(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
治具フレーム（１１）と、ワーク（Ｗ）を支持すべく治具フレーム（１１）に設けられたワーク支持具（１２ａ〜１２ｆ）と、ワーク支持具（１２ａ〜１２ｆ）を治具フレーム（１１）に対して移動させるアクチュエータ（１５）とを備えた組立治具の調整方法であって、
治具フレーム（１１）に固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具（１２ａ〜１２ｆ）の測定基準点（１９）の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を予め設定する工程と、
レーザー装置で構成されて治具フレーム（１１）から分離した位置に設置される位置測定装置（２１）で治具フレーム（１１）の座標基準点（１６，１７，１８）の位置およびワーク支持具（１２ａ〜１２ｆ）の測定基準点（１９）の位置を測定する工程と、
位置測定装置（２１）の測定結果に基づいて治具フレーム（１１）に固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具（１２ａ〜１２ｆ）の測定基準点（１９）の位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）を算出する工程と、
ワーク支持具（１２ａ〜１２ｆ）の前記予め設定した位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と前記算出した位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）との偏差（｜Ｘ′−Ｘ｜，｜Ｙ′−Ｙ｜，｜Ｚ′−Ｚ｜）を算出する工程と、
前記偏差（｜Ｘ′−Ｘ｜，｜Ｙ′−Ｙ｜，｜Ｚ′−Ｚ｜）が何れも所定値以下になるようにアクチュエータ（１５）を作動させる工程と、
を備えたことを特徴とする組立治具の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、治具フレームと、ワークを支持すべく治具フレームに設けられたワーク支持具と、ワーク支持具を治具フレームに対して移動させるアクチュエータとを備えた組立治具の調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機の外板パネルのようなワークにリベット孔の位置、ベンドラインの位置、トリムラインの位置等を指準するには、そのワークを組立治具に正しく位置決めして固定する必要がある。組立治具は治具フレームに設けた複数のワーク支持具にワークを支持するようになっているが、剛性の高い治具フレームに比べてワーク支持具は剛性が小さいため、経年変化や温度変化の影響で治具フレームに対するワーク支持具の位置関係が微妙にずれてしまい、その結果として治具フレームに対するワークの位置関係も微妙にずれる事態が発生する。
【０００３】
そこで従来は、治具フレームに対するワーク支持具の位置関係を定期的に測定し、治具フレームにワーク支持具を固定する部分にシムやスペーサを介在させて位置ずれの補正を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、治具フレームに対するワーク支持具の位置調整をシムやスペーサを用いて行うものでは、その作業が面倒で多くの時間および労力を要するだけでなく、調整の精度にも限界があるという問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、経年変化や熱膨張の影響による組立治具の精度低下を容易かつ正確に補正することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、治具フレームと、ワークを支持すべく治具フレームに設けられたワーク支持具と、ワーク支持具を治具フレームに対して移動させるアクチュエータとを備えた組立治具の調整方法であって、治具フレームに固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の測定基準点の位置座標を予め設定する工程と、レーザー装置で構成されて治具フレームから分離した位置に設置される位置測定装置で治具フレームの座標基準点の位置およびワーク支持具の測定基準点の位置を測定する工程と、位置測定装置の測定結果に基づいて治具フレームに固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の測定基準点の位置座標を算出する工程と、ワーク支持具の前記予め設定した位置座標と前記算出した位置座標との偏差を算出する工程と、前記偏差が何れも所定値以下になるようにアクチュエータを作動させる工程とを備えたことを特徴とする組立治具の調整方法が提案される。
【０００７】
上記構成によれば、治具フレームに固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の測定基準点の位置座標を予め設定し、続いてレーザー装置で構成されて治具フレームから分離した位置に設置される位置測定装置で治具フレームの座標基準点の位置およびワーク支持具の測定基準点の位置を測定し、続いて位置測定装置の測定結果に基づいて治具フレームに固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の測定基準点の位置座標を算出し、続いてワーク支持具の前記予め設定した位置座標と前記算出した位置座標との偏差を算出し、続いて前記偏差が何れも所定値以下になるようにアクチュエータを作動させるので、治具フレームに対するワーク支持具の位置が経年変化や温度変化により位置ずれしても、その位置ずれを自動的に修正してワーク支持具の測定基準点の位置座標を予め設定した位置座標に近づけることができる。その結果、ワーク支持具に位置ずれが発生する度にシムやスペーサを用いた面倒な調整作業を行う必要がなくなり、しかも調整の精度を手作業による場合に比べて大幅に高めることができる。
【０００８】
尚、実施例のツーリングボール１６，１７，１８は本発明の測定基準点に対応し、実施例のツーリングボール１９は本発明の座標基準点に対応する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
【００１０】
図１〜図４は本発明の一実施例を示すもので、図１は組立治具およびその調整装置の全体図、図２は図１の２部拡大図、図３は初期調整の作用を説明するフローチャート、図４は通常調整の作用を説明するフローチャートである。
【００１１】
図１および図２に示すように、本実施例の組立治具Ｊは、左右の支脚１０，１０と、両支脚１０，１０間に固定された枠状の治具フレーム１１と、治具フレーム１１の下部ビーム１１ａから上向きに延びる３個のワーク支持具１２ａ〜１２ｃと、治具フレーム１１の上部ビーム１１ｂから下向きに延びる３個のワーク支持具１２ｄ〜１２ｆとを備える。各々のワーク支持具１２ａ〜１２ｆの先端には、例えば航空機の外板パネルのようなワークＷを支持するクランプ部１４が設けられるとともに、その基端はアクチュエータ１５を介して下部ビーム１１ａあるいは上部ビーム１１ｂに支持される。電気的に作動するアクチュエータ１５…は、下部ビーム１１ａあるいは上部ビーム１１ｂに対するワーク支持具１２ａ〜１２ｆの位置を、相互に直交する３方向に微調整することができる。
【００１２】
組立治具Ｊの治具フレーム１１の左下、左上および右下の隅部には、それぞれ座標基準点となるツーリングボール１６，１７，１８が設けられる。また組立治具Ｊの調整時には、各々のワーク支持具１２ａ〜１２ｆのクランプ部１４に測定基準点となるツーリングボール１９が取り付けられる。
【００１３】
組立治具Ｊの調整装置は、レーザー装置よりなる位置測定装置２１と、アクチュエータ１５…の作動を制御するパーソナルコンピュータ２２とを備えており、パーソナルコンピュータ２２は三次元ＣＡＤ装置２３に接続される。三次元ＣＡＤ装置２３は、組立治具Ｊに固定した三次元直交座標系、つまり左下のツーリングボール１６を原点とし、左上のツーリングボール１７の方向に延びるＸ軸と、右下のツーリングボール１８の方向に延びるＹ軸と、Ｘ軸およびＹ軸に直交するＺ軸とよりなる三次元直交座標系に関する、６個のワーク支持具１２ａ〜１２ｆの先端のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を記憶している。この位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）は、ワークＷの既知の形状と、そのワークＷを組立治具Ｊの治具フレーム１１に固定する既知の位置関係とから算出される。
【００１４】
次に、組立治具Ｊを新たに設置した場合等に行われる初期調整の手順を、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００１５】
先ず、三次元ＣＡＤ装置２３により組立治具Ｊに固定した三次元直交座標系に関する６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）を設定した後（ステップＳ１参照）、この位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のデータをＩＧＥＳ（Initial Graphics Exchange Specification ）変換する（ステップＳ２参照）。ＩＧＥＳ変換は、三次元ＣＡＤ装置２３の位置座標データをパーソナルコンピュータ２２との間で交換するためのデータ変換である。続いて組立治具Ｊを仮組みする（ステップＳ３参照）。この仮組みの状態では組立治具Ｊの調整が済んでいないため、治具フレーム１１に固定した三次元直交座標系に関する６個のツーリングボール１９…の位置は誤差を含んでいる。
【００１６】
続いて前記ＩＧＥＳ変換したデータ（６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）のデータ）を三次元ＣＡＤ装置２３からパーソナルコンピュータ２２に取り込んだ後（ステップＳ４参照）、レーザー装置よりなる位置測定装置２１で、治具フレーム１１の３個のツーリングボール１６，１７，１８の位置と、６個のワーク支持具１２ａ〜１２ｆに設けた６個のツーリングボール１９…の位置とを測定する（ステップＳ５参照）。
【００１７】
続いてパーソナルコンピュータ２２が３個のツーリングボール１６，１７，１８の位置と６個のツーリングボール１９…の位置とから三次元直交座標系に関する６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）を算出した後（ステップＳ６参照）、予め設定した６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と測定した６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）との偏差（Ｘ′−Ｘ，Ｙ′−Ｙ，Ｚ′−Ｚ）を算出する（ステップＳ７参照）。そしてＸ軸方向の偏差｜Ｘ′−Ｘ｜と、Ｙ軸方向の偏差｜Ｙ′−Ｙ｜と、Ｚ軸方向の偏差｜Ｚ′−Ｚ｜とが何れも所定値以下になるように、ワーク支持部１２ａ〜１２ｆの位置（つまりツーリングボール１９…の位置）を調整する。一般的に、初期調整時には前記調整量が大きくなるためにシムやスペーサを用いて調整を行うが、前記調整量が小さい場合にはアクチュエータ１５…を駆動して調整を行うこともできる。
【００１８】
以上のようにして組立治具Ｊの初期調整が完了すると、図４に示す手順で組立治具Ｊの通常調整を実行する。
【００１９】
組立治具Ｊの調整を定期的に行うための予め設定した時間が経過すると（ステップＳ１１参照）、前記図３のフローチャートのステップＳ５〜Ｓ７と同じ内容を実行する。即ち、位置測定装置２１で治具フレーム１１の３個のツーリングボール１６，１７，１８の位置と、６個のワーク支持具１２ａ〜１２ｆに設けた６個のツーリングボール１９…の位置とを測定した後（ステップＳ１２参照）、３個のツーリングボール１６，１７，１８の位置および６個のツーリングボール１９…の位置から三次元直交座標系に関する６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）を算出し（ステップＳ１３参照）、更に予め設定した６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と測定した６個のツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）との偏差（Ｘ′−Ｘ，Ｙ′−Ｙ，Ｚ′−Ｚ）を算出する（ステップＳ１４参照）。そしてＸ軸方向の偏差｜Ｘ′−Ｘ｜と、Ｙ軸方向の偏差｜Ｙ′−Ｙ｜と、Ｚ軸方向の偏差｜Ｚ′−Ｚ｜とが何れも所定値以下になるように、アクチュエータ１５…を駆動してワーク支持部１２ａ〜１２ｆの位置（つまりツーリングボール１９…の位置）を調整する（ステップＳ１５参照）。
【００２０】
以上のように、位置測定装置２１で治具フレーム１１の３個のツーリングボール１６，１７，１８の位置と、ワーク支持具１２ａ〜１２ｆの６個のツーリングボール１９…の位置とを測定した結果に基づき、治具フレーム１１に固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の１２ａ〜１２ｆのツーリングボール１９…の位置座標を算出し、予め設定したワーク支持具１２ａ〜１２ｆのツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）と算出したツーリングボール１９…の位置座標（Ｘ′，Ｙ′，Ｚ′）との偏差が所定値以下になるようにアクチュエータ１５…を作動させることで、治具フレーム１１に対するワーク支持具１２ａ〜１２ｆの位置ずれを自動的に修正することができる。
【００２１】
また手作業による調整は組立治具Ｊの初期調整時の１回だけであり、その後の通常調整は自動的に行われるので、ワーク支持具１２ａ〜１２ｆに位置ずれが発生する度にシムやスペーサを用いた面倒な調整作業を行う必要がなくなるだけでなく、調整の精度も大幅に高めることができる。
【００２２】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２３】
たとえば、本発明は航空機の外板パネル以外の任意のワークＷに対して適用することができ、組立治具Ｊに固定したワークＷに施す作業も任意である。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように請求項１に記載された発明によれば、治具フレームに固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の測定基準点の位置座標を予め設定し、続いてレーザー装置で構成されて治具フレームから分離した位置に設置される位置測定装置で治具フレームの座標基準点の位置およびワーク支持具の測定基準点の位置を測定し、続いて位置測定装置の測定結果に基づいて治具フレームに固定した三次元直交座標系に関するワーク支持具の測定基準点の位置座標を算出し、続いてワーク支持具の前記予め設定した位置座標と前記算出した位置座標との偏差を算出し、続いて前記偏差が何れも所定値以下になるようにアクチュエータを作動させるので、治具フレームに対するワーク支持具の位置が経年変化や温度変化により位置ずれしても、その位置ずれを自動的に修正してワーク支持具の測定基準点の位置座標を予め設定した位置座標に近づけることができる。その結果、ワーク支持具に位置ずれが発生する度にシムやスペーサを用いた面倒な調整作業を行う必要がなくなり、しかも調整の精度を手作業による場合に比べて大幅に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  組立治具およびその調整装置の全体図
【図２】  図１の２部拡大図
【図３】  初期調整の作用を説明するフローチャート
【図４】  通常調整の作用を説明するフローチャート
【符号の説明】
１１        治具フレーム
１２ａ〜１２ｆ      ワーク支持具
１５        アクチュエータ
１６        ツーリングボール（座標基準点）
１７        ツーリングボール（座標基準点）
１８        ツーリングボール（座標基準点）
１９        ツーリングボール（測定基準点）
２１        位置測定装置
Ｗ          ワーク
【図１】
0004035329.tif 000002
【図２】
0004035329.tif 000003
【図３】
0004035329.tif 000004
【図４】
0004035329.tif 000005