラウドセグメント収容部１７８は、円筒形状を有するとしているが、他の実用的な形状も考えられる。
【００４５】
図６を参照すると、一例として、第１シュラウドセグメント１７４ａ（例えば、基端のシュラウドセグメント１７４）は、ハウジング１３０の一端部（例えば、第２端部１４６）に接続されている。以降のシュラウドセグメント１７４はそれぞれ、直前のシュラウドセグメント１７４に接続されている。一例として、第２シュラウドセグメント１７４ｂ（例えば、末端のシュラウドセグメント１７４）は、第１シュラウドセグメント１７４ａに接続されている。シュラウドセグメント１７４をハウジング１３０や他のシュラウドセグメント１７４に接続するのに、カプリング構造１８４を用いてもよい。
【００４６】
様々な種類のカプリング構造１８４が、シュラウドセグメント１７４をハウジング１３０や他のシュラウドセグメント１７４に接続するのに利用可能である。一例として、各シュラウドセグメント１７４（例えば、第１シュラウドセグメント１７４ａ及び第２シュラウドセグメント１７４ｂ）は、第１端部１８６と、第１端部１８６とは反対の第２端部１８８と、を有する。カプリング構造１８４は、シュラウドセグメント１７４の第１端部１８６を、対応する収容部（例えば、ハウジング収容部１７６又はシュラウドセグメント収容部１７８）内に保持すると共に、シュラウドセグメント１７４が対応する収容部の内に入れ子状に収納される動きを許容しつつ、シュラウドセグメント１７４が収容部から入れ子状に伸長する動きを制限するように構成されている。
【００４７】
一例として、各シュラウドセグメント１７４は、第１端部１８６から外方に突出するフランジ１９０を有する。環状のカラー１９２がフランジ１９０に当接することにより、シュラウドセグメント１７４が対応する収容部（例えば、ハウジング収容部１７６又はシュラウドセグメント収容部１７８）から完全に脱落してしまうことを防いでもよい。一例として、図６に示すように、第１シュラウドセグメント１７４ａは、第１端部１８６にフランジ１９０を有する。第１シュラウドセグメント１７４ａを取り囲む、ハウジング１３０の第２端部１４６に、カラー１９２が接続されている。第１シュラウドセグメント１７４ａをハウジング１３０に接続するカラー１９２は、第１シュラウドセグメント１７４ａが入れ子状に完全に伸長した状態になると、第１シュラウドセグメント１７４ａのフランジ１９０に当接して、第１シュラウドセグメント１７４ａをハウジング収容部１７６の中に保持する。第１シュラウドセグメント１７４ａをハウジング１３０に接続するカラー１９２は、穿孔作業中に第１シュラウドセグメント１７４ａがハウジング収容部１７６の中に入れ子状に収納された状態に移動することを妨げない。
【００４８】
同様に、第２シュラウドセグメント１７４ｂは、第１端部１８６にフランジ１９０を有する。第２シュラウドセグメント１７４ｂを取り囲む、第１シュラウドセグメント１７４ａの第２端部１８８には、カラー１９２が接続されている。第２シュラウドセグメント１７４ｂを第１シュラウドセグメント１７４ａに接続するカラー１９２は、第２シュラウドセグメント１７４ｂが入れ子状に完全に伸長した状態になると、第２シュラウドセグメント１７４ｂのフランジ１９０に当接して、第２シュラウドセグメント１７４ｂをシュラウドセグメント収容部１７８の中に保持する。第２シュラウドセグメント１７４ｂを第１シュラウドセグメント１７４ａに接続するカラー１９２は、穿孔作業中に第２シュラウドセグメント１７４ｂがシュラウドセグメント収容部１７８の中に入れ子状に収納された状態に移動することを妨げない。
【００４９】
各カラー１９２は、ハウジング１３０あるいは第１シュラウドセグメント１７４ａに様々な方法で接続されている。一例として、カラー１９２は、ハウジング１３０あるいは第１シュラウドセグメント１７４ａの筒状本体部にねじ結合されていてもよい。その例には、図６に示す、第２シュラウドセグメント１７４ｂを第１シュラウドセグメント１７４ａに接続するカラー１９２がある。一例として、カラー１９２は、ハウジング１３０あるいは第１シュラウドセグメント１７４ａの筒状本体部に締結されていてもよい。その例には、図６に示す、第１シュラウドセグメント１７４ａをハウジング１３０に接続するカラー１９２がある。
【００５０】
図４〜図６を参照すると、一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０はプラットフォーム１４８を含む。モータ１２６は、プラットフォーム１４８に接続されていてもよい。ハウジング１３０は、プラットフォーム１４８に接続されていてもよい。プラットフォーム１４８は、ロボットアーム１１４のリスト（wrist）１７０に接続されていてもよい。一例として、プラットフォーム１４８は、エンドエフェクタ１１８（図１）のうちの他の１つに穿孔エンドエフェクタ１２０を迅速に交換するよう構成された早替え機構であってもよい。
【００５１】
そのような例では、真空通路１４２は、プラットフォーム１４８も通っている。図５に示すように、真空供給ライン１６２はロボットアーム１１４のリスト１７０に接続されており、真空通路１４２と流体連通している。一例として、ロボットアーム１１４のリスト１７０は、真空コンジット１９４を有する。真空コンジット１９４は、穿孔エンドエフェクタ１２０の真空通路１４２を流体連通している。真空供給ライン１６２は、真空コンジット１９４に接続されている。
【００５２】
また、そのような例では、動力源１３８（例えば、圧縮空気源１３４）が、供給ライン１３６（例えば、圧縮空気供給ライン）を介してリスト１７０に接続されている。プラットフォーム１４８は、動力源１３８とモータ１２６とを相互に接続していてもよい。一例として、プラットフォーム１４８は、例えば、動力源１３８から供給ライン１３６を介してリスト１７０に供給する適当な電力供給路とモータ１２６との間のブリッジとして機能する。
【００５３】
図１を参照しつつ図３を参照すると、一例として、ロボットシステム１１２は、製造物１０２に対して実行中の特定の製造作業に応じて、エンドエフェクタ１１８のうちの１つ（例えば、穿孔エンドエフェクタ１２０）を自動的に切り離し、エンドエフェクタ１１８（例えば、リベット打ちエンドエフェクタ１２２、検査エンドエフェクタ１２４など）のうちの別の（例えば、異なる）１つに自動的に接続するよう構成されていてもよい。明確には図示していないが、一例として、それぞれのエンドエフェクタ１１８は、急速着脱機構（例えば、プラットフォーム１４８）を有していてもよい。
【００５４】
一例として、ロボットシステム１１２は、ツール台１９６を含む。ツール台１９６は、ロボットアーム１１４から届く位置に設置してもよい。ツール台１９６は、使用していない各種エンドエフェクタ１１８（図１）を保持及び格納するように構成されている。一例として、特定の製造作業（例えば、穿孔作業）の完了時に、ロボットアーム１１４は、エンドエフェクタ１１８のうちの１つ（例えば、穿孔エンドエフェクタ１２０）をツール台１９６に置き、そのエンドエフェクタ１１８をロボットアーム１１４の端部から自動的に切り離すようにしてもよい。ロボットアーム１１４は、次に、異なる製造作業（例えば、締結作業や目視検査作業）を行う目的で、エンドエフェクタ１１８のうちの別の１つ（例えば、リベット打ちエンドエフェクタ１２２や検査エンドエフェクタ１２４）をロボットアーム１１４の端部に自動的に接続し、その別のエンドエフェクタ１１８をツール台１９６から取り出してもよい。
【００５５】
一例として、リベット打ちエンドエフェクタ１２２は、留め具（明示せず）を製造物１０２に取り付けることのできる任意の適当な機構であってもよい。リベット打ちエンドエフェクタ１２２は、動力源１３８に接続されていてもよい。非限定的な一例として、リベット打ちエンドエフェクタ１２２は、リベット（明示せず）を、例えば、穿孔部材１２８により製造物１０２に穿孔した穴に取り付けるよう構成された空圧リベッター（pneumatic riveter）であってもよい。一例（明示せず）として、リベット打ちエンドエフェクタ１２２（例えば、空気リベッター）の本体部は、内部ピストンチャンバと、ピストンチャンバ内で可動なピストンと、本体部の端部に配置されたリベット群と、を有する。リベット打ちエンドエフェクタ１２２は、圧縮空気源１３４に流体接続されている。ピストンチャンバに圧縮空気を印加すると、ピストンが駆動されてリベット群に打撃を与え、これによりリベットが取り付けられる。
【００５６】
一例として、検査エンドエフェクタ１２４は、製造物１０２の非破壊検査を行う任意の適当な機構であってもよい。検査エンドエフェクタ１２４は、動力源１３８に接続されていてもよい。非限定的な一例として、検査エンドエフェクタ１２４は、例えば、製造物１０２に穿設した穴や、製造物１０２に取り付けた留め具（例えば、リベット）の遠隔目視検査を行うための非破壊Ｘ線発生装置あるいはスキャナであってもよい。検査エンドエフェクタ１２４（例えば、Ｘ線スキャナ）は、電力源１４０に電気的に接続されている。
【００５７】
図１を参照にしつつ図３を参照すると、一例として、ロボットシステム１１２は制御部１９８を含む。制御部１９８は、電子処理装置、メモリ装置、通信装置、入出力（Ｉ／Ｏ）装置、及び／又は他の既知のコンポーネントをどのような組み合わせで含んでいてもよく、様々な処理及び／又は通信関連の機能を実行しうる。一例として、制御部１９８は、１つ又は複数のマイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、中央処理装置（ＣＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は、本技術分野で既知である任意の適当な処理装置を含む。
【００５８】
一例として、制御部１９８は（たとえば、処理装置を介して）、異なるソースからの情報を処理して、製造作業中のロボットアーム１１４の動作及び／又はエンドエフェクタ１１８の位置を指示する。一例として、制御部１９８は、ロボットアーム１１４に指示を与えると共に、エンドエフェクタ１１８を適切な位置に配置して、特定の製造作業を実行させる命令を予めプログラムされていてもよい。別の例として、ロボットシステム１１２は視覚システム２００を含む。視覚システム２００（図３）は、ロボットアーム１１４の誘導のため、画像に基づいた自動分析を行うように構成された任意の適当な機械的な視覚システムを含みうる。一例として、視覚システム２００は、例えば、エンドエフェクタ１１８の近傍でロボットアーム１１４に接続されたカメラ２０２（図４）と、他の適当な処理ハードウェア及びソフトウェアと、を含む。視覚システム２００は、ロボットアーム１１４に指示を与えると共に、エンドエフェクタ１１８を適切な位置に配置して、特定の製造作業を実行するために、制御部１９８に情報を送出してもよい。
【００５９】
図１及び図３を参照しつつ図１０を参照すると、一例として、ロボットシステム１１２は、可動式ロボットシステムを含みうる。一例として、ロボットシステム１１２は、無人搬送車（ＡＧＶ：automated guided vehicle）２０４であってもよい。ロボットアーム１１４は、ＡＧＶ２０４に接続され、これにより搬送されてもよい。ＡＧＶ２０４は、操作者を介さずに所定の走行路２０６や経路（図２）を走行可能であれば、任意の大きさ、形状、型式、種類、あるいは構成の走行体であってもよい。ＡＧＶ２０４は、ロボットアーム１１４、ツール台１９６、及び、１つ又は複数のエンドエフェクタ１１８を支持可能であってもよい。ＡＧＶ２０４は、小型の自動カートから大型の走行体まで、いずれであってもよい。
【００６０】
一例として、ＡＧＶ２０４は、概して、フレームアセンブリ（例えば、本体部）２０８と、ホイール２１２が取付けられたパワートレイン（powertrain）２１０（例えば、エンジンあるいはモータ並びにドライブトレイン（drivetrain））（図１）とを含む。一例として、ＡＧＶ２０４は、任意の既知の技術を用いてホイール２１２に対する、あるいはホイールを介した操舵や方向制御を行う機能を有する誘導システム２１６（図１）を含む。
【００６１】
ＡＧＶ２０４は、少なくとも３つのホイール２１２を有していればよい（例として、４つのホイール２１２を示している）。一例として、少なくとも１つのホイール２１２は、制御部（例えば、制御部１９８）から操舵の入力を受けてＡＧＶ２０４の方向制御を行う方向駆動ホイールである。一例として、２つ以上のホイール２１２は、方向制御を可能にする全方向ホイール（オムニホイール（omni wheel）あるいはポリホイール（poly wheel）とも呼ばれる）である。ホイール２１２の具体的な構成は、例えば、ＡＧＶ２０４の種類、ＡＧＶ２０４が走行及び／又は作業を行う支持面２１８及び／又は床２２０（図２）の種類、などに応じて異なる。
【００６２】
一例として、ＡＧＶ２０４の走行路２０６は、製造環境１００（図２）を通るように設定されている。例えば、走行路２０６は、備品や機器の周辺を通るように、製造作業の対象である製造物１０２に近接した位置を通るように、あるいは製造作業の対象である製造物１０２（例えば、胴体部１０８）を通り抜けるように設定されていてもよい。よって、ロボットシステム１１２の作業環境（例えば、製造環境１００）は、ＡＧＶ２０４が走行路２０６に沿って移動して、ロボットアーム１１４を、エンドエフェクタ１１８による製造作業の実行に適した場所に位置させることができれば、どのような環境であってもよい。
【００６３】
一例（明示せず）として、走行路２０６は、磁場を形成する磁気マーカーを含んで（あるいは、磁気マーカーにより規定されて）もよく、製造環境１００において所定の経路に沿って延びていてもよい。一例（明示せず）として、走行路２０６は、磁場を形成する帯電ワイヤーを含んで（あるいは、帯電ワイヤーにより規定されて）もよい。別の例（明示せず）では、走行路２０６は、無線周波数（ＲＦ）信号を形成するワイヤーを含んで（あるいはワイヤーにより規定されて）もよい。一例（明示せず）として、走行路２０６は、ガイドレールを含んで（あるいは、ガイドレールにより規定されて）もよい。
【００６４】
一例として、走行路２０６は、支持面２１８に接続されてもよいし、床２２０に（例えば、支持面２１８の近傍あるいは真下に）設定されていてもよい。誘導システム２１６は、走行路２０６に沿って自動誘導するように構成されていてもよい。一例として、ＡＧＶ２０４の誘導システム２１６は、走行路２０６の種類に関連するセンサ読み取り値を提供するハードウェア及び／又はソフトウェアの任意の組み合わせを含んでいてもよい。
【００６５】
一例として、図１０に最もわかりやすく示すように、真空源１５０及び集塵槽１７２は、ＡＧＶ２０４に接続されている。一例（明示せず）として、真空源１５０（例えば、真空モータ）は、集塵槽１７２に流体接続されている。真空供給ライン１６２は、集塵槽１７２に流体接続されている。真空シュラウド１３２（図４）内に集められた切削屑はすべて、真空供給ライン１６２を通って集塵槽１７２へ搬送される。集塵槽１７２は、例えば、回収した切削屑を廃棄するために、ＡＧＶ２０４から取り外し可能である。
【００６６】
図１及び図３を参照にしつつ図２を参照すると、一例として、ロボットシステム１１２は配索アセンブリ（tether assembly）を含む。一例として、配索センブリは、ロボットアーム１１４、エンドエフェクタ１１８（例えば、穿孔エンドエフェクタ１２０、リベット打ちエンドエフェクタ１２２、検査エンドエフェクタ１２４）及び／又はＡＧＶ２０４を、動力源１３８及び／又は制御部１９８に接続する。一例として、配索センブリは、供給ライン１３６（例えば、圧縮空気供給ライン、電力供給ライン）の延長部分を含む。供給ライン１３６の延長部分は、矩形の（例えば、ばね押し）スプール（図２に示してあるが、明確に特定していない）に巻き付けられていてもよい。供給ライン１３６に加えて、配索センブリは制御ライン２２４を含みうる。制御ライン２２４は、制御部１９８を、ロボットシステム１１２（例えば、ロボットアーム１１４、エンドエフェクタ１１８及び／又はＡＧＶ２０４）に接続する。
【００６７】
図１〜図３に示すロボットシステム１１２の例では、ロボットアーム１１４、エンドエフェクタ１１８及びＡＧＶ２０４に指示及び制御を与える単一の制御部（例えば、制御部１９８）を示しているが、追加の制御部を用いてもよいし、他の構成の制御部を用いてもよい。一例として、ロボットシステム１１２の各コンポーネント（例えば、ロボットアーム１１４、エンドエフェクタ１１８及び／又はＡＧＶ２０４）は、それぞれ別個の制御部を有していてもよい。
【００６８】
同様に、図１及び図２に示すロボットシステム１１２の例では、ロボットアーム１１４、エンドエフェクタ１１８及び／又はＡＧＶ２０４を駆動する動力を供給する単一の動力源（例えば、動力源１３８）を示しているが、追加の動力源を用いてもよいし、他の動力源を用いてもよい。一例として、ロボットシステム１１２のコンポーネントは、それぞれ独立した動力源を有していてもよい。一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０は圧縮空気源１３４を用い、ロボットアーム１１４及びＡＧＶ２０４は電力源１４０を用いてもよい。
【００６９】
したがって、ロボットシステム１１２は、例えば、胴体部１０８の下側ローブ２２６の内部空間で支持フレーム１１０を組み立てる場合などのように、スペースやアクセスが限られていたりする場所で製造物１０２に対して製造作業を実行する場合に特に有利である。図２に示すように、一例として、胴体部１０８の製造時に、胴体部１０８が客室フロア２２８によって上側ローブ２３０と下側ローブ２２６とに隔てられる場合がある。胴体部１０８及び客室フロア２２８が閉ざされた構造であるので、スペースや支持フレーム１１０へのアクセスが限られていることが多い。
【００７０】
図２では、ロボットシステム１１２をよりわかりやすく示すために、胴体部１０８の一部を切り欠いて示している。
【００７１】
加えて、スペースやアクセスが限られている領域（例えば、胴体部１０８の下側ローブ２２６）から適切に切削屑（例えば、ＦＯＤ）を除去することが困難かつ煩雑な場合がある。したがって、穿孔エンドエフェクタ１２０を含むロボットシステム１１２は、穿孔作業中に穿孔部材１２８が発生させた切削屑を継続的に捕捉し、除去するのに、特に有利である。
【００７２】
図１〜図１０を参照しつつ図１１を参照すると、製造物１０２に穿孔作業を行う方法の一実施形態が概括的に３００で示され、開示されている。本開示の範囲から逸脱することなく、方法３００に対して変形、追加、削除を行うことが可能である。方法３００に工程を追加したり、省いたり、変更したりすることが可能である。加えて、工程は任意の適切な順序で実行可能である。
【００７３】
図１〜図６を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３０２に示すように、穿孔エンドエフェクタ１２０を用意する工程を含む。穿孔エンドエフェクタ１２０は、穿孔部材１２８を駆動するように動作するモータ１２６と、モータ１２６を囲むハウジング１３０と、ハウジング１３０に接続されていると共に、穿孔部材１２８を囲む真空シュラウド１３２と、を含む。真空シュラウド１３２の長さは可変である。
【００７４】
図１〜図７を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３０４に示すように、製造物１０２の被加工面１５８に隣接するように穿孔エンドエフェクタ１２０を操作する工程を含む。一例として、穿孔エンドエフェクタ１２０を操作する工程は、ロボットアーム１１４を用いて実行される。ＡＧＶ２０４は、所定の走行路２０６に沿った自動ナビゲーションにより、ロボットアーム１１４を例えば製造物１０２に隣接する位置まで搬送する。
【００７５】
図１〜図７を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３０６に示すように、穿孔部材１２８を延伸させて、製造物１０２の被加工面１５８と切削係合させる工程を含む。一例として、穿孔部材１２８を延伸させる工程は、ロボットアーム１１４を用いて実行される。
【００７６】
図１〜図７を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３０８に示すように、真空シュラウド１３２を、穿孔位置１６８を囲むように被加工面１５８に接触させる工程を含む。一例として、真空シュラウド１３２を被加工面１５８に接触させる工程は、穿孔部材１２８を延伸させて被加工面１５８と切削係合させる際に、ロボットアーム１１４を用いて実行される。
【００７７】
図１〜図７を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３１０に示すように、真空シュラウド１３２の内部１５２に穿孔部材１２８が発生させた切削屑を集める工程を含む。
【００７８】
図１〜図７を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３１２に示すように、真空シュラウド１３２内に真空を発生させる工程を含む。一例として、真空シュラウド１３２の内部１５２に規定される領域に真空を発生させる工程は、真空流を真空源１５０から真空通路１４２を介して真空シュラウド１３２の内部１５２に印加することにより実行される。
【００７９】
図１〜図７を参照しつつ図１１を参照すると、一実施例では、方法３００は、ブロック３１４に示すように、切削屑を真空シュラウド１３２内から除去する工程を含む。除去された切削屑はすべて集塵槽１７２に回収される。
【００８０】
図１〜図９を参照しつつ図１１を参照すると、一例として、方法３００は、ブロック３１６に示すように、穿孔部材１２８が被加工面１５８を貫通するにつれて、真空シュラウド１３２を入れ子状に収縮させる工程を含む。一例として、真空シュラウド１３２を入れ子状に収縮させる工程は、シュラウドセグメント１７４ｂを第１シュラウドセグメント１７４ａの中に入れ子状に収納させ、第１シュラウドセグメント１７４ａをハウジング１３０の中に入れ子状に収納させることで実行される。
【００８１】
本開示の例は、図１２に示す航空機の製造及び保守方法１１００及び図１３に示す航空機１２００に関連させて説明することができる。航空機１２００は、図１に示す航空機１０６の一例である。
【００８２】
生産開始前の工程として、例示的な方法１１００は、ブロック１１０２に示す、航空機１２００の仕様決定及び設計と、ブロック１１０４に示す材料調達とを含む。生産中の工程としては、ブロック１１０６に示した航空機１２００のコンポーネント及び小組立品（subassembly）の製造、及びブロック１１０８に示すシステムインテグレーションが行われる。その後、航空機１２００は、例えば、ブロック１１１０に示す認証及び納品の工程を経て、ブロック１１１２に示す就航期間に入る。就航期間中は、航空機１２００は、ブロック１１１４に示す定例の整備及び保守のスケジュールに組み込まれる。定例の整備及び保守は、航空機１２００の１つ又は複数のシステムの変更、再構成、改装なども含みうる。
【００８３】
例示的な方法１１００の各工程は、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）によって実行又は実施することができる。説明のために言及すると、システムインテグレーターは、航空機メーカー及び主要システム（majority-system）下請業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。第三者は、売主、下請業者、供給業者をいくつ含んでいてもよいが、これに限定されない。オペレーターは、航空会社、リース会社、軍事団体、サービス組織などであってもよい。
【００８４】
図１３に示すように、例示的な方法１１００によって製造される航空機１２００は、例えば、複数のハイレベルシステム１２０４及び内装１２０６を備えた機体１２０２を含む。ハイレベルシステム１２０４の例は、駆動系１２０８、電気系１２１０、油圧系１２１２及び環境系１２１４のうちの１つ又は複数を含む。また、その他のシステムをいくつ含んでいてもよい。また、航空産業に用いた場合を例として説明したが、本明細書において開示した原理は、例えば自動車産業、海洋産業、建設業などの他の産業に適用してもよい。
【００８５】
ここに図示及び記載したシステム、装置及び方法は、製造及び保守方法１１００における、１つ又はそれ以上のどの段階において採用してもよい。例えば、コンポーネント及び小組立品製造工程（ブロック１１０６）で作製されるコンポーネント又は小組立品は、航空機１２００の就航期間中（ブロック１１１２）に作製されるコンポーネント又は小組立品と同様に作製することができる。また、装置、システム及び方法、又はそれらの組み合わせの１つ又は複数の例を、製造工程（ブロック１１０８及び１１１０）で用いることによって、例えば、穿孔作業中に発生するＦＯＤの除去を、穿孔作業の実行と同時に行うことができる。同様に、装置又は方法の１つ又は複数の例、又はこれらの組み合わせを、例えば、限定するものではないが、航空機１２００の就航期間中（ブロック１１１２）に、また、整備及び保守の段階（ブロック１１１４）で用いることもできる。
【００８６】
また、本開示は以下の付記に基づく実施形態を含む。
【００８７】
付記１  穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、
前記モータを囲むハウジングと、
前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲む真空シュラウドと、を含み、
前記真空シュラウドの長さは可変である、穿孔エンドエフェクタ。
【００８８】
付記２  前記ハウジングを通る真空通路をさらに含み、前記真空通路は、前記真空シュラウドの内部の領域と流体連通している、付記１に記載のエンドエフェクタ。
【００８９】
付記３  前記真空通路に流体接続された真空源をさらに含み、前記真空源は、前記真空シュラウドの前記内部の前記領域内に真空流を発生させるよう構成されている、付記２に記載のエンドエフェクタ。
【００９０】
付記４  ロボットアームに着脱可能に接続されたプラットフォームをさらに含み、
前記モータは、前記プラットフォームに接続されており、
前記ハウジングは、前記プラットフォームに接続されており、
前記真空通路は、前記プラットフォームを貫通して延びている、
付記２に記載のエンドエフェクタ。
【００９１】
付記５  前記真空シュラウドは、前記ハウジングに接続された第１端部と、前記第１端部とは反対の第２端部と、を有し、
前記真空シュラウドの前記第２端部は、前記穿孔部材の端部近傍に初期配置され、
前記真空シュラウドは、当該真空シュラウドの前記第２端部が被穿孔面に接触し、且つ、前記穿孔部材が駆動されて前記被穿孔面に進入するのに応じて収縮可能である、
付記１に記載のエンドエフェクタ。
【００９２】
付記６  前記真空シュラウドの前記第２端部に接続されているシールをさらに含む、付記５に記載のエンドエフェクタ。
【００９３】
付記７  前記真空シュラウドは、相互に接続されたシュラウドセグメントを含み、前記シュラウドセグメントは、入れ子状に伸長した状態と入れ子状に収縮した状態との間で伸縮可能である、付記１に記載のエンドエフェクタ。
【００９４】
付記８  前記シュラウドセグメントは、前記入れ子状に伸長した状態に付勢されている、付記７に記載のエンドエフェクタ。
【００９５】
付記９  前記ハウジングは、ハウジング収容部を含み、
前記真空シュラウドは、
前記ハウジング収容部の中に入れ子状に収縮可能であると共に、シュラウドセグメント収容部を含む第１シュラウドセグメントと、
前記シュラウドセグメント収容部の中に入れ子状に収縮可能な第２シュラウドセグメントと、を含む、
付記１に記載のエンドエフェクタ。
【００９６】
付記１０  前記ハウジングは、前記ハウジング収容部内に配置された第１ばねを、さらに含み、
前記第１ばねは、前記第１シュラウドセグメントを前記ハウジングから外側に付勢し、
前記第１シュラウドセグメントは、前記シュラウドセグメント収容部内に配置された第２ばねをさらに含み、
前記第２ばねは、前記第２シュラウドセグメントを前記第１シュラウドセグメントから外側に付勢させる、
付記９に記載のエンドエフェクタ。
【００９７】
付記１１  ロボットアームと、
前記ロボットアームに接続された穿孔エンドエフェクタと、を含むロボットシステムであって、前記穿孔エンドエフェクタは、
穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、
前記モータを囲むハウジングと、
前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲む真空シュラウドと、を含み、
前記真空シュラウドの長さは可変である、ロボットシステム。
【００９８】
付記１２  所定の走行路に沿って移動するよう構成された無人搬送車をさらに含み、前記ロボットアームは、前記無人搬送車に接続されている、付記１１に記載のシステム。
【００９９】
付記１３  前記穿孔エンドエフェクタは、前記ハウジングを通る真空通路をさらに含み、前記真空通路は、前記真空シュラウドの内部の領域と流体連通している、付記１１に記載のシステム。
【０１００】
付記１４  前記真空通路に流体接続された真空源をさらに含み、前記真空源は、前記真空シュラウドの前記内部の前記領域内に真空流を発生させるよう構成されている、付記１３に記載のシステム。
【０１０１】
付記１５  前記真空シュラウドは、前記ハウジングに接続された第１端部と、前記第１端部とは反対の第２端部と、を有し、
前記真空シュラウドの前記第２端部は、前記穿孔部材の端部近傍に初期配置され、
前記真空シュラウドは、当該真空シュラウドの前記第２端部が被穿孔面に接触し、且つ、前記穿孔部材が駆動されて前記被穿孔面に進入するのに応じて収縮可能である、付記１１に記載のシステム。
【０１０２】
付記１６  前記穿孔エンドエフェクタは、前記真空シュラウドの前記第２端部に接続されているシールをさらに含む、付記１５に記載のシステム。
【０１０３】
付記１７  前記真空シュラウドは、相互に接続されたシュラウドセグメントを含み、
前記シュラウドセグメントは、入れ子状に伸長した状態と入れ子状に収縮した状態との間で伸縮可能であり、
前記シュラウドセグメントは、前記入れ子状に伸長した状態に付勢されている、付記１１に記載のシステム。
【０１０４】
付記１８  前記ハウジングは、ハウジング収容部を含み、
前記真空シュラウドは、
前記ハウジング収容部の中に入れ子状に収縮可能であると共に、シュラウドセグメント収容部を含む第１シュラウドセグメントと、
前記シュラウドセグメント収容部の中に入れ子状に収縮可能な第２シュラウドセグメントと、
前記真空シュラウドの前記第２端部に接続されているシールと、を含む、
付記１１に記載のシステム。
【０１０５】
付記１９  前記ハウジングは、前記ハウジング収容部内に配置された第１ばねを、さらに含み、
前記第１ばねは、前記第１シュラウドセグメントを前記ハウジングから外側に付勢し、
前記第１シュラウドセグメントは、前記シュラウドセグメント収容部内に配置された第２ばねをさらに含み、
前記第２ばねは、前記第２シュラウドセグメントを前記第１シュラウドセグメントから外側に付勢させる、付記１８に記載のシステム。
【０１０６】
付記２０  製造物に対して穿孔作業を行うための方法であって、
前記製造物の被加工面に隣接するように穿孔エンドエフェクタを操作し、この際に、前記穿孔エンドエフェクタとして、
穿孔部材を駆動するよう動作するモータと、
前記モータを囲むハウジングと、
前記ハウジングに接続されていると共に、前記穿孔部材を囲み、長さが可変である真空シュラウドと、を含むものを用い、
前記穿孔部材を延伸させて、前記被加工面と切削係合させ、
前記真空シュラウドを、穿孔位置と前記穿孔部材とを囲むように前記被加工面に接触させ、
前記穿孔部材が発生させた切削屑を前記真空シュラウドの内部に集め、
前記真空シュラウド内に真空を発生させ、
前記切削屑を前記真空シュラウド内から除去し、
前記穿孔部材が前記被加工面に進入するのに応じて、前記真空シュラウドを入れ子状に収縮させる、方法。
【０１０７】
本開示のシステム、装置及び方法について様々な実施形態を図示及び開示したが、明細書を読めば当業者には種々の変形が想定可能であろう。本願は、そのような変形も包含し、添付の請求の範囲によってのみ限定される。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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