JP4717279B2 - ワークの位置出し方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、治具上の所定位置に支持したワークの指準点を、可視レーザー光照射手段から照射される可視レーザー光で指準して位置出しするワークの位置出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に航空機の機体の組立にはリベットに代表される部材締結手段が用いられる。このリベットは機体材料がアルミ材に変わり、機体構造がセミモノコックになりだした頃から使用されている最も基本的な締結手段であり、今日においても、信頼性の高さから大部分の部材に広く用いられている。その結果、各部材の締結のために加工されるリベット孔の数は膨大なものとなり、その位置出し、孔明け、バリ取り、皿加工、打鋲の各工程にかかる時間が機体組立時間の約４割を占めている。
【０００３】
この時間を削減するため、大規模メーカーでは一部の部品についてリベットによる一連の部品締結作業を自動で行える、いわゆるオートリベッターを採用している。しかしながらオートリベッターは設備費が高額なものであり、ビジネス機のような比較的に生産数の少ない機体の場合には設備費の償却が困難である。その結果、現在でもテンプレートを用いた位置出し、ハンドドリルを用いた孔明け、Ｃ型のガンを用いた打鋲が行われている。
【０００４】
また建築の分野において、可視レーザー光を用いて墨出しを行う技術が、特開平１０−８２８７６号公報、特開平５−１４９７５０号公報、特開平６−３２３８５７号公報により公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
機体の部品にリベット孔の位置を指準するためのテンプレートは、可撓性を有する平坦なプレートに複数の孔を形成したものであり、それを部品の表面に当接させてリベット孔の位置をマークするようになっている。従って、作業が面倒で多くの労力および時間を要するだけでなく、リベット孔の位置を正確に指準することにも限界があった。このような問題は、リベット孔の位置だけでなく、部品のトリミングラインの指準やベンドラインの指準についても同様に発生する。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ワークに加工を施すための基準となる位置を該ワーク上に容易かつ精密に指準することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、治具上の所定位置に支持したワークの指準点を、可視レーザー光照射手段から照射される可視レーザー光で指準して位置出しするワークの位置出し方法であって、ワークの指準点およびワークを支持する治具に設けた基準点の三次元位置データを設定する工程と、位置測定手段で治具の基準点の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段に対する治具の位置関係を測定する工程と、前記位置関係に基づいて、ワークの指準点の三次元位置データを可視レーザー光照射手段を基準とする座標系の位置座標に変換する工程と、変換したワークの指準点の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射してワークの指準点を指準する工程とを含むことを特徴とするワークの位置出し方法が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射して治具に支持したワークの指準点を指準するために、予めワークの指準点および治具の基準点の三次元位置データを設定しておき、位置測定手段で治具の基準点の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段に対する治具の位置関係を測定し、この位置関係に基づいてワークの指準点の三次元位置データを可視レーザー光照射手段を基準とする座標系の位置座標に変換し、変換したワークの指準点の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射するので、ワークに加工を施すための基準となる位置を可視レーザー光でワーク上に容易かつ精密に指準することができる。
【０００９】
尚、実施例のレーダー装置１７は本発明の可視レーザー光照射手段および位置測定手段に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１はリベット孔指準装置の全体図、図２は指準点をマークするシールを示す図、図３は作用を説明するフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、本実施例のワークＷは複曲面よりなる表面を有する飛行機の主翼のスキンであり、本実施例のリベット孔指準装置ＰはワークＷにリベット孔を加工する位置を指準するために用いられる。ワークＷを支持する治具Ｊは、左右の支脚１０，１０と、両支脚１０，１０間に支持された枠状のフレーム１１とを備えており、フレーム１１の所定位置にワークＷが固定される。治具Ｊのフレーム１１の左上、左下および右下の３ヵ所に３個の基準点１２，１３，１４が設けられる。
【００１３】
図３のフローチャートを併せて参照すると明らかなように、三次元ＣＡＤ装置１５の記憶装置には、ワークＷのリベット孔の位置（指準点１６…）の三次元位置データと、治具Ｊの３個の基準点１２，１３，１４の三次元位置データとが記憶されており、先ずこれらの三次元位置データが読み出される（ステップＳ１およびステップＳ２参照）。指準点１６…の三次元位置データはワークＷに固定した座標系の座標であり、基準点１２，１３，１４の三次元位置データは治具Ｊに固定した座標系の座標である。ワークＷは治具Ｊの所定位置に支持されるため、ワークＷに固定した座標系と治具Ｊに固定した座標系との位置関係は既知である。この位置関係に基づいて、三次元ＣＡＤ装置１５はワークＷに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データを、治具Ｊに固定した座標系に関する位置データに変換する（ステップＳ３参照）。従って、三次元ＣＡＤ装置１５において、治具Ｊに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データと３個の基準点１２，１３，１４の三次元位置データとが設定される。
【００１４】
リベット孔指準装置Ｐは、位置測定機能および可視レーザー光Ｂによる指準機能を備えたレーダー装置１７と、レーダー装置１７の作動を制御するパーソナルコンピュータ１８とを備える。三次元ＣＡＤ装置１５は、治具Ｊに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データと３個の基準点１２，１３，１４の三次元位置データとをＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification ）変換してパーソナルコンピュータ１８に送信する（ステップＳ４参照）。ＩＧＥＳ変換は、三次元ＣＡＤ装置１５の三次元位置データをリベット孔指準装置Ｐのパーソナルコンピュータ１８との間で交換するためのデータ変換である。
【００１５】
続いて、リベット孔指準装置Ｐのレーダー装置１７により、治具Ｊの３個の基準点１２，１３，１４の位置を測定し、その測定結果に基づいて治具Ｊに固定した座標系のレーダー装置１７を基準とする相対位置を検出する（ステップＳ５参照）。このとき、基準点１２，１３，１４は最小限３個必要であり、また３個の基準点１２，１３，１４間の距離が大きい程、それらの位置の測定精度が向上する。続いて、パーソナルコンピュータ１８において、三次元ＣＡＤ装置１５から送信されたデータ、つまり治具Ｊに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データを、前記相対位置に基づいてレーダー装置１７に固定した座標系に関する位置座標に変換する（ステップＳ６参照）。
【００１６】
そして作業者がパーソナルコンピュータ１８のモニタ上に表示された指準点１６…の位置をクリックすると、レーダー装置１７はパーソナルコンピュータ１８からの指令により、そのレーダー装置１７に固定した座標系に関する指準点１６…の位置座標に基づいて、可視レーザー光ＢでワークＷの指準点１６…を指準する（ステップＳ７参照）。作業者は図２に示す台紙１９からシール２０を剥がし、そのシール２０の十字が可視レーザー光Ｂで指準された指準点１６…に一致するようにワークＷに貼り付ける。これにより、ワークＷの指準点１６…の位置が明確にマークされるため、次工程で指準点１６…にドリル孔を正確に加工することができる。
【００１７】
以上のように、三次元ＣＡＤ装置１５に記憶されたワークＷの指準点１６…の三次元位置データに基づいて、治具Ｊに支持したワークＷの指準点１６…を可視レーザー光で照射して指準することができるので、従来のテンプレートを用いる方法に比べて極めて容易かつ精密に指準点１６…の指準を行うことができ、しかも大がかりなオートリベッタを用いる場合に比べて遙に低コストである。
【００１８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００１９】
たとえば、実施例のリベット孔指準装置Ｐは飛行機の主翼のスキンにリベット孔を加工する位置を指準するためのものであるが、本発明は他の任意のワークに対して適用することができ、リベット孔以外のボルト孔、トリミングライン、ベンドライン等の指準についても適用することができる。
【００２０】
また実施例ではレーダー装置１７が位置測定機能および可視レーザー光照射機能を兼ねているが、位置測定手段および可視レーザー光照射手段を各々別個に備えても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射して治具に支持したワークの指準点を指準するために、予めワークの指準点および治具の基準点の三次元位置データを設定しておき、位置測定手段で治具の基準点の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段に対する治具の位置関係を測定し、この位置関係に基づいてワークの指準点の三次元位置データを可視レーザー光照射手段を基準とする座標系の位置座標に変換し、変換したワークの指準点の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射するので、ワークに加工を施すための基準となる位置を可視レーザー光でワーク上に容易かつ精密に指準することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 リベット孔指準装置の全体図
【図２】 指準点をマークするシールを示す図
【図３】 作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
１２，１３，１４ 基準点
１６ 指準点
１７ レーダー装置（可視レーザー光照射手段、位置測定手段）
Ｂ 可視レーザー光
Ｊ 治具
Ｗ ワーク
【発明の属する技術分野】
本発明は、治具上の所定位置に支持したワークの指準点を、可視レーザー光照射手段から照射される可視レーザー光で指準して位置出しするワークの位置出し方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に航空機の機体の組立にはリベットに代表される部材締結手段が用いられる。このリベットは機体材料がアルミ材に変わり、機体構造がセミモノコックになりだした頃から使用されている最も基本的な締結手段であり、今日においても、信頼性の高さから大部分の部材に広く用いられている。その結果、各部材の締結のために加工されるリベット孔の数は膨大なものとなり、その位置出し、孔明け、バリ取り、皿加工、打鋲の各工程にかかる時間が機体組立時間の約４割を占めている。
【０００３】
この時間を削減するため、大規模メーカーでは一部の部品についてリベットによる一連の部品締結作業を自動で行える、いわゆるオートリベッターを採用している。しかしながらオートリベッターは設備費が高額なものであり、ビジネス機のような比較的に生産数の少ない機体の場合には設備費の償却が困難である。その結果、現在でもテンプレートを用いた位置出し、ハンドドリルを用いた孔明け、Ｃ型のガンを用いた打鋲が行われている。
【０００４】
また建築の分野において、可視レーザー光を用いて墨出しを行う技術が、特開平１０−８２８７６号公報、特開平５−１４９７５０号公報、特開平６−３２３８５７号公報により公知である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
機体の部品にリベット孔の位置を指準するためのテンプレートは、可撓性を有する平坦なプレートに複数の孔を形成したものであり、それを部品の表面に当接させてリベット孔の位置をマークするようになっている。従って、作業が面倒で多くの労力および時間を要するだけでなく、リベット孔の位置を正確に指準することにも限界があった。このような問題は、リベット孔の位置だけでなく、部品のトリミングラインの指準やベンドラインの指準についても同様に発生する。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ワークに加工を施すための基準となる位置を該ワーク上に容易かつ精密に指準することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、治具上の所定位置に支持したワークの指準点を、可視レーザー光照射手段から照射される可視レーザー光で指準して位置出しするワークの位置出し方法であって、ワークの指準点およびワークを支持する治具に設けた基準点の三次元位置データを設定する工程と、位置測定手段で治具の基準点の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段に対する治具の位置関係を測定する工程と、前記位置関係に基づいて、ワークの指準点の三次元位置データを可視レーザー光照射手段を基準とする座標系の位置座標に変換する工程と、変換したワークの指準点の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射してワークの指準点を指準する工程とを含むことを特徴とするワークの位置出し方法が提案される。
【０００８】
上記構成によれば、可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射して治具に支持したワークの指準点を指準するために、予めワークの指準点および治具の基準点の三次元位置データを設定しておき、位置測定手段で治具の基準点の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段に対する治具の位置関係を測定し、この位置関係に基づいてワークの指準点の三次元位置データを可視レーザー光照射手段を基準とする座標系の位置座標に変換し、変換したワークの指準点の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射するので、ワークに加工を施すための基準となる位置を可視レーザー光でワーク上に容易かつ精密に指準することができる。
【０００９】
尚、実施例のレーダー装置１７は本発明の可視レーザー光照射手段および位置測定手段に対応する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図３は本発明の一実施例を示すもので、図１はリベット孔指準装置の全体図、図２は指準点をマークするシールを示す図、図３は作用を説明するフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように、本実施例のワークＷは複曲面よりなる表面を有する飛行機の主翼のスキンであり、本実施例のリベット孔指準装置ＰはワークＷにリベット孔を加工する位置を指準するために用いられる。ワークＷを支持する治具Ｊは、左右の支脚１０，１０と、両支脚１０，１０間に支持された枠状のフレーム１１とを備えており、フレーム１１の所定位置にワークＷが固定される。治具Ｊのフレーム１１の左上、左下および右下の３ヵ所に３個の基準点１２，１３，１４が設けられる。
【００１３】
図３のフローチャートを併せて参照すると明らかなように、三次元ＣＡＤ装置１５の記憶装置には、ワークＷのリベット孔の位置（指準点１６…）の三次元位置データと、治具Ｊの３個の基準点１２，１３，１４の三次元位置データとが記憶されており、先ずこれらの三次元位置データが読み出される（ステップＳ１およびステップＳ２参照）。指準点１６…の三次元位置データはワークＷに固定した座標系の座標であり、基準点１２，１３，１４の三次元位置データは治具Ｊに固定した座標系の座標である。ワークＷは治具Ｊの所定位置に支持されるため、ワークＷに固定した座標系と治具Ｊに固定した座標系との位置関係は既知である。この位置関係に基づいて、三次元ＣＡＤ装置１５はワークＷに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データを、治具Ｊに固定した座標系に関する位置データに変換する（ステップＳ３参照）。従って、三次元ＣＡＤ装置１５において、治具Ｊに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データと３個の基準点１２，１３，１４の三次元位置データとが設定される。
【００１４】
リベット孔指準装置Ｐは、位置測定機能および可視レーザー光Ｂによる指準機能を備えたレーダー装置１７と、レーダー装置１７の作動を制御するパーソナルコンピュータ１８とを備える。三次元ＣＡＤ装置１５は、治具Ｊに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データと３個の基準点１２，１３，１４の三次元位置データとをＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification ）変換してパーソナルコンピュータ１８に送信する（ステップＳ４参照）。ＩＧＥＳ変換は、三次元ＣＡＤ装置１５の三次元位置データをリベット孔指準装置Ｐのパーソナルコンピュータ１８との間で交換するためのデータ変換である。
【００１５】
続いて、リベット孔指準装置Ｐのレーダー装置１７により、治具Ｊの３個の基準点１２，１３，１４の位置を測定し、その測定結果に基づいて治具Ｊに固定した座標系のレーダー装置１７を基準とする相対位置を検出する（ステップＳ５参照）。このとき、基準点１２，１３，１４は最小限３個必要であり、また３個の基準点１２，１３，１４間の距離が大きい程、それらの位置の測定精度が向上する。続いて、パーソナルコンピュータ１８において、三次元ＣＡＤ装置１５から送信されたデータ、つまり治具Ｊに固定した座標系に関する指準点１６…の三次元位置データを、前記相対位置に基づいてレーダー装置１７に固定した座標系に関する位置座標に変換する（ステップＳ６参照）。
【００１６】
そして作業者がパーソナルコンピュータ１８のモニタ上に表示された指準点１６…の位置をクリックすると、レーダー装置１７はパーソナルコンピュータ１８からの指令により、そのレーダー装置１７に固定した座標系に関する指準点１６…の位置座標に基づいて、可視レーザー光ＢでワークＷの指準点１６…を指準する（ステップＳ７参照）。作業者は図２に示す台紙１９からシール２０を剥がし、そのシール２０の十字が可視レーザー光Ｂで指準された指準点１６…に一致するようにワークＷに貼り付ける。これにより、ワークＷの指準点１６…の位置が明確にマークされるため、次工程で指準点１６…にドリル孔を正確に加工することができる。
【００１７】
以上のように、三次元ＣＡＤ装置１５に記憶されたワークＷの指準点１６…の三次元位置データに基づいて、治具Ｊに支持したワークＷの指準点１６…を可視レーザー光で照射して指準することができるので、従来のテンプレートを用いる方法に比べて極めて容易かつ精密に指準点１６…の指準を行うことができ、しかも大がかりなオートリベッタを用いる場合に比べて遙に低コストである。
【００１８】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００１９】
たとえば、実施例のリベット孔指準装置Ｐは飛行機の主翼のスキンにリベット孔を加工する位置を指準するためのものであるが、本発明は他の任意のワークに対して適用することができ、リベット孔以外のボルト孔、トリミングライン、ベンドライン等の指準についても適用することができる。
【００２０】
また実施例ではレーダー装置１７が位置測定機能および可視レーザー光照射機能を兼ねているが、位置測定手段および可視レーザー光照射手段を各々別個に備えても良い。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射して治具に支持したワークの指準点を指準するために、予めワークの指準点および治具の基準点の三次元位置データを設定しておき、位置測定手段で治具の基準点の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段に対する治具の位置関係を測定し、この位置関係に基づいてワークの指準点の三次元位置データを可視レーザー光照射手段を基準とする座標系の位置座標に変換し、変換したワークの指準点の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段から可視レーザー光を照射するので、ワークに加工を施すための基準となる位置を可視レーザー光でワーク上に容易かつ精密に指準することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 リベット孔指準装置の全体図
【図２】 指準点をマークするシールを示す図
【図３】 作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
１２，１３，１４ 基準点
１６ 指準点
１７ レーダー装置（可視レーザー光照射手段、位置測定手段）
Ｂ 可視レーザー光
Ｊ 治具
Ｗ ワーク
Claims (1)
- 治具（Ｊ）上の所定位置に支持したワーク（Ｗ）の指準点（１６）を、可視レーザー光照射手段（１７）から照射される可視レーザー光（Ｂ）で指準して位置出しするワークの位置出し方法であって、
ワーク（Ｗ）の指準点（１６）およびワーク（Ｗ）を支持する治具（Ｊ）に設けた基準点（１２，１３，１４）の三次元位置データを設定する工程と、
位置測定手段（１７）で治具（Ｊ）の基準点（１２，１３，１４）の位置を測定することにより可視レーザー光照射手段（１７）に対する治具（Ｊ）の位置関係を測定する工程と、
前記位置関係に基づいて、ワーク（Ｗ）の指準点（１６）の三次元位置データを可視レーザー光照射手段（１７）を基準とする座標系の位置座標に変換する工程と、
変換したワーク（Ｗ）の指準点（１６）の位置座標に基づいて可視レーザー光照射手段（１７）から可視レーザー光（Ｂ）を照射してワーク（Ｗ）の指準点（１６）を指準する工程と、
を含むことを特徴とするワークの位置出し方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234871A JP4717279B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | ワークの位置出し方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001234871A JP4717279B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | ワークの位置出し方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003039347A JP2003039347A (ja) | 2003-02-13 |
| JP4717279B2 true JP4717279B2 (ja) | 2011-07-06 |
Family
ID=19066406
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001234871A Expired - Lifetime JP4717279B2 (ja) | 2001-08-02 | 2001-08-02 | ワークの位置出し方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4717279B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| FR2960521B1 (fr) * | 2010-05-25 | 2013-02-08 | Airbus Operations Sas | Dispositif et procede d'assemblage de supports dans une structure d'aeronef |
| FR2975669B1 (fr) * | 2011-05-24 | 2013-07-05 | Airbus Operations Sas | Procede pour pointer une pluralite d'emplacements predetermines a l'interieur d'une structure, et systeme de pointage correspondant |
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| CN112722322B (zh) * | 2020-12-25 | 2023-12-15 | 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 | 一种飞机水平测量点精准复现方法及系统 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH09210685A (ja) * | 1996-02-07 | 1997-08-12 | Taisei Corp | 盛替え位置決定装置及び基準点の盛替え方法 |
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| JP4411564B2 (ja) * | 1999-10-08 | 2010-02-10 | 株式会社ユアテック | 墨出し装置 |
-
2001
- 2001-08-02 JP JP2001234871A patent/JP4717279B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN107486734A (zh) * | 2017-07-19 | 2017-12-19 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法 |
| CN107486734B (zh) * | 2017-07-19 | 2019-02-15 | 上海复合材料科技有限公司 | 一种卫星用碳纤维复合材料平面框架悬挂状态机加工装夹的方法 |
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