JP6628994B2 - 構造体 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示される三次元位置計測装置は、対象物の画像を複数の位置で撮像して対象物の特徴点を抽出し、抽出した特徴点と撮像したカメラの位置とに基づいて、対象物の三次元位置をステレオ計測するものである。
しかしながら、特許文献1は、対象物全体の三次元位置を計測することが開示されているに過ぎず、位置決めされる部分の位置および姿勢を精度良く認識することを何ら開示するものではない。
本発明の一態様にかかる構造体は、位置決め突起部を備える位置決め装置に第1面が支持された状態で位置決めされるとともに板状に形成され、端部に形成されるとともに前記位置決め突起部に挿入される位置決め孔と、前記位置決め孔が形成される端部の第2面に形成される一対の第1位置検出用領域と、を備え、前記位置決め孔が、前記一対の第1位置検出用領域を結ぶ軸線上とは異なる位置に形成される。
以上のように本発明の一態様にかかる構造体によれば、位置決め装置に位置決めされる部分の位置および姿勢を精度良く認識させることが可能な構造体を提供することができる。
このようにすることで、構造体を位置決め装置に位置決めして必要な組立作業を行った後に一対の突出部を切断等することにより、最終製品で必要となる部分に何らの加工もせずに、構造体の位置および姿勢の検出を精度よく認識させることが可能となる。
このようにすることで、一対の第1位置検出用領域を撮像装置により撮像して得られる画像情報から一対の第1位置検出用領域の位置を算出する場合に、その算出精度を高くすることができる。同様に、一対の第2位置検出用領域を撮像装置により撮像して得られる画像情報から一対の第2位置検出用領域の位置を算出する場合に、その算出精度を高くすることができる。
板状に形成される構造体に貫通孔を形成する加工は、比較的高精度に位置決め可能な加工であるため、この貫通孔を一対の第1位置検出用領域および一対の第2位置検出用領域として用いることにより、一対の第1位置検出用領域および一対の第2位置検出用領域の検出精度を高めることができる。
本実施形態の組立システム600は、長辺方向の両端部に一対の位置決め孔220,221が形成された複数の板状構造部材200(構造体)を組立用治具100(位置決め装置)に位置決めし、複数の板状構造部材200を鋲打ち(リベッティング)等の加工により組み立てるシステムである。
図1に示すように、組立用治具100は、一対の第1支持部材110aと複数の第2支持部材110bからなる支持部110と、支持部110に取り付けられるとともに支持部110に板状構造部材200を位置決めする一対の位置決め部120,121とを備える。
一対の第1支持部材110aは、軸線Xに沿って平行に配置される長尺状の部材であり、支持部110が設置される設置面に締結ボルト(図示略)等により固定されている。
図1に示すように、第2支持部材110bは、第1支持部材110aが設置される設置面に対して軸線Yに沿った中央部が両端部よりも突出したアーチ形状となっている。第2支持部材110bが曲率を持ったアーチ形状となっているのは、板状構造部材200の下面をその形状に沿って支持するためである。複数の第2支持部材110bは、板状構造部材200の下面(第1面)を軸線Xに沿った複数箇所で支持する。
なお、図2に示す板状構造部材200は、平面視が矩形状であるものとしたが他の態様であってもよい。例えば、板状構造部材200は台形状やその他の形状の部材の両端部に一対の突出部210,211を形成したものであってもよい。
本実施形態の板状構造部材200は、例えば、航空機の胴体や主翼に用いられる長尺状の構造部材である。長辺方向および短辺方向の長さとしては種々の長さが採用可能であるが、例えば長辺方向が8m〜10m、短辺方向が2m程度である。また、板状構造部材200の厚みは、例えば3mm〜5mmである。
また、図2に示す板状構造部材200は、貫通穴が形成されていないものであるが、1箇所あるいは複数箇所に貫通穴(例えば、航空機の胴体に用いられる板状構造部材200の複数箇所に形成される窓取付用の貫通穴)を形成したものとしてもよい。
一対の位置検出用領域230,231および一対の位置検出用領域232,233は、それぞれ後述する撮像装置300b,301bにより撮像され、その中心位置を制御装置500により算出するための領域である。
一対の位置検出用領域230,231および一対の位置検出用領域232,233は、例えば、板状構造部材200の上面200bに塗装をし、あるいはシールを貼り付けることにより形成される。また、例えば、一対の位置決め孔220,221と同様に、一対の突出部210,211の下面200aと上面200bとを貫通させる貫通孔としてもよい。
突出部211において、位置決め孔221および一対の位置検出用領域232,233が形成されない他の領域についても同様である。
図4に示すように、組立システム600は、組立用治具100と、板状構造部材200と、板状構造部材200を把持した状態で移動させる一対の把持装置300,301と、板状構造部材200を供給するために一時的に保持する供給台400と、組立システム600を制御する制御装置500とを備える。
吸着ハンド部300a,301aは、負圧の作用により板状構造部材200の上面200bを吸着させるものである。
また、把持装置300,301の先端側には、撮像装置300b,301bが取り付けられている。
制御装置500は、以上の処理により、供給台400に保持される板状構造部材200の突出部210および突出部211の三次元空間内での位置および角度を認識(算出)する。
この際、把持装置300は、制御装置500が算出した突出部210の位置および角度に基づいて吸着ハンド部300aを板状構造部材200の上面に移動させる。同様に、把持装置301は、制御装置500が算出した突出部211の位置および角度に基づいて吸着ハンド部301aを板状構造部材200の上面に移動させる。
図7に示すように、位置決め部120は、板状構造部材200の位置決め孔220に挿入される位置決めピン120a(位置決め突起部)と、位置決めピン120aを第2支持部材110bに取り付ける取付部材120bとを備える。
また、図4から図6に示す例は、1枚の板状構造部材200を組立用治具100に設置する例であるが、本実施形態の組立システム600は、他の2枚の板状構造部材200を他の2組の位置決め部120,121に連続的に供給台400に供給可能であるものとし、説明を省略する。
図7に示すように、位置決めピン120aは、下方に位置する基端部120cから先端部120dへ向けて外径がOD1から漸次小さくなるテーパ形状となっている。位置決めピン120aの基端部120cから先端部120dに至る部分は、断面が円形の円錐台形状となっている。
内径ID1と外径OD1との差分は、組立用治具100が板状構造部材200を位置決めする際に許容される位置決め誤差(例えば0.2mm)の2倍以下となっている。このようにすることで、基端部120cの外周面と位置決め孔220の内周面との間に形成される隙間が位置決め誤差以下に維持される。
位置P2において、位置決め孔220の内周面が位置決めピン120aのテーパ形状の外周面と接触する。位置P2においては、位置決め孔220の中心軸となる軸線Z2は位置決めピン120aの中心軸となる軸線Z1と距離d1だけ離間している。
3枚の板状構造部材200が組み立てられた後、3枚の板状構造部材200が有する突出部210,211は、切断装置(図示略)により切断される。突出部210,211を切断するのは、これらが最終製品として不要な部分であるからである。
図8に示す位置決めピン121a,取付部材121b,基端部121c,先端部121dは、それぞれ図7に示す位置決めピン120a,取付部材120b,基端部120c,先端部120dと対応している。
また、図8に示す位置決めピン121aの中心軸となる軸線Z3,位置決め孔221の中心軸となる軸線Z4,軸線Z3と軸線Z4の間の距離d2は、それぞれ図7に示す位置決めピン120aの中心軸となる軸線Z1,位置決め孔220の中心軸となる軸線Z2,軸線Z1と軸線Z2の間の距離d1と対応している。
本実施形態の板状構造部材200によれば、長辺方向の両端部のそれぞれに位置決め孔220,221と位置検出用領域230,231および位置検出用領域232,233が形成される。そのため、組立用治具100の位置決めピン120a,121aに位置決めされる長辺方向の両端部のそれぞれにおいて、板状構造部材200の位置および角度(長辺方向に延びる軸線回りの角度および短辺方向に延びる軸線回りの角度)を精度良く認識させることが可能となる。特に、板状構造部材200の両端部の形状を基準として板状構造部材200の位置および角度を認識させる場合に比べ、認識精度が向上する。これは、板状構造部材200の両端部の形状を基準とする場合、その形状の加工精度が十分でないと、加工精度の誤差によって認識精度が低下してしまうからである。
以上のように本実施形態の板状構造部材200によれば、組立用治具100に位置決めされる部分の位置および姿勢を精度良く認識させることできる。
板状構造部材200に貫通孔を形成する加工は、比較的高精度に位置決め可能な加工であるため、この貫通孔を一対の位置検出用領域230,231および一対の位置検出用領域232,233として用いることにより、一対の位置検出用領域230,231および一対の位置検出用領域232,233の検出精度を高めることができる。
110 支持部
110a 第1支持部材
110b 第2支持部材
120,121 位置決め部
120a 位置決めピン(位置決め突起部)
120b 取付部材
120c 基端部
120d 先端部
200 板状構造部材(構造体)
200a 下面(第1面)
200b 上面(第2面)
210,211 突出部
220,221 位置決め孔
230,231 位置検出用領域(第1位置検出用領域)
232,233 位置検出用領域(第2位置検出用領域)
300,301 把持装置
300a,301a 吸着ハンド部
300b,301b 撮像装置
400 供給台
500 制御装置
600 組立システム
OD1 外径
ID1 内径
Claims (2)
- 一対の位置決め突起部を備える位置決め装置に第1面が支持された状態で位置決めされるとともに板状に形成される構造体であって、
両端部に形成されるとともに前記一対の位置決め突起部に挿入される一対の位置決め孔と、
一方の前記位置決め孔が形成される一端部の第2面に形成される一対の第1位置検出用領域と、
他方の前記位置決め孔が形成される他端側の前記第2面に形成される一対の第2位置検出用領域と、を備え、
前記一方の位置決め孔が、前記一対の第1位置検出用領域を結ぶ軸線上とは異なる位置に形成され、前記他方の位置決め孔が前記一対の第2位置検出用領域を結ぶ軸線上とは異なる位置に形成され、
前記両端部に外方へ突出する一対の突出部が形成され、
一方の前記突出部に前記一方の位置決め孔および前記一対の第1位置検出用領域が形成され、
他方の前記突出部に前記他方の位置決め孔および前記一対の第2位置検出用領域が形成され、
前記一方の突出部の前記第2面における前記一対の第1位置検出用領域が形成されない他の領域には、前記一対の第1位置検出用領域との輝度の差を大きくする加工がされており、
前記他方の突出部の前記第2面における前記一対の第2位置検出用領域が形成されない他の領域には、前記一対の第2位置検出用領域との輝度の差を大きくする加工がされている構造体。 - 前記第1位置検出用領域は、前記第1面と前記第2面とを貫通させる貫通孔である請求項1に記載の構造体。
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