(57)【要約】【課題】作業工程を減らす。【解決手段】部品加工装置１は、構造体の部品のうち、加工対象部品よりも先に製造された製造済部品の３次元形状が計測器４により計測されることで得られる計測結果を取得する計測結果取得部１２と、計測結果取得部が取得した製造済部品の計測結果に基づいて、加工対象部品の加工データを生成する加工データ生成部１６と、を備える。これにより、部品が組み立てられる際に部品間に隙間が形成されないため、隙間を充填するシムを製造する作業工程をなくすことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造体の部品のうち、加工対象部品よりも先に製造された製造済部品の３次元形状が計測器により計測されることで得られる計測結果を取得する計測結果取得部と、
前記計測結果取得部が取得した前記製造済部品の計測結果に基づいて、前記加工対象部品の加工データを生成する加工データ生成部と、
を備える部品加工装置。
【請求項２】
前記計測結果取得部は、
前記製造済部品が組み立てられる姿勢で前記計測器により計測されることで得られる前記計測結果を取得する請求項１に記載の部品加工装置。
【請求項３】
前記加工データに基づいてワークを加工することで前記加工対象部品を製造する加工機を備える請求項１または２に記載の部品加工装置。
【請求項４】
前記ワークは、
前記製造済部品と接続される領域に余肉が設けられている請求項３に記載の部品加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品加工装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の部材から１つの構造体を組み立てる組立現場においては、部材の製造ばらつき等により、互いに組み付けられた部材間に隙間が発生してしまう場合がある。このような場合、隙間内にシムを挿入することにより、その隙間を充填する作業が行われる（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６１７４２０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記したようなシムを隙間内に挿入する方法では、シムを隙間に合わせて製造しなければならず、作業工程が増加してしまうといった問題があった。
【０００５】
本発明は、作業工程を減らすことが可能な部品加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の部品加工装置は、構造体の部品のうち、加工対象部品よりも先に製造された製造済部品の３次元形状が計測器により計測されることで得られる計測結果を取得する計測結果取得部と、前記計測結果取得部が取得した前記製造済部品の計測結果に基づいて、前記加工対象部品の加工データを生成する加工データ生成部と、を備える。
【０００７】
前記計測結果取得部は、前記製造済部品が組み立てられる姿勢で前記計測器により計測されることで得られる前記計測結果を取得するとよい。
【０００８】
前記加工データに基づいてワークを加工することで前記加工対象部品を製造する加工機を備えるとよい。
【０００９】
前記ワークは、前記製造済部品と接続される領域に余肉が設けられているとよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、作業工程を減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】部品加工装置の構成を説明する図である。
【図２】図２（ａ）は、構造体の分解斜視図であり、図２（ｂ）は、組み立て後の構造体の斜視図である。
【図３】部品のワークを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１３】
図１は、部品加工装置１の構成を説明する図である。図１に示すように、部品加工装置１は、コンピュータ２、加工機３、計測器４を含んで構成される。部品加工装置１は、１つの構造体（例えば航空機）を構成する複数の部品を製造する。１つの構造体は、複数の部品が組立現場において組み立てられることにより完成する。
【００１４】
コンピュータ２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む。コンピュータ２は、ＲＯＭに格納されたプログラムをＲＡＭに展開して実行することで、３次元モデル生成部１０、計測結果取得部１２、仮想モデル生成部１４および加工データ生成部１６として機能する。なお、コンピュータ２の各部について、詳しくは後述する。
【００１５】
コンピュータ２には、加工機３および計測器４が接続されている。コンピュータ２は、有線または無線により加工機３および計測器４が接続されていてもよい。また、コンピュータ２は、他のコンピュータを介して加工機３および計測器４が接続されていてもよい。また、コンピュータ２は、加工機３および計測器４と接続されておらず、記憶媒体を介してデータが受け渡されてもよい。
【００１６】
加工機３は、例えばＮＣ加工機である。加工機３は、コンピュータ２から出力された加工データに基づいて、工作台５上に置かれたワークＷを例えば切削することで、構造体を構成する部品を製造する。
【００１７】
計測器４は、３次元形状を計測可能な例えばレーザートラッカーやカメラ等である。計測器４は、加工機３により製造された部品の３次元形状を計測する。
【００１８】
ところで、１つの構造体を製造する際、まず、コンピュータ２により、構造体の３次元モデルが生成される。３次元モデル生成部１０は、３次元ＣＡＤソフトを含んで構成されており、３次元ＣＡＤソフト上で、構造体の３次元モデルを生成する。
【００１９】
３次元モデルには、複数の部品の形状、材質、寸法公差、加工方法等、部品の加工に必要な情報が付与されている。
【００２０】
そして、３次元モデルが生成されると、加工データ生成部１６は、３次元モデルに基づいて、加工対象となる部品についての加工データを生成して加工機３に出力する。加工データは、加工機３が読み込み可能なデータ（ＮＣプログラム）であり、ワークＷから部品を製造するための加工機３の移動経路、選択工具等の情報が付与されている。なお、加工データ生成部１６は、加工データを生成できるのであればよく、例えば作業者の手入力等により加工データを生成してもよい。
【００２１】
加工機３は、加工データが入力されると、入力された加工データに基づいてワークＷを加工することにより、部品を製造する。
【００２２】
ここで、加工機３により製造された部品には、寸法公差や歪などにより３次元モデル（加工データ）に対して誤差が発生する場合がある。また、加工機３により製造された部品は、加工される際の姿勢と、実際に組み立てられる際の姿勢が異なることがある。このような場合、製造された部品は、実際に組み立てられる際の自重により変形し、３次元モデルに対して誤差が発生する場合がある。
【００２３】
そうすると、３次元モデル（加工データ）に基づいて製造された部品同士を組み立てた場合に、これらの誤差により構造体に隙間が発生してしまうことになる。
【００２４】
そこで、部品加工装置１では、加工機３により製造された部品（以下、製造済部品とも呼ぶ）について、計測器４を用いて３次元形状を計測する。このとき、加工機３により製造された製造済部品は、実際に構造体として組み立てるときの姿勢で３次元形状が計測される。換言すると、計測器４は、構造体を組み立てるときの姿勢に維持された製造済部品の３次元形状を計測する。
【００２５】
計測結果取得部１２は、製造済部品の３次元形状が計測器４により計測されることで得られる計測結果（計測データ）を計測器４から取得する。仮想モデル生成部１４は、計測結果取得部１２が取得した製造済部品の３次元形状（計測結果）と、３次元モデルとに基づき、加工機３により加工する対象となる部品（以下、加工対象部品とも呼ぶ）の３次元仮想モデルを製造済部品との間で隙間が発生しないように生成する。
【００２６】
ここで、仮想モデル生成部１４は、自動生成プログラムを用いて、３次元モデルに対して製造済部品の３次元形状を挿入することで、加工対象部品の３次元仮想モデルを自動的に生成するようにしてもよい。また、仮想モデル生成部１４は、３次元モデルに対して製造済部品の３次元形状を挿入し、例えば作業者の手入力等により３次元仮想モデルを生成してもよい。
【００２７】
そして、仮想モデル生成部１４により３次元仮想モデルが生成されると、加工データ生成部１６は、加工対象部品の加工データを生成して計測器４に出力する。そして、加工機３は、加工データに基づいてワークＷを加工することにより、加工対象部品を製造する。
【００２８】
このように、部品加工装置１は、製造済部品の３次元形状（計測結果）に基づいて、加工対象部品の加工データを生成することにより、製造済部品の誤差を考慮した加工対象部品の加工データを生成することができる。
【００２９】
これにより、部品加工装置１は、複数の部品を組み立てる際に、構造体に隙間を発生させることなく組み立てさせることができる。また、部品加工装置１は、構造体に隙間が発生することがないため、シムを製造する必要がなく、作業工程を低減することができる。また、部品加工装置１は、部品のギャップ締め上げ量を減らすことができ、部品の組み立て精度を向上させることができる。
【００３０】
以下では、具体的な例を挙げて、部品を製造する工程について説明する。
【００３１】
図２は、構造体１００の一例を説明する図である。図２（ａ）は、構造体１００の分解斜視図であり、図２（ｂ）は、組み立て後の構造体１００の斜視図である。図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、構造体１００は、例えば６つの部品１１０ａ〜１１０ｆを組み立てることにより完成する。
【００３２】
部品１１０ａは、部品１１０ｂ〜１１０ｅが接続される。部品１１０ｂは、部品１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆが接続される。部品１１０ｃは、部品１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆが接続される。部品１１０ｄは、部品１１０ａ、１１０ｃ、１１０ｅ、１１０ｆが接続される。部品１１０ｅは、部品１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｄ、１１０ｆが接続される。部品１１０ｆは、部品１１０ｂ〜１１０ｅが接続される。
【００３３】
そして、部品１１０ａ〜１１０ｆは、予め決められた順番で製造される。例えば、部品１１０ａ〜１１０ｅは、部品１１０ｆよりも先に製造され、部品１１０ｆは、最後に製造される。
【００３４】
このような場合、加工データ生成部１６は、まず、３次元モデルのうち、先に製造される部品１１０ａ〜１１０ｅについての加工データを加工機３にそれぞれ出力する。
【００３５】
加工機３は、加工データが入力されると、入力された加工データに基づいてワークＷを加工することにより、部品１１０ａ〜１１０ｅをそれぞれ製造する。
【００３６】
そして、部品１１０ａ〜１１０ｅが製造されると、計測器４により、製造済部品となる部品１１０ａ〜１１０ｅの３次元形状が計測される。計測結果取得部１２は、計測された部品１１０ａ〜１１０ｅの３次元形状の計測結果を計測器４から取得する。
【００３７】
仮想モデル生成部１４は、計測結果取得部１２が取得した部品１１０ａ〜１１０ｅの３次元形状の計測結果に基づき、加工対象部品となる部品１１０ｆの３次元仮想モデルを生成する。
【００３８】
具体的には、仮想モデル生成部１４は、３次元モデル、および、部品１１０ａ〜１１０ｅの３次元形状の計測結果に基づき、部品１１０ｆが構造体１００に組み付けられる際に隙間が発生しないように、部品１１０ｆの３次元仮想モデルを生成する。また、仮想モデル生成部１４は、構造体１００の組み立て基準が部品１１０ｆとなるように、部品１１０ｆの３次元仮想モデルを生成する。つまり、仮想モデル生成部１４は、部品１１０ｆが部品１１０ｂ〜１１０ｄに隙間なく接続されるように３次元仮想モデルを生成する。
【００３９】
そして、仮想モデル生成部１４により部品１１０ｆの３次元仮想モデルが生成されると、加工データ生成部１６は、部品１１０ｆについての加工データを加工機３に出力する。
【００４０】
加工機３は、加工データが入力されると、入力された加工データに基づいてワークＷを加工することにより、部品１１０ｆを製造する。
【００４１】
図３は、部品１１０ｆのワークＷ１を説明する図である。図３に示すように、部品１１０ｆのワークＷ１は、３次元モデルに基づいて前加工が加工機３により施されている。具体的には、部品１１０ｂ〜１１０ｅと接続する領域以外については、３次元モデルに基づいて加工され、部品１１０ｂ〜１１０ｅと接続する領域については、３次元モデルに対して、部品１１０ｂ〜１１０ｅ側に厚みを増した余肉Ｗ１ａが設けられている。
【００４２】
そして、加工機３は、加工データに基づいて余肉Ｗ１ａを取り除く加工を施す。このように、部品１１０ｂ〜１１０ｅと接続する領域について余肉Ｗ１ａを設けることにより、部品１１０ａ〜１１０ｅに加工誤差や組立誤差が発生している場合であっても、これらの誤差を吸収する形で余肉Ｗ１ａを加工することができる。
【００４３】
これにより、部品加工装置１では、部品１１０ａ〜１１０ｆを組み立てる際に、構造体１００に隙間を発生させることなく組み立てさせることができる。また、部品加工装置１は、構造体１００に隙間が発生することがないため、シムを製造する必要がなく、作業工程を低減することができる。
【００４４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００４５】
なお、上記実施形態において、構造体１００を構成する部品１１０ａ〜１１０ｆが１つの加工機３で製造される場合について説明した。しかしながら、部品１１０ａ〜１１０ｆは、異なる加工機３によって製造されるようにしてもよい。例えば、部品１１０ａ〜１１０ｆは、異なる場所において製造されるようにしてもよい。
【００４６】
また、上記実施形態において、構造体１００を構成する部品１１０ａ〜１１０ｆのうち、部品１１０ａ〜１１０ｅが先に製造され、部品１１０ｆが最後に製造されるようにした。しかしながら、部品１１０ａ〜１１０ｆが製造される順番はこれに限らない。例えば、部品１１０ａ〜１１０ｆが順に製造されるようにしてもよい。
【００４７】
この場合、部品１１０ａが製造されると、部品１１０ａの３次元形状を計測器４により計測する。そして、仮想モデル生成部１４は、部品１１０ａの３次元形状の計測結果に基づいて部品１１０ｂの３次元仮想モデルを生成する。また、加工データ生成部１６は、生成された部品１１０ｂの３次元仮想モデルに基づいて部品１１０ｂの加工データを加工機３に出力し、加工機３は、加工データに基づいて部品１１０ｂを製造する。このように、先に製造された製造済部品の３次元形状を順に計測器４により計測し、順次、加工対象部品の３次元仮想モデルを生成していくようにしてもよい。
【００４８】
また、上記実施形態において、加工機３が工作台５上でワークＷを加工するようにした。しかしながら、加工機３は、部品を組み立てる際の組立治具や移動ドーリー上でワークＷを加工するようにしてもよい。この場合、加工データは、組立治具や移動ドーリーを基準として生成され、加工機３は、組立治具や移動ドーリーを基準としてセットされるようにすればよい。
【００４９】
また、上記実施形態において、部品１１０ｆを加工する際に、余肉Ｗ１ａを持たせて前加工するようにした。しかしながら、前加工を施さなくてもよい。この場合、余肉Ｗ１ａに相当する部分を含むワークＷ１を用意し、加工データに基づいて、ワークＷ１に対して１回の加工で部品１１０ｆを製造するようにすればよい。
【００５０】
また、上記実施形態において、構造体１００は６つの部品１１０ａ〜１１０ｆにより構成されるようにした。しかしながら、構造体１００を構成する部品の数は、２つ以上であればいくつであってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、部品加工装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５２】
１  部品加工装置
３  加工機
４  計測器
１２  計測結果取得部
１６  加工データ生成部
【図１】
2020086887.tif 000003
【図２】
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【図３】
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