(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持用ロボットが、重力による変形が可能な状態で板状の第１部材を支持する第１ステップと、
予め記憶部に記録された、前記第１部材に対して第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状に基づいて、前記第１部材の支持状態を変更する第２ステップと、
取付け用ロボットが、支持状態が変更された前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける第３ステップと、
を備える部品製造方法。
【請求項２】
前記第２ステップの前に、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記第１部材が支持された状態の前記第１部材の変形形状と、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態を前記記憶部に記録する第４ステップを更に備え、
前記第２ステップは、前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態となるように前記第１部材の支持状態を変更する請求項１に記載の部品製造方法。
【請求項３】
前記第２ステップは、
検出用ロボットが、前記第１部材の形状を検出するステップと、
検出された前記第１部材の形状と、予め前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状とを比較して、前記第１部材の支持状態を変更するステップと、を有する請求項１に記載の部品製造方法。
【請求項４】
重力による変形が可能な状態で板状の第１部材を支持する支持用ロボットと、
前記第１部材に対して第２部材を取付ける取付け用ロボットと、
を備え、
前記支持用ロボットは、予め記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状に基づいて、前記第１部材の支持状態を変更するように、前記支持用ロボットを駆動する第１制御部を有し、
前記取付け用ロボットは、支持状態が変更された前記第１部材に対して前記第２部材を取付けるように、前記取付け用ロボットを駆動する第２制御部を有する部品製造システム。
【請求項５】
前記支持用ロボットは、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記第１部材が支持された状態の前記第１部材の変形形状と、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態が記録された前記記憶部を更に有し、
前記支持用ロボットの前記第１制御部は、前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態となるように、前記支持用ロボットを駆動して、前記第１部材の支持状態を変更する請求項４に記載の部品製造システム。
【請求項６】
前記第１部材の形状を検出する検出用ロボットを更に備え、
前記支持用ロボットの前記第１制御部は、検出された前記第１部材の形状と、予め前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状とを比較して、前記支持用ロボットを駆動して、前記第１部材の支持状態を変更する請求項４に記載の部品製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品製造方法及び部品製造システムに関し、特に板状部材であるスキンと、長尺状部材であるフレーム又はストリンガーを組み合わせて製作される航空機部品を製造する部品製造方法及び部品製造システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
胴体等の航空機部品は、たとえば、板状部材（スキン）に対してストリンガー又はフレームをリベットによって締結して一体化することによって製作される。従来、これらの部材の組立は、スキンを台状の治具に固定した状態で、別の位置決め用治具によって位置決めされたフレームやストリンガーを重ね合わせた後、仮リベットによってフレーム又はストリンガーをスキンに仮止めする。そして、仮止めが完了して検査を終えた後、予め決められたリベットの締結位置に打鋲していく。これにより、スキン、フレーム及びストリンガーが一体化された航空機部品が製作される。【０００３】
航空機の胴体は、断面が円形状であり、かつ、機軸方向に沿って円形状の径が変化することから、スキン、フレーム、ストリンガーは、多種類にわたる。そのため、スキンを固定する台状の治具や、フレーム又はストリンガーの位置決め用治具も予め多数の種類を用意しておく必要がある。したがって、治具を用いて航空機部品を製作する方法に対して、ロボットを使用してスキン、フレーム、ストリンガー等の部材の位置決めを行い、ロボットによって位置決めされた部材に対して、リベットによって各部材を打鋲して一体化する方法がある。これにより、多種類の治具を用意することなく、航空機部品を製作することができ、航空機部品の製作準備にかかる時間やコストを低減しつつ、治具の保管場所を減らしたり治具の交換にかかる手間を減らすことができる。【０００４】
下記の特許文献１では、スキンが取付け治具（Fixture  34）上に載置されて、部品の組み立てが行われることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５６１５４８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本願の発明者らは、上述したロボットを使用してスキン、フレーム、ストリンガー等の部材を重ね合わせて航空機部品を組み立てる方法において、板状部材であるスキンの支持方法について検討した。板状部材は、剛性が低いため、重力の影響によって変形しやすい。そのため、従来、部材同士を組み合わせる際、スキンは、剛性の高い台状の治具に固定されることが一般的である。【０００７】
発明者らは、航空機部品を組み立てる際の板状部材の支持方法において、板状部材の剛性が低く、重力の影響によって板状部材が変形することを利用して、板状部材を支持しつつ、部品の組立を行うことに着目した。【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、重力による変形が可能な状態で板状の第１部材を支持しつつ、第１部材に対する第２部材の取り付けを容易とすることが可能な部品製造方法及び部品製造システム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】
【０００９】
本発明の第１態様に係る部品製造方法は、支持用ロボットが、重力による変形が可能な状態で板状の第１部材を支持する第１ステップと、予め記憶部に記録された、前記第１部材に対して第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状に基づいて、前記第１部材の支持状態を変更する第２ステップと、取付け用ロボットが、支持状態が変更された前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける第３ステップとを備える。【００１０】
この構成によれば、支持用ロボットによって、重力による変形が可能な状態で板状の第１部材が支持され、第１部材の支持状態は、予め記憶部に記録された、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における第１部材の変形形状に基づいて変更される。そして、取付け用ロボットによって、支持状態が変更された第１部材に対して第２部材が取付けられる。このとき、第１部材は、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における変形形状を有していることから、第１部材に対する第２部材の取り付けが容易となる。【００１１】
上記第１態様において、前記第２ステップの前に、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記第１部材が支持された状態の前記第１部材の変形形状と、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態を前記記憶部に記録する第４ステップを更に備え、前記第２ステップは、前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態となるように前記第１部材の支持状態を変更してもよい。【００１２】
この構成によれば、第１部材に対して第２部材を取付ける時における、第１部材が支持された状態の第１部材の変形形状と、支持用ロボットによる第１部材の支持状態が、記憶部に記録される。また、第１部材の支持状態は、予め記憶部に記録された、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における第１部材の変形形状と、支持用ロボットによる第１部材の支持状態に基づいて変更される。すなわち、第１部材の支持状態を変更して、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における支持状態とすることで、第１部材は、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における変形形状を有する。その結果、第１部材に対する第２部材の取り付けが容易となる。【００１３】
上記第１態様において、前記第２ステップは、検出用ロボットが、前記第１部材の形状を検出するステップと、検出された前記第１部材の形状と、予め前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状とを比較して、前記第１部材の支持状態を変更するステップとを有してもよい。【００１４】
この構成によれば、第１部材の形状が検出され、第１部材の支持状態は、検出された第１部材の形状と、予め記憶部に記録された、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における第１部材の変形形状とが比較されて変更される。そして、比較結果に基づいて、第１部材の支持状態を変更して、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における支持状態とすることで、第１部材は、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における変形形状を有する。その結果、第１部材に対する第２部材の取り付けが容易となる。【００１５】
本発明の第２態様に係る部品製造システムは、重力による変形が可能な状態で板状の第１部材を支持する支持用ロボットと、前記第１部材に対して第２部材を取付ける取付け用ロボットとを備え、前記支持用ロボットは、予め記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状に基づいて、前記第１部材の支持状態を変更するように、前記支持用ロボットを駆動する第１制御部を有し、前記取付け用ロボットは、支持状態が変更された前記第１部材に対して前記第２部材を取付けるように、前記取付け用ロボットを駆動する第２制御部を有する。【００１６】
上記第２態様において、前記支持用ロボットは、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記第１部材が支持された状態の前記第１部材の変形形状と、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態が記録された前記記憶部を更に有し、前記支持用ロボットの前記第１制御部は、前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取付ける時における、前記支持用ロボットによる前記第１部材の支持状態となるように、前記支持用ロボットを駆動して、前記第１部材の支持状態を変更してもよい。【００１７】
上記第２態様において、前記第１部材の形状を検出する検出用ロボットを更に備え、前記支持用ロボットの前記第１制御部は、検出された前記第１部材の形状と、予め前記記憶部に記録された、前記第１部材に対して前記第２部材を取り付ける時における前記第１部材の変形形状とを比較して、前記支持用ロボットを駆動して、前記第１部材の支持状態を変更してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、重力による変形が可能な状態で板状の第１部材を支持しつつ、第１部材に対して第２部材を取り付ける時における変形形状を有するように支持状態を変更することによって、第１部材に対する第２部材の取り付けを容易とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る航空機部品製造システムを示すブロック図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る支持用ロボット及び取付け用ロボットと、スキン、フレーム及びストリンガーを示す概略図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る航空機部品製造システムを用いた航空機部品の製造方法を示すフローチャートである。
【図４】スキンを示す端面図であり、スキンが水平状態に支持されている例を示している。
【図５】スキンを示す端面図であり、スキンが水平状態に支持されている例を示している。
【図６】スキンを示す端面図であり、スキンが垂直状態に支持されている例を示している。
【図７】スキンを示す端面図であり、スキンが水平に対して斜めの状態に支持されている例を示している。
【図８】本発明の第２実施形態に係る航空機部品製造システムを示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係る支持用ロボット及び検出用ロボットと、スキンを示す概略図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る航空機部品製造システムを用いた航空機部品の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る航空機部品製造システム１は、部材の姿勢、すなわち、部材の支持状態を変更することで、部材の組立時において、常に部材が組立に有利となるように、部材の形状を変化させることができる。ここで、航空機部品とは、例えば、航空機の胴体、又は、主翼などである。以下では、航空機の胴体を製造する際、板状部材であるスキンと、長尺状部材であるフレーム又はストリンガーとを組み合わせる場合について説明する。部材の組立時において、例えばスキンが開いていたほうがよいときは、支持用ロボットがスキンの弦側を円弧側よりも上方にした支持状態とする。反対に、部材の組立時において、例えばスキンが閉じていたほうがよいときは、支持用ロボットがスキンの弦側を円弧側よりも下方にした支持状態とする。
【００２１】
スキンは、航空機の機軸方向に対して垂直に切断した断面が円弧形状を有する。フレームは、スキンの円周に沿って配置される部材であり、円弧形状であって曲率を有する。ストリンガーは、スキンに対して、航空機の機軸方向に対して平行に配置される部材であり、直線状の部材である。スキンに対して、フレーム又はストリンガーが取り付けられることによって、胴体等の航空機部品が製作される。このとき、スキンに形成されたキーホールと、フレーム又はストリンガーに形成されたキーホールとに基づいて、スキンに対するフレーム又はストリンガーの取り付け時の位置決めを行うことができる。また、スキンに形成されたキーホールと、フレーム又はストリンガーに形成されたキーホールとに仮リベットを挿通して締結することで、スキンとフレーム又はストリンガーとを一体化させることができる。また、キーホールとは、部材に貫通して形成された貫通穴であり、部材取り付け時の位置決めのために使用可能であり、また、仮リベットを挿通することも可能である。
【００２２】
本実施形態に係る航空機部品製造システム１は、図１及び図２に示すように、スキン５１を支持する２台の支持用ロボット２と、スキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付ける取付け用ロボット３などを備える。本実施形態では、ティーチングデータを用いて、支持用ロボット２を動作させ、スキン５１の向きを変更させる。
【００２３】
支持用ロボット２は、アーム６を備え、アーム６の先端には、スキン５１を把持する把持部（ハンド）７が取り付けられている。支持用ロボット２は、例えば、スキン５１の円弧形状を有する端部の中央部を把持してスキン５１を支持する。支持用ロボット２は、制御部８によって制御される。
【００２４】
支持用ロボット２の制御部８は、図１に示すように、ティーチング部９と、メモリ１０と、駆動制御部１１と、判断部１２等を有する。制御部８の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、ＣＰＵ等のハードウェア資源によって実現される。
【００２５】
ティーチング部９は、ティーチング工程において、支持用ロボット２の状態、例えば、アーム６又はハンド７の位置や向き、動作過程等をメモリ１０にティーチングデータとして記録する。また、駆動制御部１１は、取付け工程において、メモリ１０に記録されたティーチングデータに基づいて、支持用ロボット２を動作させる。このとき、判断部１２は、取付け工程における支持用ロボット２の状態が、ティーチングデータと一致しているか否かを判断する。駆動制御部１１は、判断部１２において、支持用ロボットの状態が、ティーチングデータと一致していると判断されたとき、支持用ロボット２の状態を維持する。
【００２６】
取付け用ロボット３は、アーム１３を備え、アーム１３の先端には、フレーム５２又はストリンガー５３を把持する把持部（ハンド）１４が取り付けられている。取付け用ロボット３は、制御部１５によって制御される。制御部１５の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、ＣＰＵ等のハードウェア資源によって実現される。
【００２７】
取付け用ロボット３の制御部１５は、駆動制御部１６と、メモリ１７等を有する。
駆動制御部１６は、予めメモリ１７に記録された取り付け位置に関するデータに基づいて、取付け用ロボット３のアーム１３を駆動し、予め記録された取り付け位置へ、フレーム５２又はストリンガー５３を移動させる。この結果、取付け用ロボット３によって、スキン５１に対して、フレーム５２又はストリンガー５３が重ね合わされる。
【００２８】
次に、図３を参照して、本実施形態に係る航空機部品製造システム１を用いた航空機部品の製造方法について説明する。
本方法は、まず、１品目において支持用ロボット２に対して動作を教示するティーチング工程と、ティーチングデータに基づいて支持用ロボット２を作動させ、取付け用ロボット３がスキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付ける取付け工程とを有する。
【００２９】
ティーチング工程を有することにより、ティーチング工程完了後、２品目以降の部材の組立では、作業員が支持用ロボット２を操作することなく、支持用ロボット２によってスキン５１の向きが自動的に変更される。そして、取付け用ロボット３は、組立時に有利となる方向となったスキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付けることができる。
【００３０】
ティーチング工程は、スキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付ける作業を行う際、作業者や生産技術担当者が、スキン５１の向きを変更しつつ、スキン５１の変形状態を確認しながら行われる。スキン５１は、板状部材であり剛性が低いことから、スキン５１の向きが変更されることによって、重力による影響を受けて変形する。
【００３１】
取り付け作業では、スキン５１の向きを変更し、スキン５１が組立に有利な形状や方向となったとき、スキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付ける（ステップＳ１１）。このとき、取り付け作業が行われるときのスキン５１を支持する支持用ロボット２の状態を、メモリ１０にティーチングデータとして記録する（ステップＳ１２）。ここで、支持用ロボット２の状態とは、アーム６又はハンド７の位置や向き、動作過程等である。
【００３２】
ティーチング工程完了後、２品目以降の部材の組立では、ティーチング工程を行わずに、取付け工程を行う。
【００３３】
取付け工程では、スキン５１を支持している支持用ロボット２を、ティーチングデータに基づいて作動する（ステップＳ１３）。このとき、支持用ロボット２の状態が、ティーチングデータと一致しているか否かが判断される（ステップＳ１４）。支持用ロボット２の状態が、ティーチングデータと一致したとき、支持用ロボット２に支持されているスキン５１が、組立に有利な形状や方向となっていると判断する。スキン５１が組立に有利な形状や方向となっていると判断されている状態で、支持用ロボット２は、スキン５１の状態を維持する。
【００３４】
そして、スキン５１が組立に有利な形状や方向となっていると判断されている状態で、取付け用ロボット３は、取り付け位置に関するデータに基づいて、取り付け位置へ、フレーム５２又はストリンガー５３を移動させ、スキン５１に対して、フレーム５２又はストリンガー５３を重ね合わせる（ステップＳ１５）。必要な場合、支持用ロボット２が作動して、フレーム５２又はストリンガー５３に対して、スキン５１を更に重ね合わせる。
【００３５】
その後、打鋲用ロボット（図示せず。）が、重ね合わされたスキン５１とフレーム５２又はストリンガー５３のキーホールに仮リベットを挿通し、仮リベットによってスキン５１とフレーム５２又はストリンガー５３を締結する（ステップＳ１６）。
【００３６】
スキン５１は、板状部材であり剛性が低いことから、重力による影響を受けて変形する。したがって、支持用ロボット２が作動してスキン５１の向きを変更することによって、スキン５１を組立てに有利な形状に変形させることができる。例えば、断面が円弧形状を有するスキン５１に対して、スキン５１の向きを変えることで、スキン５１の曲率を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００３７】
例えば、スキン５１の一端部と他端部を結ぶ弦が、水平状態（図４及び図５参照）、垂直状態（図６参照）、又は、水平に対して傾斜した状態（図７参照）となるように、スキン５１の向きが変更される。また、スキン５１が水平状態にある状態とは、スキン５１の円弧が弦よりも上方にある場合（図４参照）と、反対に、スキン５１の円弧が弦よりも下方にある場合（図５参照）とがある。これらそれぞれの状態で、支持用ロボット２に支持されたスキン５１は、重力の影響によって異なる形状となる。
【００３８】
組立に有利なスキンの形状や方向とは、例えば、適切に打鋲にできるようにスキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３が適切に重ね合わされた状態や、スキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３が重ね合わされたとき、打鋲用ロボットが仮リベットを打鋲しやすい状態などである。
【００３９】
なお、上述した実施形態では、スキン５１に対するフレーム５２又はストリンガー５３の取付け作業を行っている最中、スキン５１は、一定の位置に維持される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、取付け作業を行いながら、支持用ロボット２が作動して、スキン５１の姿勢を変更してもよい。
【００４０】
以上、本実施形態によれば、重力による変形が可能となるように支持されたスキン５１に対して、取付け工程において組立に有利となるように、スキン５１の形状や方向が調整される。そして、支持用ロボット２や取付け用ロボット３を使用して、スキン５１、フレーム５２、ストリンガー５３等の部材の位置決めを行い、位置決めされた部材に対して、仮リベットによって各部材を打鋲して一体化する際、作業の効率化を図ることができる。
【００４１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る航空機部品製造システム１は、図８に示すように、スキン５１を支持する２台の支持用ロボット２と、スキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付ける取付け用ロボット３と、スキン５１の形状を検出する検出用ロボット４などを備える。本実施形態では、検出用ロボット４によって取得されたデータを用いて、支持用ロボット２を動作させ、スキン５１の向きを変更させる。
【００４２】
検出用ロボット４は、図９に示すように、アーム１８を備え、アーム１８の先端に３Ｄスキャナカメラ１９が取り付けられている。検出用ロボット４は、制御部２０によって制御される。制御部２０の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、ＣＰＵ等のハードウェア資源によって実現される。
【００４３】
検出用ロボット４の制御部２０は、図８に示すように、駆動制御部２１と、メモリ２２等を有する。
駆動制御部２１は、スキン５１に関する設計データに基づいて、アーム１８に取り付けられた３Ｄスキャナカメラ１９をスキン５１の近傍へ移動させ、３Ｄスキャナカメラ１９をスキン５１の近傍で走査させる。
【００４４】
３Ｄスキャナカメラ１９は、スキン５１の形状を撮像する。３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された撮像データは、支持用ロボット２の制御部２３へ送信される。
【００４５】
支持用ロボット２は、第１実施形態の図２と同様に、アーム６を備え、アーム６の先端には、スキン５１を把持する把持部（ハンド）７が取り付けられている。支持用ロボット２は、例えば、スキン５１の円弧形状を有する端部の中央部を把持してスキン５１を支持する。支持用ロボット２は、制御部２３によって制御される。
【００４６】
支持用ロボット２の制御部２３は、図８に示すように、メモリ２４と、駆動制御部２５と、判断部２６等を有する。制御部２３の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、ＣＰＵ等のハードウェア資源によって実現される。
【００４７】
駆動制御部２５は、取付け工程において、支持用ロボット２を動作させる。
判断部２６は、３Ｄスキャナカメラ１９から撮像データを受信する。判断部２６は、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキンの形状や方向に関するデータとを比較する。
【００４８】
また、判断部２６は、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータとの比較結果に基づいて、支持用ロボット２に支持されたスキン５１が組立に有利な形状や方向となっているか否かを判断する。
【００４９】
駆動制御部２５は、判断部２６における、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキンの形状や方向に関するデータとの比較結果が、組立に有利なスキンの形状や方向となるように、支持用ロボット２を作動する。駆動制御部２５は、判断部２６において、支持用ロボット２の状態が、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータと一致していると判断されたとき、支持用ロボット２の状態を維持する。
【００５０】
取付け用ロボット３は、第１実施形態の図２と同様に、アーム１３を備え、アーム１３の先端には、フレーム５２又はストリンガー５３を把持する把持部（ハンド）１４が取り付けられている。取付け用ロボット３は、制御部１５によって制御される。制御部１５の動作は、予め記録されたプログラムを実行して、ＣＰＵ等のハードウェア資源によって実現される。
【００５１】
取付け用ロボット３の制御部１５は、図８に示すように、駆動制御部１６と、メモリ１７等を有する。
駆動制御部１６は、予めメモリ１７に記録された取り付け位置に関するデータに基づいて、取付け用ロボット３のアーム１３を駆動し、予め記録された取り付け位置へ、フレーム５２又はストリンガー５３を移動させる。この結果、取付け用ロボット３によって、スキン５１に対して、フレーム５２又はストリンガー５３が重ね合わされる。
【００５２】
次に、図１０を参照して、本実施形態に係る航空機部品製造システム１を用いた航空機部品の製造方法について説明する。
本方法は、まず、検出用ロボット４が、支持用ロボット２によって支持されたスキン５１の形状を検出する工程と、検出されたスキン５１の形状に基づいて支持用ロボット２を作動させ、取付け用ロボット３がスキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付ける取付け工程とを有する。
【００５３】
これにより、作業員が支持用ロボット２を操作することなく、都度スキン５１の形状が検出されて、スキン５１の変形状態に応じてフレーム５２又はストリンガー５３の取り付けに有利な形状となるように、支持用ロボット２によってスキン５１の向きが自動的に変更される。そして、取付け用ロボット３は、組立時に有利となる方向となったスキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３を取り付けることができる。
【００５４】
検出工程は、まず、検出用ロボット４が、アーム１８の先端に取り付けられた３Ｄスキャナカメラ１９を走査して、スキン５１の形状を検出する（ステップＳ２１）。３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データは、支持用ロボット２の制御部２３へ送信される。
【００５５】
支持用ロボット２の制御部２３は、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されているスキン５１の設計データ（ＣＡＤデータ）とを比較する。これにより、支持用ロボット２によって支持されているスキン５１が、完成時の形状に比べて、どのように変形しているかを判断できる。
【００５６】
支持用ロボット２の制御部２３は、さらに、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータとを比較する（ステップＳ２２）。このとき、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されているスキン５１の設計データ（ＣＡＤデータ）とを比較して得られる差分データを用いて、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータとスキン５１の設計データ（ＣＡＤデータ）との差分データとを比較してもよい。
【００５７】
３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データと、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータとの比較結果が、組立に有利なスキン５１の形状や方向となるように、支持用ロボット２が作動される（ステップＳ２３）。
【００５８】
そして、３Ｄスキャナカメラ１９によって逐次取得された形状データが、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータと一致しているか否かが判断される（ステップＳ２４）。３Ｄスキャナカメラ１９によって逐次取得された形状データが、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータと一致したとき、支持用ロボット２に支持されているスキン５１が、組立に有利な形状や方向となっていると判断できる。したがって、３Ｄスキャナカメラ１９によって取得された形状データが、予めメモリ２４に記録されている組立に有利なスキン５１の形状や方向に関するデータと一致していると判断されたとき、支持用ロボット２は、その状態を維持する。
【００５９】
次に、スキン５１が組立に有利な形状や方向となっていると判断されている状態で、取付け工程へ移行する。
【００６０】
取付け工程では、取付け用ロボット３は、取り付け位置に関するデータに基づいて、取り付け位置へ、フレーム５２又はストリンガー５３を移動させ、スキン５１に対して、フレーム５２又はストリンガー５３を重ね合わせる。必要な場合、支持用ロボット２が作動して、フレーム５２又はストリンガー５３に対して、スキン５１を更に重ね合わせる（ステップＳ２５）。
【００６１】
その後、打鋲用ロボット（図示せず。）が、重ね合わされたスキン５１とフレーム５２又はストリンガー５３のキーホールに仮リベットを挿通し、仮リベットによってスキン５１とフレーム５２又はストリンガー５３を締結する（ステップＳ２６）。
【００６２】
スキン５１は、板状部材であり剛性が低いことから、重力による影響を受けて変形する。したがって、支持用ロボット２が作動してスキン５１の向きを変更することによって、スキン５１を組立てに有利な形状に変形させることができる。例えば、断面が円弧形状を有するスキン５１に対して、スキン５１の向きを変えることで、スキン５１の曲率を大きくしたり小さくしたりすることができる。
【００６３】
例えば、スキン５１の一端部と他端部を結ぶ弦が、水平状態、垂直状態、又は、水平に対して傾斜した状態となるように、スキン５１の向きが変更される。また、スキン５１が水平状態にある状態とは、スキン５１の円弧が弦よりも上方にある場合と、反対に、スキン５１の円弧が弦よりも下方にある場合とがある。これらそれぞれの状態で、支持用ロボット２に支持されたスキン５１は、重力の影響によって異なる形状となる。
【００６４】
組立に有利なスキンの形状や方向とは、例えば、適切に打鋲にできるようにスキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３が適切に重ね合わされた状態や、スキン５１に対してフレーム５２又はストリンガー５３が重ね合わされたとき、打鋲用ロボットが仮リベットを打鋲しやすい状態などである。
【００６５】
なお、上述した実施形態では、スキン５１に対するフレーム５２又はストリンガー５３の取付け作業を行っている最中、スキン５１は、一定の位置に維持される場合について説明したが、本発明はこの例に限定されず、取付け作業を行いながら、支持用ロボット２が作動して、スキン５１の姿勢を変更してもよい。
【００６６】
以上、本実施形態によれば、重力による変形が可能となるように支持されたスキン５１に対して、取付け工程において組立に有利となるように、スキン５１の形状や方向が調整される。そして、支持用ロボット２や取付け用ロボット３を使用して、スキン５１、フレーム５２、ストリンガー５３等の部材の位置決めを行い、位置決めされた部材に対して、仮リベットによって各部材を打鋲して一体化する際、作業の効率化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１      ：航空機部品製造システム
２      ：支持用ロボット
３      ：取付け用ロボット
４      ：検出用ロボット
６      ：アーム
７      ：ハンド
８      ：制御部
９      ：ティーチング部
１０    ：メモリ
１１    ：駆動制御部
１２    ：判断部
１３    ：アーム
１５    ：制御部
１６    ：駆動制御部
１７    ：メモリ
１８    ：アーム
１９    ：３Ｄスキャナカメラ
２０    ：制御部
２１    ：駆動制御部
２２    ：メモリ
２３    ：制御部
２４    ：メモリ
２５    ：駆動制御部
２６    ：判断部
５１    ：スキン
５２    ：フレーム
５３    ：ストリンガー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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