(57)【要約】  製造方法は、以下のものを位置決めするためのロボットアセンブリ（４）を採用する。すなわち、留められる構造体の断片（２８、３２）の１つの側面に対して、複数の種々のタイプのツール（１、２、３、１２）のうちの１つの特定のツール（１２）を有する第１のシステム構成要素であり、特定のツール（１２）は、複数の種々のタイプの留め具のうちの１つの特定の留め具（２６）を設置する。各々のツール（１、２、３）は、特定の留め具がベース（１４）を通り抜けるための通路開口部（４２）を有する磁性材料（１４）のブロック又はベースを含む。また、構造体の断片（２８、３２）を一緒にクランプするために、構造体の断片の反対側の側面上に、電磁石アセンブリ（２０）を位置決めする。その後、ツールは、構造体の断片の中に留め具（２６）を設置するために起動される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体（７、８、２８、３２）の第１の断片を前記構造体（７、８、２８、３２）の隣接する第２の断片に接続する方法であって、前記方法は：
複数の種々の留め具を維持すること；
複数の種々のツール（１、２、３）を維持することであって、前記複数の種々のツールのうちの各々のツールは、前記複数の種々の留め具のうちの特定の留め具と関連し、かつ前記ツールと関連する前記特定の留め具を留めるために作動可能であり、各々のツールは、磁性材料のベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を有し、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）は、開口部（４２、１３２、１７４）を通り抜け、かつ前記ツールと関連する前記留め具と係合するために、前記ツールの一部分を受け入れる前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）を有する、維持すること；
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される留め作動を決定すること；
前記留め作動を実行するための前記複数の種々の留め具のうちの１つの留め具を決定すること；
前記留め具と関連する前記複数の種々のツール（１、２、３）のうちの前記ツールを決定すること；
前記複数の種々のツール（１、２、３）のうちの各々のツールに対して選択的に取り付け可能であり、かつ前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片に関して、複数の所定の位置に前記ツールを移動させるために作動可能な、ロボットシステム（４）を維持すること；
前記ツールに前記ロボットシステム（４）を固定すること；
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の第１の側面上の位置に前記ツールを移動させるために、前記ロボットシステム（４）を起動させること；
前記第１の側面とは反対側の、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の第２の側面上に電磁石（５、２０）を位置決めすること；
前記電磁石（５、２０）を起動させること、及び前記ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を前記電磁石（５、２０）に引き付けること、及びそれによって前記ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）と、前記電磁石（５、２０）との間で前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片をクランプすること；並びに
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の間に、前記ツールと関連する前記留め具を取り付けるために、前記ツールを作動させることを含む、方法。
【請求項２】
前記複数の種々のツール（１、２、３）のうちの各々ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る単一の開口部（４２、１３２、１７４）である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電磁石（５、２０）を起動解除すること；及び
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の前記第１の側面上のさらなる位置へ前記ツールを移動させるために、前記ロボットシステム（４）を起動させること；
前記ツールの反対側の、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の前記第２の側面のさらなる位置へ前記電磁石（５、２０）を移動させること；
前記ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を、前記電磁石（５、２０）に引き付け、かつそれによって前記さらなる位置において前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片をクランプするために、前記電磁石（５、２０）を起動させることをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動を再決定することをさらに含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
リベッティング作動である、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具の設置である、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
ロックボルトの設置である、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動をさらに含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
自動当盤アセンブリ（１６）であって、前記当盤アセンブリは、磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を有し、前記ベースは、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を構造体（７、８、２８、３２）の表面に引き付ける、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に適用される磁力に反応して、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）によって係合される前記表面上に圧縮力を加えるように構成され、かつ前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）は、単一の通路開口部（４２、１３２、１７４）を通してツールの一部分を延伸させるための前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）を有する、当盤アセンブリ（１６）を備える、ツール。
【請求項９】
対向する前及び後ろの表面（３４、３６）、並びに前記前及び後ろの表面の間の幅寸法を有する前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）であって、前記ベースの前記開口部（４２、１３２、１７４）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）、及び前記前及び後ろの表面（３４、３６）を通り抜ける、ベース；
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上に設置される当盤（７０、１７６）を含む前記当盤アセンブリ（１６）であって、前記当盤（７０、１７６）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に関する前記当盤（７０、１７６）の第１及び第２の位置の間で移動可能であり、前記第１の位置において、前記当盤（７０、１７６）は、前記開口部（４２、１３２、１７４）を通って延伸するが、前記ベースの前の表面（３４）を超えて延伸せず、かつ前記第２の位置において、前記当盤（７０、１７６）は、前記開口部（４２、１３２、１７４）を通り、かつ前記ベースの前の表面（３４）を超えて延伸し、前記当盤（７０、１７６）は、前記ベースの前の表面（３４）に隣接して位置決めされ、かつ前記開口部（４２、１３２、１７４）と位置合わせされたリベット（２６）と係合する、当盤アセンブリ（１６）；及び
前記当盤（７０、１７６）と作動可能に接続され、かつ前記当盤（７０、１７６）を前記第１及び第２の位置の間で移動させるために、選択的に制御可能な力制御装置（１８）をさらに備える、請求項８に記載のツール。
【請求項１０】
電圧を加えられかつ電源を切られるように選択的に制御可能な電磁石（５、２０）を備え：
内部にリベット孔を有する構造体の断片と隣接し、前記開口部（４２、１３２、１７４）及び前記当盤（７０、１７６）が前記リベット孔に位置合わせされるように、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を位置決めし、かつ前記構造体の断片（７、８、２８、３２）の反対側の側面上に、前記電磁石（５、２０）を位置決めし、かつ前記電磁石（５、２０）を電圧が加えられるように制御することは、前記構造体の断片（７、８、２８、３２）の対向する側面に、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）及び前記電磁石（５、２０）を引き付ける、前記構造体の断片（７、８、２８、３２）を通る磁場を生成し、前記力制御装置（１８）は、前記当盤（７０、１７６）を前記第２の位置へ移動させ、かつ前記当盤（７０、１７６）を前記リベット孔の中のリベット（２６）と係合させるように制御され得る、請求項９に記載のツール。
【請求項１１】
前記ベースの前の表面（３４）上に突起（４６）をさらに備え、前記突起（４６）は、前記ベースの前の表面（３４）から、従来のリベットテイルの厚さ寸法よりも大きい距離だけ、外側に突出する、請求項９又は１０に記載のツール。
【請求項１２】
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に設置されるハウジング（５４）であって、前記ハウジング（５４）は中心軸を有する円筒形状の内装容積（５６）を有する、ハウジング（５４）；
前記当盤（７０、１７６）と作動可能に接続されるピストン（８０）であって、前記ピストン（８０）は、前記ハウジングの内装容積（５６）の中での第１及び第２の位置の間の前記ピストン（８０）の移動のために、前記ハウジングの内装容積の中に受け入れられ、前記ピストンの第１の位置において、前記ピストン（８０）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に関して前記当盤（７０、１７６）の前記第１の位置へ前記当盤（７０、１７６）を移動させ、かつ前記ピストンの第２の位置において、前記ピストン（８０）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に関して前記当盤（７０、１７６）の前記第２の位置へ前記当盤（７０、１７６）を移動させる、ピストン（８０）；及び
流体圧力源（１０２）、前記ピストン（８０）の第１の側面上の前記ハウジングの内装容積（５６）と連通する第１の導管（９２）、前記ピストン（８０）の前記第１の側面とは対向する側の前記ピストン（８０）の第２の側面上の前記ハウジングの内装容積と連通する第２の流体導管（９６）、及び前記流体圧力源（１０２）からの流体の圧力を、前記第１の導管（９２）又は前記第２の導管（９６）のいずれかに向けるように作動される制御装置を含む、前記力制御装置（１８）をさらに備える、請求項９から１１のいずれか一項に記載のツール。
【請求項１３】
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上に非対称に位置決めされる、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）；及び
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）から前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）の反対側の側面上の前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上に設置されるポスト（１３４、１５４）であって、前記ポスト（１３４、１５４）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）から突出する前記ポスト（１３４、１５４）の長さを調節するため、かつそれによって前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２）によって係合される前記構造体（７、８、２８、３２）の前記表面に関して、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）の正常性を調節するために、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上で移動可能である、ポスト（１３４、１５４）をさらに備える、請求項８から１２のいずれか一項に記載のツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造体上で留め具の設置を実行することにおいて、特定のツールを選択しかつ作動させるロボットアセンブリを含む、製造方法に関する。より具体的には、本発明は、ロボットアセンブリによって、一緒に留められる少なくとも２つの構造体の断片の対向する側面上に位置決めされる第１及び第２の留め具システムの構成要素を含む、製造方法に関する。第１のシステムの構成要素は、複数の種々のタイプのツールのうちの特定のツールを含み、ここで、特定のツールは複数の種々のタイプの留め具のうちの特定の留め具を設置する。例えば、複数の種々のタイプのツールは、リベットを設置するツール、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を設置するツール、ロックボルトを設置するツールなどを含み得る。各々のツールは、ベースを通り抜けるツールと関連する留め具のための通路開口部を有する磁性材料のブロック又はベースを含む。ロボットアセンブリは、複数の種々の留め具のうちの望ましい留め具を設置する、複数の種々のツールのうちの選択されたツールに取り付けられる。その後、ロボットアセンブリは、留められる構造体の断片の１つの側面に対して、ツールを位置決めする。第２のシステムの構成要素は、２つの構造体の断片の対向する側面上で第１及び第２のシステムの構成要素を一緒に引き付けて、それによって２つの構造体の断片を一緒にクランプするために、起動される電磁石を含む。構造体の断片を通る孔の中に位置決めされる留め具を伴って、ツールは、構造体の断片の間に留め具を設置するように起動される。
【背景技術】
【０００２】
１以上の留め具によって２以上の構造体の断片を固定する現行方式は、典型的には、最初に、位置合わせされている２つの断片を通る孔を用いて断片を一緒にクランプすることを含む。代替的には、断片は一緒にクランプされることができ、かつその後に、孔が断片を通って形成され得る。その後、留め具、例えばリベットが、孔の各々を通って挿入され、ここで、リベットヘッドは、構造体の断片の１つの側面上に位置決めされ、かつリベットテイルは、構造体の断片の反対側の側面から突出する。当盤は、典型的には、リベットヘッドがリベットハンマーで打たれる一方で、リベットテイルに対して手動で位置決めされる。リベットヘッド上のリベットハンマーの力及びリベットテイル上の当盤の力は、当盤が、リベットを構造体の断片の間のリベット孔の中の位置に固定し、それによって構造体の断片を一緒にリベットで留める、バックテイル（ｂｕｃｋ  ｔａｉｌ）又はショップヘッド（ｓｈｏｐ  ｈｅａｄ）へ、リベットテイルを変形させる原因となる。
【０００３】
電磁石は、２以上の構造体の断片が留め具によって一緒に固定されるのに先立って、それらをクランプすることにおいて採用されてきた。現行の電磁石クランプ技術は、典型的には、１つのクランプ構成要素として、及び付加的なクランプ構成要素である１以上のスチールプレートとして、電磁石を採用する。スチールプレート又は複数のスチールプレートは、構造体の断片を通る留め具位置に対応するプレートの中に位置決めされる複数の孔を有する。スチールプレートは、構造体の断片の１つの側面上に位置決めされ、かつ電磁石は、構造体上の対向する側面上に位置決めされる。その後、電磁石は電圧を加えられ又は起動され、スチールプレートを電磁石に向かって引き付け、かつプレートと電磁石との間の構造体の断片をクランプする。スチールプレートを通る孔は、留め具用の孔が、クランプされた構造体の断片を通って穿孔されることを可能にし、かつ留め具が孔の中に配置されることを可能にする。留め具がリベットである場合、その後、当盤は、構造体の断片の反対側の側面上のリベットのヘッドがハンマーで打たれ、それによってリベットテイルがショップヘッドへと形成され、かつ構造体の断片を一緒に固定する一方で、スチールプレートの中の孔を通り、かつリベットのテイルに対して手動で挿入される。この基本的なプロセスはまた、構造体の断片の中にＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具又はロックボルトを設置する場合に実行される。
【０００４】
この先行技術の電磁石クランプ技術は、スチールプレート又は複数のスチールプレートが、留めプロセスに先立って、一緒に留められるように、それらを構造体の断片の１つの側面に対して位置決めする必要性という不都合を有する。例えば、留め具が設置されるのに先立ってねじ留めする又はクランプすることによって、スチールプレートを構造体の断片の１つの側面に対して固定することが、しばしば必要である。スチールプレートが接続されるようにそれらを構造体の断片に位置決めすること及び固定することは、時間がかかるプロセスでありかつ人間工学的に要求が高いプロセスであり、殊に、航空機などの大きい構造体の構造体の断片を一緒に留めるために、何百ものこれらのタイプのスチールプレートが予め設置されなければならない場合はそうである。
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、構造体の断片の中に留め具を設置するのに先立って、構造体の断片を一緒に人間工学的にクランプすることにおいて、構造体の断片に対するスチールプレートの位置決め及び固定と関連する不都合を克服する。本発明は、製造方法、及び当該製造方法において採用されるツーリング構成要素に関する。ツーリング構成要素は、複数の種々のツールを含み、各々のツールは特定のタイプの留め具と関連している。例えば、複数の種々のツールは、リベットを設置するためのツール、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を設置するためのツール、ロックボルトを設置するためのツールなどを含む。各々のツールは、磁性材料のベースを有する。ツーリング構成要素はまた、望ましい留めの作動を実行するために、複数の種々のツールのうちの特定のツールを選択するための設計データベースから受信した、指示命令によって起動されるロボットアセンブリシステムを含む。ロボットシステムは、留めの作動を実行するために、特定の留め具と関連する複数の種々のツールのうちの特定のツールに取り付けられる。ロボットシステムは、接続される構造体の第１及び第２の断片の第１の側面上の位置へツールを移動させる。磁性材料のツールベースは、構造体の第１及び第２の断片の第１の側面に対して、ロボットシステムによって位置決めされる。電磁石は、第１の側面とは反対側の、構造体の第１及び第２の断片の第２の側面上に位置決めされる。電磁石は起動され、かつツールのベースを電磁石に対して引き付け、それによって、ツールのベースと電磁石との間の構造体の第１及び第２の断片をクランプする。その後、ツールは、構造体の第１及び第２の断片の間のツールと関連する留め具に取り付けられるように作動される。その後、電磁石は起動解除され、かつその後、ロボットアセンブリシステムは、ツール及び電磁石を、構造体の第１及び第２の断片の次の留め具設置位置へ移動させる。
【０００６】
本発明の１つの実施形態において、本発明は、リベットで一緒に留められる２以上の構造体の断片の１つの側面上でロボットによって位置決めされ、かつその後、構造体の断片の反対側の側面上で起動された電磁石によって断片にクランプされ得る、金属製のブロック又はベースを有する統合ツールを形成するリベットを提供する。開口部がベースを通り抜け、かつベースを位置決めする場合に、構造体の断片を通るリベット孔と位置合わせされる。
【０００７】
この実施形態のツールはまた、ベース上に設置される当盤アセンブリを含む。当盤アセンブリは、ベースに関して当盤の第１及び第２の位置の間で移動可能な当盤を含む。第１の位置において、当盤は、当盤アセンブリの中へかつベースを通る開口部の中へ格納される。第２の位置において、当盤は、当盤アセンブリ及びベースの開口部を通り、かつベースの開口部と位置合わせされるリベット孔の中に位置決めされてきたリベットのテイルと係合するように、移動される。
【０００８】
ツールはまた、当盤アセンブリと作動可能に接続される力制御装置を含む。力制御装置は、当盤をその第１及び第２の位置の間で選択的に移動させるために、当盤アセンブリに対して流体の圧力を供給するように、選択的に制御可能である。付加的に、当盤がその第２の位置へ移動されるのに伴い、力制御装置は、当盤が、所定の力を当盤によって係合されるリベットのテイル上に加える原因となるように制御可能である。
【０００９】
ツールはまた、磁場を生み出すように選択的に電圧が加えられる電磁石を含む。電磁石は、そこを通り抜ける開口部を有し、かつリベットハンマーは開口部の中に位置決めされる。リベットハンマーは、電磁石を通る開口部の中を往復運動するように作動可能である。
【００１０】
本発明の統合ツールを形成するリベットの使用において、ロボットアセンブリシステムは、ツールを選択するように、かつツールに取り付けられるように起動される。その後、ロボットアセンブリシステムは、ツールを、リベットによって接続される構造体の断片の１つの側面上にツールのベースが位置決めされ、かつ電磁石が反対側の側面上に位置決めされる位置へ移動させる。ベースを通る開口部はリベット孔と位置合わせされ、かつ電磁石を通る開口部は同じリベット孔と位置合わせされる。代替的に、リベット孔は、断片が一緒にクランプされた後に、ベース及び電磁石の開口部との位置合わせにおいて構造体の断片の中で形成され得る。その後、電磁石は、ベース及び電磁石を一緒に引き付ける磁場を生み出すように電圧が加えられ、ベースと電磁石との間の構造体の断片をクランプする。構造体の断片に固定されたリベットは、リベット孔の中で位置決めされる。
【００１１】
その後、ツールの力制御装置は、当盤に対して流体の圧力を供給するように制御され、当盤がその第１の位置からその第２の位置へ移動する原因となる。第２の位置において、当盤は、所定の力を、構造体の断片の中の孔を通って位置決めされるリベットのテイル上に加える。
【００１２】
構造体の断片の１つの側面にクランプされる統合ツールを形成するリベット、及び反対側の側面にクランプされる電磁石を伴って、リベットハンマーは、ハンマーの力をリベットヘッドに加えるように起動される。リベットテイルと係合する当盤は、ハンマーの力に反応してリベットテイルからショップヘッドを形成し、それによって、リベットを構造体の断片の間に固定し、かつ構造体の断片を一緒に固定する。
【００１３】
構造体の断片の間で形成されたリベットを伴って、その後、電磁石は、電源を切られ得、統合ツールを形成するリベットを構造体の断片から解放し、かつツールがロボットアセンブリシステムによって次のリベット孔／リベット位置へ移動されることを可能にする。
【００１４】
議論されてきた特徴、機能、及び利点は、様々な実施形態において独立に獲得されるか、又はさらに別の実施形態と組み合わされることができ、
実施形態のさらなる詳細は、下記の説明及び図面を参照することによって理解することができる。
【００１５】
本発明の統合ツールを形成するリベットのさらなる特徴は、以下のツールの詳細な説明及び図面の中で明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の製造方法を実行する、本発明のツーリング構成要素及びロボットアセンブリシステムの概略的な表現である。
【図２】図２は、ツールの作動可能な環境において使用されている、本発明のリベットを形成する統合ツールの有利な実施形態を示す、部分的に断面を示す側面図である。
【図３】図３は、図１のツールの拡大部分図である。
【図４】図４は、図１の中において示されるツールのベースの上面図である。
【図５】図５は、図１のツールの作動方法の流れ図である。
【図６】図６は、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を設置するために使用されるツーリング構成要素のベースの図である。
【図７】図７は、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を設置するために使用されるツールの非対称なベースの図である。
【図８】図８は、ロックボルトを設置するために使用されるツールの非対称なベースの図である。
【図９】図９は、電動正常性調整装置を含む非対称なベースを有するツールを伴う、図２の中において示されるものと類似のツールの断面図である。
【図１０】図１０は、図９の電動正常性調整装置の拡大図である。
【図１１】図１１は、リベット又はＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具に関するベースの位置決めを示す図７（ａ）の中において示されるベースの平面図である。
【図１２】図１２は、ロックボルトの留め具に関するベースの位置決めを示す図８（ａ）の中において示されるベースの平面図である。
【図１３】図１３は、図２のものと類似の本発明のリベットを形成する統合ツールの有利な実施形態を示す、部分的に断面を示す側面図である。
【図１４】図１４は、図１３の中において示されるベースの一部分の部分平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明のツーリング構成要素及び本発明の製造方法を採用する、製造設備の概略的な表現である。図１の実施例において、複数の種々のタイプのツーリング構成要素は、２以上の構造体の断片を一緒に留めるために採用され、例えば、航空機の構造体上の部品を形成することにおいて、シートメタルの断片を一緒に留める。（本実施例は、例示目的のみであり、かつ限定的なものと解釈されるべきではない）。多様な種々のタイプのツールが存在し、各々は、構造体の断片を一緒に留めるために採用され得るツールと関連する、特定のタイプの留め具を有している。図１の実施例は、製造設備の中に維持される３つ以上のそのようなツールを表している。複数の種々のタイプの留め具は、ツールのうちの１つと関連する各々がまた、設備において維持され得る。例えば、複数の種々のツールのうちの１つのツール１は、２つ以上の構造体の断片の間のリベットタイプの留め具を設置する又は留めることにおいて使用され得る。複数の種々のツールのうちの第２のツール２は、２つ以上の構造体の断片の間にＨＩ‐ＬＯＫ（登録商標）タイプの留め具を設置する又は留めることにおいて使用され得る。（Ｈｉ‐ＬＯＫ（登録商標）は、カリフォルニア州トランスのＨＩ‐Ｓｈｅａｒ社の登録商標である）。複数の種々のツールのうちの第３のツール３は、２つ以上の構造体の断片の間にボルトロックタイプの留め具を設置する又は留めることにおいて使用され得る。上述されたツールは、本発明の製造方法を実行することにおいて、本発明の中で採用され得る多くの種々のタイプのツールのうちのいくつかの実施例にすぎない。
【００１８】
本発明のツーリング構成要素はまた、ロボットアセンブリシステム４を含み得る。ロボットアセンブリシステム４は、複数の種々のツールのうちの選択された１つに取り付け可能なエンドエフェクタを有するシステムの少なくとも１つのロボットのアームを有する従来の構造物を有し得る。別のロボットのアームは、電磁石アセンブリ５に固定され、かつ電磁石アセンブリ５を移動させる。ロボットアセンブリシステム４はまた、データベース６に入力されたコマンドに反応して、ロボットアセンブリシステム４及びそのアームの動作を制御する情報を用いて、プログラミングされる設計データベース６を含み得る。プログラミングされた情報はまた、ロボットアセンブリシステム４が、構造体の断片を一緒に留めることにおける、特定の留め作動を実行するように指示する。例えば、設計データベースは、ロボットアセンブリシステム４に対して、リベット設置ツール１を選択し、かつその後、リベットが設置される隣接する第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片に関する特定の位置へ、リベット設置ツール１を移動させるように指示命令を提供し得る。付加的に、設計データベース６は、その後、ロボットアセンブリシステム４が、リベットが設置された第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片の位置から、第２のリベットが設置される第１の（７）及び第２の（８）の構造体の断片のさらなる位置へ移動するための、指示命令を含み得る。明らかなように、設計データベース６はまた、ロボットアセンブリシステム４が、リベットツール１をそれが維持されるその領域へ戻し、かつさらなるツール、例えば、第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片のさらなる位置においてＨＩ‐ＬＯＫ（登録商標）タイプの留め具の設置を実行するために、ＨＩ‐ＬＯＫ（登録商標）ツール２を選択するための指示命令を含み得る。
【００１９】
複数の種々のツール１、２、３の各々は、磁性材料のベースが提供され、その実施例はさらに説明されるだろう。ロボットアセンブリシステム４によって選択されるツールのベースは、第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片の第１の側面に対して、ロボットアセンブリシステムによって位置決めされる。電磁石アセンブリ５はまた、ロボットアセンブリシステム４によって、ツールの反対側の第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片の第２の側面上の位置へ移動される。その後、設計データベース６は、電磁石を起動し、かつツールのベースを電磁石に引き付けるために、電磁石アセンブリ５を制御する。これは、選択されたツールのベースと電磁石との間の、第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片を一緒にクランプする。その後、設計データベース６は、ツールに関連する留め具、すなわち、第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片の間にリベットを取り付けるようにツール１を作動させる。その後、設計データベース６は、電磁石５を起動解除するためにロボットアセンブリシステム４を制御し、それによって、電磁石及びツール１を留められた構造体の対向する側面から解放する。その後、データベース６は、ツール１及び電磁石５を、そのさらなる位置においてさらなる留め具を設置するために、第１の（７）及び第２の（８）構造体の断片の対向する側面上のさらなる位置へ移動させる。
【００２０】
前述したように、本発明は、単一のタイプの留め具、又はいくつかの種々のタイプの留め具を採用して、２以上の構造体の断片を一緒に固定するために、種々の留め具と各々が関連する複数の種々のタイプのツールを採用するように企図される。
【００２１】
図２から図５の中において表現される本発明の実施形態のうちの１つにおいて、本発明は、金属製のブロック又はベースを有するリベットを形成する統合ツールを提供する。ツールベースは、ロボットによって、一緒にリベットで留められる２以上の構造体の断片の１つの側面上に位置決めされ、かつその後、構造体の断片の反対側の側面上で起動された電磁石によって断片にクランプされる。
【００２２】
図２は、リベットを形成する統合ツール１２の、部分的に断面を示す側面図である。ツールは、ベース１４、当盤アセンブリ１６、力制御装置１８、及び電磁石アセンブリ２０から構成され得る。ベース１４、当盤アセンブリ１６、及び力制御装置１８は、ツール１２のリベッティングシステム構成要素を作り上げる。リベッティングハンマー１０８を有する電磁石アセンブリ２０は、ツールの第２のリベッティングシステム構成要素を作り上げる。付加的に、ツール１２は、ロボットのアーム２４にツールを作動可能に接続する、コンプライアンスユニット２２が提供され、ここで、ロボットのアーム２４はツールを移動させる。しかしながら、ツール１２が、コンプライアンスユニット２２及びロボットのアーム２４と組み合わされて使用される必要はない。本明細書の中において説明されるように、ツール１２は、第１に、断片を一緒に接続するために、２以上の構造体の断片２８、３２、例えば、シートメタルの断片の間にリベット２６を形成することにおける使用に対して設計される。この企図された使用の観点において、説明されるツール１２の構成要素部品は、第１に、それらの企図される使用のために部品に対して十分な構造的強度を提供するために、金属又は金属製の材料から構築される。しかしながら、他の同等な金属が、ツール１２の構成要素部品の構築において採用されてもよい。
【００２３】
ベース１４は磁気を帯びており、かつ好適にはスチールなどの磁性材料から構築される。ベース１４の他の実施形態において、それは電磁石として構築され得る。例示的な実施形態の中のベース１４は、反対側の前３４及び後ろ３６の表面を有する、硬いスチールブロックとして構築され得る。示される実施形態の中の前３４及び後ろ３６の表面は、ベースの幅寸法によって互いから間隔を置かれる、フラットで平行な表面である。少なくとも１つの周囲面３８が、ベースの周りに、かつ前３４及び後ろ３６の表面の間に延伸する。周囲面３８は、ベースにその幅寸法を与える。図３の中において示されるように、図面の中で示されるツール１２の実施形態において、ベース周囲面３８は矩形状の構成を有する。他の構成が採用されてもよい。
【００２４】
孔又は開口部４２が、ベース１４の幅を通って、かつベースの前３４及び後ろ３６の表面を通って延伸する。図２から図４の中において示される実施形態において、開口部４２は円筒形状であり、かつ相互に垂直な軸、及びツール１２に関する半径方向を画定する、中心軸４４を有する。軸４４は、ベースの前３４及び後ろ３６の表面に対して垂直である。図４の中において示されるように、付加的な孔が、ベース１４の下の隣接する留め具に対して隙間を提供するために、開口部４２の対向する側面上に提供され得る。
【００２５】
間隔を空けるための突起４６が、ベースの前の表面３４から軸方向外側へ突出する。突起４６は、ベースの開口部４２に隣接するベースの前の表面３４上に位置決めされる。例示的な実施形態において、突起４６は、ベースの開口部４２を取り囲む円筒形状を有する。突起４６は、ベースの前の表面３４から、ベースの前３４及び後ろ３６の表面と平行な、管状係合表面に延伸する。突起４６がベースの前の表面３４から突出する軸方向の長さは、典型的なリベットテイルの長さよりも大きい隙間寸法を画定する。例示的な実施形態において、突起４６及び係合表面４８は、ベースの開口部４２の周りを完全に延伸する。他の実施形態において、突起４６は、ベースの開口部４２の周りに空間的に配置される個別の突起に分離され得、かつ突起４６が円筒形状であり、かつ係合表面４８が管状である必要はない。
【００２６】
当盤アセンブリ１６は、ベース１４に対して作動可能に接続され得る。例示的な実施形態において、当盤アセンブリ１６はベースの後ろの表面３６に対して直接的に設置される。当盤アセンブリ１６とベース１４との間の他の作動可能な接続が、採用され得る。当盤アセンブリ１６は、ベースの開口部の軸４４の周りで対称であり、かつ窪んだ内装容積５６を有する円筒形状のハウジング５４を含む。ハウジングの内装容積５６は、ベースの開口部の軸４４と同軸な、大きい円筒形状の内装壁５８によって取り囲まれる。ハウジングはまた、ハウジングの内装容積の一端部において円筒形状の第１の端面６２を含み、かつハウジングの内装容積の反対側の端部において管状の第２の端面６４を含む。小さい円筒形状の内装壁６６は、図２の中において示されるように、ハウジングの第２の端面６４の中心を通って延伸し、かつハウジング５４の底部から出て行く開口部を取り囲む。小さい円筒形状の内装壁６６によって画定される開口部は、ベース１４を通る開口部４２と位置合わせされ、かつ開口部４２と同軸である。管状ベアリングアセンブリ６８は、小さい円筒形状の内装壁６６の中に設置される。
【００２７】
当盤７０は、当盤アセンブリのハウジング５４及びベース１４に関する当盤の往復移動のために、ベアリングアセンブリ６８の中に設置される。当盤は、ベースの開口部４２の軸４４と同軸な中心軸を有する、円筒形状の内装表面７２を有する。当盤７０の軸方向の長さは、当盤の管状の第１の端面７４と、当盤の円筒形状の第２の端面７６との間で延伸する。小さい円筒形状のスタブシャフト７８は、当盤の第１の端面７４から軸方向に延伸する。円筒形状のピストン８０は、スタブシャフトの遠位端上に設置される。ピストン８０は、第１の円筒形状の端面８２、及び軸方向において対向する第２の管状の端面８４を有する。円筒形状の側面８６は、ピストンの第１の（８２）及び第２の（８４）端面の間で延伸する。ピストンの側面８６は、当盤アセンブリハウジング５４の内装壁５８とのスライドする係合において係合する。ピストン８０は、図１の中において破線で示されるピストンの第１の位置と、図１の中において実線で示されるピストンの第２の位置との間の当盤アセンブリハウジング５４の中で軸方向に移動可能である。ピストンは、スタブシャフト７８によって当盤７０に作動可能に接続されており、当盤アセンブリハウジング５４の中のその第１及び第２の位置の間のピストン８０の往復移動は、図１の中において破線で示される当盤の第１の位置と、図１の中において実線で示される当盤の第２の位置との間の当盤７０の往復移動をもたらす。
【００２８】
力制御装置１８は、当盤アセンブリ１６と作動可能に接続され得る。力制御装置１８は、当盤アセンブリハウジング５４を通って、ピストンの第１の端面８２とハウジングの第１の端面６２との間のハウジングの内装容積の第１の部分と連通する、第１の流体導管９２を含み得る。第１の導管９２の反対側の端部は、手動又は自動で制御されるバルブ９４などの、制御装置と接続されかつ流体連通する。力制御装置１８はまた、当盤アセンブリハウジング５４を通って、ピストンの第２の端面８４とハウジングの第２の端面６４との間のハウジングの内装容積の第２の部分と連通する、第２の導管９６を含み得る。第２の導管９６の反対側の端部は、制御装置９４と接続されかつ流体連通する。制御装置９４は、第３の流体導管９８を通って、個別の調節可能な流体圧力源１０２と連通する。ゲージ１０４は第３の導管９８と連通し、かつ導管の中の流体圧力の視覚的な表示を提供する。例示的な実施形態において、制御装置９４は、第２の流体導管９６を排気又は通気している間に、流体圧力源１０２を第１の流体導管９２と連通させるか、又は第１の流体導管９２を排気又は通気している間に、流体圧力源１０２を第２の流体導管９６と連通させるかのいずれかである、２位置バルブである。流体圧力源１０２を第１の流体導管９２と連通させるように制御装置９４を作動させることはまた、流体の圧力をピストンの第１の端面８２と連通させ、ピストン及び当盤が、図２の中の実線において示されるそれらの第２の位置へ移動することをもたらす。流体圧力源１０２を第２の流体導管９６と連通させるように制御装置９４を作動させることはまた、流体の圧力をピストンの第２の端面８４と連通させ、ピストン及び当盤が、図１の中の破線において示されるそれらの第１の位置へ移動することをもたらす。
【００２９】
ツールは、コンプライアンスユニット２２によって、前に説明したロボットアセンブリシステム４のロボットのアーム２４に接続される。コンプライアンスユニット２２は、ロボットのアーム２４に対するその接続の対向する側面上に付勢されたスプリングであり、それによって、ロボットのアーム２４とのツール１２のクッション性のある接続を提供する。
【００３０】
電磁アセンブリ２０は、前に説明されたアセンブリ５などの、リベッティング作動を実行することにおいて、２つの構造上の断片を一緒にクランプするために使用される従来のアセンブリであり得る。電磁石アセンブリ２０は、従来のリベットハンマーのうちのハンマー１０８に対するアクセスを提供する、アセンブリを通る開口部１０６を有する。
【００３１】
構造体の断片２８、３２の間にリベット２６を設置することにおいてツール１２を使用する方法は、図１、図３、及び図５の中に表されている。示される実施例の中において、２つの構造体の断片が存在する。しかしながら、他の数の構造体の断片が、本発明のツール１２を使用することによって接続されてもよい。方法にしたがって、電磁石アセンブリ２０は、構造体の断片２８、３２の１つの側面上に位置決めされる。位置決めされた電磁石アセンブリ２０を伴って、本発明のツール１２は、構造体の断片の反対側の側面上に位置決めされる。ツール１２は、概して、ツールのベース１４を通る開口部４２が、電磁石アセンブリ２０を通る開口部１０６と位置合わせされ、かつ開口部１０６と同軸になるように、位置決めされる。その後、電磁石アセンブリ２０は、起動され、又は電圧が加えられ、図２の中において表されるように磁場を生成する。磁場は、電磁石アセンブリ２０及びツール１２のベース１４を一緒に引き付け、電磁石アセンブリ２０とツール１２との間の構造体の断片２８、３２をクランプする。
【００３２】
電磁石アセンブリ２０とツール１２との間でクランプされた構造体の断片２８、３２を伴って、その後、リベット孔１１２は、構造体の断片２８、３２を通って形成され得る。リベット孔１１２は、ベースの開口部４２の中心軸４４と同軸に位置合わせされ、かつ電磁石アセンブリ２０を通る開口部１０６と同軸に位置合わせされる。本発明のツール１２を使用する他の方法において、リベット孔１１２は、それらが電磁石アセンブリ２０及びツール１２によって一緒にクランプされるのに先立って、以前に、構造体の断片２８、３２を通るように形成され得る。
【００３３】
リベット孔１１２の形成に続いて、リベット２６が孔の中に位置決めされる。リベットのヘッドは電磁石アセンブリ２０に向かって位置決めされ、かつリベットのテイルはツール１２に向かって位置決めされる。リベット２６は、リベットハンマーのうちのハンマー１０８によって位置決めされ得、かつその後、ハンマーによって所定位置へ納められる。
【００３４】
リベット孔１１２の中にリベットを保持するリベット２６のヘッドに対して位置決めされたリベットハンマー１０８を伴って、その後、ツール１２の力制御装置１８は、流体の圧力、好ましくは空気の圧力を制御装置のバルブ９４に連通させるために起動される。その後、制御装置のバルブ９４は、流体圧力源１０２を第１の流体導管９２に連通させるために作動される。今度は、これが、流体圧力源１０２を、ハウジングの第１の端面６２と当盤のピストンの第１の端面８２との間の当盤アセンブリのハウジング５４の内装容積の第１の部分に連通させる。制御装置のバルブ９４のこの作動はまた、ハウジングの第２の端面６４と当盤のピストンの第２の端面８４との間のハウジングの内装容積の部分を通気させる。当盤アセンブリのハウジング５４に対して供給されている流体の圧力は、ピストン８０及び当盤７０を、図１の中の実線において示されるそれらの第２の位置へと移動させる。これは、当盤の第２の端面７６が、リベット２６のテイルに対して係合することをもたらす。当盤の第２の端面７６は、流体圧力源１０２によって供給される流体の圧力を調整することによって決定される、所定の力を用いて、リベット２６のテイルに対して係合する。リベット２６のテイルに対して係合される当盤の第２の端面７６を伴って、その後、リベットハンマー１０８は、リベット２６をハンマーで打ち、かつ今度は構造体の断片２８、３２を一緒に固定するバックテイル又はショップヘッドへ、リベット２６のテイルを形成するために起動され得る。当盤の第２の端部７６とリベット２６のテイルとの係合の所定の力は、ツール１２が、一貫した寸法を有するバックテイル又はショップヘッドを形成することを可能にする。
【００３５】
リベットを形成する作動が完了し、その後、制御装置のバルブ９４は、流体圧力源１０２を第２の流体導管９６に連通させるために作動される。今度は、これが、流体の圧力を、ハウジングの第２の端面６４と当盤のピストンの第２の端面８４との間の当盤アセンブリの内装容積５６の部分と連通させ、一方で、ハウジングの第１の端面６２とピストンの第１の端面８２との間の内装容積の部分を排気させる。これは、ピストン８０及び当盤７０が、図１の中の破線で示されるそれらの第１の位置へ移動されることをもたらし、当盤の第２の端面７６をリベット２６から係合解除する。その後、ツール１２は、さらなるリベット位置へ移動される。
【００３６】
図１及び図２の中で見られるように、ベースの前の表面３４から突出する突起４６の隙間寸法は、構造体の断片２８、３２の中のリベットの中で形成されるリベットテイルから外側へ前の表面３４の間隔を空ける。これは、ベース１４及び特にベースの前の表面３４が、ツール１２を次のリベッティング位置へ移動させる場合に、以前に形成されたバックテイル又はショップヘッドを通り越すことを可能にする。
【００３７】
前に説明されたように、ツール１２は、ツールを、ツール１２をその次の位置へ移動させるロボットのアーム２４に接続する、コンプライアンスユニット２２が提供される。
【００３８】
本発明の各々の構成要素ツールのベースの形状、配置、及び容積は、一緒に留められる２つの構造体の断片の間で必要とされるクランピング力の量に応じて、かつ２つの構造体の断片に対する留め具位置のアクセスし易さに応じて、設計される。図６ａは、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を設置するツール上で採用される、ベース１２２の表現の断面図である。図６ｂは、図６ａのベース１２２の上面図であり、かつ図６ｃは、図６ａのベース１２２の底面図である。ベース１２２は、図２の中において示されるツーリング構成要素のものと実質的に同じやり方で構築されるが、ベースの下側の突起１２４は、典型的なＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具の長さよりも大きいベースの下の隙間寸法を提供するように、寸法が決められる。突起１２４は、２つの構造体の断片２８、３２を通って挿入されるＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を越えた上のベース１２２の流動的な動作を可能にするように、寸法が決められる。構造体の断片２８、３２の下の電磁石と、構造体の断片の上のベースとの間の距離は、図２の中において示される電磁石とベースとの間の距離よりも大きいので、ベース１２２のサイズ及び容積、及び／又は電磁石に対して供給される電流は、電磁石とベース１２２との間で必要とされるクランピング力を取得するために調整されなければならない。
【００３９】
図７ａ、図７ｂ、及び図７ｃは、アクセスすることが困難な留め具位置の中にＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を設置するために使用される、ツーリング構成要素の非対称なベース１２６の表現を示している。図７ｂ及び図７ｃの中において最もよく見られるように、ベースの突起１２８及びベースを通る開口部１３２は、オフセットされかつベース１２６の中心に配置されない。それ故、ベース１２６は、突起１２８からベースの反対側の側面上で支持されなければならない。それ故、ベース１２６は、ベース１２６を通る内側でねじ留めする孔の中へ、調整可能にねじ留めされる調整可能なポスト又はねじ１３４が提供される。ナット１３６は、ねじをベース１２６の中のその調整された位置に保持するために、ねじ１３４上にねじ留めされる。
【００４０】
ねじ１３４は、ベース１２６上の突起１２８の非対称な位置決めのために、電磁石を起動させることによって生成される転倒モーメント力に対する埋め合わせを行う。基本的に、突起１２８及びねじ１３４は、２つの構造体の断片２８、３２に関して、ベース１２６を通る開口部１３２の望ましい正常性を維持する。図７ａの中において示されるように、ねじ１３４はまた、２つの構造体の断片の中の構造的な厚さの変動に対する埋め合わせのために調整される高さであり得る。
【００４１】
図８ａ、図８ｂ、及び図８ｃは、本発明のベース１４２のさらなる実施形態を示す。図８ａ、図８ｂ、及び図８ｃの中において示されるベース１４２は、到達することが困難な位置の中へロックボルトを設置する、ツーリング構成要素上の使用に対する非対称な構築を有する。典型的なロックボルトは、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具又はリベットテイルと比較して、比較的長いシャフトを有するので、ベース１４２の下側における長い突起の使用は、ベースを、構造体の断片の反対側の側面上に位置決めされる電磁石からさらに離れるように移動させる。これは、ベース１４２のサイズ及び容積をかなり増加させることを必要とし、かつまた、ベースと電磁石との間の十分なクランピング力を提供するために、電磁石に対して供給される電流のアンペアを増加させる。それ故、ベース１４２上に長い突起を採用する代わりに、ベースは、ベースの１つの側面の中にＵ形状のカットアウト１４４が提供され、かつベースの下及びカットアウトの周りに、短いＵ形状の突起１４６が提供される。カットアウト１４４は、ベース１４２が、ロックボルトの周りに、かつベースから構造体の断片の反対側の側面上に位置決めされる電磁石の近傍に、位置決めされることを可能にする。円筒形状のフット１４８は、Ｕ形状の突起１４６からベースの反対側の側面上のベースの底部から突出する。前に説明したねじ１３４のように、フット１４８は、ベース１４２が、電磁石の起動によってベース上に加えられるモーメント力によって回転されることを妨げる。
【００４２】
図９は、図２のものと類似するリベット形成ツールの実施形態を示すが、非対称なベース１５２を含む。それに加えて、図９の中において示されるツールの実施形態は、２つの構造体の断片に関してベース１５２の正常性を調整するための、調整ポスト１５４を含み、ここで、ベースの下のポストの位置は、電動モータ１５６によって調整される。調整装置の拡大された図が、図１０の中において示されている。ポスト１５４は、ベース１５２の中の孔を通るスライド動作のために設置され、かつ構造体の断片の反対側の側面上で起動される電磁石によって、ベース１５２上に加えられるモーメント力に対する埋め合わせを行うために、孔の中に調整可能に位置決めされ得る。ポストは、その長さの一部分を通る溝１５８を有する。ピン１６２は、ベース１５２の中の孔を通り横断するように延伸し、かつポストの溝１５８を通って延伸する。ピン１６２は、ポスト１５４が回転されることを妨げるが、ベース１５２の中の孔を通るポストのスライド動作を可能にする。ポスト１５４は、ポスト１５４上にねじ留めされる駆動ギア１６４、及びモータ１５６の出力シャフト上に設置される駆動ギア１６６によって、ベース１５２を通るように駆動される。反対の回転方向において駆動ギア１６６を駆動するモータは、ポスト１５４上にねじ留めされる駆動ギア１６４に対して回転を分け与える。それによって、駆動ギア１６４の回転は、ピン１６２がポスト１５４の回転を妨げる一方で、ベース１５２の中の孔を通してポスト１５４を移動させる。
【００４３】
図１１は、前に設置されたリベット又はＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具に関して、非対称なベース１２６を位置決めし又は方向付けるプロセスを表す図７ａのベース１２６の平面図である。図１１の中において示されるように、ベース１２６は、ベース１２６の底部における調整ねじ１３４が隣接する留め具の間で位置決めされる、リベット又はＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具に関して方向付けられる。
【００４４】
図１２は、前に設置されたロックボルトに関して、ベース１４２を位置決めし又は方向付けるプロセスを表す図８ａのベース１４２の平面図である。図１２の中において示されるように、ベース１４２は、一連の動きの中でロックボルトを設置するように位置決めされ、ここで、ベースは、前に設置されたロックボルトを避ける。
【００４５】
図１３は、図９のリベットを形成する統合ツールの変形例の、部分的に断面を示す側面図である。図１３の中において、ツールのベース１７２はＵ形状の開口部１７４が提供され、かつツールは曲がっている当盤１７６を含む。図１４は、ベース１７２及び曲がっている当盤１７６の一部分の平面図である。ベース１７２の中のＵ形状の開口部１７４、及び曲がっている当盤１７６は、ツールがアクセスすることが困難な位置の中にあるリベットにアクセスすることを可能にする。
【００４６】
本開示による発明の主要な対象である例示的かつ非排他的な実施例は、以下の列挙されたパラグラフの中において説明される。
Ａ１
構造体（７、８、２８、３２）を製造する方法であって：
複数の種々のツーリング構成要素（１、２、３）を維持することであって、前記複数の種々のツーリング構成要素（１、２、３）の各々のツーリング構成要素は、磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る通路（４２、１３２、１７４）を有する、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を備え、前記通路（４２、１３２、１７４）は、所定のアセンブリ作動のために構成され、かつ前記複数の種々のツーリング構成要素（１、２、３）の各々のツーリング構成要素は、ロボットアセンブリ（４）に取り付け可能である、維持すること；
前記構造体（７、８、２８、３２）上で実行される単一のアセンブリ作動を決定すること；
前記アセンブリ作動を実行するために作動可能な、前記複数の種々のツーリング構成要素（１、２、３）からの１つのツーリング構成要素を決定すること；
前記ロボットアセンブリ（４）に対して前記ツーリング構成要素を取り付けること；
前記構造体（７、８、２８、３２）の１つの側面に対して、前記ツーリング構成要素を位置決めするために、前記ロボットアセンブリ（４）を起動させること；及び
前記ツーリング構成要素の前記磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を電磁石（５、２０）に向けて引き付けて、それによって前記磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）、及び前記電磁石（５、２０）を、前記構造体の対向する側面に対してクランプするために、第１の側面の反対側である前記構造体（７、８、２８、３２）の第２の側面上に位置決めされた電磁石（５、２０）を起動させることを含む、方法。
Ａ２
前記構造体（７、８、２８、３２）上で前記アセンブリ作動を実行するために、前記ツーリング構成要素を起動させることをさらに含む、Ａ１に記載の方法。
Ａ３
前記ツーリング構成要素（１、１２）を起動させることによって、リベット留め具（２６）を前記構造体（７、８、２８、３２）に固定することを含む、前記アセンブリ作動をさらに含む、Ａ２に記載の方法。
Ａ４
前記ツーリング構成要素（２）を起動させることによって、ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具を前記構造体（７、８、２８、３２）に固定することを含む、前記アセンブリ作動をさらに含む、Ａ２に記載の方法。
Ａ５
前記ツーリング構成要素（３）を起動させることによって、ロックボルトを前記構造体（７、８、２８、３２）に固定することを含む、前記アセンブリ作動をさらに含む、Ａ２に記載の方法。
Ａ６
前記電磁石（５、２０）を起動解除すること；及び
前記ツーリング構成要素（１、２、３）及び前記電磁石（５、２０）を、前記構造体（７、８、２８、３２）のうちのさらなる位置へ移動させるために、ロボットアセンブリ（４）を起動させることをさらに含む、Ａ２からＡ５のいずれか一つに記載の方法。
Ａ７
前記ツーリング構成要素の前記磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を前記電磁石（５、２０）に対して引き付け、かつ前記ツーリング構成要素の前記磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）と、前記電磁石（５、２０）との間で、前記構造体（７、８、２８、３２）をクランプするために、前記電磁石（５、２０）を再び起動させることをさらに含む、Ａ６に記載の方法。
Ｂ８
構造体（７、８、２８、３２）の第１の断片を前記構造体（７、８、２８、３２）の隣接する第２の断片に接続させる方法であって、前記方法は：
複数の種々の留め具を維持すること；
複数の種々のツール（１、２、３）を維持することであって、前記複数の種々のツールのうちの各々のツールは、前記複数の種々の留め具のうちの特定の留め具と関連し、かつ前記ツールと関連する前記特定の留め具を留めるために作動可能であり、各々のツールは、磁性材料のベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を有し、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）は、開口部（４２、１３２、１７４）を通り抜け、かつ前記ツールと関連する前記留め具と係合するために、前記ツールの一部分を受け入れる前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）を有する、維持すること；
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される留め作動を決定すること；
前記留め作動を実行するための前記複数の種々の留め具のうちの１つの留め具を決定すること；
前記留め具と関連する前記複数の種々のツール（１、２、３）のうちの前記ツールを決定すること；
前記複数の種々のツール（１、２、３）のうちの各々のツールに対して選択的に取り付け可能であり、かつ前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片に関して、複数の所定の位置に前記ツールを移動させるために作動可能な、ロボットシステム（４）を維持すること；
前記ツールに前記ロボットシステム（４）を固定すること；
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の第１の側面上の位置に前記ツールを移動させるために、前記ロボットシステム（４）を起動させること；
前記第１の側面とは反対側の、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の第２の側面上に電磁石（５、２０）を位置決めすること；
前記電磁石（５、２０）を起動させること、及び前記ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を前記電磁石（５、２０）に引き付けること、及びそれによって前記ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）と、前記電磁石（５、２０）との間で前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片をクランプすること；及び
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の間に、前記ツールと関連する前記留め具を取り付けるために、前記ツールを作動させることを含む、方法。
Ｂ９
前記複数の種々のツール（１、２、３）のうちの各々ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る単一の開口部（４２、１３２、１７４）である、Ｂ８に記載の方法。
Ｂ１０
前記電磁石（５、２０）を起動解除すること；及び
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の前記第１の側面上のさらなる位置へ前記ツールを移動させるために、前記ロボットシステム（４）を起動させること；
前記ツールの反対側の、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片の前記第２の側面のさらなる位置へ前記電磁石（５、２０）を移動させること；
前記ツールの前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を、前記電磁石（５、２０）に引き付け、かつそれによって前記さらなる位置において前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片をクランプするために、前記電磁石（５、２０）を起動させることをさらに含む、Ｂ８又はＢ９に記載の方法。
Ｂ１１
前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動を再決定することをさらに含む、Ｂ８からＢ１０のいずれか一つに記載の方法。
Ｂ１２
リベッティング作動である、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動をさらに含む、Ｂ８からＢ１１のいずれか一つに記載の方法。
Ｂ１３
ＨＩ‐ＬＯＫタイプの留め具の設置である、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動をさらに含む、Ｂ８からＢ１１のいずれか一つに記載の方法。
Ｂ１４
ロックボルトの設置である、前記構造体（７、８、２８、３２）の前記第１及び第２の断片上で実行される前記留め作動をさらに含む、Ｂ８からＢ１１のいずれか一つに記載の方法。
Ｃ１５
自動当盤アセンブリ（１６）であって、前記当盤アセンブリは、磁気的に引き付けるベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を有し、前記ベースは、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を構造体（７、８、２８、３２）の表面に引き付ける、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に適用される磁力に反応して、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）によって係合される前記表面上に圧縮力を加えるように構成され、かつ前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）は、単一の通路開口部（４２、１３２、１７４）を通してツールの一部分を延伸させるための前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）を有する、当盤アセンブリを備える、ツール。
Ｃ１６
対向する前及び後ろの表面（３４、３６）、並びに前記前及び後ろの表面の間の幅寸法を有する前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）であって、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）の前記開口部（４２、１３２、１７４）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）、及び前記前及び後ろの表面（３４、３６）を通り抜ける、ベース；
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上に設置される当盤（７０、１７６）を含む前記当盤アセンブリ（１６）であって、前記当盤（７０、１７６）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に関する前記当盤（７０、１７６）の第１及び第２の位置の間で移動可能であり、前記第１の位置において、前記当盤（７０、１７６）は、前記開口部（４２、１３２、１７４）を通って延伸するが、前記ベースの前の表面（３４）を超えて延伸せず、かつ前記第２の位置において、前記当盤（７０、１７６）は、前記開口部（４２、１３２、１７４）を通り、かつ前記ベースの前の表面（３４）を超えて延伸し、前記当盤（７０、１７６）は、前記ベースの前の表面（３４）に隣接して位置決めされ、かつ前記開口部（４２、１３２、１７４）と位置合わせされたリベット（２６）と係合する、当盤アセンブリ（１６）；及び
前記当盤（７０、１７６）と作動可能に接続され、かつ前記当盤（７０、１７６）を前記第１及び第２の位置の間で移動させるために、選択的に制御可能な力制御装置（１８）をさらに備える、Ｃ１５に記載のツール。
Ｃ１７
電圧を加えられかつ電源を切られるように選択的に制御可能な電磁石（５、２０）をさらに備え：
内部にリベット孔を有する構造体の断片と隣接し、前記開口部（４２、１３２、１７４）及び前記当盤（７０）が前記リベット孔に位置合わせされるように、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を位置決めし、かつ前記構造体の断片（７、８、２８、３２）の反対側の側面上に、前記電磁石（５、２０）を位置決めし、かつ前記電磁石（５、２０）を電圧が加えられるように制御することは、前記構造体の断片（７、８、２８、３２）の前記対向する側面に、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）及び前記電磁石（５、２０）を引き付ける、前記構造体の断片（７、８、２８、３２）を通る磁場を生成し、前記力制御装置（１８）は、前記当盤（７０、１７６）を前記第２の位置へ移動させ、かつ前記当盤（７０、１７６）を前記リベット孔の中のリベット（２６）と係合させるように制御され得る、Ｃ１６に記載のツール。
Ｃ１８
前記ベースの前の表面（３４）上に突起（４６）をさらに備え、前記突起（４６）は、前記ベースの前の表面（３４）から従来のリベットテイルの厚さ寸法よりも大きい距離だけ、外側に突出する、Ｃ１６又はＣ１７に記載のツール。
Ｃ１９
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に設置されるハウジング（５４）であって、前記ハウジング（５４）は中心軸を有する円筒形状の内装容積（５６）を有する、ハウジング（５４）；
前記当盤（７０、１７６）と作動可能に接続されるピストン（８０）であって、前記ピストン（８０）は、前記ハウジングの内装容積（５６）の中の前記ピストン（８０）の第１及び第２の位置の間の前記ピストン（８０）の移動のために、前記ハウジングの内装容積の中に受け入れられ、前記ピストンの第１の位置において、前記ピストン（８０）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に関して前記当盤（７０、１７６）の前記第１の位置へ前記当盤（７０、１７６）を移動させ、かつ前記ピストンの第２の位置において、前記ピストン（８０）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）に関して前記当盤（７０、１７６）の前記第２の位置へ前記当盤（７０、１７６）を移動させる、ピストン（８０）；及び
流体圧力源（１０２）、前記ピストン（８０）の第１の側面上の前記ハウジングの内装容積（５６）と連通する第１の導管（９２）、前記ピストン（８０）の前記第１の側面とは反対側の前記ピストン（８０）の第２の側面上の前記ハウジングの内装容積と連通する第２の流体導管（９６）、及び前記流体圧力源（１０２）からの流体の圧力を、前記第１の導管（９２）又は前記第２の導管（９６）のいずれかに向けるように作動される制御装置をさらに備える、Ｃ１６からＣ１８のいずれか一つに記載のツール。
Ｃ２０
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上に非対称に位置決めされる、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）；及び
前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）から前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）の反対側の側面上の前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上に設置されるポスト（１３４、１５４）であって、前記ポスト（１３４、１５４）は、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）から突出する前記ポスト（１３４、１５４）の長さを調節するため、かつそれによって前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２）によって係合される前記構造体（７、８、２８、３２）の前記表面に関して、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）を通る前記開口部（４２、１３２、１７４）の正常性を調節するために、前記ベース（１４、１２２、１２６、１４２、１５２、１７２）上で移動可能である、ポスト（１３４、１５４）をさらに備える、Ｃ１５からＣ１９のいずれか一つに記載のツール。
【００４７】
本発明の範囲から逸脱することがない、本明細書の中において説明されかつ図示された装置及び使用方法の構築において、様々な変形が行われ得、上述の説明の中に含まれ又は添付の図面の中で示された全ての内容は、限定的であるよりもむしろ例示的なものであると解釈されるべきである。それ故、本発明の幅及び範囲は、任意の上述の例示的な実施形態によって限定されるべきではなく、本明細書に添付される以下の特許請求の範囲及びそれらの等価物にしたがって定義されるべきである。
【図１】
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【図２】
2015532208.tif 000004
【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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【図１４】
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【国際調査報告】
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