WO2012081700A1 - 構造物製造方法及び構造物製造装置 - Google Patents

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positioning
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hole
rear spar
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茂巳 山根
中村　幹夫
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P19/00—Machines for simply fitting together or separating metal parts or objects, or metal and non-metal parts, whether or not involving some deformation; Tools or devices therefor so far as not provided for in other classes
    • B23P19/10—Aligning parts to be fitted together
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C3/00—Wings
    • B64C3/18—Spars; Ribs; Stringers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23P2700/00—Indexing scheme relating to the articles being treated, e.g. manufactured, repaired, assembled, connected or other operations covered in the subgroups
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    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/53—Means to assemble or disassemble
    • Y10T29/53978—Means to assemble or disassemble including means to relatively position plural work parts

Definitions

  • the present invention relates to a structure manufacturing method and a structure manufacturing apparatus for manufacturing a structure by assembling a pair of members.
  • this positioning method a method using a so-called downward swing in which a weight is attached to one end of a thread has been conventionally used.
  • this downward swing first, positioning holes are formed at locations where the positions of both members are to be aligned.
  • the members are arranged apart from each other in the vertical direction, and a thread for swinging down is inserted through the hole of the member positioned above, so that the weight is suspended vertically downward.
  • one member is lowered toward the other member or the other member is raised toward the one member while keeping the weight so as to match the position of the hole of the member located below.
  • a pair of member can be positioned correctly by making the hole of one member and the hole of the other member correspond.
  • the positioning using this downward swing is used as a positioning means that is particularly effective when the surface of each member is a curved surface. This is because when the positioning holes are formed orthogonally to the curved surface, the axial direction of the hole does not match between one member and the other member vertically below, and the other member passes through the hole of one member. This is because the hole of the member cannot be seen.
  • an example of a structure is an aircraft structure such as an aircraft main wing.
  • the present applicant has conventionally proposed an aircraft structure manufacturing apparatus that can raise or lower one member toward the other member with high accuracy (see Patent Document 1).
  • both the members are not accurately positioned and the positioning work is re-executed. More specifically, when using a downward swing, one of the members is lowered or raised in a state where the weight is located between the one member and the other member. Therefore, in order to prevent the weight from interfering with each member, it is necessary to remove the downward swing from between both members immediately before the two members come in contact with each other. Will be raised. As a result, an error may occur in the positioning of both members depending on the skill of the operator, and in this case, the positioning operation will be redone.
  • the present invention has been made in consideration of such circumstances, and its purpose is to position the pair of members with high accuracy by a simple operation when the structure is manufactured by assembling the pair of members.
  • the object is to provide a method for manufacturing a structure.
  • the structure manufacturing method is a structure manufacturing method for manufacturing a structure by assembling so that the members in which holes are respectively formed are relatively moved to match the holes.
  • the members are relatively moved while aligning the image of the hole acquired by the imaging means and displayed on the monitor screen with the marking on the monitor screen.
  • the members can be positioned with high accuracy.
  • the cost can be reduced by reducing the labor cost.
  • the image of the hole in one member is reliably acquired by the imaging means installed in the other member. be able to. Thereby, accurate positioning of members becomes possible.
  • the imaging means acquires an image of the hole formed in one member through the hole formed in the other member.
  • an image of a hole formed in one member can be reliably acquired with a simple configuration using a positioning hole.
  • the structure is a wing body of an aircraft, and the one member is a panel member that forms an outer surface of the wing body, and the other This is a girder member disposed in the longitudinal direction of the wing body.
  • the panel member and the girder member are raised by a simple operation by one operator. Positioning can be performed with accuracy.
  • the relative position of the side surfaces of the members is positioned at the tip of the wing body. A positioning step.
  • the proximal end side is aligned with respect to the hole and the distal end side is positioned with respect to the side surface.
  • the panel member and the girder member can be positioned with high accuracy over the entire structure.
  • the structure manufacturing apparatus which concerns on the 5th aspect of this invention is the structure manufacturing apparatus which manufactures a structure by assembling so that the members in which each hole was each formed may be relatively moved, and the said holes may be matched.
  • An imaging unit that is attached to one member and obtains an image of the hole formed in the other member, and a marking to align the other member set in advance with respect to the image of the hole
  • a composite image generating unit that generates a composite image by combining the information, and a display unit that displays the composite image.
  • the composite image generating unit combines the preset marking information with the hole image acquired by the imaging unit, thereby combining the composite image. Is generated.
  • This composite image is displayed on the display means.
  • the members can be positioned with high accuracy by a simple operation of relatively moving the members while aligning the hole image with the marking.
  • the cost can be reduced by reducing the labor cost.
  • the image of the hole in one member is reliably acquired by the imaging means installed in the other member. be able to. Thereby, accurate positioning of members becomes possible.
  • the pair of members when a pair of members are assembled to manufacture a structure, the pair of members can be positioned with high accuracy by a simple operation.
  • FIG. 1 It is a disassembled perspective view which shows schematic structure of the main wing which concerns on embodiment of this invention. It is the perspective view which showed the base end part of the main wing typically. It is sectional drawing which showed the front-end
  • FIG. 1 is an exploded perspective view showing a schematic configuration of the main wing 1.
  • the main wing 1 includes a pair of spars 2 (girder members) that form both sides along the longitudinal direction, a pair of panels 3 that form the upper surface and the lower surface thereof, and a plurality of ribs 4 provided in the interior. Prepare.
  • the pair of spar 2 includes a front spar 21 that forms a side portion on the front side of the aircraft among both side portions of the main wing 1, and a rear spar 22 that forms a side portion on the rear side of the aircraft.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the base end portion of the main wing 1, that is, the end portion on the aircraft fuselage side.
  • the rib 4 is not shown.
  • Each of the front spar 21 and the rear spar 22 is a longitudinal member having a substantially U-shaped cross section, and a pair of parallel pieces 22a that are substantially parallel to each other at a predetermined interval, and a connection piece 22b that connects one end of the parallel piece 22a. ,have.
  • shooting holes 22 c are formed through the pair of parallel pieces 22 a vertically.
  • the pair of spar 2 configured as described above is arranged at a predetermined interval so that the respective opening portions face each other.
  • the pair of panels 3 includes an upper panel 31 that forms the upper surface of the main wing 1 and a lower panel 32 that forms the lower surface.
  • the upper panel 31 and the lower panel 32 each have a panel main body 3a having a curved cross-sectional shape, and a plurality of stringers 3b provided on one surface of the panel main body 3a so as to extend in the longitudinal direction. ing.
  • the panel body 3a of the upper panel 31 has a substantially trapezoidal shape in which the width gradually decreases from the base end side toward the front end side in a plan view, and at the base end portion thereof.
  • a target hole 33 is formed at a position corresponding to the shooting hole 22c of the rear spar 22 through the panel body 3a vertically.
  • the panel body 3a of the lower panel 32 has substantially the same shape as the panel body 3a of the upper panel 31 in a plan view, and at a position corresponding to the shooting hole 22c of the rear spar 22 at the base end portion thereof,
  • a target hole 34 is formed through the panel body 3a vertically.
  • the stringer 3b is for increasing the bending rigidity of the upper panel 31 and the lower panel 32, and has a substantially H-shaped cross section as shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the tip of the main wing 1, that is, the end opposite to the fuselage of the aircraft. At the tip of the main wing 1, both ends in the width direction of the upper panel 31 and the lower panel 32 protrude outward from the pair of spar 2 by a predetermined distance.
  • the plurality of ribs 4 are members for structurally reinforcing the main wing 1. As shown in FIG. 1, the ribs 4 are provided at predetermined intervals in the longitudinal direction of the main wing 1, and one end of each rib 4 is connected to the front spar 21 and the other end is connected to the rear spar 22. As a result, the front spar 21 and the rear spar 22 are held at regular intervals.
  • FIG. 4 is a schematic front view showing the configuration of the main wing manufacturing apparatus 10.
  • the main wing manufacturing apparatus 10 includes a first positioning device 11 that positions the rear spar 22 and the upper panel 31 that constitute the main wing 1, a second positioning device 12 that positions the rear spar 22 and the lower panel 32, and the main wing 1. And an assembling device 13 for assembling various members constituting the.
  • the first positioning device 11 includes a proximal end camera unit 14 installed at the proximal end portion of the rear spar 22 constituting the main wing 1, a distal end camera unit 15 installed at the distal end portion of the rear spar 22, and a proximal end camera. And a monitor screen 16 (display means) electrically connected to the unit 14 and the front end camera unit 15 through wiring.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the proximal camera unit 14 is attached to the rear spar 22.
  • the proximal end camera unit 14 and the distal end camera unit 15 are installed at the proximal end and the distal end of the rear spar 22, respectively, but instead, at the proximal end and the distal end of the front spar 21, respectively. Each may be installed.
  • the base end camera unit 14 includes a clamp portion 17 that is fixed to the rear spar 22, a positioning portion 18 that is positioned with respect to the inner surface of the rear spar 22, and a camera holding portion 19 that holds the camera. And comprising.
  • the clamp portion 17 includes a contact piece 20 that contacts the rear spar 22, a shaft 210 that is screwed to the contact piece 20, and a pressing member 220 that is provided at one end of the shaft 210. And a first operation knob 23 provided at the other end of the shaft 210, and a protruding piece 24 protruding from the contact piece 20 and extending laterally.
  • the first operation knob 23 when the first operation knob 23 is picked and rotated, the shaft 210 moves forward and backward with respect to the contact piece 20, and the pressing member 220 and the contact piece 20 are thus moved. The interval between and changes. Accordingly, the camera unit can be attached to the rear spar 22 by sandwiching a predetermined portion of the rear spar 22 between the pressing member 220 and the contact piece 20.
  • the positioning portion 18 includes a bolt 25 screwed to the projecting piece 24, a second operation knob 26 fixed to the shaft portion of the bolt 25, and a shaft portion of the bolt 25. And a reference block 29 fixed to the nut 27 via a support bracket 28. According to the positioning portion 18 configured as described above, when the bolt 25 is rotated by turning the second operation knob 26, the nut 27 screwed to the nut 25 moves along the shaft portion of the bolt 25. Thereby, the reference block 29 fixed to the nut 27 can be moved in the vertical direction.
  • the reference block 29 includes a first reference surface 29 a that is in contact with the parallel piece 22 a of the rear spar 22, a second reference surface 29 b that is in contact with the connection piece 22 b of the rear spar 22, It has a convex portion 29c that protrudes from the reference surface 29a, and a camera insertion hole 29d for allowing the camera to pass therethrough.
  • the angle formed by the first reference surface 29a and the second reference surface 29b is formed substantially equal to the angle formed by the parallel piece 22a and the connection piece 22b of the rear spar 22.
  • the cross-sectional shape of the convex portion 29c is formed so as to substantially match the cross-sectional shape of the photographing hole 22c formed in the parallel piece 22a.
  • the camera holding unit 19 has a camera holder 40 attached to the reference block 29 of the positioning unit 18 and a camera 41 (imaging means) held by the camera holder 40.
  • the camera holder 40 is provided with a camera fixing hole 42 for fixing the camera 41, a fixing screw 43 for fixing to the reference block 29, and protruding on both sides with the fixing screw 43 interposed therebetween.
  • the camera holder 40 configured as described above is positioned by inserting a pair of positioning pins 44 into the reference block 29, and then the fixing screw 43 is screwed into the reference block 29. It is fixed to the inner surface.
  • the camera 41 has an elongated shape with a substantially circular cross section as shown in FIG.
  • the camera 41 is inserted and fixed in the camera fixing hole 42 of the camera holder 40. Further, the camera 41 protrudes to the back side of the camera holder 40 and is inserted into the camera insertion hole 29d and the convex portion 29c of the reference block 29 and protrudes into the photographing hole 22c formed in the parallel piece 22a of the rear spar 22. Thus, it is in a state of facing vertically upward.
  • FIG. 6 is a schematic perspective view for explaining the attachment of the camera 41 to the camera holder 40.
  • the camera reference position confirmation device 45 includes a lower base 45a, a leg portion 45b extending upward from the lower base 45a, and an upper base 45c provided substantially parallel to the lower base 45a at the upper end of the leg portion 45b.
  • the upper base 45 c is formed with a camera insertion hole 45 d through which the camera 41 can be inserted, and a fixing screw hole 45 e for fixing the fixing screw 43.
  • a pair of pin holes 45g for inserting the pair of positioning pins 44 are formed on both sides of the fixing screw hole 45e.
  • a cross-shaped reference line 45f is displayed on the lower base 45a, and the intersection of the reference lines 45f is separated from the center line of the camera insertion hole 45d by a predetermined distance in the horizontal direction.
  • a target line indicating a position where the reference line 45f is to be displayed is displayed in advance on the monitor screen. Accordingly, if the camera 41 is appropriately rotated inside the camera fixing hole 42 and the camera insertion hole 45d to align the image of the reference line 45f with the target line and then the position of the camera 41 is fixed, the camera 41 is in an appropriate state. Can be attached to the camera holder 40.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a state in which the tip camera unit 15 is attached to the rear spar 22.
  • the front end camera unit 15 includes a clamp portion 46 fixed to the rear spar 22, a positioning portion 47 positioned with respect to the outer surface of the rear spar 22, and a camera holding portion 48 that holds the camera 57.
  • the clamp portion 46 includes an abutment piece 49 that abuts on the outer surface of the connection piece 22 b constituting the rear spar 22, a shaft 50 that is screwed to the abutment piece 49, and the shaft 50.
  • a pressing member 51 provided at one end and a first operation knob 52 provided at the other end of the shaft 50 are provided.
  • the shaft 50 moves forward and backward with respect to the contact piece 49, and the pressing member 51 and the contact piece 49. The interval between and changes.
  • the front end camera unit 15 can be attached to the rear spar 22 by sandwiching a predetermined portion of the rear spar 22 between the pressing member 51 and the contact piece 49.
  • the positioning portion 47 includes an L-shaped reference block 53 provided so as to be able to advance and retreat along the connection piece 22 b of the rear spar 22, and a positioning provided so as to protrude inward from the reference block 53. And a protrusion 54.
  • the camera holding unit 48 includes a camera holder 56 attached to the reference block 53 of the positioning unit 47, and a camera 57 (imaging means) that is inserted and fixed in the camera holder 56 and faces vertically upward.
  • a camera 57 imaging means
  • the above-described camera reference position confirmation device 45 is used.
  • the second positioning device 12 shown in FIG. 4 includes a proximal end camera unit 58 installed at the proximal end of the rear spar 22, a distal end camera unit 59 installed at the distal end of the rear spar 22, and a proximal end camera unit. 58 and a front end camera unit 59, and a monitor screen 16 (display means) electrically connected to each other via wiring.
  • a proximal end camera unit 58 installed at the proximal end of the rear spar 22
  • a distal end camera unit 59 installed at the distal end of the rear spar 22
  • display means display means
  • the assembly apparatus 13 shown in FIG. 4 includes an upper panel adsorbing part 131, an upper elevating stand 132, a lower panel supporting part 133, a lower elevating stand 134, a front spar holding part 135, a rear spar holding part 136, A transport unit 137 and an operation panel 138 are provided.
  • the upper panel suction part 131 is a member that sucks and holds the upper panel 31 constituting the main wing 1.
  • the upper lifting / lowering stand 132 controls the operation of the upper panel 31 held by the upper panel suction portion 131. More specifically, the upper lifting / lowering stand 132 has a biaxial direction, a vertical direction, and a vertical axis orthogonal to each other in a horizontal plane. The upper panel 31 can be arbitrarily moved in the direction of rotation around.
  • the lower panel support part 133 is a member that supports the lower panel 32 constituting the main wing 1 from below.
  • the lower elevating stand 134 controls the operation of the lower panel 32 supported by the lower panel support 133, and moves the upper panel 31 in the four-axis direction in the same manner as the upper elevating stand 132. be able to.
  • the front spar holding part 135 and the rear spar holding part 136 are members that hold the front spar 21 and the rear spar 22 constituting the main wing 1 from the side so that their openings face each other.
  • the front spar holding part 135 and the rear spar holding part 136 are provided so as to be able to advance and retreat in the horizontal direction.
  • the conveyance unit 137 is a member that is provided so as to be able to travel in a direction substantially orthogonal to the paper surface of FIG. 4 and that carries in or out the lower panel support unit 133 in a state in which the lower panel 32 is supported.
  • the operation panel 138 is a member for operating the operation of each part of the assembling apparatus 13.
  • a monitor screen 16 constituting the first positioning device 11 and the second positioning device 12 is installed. Thereby, the operator can operate each part of the assembling apparatus 13 appropriately by operating the operation panel 138 while looking at the monitor screen 16.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a functional configuration of the main wing manufacturing apparatus 10.
  • the main wing manufacturing apparatus 10 includes cameras 41 and 57 (imaging means), a storage means 60, a composite image generation means 61, and a monitor screen 16 (display means).
  • the camera 41 is a member that acquires images of the target holes 33 and 34 formed in the upper panel 31 and the lower panel 32, respectively.
  • the storage means 60 is a member that stores in advance target line information 62 (marking information) for positioning the upper panel 31 and the lower panel 32.
  • the composite image generation unit 61 is a member that generates a composite image by combining the image input from the camera 41 and the target line information 62 input from the storage unit 60.
  • the monitor screen 16 is a member that displays the composite image generated by the composite image generation means 61.
  • information for displaying a line is used as marking information according to the present invention.
  • the present invention is not limited to this, and information for displaying a point or information for displaying other figures may be used.
  • the worker performs an imaging means installation process for installing the camera 41 on the rear spar 22. That is, the operator installs the proximal end camera unit 14 constituting the first positioning device 11 at the proximal end portion of the rear spar 22 and the distal end camera unit 15 at the distal end portion of the rear spar 22. More specifically, as shown in FIG. 5, the proximal end camera unit is formed by sandwiching a projecting piece 63 projecting from the inner surface of the rear spar 22 with a clamp portion 17 of the proximal end camera unit 14. 14 is temporarily fixed to the rear spar 22.
  • the first reference surface 29a is set to the parallel piece 22a and the second reference surface 29b is set to the connection piece 22b. And contact each other.
  • the projection 29c protruding from the first reference surface 29a is fitted into the shooting hole 22c formed in the parallel piece 22a.
  • the second reference surface 29b is adjusted in advance so as to contact the connecting piece 22b by attaching a predetermined number of plate-like shims having a predetermined thickness. ing.
  • the operator holds the connecting piece 22 b of the rear spar 22 by the clamp part 46 of the front end camera unit 15 and accurately positions the front end camera unit 15 with respect to the rear spar 22.
  • the camera 57 held by the camera holding part 48 is in a state of facing vertically upward.
  • proximal end camera unit 58 and the distal end camera unit 59 constituting the second positioning device 12 are also installed at the proximal end portion and the distal end portion of the rear spar 22 in the same manner as the first positioning device 11.
  • the worker performs a spar installation process in which the rear spar 22 and the front spar 21 are installed. That is, as shown in FIG. 4, the worker holds the front spar 21 by the front spar holding part 135 and holds the rear spar 22 by the rear spar holding part 136. Then, with the front spar holding part 135 slightly retracted away from the rear spar holding part 136, one end of the rib 4 is fixed to the rear spar 22, and the front spar holding part 135 is advanced to move the other end of the rib 4 to the front. Fix to the spar 21. Thereby, the front spar 21 and the rear spar 22 are integrated via the rib 4. In the state where the rear spar 22 is held by the rear spar holding portion 136, the photographing hole 22c shown in FIG. 5 formed in the rear spar 22 is in a state where the axis thereof is inclined with respect to the vertical direction.
  • the operator performs a positioning step of positioning the upper panel 31 and the lower panel 32 with respect to the rear spar 22 and the front spar 21 respectively. That is, as shown in FIG. 4, the operator operates the operation panel 138 and drives the upper lifting stand 132 with the upper panel 31 held by the upper panel suction unit 131, thereby moving the upper panel 31 substantially vertically. Lower downward.
  • the target hole 34 shown in FIG. 5 formed in the upper panel 31 is in a state where the axis thereof is inclined with respect to the vertical direction.
  • FIG. 9A is a diagram showing a composite image displayed on the monitor screen 16.
  • an image acquired by the camera 41 of the proximal end camera unit 14 constituting the first positioning device 11, that is, an image of the target hole 34 formed in the upper panel 31 is displayed, and a storage unit 60.
  • a total of four target lines 64 of 2 in the vertical direction and 2 in the horizontal direction stored in advance are displayed.
  • the other image acquired by the camera 41 that is, the opening edge 65 of the shooting hole 22c formed in the rear spar 22 is also displayed.
  • the monitor screen 16 can switch modes, and the interval between the two target lines 64 in the vertical direction and the interval between the two target lines 64 in the horizontal direction increase each time the mode is switched. .
  • FIG. 9B is a diagram showing a composite image displayed on the monitor screen 16.
  • an image acquired by the camera 57 of the front end camera unit 15, that is, the edge 66 of the upper panel 31 is displayed, and one horizontal target line 67 stored in advance by the storage unit 60 is displayed.
  • the camera 41 takes an image. Since it is held in a state of being directed vertically upward through the use hole 22c, an image of the target hole 34 of the upper panel 31 can be reliably acquired until the upper panel 31 and the rear spar 22 come into contact with each other. As a result, the upper panel 31 and the rear spar 22 can be accurately positioned.
  • the operator operates the operation panel 138 and drives the lower lifting stand 134 with the lower panel 32 supported by the lower panel support portion 133, thereby lowering the lower side.
  • the panel 32 is raised vertically upward.
  • the target hole 34 formed in the lower panel 32 is in a state where the axis thereof is inclined with respect to the vertical direction.
  • the composite image generated by the composite image generation means 61 is displayed on the monitor screen 16, the operator raises the lower panel 32 while looking at the composite image, and the target of the lower panel 32.
  • the hole 34 and the rear spar 22 coincide with each other, the raising of the lower panel 32 is stopped, which is the same as the procedure of the upper panel 31.
  • the lower panel 32 is rotated in the horizontal plane with the position fixed on the rear spar 22 as a fulcrum, and when the edge 66 of the lower panel 32 displayed on the monitor screen 16 coincides with the target line 67, the lower panel 32 A point for stopping rotation, a point for fixing the base end of the lower panel 32 and the base end of the rear spar 22 using a fastener, and a tip of the lower panel 32 and a tip of the rear spar 22 using a fastener
  • the procedure for the lower panel 32 is the same as that for fixing the.
  • the upper panel 31 in order to position the upper panel 31 and the lower panel 32 with respect to the rear spar 22, the upper panel 31 is lowered or the lower panel 32 is raised, but conversely, the rear spar 22 May be raised toward the upper panel 31 or lowered toward the lower panel 32.
  • the operator operates the operation panel 138 to lower the upper panel 31 or raise the lower panel 32 while looking at the monitor screen 16.
  • control (not shown) is performed.
  • the lowering of the upper panel 31 and the raising of the lower panel 32 may be automated. That is, the positional relationship between the target hole 34 and the target line 64 on the monitor screen 16 or the positional relationship between the edge 66 and the target line 67 is detected, and the control unit detects the upper panel suction unit 131 or the lower side based on the detection result. You may make it control operation
  • the present invention when manufacturing a structure by assembling a pair of members, it is possible to provide a structure manufacturing method capable of positioning the pair of members with high accuracy by a simple operation.

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Abstract

　この構造物製造方法は、上側パネル（３１）に形成されたターゲット穴（３３）の画像を取得するカメラ（４１）をリアスパー（２２）に設置する撮像手段設置工程と、カメラ（４１）が取得してモニター画面上に表示するターゲット穴（３３）の画像を、モニター画面上に予め設定したターゲットラインに位置合わせしながら、上側パネル（３１）とリアスパー（２２）とを相対移動させることで相対位置を位置決めする位置決め工程と、を含む。

Description

構造物製造方法及び構造物製造装置
　本発明は、一対の部材を組み付けることによって構造物を製造する構造物製造方法及び構造物製造装置に関する。本願は、２０１０年１２月１７日に日本に出願された特願２０１０－２８２３６９号について優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　一対の部材を組み付けることによって構造物を製造する場合、一方の部材と他方の部材とを正確に位置決めする作業が必要となる。この位置決めの方法としては、糸の一端に錘が取り付けられたいわゆる下げ振りを用いる方法が従来用いられてきた。この下げ振りを用いる場合、まず両方の部材の位置を合わせようとする箇所に、位置決め用の穴をそれぞれ形成する。次に、各部材を上下方向に離間させてそれぞれ配置し、上方に位置する部材の穴に下げ振りの糸を挿通させて、錘を鉛直下方に吊り下げた状態とする。そして、この錘を下方に位置する部材の穴の位置に合わせるように保ちながら、一方の部材を他方の部材に向かって下降させる、または他方の部材を一方の部材に向かって上昇させる。そして、一方の部材の穴と他方の部材の穴とを一致させることにより、一対の部材を正確に位置決めすることができる。
　この下げ振りを用いた位置決めは、各部材の表面が湾曲面である場合に特に有効な位置決め手段として用いられる。これは、湾曲面に直交して位置決め用の穴をそれぞれ形成すると、一方の部材とその鉛直下方に位置する他方の部材とでは穴の軸線方向が一致せず、一方の部材の穴を通して他方の部材の穴を見ることができない状態だからである。
　ところで、構造物の一例としては、航空機の主翼のような航空機構造物が挙げられる。
本出願人は、高い精度で一方の部材を他方の部材に向かって上昇または下降させることが可能な航空機構造物製造装置を従来提唱している（特許文献１を参照）。
特開２０１０－２０１９８６号公報
　しかし、従来の構造物製造方法によれば、両部材が正確に位置決めされず、位置決め作業のやり直しが発生するという問題があった。より詳細には、下げ振りを用いる場合、一方の部材と他方の部材との間に錘が位置した状態で、いずれかの部材を下降または上昇させる。従って、錘が各部材に干渉するのを防止すべく、両部材が接触する直前に下げ振りを両部材の間から取り除く必要があり、その後は操作者の勘や目測に頼って部材を下降または上昇させることになる。これにより、操作者の技量等によっては両部材の位置決めに誤差が生じる場合があり、この場合、位置決め作業のやり直しが発生する。
　本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、一対の部材を組み付けて構造物を製造する際に、簡略な作業によって一対の部材を高い精度で位置決めすることが可能な構造物製造方法を提供することにある。
　本発明の第一の態様に係る構造物製造方法は、穴がそれぞれ形成された部材同士を、相対移動させて前記穴同士を合わせるようにして組み付けて構造物を製造する構造物製造方法であって、一方の部材に形成された前記穴の画像を取得する撮像手段を他方の部材に設置する撮像手段設置工程と、前記撮像手段が取得してモニター画面上に表示する前記穴の画像を、前記モニター画面上に予め設定したマーキングに位置合わせしながら、部材同士を相対移動させることで部材同士の相対位置を位置決めする位置決め工程と、を含む。
　本発明の第一の態様に係る製造方法によれば、撮像手段によって取得されモニター画面上に表示される穴の画像を、モニター画面上のマーキングに位置合わせしながら、部材同士を相対移動させるという簡略な作業により、部材同士を高い精度で位置決めすることができる。また、このような作業は１人の作業者で行うことが可能であるため、人件費の削減によるコストダウンを図ることができる。
　また、各部材に形成された穴の軸線が、部材を相対移動させる方向に対して傾斜している場合でも、他方の部材に設置した撮像手段で一方の部材の穴の画像を確実に取得することができる。これにより、部材同士の正確な位置決めが可能となる。
　また、本発明の第二の態様に係る構造物製造方法では、前記撮像手段が、他方の部材に形成された穴を通して一方の部材に形成された前記穴の画像を取得する。
　本発明の第二の態様に係る製造方法によれば、位置決め用の穴を用いた簡略な構成により、一方の部材に形成された穴の画像を確実に取得することができる。
　また、本発明の第三の態様に係る構造物製造方法では、前記構造物が航空機の翼体であって、前記一方の部材が、前記翼体の外面を形成するパネル部材であり、前記他方の部材が、前記翼体の長手方向に配設される桁部材である。
　本発明の第三の態様に係る製造方法によれば、航空機の翼体のような巨大な構造物であっても、１人の作業者による簡略な作業によって、パネル部材と桁部材とを高い精度で位置決めすることができる。
　また、本発明の第四の態様に係る構造物製造方法は、前記位置決め工程で前記翼体の基端を位置決めした後に、前記翼体の先端で部材同士の側面の相対位置を位置決めする他の位置決め工程を備える。
　本発明の第四の態様に係る製造方法によれば、航空機の翼体のような巨大な構造物であっても、基端側を穴基準で位置合わせした後に、先端側を側面基準で位置合わせすることにより、構造体の全体に渡って、パネル部材と桁部材とを高い精度で位置決めすることができる。
　また、本発明の第五の態様に係る構造物製造装置は、穴がそれぞれ形成された部材同士を、相対移動させて前記穴同士を合わせるようにして組み付けて構造物を製造する構造物製造装置であって、一方の部材に取り付けられ、他方の部材に形成された前記穴の画像を取得する撮像手段と、前記穴の画像に対し、予め設定された前記他方の部材を位置合わせすべきマーキング情報を合成することにより合成画像を生成する合成画像生成手段と、前記合成画像を表示する表示手段と、を備える。
　本発明の第五の態様に係る構造物製造装置の構成によれば、合成画像生成手段が、撮像手段によって取得される穴の画像に対し、予め設定されたマーキング情報を合成することにより合成画像を生成する。そしてこの合成画像が、表示手段に表示される。これにより、穴の画像をマーキングに位置合わせしながら、部材同士を相対移動させるという簡略な作業により、部材同士を高い精度で位置決めすることができる。また、このような作業は１人の作業者で行うことが可能であるため、人件費の削減によるコストダウンを図ることができる。
　また、各部材に形成された穴の軸線が、部材を相対移動させる方向に対して傾斜している場合でも、他方の部材に設置した撮像手段で一方の部材の穴の画像を確実に取得することができる。これにより、部材同士の正確な位置決めが可能となる。
　本発明に係る構造物製造方法によれば、一対の部材を組み付けて構造物を製造する際に、簡略な作業によって一対の部材を高い精度で位置決めすることができる。
本発明の実施形態に係る主翼の概略構成を示す分解斜視図である。 主翼の基端部を模式的に示した斜視図である。 主翼の先端部を模式的に示した断面図である。 本発明の実施形態に係る主翼製造装置の構成を示す概略正面図である。 基端部カメラユニットのリアスパーへの取り付け状態を示す概略断面図である。 カメラホルダーへのカメラの取り付けを説明する概略斜視図である。 先端部カメラユニットのリアスパーへの取り付け状態を示す概略断面図である。 主翼製造装置の機能構成を示すブロック図である。 モニター画面に表示される合成画像を示す図である。 モニター画面に表示される合成画像を示す図である。
　以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の実施形態に係る構造物製造方法で製造する構造物について説明する。本実施形態では、構造物として航空機の主翼を製造する場合を例に説明する。
　図１は、主翼１の概略構成を示す分解斜視図である。主翼１は、その長手方向に沿って両側部を形成する一対のスパー２（桁部材）と、その上面及び下面を形成する一対のパネル３と、その内部に設けられる複数のリブ４と、を備える。
　一対のスパー２は、図１に示すように、主翼１の両側部のうち航空機前方側の側部を形成するフロントスパー２１と、航空機後方側の側部を形成するリアスパー２２と、を具備している。ここで、図２は、主翼１の基端部すなわち航空機の胴体側の端部を模式的に示した斜視図である。尚、図２ではリブ４の図示を省略している。フロントスパー２１及びリアスパー２２は、共に断面略Ｕ字形状を有する長手部材であって、所定間隔で互いに略平行する一対の平行片２２ａと、この平行片２２ａの一端部を接続する接続片２２ｂと、を有している。そして、リアスパー２２の基端部には、一対の平行片２２ａを垂直に貫通して撮影用穴２２ｃがそれぞれ形成されている。
　このように構成される一対のスパー２は、それぞれの開口部を互いに向かい合わせるようにして、所定間隔でそれぞれ配置される。
　一対のパネル３は、図１に示すように、主翼１の上面を形成する上側パネル３１と、下面を構成する下側パネル３２と、具備している。上側パネル３１及び下側パネル３２は、湾曲した断面形状を有するパネル本体３ａと、このパネル本体３ａの一方の面に長手方向に延びるように設けられた複数本のストリンガー３ｂと、をそれぞれ有している。
　ここで図２に示すように、上側パネル３１のパネル本体３ａは、平面視で基端側から先端側に向かって徐々に幅が狭くなるような略台形形状を有し、その基端部における前記リアスパー２２の撮影用穴２２ｃに対応する位置には、パネル本体３ａを垂直に貫通してターゲット穴３３が形成されている。また、下側パネル３２のパネル本体３ａも、上側パネル３１のパネル本体３ａと平面視で略同形状を有し、その基端部における前記リアスパー２２の撮影用穴２２ｃに対応する位置には、パネル本体３ａを垂直に貫通してターゲット穴３４が形成されている。
　一方、ストリンガー３ｂは、上側パネル３１及び下側パネル３２の曲げ剛性を高めるためのものであって、図１に示すように、断面略Ｈ字形状を有している。
　このように構成される上側パネル３１及び下側パネル３２は、ストリンガー３ｂを内側に向けた状態で、一対のスパー２の上方及び下方を覆うようにしてそれぞれ配置される。
　ここで、図３は、主翼１の先端部すなわち航空機の胴体と逆側の端部を模式的に示した断面図である。主翼１の先端部では、上側パネル３１及び下側パネル３２の幅方向両端は、一対のスパー２より所定距離だけ外側へ突出している。
　複数のリブ４は、主翼１を構造的に補強するための部材である。このリブ４は、図１に示すように主翼１の長手方向に所定間隔で設けられ、各リブ４の一端はフロントスパー２１に他端はリアスパー２２にそれぞれ接続されている。これにより、フロントスパー２１とリアスパー２２は一定間隔で保持されている。
　次に、本発明の実施形態に係る構造物製造方法で使用する構造物製造装置について説明する。ここで本実施形態では、構造物製造装置として、航空機の主翼１を製造する主翼製造装置を例に説明する。図４は、主翼製造装置１０の構成を示す概略正面図である。主翼製造装置１０は、主翼１を構成するリアスパー２２と上側パネル３１とを互いに位置決めする第１位置決め装置１１と、リアスパー２２と下側パネル３２とを互いに位置決めする第２位置決め装置１２と、主翼１を構成する各種部材を組み立てる組み立て装置１３と、を備える。
　第１位置決め装置１１は、主翼１を構成するリアスパー２２の基端部に設置される基端部カメラユニット１４と、リアスパー２２の先端部に設置される先端部カメラユニット１５と、基端部カメラユニット１４及び先端部カメラユニット１５と配線を介してそれぞれ電気的に接続されるモニター画面１６（表示手段）と、を具備している。ここで、図５は、基端部カメラユニット１４のリアスパー２２への取り付け状態を示す概略断面図である。尚、本実施形態では基端部カメラユニット１４及び先端部カメラユニット１５を、リアスパー２２の基端部及び先端部にそれぞれ設置したが、これに代えてフロントスパー２１の基端部及び先端部にそれぞれ設置してもよい。
　基端部カメラユニット１４は、図５に示すように、リアスパー２２に固定されるクランプ部１７と、リアスパー２２の内側面に対して位置決めされる位置決め部１８と、カメラを保持するカメラ保持部１９と、を備える。
　前記クランプ部１７は、図５に示すように、リアスパー２２に当接する当接片２０と、この当接片２０に螺合されたシャフト２１０と、このシャフト２１０の一端に設けられた押圧部材２２０と、シャフト２１０の他端に設けられた第１操作ノブ２３と、当接片２０から突出して側方へ延びる突出片２４と、を有している。
　このように構成されるクランプ部１７によれば、第１操作ノブ２３を摘んで回転させると、これに伴ってシャフト２１０が当接片２０に対して進退し、押圧部材２２０と当接片２０との間隔が変化する。これにより、この押圧部材２２０と当接片２０との間にリアスパー２２の所定箇所を挟持することによってカメラユニットをリアスパー２２に取り付けることが可能となっている。
　前記位置決め部１８は、図５に示すように、突出片２４に螺合されたボルト２５と、このボルト２５の軸部に固定して設けられた第２操作ノブ２６と、ボルト２５の軸部に螺合されたナット２７と、このナット２７に対しサポートブラケット２８を介して固定された基準ブロック２９と、を有している。
　このように構成される位置決め部１８によれば、第２操作ノブ２６を回してボルト２５を回転させると、これに螺合されたナット２７がボルト２５の軸部に沿って移動する。これにより、ナット２７に固定された基準ブロック２９を上下方向に移動させることが可能となっている。
　基準ブロック２９は、図５に示すように、リアスパー２２の平行片２２ａに当接される第１基準面２９ａと、リアスパー２２の接続片２２ｂに当接される第２基準面２９ｂと、第１基準面２９ａに突出して設けられた凸部２９ｃと、カメラを挿通させるためのカメラ挿通穴２９ｄと、を有している。ここで、第１基準面２９ａ及び第２基準面２９ｂのなす角度は、リアスパー２２の平行片２２ａ及び接続片２２ｂのなす角度と略等しく形成されている。また、凸部２９ｃの断面形状は、平行片２２ａに形成された撮影用穴２２ｃの断面形状に略合致するよう形成されている。
　前記カメラ保持部１９は、位置決め部１８の基準ブロック２９に取り付けられるカメラホルダー４０と、このカメラホルダー４０によって保持されるカメラ４１（撮像手段）と、を有している。
　カメラホルダー４０は、図５に示すように、カメラ４１が固定されるカメラ固定穴４２と、基準ブロック２９に固定するための固定ネジ４３と、この固定ネジ４３を挟んで両側に突出して設けられた一対の位置決めピン４４と、を具備している。このように構成されるカメラホルダー４０は、一対の位置決めピン４４が基準ブロック２９に挿入されることで位置決めされた上で、固定ネジ４３が基準ブロック２９に螺合されることにより、基準ブロック２９の内側面に固定される。
　カメラ４１は、図５に示すように、断面略円形の細長い形状を有している。このカメラ４１は、カメラホルダー４０のカメラ固定穴４２に挿通固定される。更にカメラ４１は、カメラホルダー４０の裏側へ突出して基準ブロック２９のカメラ挿通穴２９ｄ及び凸部２９ｃを挿通されて、リアスパー２２の平行片２２ａに形成された撮影用穴２２ｃの内部に突出することにより、鉛直上方を向いた状態となっている。
　ここで、図６は、カメラホルダー４０へのカメラ４１の取り付けを説明する概略斜視図である。カメラホルダー４０にカメラ４１を取り付ける際には、カメラ４１をカメラ固定穴４２の周方向に位置決めした上で、カメラ４１を固定する必要がある。そこで、本実施形態では、図６に示すカメラ基準位置確認装置４５を用いている。このカメラ基準位置確認装置４５は、下台４５ａと、下台４５ａから上方へ延びる脚部４５ｂと、脚部４５ｂの上端に下台４５ａと略平行して設けられた上台４５ｃと、を有している。ここで、上台４５ｃには、カメラ４１を挿通可能なカメラ挿通穴４５ｄが貫通形成されるとともに、固定ネジ４３を固定するための固定用ネジ穴４５ｅが設けられている。そして、この固定用ネジ穴４５ｅを挟んだ両側には、一対の位置決めピン４４を挿入するための一対のピン穴４５ｇがそれぞれ形成されている。また、下台４５ａには、十字形状の基準ライン４５ｆが表示されており、この基準ライン４５ｆの交点は、カメラ挿通穴４５ｄの中心線から水平方向に所定距離だけ離間している。このような構成によれば、カメラ４１が固定されず回転可能な状態で装着されたカメラホルダー４０を、カメラ４１をカメラ挿通穴４５ｄに挿通させるとともに固定ネジ４３を固定用ネジ穴４５ｅに螺合させることにより、上台４５ｃに固定する。そうすると、カメラ４１が基準ライン４５ｆの画像を取得し、この画像が不図示のモニター画面に表示される。ここで、このモニター画面上には、基準ライン４５ｆの表示されるべき位置を示すターゲットラインが予め表示されている。従って、カメラ固定穴４２及びカメラ挿通穴４５ｄの内部でカメラ４１を適宜回転させて、基準ライン４５ｆの画像をターゲットラインに合わせた後、カメラ４１の位置を固定すれば、カメラ４１を適切な状態でカメラホルダー４０に取り付けることができる。
　一方、図７は、先端部カメラユニット１５のリアスパー２２への取り付け状態を示す概略断面図である。先端部カメラユニット１５は、リアスパー２２に固定されるクランプ部４６と、リアスパー２２の外側面に対して位置決めされる位置決め部４７と、カメラ５７を保持するカメラ保持部４８と、を備える。
　前記クランプ部４６は、図７に示すように、リアスパー２２を構成する接続片２２ｂの外側面に当接する当接片４９と、この当接片４９に螺合されたシャフト５０と、シャフト５０の一端に設けられた押圧部材５１と、シャフト５０の他端に設けられた第１操作ノブ５２と、を有している。このように構成されるクランプ部４６によれば、第１操作ノブ５２を摘んで回転させると、これに伴ってシャフト５０が当接片４９に対して進退し、押圧部材５１と当接片４９との間隔が変化する。これにより、この押圧部材５１と当接片４９との間にリアスパー２２の所定箇所を挟持することによって先端部カメラユニット１５をリアスパー２２に取り付けることが可能となっている。
　前記位置決め部４７は、図７に示すように、リアスパー２２の接続片２２ｂに沿って進退可能に設けられたＬ字型の基準ブロック５３と、この基準ブロック５３から内側へ突出して設けられた位置決め突部５４と、を有している。
　前記カメラ保持部４８は、位置決め部４７の基準ブロック５３に取り付けられるカメラホルダー５６と、このカメラホルダー５６に挿通固定されて鉛直上方を向いたカメラ５７（撮像手段）と、を有している。尚、カメラホルダー５６へのカメラ５７の取り付け時には、前述のカメラ基準位置確認装置４５を用いる。
　図４に示す第２位置決め装置１２は、リアスパー２２の基端部に設置される基端部カメラユニット５８と、リアスパー２２の先端部に設置される先端部カメラユニット５９と、基端部カメラユニット５８及び先端部カメラユニット５９と配線を介してそれぞれ電気的に接続されるモニター画面１６（表示手段）と、を具備している。尚、これら各部の構成は第１位置決め装置１１と同様であるため、ここでは説明を省略する。
　図４に示す組み立て装置１３は、上側パネル吸着部１３１と、上側昇降スタンド１３２と、下側パネル支持部１３３と、下側昇降スタンド１３４と、フロントスパー保持部１３５と、リアスパー保持部１３６と、搬送部１３７と、操作盤１３８と、を備える。
　上側パネル吸着部１３１は、主翼１を構成する上側パネル３１を吸着して保持する部材である。また、上側昇降スタンド１３２は、上側パネル吸着部１３１に保持された上側パネル３１の動作を制御するものであって、より詳細には水平面内における相直交する２軸方向、鉛直方向、及び鉛直軸回りへの回転方向に、上側パネル３１を任意に移動させることができる。
　下側パネル支持部１３３は、主翼１を構成する下側パネル３２を下方から支持する部材である。また、下側昇降スタンド１３４は、下側パネル支持部１３３に支持された下側パネル３２の動作を制御するものであって、上側昇降スタンド１３２と同様に４軸方向に上側パネル３１を移動させることができる。
　フロントスパー保持部１３５及びリアスパー保持部１３６は、主翼１を構成するフロントスパー２１及びリアスパー２２を、その開口部を相対向させるようにして側方から保持する部材である。これらフロントスパー保持部１３５及びリアスパー保持部１３６は、水平方向に進退可能に設けられている。
　搬送部１３７は、図４の紙面に略直交する方向へ走行可能に設けられ、下側パネル３２を支持した状態の下側パネル支持部１３３を搬入しまたは搬出する部材である。
　操作盤１３８は、組み立て装置１３の各部の動作を操作するための部材である。この操作盤１３８の上には、第１位置決め装置１１及び第２位置決め装置１２を構成するモニター画面１６が設置されている。これにより作業者は、モニター画面１６を見ながら、操作盤１３８を操作して組み立て装置１３の各部を適宜動作させることができる。
　次に、主翼製造装置１０の機能構成について説明する。図８は、主翼製造装置１０の機能構成を示すブロック図である。主翼製造装置１０は、カメラ４１及び５７（撮像手段）と、記憶手段６０と、合成画像生成手段６１と、モニター画面１６（表示手段）と、を備える。
　カメラ４１は、上側パネル３１及び下側パネル３２にそれぞれ形成されたターゲット穴３３，３４の画像を取得する部材である。また、記憶手段６０は、上側パネル３１及び下側パネル３２を位置合わせすべきターゲットライン情報６２（マーキング情報）を予め記憶する部材である。また、合成画像生成手段６１は、カメラ４１から入力された画像と記憶手段６０から入力されたターゲットライン情報６２とを合成することにより合成画像を生成する部材である。また、モニター画面１６は、合成画像生成手段６１が生成した合成画像を表示する部材である。尚、本実施形態では、本発明に係るマーキング情報として線を表示する情報を用いたが、これに限られず点を表示する情報やその他の図形を表示する情報であってもよい。
　次に、本発明の実施形態に係る構造物製造方法の工程、及びその作用効果について説明する。
　まず作業者は、リアスパー２２にカメラ４１を設置する撮像手段設置工程を行う。すなわち作業者は、第１位置決め装置１１を構成する基端部カメラユニット１４をリアスパー２２の基端部に、先端部カメラユニット１５をリアスパー２２の先端部にそれぞれ設置する。より詳細に説明すると、図５に示すように、リアスパー２２の内側面に突出して設けられた突片６３を、基端部カメラユニット１４のクランプ部１７で挟持することにより、基端部カメラユニット１４をリアスパー２２に仮固定する。そして、位置決め部１８の第２操作ノブ２６を操作して、基準ブロック２９を上方へ移動させることにより、その第１基準面２９ａを平行片２２ａに、第２基準面２９ｂを接続片２２ｂに対してそれぞれ当接させる。この時、第１基準面２９ａに突出した凸部２９ｃを、平行片２２ａに形成された撮影用穴２２ｃに嵌合させる。このように、基端部カメラユニット１４をリアスパー２２に対して正確に位置決めすることにより、カメラ保持部１９に保持されたカメラ４１は鉛直上方を向いた状態となる。尚、図に詳細は示さないが、第２基準面２９ｂについては、所定厚みを有する板状のシムが所定の枚数だけ重ねた状態で取り付けることにより、接続片２２ｂに当接するように予め調節している。
　また作業者は、図７に示すように、リアスパー２２の接続片２２ｂを、先端部カメラユニット１５のクランプ部４６で挟持し、先端部カメラユニット１５をリアスパー２２に対して正確に位置決めすることにより、カメラ保持部４８に保持されたカメラ５７は鉛直上方を向いた状態となる。
　尚、第２位置決め装置１２を構成する基端部カメラユニット５８及び先端部カメラユニット５９も、第１位置決め装置１１と同様に、リアスパー２２の基端部及び先端部にそれぞれ設置する。
　次に作業者は、リアスパー２２及びフロントスパー２１を設置するスパー設置工程を行う。すなわち作業者は、図４に示すように、フロントスパー保持部１３５によってフロントスパー２１を保持するとともに、リアスパー保持部１３６によってリアスパー２２を保持する。そして、フロントスパー保持部１３５をリアスパー保持部１３６から遠ざかる方向へ若干後退させた状態で、リアスパー２２にリブ４の一端を固定し、フロントスパー保持部１３５を前進させてリブ４の他端をフロントスパー２１に固定する。これにより、リブ４を介してフロントスパー２１とリアスパー２２とが一体化される。尚、リアスパー２２をリアスパー保持部１３６で保持した状態では、リアスパー２２に形成された図５に示す撮影用穴２２ｃは、その軸線が鉛直方向に対して傾斜した状態となっている。
　次に作業者は、リアスパー２２及びフロントスパー２１に対して上側パネル３１及び下側パネル３２をそれぞれ位置決めする位置決め工程を行う。すなわち作業者は、図４に示すように、上側パネル吸着部１３１で上側パネル３１を保持した状態で、操作盤１３８を操作して上側昇降スタンド１３２を駆動することにより、上側パネル３１を略鉛直下方に下降させる。尚、上側パネル３１を上側パネル吸着部１３１で吸着した状態では、上側パネル３１に形成された図５に示すターゲット穴３４は、その軸線が鉛直方向に対して傾斜した状態となっている。
　この時、操作盤１３８の上に設置されたモニター画面１６には、前記合成画像生成手段６１が生成した合成画像が表示される。ここで、図９Ａは、モニター画面１６に表示される合成画像を示す図である。モニター画面１６には、第１位置決め装置１１を構成する基端部カメラユニット１４のカメラ４１が取得した画像、すなわち上側パネル３１に形成されたターゲット穴３４の画像が表示されるとともに、記憶手段６０が予め記憶した縦方向２本×横方向２本の合計４本のターゲットライン６４が表示される。尚、図９Ａには、カメラ４１が取得したそれ以外の画像、すなわちリアスパー２２に形成された撮影用穴２２ｃの開口縁６５も表示されている。
　作業者は、図９Ａに示すように、ターゲット穴３４の略円形の画像が、４本のターゲットライン６４に内接する状態を保持するようにして、上側パネル３１を鉛直下方に徐々に下降させる。尚、ターゲット穴３４の画像は、上側パネル３１がリアスパー２２に近付くに連れて徐々に大きくなる。従って、これに対応してモニター画面１６はモード切り替えが可能となっており、縦方向２本のターゲットライン６４の間隔、及び横方向２本のターゲットライン６４の間隔が、モード切り替えごとにそれぞれ広がる。
　そして作業者は、ターゲット穴３４の画像と撮影用穴２２ｃの画像とが一致する位置を支点として、上側パネル３１を水平面内で回転させることにより、上側パネル３１の先端部をリアスパー２２の先端部に対して位置決めする。この時、作業者は、モニター画面１６の表示を切り替えて、第１位置決め装置１１を構成する先端部カメラユニット１５のカメラ５７が取得した画像を表示させる。ここで、図９Ｂは、モニター画面１６に表示される合成画像を示す図である。モニター画面１６には、先端部カメラユニット１５のカメラ５７が取得した画像、すなわち上側パネル３１のエッジ６６が表示されるとともに、記憶手段６０が予め記憶した横方向１本のターゲットライン６７が表示される。
　このように、軸線が鉛直方向に対して傾斜した上側パネル３１を、同じく軸線が鉛直方向に対して傾斜した撮影用穴２２ｃを有するリアスパー２２に対して鉛直方向に組み付ける場合でも、カメラ４１が撮影用穴２２ｃを通して鉛直上方を向いた状態で保持されるため、上側パネル３１とリアスパー２２とが当接するまで、上側パネル３１のターゲット穴３４の画像を確実に取得することができる。これにより、上側パネル３１とリアスパー２２との正確な位置決めが可能となる。
　そして、作業者は、図９Ｂに示すように、上側パネル３１のエッジ６６の画像がターゲットライン６７に一致すると、上側パネル３１の水平面内での回転を停止させる。これにより、上側パネル３１の先端部とリアスパー２２の先端部とが互いに位置決めされる。その後、作業者は、上側パネル３１とリアスパー２２とが当接すると、上側パネル３１の下降を停止させる。これにより、ターゲット穴３４と撮影用穴２２ｃとが位置合わせされることにより、上側パネル３１の基端部とリアスパー２２の基端部とが互いに位置決めされる。その後、作業者は、ボルト等の締結具（不図示）を用いることにより、上側パネル３１の先端部とリアスパー２２の先端部とを固定する。
　次に作業者は、図４に示すように、下側パネル支持部１３３で下側パネル３２を支持した状態で、操作盤１３８を操作して下側昇降スタンド１３４を駆動することにより、下側パネル３２を鉛直上方に上昇させる。尚、下側パネル３２を下側パネル支持部１３３で下方から支持した状態では、下側パネル３２に形成されたターゲット穴３４は、その軸線が鉛直方向に対して傾斜した状態となっている。
　この時、モニター画面１６に合成画像生成手段６１が生成した合成画像が表示される点、作業者はこの合成画像を見ながら下側パネル３２を鉛直上方に上昇させる点、下側パネル３２のターゲット穴３４とリアスパー２２とが一致すると下側パネル３２の上昇を停止させる点、については上側パネル３１の手順と同様である。
　更にその後、リアスパー２２に固定した位置を支点として下側パネル３２を水平面内で回転させる点、モニター画面１６に表示される下側パネル３２のエッジ６６がターゲットライン６７に一致すると下側パネル３２の回転を停止させる点、締結具を用いて下側パネル３２の基端部とリアスパー２２の基端部とを固定する点、締結具を用いて下側パネル３２の先端部とリアスパー２２の先端部とを固定する点、についても下側パネル３２の手順と同様である。
　尚、本実施形態では上側パネル３１及び下側パネル３２をリアスパー２２に対して位置決めするために、上側パネル３１を下降させまたは下側パネル３２を上昇させたが、これとは逆に、リアスパー２２を上側パネル３１に向かって上昇させ、または下側パネル３２に向かって下降させてもよい。
　また、本実施形態では、作業者がモニター画面１６を見ながら、操作盤１３８を操作して上側パネル３１を下降させまたは下側パネル３２を上昇させたが、これに限られず、不図示の制御部による制御の下、上側パネル３１の下降や下側パネル３２の上昇を自動化してもよい。すなわち、モニター画面１６におけるターゲット穴３４とターゲットライン６４との位置関係、またはエッジ６６とターゲットライン６７との位置関係を検知し、その検知結果に基づいて制御部が上側パネル吸着部１３１や下側パネル支持部１３３等の動作を制御するようにしてもよい。
　尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
　本発明によれば、一対の部材を組み付けて構造物を製造する際に、簡略な作業によって一対の部材を高い精度で位置決めすることが可能な構造物製造方法を提供できる。
１　主翼
２　スパー
３　パネル
４　リブ
１０　主翼製造装置
１１　第１位置決め装置
１２　第２位置決め装置
１３　組み立て装置
１４　基端部カメラユニット
１５　先端部カメラユニット
１６　モニター画面
１７　クランプ部
１８　位置決め部
１９　カメラ保持部
２０　当接片
２１　フロントスパー
２２　リアスパー
２３　第１操作ノブ
２４　突出片
２５　ボルト
２６　第２操作ノブ
２７　ナット
２８　サポートブラケット
２９　基準ブロック
３１　上側パネル
３２　下側パネル
３３　ターゲット穴
３４　ターゲット穴
４０　カメラホルダー
４１　カメラ
４２　カメラ固定穴
４３　固定ネジ
４４　位置決めピン
４５　カメラ基準位置確認装置
４６　クランプ部
４７　位置決め部
４８　カメラ保持部
４９　当接片
５０　シャフト
５１　押圧部材
５２　第１操作ノブ
５３　基準ブロック
５４　位置決め突部
５６　カメラホルダー
５７　カメラ
５８　基端部カメラユニット
５９　先端部カメラユニット
６０　記憶手段
６１　合成画像生成手段
６２　ターゲットライン情報
６３　突片
６４　ターゲットライン
６５　開口縁
６６　エッジ
６７　ターゲットライン
１３１　上側パネル吸着部
１３２　上側昇降スタンド
１３３　下側パネル支持部
１３４　下側昇降スタンド
１３５　フロントスパー保持部
１３６　リアスパー保持部
１３７　搬送部
１３８　操作盤
２１０　シャフト
２２０　押圧部材
２２ａ　平行片
２２ｂ　接続片
２２ｃ　撮影用穴
２９ａ　第１基準面
２９ｂ　第２基準面
２９ｃ　凸部
２９ｄ　カメラ挿通穴
３ａ　パネル本体
３ｂ　ストリンガー
４５ａ　下台
４５ｂ　脚部
４５ｃ　上台
４５ｄ　カメラ挿通穴
４５ｅ　固定用ネジ穴
４５ｆ　基準ライン

Claims (5)

  1. 　穴がそれぞれ形成された部材同士を、相対移動させて前記穴同士を合わせるようにして組み付けて構造物を製造する構造物製造方法であって、
    　一方の部材に形成された前記穴の画像を取得する撮像手段を他方の部材に設置する撮像手段設置工程と、
    　前記撮像手段が取得してモニター画面上に表示する前記穴の画像を、前記モニター画面上に予め設定したマーキングに位置合わせしながら、部材同士を相対移動させることで部材同士の相対位置を位置決めする位置決め工程と、
    　を含む構造物製造方法。
  2. 　前記撮像手段が、他方の部材に形成された穴を通して一方の部材に形成された前記穴の画像を取得する請求項１に記載の構造物製造方法。
  3. 　前記構造物が航空機の翼体であって、
    　前記一方の部材が、前記翼体の外面を形成するパネル部材であり、前記他方の部材が、前記翼体の長手方向に配設される桁部材である請求項１または２に記載の構造物製造方法。
  4. 　前記位置決め工程で前記翼体の基端を位置決めした後に、前記翼体の先端で部材同士の側面の相対位置を位置決めする他の位置決め工程を備える請求項３に記載の構造物製造方法。
  5. 　穴がそれぞれ形成された部材同士を、相対移動させて前記穴同士を合わせるようにして組み付けて構造物を製造する構造物製造装置であって、
    　一方の部材に取り付けられ、他方の部材に形成された前記穴の画像を取得する撮像手段と、
    　前記穴の画像に対し、予め設定された前記他方の部材を位置合わせすべきマーキング情報を合成することにより合成画像を生成する合成画像生成手段と、
    　前記合成画像を表示する表示手段と、
    　を備える構造物製造装置。
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