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公開番号2025170211
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-11-18
出願番号2025058732
出願日2025-03-31
発明の名称ワイヤ組立システム、及び電気レースウェイモジュール組立方法
出願人ザ・ボーイング・カンパニー,The Boeing Company
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01B 13/012 20060101AFI20251111BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電気レースウェイモジュールを組み立てるためのワイヤ組立システム及び方法を提供する。
【解決手段】ワイヤ組立システム100は、ワーク支持構造体206の頂面204に配置されたレースウェイ組立器具202と、ツール支持構造体214の上面212に配置された第1シャトル210、及び当該上面に配置された第2シャトル216を含むワイヤシャトルサブシステム208と、ツール支持構造体の上面に配置された少なくとも1つのロボットマニピュレータ218と、ワイヤシャトルサブシステム及び少なくとも1つのロボットマニピュレータと機能的に通信可能であり、第1シャトル及び第2シャトルからレースウェイ組立器具へのワイヤの配置を制御するシステムコントローラ220と、を含む。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
電気レースウェイモジュールを組み立てるためのワイヤ組立システムであって、
ワーク支持構造体の頂面に配置されたレースウェイ組立器具と、
ツール支持構造体の上面に配置された第１シャトル、及び前記上面に配置された第２シャトルを含むワイヤシャトルサブシステムと、
前記ツール支持構造体の前記上面に配置された少なくとも１つのロボットマニピュレータと、
前記ワイヤシャトルサブシステム及び前記少なくとも１つのロボットマニピュレータと機能的に通信可能であり、前記第１シャトル及び前記第２シャトルから前記レースウェイ組立器具へのワイヤの配置を制御するシステムコントローラと、を含むワイヤ組立システム。
続きを表示（約 1,700 文字）【請求項２】
前記電気レースウェイモジュールは、最終製品用の電気レースウェイアーキテクチャのモジュール部品として、当該最終製品に組み込まれるよう構成されており、
前記最終製品は、航空機、回転翼機、バス、旅客輸送車両、軍用輸送車両、作戦用軍用車両、発電所、無人航空機、船舶、フェリー、クルーズ船、軍艦、商業用建物、及び住宅用建物のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のワイヤ組立システム。
【請求項３】
前記電気レースウェイモジュールは、約４インチから約３６インチの幅、約８インチから約２４インチの幅、及び約１４インチから約１８インチの幅のうちの少なくとも１つを有しており、
前記電気レースウェイモジュールは、約２フィートから約１００フィートの長さ、約１０フィートから約８０フィートの長さ、約２０フィートから約６０フィートの長さ、約３０フィートから約５０フィートの長さ、及び約４０フィートの長さのうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のワイヤ組立システム。
【請求項４】
前記ワーク支持構造体は、搬送テーブルを含み、
前記搬送テーブルは、移動式カート、上面にローラが設けられたテーブル、及び搬送ベルトを有する支持構造体のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のワイヤ組立システム。
【請求項５】
前記少なくとも１つのロボットマニピュレータは、少なくとも１つのロボットアーム、少なくとも１つの４軸ロボットアーム、少なくとも１つの６軸ロボットアーム、少なくとも１つの７軸ロボットアーム、少なくとも１つの選択的コンプライアンス関節型ロボットアーム、少なくとも１つの協働ロボット、少なくとも１つの電気機械式マニピュレータ、少なくとも１つの自動機械式マニピュレータ、少なくとも１つの半自動機械式マニピュレータ、少なくとも１つの固定アクチュエータ付作業ロボット、及び少なくとも１つの半手動ロボットのうちの１つ以上を含む、請求項１に記載のワイヤ組立システム。
【請求項６】
前記ワイヤ組立システムは、ワイヤ搬送システムを介して、ワイヤ準備システムからワイヤキャリア上の前記ワイヤを受け取るよう構成されており、前記ワイヤキャリアは、少なくとも１つのコイルホルダと、第１端クランプと、第２端クランプと、ワイヤキャリア識別要素と、を含み、
前記ワイヤキャリア識別要素は、シリアル番号、バーコード、機械可読コード、クイックレスポンスコード、グリフコード、無線周波数識別タグ、及び無線周波数識別ラベルのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のワイヤ組立システム。
【請求項７】
前記ワイヤは、受け取られた状態において、分岐点を有するコイルを含み、当該分岐点において、前記ワイヤの第１終端部及び前記ワイヤの第２終端部が前記コイルから分岐しており、前記ワイヤは、さらに、前記第１終端部の近傍に設けられた第１ワイヤマーカと、前記第２終端部の近傍に設けられた第２ワイヤマーカと、を含む、請求項６に記載のワイヤ組立システム。
【請求項８】
前記ワイヤは、単線、撚り対線、多芯ケーブル、シールドケーブル、外装無しケーブル、同軸ケーブル、整合インピーダンスケーブル、及び光ファイバケーブルのうちの少なくとも１つを含む、請求項６に記載のワイヤ組立システム。
【請求項９】
前記レースウェイ組立器具は、
複数の縦方向側板、複数の横方向端板、前記横方向端板の間に設けられた縦方向支持部材、及び前記縦方向側板の間に設けられた横方向支持部材、を含むレースウェイフレームワークと、
前記横方向端板の近傍に設けられた電気コネクタと、
前記横方向支持部材に取り付けられて、縦方向配線レーンを形成するワイヤ配線サポートと、を含む、請求項１に記載のワイヤ組立システム。
【請求項１０】
前記電気コネクタは、モジュラーコネクタ及び標準コネクタのうちの少なくとも一方を含む、請求項９に記載のワイヤ組立システム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、電気レースウェイモジュールを組み立てるためのワイヤ組立システムに関し、特に、電気レースウェイモジュールを組み立てるための技術に関する。１つ以上のロボットマニピュレータ及びワイヤシャトルサブシステムを制御して、レースウェイ組立器具において電気レースウェイモジュールを組み立てるために、様々な技術が用いられている。
続きを表示（約 2,800 文字）【背景技術】
【０００２】
ワイヤハーネス製造の商慣習（commercial practices）は、１９６０年代以降、実質的には変わっていない。レースウェイ配線に関しては、個々のワイヤが準備され、第１端コネクタに終端され、個々のハーネスに纏められ、第２端コネクタに終端され、束ねられた状態でレースウェイ支持体に配置される。レースウェイ支持体は、工場に搬送され、航空機などの最終製品に設置される。このプロセスは、現在４５人日かかる可能性がある。さらに、現在のプロセスは、梱包、発送、受領、及び開梱に関連する、多くの付加価値を生まないステップを含む。このプロセスにおいては、資源の不足や長納期品（long lead items）が原因で多量の仕掛品バッファ（work-in-process buffers）が発生する可能性がある。
【０００３】
電気配線レースウェイは、最終製品の全体にデータ、信号、及び電力を分配するために、最終製品の全長に亘って敷設された多数の電気ワイヤを含む。例えば、航空機は、通常、その全長に亘って敷設された４つ又は５つのレースウェイを含む。レースウェイは、エンジンブレードアウト（engine blade out）や爆弾の爆風などの物理的脅威を緩和するために、互いに物理的に分離されている。
【０００４】
レースウェイは、従来、以下のプロセスにより組み立てられる。長尺のワイヤ束の組み立て、試験、巻回、梱包が行われ、電気システム責任センターに発送される。これらのワイヤ束は、第三者により組み立てられる場合がある。電気システム責任センターは、ワイヤ束を受け取り、これらの束を巻き出して、長尺の組立テーブル上で他の同様の束と共にワイヤ束を組み立てる。ワイヤ束は、束ねられて、及び／又はまとめて固定され、スパナバー下部構造体（spanner bar substructures）に取り付けられる。その後、これらの長尺アセンブリは、巻回されてから搬送ツールに載置され、最終製品の組立工場に搬送される。最終製品の組立工場では、アセンブリの巻き出し、最終製品内への搬入、持ち上げ、及び設置が行われる。航空機などの最終製品においては、巻回、巻き出し、及び持ち上げの作業を回避するために、超大型の搬送ツールが使用される場合がある。従来のレースウェイアセンブリは、最終製品生産ラインを基盤としている。
【０００５】
既存のレースウェイ、配線ハーネス、及びワイヤ束は、２４インチ～１００フィートのワイヤを含みうる。レースウェイにおいてこのようなワイヤを組み立てるための現行の技術においては、相当量の手作業が必要とされる。例えば、様々なワイヤ長を自律的に管理する解決策は知られていない。
【０００６】
したがって、当業者は、ワイヤを自律的に準備する技術、及び、自律的に又は手作業で、或いはその両方で準備されたワイヤを自律的に搬送する技術の改善を目的とした研究及び開発の努力を続けている。
【発明の概要】
【０００７】
以下に、ワイヤ組立システム、及び電気レースウェイモジュールを組み立てるための方法の実施例を開示する。以下に、本開示の要旨の実施例を列挙するが、この列挙は全てを網羅するものではなく、また、特許請求の範囲に記載されているものも、されていないものも含みうる。
【０００８】
一例において、電気レースウェイモジュールを組み立てるためのワイヤ組立システムは、レースウェイ組立器具と、ワイヤシャトルサブシステムと、少なくとも１つのロボットマニピュレータと、システムコントローラと、を含む。前記レースウェイ組立器具は、ワーク支持構造体の頂面に配置されている。上記ワイヤシャトルサブシステムは、ツール支持構造体の上面に配置された第１シャトルと、前記上面に配置された第２シャトルとを含む。前記少なくとも１つのロボットマニピュレータは、前記ツール支持構造体の前記上面に配置されている。前記システムコントローラは、前記ワイヤシャトルサブシステム及び前記少なくとも１つのロボットマニピュレータと機能的に通信可能であり、前記第１シャトル及び前記第２シャトルから前記レースウェイ組立器具へのワイヤの配置を制御する。
【０００９】
一例において、電気レースウェイモジュールを組み立てるための方法は、（１）ワーク支持構造体において、レースウェイ準備領域からレースウェイ組立器具を受け取り、その際、前記ワーク支持構造体は、ツール支持構造体と並んで配置されており、（２）ワイヤ準備システムから、前記レースウェイ組立器具に配置するためのワイヤを受け取り、その際、前記ワイヤは、第１終端部と、第２終端部と、を含み、（３）前記ツール支持構造体の上面において、前記第１終端部を保持する第１シャトルと、前記第２終端部を保持する第２シャトルとの間で前記ワイヤを位置決めし、（４）前記第１終端部及び前記第２終端部を有する前記ワイヤを、前記ツール支持構造体の前記上面、前記第１シャトル、及び前記第２シャトルからピックアップし、（５）前記レースウェイ組立器具における所定位置に前記ワイヤを配置する、ことを含む。
【００１０】
他の例において、電気レースウェイモジュールを組み立てるための方法は、（１）ワーク支持構造体において、レースウェイ準備領域からレースウェイ組立器具を受け取り、その際、前記ワーク支持構造体は、ツール支持構造体と並んで配置されており、（２）ワイヤ準備システムから、前記レースウェイ組立器具に配置するためのワイヤを受け取り、その際、前記ワイヤは、第１終端部と、第２終端部と、を含み、（３）前記ツール支持構造体の上面において、前記第１終端部を保持する第１シャトルと、前記第２終端部を保持する第２シャトルとの間で前記ワイヤを位置決めし、（４）前記第１終端部及び前記第２終端部を有する前記ワイヤを、前記ツール支持構造体の前記上面、前記第１シャトル、及び前記第２シャトルからピックアップし、（５）前記レースウェイ組立器具における所定位置に前記ワイヤを配置し、（６）前記レースウェイ組立器具に自律配置されるよう指定された全てのワイヤが配置されるまで、前記ワイヤの受け取り、位置決め、ピックアップ、及び配置を次のワイヤに対して繰り返し、（７）最終製品に対する前記電気レースウェイモジュールの取り付けに向けた準備のため、ワイヤ組立後エリアに前記レースウェイ組立器具を搬送し、前記レースウェイ組立器具において手動組立作業を行う、ことを含む。
（【００１１】以降は省略されています）

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