WO2010098242A1

WO2010098242A1 - 航空機構造体製造装置

Info

Publication number: WO2010098242A1
Application number: PCT/JP2010/052383
Authority: WO
Inventors: 茂巳山根; 金洋小南
Original assignee: 三菱重工業株式会社
Priority date: 2009-02-27
Filing date: 2010-02-17
Publication date: 2010-09-02
Also published as: CA2753523A1; EP2402253A4; JP5112361B2; US8869367B2; CN102333700A; BRPI1009549A2; BRPI1009549B1; CN102333700B; CA2753523C; EP2402253B1; US20110302784A1; JP2010201986A; EP2402253A1

Abstract

　第１昇降スタンドは、位置決め対象物の第１部位を支持する第１支持ユニットと、第１支持ユニットを鉛直方向に駆動する第１サーボ装置を備える。第２昇降スタンドは、位置決め対象物の第２部位を支持する第２支持ユニットと、第２支持ユニットを鉛直方向に駆動する第２サーボ装置を備える。第３昇降スタンドは、位置決め対象物の第３部位を支持する第３支持ユニットと、第３支持ユニットを鉛直方向に駆動する第３サーボ装置を備える。第４昇降スタンドは、位置決め対象物の第４部位を支持する第４支持ユニットと、第４支持ユニットを鉛直方向に駆動する第４サーボ装置を備える。

Description

航空機構造体製造装置

　本発明は、航空機の製造技術に関する。

　特許第４１２８６２６号公報及び特開２００８－７１１４号公報は、航空機の主翼の組立方法を開示している。主翼の組立工程において、骨格構造体に翼パネルを取り付けるため、翼パネルを高精度に位置決めする必要がある。工数削減のため、翼パネルを短時間で位置決めすることが望まれる。

特許第４１２８６２６号公報特開２００８－７１１４号公報

　本発明の目的は、短時間に高精度の位置決めを可能とする航空機構造体製造装置及び航空機構造体製造方法を提供することである。

　本発明の第１の観点による航空機構造物製造装置は、位置決め対象物の第１部位を支持する第１支持ユニットと、前記位置決め対象物の第２部位を支持する第２支持ユニットと、前記位置決め対象物の第３部位を支持する第３支持ユニットと、前記位置決め対象物の第４部位を支持する第４支持ユニットと、サーボ装置群と、前記サーボ装置群を制御する制御装置とを具備する。前記サーボ装置群は、前記第１支持ユニットを鉛直方向に駆動する鉛直軸第１サーボ装置と、前記第２支持ユニットを前記鉛直方向に駆動する鉛直軸第２サーボ装置と、前記第３支持ユニットを前記鉛直方向に駆動する鉛直軸第３サーボ装置と、前記第４支持ユニットを前記鉛直方向に駆動する鉛直軸第４サーボ装置とを含む。

　したがって、位置決め対象物の位置決めが複数のサーボ装置により短時間で高精度に実行される。本発明による航空機構造物製造装置を用いることで、位置決め対象物の位置決めがクレーンを用いる場合に比較して短時間化され高精度化される。

　好ましくは、前記位置決め対象物は航空機構造体の部品を支持する治具である。前記サーボ装置群は、前記第１支持ユニットを第１水平方向に駆動する第１水平軸第１サーボ装置と、前記第１支持ユニットを前記第１水平方向に垂直な第２水平方向に駆動する第２水平軸第１サーボ装置と、前記第２支持ユニットを前記第１水平方向に駆動する第１水平軸第２サーボ装置と、前記第２支持ユニットを前記第２水平方向に駆動する第２水平軸第２サーボ装置と、前記第３支持ユニットを前記第１水平方向に駆動する第１水平軸第３サーボ装置とを含む。前記第１支持ユニット及び前記第１部位の間に、前記鉛直方向に平行な第１回転軸と、第１の２軸ジンバルとが設けられる。前記第２支持ユニット及び前記第２部位の間に、前記鉛直方向に平行な第２回転軸と、第２の２軸ジンバルとが設けられる。前記第３支持ユニット及び前記第３部位の間に、前記鉛直方向に平行な第３回転軸と、第３の２軸ジンバルと、１軸スライド機構とが設けられる。前記第４支持ユニット及び前記第４部位の間に、前記鉛直方向に平行な第４回転軸と、第４の２軸ジンバルと、２軸スライド機構とが設けられる。

　したがって、位置決め対象物の鉛直方向の平行移動、第１水平方向の平行移動、第２水平方向の平行移動、鉛直方向に平行な回転軸まわりの回転、第１水平方向に平行な回転軸まわりの回転、及び第２水平方向に平行な回転軸まわりの回転が可能である。

　好ましくは、前記位置決め対象物は、前記第１乃至第４の２軸ジンバルと、前記１軸スライド機構と、前記２軸スライド機構とを備える。前記第１の２軸ジンバルは、前記第１部位に取り付けられた第１ジンバル基部と、直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第１ジンバル基部に支持された第１揺動体とを備える。前記第１揺動体に形成された穴に配置される第１ピンと前記第１揺動体が載せられる第１受け座とが前記第１支持ユニットに設けられる。前記第１ピン及び前記第１揺動体は前記第１回転軸を形成する。前記第２の２軸ジンバルは、前記第２部位に取り付けられた第２ジンバル基部と、直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第２ジンバル基部に支持された第２揺動体とを備える。前記第２揺動体に形成された穴に配置される第２ピンと前記第２揺動体が載せられる第２受け座とが前記第２支持ユニットに設けられる。前記第２ピン及び前記第２揺動体は前記第２回転軸を形成する。前記１軸スライド機構は、前記第３部位に取り付けられた第１スライド基部と、前記第１スライド基部に対してスライドする第１スライド体とを備える。前記第３の２軸ジンバルは、前記第１スライド体に取り付けられた第３ジンバル基部と、直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第３ジンバル基部に支持された第３揺動体とを備える。前記第３揺動体に形成された穴に配置される第３ピンと前記第３揺動体が載せられる第３受け座とが前記第３支持ユニットに設けられる。前記第３ピン及び前記第３揺動体は前記第３回転軸を形成する。前記２軸スライド機構は、前記第４部位に取り付けられた第２スライド基部と、前記第２スライド基部に対して第１スライド方向にスライドするスライド中間体と、前記スライド中間体に対して前記第１スライド方向に垂直な第２スライド方向にスライドする第２スライド体とを備える。前記第４の２軸ジンバルは、前記第２スライド体に取り付けられた第４ジンバル基部と、直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第４ジンバル基部に支持された第４揺動体とを備える。前記第４揺動体に形成された穴に配置される第４ピンと前記第４揺動体が載せられる第４受け座とが前記第４支持ユニットに設けられる。前記第４ピン及び前記第４揺動体は前記第４回転軸を形成する。

　したがって、位置決め対象物は支持ユニットから分離可能である。位置決め対象物の種類によっては、位置決め対象物を回転させる必要がない場合がある。そのため、位置決め対象物が位置決め対象物の回転に必要な２軸ジンバル、１軸スライド機構、及び、２軸スライド機構を備えることは合理的である。

　好ましくは、前記１軸スライド機構は、前記第１スライド基部と前記第１スライド体の相対位置をスライドセンター位置に戻す第１引張ばねを備える。前記２軸スライド機構は、前記第２スライド基部と前記中間スライド体の相対位置をスライドセンター位置に戻す第２引張ばねと、前記中間スライド体と前記第２スライド体の相対位置をスライドセンター位置に戻す第３引張ばねとを備える。

　したがって、位置決め対象物をＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）から第１乃至第４支持ユニットに受け渡すことが容易である。

　好ましくは、航空機構造体製造装置は、前記部品が取り付けられるべき前記航空機構造体の取り付け対象部分を支持するメジャー治具を更に具備する。前記制御装置は、前記位置決め対象物が前記取り付け対象部分に対して固定された回転中心をとおり前記鉛直方向に平行な鉛直方向回転軸まわりに回転するように前記サーボ装置群を制御し、前記位置決め対象物が前記回転中心をとおり前記第１水平方向に平行な第１水平方向回転軸まわりに回転するように前記サーボ装置群を制御し、前記位置決め対象物が前記回転中心をとおり前記第２水平方向に平行な第２水平方向回転軸まわりに回転するように前記サーボ装置群を制御する。

　部品を支持する位置決め対象物の回転中心が取り付け対象部分に対して固定されているため、部品を取り付け対象部分に取り付けるための位置合わせが容易である。

　好ましくは、前記制御装置は、前記サーボ装置群のストロークを制限するストローク制限データを記憶する記憶部を備える。前記制御装置は、前記ストローク制限データに基づいて前記サーボ装置群を制御する。

　したがって、ストローク制限データを変更することで、位置決め対象物の種類に応じた制御が可能である。

　好ましくは、前記制御装置は、オペレータが指定した前記位置決め対象物の運動が前記ストローク制限データに抵触する場合、前記サーボ装置群の全てに定点保持を実行させる。

　したがって、位置決め対象物がオペレータの意図しない運動をすることが防がれる。

　本発明の第２の観点による航空機構造体製造方法は、サーボ装置群が第１乃至第４支持ユニットの鉛直方向の位置決めを独立に実行するステップを具備する。前記第１第４支持ユニットは、位置決め対象物の第１乃至第４部位をそれぞれ支持する。

　したがって、位置決め対象物の位置決めが複数のサーボ装置により短時間で高精度に実行される。

　本発明によれば、短時間に高精度の位置決めを可能とする航空機構造体製造装置及び航空機構造体製造方法が提供される。

　本発明の上記目的、他の目的、効果、及び特徴は、添付される図面と連携して実施の形態の記述から、より明らかになる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係る航空機構造体製造装置の正面図である。図２は、航空機構造体製造装置が備えるＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）位置決め装置及びドーリーの上面図である。図３は、回転中心と回転中心をとおる３つの回転軸を示す。図４は、ＮＣ位置決め装置が備える昇降スタンドの斜視図である。図５は、ＮＣ位置決め装置が備える他の昇降スタンドの斜視図である。図６は、ＮＣ位置決め装置が備える他の昇降スタンドの斜視図である。図７は、ドーリーが備える脚ユニットの斜視図である。図８は、ドーリーが備える他の脚ユニットの斜視図である。図９は、ドーリーが備える他の脚ユニットの斜視図である。図１０は、脚ユニットに設けられる引張ばねを示す。図１１は、脚ユニットに設けられる他の引張ばねを示す。図１２は、昇降スタンドと脚ユニットの係合状態を示す。図１３は、ＮＣ位置決め装置が備える制御装置のブロック図である。図１４は、制御装置が実行する処理を説明する説明図である。

　添付図面を参照して、本発明による航空機構造体製造装置及び航空機構造体製造方法を実施するための形態を以下に説明する。

　（第１の実施形態）
　図１を参照して、本発明の第１の実施形態に係る航空機構造体製造装置１を説明する。航空機構造体製造装置１は、メジャー治具２と、ＮＣ（Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）位置決め装置３と、ドーリー６を備える。メジャー治具２は、床２００に固定され、主翼骨格構造１００を固定的に支持する。主翼骨格構造１００の位置及び姿勢は床２００に対して固定される。主翼骨格構造１００は、リブ１０１と、上側パネル１０２と、前縁スパー１０４と、後縁スパー１０５を備える。上側パネル１０２は主翼の上面を形成する。床２００に対して固定されたＸ、Ｙ、Ｚ直交座標系が定義されている。Ｘ軸方向は、第１水平方向である。Ｙ軸方向は、第１水平方向に垂直な第２水平方向である。Ｚ軸方向は、鉛直方向である。ドーリー６は、主翼骨格構造１００に取り付けられるべき下側パネル１０３を支持する治具である。下側パネル１０３は主翼の下面を形成する。ドーリー６は、ＡＧＶ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　Ｇｕｉｄｅｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）９０によって搬送され、ＮＣ位置決め装置３に受け渡される。ＮＣ位置決め装置３は、並進３軸及び回転３軸についてのドーリー６の位置決めを数値情報に基づいて実行する。ＮＣ位置決め装置３は、仮想的な回転中心３００を通る回転軸まわりにドーリー６を回転する。回転中心３００は、床２００に対して固定され、したがって、主翼骨格構造１００に対して固定されている。回転中心３００の位置は、例えば、後縁スパー１０５に形成された基準穴の位置に一致する。

　図２を参照して、ドーリー６は、下側パネル１０３が載置されるドーリー本体６０を備える。ドーリー本体６０に対して固定されたＲ、Ｓ、Ｔ直交座標系が定義される。ドーリー本体６０は、胴体側６０ａと、翼端側６０ｂと、前縁側６０ｃと、後縁側６０ｄを備える。胴体側６０ａ及び翼端側６０ｂは、ドーリー本体６０のＲ軸方向の両側にそれぞれ位置する。前縁側６０ｃ及び後縁側６０ｄは、ドーリー本体６０のＳ軸方向の両側にそれぞれ位置し、それぞれＲ軸方向に延びている。下側パネル１０３は、下側パネル１０３の胴体側が胴体側６０ａの上方に配置され、下側パネル１０３の翼端側が翼端側６０ｂの上方に配置され、下側パネル１０３の前縁側が前縁側６０ｃの上方に配置され、下側パネル１０３の後縁側が後縁側６０ｄの上方に配置されるように、ドーリー本体６０に載置される。ドーリー６は、後縁側６０ｄに沿って胴体側６０ａから翼端側６０ｂに向かって配列される部位６１、６３、６５、６７、６９、及び７１と、前縁側６０ｃに沿って胴体側６０ａから翼端側６０ｂに向かって配列される部位６２、６４、６６、６８、７０、及び７２とを備える。部位６１及び６２のＲ軸座標は同じであり、部位６３及び６４のＲ軸座標は同じであり、部位６５及び６６のＲ軸座標は同じであり、部位６７及び６８のＲ軸座標は同じであり、部位６９及び部位７０のＲ軸座標は同じであり、部位７１及び部位７２のＲ軸座標は同じである。

　ＮＣ位置決め装置３は、部位６１及び６２をそれぞれ支持する２基の昇降スタンド３０Ａと、部位６３～６８、７０～７３をそれぞれ支持する９基の昇降スタンド３０Ｃと、部位６９を支持する昇降スタンド３０Ｂを備える。すなわち、１２基の昇降スタンドが１２の部位をそれぞれ支持する。ＮＣ位置決め装置３は、例えば、Ｒ軸方向がＸ軸方向に平行、Ｓ軸方向がＹ軸方向に平行、且つ、Ｔ軸方向がＺ軸方向に平行となる状態で、ドーリー６をＡＧＶ９０から受け取る。ドーリー６がＮＣ位置決め装置３に支持されている間、Ｒ軸方向がＸ軸方向にほぼ平行に保たれ、Ｓ軸方向がＹ軸方向にほぼ平行に保たれ、且つ、Ｔ軸方向がＺ軸方向にほぼ平行に保たれる。

　図３を参照して、回転中心３００を通りＸ軸に平行な回転軸３００Ａと、回転中心３００を通りＹ軸に平行な回転軸３００Ｂと、回転中心３００を通りＺ軸に平行な回転軸３００Ｃが示されている。ＮＣ位置決め装置３は、ドーリー６をＸ軸方向に平行移動し、ドーリー６をＹ軸方向に平行移動し、ドーリー６をＺ軸方向に平行移動し、ドーリー６を回転軸３００Ａまわりに回転し、ドーリー６を回転軸３００Ｂまわりに回転し、ドーリー６を回転軸３００Ｃまわりに回転する。

　図４を参照して、昇降スタンド３０Ａは、ベース３１Ａと、Ｙ軸スライドユニット３２Ａと、Ｚ軸スライドユニット３３Ａと、Ｘ軸スライドユニットとしての支持ユニット３４Ａと、ドーリー受け部３５Ａと、サーボ装置４１Ａと、サーボ装置４２Ａと、サーボ装置４３Ａを備える。サーボ装置４１Ａ、サーボ装置４２Ａ、及びサーボ装置４３Ａの各々は、サーボモータ４５及びボールねじ４６を備える。サーボ装置４１Ａはベース３１Ａに設けられ、サーボ装置４２ＡはＹ軸スライドユニット３２Ａに設けられ、サーボ装置４３ＡはＺ軸スライドユニット３３Ａに設けられる。ドーリー受け部３５Ａは、支持ユニット３４Ａに設けられ、受け座３６Ａ及びピン３７Ａを備える。ピン３７Ａの中心軸Ｚ１はＺ軸方向に平行である。ベース３１Ａは、床２００に固定される。ベース３１Ａは、Ｙ軸スライドユニット３２Ａを支持し、Ｙ軸方向に直線的に案内する。サーボ装置４１Ａは、Ｙ軸スライドユニット３２ＡをＹ軸方向に駆動し、位置決めする。Ｙ軸スライドユニット３２Ａは、Ｚ軸スライドユニット３３Ａを支持し、Ｚ軸方向に直線的に案内する。サーボ装置４２Ａは、Ｚ軸スライドユニット３３ＡをＺ軸方向に駆動し、位置決めする。Ｚ軸スライドユニット３３Ａは、支持ユニット３４Ａを支持し、Ｘ軸方向に直線的に案内する。サーボ装置４３Ａは、支持ユニット３４ＡをＸ軸方向に駆動し、位置決めする。したがって、サーボ装置４１Ａは、支持ユニット３４ＡをＹ軸方向に駆動し、位置決めする。サーボ装置４２Ａは、支持ユニット３４ＡをＺ軸方向に駆動し、位置決めする。

　Ｙ軸スライドユニット３２ＡのＹ軸方向のストローク（移動範囲）を制限するリミットスイッチ（不図示）がベース３１Ａに設けられる。サーボ装置４１Ａは、リミットスイッチからの信号に基づいてＹ軸スライドユニット３２Ａを停止する。その結果、支持ユニット３４ＡはＹ軸方向の移動を停止する。Ｚ軸スライドユニット３３ＡのＺ軸方向のストロークを制限するリミットスイッチ（不図示）がＹ軸スライドユニット３２Ａに設けられる。サーボ装置４２Ａは、リミットスイッチからの信号に基づいてＺ軸スライドユニット３３Ａを停止する。その結果、支持ユニット３４ＡはＺ軸方向の移動を停止する。支持ユニット３４ＡのＸ軸方向のストロークを制限するリミットスイッチ（不図示）がＺ軸スライドユニット３３Ａに設けられる。サーボ装置４３Ａは、リミットスイッチからの信号に基づいて支持ユニット３４Ａを停止する。

　図５を参照して、昇降スタンド３０Ｂは、ベース３１Ｂと、Ｙ軸スライドユニット３２Ｂと、Ｚ軸スライドユニットとしての支持ユニット３３Ｂと、ドーリー受け部３５Ｂと、サーボ装置４１Ｂと、サーボ装置４２Ｂを備える。サーボ装置４１Ｂ及びサーボ装置４２Ｂの各々は、サーボモータ４５及びボールねじ４６を備える。サーボ装置４１Ｂはベース３１Ｂに設けられ、サーボ装置４２ＢはＹ軸スライドユニット３２Ｂに設けられる。ドーリー受け部３５Ｂは、支持ユニット３３Ｂに設けられ、受け座３６Ｂ及びピン３７Ｂを備える。ピン３７Ｂの中心軸Ｚ２はＺ軸方向に平行である。ベース３１Ｂは、床２００に固定される。ベース３１Ｂは、Ｙ軸スライドユニット３２Ｂを支持し、Ｙ軸方向に直線的に案内する。サーボ装置４１Ｂは、Ｙ軸スライドユニット３２ＢをＹ軸方向に駆動し、位置決めする。Ｙ軸スライドユニット３２Ｂは、支持ユニット３３Ｂを支持し、Ｚ軸方向に直線的に案内する。サーボ装置４２Ｂは、支持ユニット３３ＢをＺ軸方向に駆動し、位置決めする。したがって、サーボ装置４１Ｂは、支持ユニット３３ＢをＹ軸方向に駆動し、位置決めする。

　Ｙ軸スライドユニット３２ＢのＹ軸方向のストロークを制限するリミットスイッチ（不図示）がベース３１Ｂに設けられる。サーボ装置４１Ｂは、リミットスイッチからの信号に基づいてＹ軸スライドユニット３２Ｂを停止する。その結果、支持ユニット３３ＢはＹ軸方向の移動を停止する。支持ユニット３３ＢのＺ軸方向のストロークを制限するリミットスイッチ（不図示）がＹ軸スライドユニット３２Ｂに設けられる。サーボ装置４２Ｂは、リミットスイッチからの信号に基づいて支持ユニット３３Ｂを停止する。

　図６を参照して、昇降スタンド３０Ｃは、スライドユニット支持部３８Ｃと、Ｚ軸スライドユニットとしての支持ユニット３３Ｃと、ドーリー受け部３５Ｃと、サーボ装置４２Ｃを備える。サーボ装置４２Ｃは、サーボモータ４５及びボールねじ４６を備える。サーボ装置４２Ｃはスライドユニット支持部３８Ｃに設けられる。ドーリー受け部３５Ｃは、支持ユニット３３Ｃに設けられ、受け座３６Ｃ及びピン３７Ｃを備える。ピン３７Ｃの中心軸Ｚ３はＺ軸方向に平行である。スライドユニット支持部３８Ｃは、床２００に固定される。スライドユニット支持部３８Ｃは、支持ユニット３３Ｃを支持し、Ｚ軸方向に直線的に案内する。サーボ装置４２Ｃは、支持ユニット３３ＣをＺ軸方向に駆動し、位置決めする。

　支持ユニット３３ＣのＺ軸方向のストロークを制限するリミットスイッチ（不図示）がスライドユニット支持部３８Ｃに設けられる。サーボ装置４２Ｃは、リミットスイッチからの信号に基づいて支持ユニット３３Ｃを停止する。

　図７を参照して、ドーリー６は、部位６１に設けられる脚ユニット７４Ａを備える。脚ユニット７４Ａは、基部７５Ａと、２軸ジンバル７６Ａを備える。基部７５Ａは、部位６１に固定的に取り付けられている。２軸ジンバル７６Ａは、フローティング機構ともいわれる。２軸ジンバル７６Ａは、ジンバル基部７７Ａと、第１揺動体７８Ａと、第２揺動体７９Ａを備える。第２揺動体７９Ａは、筒形状を有する。ジンバル基部７７Ａは、基部７５Ａに固定的に取り付けられている。ジンバル基部７７Ａは、第１揺動体７８Ａが揺動軸Ｒ１まわりに揺動可能なように第１揺動体７８Ａを支持する。第１揺動体７８Ａは、第２揺動体７９Ａが揺動軸Ｓ１まわりに揺動可能なように第２揺動体７９Ａを支持する。揺動軸Ｒ１はＲ軸に平行であり、揺動軸Ｓ１はＳ軸に平行である。揺動軸Ｒ１及び揺動軸Ｓ１は直交する。第２揺動体７９Ａの中心軸Ｖ１は揺動軸Ｒ１及び揺動軸Ｓ１の交点を通る。ドーリー６がＮＣ位置決め装置３に支持されていないとき、２軸ジンバル７６Ａは第２揺動体７９Ａの自重により中心軸Ｖ１がＺ軸方向に平行になる状態を保つ。ドーリー６は、他の脚ユニット７４Ａを備える。他の脚ユニット７４Ａは、部位６２に設けられる。

　図８を参照して、ドーリー６は、部位６９に設けられる脚ユニット７４Ｂを備える。脚ユニット７４Ｂは、１軸スライド機構８７と、２軸ジンバル７６Ｂを備える。１軸スライド機構８７は、基部７５Ｂと、Ｒ軸スライド体８２Ｂを備える。基部７５Ｂは、部位６９に固定的に取り付けられている。基部７５Ｂは、Ｒ軸スライド体８２ＢをＲ軸方向に直線的に案内する。２軸ジンバル７６Ｂは、フローティング機構ともいわれる。２軸ジンバル７６Ｂは、ジンバル基部７７Ｂと、第１揺動体７８Ｂと、第２揺動体７９Ｂを備える。第２揺動体７９Ｂは、筒形状を有する。ジンバル基部７７Ｂは、Ｒ軸スライド体８２Ｂに固定的に取り付けられている。ジンバル基部７７Ｂは、第１揺動体７８Ｂが揺動軸Ｒ２まわりに揺動可能なように第１揺動体７８Ｂを支持する。第１揺動体７８Ｂは、第２揺動体７９Ｂが揺動軸Ｓ２まわりに揺動可能なように第２揺動体７９Ｂを支持する。揺動軸Ｒ２はＲ軸に平行であり、揺動軸Ｓ２はＳ軸に平行である。揺動軸Ｒ２及び揺動軸Ｓ２は直交する。第２揺動体７９Ｂの中心軸Ｖ２は揺動軸Ｒ２及び揺動軸Ｓ２の交点を通る。ドーリー６がＮＣ位置決め装置３に支持されていないとき、２軸ジンバル７６Ｂは第２揺動体７９Ｂの自重により中心軸Ｖ２がＺ軸方向に平行になる状態を保つ。

　図９を参照して、ドーリー６は、部位６３に設けられる脚ユニット７４Ｃを備える。脚ユニット７４Ｃは、２軸スライド機構８８と、２軸ジンバル７６Ｃを備える。２軸スライド機構８８は、基部７５Ｃと、Ｒ軸スライド体８２Ｃと、Ｓ軸スライド体８３Ｃを備える。基部７５Ｃは、部位６３に固定的に取り付けられている。基部７５Ｃは、Ｒ軸スライド体８２ＣをＲ軸方向に直線的に案内する。Ｒ軸スライド体８２Ｃは、Ｓ軸スライド体８３ＣをＳ軸方向に直線的に案内する。２軸ジンバル７６Ｃは、フローティング機構ともいわれる。２軸ジンバル７６Ｃは、ジンバル基部７７Ｃと、第１揺動体７８Ｃと、第２揺動体７９Ｃを備える。第２揺動体７９Ｃは、筒形状を有する。ジンバル基部７７Ｃは、Ｓ軸スライド体８３Ｃに固定的に取り付けられている。ジンバル基部７７Ｃは、第１揺動体７８Ｃが揺動軸Ｒ３まわりに揺動可能なように第１揺動体７８Ｃを支持する。第１揺動体７８Ｃは、第２揺動体７９Ｃが揺動軸Ｓ３まわりに揺動可能なように第２揺動体７９Ｃを支持する。揺動軸Ｒ３はＲ軸に平行であり、揺動軸Ｓ３はＳ軸に平行である。揺動軸Ｒ３及び揺動軸Ｓ３は直交する。第２揺動体７９Ｃの中心軸Ｖ３は揺動軸Ｒ３及び揺動軸Ｓ３の交点を通る。ドーリー６がＮＣ位置決め装置３に支持されていないとき、２軸ジンバル７６Ｃは第２揺動体７９Ｃの自重により中心軸Ｖ３がＺ軸方向に平行になる状態を保つ。ドーリー６は、他の脚ユニット７４Ｃを備える。他の脚ユニット７４Ｃは、部位６３～６８、７０～７２にそれぞれ設けられる。

　図１０を参照して、１軸スライド機構８７は、引張ばね８４を備える。引張ばね８４は、基部７５Ｂ及びＲ軸スライド体８２ＢのＲ軸方向相対位置をスライドセンター位置に戻すように基部７５Ｂ及びＲ軸スライド体８２Ｂを付勢する。２軸スライド機構８８も、基部７５Ｃ及びＲ軸スライド体８２ＣのＲ軸方向相対位置をスライドセンター位置に戻すように基部７５Ｃ及びＲ軸スライド体８２Ｃを付勢する引張ばね８４を備える。

　図１１を参照して、２軸スライド機構８８は、引張ばね８５を備える。引張ばね８５は、Ｒ軸スライド体８２Ｃ及びＳ軸スライド体８３ＣのＳ軸方向相対位置をスライドセンター位置に戻すようにＲ軸スライド体８２Ｃ及びＳ軸スライド体８３Ｃを付勢する。

　図１２を参照して、昇降スタンド３０Ａと脚ユニット７４Ａの係合状態を説明する。第２揺動体７９Ａは、端面８１を備える。第２揺動体７９Ａには端面８１に開口する穴８０が形成される。穴８０の中心軸及び中心軸Ｖ１は同一直線上に配置される。第２揺動体７９Ａは、端面８１が下を向いた状態で、ピン３７Ａが穴８０に配置されるように受け座３６Ａに載せられる。このとき、中心軸Ｖ１及び中心軸Ｚ１は同一直線上に配置され、第２揺動体７９Ａ及びピン３７Ａは回転軸を形成する。第２揺動体７９Ａは支持ユニット３４Ａに対して中心軸Ｚ１まわりに回転可能である。ピン３７Ａは、第２揺動体７９Ａが支持ユニット３４Ａに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に動くことを防止する。

　第２揺動体７９Ｂ及び７９Ｃは、第２揺動体７９Ａと同様に形成される。第２揺動体７９Ｂ及び７９Ｃは、第２揺動体７９Ａの場合と同様に、それぞれ支持ユニット３３Ｂ及び３３Ｃに支持される。

　図１３を参照して、ＮＣ位置決め装置３は、制御装置５０を備える。制御装置５０は、１２基の昇降スタンド３０Ａ～３０Ｃが備える合計１７個のサーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、４３Ａを制御する。制御装置５０は、操作部５１と、指令信号生成部５２と、記憶部５３を備える。操作部５１は、タッチパネルや押しボタンスイッチ群を備える。オペレータがタッチパネルや押しボタンスイッチ群を操作する。指令信号生成部５２は、演算装置を備える。記憶部５３は、プログラム５４及びストローク制限データ５５を記憶する。ストローク制限データ５５は、下側パネル１０３に対応し、合計１７個のサーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、４３Ａの各々のストロークを制限する。指令信号生成部５２は、プログラム５４に基づいて動作する。操作部５１は、オペレータによる操作に基づいて操作信号５００を生成する。操作信号５００は、オペレータの指定したドーリー６の運動を示す。ドーリー６の運動は、例えば、Ｘ、ＹもしくはＺ軸方向の指定された距離だけの平行移動、回転軸３００Ａ、３００Ｂもしくは３００Ｃまわりの指定された角度の回転、Ｘ、ＹもしくはＺ軸方向の押しボタンスイッチが押下されている期間の平行移動、又は、回転軸３００Ａ、３００Ｂもしくは３００Ｃまわりの押しボタンスイッチが押下されている期間の回転、というように指定される。指令信号生成部５２は、操作信号５００及びストローク制限データ５５に基づいて１７の指令信号５０１～５１７を生成し、指令信号５０１～５１７を合計１７個のサーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、４３Ａにそれぞれ出力する。

　航空機構造体製造装置１を用いた航空機構造体製造方法を以下に説明する。航空機構造体が主翼構造体の場合を説明するが、航空機構造体は主翼構造体に限定されない。

　はじめに、ＡＧＶ９０からＮＣ位置決め装置３にドーリー６を受け渡す。ドーリー６がＮＣ位置決め装置３に支持されていない状態において、基部７５Ｂ及びＲ軸スライド体８２Ｂの相対位置と基部７５Ｃ及びＲ軸スライド体８２Ｃの相対位置とが引張ばね８４によりスライドセンター位置に配置され、Ｒ軸スライド体８２Ｃ及びＳ軸スライド体８３Ｃの相対位置とが引張ばね８５によりスライドセンター位置に配置される。したがって、支持ユニット３４Ａ、支持ユニット３３Ｂ、及び支持ユニット３３Ｃを所定の位置に配置し、ドーリー６を搭載したＡＧＶ９０を所定の位置に配置するだけで、受け渡しのための位置合わせが完了する。ＮＣ位置決め装置３は、ＡＧＶ９０から受け取ったドーリー６を上述のように支持する。

　制御装置５０は、オペレータの操作に基づいて、ドーリー６がＸ軸方向に平行移動するようにサーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａを制御する。制御装置５０は、オペレータの操作に基づいて、ドーリー６がＹ軸方向に平行移動するように、サーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａを制御する。制御装置５０は、オペレータの操作に基づいて、ドーリー６がＺ軸方向に平行移動するように、サーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａを制御する。

　制御装置５０は、オペレータの操作に基づいて、ドーリー６が回転軸３００Ａまわりに回転するように、サーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａを制御する。制御装置５０は、オペレータの操作に基づいて、ドーリー６が回転軸３００Ｂまわりに回転するように、サーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａを制御する。制御装置５０は、オペレータの操作に基づいて、ドーリー６が回転軸３００Ｃまわりに回転するように、サーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａを制御する。

　回転軸３００Ａ及び３００Ｂまわりの回転により、ドーリー６の姿勢が変化する。部位６１～７２をそれぞれ支持するスライドユニット３４Ａ、３３Ｂ、３３Ｃの鉛直方向位置がサーボ装置４２Ａ～４２Ｃにより独立に制御可能であるため、ドーリー６の姿勢を変化させることが可能である。

　なお、引張ばね８４及び引張ばね８５がＮＣ位置決め装置３によるドーリー６の位置決めに影響を与えないように、引張ばね８４及び引張ばね８５の強さが調節されている。

　部位６１は、昇降スタンド３０ＡからＸ軸方向の力及びＹ軸方向の力を受ける。部位６２は、別の昇降スタンド３０ＡからＸ軸方向の力及びＹ軸方向の力を受ける。部位６９は、昇降スタンド３０ＢからＹ軸方向の力を受ける。部位６１及び部位６２はＹ軸方向に離れており、部位６１及び部位６９はＸ軸方向に離れている。これらは、ドーリー６のＸ軸方向の平行移動、Ｙ軸方向の平行移動、及び回転軸３００Ｃまわりの回転を実行する上で有利である。

　ストローク制限データ５５を用いたストロークの制限を以下に説明する。指令信号生成部５２は、操作信号５００に基づいて１７個のサーボ装置の各々について指令値を計算する。指令値は、Ｘ、Ｙ、又はＺ軸方向位置に対応する。ストローク制限データ５５は、１７個のサーボ装置の各々について指令値の上限値及び下限値を設定している。全ての指令値が上限値及び下限値の間にある場合、指令信号５０１～５１７は計算された指令値を示す。ある時刻において少なくとも一つのサーボ装置について計算された指令値が上限値を上回った場合又は下限値を下回った場合、指令信号５０１～指令信号５１７は、それぞれその時刻の後においてその時刻における指令値を示し続ける。すなわち、少なくとも一つの指令値が上限値を上回った場合又は下限値を下回った場合、１７個のサーボ装置は定点保持を実行する。すなわち、操作信号５００が示すオペレータが指定したドーリー６の運動がストローク制限データ５５に抵触する場合、制御装置５０は１２基の昇降スタンド３０Ａ、３０Ｂ、及び３０Ｃが備える１７個のサーボ装置４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ～４２Ｃ、及び４３Ａの全てに定点保持を実行させる。したがって、下側パネル１０３が主翼骨格構造１００にぶつかることが防止される。更に、ドーリー６が静止するため、ドーリー６がオペレータの意図していない運動をすることが防止される。

　図１４を参照して、ストローク制限データ５５を用いたストロークの制限を具体的に説明する。ここで、部位６１を支持する昇降スタンド３０Ａが備えるサーボ装置４２Ａが指令信号５０１に基づいて動作し、部位６２を支持する昇降スタンド３０Ａが備えるサーボ装置４２Ａが指令信号５０２に基づいて動作するものとして説明する。計算値５３１は、部位６１に対応するサーボ装置４２Ａについて計算された指令値である。計算値５４１は、部位６２に対応するサーボ装置４２Ａについて計算された指令値である。時刻ｔより前において、計算値５３１及び５４１は、それぞれ上限値と下限値の間にある。時刻ｔより後において、計算値５３１は、上限値を上回っている。時刻ｔより前において、指令信号５０１は計算値５３１を示し、指令信号５０２は計算値５４１を示す。時刻ｔより後において、指令信号５０１は一定値５３２を示す。一定値５３２は、時刻ｔにおける計算値５３１に等しい。時刻ｔより後において、計算値５４１が上限値と下限値の間にある場合であっても、指令信号５０２は一定値５４２を示す。一定値５４２は、時刻ｔにおける計算値５４１に等しい。

　本実施形態において、ＮＣ位置決め装置３は、下側パネル１０３を支持するドーリー６の位置決めだけでなく、リブ１０１を支持する治具、ナセルを支持する治具、及び穴あけ機のような加工装置の位置決めにも用いることが可能である。この場合、１２基の昇降スタンド３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃのうち必要なものだけが使用される。例えば、二つの昇降スタンド３０Ａと、一つの昇降スタンド３０Ｂと、一つの昇降スタンド３０Ｃが使用される場合、二つの昇降スタンド３０Ａと、二つの昇降スタンド３０Ｃが使用される場合、四つの昇降スタンド３０Ｃが使用される場合が考えられる。これらの場合の各々において、更に昇降スタンド３０Ｃが追加されてもよい。ＮＣ位置決め装置３は、プログラム５４及びストローク制限データ５５を変更することで様々な位置決め対象物に対応可能である。

　本実施形態においては、昇降スタンド３０Ｂと脚ユニット７４Ｂを組み合わせて用い、昇降スタンド３０Ｃと脚ユニット７４Ｃを組み合わせて用いることで、サーボ装置の数が削減される。なお、脚ユニット７４Ｂに１軸スライド機構８７を設けるかわりに、ドーリー受け部３５Ｂを支持ユニット３３Ｂに対してＸ軸方向にスライドさせる１軸スライド機構を支持ユニット３３Ｂとドーリー受け部３５Ｂの間に設けてもよい。脚ユニット７４Ｃに２軸スライド機構８８を設けるかわりに、ドーリー受け部３５Ｃを支持ユニット３３Ｃに対してＸ軸方向及びＹ軸方向にスライドさせる２軸スライド機構を支持ユニット３３Ｃとドーリー受け部３５Ｃの間に設けてもよい。

　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。

　この出願は、２００９年２月２７日に出願された日本出願特願２００９－０４７３０５号を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

Claims

　位置決め対象物の第１部位を支持する第１支持ユニットと、
　前記位置決め対象物の第２部位を支持する第２支持ユニットと、
　前記位置決め対象物の第３部位を支持する第３支持ユニットと、
　前記位置決め対象物の第４部位を支持する第４支持ユニットと、
　サーボ装置群と、
　前記サーボ装置群を制御する制御装置と
を具備し、
　前記サーボ装置群は、
　前記第１支持ユニットを鉛直方向に駆動する鉛直軸第１サーボ装置と、
　前記第２支持ユニットを前記鉛直方向に駆動する鉛直軸第２サーボ装置と、
　前記第３支持ユニットを前記鉛直方向に駆動する鉛直軸第３サーボ装置と、
　前記第４支持ユニットを前記鉛直方向に駆動する鉛直軸第４サーボ装置と
を含む
　航空機構造体製造装置。
　前記位置決め対象物は航空機構造体の部品を支持する治具であり、
　前記サーボ装置群は、
　前記第１支持ユニットを第１水平方向に駆動する第１水平軸第１サーボ装置と、
　前記第１支持ユニットを前記第１水平方向に垂直な第２水平方向に駆動する第２水平軸第１サーボ装置と、
　前記第２支持ユニットを前記第１水平方向に駆動する第１水平軸第２サーボ装置と、
　前記第２支持ユニットを前記第２水平方向に駆動する第２水平軸第２サーボ装置と、
　前記第３支持ユニットを前記第１水平方向に駆動する第１水平軸第３サーボ装置と
を含み、
　前記第１支持ユニット及び前記第１部位の間に、前記鉛直方向に平行な第１回転軸と、
第１の２軸ジンバルとが設けられ、
　前記第２支持ユニット及び前記第２部位の間に、前記鉛直方向に平行な第２回転軸と、
第２の２軸ジンバルとが設けられ、
　前記第３支持ユニット及び前記第３部位の間に、前記鉛直方向に平行な第３回転軸と、
第３の２軸ジンバルと、１軸スライド機構とが設けられ、
　前記第４支持ユニット及び前記第４部位の間に、前記鉛直方向に平行な第４回転軸と、
第４の２軸ジンバルと、２軸スライド機構とが設けられる
　請求項１の航空機構造体製造装置。
　前記位置決め対象物は、前記第１乃至第４の２軸ジンバルと、前記１軸スライド機構と、前記２軸スライド機構とを備え、
　前記第１の２軸ジンバルは、
　前記第１部位に取り付けられた第１ジンバル基部と、
　直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第１ジンバル基部に支持された第１揺動体と
を備え、
　前記第１揺動体に形成された穴に配置される第１ピンと前記第１揺動体が載せられる第１受け座とが前記第１支持ユニットに設けられ、
　前記第１ピン及び前記第１揺動体は前記第１回転軸を形成し、
　前記第２の２軸ジンバルは、
　前記第２部位に取り付けられた第２ジンバル基部と、
　直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第２ジンバル基部に支持された第２揺動体と
を備え、
　前記第２揺動体に形成された穴に配置される第２ピンと前記第２揺動体が載せられる第２受け座とが前記第２支持ユニットに設けられ、
　前記第２ピン及び前記第２揺動体は前記第２回転軸を形成し、
　前記１軸スライド機構は、
　前記第３部位に取り付けられた第１スライド基部と、
　前記第１スライド基部に対してスライドする第１スライド体と
を備え、
　前記第３の２軸ジンバルは、
　前記第１スライド体に取り付けられた第３ジンバル基部と、
　直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第３ジンバル基部に支持された第３揺動体と
を備え、
　前記第３揺動体に形成された穴に配置される第３ピンと前記第３揺動体が載せられる第３受け座とが前記第３支持ユニットに設けられ、
　前記第３ピン及び前記第３揺動体は前記第３回転軸を形成し、
　前記２軸スライド機構は、
　前記第４部位に取り付けられた第２スライド基部と、
　前記第２スライド基部に対して第１スライド方向にスライドするスライド中間体と、
　前記スライド中間体に対して前記第１スライド方向に垂直な第２スライド方向にスライドする第２スライド体と
を備え、
　前記第４の２軸ジンバルは、
　前記第２スライド体に取り付けられた第４ジンバル基部と、
　直交する２軸まわりにそれぞれ揺動するように前記第４ジンバル基部に支持された第４揺動体と
を備え、
　前記第４揺動体に形成された穴に配置される第４ピンと前記第４揺動体が載せられる第４受け座とが前記第４支持ユニットに設けられ、
　前記第４ピン及び前記第４揺動体は前記第４回転軸を形成する
　請求項２の航空機構造体製造装置。
　前記１軸スライド機構は、前記第１スライド基部と前記第１スライド体の相対位置をスライドセンター位置に戻す第１引張ばねを備え、
　前記２軸スライド機構は、
　前記第２スライド基部と前記中間スライド体の相対位置をスライドセンター位置に戻す第２引張ばねと、
　前記中間スライド体と前記第２スライド体の相対位置をスライドセンター位置に戻す第３引張ばねと
を備える
　請求項３の航空機構造体製造装置。
　前記部品が取り付けられるべき前記航空機構造体の取り付け対象部分を支持するメジャー治具を更に具備し、
　前記制御装置は、
　前記位置決め対象物が前記取り付け対象部分に対して固定された回転中心をとおり前記鉛直方向に平行な鉛直方向回転軸まわりに回転するように前記サーボ装置群を制御し、
　前記位置決め対象物が前記回転中心をとおり前記第１水平方向に平行な第１水平方向回転軸まわりに回転するように前記サーボ装置群を制御し、
　前記位置決め対象物が前記回転中心をとおり前記第２水平方向に平行な第２水平方向回転軸まわりに回転するように前記サーボ装置群を制御する
　請求項２乃至４のいずれかに記載の航空機構造体製造装置。
　前記制御装置は、前記サーボ装置群のストロークを制限するストローク制限データを記憶する記憶部を備え、
　前記制御装置は、前記ストローク制限データに基づいて前記サーボ装置群を制御する
　請求項１乃至５のいずれかに記載の航空機構造体製造装置。
　前記制御装置は、オペレータが指定した前記位置決め対象物の運動が前記ストローク制限データに抵触する場合、前記サーボ装置群の全てに定点保持を実行させる
　請求項６の航空機構造体製造装置。
　サーボ装置群が第１乃至第４支持ユニットの鉛直方向の位置決めを独立に実行するステップを具備し、
　前記第１第４支持ユニットは、位置決め対象物の第１乃至第４部位をそれぞれ支持する
　航空機構造体製造方法。