JP7074472B2 - 複合的なシム調整 - Google Patents

Description

この開示は概して構成要素の接合に関し、より詳細には、接合部のシム調整（ｓｈｉｍｍｉｎｇ）及び充填に関する。

こんにち、航空機、宇宙船、自動車などといった多くの複雑な構造物は、個別の構成要素を組み立てることによって作られている。これらの組み立てられた物は、非常に多数の相互接続された構成要素を含む。複雑な構造物の相互接続された構成要素は、接合部においてひとまとめに接続される。複雑な構造物の接合部は従来、ファスナ及び溶接物を使用して形成されている。

接合部の特性を改善するために、構成要素間の間隙は、ファスナ、溶接物、及び構造物の構成要素が受ける応力及びその他の力が低減されるよう、充填されるか、又はシム調整される。しかし、構成要素の厳密な形状寸法が変動しうることにより、予め作られたシム又はフィラーを間隙に取り付けることは困難になる。

本出願の主題は、当該技術分野の現状に応じて、詳細には、現在使用可能な技法によってまだ完全には解決されていない、従来型のシム調整及び充填の方法及びシステムの欠点に応じて、開発されたものである。したがって、本出願の主題は、従来技術の技法の上述の欠点の少なくとも一部を克服する、シム調整方法及びそれに関連するシステムを提供するために、開発されたものである。

本書では方法が開示される。この方法は、複合シムの第１部分を形成するために第１シムタブを配置する、第１部品の第１の場所を特定することを含む。方法は、エンドエフェクタを用いて、第１部品の第１の場所に第１シムタブを取り付けることも含む。方法は、第２シムタブを配置する、第１部品の第１の場所の直近に隣接した第２の場所を特定することも含む。方法は、複合シムの第２部分を形成するために、エンドエフェクタを用いて、第１部品の第２の場所に第２シムタブを取り付けることも含む。方法は、複合シムの第２部分の厚さを増大させるために、第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブを取り付けることも含む。この段落の上述の記載は、本開示の例１を特徴付ける。

複合シムの第１シムタブと第２シムタブとは、第１シムタブの幅よりも狭い間隙によって分離している。この段落の上述の記載は本開示の例２を特徴付けており、例２は上記の例１に係る記載も含む。

方法は、第１部品の表面特性を測定することを更に含む。この段落の上述の記載は本開示の例３を特徴付けており、例３は上記の例１又は例２に係る記載も含む。

方法は、第１部品に接合される第２部品の表面特性を測定することと、第１部品の表面特性及び第２部品の表面特性に基づいて、複合シムの形状寸法を測定することとを、更に含む。この段落の上述の記載は本開示の例４を特徴付けており、例４は上記の例３に係る記載も含む。

第１シムタブを取り付けることは、キャリア材料から第１シムタブを取り外すことを更に含む。この段落の上述の記載は本開示の例５を特徴付けており、例５は上記の例１から例４のいずれか１つに係る記載も含む。

方法は、エンドエフェクタを用いての、第１の場所への第１シムタブの取り付け中に、第１シムタブを第２シムタブから分離させることを更に含む。この段落の上述の記載は本開示の例６を特徴付けており、例６は上記の例１から例５のいずれか１つに係る記載も含む。

第１シムタブを取り付けることは、第１シムタブを接着剤で第１部品に接着することを含む。この段落の上述の記載は本開示の例７を特徴付けており、例７は上記の例１から例６のいずれか１つに係る記載も含む。

本書では、装置も開示される。装置は、供給構造物と、アプリケータとを含む。供給構造物は、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブを運搬する。アプリケータは、供給構造物から第１シムタブを受容し、部品の第１の場所に第１シムタブを取り付け、供給構造物から第２シムタブを受容し、複合シムを形成するために、部品の第１の場所の直近に隣接した第２の場所に、第２シムタブを取り付け、供給構造物から第３シムタブを受容し、かつ、第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブを取り付けるためのものである。この段落の上述の記載は、本開示の例８を特徴付ける。

装置は、キャリア材料を収集するための収集構造物を更に含む。この段落の上述の記載は本開示の例９を特徴付けており、例９は上記の例８に係る記載も含む。

供給構造物と収集構造物の少なくとも一方は、スプールを含む。この段落の上述の記載は本開示の例１０を特徴付けており、例１０は上記の例９に係る記載も含む。

第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブを取り付けることは、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブをキャリア材料から分離させることを含む。この段落の上述の記載は本開示の例１１を特徴付けており、例１１は上記の例８から例１０のいずれか１つに係る記載も含む。

第１シムタブを取り付けることは、第２シムタブから第１シムタブを分離させることを含む。この段落の上述の記載は本開示の例１２を特徴付けており、例１２は上記の例８から例１１のいずれか１つに係る記載も含む。

制御モジュールは、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブのアプリケータへの搬送を制御するためのものである。この段落の上述の記載は本開示の例１３を特徴付けており、例１３は上記の例８から例１２のいずれか１つに係る記載も含む。

第２シムタブに第３シムタブを取り付けることで、第２の場所における複合シムの厚さが増大する。この段落の上述の記載は本開示の例１４を特徴付けており、例１４は上記の例８から例１３のいずれか１つに係る記載も含む。

部品上でのモザイク状パターン形成を容易にするために、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブのうちの少なくとも２つは一定の形状寸法を有する。この段落の上述の記載は本開示の例１５を特徴付けており、例１５は上記の例８から例１４のいずれか１つに係る記載も含む。

第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブを取り付けることは、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブをキャリア材料から分離させることを含む。この段落の上述の記載は本開示の例１６を特徴付けており、例１６は上記の例８から例１５のいずれか１つに係る記載も含む。

システムも開示される。システムは、組み立てジグと、検査モジュールと、制御モジュールと、多軸アームと、エンドエフェクタとを含む。組み立てジグは、第１部品を固定するためのものである。検査モジュールは、第１部品が第２部品に接合される接合領域における、少なくとも第１部品の表面特性について表わす検査データを生成するためのものである。制御モジュールは、検査データに基づいて、第１部品の接合領域に対応する複合シムプランを生成するためのものである。多軸アームは、制御モジュールからの入力に応じて、組み立てジグに対して動くものである。エンドエフェクタは、エンドエフェクタのアプリケータにおいて第１シムタブを受容することと、アプリケータを第１部品の接合領域に位置合わせすることと、アプリケータを用いて、第１部品の接合領域の、複合シムプランの第１の場所に、第１シムタブを取り付けることと、エンドエフェクタのアプリケータにおいて第２シムタブを受容することと、アプリケータを用いて、第１部品の接合領域の、複合シムプランの第２の場所に、第２シムタブを取り付けることであって、第２シムタブは第１シムタブと共にパターンを形成する、第２シムタブを取り付けることと、エンドエフェクタのアプリケータにおいて第３シムタブを受容することと、複合シムプランにしたがって第２の場所の厚さを増大させるために、アプリケータを用いて、複合シムプランの第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブを取り付けることとを行うよう、多軸アームに連結される。この段落の上述の記載は、本開示の例１７を特徴付ける。

検査モジュールは更に、第２シムタブの取り付けを調整するために、第１シムタブの取り付けをモニタするためのものである。この段落の上述の記載は本開示の例１８を特徴付けており、例１８は上記の例１７に係る記載も含む。

制御モジュールは更に、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブのアプリケータへの搬送を制御するためのものである。この段落の上述の記載は本開示の例１９を特徴付けており、例１９は上記の例１７又は例１８に係る記載も含む。

ファスナによる第１部品と第２部品との接合を容易にするために、接合領域はファスナ位置を含む。この段落の上述の記載は本開示の例２０を特徴付けており、例２０は上記の例１７から例１９のいずれか１つに係る記載も含む。

説明されている、本開示の主題の特徴、構造、利点、及び／又は特性は、一又は複数の実施形態及び／又は実行形態において、任意の好適な様態で組み合わされうる。後述の説明では、本開示の主題の実施形態の網羅的な理解を促すために、多数の具体的な詳細事項が提示される。当業者は、特定の実施形態及び／又は実行形態の具体的な特徴、詳細事項、構成要素、材料、及び／又は方法のうちの一又は複数がなくとも本開示の主題が実践されうることを、認識しよう。他の事例としては、ある種の実施形態及び／又は実行形態において、全ての実施形態又は実行形態に存在するわけではない追加の特徴及び利点が認められよう。更に、場合によっては、本開示の主題の態様を不明瞭にしないよう、周知の構造、材料、又は動作は、図示されていないか、又は、詳細に説明されていない。本開示の主題の特徴及び利点は、以下の説明及び付随する特許請求の範囲から、より一層自明となるか、又は、以下に明記するように主題を実践することで理解されうる。

本主題の利点がより容易に理解されうるように、上記で概説した本主題のより詳細な説明が、付随する図面に示す具体的な実施形態を参照することにより提供される。これらの図面は、本主題の典型的な実施形態のみを示しており、したがって、その範囲を限定するとみなされるべきではないことを理解されたい。本主題は、以下の図面を使用することにより、更なる具体性及び詳細を伴って説明され、解説される。

本開示の一又は複数の例による、複合シムの概略斜視図である。 本開示の一又は複数の例による、エンドエフェクタ構成の概略側面図である。 本開示の一又は複数の例による、キャリア材料上の複数のシムタブのロールの概略斜視図である。 本開示の一又は複数の例による、複数の未分離のシムタブの概略上面図である。 本開示の一又は複数の例による、複合的シム調整システムの概略側面図である。 本開示の一又は複数の例による、方法の概略フロー図である。

この明細書全体を通じて言及されている「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ／ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、又は類似の文言は、この実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性が、本開示の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。この明細書全体を通じて出現する「一実施形態では（ｉｎ ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ／ｉｎ ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、及び類似の文言は、全て同一の実施形態を意味することがあるが、必ずしもそうとは限らない。同様に、「実行形態」という語の使用は、本開示の一又は複数の実施形態に関連して説明されている特定の特徴、構造、または特性を有する一実行形態を意味するが、別段の相関が明示されない限り、一実行形態は一又は複数の実施形態に関連付けられうる。

以下で説明する実施形態は、部品の接合領域（２つの部品が接触しうるか、又は接触するよう設計されている場所）にシムタブを配置することによって、複合シムを形成することに関する。部品に取り付けられるシムタブの数、シムタブの間隔／パターン、及び、シムタブの積層深度（ｓｔａｃｋｉｎｇ ｄｅｐｔｈ）を変更することによって、複合シムは、到達範囲（例えばサイズ）及び厚さの点で、多種多様なシム調整のサイズ及び形状（例えば三次元形状）を提供するよう、適合しうる。他の実施形態についても、いくつかの図に関連して以下で説明する。

図１に示している実施形態は、部品１１０（以下「第１部品１１０」とも称される）に取り付けられる１つの複合シム１００を形成する、複数のシムタブ１０２～１０８を含む。一部の実施形態では、シムタブ１０２～１０８の各々は同一の形状寸法を有する。図示されている実行形態では、シムタブ１０２～１０８は六角形の形状寸法を有する。他の実行形態では、シムタブ１０２～１０８は、規則的又は不規則的な非六角形の形状寸法（例えば三角形状）を有する。

一部の実施形態では、シムタブ１０２～１０８はフェノールのシムタブである。他の実施形態では、シムタブ１０２～１０８は、一又は複数の金属材料、セラミック材料、プラスチック材料、又は、その他の合成材料若しくは自然材料を含む。

シムタブ１０２～１０８の各々は厚さを有する。一部の実施形態では、シムタブ１０２～１０８は、およそ千分の三インチ（すなわち０．００３インチ）の厚さを有する。他の実施形態では、シムタブ１０２～１０８は、千分の三インチよりも厚いか又は薄い。一部の実施形態では、シムタブ１０２～１０８の各々の厚さは一定である。他の実施形態では、シムタブ１０２～１０８のうちの少なくとも１つは一定でない厚さを有する。一部の実施形態では、シムタブ１０２～１０８は、ジェネリックな（ｇｅｎｅｒｉｃ）形状と同一の厚さとを有する。他の実施形態では、シムタブ１０２～１０８のうちの一又は複数は、シムタブ１０２～１０８のうちの別のものとは異なる厚さを有する。

図示されている実施形態では、シムタブ１０２～１０８の各々は、対応する深度又は厚さになるまで、層にされる。シムタブ１０２の中央積層体１０２Ａでは、複合シム１００の対応する部分の総厚を増大させるために、複数のシムタブ１０２がひとまとめに積層されている。一部の実施形態では、シムタブ１０２～１０８は接着剤を使用して積層される。他の実施形態では、シムタブ１０２～１０８は、その他の化学的接着、機械的接着、熱接着、又は電気的接着を用いて、積層体になるよう接合される。

図示されている実施形態では、中央積層体１０２Ａのシムタブ１０２は、それらの形状寸法が、揃った（ｕｎｉｆｏｒｍ）積層体になるよう互いに位置合わせされた状態で、示されている。他の実施形態では、シムタブ１０２は、揃っていない（ｎｏｎ－ｕｎｉｆｏｒｍ）積層体を実現するよう（例えば交互回転位置で）積層される。図示されている実施形態では、中央積層体１０２Ａのシムタブ１０２は、線形積層体になるよう積層されている。他の実施形態では、シムタブ１０２は、線形に積層されない一又は複数のシムタブ１０２を有する。例えば、シムタブ１０２は、シムタブ１０４の近接積層体１０４と係合する、一又は複数のシムタブ１０２を含みうる。シムタブの積層体同士をつなげることで、構造安定性がもたらされ、かつ／又は、複合シム１００において、特定の全体的な形状寸法を作り出すことが可能になりうる。

図示されている実施形態では、シムタブ１０４の近接積層体１０４Ａの各々は、例えばひとまとめに積層された４つのシムタブ１０４を含む一方、シムタブ１０２の中央積層体１０２Ａは、例えば６つのシムタブ１０２を含む。一部の実施形態では、シムタブ１０２の中央積層体１０２Ａとシムタブ１０４の近接積層体１０４Ａとの間の高さの相違は、部品１１０における湾曲、又は表面特性の相違に基づいて決まる。別の実施形態では、シムタブ１０２の中央積層体１０２Ａとシムタブ１０４の近接積層体１０４Ａとの間の高さの相違は、第１部品１１０と第２部品とが接合されるか、又は交差することになっている場合、第１部品１１０の一又は複数の表面特性と、第２部品の一又は複数の表面特性との組み合わせに基づいて決まる。

一部の実施形態では、近接積層体１０４Ａのシムタブ１０４は、中央積層体１０２Ａのシムタブ１０２の直近に隣接して配置される。一部の実施形態では、「直近に隣接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｄｊａｃｅｎｔ）」という語は、間隙を画定するよう、シムタブ同士を互いに隣り合うように配置することを表わす。一部の実施形態では、間隙はシムタブの幅を下回る。他の実施形態では、間隙は、複合シムプランに基づくシムタブの配置に適応するようサイズ決定され、複合シムプランは、第１部品１１０の表面特性に合わせて調整されうる。一部の実施形態では、間隙は、各シムタブの周囲で一定である。他の実施形態では、間隙は、複合シム１００内の場所によって変動する。

図示している実施形態は、シムタブ１０６の中間積層体１０６Ａも含む。図示している実施形態は、層になって中間積層体１０６Ａを形成している２つのシムタブ１０６を含むが、他の実施形態は、各中間積層体１０６Ａに、より少ない又は多い数のシムタブ１０６を含む。図示している実施形態は、遠位のシムタブ１０８を更に含む。図示している実施形態では、遠位のシムタブ１０８は、第１部品１１０に取り付けられた、単一の積層されていないシムタブである。

図示している実施形態は、シムタブの同心円状パターンを含むが、他の実施形態は、複合シム１００の種々の領域に種々の積層厚さを伴う、他の配置を有する。一部の実施形態では、複合シム１００のシムタブは同じように配向される。他の実施形態では、少なくとも１つのシムタブ又はシムタブ積層体の配向は、別のシムタブ又はシムタブ積層体とは異なる。図示している実施形態では、複合シム１００は、形状寸法が単一の又は類似した、モザイク状にされた複数のシムタブで形成される。他の実施形態では、複合シム１００は、種々の形状寸法を有する複数のシムタブを使用して形成される。

図２は、本開示の一又は複数の例による、エンドエフェクタ構成２００の概略図である。このエンドエフェクタ構成２００は、エンドエフェクタ２０４が連結されるロボット式アーム２０２を含む。エンドエフェクタ２０４は、供給構造物２０６と、アプリケータ２０８と、収集構造物２１０とを含む。ロボット式アーム２０２は、部品にシムタブを取り付けるためにエンドエフェクタ２０４を位置付けることが可能である。ロボット式アーム２０２は、一又は複数の方向に動くことが可能である。更に、ロボット式アーム２０２は、数値制御されるか、又はコンピュータ制御される。

一部の実施形態では、エンドエフェクタ２０４は、一又は複数の方向に動くことが可能である。一部の実施形態では、エンドエフェクタ２０４のこの移動能力が、ロボット式アーム２０２の移動能力を補完する。図示している実施形態では、エンドエフェクタ２０４は、ロボット式アーム２０２に対してエンドエフェクタ２０４の一部分を伸長させるための、伸長構造物２１２を含む。エンドエフェクタ２０４の一部分の相対的伸長については、以下でより詳細に説明する。

一部の実施形態では、エンドエフェクタ２０４は、供給構造物２０６上のシムタブを運搬する。供給構造物２０６は、図示している実施形態では、スプールであり、シムタブはスプールに収容されている。他の実施形態では、供給構造物２０６は、箱、ロール、又は、シムタブを保管し、取り扱うことが可能なその他の構造物といった、容器を含む。図示している実施形態では、供給構造物２０６の動きは、制御モジュール２１４によってモニタされ、かつ／又は制御される。図示している実施形態では、制御モジュール２１４は、供給構造物２０６に連結される。一部の実施形態では、制御モジュール２１４は、供給構造物２０６を駆動するか、又は、供給構造物２０６の変位を測定するための、モータを含む。

供給構造物２０６は、シムタブが予め装填されたロールを受容することが可能である。別の実施形態では、供給構造物２０６は、供給構造物２０６にシムタブの編成（ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）を巻き付けることが可能である。シムタブ編成の実施形態については、図３Ａ及び図３Ｂを参照しつつ、以下でより詳細に説明する。供給構造物２０６は、部品に取り付けるためにシムタブ２１６を分配する。エンドエフェクタ２０４はガイド要素２１８を含む。ガイド要素２１８は、供給構造物２０６からアプリケータ２０８まで、かつ、アプリケータ２０８から収集構造物２１０まで、シムタブ２１６を位置合わせし、支持する。ガイド要素２１８は、シムタブ２１６に張力を印加する。ガイド要素２１８はホイール又はローラを含む。他の実施形態では、ガイド要素２１８は、非回転のガイド面又はガイドチャネルである。ガイド要素２１８の他の実施形態は、それ以外の構造物も含む。

ガイド要素２１８は、アプリケータ２０８にシムタブ２１６を導く。アプリケータ２０８は先端部を形成し、この先端部において、シムタブが部品の表面に取り付けられる。アプリケータ２０８は、シムタブ２１６を受容し、かつ、部品にシムタブを取り付けるための、ホイール又はローラ２２０を含む。ローラ２２０は、剛性でも、可撓性でもありうる。一部の実施形態では、ローラ２２０は、シムタブの部品への取り付けを容易にするために、変形することが可能である。ローラ２２０は、一部の実行形態では、アプリケータ２０８に対するシムタブの位置を追跡するために、インデックスされる（ｉｎｄｅｘｅｄ）。

アプリケータ２０８は、伸長構造物２１２を作動させることにより、伸長可能である。例えば、伸長構造物２１２が作動すると、アプリケータ２０８は、ロボット式アーム２０２から離れるように伸長して、シムタブを取り付けうる。回転及び湾曲などのその他の機能も、アプリケータ２０８に独立的に組み込まれうるか、又は、伸長構造物２１２と連動しうる。

使用済みのキャリア材料２２２は、ローラ２２０から収集構造物２１０に戻される。収集構造物２１０は、上述の供給構造物２０６に類似しうる。収集構造物２１０は、収集構造物２１０の動きを制御しかつ／又は追跡するための、上述のような制御モジュール２１４を含む。キャリア材料２２２は剥離ライナ又はフレームであってよく、シムタブは、シムタブがアプリケータ２０８によって部品に取り付けられるまで、この剥離ライナ又はフレーム上に配置されている。キャリア材料２２２は、収集構造物２１０に至る道筋で、ガイド要素２１８によってガイドされる。図示しているように、エンドエフェクタ２０４は、キャリア材料２２２に張力を印加する張力印加デバイス２２４を含む。他の実施形態は、図示されているよりも少ない又は多い数の構成要素を含むことがある。

図３Ａは、本開示の一又は複数の例による、キャリア材料３０４上の複数のシムタブ３０２のロール３００の概略図である。シムタブ３０２はキャリア材料３０４の外表面上に配置され、キャリア材料３０４は、巻かれてロール３００を形成する。シムタブ３０２は、キャリア材料３０４にシムタブ３０２を軽く又はしっかりと固定するために、接着剤又はその他の物質を含む。シムタブ３０２を固定するための接着剤又はその他の物質は、シムタブ３０２がキャリア材料３０４に付けられる時点において、又はその時点よりも前に、キャリア材料３０４に付けられる。

シムタブ３０２は、キャリア材料３０４に付けられるよりも前に、形成される。しかし、他の実施形態では、シムタブ３０２は、キャリア材料３０４上で形成される。キャリア材料３０４上のシムタブ３０２のロールの一部又は全部は、形状及びサイズが一定である。他の実施形態では、シムタブ３０２のうちの一又は複数は、キャリア材料３０４上の別のシムタブ３０２とは形状又はサイズが異なる。

一部の実施形態では、キャリア材料３０４は、キャリア材料３０４の一方又は両方の側でのシムタブ３０２の取り外しを容易にするために、非付着性のコーティング又は特性を有する。例えば、キャリア材料３０４は、取り付け中のシムタブ３０２の取り外しを容易にするために、キャリア材料の前側に非付着特性を有しうるか、又は、ロール３００に巻かれる時にキャリア材料の裏側へのシムタブの付着を低減するために、キャリア材料３０４の裏側に非付着特性を有しうる。一部の実施形態では、シムタブ３０２は、キャリア材料３０４上で、間隙によって分離されている。他の実施形態では、シムタブ３０２は、キャリア材料３０４上で互いに接触している。

図示している実施形態では、ロール３００は、例えば、供給構造物（図２の供給構造物２０６など）へのロール３００の装着を容易にするために、中心に穴があいている。他の実施形態では、ロール３００の中心の穴はないか、又は比較的小さいものである。一部の実施形態では、ロール３００は、シムタブ３０２、キャリア材料３０４、又はロール３００上のその他の場所に、インデックスインジケータを含む。一部の実施形態では、ロール３００は、ロール３００の巻き取り又は巻きほぐしを容易にするため、又はシムタブ３０２を付けるための、貫通孔、ノッチ、又はその他の物理的特性を含む。

図３Ｂは、本開示の一又は複数の例による、複数の未分離のシムタブ３０２の概略図である。図示している実施形態では、シムタブ３０２は互いに接続されている。シムタブ３０２が接続されていることで、キャリア材料への付着、又はキャリア材料からの取り外しが容易になる。あるいは、シムタブ３０２が接続されていることで、キャリア材料（すなわち、図３のキャリア材料３０４）が必要なくなる。

シムタブ３０２は、接続構造物３０６を介して接続される。接続構造物３０６は、シムタブ３０２同士を接続するために付加される材料でありうるか、又は、シムタブ３０２上の、シムタブ３０２の材料が追加材料を伴わずに接続されている場所でありうる。一部の実施形態では、接続構造物３０６は、シムタブ３０２の分離を容易にするために、厚さが低減されているか、又はもろさを含んでいる。一部の実施形態では、シムタブ３０２は、追加材料を伴わずにシムタブ３０２の接続構造物３０６において接続され、それ以外の場所に追加材料が補充される。

シムタブ３０２は、接続されている場合、単一面上で位置合わせされる。他の実施形態では、シムタブ３０２は、シムタブ３０２の中心を通り抜ける軸上に積層される。一部の実施形態では、シムタブ３０２は、互いに対して回転角で配向される。他の構成も想定される。

図４は、本開示の一又は複数の例による、複合的シム調整システム４００の概略図である。複合的シム調整システム４００は、部品４０４を固定するための組み立てジグ４０２を含む。組み立てジグ４０２は、固定されたフレーム又はハンガであり、このフレーム又はハンガに部品４０４が固定される。別の実施形態では、組み立てジグ４０２は、組み立て中に部品４０４を配向付けることが可能な、可動式プラットフォームである。組み立てジグ４０２は、多軸アーム４０６に対して部品４０４を固定する。多軸アーム４０６はエンドエフェクタ４０８を含む。多軸アーム４０６は、部品４０４に対してエンドエフェクタ４０８を動かす。多軸アーム４０６は、軌道４０７又はその他の機動システムを介して、部品に対して動く。多軸アーム４０６は、継手、関節部（ａｒｔｉｃｕｌａｔｉｏｎ）、又はその他の位置付け要素を含みうる。

図示している実施形態では、部品４０４は、航空機翼のストリンガ４１０及びリブフランジ４１２を含む。他の実施形態は、他のシステム及び構造物向けの別種の部品を含む。リブフランジ４１２は、リブフランジ４１２が部品４０４又は別の構造物に固定される、接合領域４１４を含む。接合領域４１４は拡大図に示されている。

エンドエフェクタ４０８は、シムタブ４１６を部品４０４のある場所に取り付ける。エンドエフェクタ４０８は、シムタブ４１６を接合領域４１４に取り付ける。エンドエフェクタ４０８は、第１層のシムタブ４１６を（すなわち、第１の場所に第１シムタブ４１６を、次いで、第１の場所に隣接した第２の場所に第２シムタブ４１６を）取り付け、次いで、第１層のシムタブ４１６の一部又は全部の上に層になるように、シムタブ４１６の第２層を取り付ける。このプロセスは、各場所で、部品４０４の接合領域４１４に取り付けられた複合シムの所望の寸法が達成されるまで、継続しうる。他の実施形態では、所与の積層体のシムタブ４１６は、シムタブ４１６の次の積層体を形成する前に、所定の高さになるまで層にされる。

部品４０４の接合領域４１４の図示している実施形態では、シムタブ４１６は、ファスナ位置（シムタブ４１６に囲まれた円形の穴として示している）の付近に取り付けられる。ファスナ位置は、ファスナによる部品４０４と別の部品又は構成要素との接合を容易にするための、接合領域４１４内の穴又は開孔でありうる。シムタブ４１６は、様々な厚さを実現するためのシムタブ４１６の層の種々の数を示す、種々の模様で図示されている。上述のように、シムタブ４１６は、接合領域４１４における２つの部品間の分離を小さくするために、部品４０４の表面特性に見合った厚さを実現するよう、層にされうる。

エンドエフェクタ４０８は、接合領域４１４における部品４０４の表面特性を測定する、検査モジュールを含む。この検査モジュールは、光デバイス、音波デバイス、触覚デバイス、又は、その他のスキャンデバイス若しくは撮像デバイスを含む。更に、検査モジュールは、発信（ｅｍｉｓｓｉｏｎ）構成要素及びセンサ構成要素を含む。発信構成要素は、部品４１２と、部品４１２に接合される第２部品との接合領域に対して信号を発する。センサ構成要素は、部品に反射した発信を受信する。

検査モジュールは制御モジュールに、部品の表面特性に対応するデータを送信する。制御モジュールは、データを解釈して、接合領域に対応する形状寸法、及び、部品４１２と別の部品との接合によって形成されうる間隙を有する、複合シムレイアウト又は複合シムプランを作り出す。

図５は、本開示の一又は複数の例による、方法５００の概略フロー図である。方法５００は、ブロック５０２において、複合シムの第１部分を形成するために第１シムタブを配置する、第１部品の第１の場所を特定することを含む。一部の実施形態では、第１の場所の特定は、第１部品の組み立てプランによって決まる。他の実施形態では、第１の場所の特定は、第１部品をスキャンすることによって決まる。

ブロック５０４において、エンドエフェクタを用いて、第１部品の第１の場所に第１シムタブが取り付けられる。シムタブは、接着剤又はその他の留め付け用（ｔａｃｋｉｎｇ）材料又は工具を使用して、取り付けられうる。例えば、シムタブは、部品への接着を容易にするためにシムタブの一方又は両方の側に付けられた、接着剤を含みうる。他の実施形態では、シムタブは、部品の表面上の接着剤に取り付けられる。一部の実施形態では、シムタブは部品に取り付けられ、接着剤又は密封剤の層が、シムタブを部品に固定するために、シムタブを覆うように付けられるか、又は、シムタブ積層体又は複合シム内に導入される。シムタブを部品に固定するその他の様態も想定される。

ブロック５０６において、第２シムタブを配置する、第１部品の第１の場所の直近に隣接する第２の場所が特定される。一部の実施形態では、第２の場所は、第１部品の表面特性に基づいて特定される。他の実施形態では、第２の場所は、第２シムタブが配置される場所の第１シムタブからの既定の距離に基づいて、特定される。一部の実施形態では、この距離が複合シムプランによって決まる。

ブロック５０８において、複合シムの第２部分を形成するために、エンドエフェクタを用いて、第１部品の第２の場所に第２シムが取り付けられる。一部の実施形態では、上述のように、シムタブは、各シムタブをキャリア材料から分離させることによって、取り付けられる。他の実施形態では、シムタブは、互いに接続しており、シムタブの取り付け時、又は取り付けの前に分離される。一部の実施形態では、エンドエフェクタは、第１シムタブと位置が合うように第２シムタブを取り付ける。一部の実施形態では、シムタブは、第１シムタブが第１の場所からオフセットしていると検出したことに基づいて調整された場所に、取り付けられる。他の実施形態では、エンドエフェクタは、第１シムタブと第２シムタブとの間に間隙を伴って、第２シムタブを取り付ける。

ブロック５１０において、複合シムの第２部分の厚さを増大させるために、第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブが取り付けられる。一部の実施形態では、第３シムタブは、第２シムタブに取り付けられる表面上に、接着剤を含む。一部の実施形態では、第２シムタブが、第３シムタブが取り付けられる第２シムタブの表面上に、接着剤を含む。一部の実施形態では、第３シムタブは、第２シムタブの形状寸法に合致するよう、かつ、第２シムタブの上に積層されるよう、位置合わせされる。

上記の説明において、「上（ｕｐ）」、「下（ｄｏｗｎ）」、「上側（ｕｐｐｅｒ）」、「下側（ｌｏｗｅｒ）」、「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」、「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「左（ｌｅｆｔ）」、「右（ｒｉｇｈｔ）」、「上方（ｏｖｅｒ）」、「下方（ｕｎｄｅｒ）」などといった、特定の語が使用されていることがある。これらの語は、相互関係について触れている場合、必要に応じて、説明に何らかの明確性をもたらすために使用されている。しかし、これらの語は、絶対的な関係性、位置、及び／又は配向を含意することは意図されていない。例えば、ある対象物に関して、この対象物の上下を逆にするだけのことで、「上側」表面が「下側」表面になりうる。それでも、これは依然として同じ対象物である。更に、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という語、及びこれらの変化形は、「～を含むが、それらに限定されるわけではない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」ことを（そうではないことが明示的に記載されない限り）意味する。列挙されているアイテムは、これらのアイテムのいずれか又は全てが相互排他的及び／又は相互包括的であることを（そうであることが明示的に記載されない限り）含意しない。「１つの（ａ／ａｎ）」、及び「その／この（ｔｈｅ）」という語も、「一又は複数の（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」という意味を（そうではないことが明示的に記載されない限り）表わす。更に、「複数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」という語は、「少なくとも２つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｔｗｏ）」のことであると定義されうる。

加えて、この明細書における、１つの要素が別の要素に「連結される（ｃｏｕｐｌｅｄ）」事例は、直接的及び間接的な連結を含みうる。直接連結は、１つの要素が別の要素に連結されること、及び、別の要素と何らかの接触を有することであると、定義されうる。間接連結は、２つの要素間の連結であって、互いに直接的に接触してはいないが、連結された要素同士の間に一又は複数の追加要素を有する連結のことであると、定義されうる。更に、本書において、１つの要素を別の要素に固定することは、直接的に固定することと、間接的に固定することとを含みうる。加えて、本書において、「隣接（ａｄｊａｃｅｎｔ）」は必ずしも接触を意味するものではない。例えば、１つの要素は、別の要素に接触することなくこの要素に隣接しうる。

本書において、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（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ）」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、必要とされうるのは列挙されたアイテムのうちの１つだけであることを、意味している。アイテムとは、特定の対象物、物品、又はカテゴリのことでありうる。換言すると、「～のうちの少なくとも１つ」は、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列挙された中から使用されう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わけではない。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、他の何らかの好適な組み合わせを意味しうる。

別途指示されない限り、「第１（ｆｉｒｓｔ）」、「第２（ｓｅｃｏｎｄ）」などの語は、本書では単に符号として使用されており、これらの語が表わすアイテムに、順序的、位置的、又は序列的な要件を課すことを意図するものではない。更に、例えば「第２」のアイテムへの言及は、例えば「第１」の、又はより小さい数がふられたアイテム、及び／又は、例えば「第３」の、又はより大きな数がふられたアイテムの存在を、必要とすることも、排除することもない。

本書において、特定の機能を実施する「よう構成／設定された（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、実際には、いかなる変更も伴わずにその特定の機能を実施することが可能であり、更なる改変の後にその特定の機能を実施する可能性があるにすぎないというものではない。換言すると、特定の機能を実施する「よう構成／設定された」システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、その特定の機能を実施するという目的のために、特に選択され、作り出され、実装され、利用され、プログラムされ、かつ／又は設計される。本書において、「よう構成／設定された」という表現は、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアが更なる改変を伴わずに特定の機能を実施することを可能にする、システム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアの特性が、存在することを意味する。この開示において、特定の機能を実施する「よう構成／設定され」ていると説明されているシステム、装置、構造、物品、要素、構成要素、又はハードウェアは、追加的又は代替的には、その機能を実施するよう「適合している（ａｄａｐｔｅｄ ｔｏ）」、及び／又は、実施するよう「動作可能である（ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」とも説明されうる。本書に含まれる概略フロー図は概して、論理フロー図として示されている。そのため、図示の順序及び符号が付されたステップは、提示されている方法の一実施形態を示すものである。機能、論理、又は効果の点で図示している方法の一又は複数のステップ又はステップの部分と均等な、他のステップ及び方法も想起されうる。加えて、用いられている形式及びシンボルは、方法の論理ステップを解説するために提示されており、方法の範囲を限定するものではないと理解される。フロー図には様々な種類の矢印及び線が用いられうるが、これらは、対応する方法の範囲を限定するものではないと理解される。実際、矢印又はその他の接続子の一部は、方法の論理フローだけを示すために使用されうる。例えば、矢印は、図示している方法の列挙されたステップとステップとの間の、不特定の長さの待機期間又はモニタリング期間を示しうる。加えて、特定の方法が行われる順序は、図示している、対応するステップの順序に厳格に従うことも、従わないこともある。

更に、本開示は以下の条項による実施形態を含む。

条項１．方法であって、
複合シムの第１部分を形成するために第１シムタブを配置する、第１部品の第１の場所を特定することと、
エンドエフェクタを用いて、第１部品の第１の場所に第１シムタブを取り付けることと、
第２シムタブを配置する、第１部品の第１の場所の直近に隣接した第２の場所を特定することと、
複合シムの第２部分を形成するために、エンドエフェクタを用いて、第１部品の第２の場所に第２シムタブを取り付けることと、
複合シムの第２部分の厚さを増大させるために、第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブを取り付けることとを含む、方法。

条項２．複合シムの第１シムタブと第２シムタブとは、第１シムタブの幅よりも狭い間隙によって分離している、条項１に記載の方法。

条項３．第１部品の表面特性を測定することを更に含む、条項１に記載の方法。

条項４．第１部品に接合される第２部品の表面特性を測定することと、第１部品の表面特性及び第２部品の表面特性に基づいて、複合シムの形状寸法を測定することとを更に含む、条項３に記載の方法。

条項５．第１シムタブを取り付けることが、キャリア材料から第１シムタブを取り外すことを更に含む、条項１に記載の方法。

条項６．エンドエフェクタを用いての、第１の場所への第１シムタブの取り付け中に、第１シムタブを第２シムタブから分離させることを更に含む、条項１に記載の方法。

条項７．第１シムタブを取り付けることが、第１シムタブを接着剤で第１部品に接着することを更に含む、条項１に記載の方法。

条項８．装置であって、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブを運搬する供給構造物と、
アプリケータであって、
供給構造物から第１シムタブを受容し、
部品の第１の場所に第１シムタブを取り付け、
供給構造物から第２シムタブを受容し、
複合シムを形成するために、部品の第１の場所の直近に隣接した第２の場所に、第２シムタブを取り付け、
供給構造物から第３シムタブを受容し、かつ、
第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブを取り付けるための、アプリケータとを備える、装置。

条項９．キャリア材料を収集するための収集構造物を更に含む、条項８に記載の装置。

条項１０．供給構造物と収集構造物の少なくとも一方がスプールを備える、条項９に記載の装置。

条項１１．第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブを取り付けることが、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブをキャリア材料から分離させることを含む、条項９に記載の装置。

条項１２．第１シムタブを取り付けることが、第２シムタブから第１シムタブを分離させることを含む、条項８に記載の装置。

条項１３．第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブのアプリケータへの搬送を制御するための、制御モジュールを更に備える、条項８に記載の装置。

条項１４．第２シムタブに第３シムタブを取り付けることで、第２の場所における複合シムの厚さが増大する、条項８に記載の装置。

条項１５．部品上でのモザイク状パターンの形成を容易にするために、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブのうちの少なくとも２つは一定の形状寸法を有する、条項８に記載の装置。

条項１６．第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブを取り付けることが、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブをキャリア材料から分離させることを含む、条項８に記載の装置。

条項１７．システムであって、
第１部品を固定するための組み立てジグと、
第１部品が第２部品に接合される接合領域における、少なくとも第１部品の表面特性について表わす検査データを生成するための、検査モジュールと、
検査データに基づいて、第１部品の接合領域に対応する複合シムプランを生成するための、制御モジュールと、
制御モジュールからの入力に応じて組み立てジグに対して動く、多軸アームと、
エンドエフェクタであって、
エンドエフェクタのアプリケータにおいて第１シムタブを受容することと、
アプリケータを第１部品の接合領域に位置合わせすることと、
アプリケータを用いて、第１部品の接合領域の、複合シムプランの第１の場所に、第１シムタブを取り付けることと、
エンドエフェクタのアプリケータにおいて第２シムタブを受容することと、
アプリケータを用いて、第１部品の接合領域の、複合シムプランの第２の場所に、第２シムタブを取り付けることであって、第２シムタブが第１シムタブと共にパターンを形成する、第２シムタブを取り付けることと、
エンドエフェクタのアプリケータにおいて第３シムタブを受容することと、
複合シムプランにしたがって第２の場所の厚さを増大させるために、アプリケータを用いて、複合シムプランの第２の場所の第２シムタブに、第３シムタブを取り付けることとを行うよう、多軸アームに連結された、エンドエフェクタとを備える、システム。

条項１８．検査モジュールは更に、第２シムタブの取り付けを調整するために、第１シムタブの取り付けをモニタするためのものである、条項１７に記載のシステム。

条項１９．制御モジュールは更に、第１シムタブ、第２シムタブ、及び第３シムタブのアプリケータへの搬送を制御するためのものである、条項１７に記載のシステム。

条項２０．ファスナによる第１部品と第２部品との接合を容易にするために、接合領域がファスナ位置を含む、条項１７に記載のシステム。

本出願の主題は、その本質及び実質的な特性から逸脱することなく、他の具体的な形態において具現化されうる。上述の実施形態は、あらゆる観点において、単なる例示であって、限定的なものではないとみなすべきである。特許請求の範囲の目的及び均等範囲に含まれるあらゆる変更は、特許請求の範囲に包含されるものとする。

Claims (10)

1. 方法（５００）であって、
   複合シム（１００）の第１部分を形成するために第１シムタブ（４１６）を配置する、第１部品（１１０）の第１の場所を特定すること（５０２）と、
   エンドエフェクタ（２０４）のアプリケータ（２０８）を用いて、前記第１部品の前記第１の場所に前記第１シムタブを取り付けること（５０４）と、
   第２シムタブを配置する、前記第１部品の前記第１の場所の直近に隣接した第２の場所を特定すること（５０６）と、
   前記複合シムの第２部分を形成するために、前記アプリケータ（２０８）を用いて、前記第１部品の前記第２の場所に前記第２シムタブを取り付けること（５０８）と、
   前記複合シムの前記第２部分の厚さを増大させるために、前記第２の場所の前記第２シムタブに、第３シムタブを取り付けること（５１０）とを含む、方法（５００）。
2. 前記複合シム（１００）の前記第１シムタブ（４１６）と前記第２シムタブとは、前記第１シムタブの幅よりも狭い間隙によって分離している、請求項１に記載の方法（５００）。
3. 前記第１部品（１１０）の表面特性を測定することを更に含む、請求項１又は２に記載の方法（５００）。
4. 前記第１部品（１１０）に接合される第２部品の表面特性を測定することと、前記第１部品の前記表面特性及び前記第２部品の前記表面特性に基づいて、前記複合シム（１００）の形状寸法を測定することとを更に含む、請求項３に記載の方法（５００）。
5. 前記第１シムタブ（４１６）を取り付けることが、キャリア材料（２２２）から前記第１シムタブを取り外すことを更に含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の方法（５００）。
6. 前記アプリケータ（２０８）を用いての、前記第１の場所への前記第１シムタブの前記取り付け（５０４）中に、前記第１シムタブ（４１６）を前記第２シムタブから分離させることを更に含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の方法（５００）。
7. 前記第１シムタブ（４１６）を取り付けること（５０４）が、前記第１シムタブを接着剤で前記第１部品（１１０）に接着することを更に含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の方法（５００）。
8. 装置（２００）であって、
   第１シムタブ（４１６）、第２シムタブ、及び第３シムタブを運搬する供給構造物（２０６）と、
   アプリケータ（２０８）であって、
   前記供給構造物から前記第１シムタブを受容し、
   部品の第１の場所に前記第１シムタブを取り付け（５０４）、
   前記供給構造物から前記第２シムタブを受容し、
   複合シム（１００）を形成するために、前記部品の前記第１の場所の直近に隣接した第２の場所に、前記第２シムタブを取り付け（５０８）、
   前記供給構造物から前記第３シムタブを受容し、かつ、
   前記第２の場所の前記第２シムタブに、前記第３シムタブを取り付ける（５１０）ための、アプリケータ（２０８）とを備える、装置（２００）。
9. 前記供給構造物（２０６）と、キャリア材料（２２２）を収集するための収集構造物（２１０）の少なくとも一方がスプールを備える、請求項８に記載の装置（２００）。
10. 前記第１シムタブ（４１６）、前記第２シムタブ、及び前記第３シムタブの前記アプリケータ（２０８）への搬送を制御するための、制御モジュールを更に備える、請求項８又は９に記載の装置（２００）。
    

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