JP2011020225A - Machining device and machining method - Google Patents
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Abstract
Description
加工装置及び加工方法に関し、特に、航空機の組立工程に好適な加工装置及び加工方法に関する。 More particularly, the present invention relates to a processing apparatus and a processing method suitable for an aircraft assembly process.
例えば航空機の主翼は、翼幅方向に延びる複数本のスパーに、これと直交する方向のリブが組み合わされ、そのリブの上下に複数枚のスキン(外板)が取り付けられる。スキンをリブ及びスパーに固定する工程では、リブ及びスパーとスキンとを所定位置に配置した後、スキンのうちのリブ及びスパーに設けられた孔と同軸上の部位を特定する。この同軸上の部位は、一般にスキン、スパー及びリブの断面方向から目視等によって特定される。そして、特定の部位に孔を開け、スキン、スパー及びリブに設けた孔にボルト等を挿通して両者を固定する。 For example, in the main wing of an aircraft, a plurality of spar extending in the wing width direction is combined with a rib in a direction orthogonal thereto, and a plurality of skins (outer plates) are attached to the top and bottom of the rib. In the step of fixing the skin to the rib and the spar, the rib, the spar, and the skin are arranged at predetermined positions, and then a portion of the skin that is coaxial with the hole provided in the rib and the spar is specified. This coaxial part is generally identified by visual observation from the cross-sectional direction of the skin, spar and rib. And a hole is drilled in a specific part and a bolt etc. are penetrated to the hole provided in skin, a spar, and a rib, and both are fixed.
ところで、近年、主翼のスキン材料として、軽量かつ高耐久性のCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)が選択されるようになり、片翼の上下のスキンをそれぞれ一枚板で成形することが可能となっている。このような大型のスキンの場合には、リブ、スパーを配する部位に人が近づくことができない場合があり、スキンに孔をあける部位をリブ、スパー及びスキンの断面方向から目視にて特定することが困難となり、スキンへの孔開け位置の特定に苦慮するという事情がある。 By the way, in recent years, CFRP (Carbon Fiber Reinforced Plastics), which is lightweight and highly durable, has been selected as the skin material for the main wing, and it has become possible to form the upper and lower skins of each wing with a single plate. ing. In the case of such a large skin, a person may not be able to approach the part where the rib and spar are arranged, and the part where the hole is made in the skin is visually identified from the cross-sectional direction of the rib, spar and skin. This makes it difficult to identify the position of the hole in the skin.
本発明に関連して、特許文献1は変位検出装置を開示している。特許文献2は、電磁石を用いる位置決め装置及び位置決め方法を開示している。
In relation to the present invention,
本発明の目的は、被加工物の一方側から特定されている被加工物の加工対象部位に対して被加工物を挟んで一方側の反対側から高い位置精度の加工を行うことが可能な加工装置及び加工方法を提供することである。 It is an object of the present invention to perform processing with high positional accuracy from the opposite side of one side of the workpiece with respect to the processing target portion of the workpiece specified from one side of the workpiece. A processing apparatus and a processing method are provided.
以下に、(発明を実施するための形態)で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、(特許請求の範囲)の記載と(発明を実施するための形態)との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、(特許請求の範囲)に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。 The means for solving the problem will be described below using the numbers used in the (DETAILED DESCRIPTION). These numbers are added to clarify the correspondence between the description of (Claims) and (Mode for Carrying Out the Invention). However, these numbers should not be used to interpret the technical scope of the invention described in (Claims).
本発明の第1の観点による加工装置(50、90)は、被加工物(60、100)の一方側にある着磁物(63、66)が生成する磁場に前記被加工物を挟んで前記一方側の反対側から感応する着磁物検出ユニット(10、110)と、前記反対側から前記被加工物に対して加工処理を実行する加工ユニット(70、71、80)と、前記着磁物検出ユニットを前記反対側の第1位置に支持し、前記加工ユニットを前記第1位置で支持する支持構造(51、99)とを具備する。 The processing apparatus (50, 90) according to the first aspect of the present invention sandwiches the workpiece in a magnetic field generated by a magnetized object (63, 66) on one side of the workpiece (60, 100). A magnetized object detection unit (10, 110) sensitive from the opposite side of the one side, a processing unit (70, 71, 80) for executing processing on the workpiece from the opposite side, And a support structure (51, 99) for supporting the magnetic substance detection unit at the first position on the opposite side and supporting the processing unit at the first position.
前記着磁物検出ユニットは、一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石(21)を備えた磁石ホルダ(22)と、前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレーム(11)と、前記磁石ホルダの前記磁石とは反対側の端部に設けられた変位表示部(22)と前記支持フレーム側に設けられた指標部(41)との相対的な位置関係によって前記磁石ホルダの前記支点を中心とした揺動姿勢を表示する姿勢表示部(40)とを備えることが好ましい。 The magnetized object detection unit is capable of swinging with a magnet holder (22) having a magnet (21) magnetically attracting the magnetized object at one end, and the magnet holder as a fulcrum at the center of gravity of the magnet holder. Relative to the support frame (11) supported on the frame, the displacement display part (22) provided at the end of the magnet holder opposite to the magnet, and the indicator part (41) provided on the support frame side It is preferable to provide a posture display unit (40) for displaying a swinging posture around the fulcrum of the magnet holder according to a specific positional relationship.
前記支持構造は取付部(52)を備えることが好ましい。前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの各々は、前記取付部に脱着可能に取り付けられる。 The support structure preferably includes a mounting portion (52). Each of the magnetized object detection unit and the processing unit is detachably attached to the attachment portion.
前記取付部は、前記支持構造に形成された貫通孔を含むことが好ましい。前記加工ユニットは、前記貫通孔に挿入されるガイドブッシュ(73)と、ドリル刃(72)を備えたドリリングマシン(71)とを備えることが好ましい。前記ガイドブッシュは、前記ドリリングマシンを前記ドリル刃の軸方向に案内する。 It is preferable that the attachment portion includes a through hole formed in the support structure. The processing unit preferably includes a guide bush (73) inserted into the through hole and a drilling machine (71) including a drill blade (72). The guide bush guides the drilling machine in the axial direction of the drill blade.
上記加工装置は、制御装置(94)と、記憶装置(95)と、第1揺動角センサ(98A)と、第2揺動角センサ(98B)とを更に具備することが好ましい。前記着磁物検出ユニットは、一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石(21)を備えた磁石ホルダ(20)と、前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレーム(11)とを備える。前記支持フレームは、前記磁石ホルダをX軸を中心に揺動可能に支持する第1軸受部(31)と、前記第1軸受部を前記X軸に直交するY軸を中心に揺動可能に支持する第2軸受部(32)とを備える。前記第1揺動角センサは、前記磁石ホルダの前記X軸を中心とした揺動の第1揺動角を検出する。前記第2揺動角センサは、前記磁石ホルダの前記Y軸を中心とした揺動の第2揺動角を検出する。前記支持構造は、前記被加工物に固定される基部(91)と、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体(93)と、前記移動体を前記基部に対して前記X軸に平行に移動し、且つ、前記移動体を前記基部に対して前記Y軸に平行に移動するサーボ駆動機構(92X、92Y)とを備える。前記制御装置は、前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記第1揺動角及び前記第2揺動角がそれぞれ所定の第1角度及び所定の第2角度になるときの前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索し、前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体のXY座標(97)を前記記憶装置に記憶し、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量(96)と前記XY座標とに基づいて前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記加工ユニットを前記第1位置に配置する。 The processing device preferably further includes a control device (94), a storage device (95), a first swing angle sensor (98A), and a second swing angle sensor (98B). The magnetized object detection unit is capable of swinging with a magnet holder (20) provided with a magnet (21) that magnetically attracts the magnetized object at one end, and the magnet holder as a fulcrum at the center of gravity of the magnet holder. And a support frame (11) to be supported. The support frame supports a first bearing portion (31) that supports the magnet holder so as to be swingable about the X axis, and can swing the first bearing portion about a Y axis that is orthogonal to the X axis. And a second bearing portion (32) to be supported. The first swing angle sensor detects a first swing angle of swinging about the X axis of the magnet holder. The second rocking angle sensor detects a second rocking angle of rocking around the Y axis of the magnet holder. The support structure includes a base (91) fixed to the workpiece, a movable body (93) that supports the magnetized object detection unit and the machining unit, and the movable body with respect to the base. And a servo drive mechanism (92X, 92Y) that moves parallel to the axis and moves the movable body parallel to the Y axis with respect to the base. The control device moves the moving body to the servo drive mechanism, and the magnetization when the first swing angle and the second swing angle become a predetermined first angle and a predetermined second angle, respectively. The first position as the position of the object detection unit is searched, the XY coordinates (97) of the moving body when the magnetized object detection unit is at the first position are stored in the storage device, and the magnetization is performed. Based on the relative displacement amount (96) of the object detection unit and the processing unit and the XY coordinates, the moving body is moved to the servo drive mechanism and the processing unit is arranged at the first position.
上記加工装置は、制御装置(94)と、記憶装置(95)とを更に具備することが好ましい。前記着磁物検出ユニットは磁気センサ(110)を備える。前記支持構造は、前記被加工物に固定される基部(91)と、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体(93)と、前記移動体を前記基部に対して移動するサーボ駆動機構(92X、92Y)とを備える。前記制御装置は、前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記磁気センサの感度が最大となる前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索し、前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体の座標(97)を前記記憶装置に記憶し、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量(96)と前記座標とに基づいて前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記加工ユニットを前記第1位置に配置する。 The processing device preferably further includes a control device (94) and a storage device (95). The magnetized object detection unit includes a magnetic sensor (110). The support structure includes a base (91) fixed to the workpiece, a moving body (93) that supports the magnetized object detection unit and the processing unit, and moves the moving body relative to the base. Servo drive mechanism (92X, 92Y). The control device searches the first position as the position of the magnetized object detection unit where the sensitivity of the magnetic sensor is maximized by moving the moving body to the servo drive mechanism, and the magnetized object detection unit Is stored in the storage device, and based on the relative displacement (96) and the coordinates of the magnetized object detection unit and the processing unit. The processing unit is arranged at the first position by moving the moving body to a servo drive mechanism.
前記加工処理は、例えば、ドリルを用いた孔開け処理、釘打ち処理、又は、鋲打ち処理である。 The processing is, for example, a drilling process using a drill, a nailing process, or a hammering process.
本発明の第2の観点による加工方法は、被加工物(60、100)の一方側にある着磁物(63、66)が生成する磁場に前記被加工物を挟んで前記一方側の反対側から感応する着磁物検出ユニット(10、110)を前記反対側の第1位置に配置するステップと、前記第1位置に加工ユニット(70、71、80)を配置するステップと、前記加工ユニットが前記被加工物に対して加工処理を実行するステップとを具備する。 In the machining method according to the second aspect of the present invention, the workpiece is sandwiched by a magnetic field generated by the magnetized material (63, 66) on one side of the workpiece (60, 100), and opposite to the one side. A step of disposing a magnetized object detection unit (10, 110) sensitive from the side at the first position on the opposite side; a step of disposing a processing unit (70, 71, 80) at the first position; A unit performing a machining process on the workpiece.
前記着磁物検出ユニットは、一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石(21)を備えた磁石ホルダ(20)と、前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレーム(11)と、前記磁石ホルダの前記磁石とは反対側の端部に設けられた変位表示部(22)と前記支持フレーム側に設けられた指標部(41)との相対的な位置関係によって前記磁石ホルダの前記支点を中心とした揺動姿勢を表示する姿勢表示部(40)とを備える。前記着磁物検出ユニットを前記反対側の前記第1位置に配置する前記ステップは、前記姿勢表示部を見ながら、前記着磁物検出ユニットを支持する支持構造(51)を移動するステップを含むことが好ましい。前記第1位置に前記加工ユニットを配置する前記ステップは、前記着磁物検出ユニットを前記支持構造から取り外すステップと、前記加工ユニットを前記支持構造に取り付けるステップとを備えることが好ましい。 The magnetized object detection unit is capable of swinging with a magnet holder (20) provided with a magnet (21) that magnetically attracts the magnetized object at one end, and the magnet holder as a fulcrum at the center of gravity of the magnet holder. Relative to the support frame (11) supported on the frame, the displacement display part (22) provided at the end of the magnet holder opposite to the magnet, and the indicator part (41) provided on the support frame side And a posture display unit (40) for displaying a swinging posture around the fulcrum of the magnet holder according to a specific positional relationship. The step of arranging the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side includes a step of moving a support structure (51) that supports the magnetized object detection unit while looking at the posture display unit. It is preferable. The step of disposing the processing unit at the first position preferably includes a step of removing the magnetized object detection unit from the support structure and a step of attaching the processing unit to the support structure.
前記着磁物検出ユニットは、一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石(21)を備えた磁石ホルダ(22)と、前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレーム(11)とを備える。前記支持フレームは、前記磁石ホルダをX軸を中心に揺動可能に支持する第1軸受部(31)と、前記第1軸受部を前記X軸に直交するY軸を中心に揺動可能に支持する第2軸受部(32)とを備える。前記着磁物検出ユニットを前記反対側の前記第1位置に配置する前記ステップは、前記磁石ホルダの前記X軸を中心とした揺動の第1揺動角を検出するステップと、前記磁石ホルダの前記Y軸を中心とした揺動の第2揺動角を検出するステップと、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体(93)を前記X軸に平行に移動し及び前記Y軸に平行に移動して前記第1揺動角及び前記第2揺動角がそれぞれ所定の第1角度及び所定の第2角度になるときの前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索するステップと、前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体のXY座標(97)を記憶するステップとを含むことが好ましい。前記第1位置に前記加工ユニットを配置する前記ステップは、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量(96)と前記XY座標とに基づいて前記移動体を前記X軸に平行に又は前記Y軸に平行に移動するステップを含むことが好ましい。 The magnetized object detection unit is capable of swinging with a magnet holder (22) having a magnet (21) magnetically attracting the magnetized object at one end, and the magnet holder as a fulcrum at the center of gravity of the magnet holder. And a support frame (11) to be supported. The support frame supports a first bearing portion (31) that supports the magnet holder so as to be swingable about the X axis, and can swing the first bearing portion about a Y axis that is orthogonal to the X axis. And a second bearing portion (32) to be supported. The step of disposing the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side includes detecting a first swing angle of swing of the magnet holder about the X axis, and the magnet holder Detecting a second swing angle of swing about the Y axis, and moving a movable body (93) supporting the magnetized object detection unit and the processing unit in parallel to the X axis; The position of the magnetized object detection unit when the first swing angle and the second swing angle become a predetermined first angle and a predetermined second angle by moving parallel to the Y axis, respectively. Preferably, the method includes a step of searching for a first position and a step of storing XY coordinates (97) of the moving body when the magnetized object detection unit is at the first position. The step of disposing the processing unit at the first position includes the step of moving the movable body parallel to the X axis based on the relative displacement (96) of the magnetized object detection unit and the processing unit and the XY coordinates. Alternatively, it is preferable to include a step of moving parallel to the Y axis.
前記着磁物検出ユニットは磁気センサ(110)を備える。前記着磁物検出ユニットを前記反対側の前記第1位置に配置する前記ステップは、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体(93)を移動して前記磁気センサの感度が最大となる前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索するステップと、前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体の座標(97)を記憶するステップと、前記第1位置に前記加工ユニットを配置する前記ステップは、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量(96)と前記座標とに基づいて前記移動体を移動するステップを含むことが好ましい。 The magnetized object detection unit includes a magnetic sensor (110). The step of arranging the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side moves the moving body (93) that supports the magnetized object detection unit and the processing unit, so that the sensitivity of the magnetic sensor is increased. Searching for the first position as the position of the magnetized object detection unit that is maximized, and storing the coordinates (97) of the moving body when the magnetized object detection unit is in the first position; And the step of disposing the processing unit at the first position includes a step of moving the movable body based on the relative displacement (96) of the magnetized object detection unit and the processing unit and the coordinates. It is preferable.
前記被加工物は航空機の翼のスキンであることが好ましい。前記加工処理は、ドリルを用いた孔開け処理である。 The workpiece is preferably an aircraft wing skin. The processing is a drilling process using a drill.
前記加工処理は、例えば、ドリルを用いた孔開け処理、釘打ち処理、又は、鋲打ち処理である。 The processing is, for example, a drilling process using a drill, a nailing process, or a hammering process.
本発明によれば、被加工物の一方側から特定されている被加工物の加工対象部位に対して被加工物を挟んで一方側の反対側から高い位置精度の加工を行うことが可能な加工装置及び加工方法が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is possible to process with high positional accuracy from the opposite side of one side across the workpiece with respect to the processing target portion of the workpiece specified from one side of the workpiece. A processing apparatus and a processing method are provided.
添付図面を参照して、本発明による加工装置及び加工方法を実施するための形態を以下に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments for carrying out a processing apparatus and a processing method according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。
まず本実施形態に係る着磁物検出ユニットの構造について、図1ないし図6を用いて説明する。
図1は本実施形態に係る着磁物検出ユニットの概略構成を示すX軸垂直断面図、図2は着磁物検出ユニットの概略構成を示すY軸垂直断面図、図3は磁石ホルダの一端部に備わる変位表示部の正面図、図4は着磁物検出ユニットに備わる磁石ホルダを支持する支持部の正面図、図5は着磁物検出ユニットに備わる姿勢表示部に取り付けられたマスク板の正面図、図6は変位表示部とマスク板との相対的な位置関係を説明する模式図である。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, the structure of the magnetized object detection unit according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
1 is an X-axis vertical sectional view showing a schematic configuration of a magnetized object detection unit according to the present embodiment, FIG. 2 is a Y-axis vertical sectional view showing a schematic configuration of the magnetized object detection unit, and FIG. 3 is one end of a magnet holder. FIG. 4 is a front view of a support unit that supports a magnet holder provided in the magnetized object detection unit, and FIG. 5 is a mask plate attached to the attitude display unit provided in the magnetized object detection unit. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the relative positional relationship between the displacement display portion and the mask plate.
着磁物検出ユニット10は、図1及び図2に示すように、アルミ製の有底筒状をなす筐体(支持フレーム)11と、筐体11の内部に配される磁石ホルダ20と、磁石ホルダ20を揺動可能に支持する支持部30と、筐体11の上部に配され磁石ホルダの姿勢を表示する姿勢表示部40とを備える。
As shown in FIGS. 1 and 2, the magnetized
磁石ホルダ20は、全体としてアルミ製の棒状体であり、一方の端部には磁石21が嵌め込まれ、当該磁石21は一方の端面が露出する態様とされている。また、磁石ホルダ20のうち、磁石21が嵌め込まれた側と反対側の端部には、当該磁石ホルダ20より大径とされ上に凸をなす球面板状の変位表示部22が取り付けられている。
The
変位表示部22は、図3に示すように、その中心に点模様23が形成され、さらにその周囲には点模様23を中心とした幅広の環状模様24が形成されている。本実施形態では、これら点模様23及び環状模様24は橙蛍光色を呈しており、明度が高く視認し易いものとされている。
As shown in FIG. 3, the
かかる磁石ホルダ20は、筐体11の円形断面の中心において、磁石21が嵌めこまれた側を下方にした状態でその重心位置を支持部30により支持されており、当該重心位置を支点25として揺動可能とされている(図1参照)。
The
支持部30は、図4に示すように、第1軸受部31と、第1軸受部をさらに外側から支持する第2軸受部32とを備える。第1軸受部31には、磁石ホルダ20をX軸方向に貫通する棒状の第1軸部33が設けられている。第1軸部33の両端部は尖形形状をなし、磁石ホルダ20の側面から突出している。磁石ホルダ20において第1軸部33が設けられた部位の周囲には、わずかな隙間を開けて中間リング34が設けられている。中間リング34のうち、第1軸部33の両端部と対向する部位には第1軸ネジ35a、35bが取り付けられており、第1軸部33の両端部と第1軸受ネジ35a、35bの端面とは点接触した状態とされている。第1軸受部31により、磁石ホルダ20はX軸を中心に揺動可能とされている。
As shown in FIG. 4, the
一方、第1軸受部31の中間リング34には、上記した第1軸部33と直交するY軸上に2本の第2軸部36a、36bが設けられている。各第2軸部36a、36bのうち、中間リング34の外側に位置する端部は尖形形状をなし、中間リング34の側面から突出している。中間リング34の周囲には、わずかな空隙を開けて筐体11の内壁から延出した外周リング37が設けられている。外周リング37のうち、第2軸部36a、36bの端部と対向する部位には第2軸受ネジ38a、38bが取り付けられており、中間リング34から突出した第2軸部36a、36bの一端部と第2軸受ネジ38a、38bの端面とは点接触した状態とされている。上記した第2軸部36a、36b、第2軸受ネジ38a、38b、及び外周リング37により第2軸受部32が構成され、第2軸受部32により、磁石ホルダ20はY軸を中心に揺動可能とされている。
On the other hand, the
これら第1軸受部31及び第2軸受部32における磁石ホルダ20の揺動可能な方向の組合せにより、磁石ホルダ20は両軸受部31、32により支持されている点を中心として、あらゆる方向に傾斜した姿勢をとることが可能となっている。
By the combination of the swingable directions of the
磁石ホルダ20の上端部に設けられた変位表示部22と対向するようにして、上に凸の球面形状をなす遮光性のマスク板41が取り付けられている(図1参照)。マスク板41には、図5に示すように、その中心に円形形状の透視孔(指標部)42が形成されている。透視孔42は、磁石ホルダ20の変位表示部22に形成された点模様23と同一径とされている。また、マスク板41の上方には、凸レンズ44が取り付けられており、凸レンズ44の上方から覗いた場合には、透視孔42が拡大表示されることとなる。
A light-shielding
磁石ホルダ20の揺動姿勢は、この固定された透視孔42と、揺動姿勢に伴って位置が変化する変位表示部22との相対的な位置関係により支持表示部40として確認することができる。本実施形態では、透視孔42と変位表示部22が点模様23との位置関係は、磁石ホルダ20が後述する被検出用磁石63と磁石21とが最短距離となる揺動姿勢をとったときには、図6に示すように、透視孔42から点模様23を除き見ることが可能なものとされている。
The swinging posture of the
さらに、マスク板41には、透視孔42を中心とした円周上に4つの三角孔(方向指示透視孔)43が設けられている。より具体的には、図5に示すように、マスク板41の表面に沿って、マスク板41の中心で交わる直交軸上に、それぞれX1方向にX1三角孔43a、X2方向にX2三角孔43b、Y1方向にY1三角孔43c、Y2方向にY2三角孔43dが配されており、それぞれ一頂点が外側に指向している。これら4つの三角孔43のそれぞれの最外部を結んだ仮想円の直径D2は、磁石ホルダ20の変位表示部22に形成された環状模様24の内周円の直径D1(図3参照)と同一かそれよりも僅かに小さい寸法とされている。そして、磁石ホルダ20が後述する被検出用磁石63と磁石21とが最短距離となる揺動姿勢をとったときには、図6に示すように、環状模様24が三角孔43の外側に位置することとなり、三角孔43から環状模様24を確認することができない構成とされている。
Further, the
次に、上記した着磁物検出ユニット10を備える加工装置50について、図7及び図8を用いて説明する。
図7は本実施形態に係る加工装置の概略構成を示す断面図、図8は加工装置から着磁物検出ユニットを取り外した状態を示す断面図である。
Next, the
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the processing apparatus according to the present embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state where the magnetized object detection unit is removed from the processing apparatus.
加工装置50は、図7に示すように、着磁物検出ユニット10と、これが嵌め込まれる本体51とを備える。本体51は、底面側が開口した略箱状をなし、その上面のほぼ中央には底面へ貫通する取付孔52が形成されている。本体51は、着磁物検出ユニット10を支持する支持構造である。着磁物検出ユニット10は、磁石21が取り付けられた側を本体51の底面側に向けた状態で取付孔52に装着される。すなわち、加工装置50は、その底面側に着磁物検出ユニット10の底面が露出した構成とされている。なお、着磁物検出ユニット10は、図8に示すように、本体51の取付孔52から上方に取り外し可能な構成とされている。この場合、本体51をその上面側から見ると、取付孔52を通じて、当該加工装置50が載置された対象物の表面が視認可能(露出した状態)となる。
As shown in FIG. 7, the
さらに、本体51のうちの取付孔52を挟む形で、本体51を対象物に固定するための固定機構53が2つ設けられている(図7参照)。固定機構53には、本体51の底面側の開口を通じて露出し、本体51を対象物に吸着固定する吸盤54が備わっている。吸盤54の上面には吸盤支持シャフト55が取り付けられ、吸盤支持シャフト55は本体51の上面に設けられたシャフト挿通孔56を通じて本体51の上面側に突出している。吸盤支持シャフト55の上端部には円盤状の本体固定用ボタン57が取り付けられ、本体固定用ボタン57と本体51の上面との間には、吸盤支持シャフト55の昇降を弾性変形を伴って許容するスプリング58が間在している。
Further, two fixing
また、吸盤支持シャフト55の内部には、吸盤54の上面から吸盤支持シャフト55の側面まで貫通する吸引路59aが設けられている。吸引路59aは、吸盤支持シャフト55の側面に取り付けられた吸引口(吸引機構)59に繋がっている。
Further, a
続いて、本実施形態に係る加工方法を図9ないし図15を用いて説明する。本実施形態では特に、大型飛行機の主翼の組立工程のうちスキン(外板)とリブとを固定する工程で、加工装置50を使用する方法を例示する。なお、スキンとスパーとを固定する工程でも加工装置50を使用できる。
図9はリブに設けられたボルト孔の位置を検出可能とすべく被検出用磁石を取り付けた状態を示す断面図、図10はスキン上で被検出用磁石の位置を探査中の加工装置を示すX軸垂直断面図、図11は図10の加工装置のY軸垂直断面図、図12は図10の加工装置の姿勢表示部における変位表示部とマスク板との相対的な位置関係を説明する模式図、図13はスキン上で被検出用磁石の位置検出を完了した状態の加工装置を示すX軸垂直断面図、図14は図13の加工装置のY軸断面図である。
Subsequently, a processing method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a method of using the
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in which a magnet to be detected is attached so that the position of the bolt hole provided in the rib can be detected, and FIG. 10 shows a processing apparatus that is searching for the position of the magnet to be detected on the skin. 11 is a vertical cross-sectional view of the X-axis, FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of the Y-axis of the processing apparatus of FIG. 10, and FIG. FIG. 13 is an X-axis vertical sectional view showing the machining apparatus in a state where the position detection of the magnet to be detected is completed on the skin, and FIG. 14 is a Y-axis sectional view of the machining apparatus in FIG.
非磁性材たるCFRP製のスキン60の所定位置には、図9に示すように、スキン60と対向配置されたスキン(図示せず)とを連結固定するリブ61が配されている。リブ61は、スキン60と接触する板面61aと、板面61aから垂直に延びる支柱部61bとを備える。板面61aはフランジといわれる場合がある。支柱部61bはウエブといわれる場合がある。板面61aの所定部位には、ボルト等を挿通するための固定孔62が形成されている。固定孔62の下方(スキン60とは反対側)には、被検出用磁石(着磁物63)が嵌めこまれたフランジ付き円筒64が取り付けられている。被検出用磁石63は、着磁物検出ユニット10に備わる磁石21と磁気的に引き合うものとされており、固定孔62の直下、すなわち固定孔62の軸線の延長線上に配されている。
As shown in FIG. 9,
本実施形態に係る加工装置50は、上記した被検出用磁石63の配された位置を検出することで、その直上の固定孔62の位置を特定し、スキン60の固定孔62と重なる部位に対して加工処理を行う。まず、加工装置50において、吸盤54を本体51の最下端部(着磁物検出ユニット10の最下端部)よりもやや持ち上げた状態とした上で、吸引口59に例えば真空ポンプ(図示せず)を接続して吸引動作を行う。この場合、加工装置50をスキン60に載置しても、吸盤54はスキン60とは接触しない状態とされているため、加工装置50はスキン60に固定されることなく、自由に移動させることができる。
The
加工装置50を、図10及び図11に示すように、スキン60の上面において、おおよそリブ61の固定孔62(被検出用磁石63)と重畳する位置に配する。すると、加工装置50に取り付けられた磁石21がスキン60及びリブ61の板面61a越しに被検出用磁石63と磁気的に引き合う。ここで、磁石ホルダ20は支点25を中心として揺動可能に支持されているため、磁石ホルダ20の磁石21を備える側の端部は被検出用磁石63の方向に指向する揺動姿勢をとることとなる。すなわち、磁石ホルダ20は被検出用磁石63が生成する磁場に感応して、磁石ホルダ20の磁石21を備える側の端部が被検出用磁石63の方向に指向する揺動姿勢をとる。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
このときの磁石ホルダ20の揺動姿勢を、着磁物検出ユニット10の上端側の姿勢表示部40において確認すると、図12に示すような態様となっている。すなわち、図10において加工装置50が被検出用磁石63に対してX1方向に位置ずれしていることにより、変位表示部22がマスク板41に対して相対的にX1方向に位置ずれする。これにより、変位表示部22の環状模様24の一部が、マスク板41のX2三角孔43bにより確認されることとなる。一方、図11において加工装置50が被検出用磁石63に対してY1方向に位置ずれしていることにより、変位表示部22がマスク板41に対して相対的にY1方向に位置ずれする。これにより、変位表示部22の環状模様24の一部が、マスク板41のY2三角孔43dにより確認されることとなる。
When the swinging posture of the
そこで、環状模様24が確認されたX2三角孔43b及びY2三角孔43dの配置されている方向へ加工装置50を移動させていく。すると、磁石21と被検出用磁石63との間の距離が小さくなることで磁石ホルダ20が直立に近い揺動姿勢をとるように変化し、X2三角孔43b及びY2三角孔43dから視認される環状模様24の割合が徐々に減少していく。
Therefore, the
そして、全ての三角孔43a、43b、43c、43dから環状模様24が視認されなくなり、かつ、変位表示部22の点模様23がマスク板41の透視孔42から視認される状態となったとき(図6に示す状態)、その位置で加工装置50の移動を停止する。すると、加工装置50と、被検出用磁石63との相対的な位置関係は、図13及び図14に示す状態となっている。すなわち、着磁物検出ユニット10に備わる磁石ホルダ20は磁石21と被検出用磁石63とが最短距離となる揺動姿勢をとっており、磁石21からスキン60に降ろした垂線の延長上に被検出用磁石63が存するという位置関係になっている。このようにして、被検出用磁石63の配された位置、すなわちリブ61に設けられた固定孔62の位置を、スキン60越しに検出することができるのである。
When the
上記のようにして被検出用磁石63の位置検出を完了したら、その位置で加工装置50の本体固定用ボタン57を吸盤支持シャフト55の軸線方向に押し込む。すると、吸盤支持シャフト55が下降し、これに伴い吸盤54もスキン60の表面に接触するまで下降することとなる。吸盤54内は常に吸引口から吸引されているため、吸盤54とスキン60との間で吸着力が生じ、本体51はスキン60上に固定されることとなる。これにより、被検出用磁石63の位置検出後、被検出用磁石63と、加工装置50との位置ずれを抑止することができるのである。
When the position detection of the
図15を参照して、スキン60にボルトを挿通するための貫通孔60aを開ける作業を説明する。まず、本体51の取付孔52から着磁物検出ユニット10を取り外し、加工ユニットとしての穴あけユニット70を取付孔52に取り付ける。穴あけユニット70は取付孔52に脱着可能に取り付けられる。本体51は、穴あけユニット70を支持する。穴あけユニット70は、ドリリングマシン71と、ガイドブッシュ73を備える。ガイドブッシュ73は、取付孔52に挿入される。ドリリングマシン71はドリル刃72を備える。ガイドブッシュ73は、ドリル刃72の軸方向にドリリングマシン71を案内する。ドリル刃72が回転した状態でドリリングマシン71をスキン60に押し付けて貫通孔60aを形成する。
With reference to FIG. 15, an operation of opening a through
最後に、吸引口59に接続された真空ポンプの吸引を停止する。すると、吸盤54とスキン60との間の吸着力が解消され、スプリング58の弾性回復力により本体固定用ボタンが押し上げられることで、吸盤54が上方へ引き上げられる。これにより、本体51をスキン60から取り外すことができ、その後スキン60とリブ61とをボルトで固定することが可能となる。
Finally, the suction of the vacuum pump connected to the
上述したように、スキン60のリブ61の側からスキン60の加工対象部位が被検出用磁石63によって特定されている場合に、スキン60のリブ61の側の反対側から着磁物検出ユニット10が被検出用磁石63の位置を検出し、スキン60のリブ61の側の反対側からドリリングマシン71が加工対象部位を高い位置精度で加工する。したがって、スキン60のリブ61の側の空間が狭隘なためにスキン60のリブ61の側からスキン60に対する加工作業を行うことが困難な場合であっても、リブ、スパーの基準孔に正対した孔開け加工を高い位置精度でスキン60に対して行うことができる。
As described above, when the portion to be processed of the
以上、本実施形態に係る着磁物検出ユニット10、及びこれを備える加工装置50は、以下のような作用効果を奏する。
本実施形態に係る着磁物検出ユニット10は、一端側に被検出用磁石63と磁気的に引き合う磁石21を備えた磁石ホルダ20と、この磁石ホルダ20をその重心位置を支持点25として揺動可能に支持する筐体11と、磁石ホルダ20の磁石21とは反対側の端部に設けられた変位表示部22と筐体11側の指標部42との相対的な位置関係によって磁石ホルダ20の揺動姿勢を表示する姿勢表示部40を備えている。
As described above, the magnetized
The magnetized
このような構成の着磁物検出ユニット10を、スキン60のうち被検出用磁石63とは反対側の面に配すると、磁石ホルダ20の一端側に備わる磁石21と被検出用磁石63とがスキン60越しに引き合うため、磁石ホルダ20の当該端部は被検出用磁石63に指向する動きを生じる。そのため、当該着磁物検出ユニット10をスキン60上を移動させて磁石ホルダ20に設けられた磁石21と被検出用磁石63との間の距離を異ならせると、揺動可能に支持されている磁石ホルダ20がその支点25を中心にして揺動することでその姿勢が変化することになる。この磁石ホルダ20の姿勢変化は、磁石ホルダ20の磁石21とは反対側の端部に設けられた変位表示部22と筐体11側の指標部42とからなる姿勢表示部40により認識することができる。そこで、姿勢表示部40を見ながら着磁物検出ユニット10を動かして、磁石21と被検出用磁石63との間の距離が最小となる磁石ホルダ20の揺動姿勢をとらせると、そのときの磁石21からスキン60に降ろした垂線の延長上に被検出用磁石63が配されていることになる。
When the magnetized
さらに、磁石ホルダ20はその重心を支点25として揺動可能に支持されているため、例えばスキン60が傾斜面をなす場合にも、重力の影響を解消することができる。このように、着磁物検出ユニット10によれば、非磁性材製のスキン60の形状を気にすることなく、スキン60によって隠された部位にある被検出用磁石63の位置を、簡単かつ正確に検出することが可能となる。
Furthermore, since the
また、本実施形態では、磁石ホルダ20は、磁石ホルダ20をX軸を中心に揺動可能に支持する第1軸受部31と、第1軸受部31をX軸と直交するY軸を中心に揺動可能に支持する第2軸受部32とにより支持されている。
In the present embodiment, the
上記構成によれば、第1軸受部31と第2軸受部32とにおける磁石ホルダ20の揺動可能方向の組合せにより、磁石ホルダ20は両軸受部31、32により支持されている点を中心として、あらゆる方向に傾斜した姿勢をとることが可能となる。これにより、着磁物検出ユニット10に対して被検出用磁石63がいかなる方向に配されている場合にも、磁石ホルダ20の端部に備わる磁石21は磁石ホルダ20の揺動姿勢の変化を伴って、被検出用磁石63の方向を指向することができ、被検出用磁石63の配されている位置を検出することが可能となる。
According to the above configuration, the
また、本実施形態では、筐体11上部には変位表示部22に対応して遮光性のマスク板41が設けられ、磁石ホルダ20の変位表示部22には点模様23が形成され、マスク板41には磁石21と被検出用磁石63とが最短距離となるときの磁石ホルダ20の揺動姿勢において点模様23を覗き見ることが可能な透視孔42が形成され、姿勢表示部40にはマスク板41の透視孔42を拡大するレンズが設けられている。
In the present embodiment, a light-shielding
この場合、マスク板41に設けた透視孔42を覗きながら着磁物検出ユニット10をスキン60上で移動させて、透視孔42から磁石ホルダ20に形成された点模様23が確認されたら、その位置で着磁物検出ユニット10を止める。すると、そのときの磁石21からスキン60に降ろした垂線の延長上に被検出用磁石63が配されていることとなる。さらに、透視孔42がレンズ44により拡大して表示されるため、透視孔42と点模様23とが正確に一致したことを確認することができ、被検出用磁石63の配された位置を正確に検出することが可能となる。
In this case, when the magnetized
特に、本実施形態では、変位表示部22として点模様23を中心とする環状模様24がさらに形成され、マスク板41には、その中心で交わる直交軸上に互いに独立した4つの三角孔43a、43b、43c、43dが形成され、これら三角孔43a、43b、43c、43dの最外部は、磁石21と被検出用磁石63とが最短距離となる揺動姿勢を磁石ホルダ20がとったときに環状模様24の内周と重畳するものとされている。
In particular, in the present embodiment, an
このような構成によれば、各三角孔43a、43b、43c、43dから確認される環状模様24の態様により、磁石21と被検出用磁石63との相対的な位置関係が示され、着磁物位置検出用ユニット10を移動させるべき方向が示されることとなる。磁石21と被検出用磁石63とが最短距離となっていない場合には、マスク板41の各三角孔43a、43b、43c、43dのうち1ないし2個の三角孔からは環状模様24が確認され、残りの三角孔からは環状模様24が確認されない。この場合、着磁物検出ユニット10を、環状模様24が確認された三角孔の配置されている方向へ移動させれば、磁石21と被検出用磁石63との距離が近づいていくこととなり、三角孔から確認される環状模様24の態様が変化していく。そして、すべての三角孔43a、43b、43c、43dから環状模様が確認されなくなった位置で、着磁物検出ユニット10を止めると、そのときの磁石21からスキン60に降ろした垂線の延長上に被検出用磁石63が配されていることとなる。
According to such a configuration, the relative positional relationship between the
また、本実施形態に係る加工装置50は、上記した着磁物検出ユニット10と、着磁物検出ユニット10が脱着可能に取り付けられる取付孔52を有する本体51と、を備え、着磁物検出ユニット10を取り外した場合には、取付孔52を通じてスキン60の表面が露出するものとされている。
The
上記構成の加工装置50によれば、まず着磁物検出ユニット10を取り付けた状態でスキン60を動かして被検出用磁石63の位置を検出した後、着磁物検出ユニット10を本体51から取り外すことにより、本体51の取付孔52を通じてスキン60の表面が露出することとなる。ここで、特に本実施形態では、着磁物検出ユニット10において、磁石21と被検出用磁石63との間の距離が最小となるときの磁石21の位置を、本体51の取付孔52の中心となるようにしている。そのため、着磁物検出ユニット10を本体51から取り外した後、取付孔52を通じて露出するスキン60の表面において、その中心から延びる垂線上に被検出用磁石63が配されていることを指し示していることとなる。このように、スキン60越しに被検出用磁石63の位置を示す指標を形成することができ、この指標により被検出用磁石63の位置に対して所望の処理を行うことが可能となる。
According to the
また、本実施形態では、本体51には、本体51のうちスキン60と相対する側に配置された吸盤54と、吸盤54内の空気を吸引するための吸引口59とからなる固定機構53が設けられている。
In the present embodiment, the
この場合、被検出用磁石63の位置を検出した後、本体51に備わる固定機構53により加工装置50をスキン60上に固定することにより、例えば人が把持している場合に比して、本体51とスキン60との間の位置ずれが生じ難く、被検出用磁石63の検出位置を正確に示すことが可能となる。さらに、固定機構53を吸盤54構造という簡便な構成とすることにより、加工装置50を大掛かりな装置とする必要がなく、取扱い性に優れたものとすることが可能となる。
In this case, after detecting the position of the
また、本実施形態では、着磁物検出ユニット10を取り外した場合、着磁物検出ユニット10と交換取り付け可能な穴あけユニット70を有している。
Moreover, in this embodiment, when the magnetized
このような構成によれば、着磁物検出ユニット10を取り付けた状態で被検出用磁石63の位置を検出した後、着磁物検出ユニット10を取り外して穴あけユニット70と交換することができる。これにより、検出位置のずれを生じることなく、スキン60上に示された検出位置に孔開け加工をすることが可能となる。
According to such a configuration, after detecting the position of the
図16を参照して、本実施形態の変形例に係る加工装置50を説明する。加工ユニットとしての釘打ちユニット80は、穴あけユニット70のかわりに取付孔52に取り付けられる。本変形例に係る加工装置50は、板100に釘を打ちつけて板100と板101とを結合する。板100及び101は非磁性材製である。この釘打ち処理により板100に貫通孔が形成される。更に、本変形例においては、被検出用磁石63のかわりに被検出用磁石66を用いることが可能である。被検出用磁石66は、接着剤や両面テープ等の固定手段により板101に固定される。
With reference to FIG. 16, the
釘打ちユニット80のかわりに鋲打ちユニット(不図示)を用いることも可能である。鋲打ちユニットは板100及び101に対して鋲打ち処理を実行する。この釘打ち処理により板100に貫通孔が形成される。
Instead of the nailing
(第2の実施形態)
図17を参照して、本発明の第2の実施形態に係る加工装置90を説明する。加工装置90は、着磁物検出ユニット10と、加工ユニットとしてのドリリングマシン71と、XY移動体93と、支持構造99を備える。支持構造99は、基部としての外枠フレーム91と、固定機構53と、X軸方向サーボ駆動機構92Xと、Y軸方向サーボ駆動機構92Yを備える。固定機構53は外枠フレーム91をスキン60に固定する。X軸方向サーボ駆動機構92Xは、XY移動体93を外枠フレーム91に対してX軸に平行に移動する。Y軸方向サーボ駆動機構92Yは、XY移動体93を外枠フレーム91に対してY軸に平行に移動する。ここで、X軸及びY軸は、磁石ホルダ20の揺動のX軸及びY軸である。XY移動体93は、着磁物検出ユニット10を支持する。XY移動体93はZ軸方向サーボ駆動機構92Zを備える。Z軸方向サーボ駆動機構92Zは、ドリリングマシン71をZ軸方向に移動する。Z軸方向は、X軸及びY軸に垂直である。Z軸方向サーボ駆動機構92Zは、ドリル刃72の軸方向がZ軸方向に平行になるようにドリリングマシン71を支持する。
(Second Embodiment)
With reference to FIG. 17, the
図18を参照して、加工装置90は、第1揺動角センサ98Aと、第2揺動角センサ98Bと、制御装置94と、記憶装置95を備える。第1揺動角センサ98Aは、磁石ホルダ20のX軸を中心とした揺動の第1揺動角を検出する。第2揺動角センサ98Bは、磁石ホルダ20のY軸を中心とした揺動の第2揺動角を検出する。記憶装置95は、着磁物検出ユニット10及びドリリングマシン71の相対XY変位量96を記憶する。相対XY変位量96は固定値である。
Referring to FIG. 18, the
以下、第2の実施形態に係る加工方法を説明する。 Hereinafter, a processing method according to the second embodiment will be described.
被検出用磁石63の位置に対応する対応位置の近傍で固定機構53を用いて外枠フレーム91をスキン60に固定する。加工装置90は、スキン60を挟んで被検出用磁石63の反対側に配置される。対応位置は、被検出用磁石63からスキン60に降ろした垂線の延長上にある。
The
その後、制御装置94は、X軸方向サーボ駆動機構92X及びY軸方向サーボ駆動機構92YにXY移動体93を移動させて、第1揺動角及び第2揺動角がそれぞれ所定の第1角度及び所定の第2角度になるときの着磁物検出ユニット10の位置としての対応位置を探索する。
Thereafter, the
その後、制御装置94は、着磁物検出ユニット10が対応位置にあるときのXY移動体93のXY座標97を記憶装置95に記憶する。
Thereafter, the
その後、制御装置94は、相対XY変位量96とXY座標97とに基づいてX軸方向サーボ駆動機構92X、Y軸方向サーボ駆動機構92Y、又は両者にXY移動体93を移動させて、ドリリングマシン71を対応位置に配置する。
Thereafter, the
その後、制御装置94は、Z軸方向サーボ駆動装置92Zにドリリングマシン71をZ軸方向に移動させて、スキン60に貫通孔60aを形成する。
Thereafter, the
本実施形態によれば、スキン60に貫通孔60aを形成する工程が自動化される。
According to this embodiment, the process of forming the through
(第3の実施形態)
図19を参照して、本発明の第3の実施形態に係る加工装置を説明する。本実施形態に係る加工装置は、着磁物検出ユニット10、第1揺動角センサ98A、及び第2揺動角センサ98Bが磁気センサ110で置き換えられている点を除いて第2の実施形態に係る加工装置90と同じである。磁気センサ110は、被検出用磁石63が生成する磁場に感応する着磁物検出ユニットとして機能し、XY移動体93に支持される。
(Third embodiment)
A machining apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The machining apparatus according to the present embodiment is the second embodiment except that the magnetized
以下、第3の実施形態に係る加工方法を説明する。 Hereinafter, a processing method according to the third embodiment will be described.
被検出用磁石63の位置に対応する対応位置の近傍で固定機構53を用いて外枠フレーム91をスキン60に固定する。本実施形態に係る加工装置は、スキン60を挟んで被検出用磁石63の反対側に配置される。対応位置は、被検出用磁石63からスキン60に降ろした垂線の延長上にある。
The
その後、制御装置94は、X軸方向サーボ駆動機構92X及びY軸方向サーボ駆動機構92YにXY移動体93を移動させて、磁気センサ110の感度が最大となる磁気センサ110の位置としての対応位置を探索する。
Thereafter, the
その後、制御装置94は、磁気センサ110が対応位置にあるときのXY移動体93のXY座標97を記憶装置95に記憶する。
Thereafter, the
その後、制御装置94は、相対XY変位量96とXY座標97とに基づいてX軸方向サーボ駆動機構92X、Y軸方向サーボ駆動機構92Y、又は両者にXY移動体93を移動させて、ドリリングマシン71を対応位置に配置する。
Thereafter, the
その後、制御装置94は、Z軸方向サーボ駆動装置92Zにドリリングマシン71をZ軸方向に移動させて、スキン60に貫通孔60aを形成する。
Thereafter, the
本実施形態によれば、スキン60に貫通孔60aを形成する工程が自動化される。
According to this embodiment, the process of forming the through
第2の実施形態及び第3の実施形態において、ドリリングマシン71を釘打ちユニット80又は鋲打ちユニットで置き換えることが可能である。この場合、スキン60、リブ61、及び被検出用磁石63が板100、板110、及び被検出用磁石66で置き換えられる。
In the second embodiment and the third embodiment, the
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態に様々な変更を行うことが可能である。上記実施形態を互いに組み合わせることが可能である。 The present invention has been described above with reference to the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment. Various modifications can be made to the above embodiment. The above embodiments can be combined with each other.
例えば、上記各実施形態に係る加工装置及び加工方法を、建造物等の裏骨に壁材、天井材等を表面からブラインド状態で孔あけ及び釘打ちする場合に適用することが可能である。上記各実施形態によれば孔あけ及び釘打ちを行うべき部位の検索精度が高いため、裏骨と壁材、天井材等との接触面の縮小化が可能となり、コストが低減される。 For example, the processing apparatus and the processing method according to each of the embodiments described above can be applied to a case where a wall material, a ceiling material, or the like is drilled and nailing from the surface in a blind state on a back bone of a building or the like. According to each of the embodiments described above, since the search accuracy of the part to be drilled and nailing is high, the contact surface between the back bone and the wall material, ceiling material, etc. can be reduced, and the cost is reduced.
10…着磁物検出ユニット
11…筐体(支持フレーム)
20…磁石ホルダ
21…磁石
22…変位表示部
23…点模様
24…環状模様
25…支点
30…支持部
31…第1軸受部
32…第2軸受部
40…姿勢表示部
41…マスク板
42…透視孔(指標部)
43a〜43d…三角孔(方向指示透視孔)
44…レンズ
50…加工装置
51…本体
52…取付孔
53…固定機構(固定手段)
54…吸盤
59…吸引口(吸引機構)
60…スキン(障害物)
60a…貫通孔
61…リブ
61a…板面
61b…支柱部
62…固定孔
63、66…被検出用磁石(着磁物)
64…フランジ付き円筒
70…穴あけユニット
71…ドリリングマシン
72…ドリル刃
73…ガイドブッシュ
80…釘打ちユニット(鋲打ちユニット)
90…加工装置
91…外枠フレーム
92X…X軸方向サーボ駆動機構
92Y…Y軸方向サーボ駆動機構
92Z…Z軸方向サーボ駆動機構
93…XY移動体
94…制御装置
95…記憶装置
96…相対XY変位量
97…XY座標
98A…第1揺動角センサ
98B…第2揺動角センサ
99…支持構造
100、101…板
110…磁気センサ
10 ... Magnetized
DESCRIPTION OF
43a-43d ... Triangular hole (direction indicating fluoroscopic hole)
44 ...
54 ...
60 ... Skin (obstacle)
60a ... Through
64 ...
90 ...
Claims (13)
前記反対側から前記被加工物に対して加工処理を実行する加工ユニットと、
前記着磁物検出ユニットを前記反対側の第1位置に支持し、前記加工ユニットを前記第1位置で支持する支持構造と
を具備する
加工装置。 A magnetized object detection unit that is sensitive to a magnetic field generated by a magnetized object on one side of the work piece, sandwiching the work piece from the opposite side of the one side;
A processing unit for performing processing on the workpiece from the opposite side;
A processing apparatus comprising: a support structure that supports the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side and supports the processing unit at the first position.
一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石を備えた磁石ホルダと、
前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレームと、
前記磁石ホルダの前記磁石とは反対側の端部に設けられた変位表示部と前記支持フレーム側に設けられた指標部との相対的な位置関係によって前記磁石ホルダの前記支点を中心とした揺動姿勢を表示する姿勢表示部と
を備える
請求項1の加工装置。 The magnetized object detection unit includes:
A magnet holder including a magnet that magnetically attracts the magnetized object on one end side;
A support frame for swingably supporting the magnet holder with the center of gravity of the magnet holder as a fulcrum;
The magnet holder swings around the fulcrum according to the relative positional relationship between the displacement display portion provided at the end of the magnet holder opposite to the magnet and the indicator portion provided at the support frame. The processing apparatus according to claim 1, further comprising a posture display unit that displays a dynamic posture.
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの各々は、前記取付部に脱着可能に取り付けられる
請求項2の加工装置。 The support structure includes a mounting portion,
The processing apparatus according to claim 2, wherein each of the magnetized object detection unit and the processing unit is detachably attached to the attachment portion.
前記加工ユニットは、
前記貫通孔に挿入されるガイドブッシュと、
ドリル刃を備えたドリリングマシンと
を備え、
前記ガイドブッシュは、前記ドリリングマシンを前記ドリル刃の軸方向に案内する
請求項3の加工装置。 The attachment portion includes a through hole formed in the support structure,
The processing unit is
A guide bush inserted into the through hole;
With a drilling machine equipped with a drill blade,
The processing apparatus according to claim 3, wherein the guide bush guides the drilling machine in an axial direction of the drill blade.
記憶装置と、
第1揺動角センサと、
第2揺動角センサと
を更に具備し、
前記着磁物検出ユニットは、
一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石を備えた磁石ホルダと、
前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレームと
を備え、
前記支持フレームは、
前記磁石ホルダをX軸を中心に揺動可能に支持する第1軸受部と、
前記第1軸受部を前記X軸に直交するY軸を中心に揺動可能に支持する第2軸受部と
を備え、
前記第1揺動角センサは、前記磁石ホルダの前記X軸を中心とした揺動の第1揺動角を検出し、
前記第2揺動角センサは、前記磁石ホルダの前記Y軸を中心とした揺動の第2揺動角を検出し、
前記支持構造は、
前記被加工物に固定される基部と、
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体と、
前記移動体を前記基部に対して前記X軸に平行に移動し、且つ、前記移動体を前記基部に対して前記Y軸に平行に移動するサーボ駆動機構と
を備え、
前記制御装置は、
前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記第1揺動角及び前記第2揺動角がそれぞれ所定の第1角度及び所定の第2角度になるときの前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索し、
前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体のXY座標を前記記憶装置に記憶し、
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量と前記XY座標とに基づいて前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記加工ユニットを前記第1位置に配置する
請求項1の加工装置。 A control device;
A storage device;
A first swing angle sensor;
A second swing angle sensor;
The magnetized object detection unit includes:
A magnet holder including a magnet that magnetically attracts the magnetized object on one end side;
A support frame that swingably supports the magnet holder with the center of gravity of the magnet holder as a fulcrum;
The support frame is
A first bearing portion that supports the magnet holder so as to be swingable about the X axis;
A second bearing portion supporting the first bearing portion so as to be swingable about a Y axis perpendicular to the X axis;
The first swing angle sensor detects a first swing angle of swinging around the X axis of the magnet holder,
The second swing angle sensor detects a second swing angle of swinging around the Y axis of the magnet holder;
The support structure is
A base fixed to the workpiece;
A moving body that supports the magnetized object detection unit and the processing unit;
A servo drive mechanism for moving the movable body parallel to the X axis with respect to the base and moving the movable body parallel to the Y axis with respect to the base;
The controller is
The position of the magnetized object detection unit when the movable body is moved to the servo drive mechanism and the first swing angle and the second swing angle become a predetermined first angle and a predetermined second angle, respectively. Searching for the first position as
XY coordinates of the moving body when the magnetized object detection unit is in the first position are stored in the storage device;
The machining unit according to claim 1, wherein the moving unit is moved to the servo drive mechanism based on the relative displacement amount of the magnetized object detection unit and the machining unit and the XY coordinates, and the machining unit is arranged at the first position. apparatus.
記憶装置と
を更に具備し、
前記着磁物検出ユニットは磁気センサを備え、
前記支持構造は、
前記被加工物に固定される基部と、
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体と、
前記移動体を前記基部に対して移動するサーボ駆動機構と
を備え、
前記制御装置は、
前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記磁気センサの感度が最大となる前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索し、
前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体の座標を前記記憶装置に記憶し、
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量と前記座標とに基づいて前記サーボ駆動機構に前記移動体を移動させて前記加工ユニットを前記第1位置に配置する
請求項1の加工装置。 A control device;
A storage device,
The magnetized object detection unit includes a magnetic sensor,
The support structure is
A base fixed to the workpiece;
A moving body that supports the magnetized object detection unit and the processing unit;
A servo drive mechanism for moving the movable body relative to the base,
The controller is
Searching for the first position as the position of the magnetized object detection unit where the sensitivity of the magnetic sensor is maximized by moving the moving body to the servo drive mechanism;
Storing the coordinates of the movable body when the magnetized object detection unit is in the first position in the storage device;
The processing apparatus according to claim 1, wherein the processing unit is arranged at the first position by moving the movable body to the servo drive mechanism based on the relative displacement amount and the coordinates of the magnetized object detection unit and the processing unit. .
請求項1の加工装置。 The processing apparatus according to claim 1, wherein the processing is a drilling process using a drill, a nailing process, or a hammering process.
前記第1位置に加工ユニットを配置するステップと、
前記加工ユニットが前記被加工物に対して加工処理を実行するステップと
を具備する
加工方法。 Disposing a magnetized object detection unit that is sensitive to a magnetic field generated by a magnetized object on one side of the workpiece from the opposite side of the one side at a first position on the opposite side; ,
Disposing a processing unit at the first position;
The processing unit includes a step of performing a processing process on the workpiece.
一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石を備えた磁石ホルダと、
前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレームと、
前記磁石ホルダの前記磁石とは反対側の端部に設けられた変位表示部と前記支持フレーム側に設けられた指標部との相対的な位置関係によって前記磁石ホルダの前記支点を中心とした揺動姿勢を表示する姿勢表示部と
を備え、
前記着磁物検出ユニットを前記反対側の前記第1位置に配置する前記ステップは、前記姿勢表示部を見ながら、前記着磁物検出ユニットを支持する支持構造を移動するステップを含み、
前記第1位置に前記加工ユニットを配置する前記ステップは、
前記着磁物検出ユニットを前記支持構造から取り外すステップと、
前記加工ユニットを前記支持構造に取り付けるステップと
を備える
請求項8の加工方法。 The magnetized object detection unit includes:
A magnet holder including a magnet that magnetically attracts the magnetized object on one end side;
A support frame for swingably supporting the magnet holder with the center of gravity of the magnet holder as a fulcrum;
The magnet holder swings around the fulcrum according to the relative positional relationship between the displacement display portion provided at the end of the magnet holder opposite to the magnet and the indicator portion provided at the support frame. A posture display unit for displaying a dynamic posture,
The step of disposing the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side includes a step of moving a support structure that supports the magnetized object detection unit while looking at the posture display unit,
The step of disposing the processing unit at the first position includes:
Removing the magnetized object detection unit from the support structure;
The processing method according to claim 8, further comprising: attaching the processing unit to the support structure.
一端側に前記着磁物と磁気的に引き合う磁石を備えた磁石ホルダと、
前記磁石ホルダを前記磁石ホルダの重心位置を支点として揺動可能に支持する支持フレームと
を備え、
前記支持フレームは、
前記磁石ホルダをX軸を中心に揺動可能に支持する第1軸受部と、
前記第1軸受部を前記X軸に直交するY軸を中心に揺動可能に支持する第2軸受部と
を備え、
前記着磁物検出ユニットを前記反対側の前記第1位置に配置する前記ステップは、
前記磁石ホルダの前記X軸を中心とした揺動の第1揺動角を検出するステップと、
前記磁石ホルダの前記Y軸を中心とした揺動の第2揺動角を検出するステップと、
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体を前記X軸に平行に移動し及び前記Y軸に平行に移動して前記第1揺動角及び前記第2揺動角がそれぞれ所定の第1角度及び所定の第2角度になるときの前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索するステップと、
前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体のXY座標を記憶するステップと
を含み、
前記第1位置に前記加工ユニットを配置する前記ステップは、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量と前記XY座標とに基づいて前記移動体を前記X軸に平行に又は前記Y軸に平行に移動するステップを含む
請求項8の加工方法。 The magnetized object detection unit includes:
A magnet holder including a magnet that magnetically attracts the magnetized object on one end side;
A support frame that swingably supports the magnet holder with the center of gravity of the magnet holder as a fulcrum;
The support frame is
A first bearing portion that supports the magnet holder so as to be swingable about the X axis;
A second bearing portion supporting the first bearing portion so as to be swingable about a Y axis perpendicular to the X axis;
The step of disposing the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side includes:
Detecting a first swing angle of swinging about the X axis of the magnet holder;
Detecting a second swing angle of swinging about the Y axis of the magnet holder;
The movable body that supports the magnetized object detection unit and the machining unit is moved in parallel with the X axis and in parallel with the Y axis so that the first swing angle and the second swing angle are respectively predetermined. Searching for the first position as the position of the magnetized object detection unit when the first angle and the predetermined second angle are
Storing the XY coordinates of the movable body when the magnetized object detection unit is in the first position,
The step of disposing the processing unit at the first position may include moving the movable body parallel to the X axis or the Y based on the relative displacement amount of the magnetized object detection unit and the processing unit and the XY coordinates. The processing method according to claim 8, comprising a step of moving parallel to the axis.
前記着磁物検出ユニットを前記反対側の前記第1位置に配置する前記ステップは、
前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットを支持する移動体を移動して前記磁気センサの感度が最大となる前記着磁物検出ユニットの位置としての前記第1位置を探索するステップと、
前記着磁物検出ユニットが前記第1位置にあるときの前記移動体の座標を記憶するステップと、
前記第1位置に前記加工ユニットを配置する前記ステップは、前記着磁物検出ユニット及び前記加工ユニットの相対変位量と前記座標とに基づいて前記移動体を移動するステップを含む
請求項8の加工方法。 The magnetized object detection unit includes a magnetic sensor,
The step of disposing the magnetized object detection unit at the first position on the opposite side includes:
Searching for the first position as the position of the magnetized object detection unit where the sensitivity of the magnetic sensor is maximized by moving a movable body supporting the magnetized object detection unit and the processing unit;
Storing the coordinates of the movable body when the magnetized object detection unit is in the first position;
The process of disposing the processing unit at the first position includes a step of moving the moving body based on a relative displacement amount and the coordinates of the magnetized object detection unit and the processing unit. Method.
前記加工処理は、ドリルを用いた孔開け処理である
請求項8の加工方法。 The workpiece is an aircraft wing skin;
The processing method according to claim 8, wherein the processing process is a drilling process using a drill.
請求項8の加工方法。 The processing method according to claim 8, wherein the processing processing is drilling processing using a drill, nailing processing, or hammering processing.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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