JP2003512975A - 航空機組立てツールとその製造方法 - Google Patents

航空機組立てツールとその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 航空機部品を支持するための航空機組立てツールを作る方法であって、ａ）該部品が支持されるべき空間内の複数の所定の場所と配向とを決めることと；ｂ）該所定の場所と関係するフレームの所定の位置に支持体を用意するように構成された固定フレーム（１２）を設計することと；ｃ）所定の長さを有する延在する部材（１４）を選び、かつ取外し可能な固定用手段（３２）によって該延在する部材を接続することにより該固定フレームを構築することと；ｄ）複数のピックアップデバイス（２０）を、その各々が該部品を支えるための受け入れ用素子（７６）を有しており、所定の長さをもつ別の延在する部材（６６）を選びかつ該別の延在する部材をクランプ用素子（６８）により一緒に接続することにより構築することと；ただしここで該クランプ用素子は各受け入れ用素子が少くとも２つの直交軸に沿って、しかもその直交軸とは共平面の少くとも１つの軸の周りに少くとも３つの自由度をもつ動きができるように選択的に適応されているものとし、ｅ）該所定の位置で固定フレームに対して該ピックアップデバイスをマウントすることと；ｆ）該直交軸に沿うかその周りで各受け入れ用素子を動かして該受け入れ用素子をそれぞれ所定の場所と配向で整列するようにすることを含んでいる方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の属する技術分野 この発明は航空組立てツール（エアクラフト・アッセンブリィ・ツール）と、
この種のツールの製造方法とに関する。
【０００２】 従来の技術 航空機組立てツールは航空機部品を支持しながら、ツールが作業にあてられる
ように、また異なる部品が一緒に航空機組立て中に正しい相対的な位置をとるよ
うに設計されている。伝統的に、各異なる組立てプロセスが少くとも１つの専用
組立てツールを必要とし、このツールは部品の所与の組について特別に作られ、
また特定のやり方で部品を支持するように設計されていて、それにより組立て動
作がツールから干渉を受けずに実行できるようにしている。このような組立てツ
ールは既存の標準規格で製造されていなければならない。
【０００３】 通常の組立てツールは硬い（リジットな）金属ジグを備え、このフレームワー
ク（枠組）は溶接された箱形断面（ボックスセクション）の鋼鉄から作られてい
る。複数のピックアップデバイスが枠組上にマウントされていて組立てプロセス
の際に航空機部品を支え、またこれも溶接した鋼鉄部品から通常は作られている
。
【０００４】 各組立てツールは支持されることになる部品に対して特別に設計されることを
要し、航空機産業における支持されるべき航空機部品に対して非常に高度な精度
をもつとする要件が意味しているところは、通常のジクの構築についてのすべて
の段階が非常に正確を期した精度レベルが実行されなければならないことを指し
ている。このことがこの種のジグの製造を時間を費ししかもコストのかかるもの
とし、しかもジグが異なる部品を支持するために簡単に再構成できなくしたり、
あるいは摩耗やきずに対処するために修理とか調節とかができにくくしている。
【０００５】 明らかなように、このような構成は著しく不利益であり、そのうちの多くは各
航空機組立てプロセスに対する専用のジグについての要件から生ずる高いツール
に関するコストであり、しかも各ジグを作るために必要とされる精度のレベルが
それに伴っている。航空機部品設計で僅かな修正をすることは通常は完全に新し
いピックアップデバイスか、その構成が作り出されねばならず、別のツールを用
意するコストと組立ての遅れとを生じさせている。加えて、損耗ときず（裂け目
）(wear and tear)あるいは損傷かジグにあることが一般に置換えを必要とし、
それは修理とか調節がすぐにできず、枠組とピックアップデバイスについての必
要とされる精度と完全性のレベルを維持しなければならないことによる。
【０００６】 こういった欠点にも拘わらず、このような航空機組立てのツーリングの構造は
ほぼ５０年にわたって本質的には変更されずに留まっていた。
【０００７】 発明が解決しようとする課題 したがって航空機組立てのツーリングシステムに対しては設計がもっとフレキ
シブルでありしかも製造と使用とがもっと経済的であるものについて著しい需要
が存在している。
【０００８】 この発明は組立てツールとこのようなツールを作る方法とを提供することを探
究するものであり、このツールは従来の構成よりももっと融通性があり、しかも
このツールでは精度についての要件がツールとその製造のある部分にだけ限定さ
れている。
【０００９】 課題を解決するための手段 この発明の一つの特徴によると航空機部品を支持するための航空機組立てツー
ルであって、 ａ）該部品が支持されるべき空間内の複数の所定の場所と配向と関係するフ
レームの所定の位置に支持体を用意するように構成された固定フレームと； ｂ）所定の長さを有する延在する部材であって取外し可能な固定用手段によ
って一緒に接続された部材を含む該固定フレームと； ｃ）複数のピックアップデバイスであって、その各々が該部品を支えるため
の受け入れ用素子を有しており、クランプ用素子により一緒に接続させた所定の
長さをもつ別の延在する部材を含み、また、ここで該クランプ用素子は各受け入
れ用素子が少くとも２つの直交軸に沿って、しかもその直交軸とは共平面の少く
とも１つの軸の周りに少くとも３つの自由度をもつ動きができるように選択的に
適応されているものとし； ｄ）該所定の位置で固定フレームに対してマウントされたピックアップデバ
イスと； ｅ）該直交軸に沿いその周りでそれぞれ所定の場所と配向で整列している受
け入れ用素子とを備えている組立てツールとなっている。
【００１０】 固定フレームは押し出し成型された（エクストルーデッド）アルミニウムセク
ションの長尺物と、この長尺物を固定する固定手段（ファスニングミーンズ）と
を備えて構成できる。例えば、押し出し成型部分はその縁（エッジ）に沿ってリ
ップ（唇状のもの）を有する長手方向のチャンネルを備えて形成できて、また固
定手段はねじを切った接続用素子を備えていてこれが１つのセクションのチャン
ネル内に受け入れ可能とされ、またねじを切った受け入れ用手段があって他のセ
クションのチャンネルによって用意されるが、チャンネル内に受け入れ可能とさ
れている。
【００１１】 構造上の精度の理由に対しまた固定フレームの強度と堅牢さとに対し、延在す
る部材は断面が矩形であるか、あるいは少くとも１つの実質的に平坦な平面状の
表面を有しているのが好く、この平面にはピックアップデバイスがクランプされ
、必要であれば移動されて、例えば異なる部品が適用できる。またこれらの延在
した部材の平面状の表面がピックアップデバイスをその上にマウントしたときに
ひずみを生じないように構成されているのが重要なことであり、とくに航空機部
品の重さからの荷重をデバイスが受けたときにひずみを生じないようにされてい
ることが重要である。好ましい実施例ではピックアップデバイスの急速な動き及
び／又は再整列と再位置決めに機能するという追加の利点をもっている。この実
施例では、使用時にデバイスが平面状のフェース（顔）表面に沿って移動するか
ら摩耗やきずに対処するのにあるいは異なる部品に適応するのに必要とされる動
きの範囲は容易かつ正確に一次元の動き（延在する部材の軸に沿っているがその
周りの回転はない）として計算機内でモデル形成でき、しかも受け入れ用素子に
ついて可能な６つの自由度をもつ調節を考慮することができる。ピックアップの
所望再位置決めが実現可能性がない場合には、例えば延在する部材の位置とか受
け入れ用素子の調節の範囲制限とかそれらの両方とかが原因となっている場合に
は、必要とされる再整列はピックアップデバイスを取り除いて、代りに延在する
部材の他の平面状表面の一つにそれをマウントすることによって対処される。こ
のようにして、延在する部材に対して平面状のフェースを用意することは延在す
る部材に対してピックアップデバイスの単純な動きを単一軸に沿った動きで何ら
の相対的な回転を伴わないものに制限することを確実としている。これが従来技
術の構造に対してかなりのしかも好都合な差異となっている。
【００１２】 ピックアップデバイスはユニバーサル（広く行なわれている）構造であるのが
好い。
【００１３】 この発明の別の特徴によると、固定フレーム上にマウントするためのユニバー
サルピックアップが提供されていて、組立てプロセスの際に航空機部品を支持す
るための航空機組立てツールが用意できるようにし、このピックアップデバイス
は固定フレーム上にマウントするためのマウント用素子と、航空機部品を支える
ための受け入れ用素子と、所定長を有しクランプ用素子によって一緒に接続され
てそれにより少くとも３つの自由度をもつ該受け入れ素子の動きが少くとも２つ
の直交軸に沿いまたこの直交軸と共平面にある少くとも１つの軸の周りにできる
ようにした複数の延在する部材とを備えている。
【００１４】 以下に記述する好ましい実施例では、延在する部材とクランプ用素子との組合
せが、３つの直交軸に沿いかつその周りに受け入れ用素子の６つの自由度をもつ
動きができるようになっている。
【００１５】 ピックアップデバイスはまたアルミニウムから作られていてよい。
【００１６】 この発明による航空機組立てツールとピックアップデバイスとは数多くの著し
い利点を提供する。
【００１７】 とくに、この発明はフレキシブルな組立てツーリングシステムで完全で調節可
能でしかも再使用可能なものを提供する。組立てツーリングに対する調節と変更
とはすぐに効果を発揮でき、例えば航空機部品の設計における修正変更に対処す
るために有効である。保守は単に個々のフレーム部材及び／又はピックアップデ
バイスを置換えることを含んでおり、これは著しい損耗とか、フレーム部材及び
／又はピックアップデバイスの再位置決めとかを時間経過で相対的な動きが発生
した場合にすることである。さらに、既存の組立てツールは一旦特定の組立て作
業が完了したときに異なる航空機部品に適するように変更することができる。
【００１８】 この発明の別な特徴は航空機組立てツールを作る方法である。
【００１９】 この発明のこの特徴によると、航空機部品を支持するための航空機組立てツー
ルを作る方法であって、 ａ）該部品が支持されるべき空間内の複数の所定の場所と配向とを決めるこ
とと； ｂ）該所定の場所と関係するフレームの所定の位置に支持体を用意するよう
に構成された固定フレームを設計することと； ｃ）所定の長さを有する延在する部材を選び、かつ取外し可能な固定用手段
によって該延在する部材を接続することにより該固定フレームを構築することと
； ｄ）複数のピックアップデバイスを、その各々が該部品を支えるための受け
入れ用素子を有しており、所定の長さをもつ別の延在する部材を選びかつ該別の
延在する部材をクランプ用素子により一緒に接続することにより構築することと
；ただしここで該クランプ用素子は各受け入れ用素子が少くとも２つの直交軸に
沿って、しかもその直交軸とは共平面の少くとも１つの軸の周りに少くとも３つ
の自由度をもつ動きができるように選択的に適応されているものとし、 ｅ）該所定の位置で固定フレームに対して該ピックアップデバイスをマウン
トすることと； ｆ）該直交軸に沿いあるいはその周りで各受け入れ用素子を動かして該受け
入れ用素子をそれぞれ所定の場所と配向で整列するようにすることを含んでいる
方法である。
【００２０】 好ましいのは、段階ｆ）はそれぞれの受け入れ用素子を概ねその所定の位置と
配向とに設定することと、それぞれの受け入れ用素子の実際の位置と配向とを測
定して、それを所定の位置と配向とに向けて移動する段階を所定の位置と配向と
が得られるまで繰返すこととを含んでいる。
【００２１】 好ましいのは、ピックアップデバイスの受け入れ用素子についての所定の位置
と配向とが各航空機部品についての計算機支援設計（ＣＡＤ）データから決めら
れることである。
【００２２】 好ましいのは、各受け入れ用素子の実際の位置と配向とがレーザトラッキング
デバイスによって測定されることである。
【００２３】 この発明の方法と組立てツールとは、とくに航空機産業で使用するように設計
されたのではあるが、好都合にも他の分野でも応用を有しており、例えば自動車
産業がある。
【００２４】 発明の実施の形態 この発明を例を挙げて添付図面を参照してさらに記述する。
【００２５】 最初に図１を参照すると、これがこの発明による航空機組立てツール１０を示
している。組立てツール１０は固定フレーム（フィクスチャフレーム）１２を備
え、これが複数の延在する部材１４で正方形もしくは矩形断面をもつものから構
成されていて、実質的に四角の枠組（フレームワーク）１６を形成するために相
互接続がとられている。延在する部材１４の大部分は互に直角に接続されて枠組
１６を形成するようにしているが若干の部材は対角状部材１８を形成し、枠組１
６の堅牢さを強化するための強化支柱（ストラット）として機能している。固定
フレーム１２は組立ての際に航空機部品用の支持構造として作用している。
【００２６】 固定フレーム１２上にマウントされた複数のピックアップデバイス２０は組立
て工程中に航空機部品を保持するように作用し、固定フレーム１２に関して所定
位置に配置されて部品の所定支持場所で部品と係合し、支えるようにしている。
【００２７】 図１に示した組立てツールは特定の航空機部品の組立て用に特別に設計されて
おり、この例では小規模部品の組立て用であって、航空機胴体の組立て用である
：固定フレーム１２とピックアップデバイス２０の位置と配向との精密設計とは
航空機の他の部品の組立てでは違ったものとなる。固定フレーム１２の組立て精
度と固定フレーム１２に対するピックアップデバイス２０の位置の精度とは比較
的重要でないとされる。大切なことは、ピックアップデバイス２０が航空機部品
と係合する場所と、その場所でのピックアップデバイスとの配向であり、以下に
記述するようにかなり正確に決められる。
【００２８】 延在する部材（エロンゲートメンバ）１４が押し出し成型したアルミニウムセ
クションから形成されていて、このセクションが特定の固定フレーム１２要件に
適った所定長に切断されている。図２，３，４，６は押し出し成型セクションの
異なるプロフィル（輪郭）を示し、このセクションは各場合に正方形か矩形とな
っている。長手方向に伸びたチャンネル２２が部材１４の４つの長手方向表面２
４に沿って作られていて、両側にはリップ２６がフランカ（側面固め）となって
いる。
【００２９】 図２，３，４に示したセクションはすべてが実質的に固体の（ソリッド）中心
軸部２８を有していて、中央孔３０が一緒に作られているのに対して、図６に示
したものは開かれた中心軸部２８′とそれぞれの孔３０′で開かれた部分２８′
のフランカとなりまた各チャンネル２２の基礎となっている金属の中に作られて
いる。
【００３０】 ２つの延在する部材１４の直角での相互接続は固定用手段（ファスニングミー
ンズ）３２により容易に得られる。図２に示すようにこれらの固定用手段３２は
、例えば、ねじを切った接続用素子３４が一方の部材１４の中心部分２８を通っ
て垂直に挿入されたものを備えている。この接続用部材３４は位置決め用ヘッド
３６を有していて、それが部材１４のチャンネル２２のそれぞれの１つ内に置か
れていて、ねじを切ったシャフト３８が部材１４から直角に突出している。
【００３１】 第２の延在する部材１４は第１のものに対して直角にはめ合わされて、それに
よりその端面４０が第１の延在する部材１４の隣接する表面２４に当接する。ね
じを切った素子３４の突出したシャフト３８はしたがって第２の延在する部材１
４の中心孔３０の中にタップ入れされる。しっかりとした長持ちする接続がこう
して作られる。
【００３２】 図３に示すように、固定用手段３２は、これに代って、ねじを切った接続用素
子５２を備えて、それが第１の延在する部材１４の１つのチャンネル２２内に受
入れ可能とし、また位置決め用カラー（つば）５４を備えて、それがこの延在す
る部材１４の端面４０の近くの関係する表面２４内に作られた受け入れ用井戸５
６内部にはめ込まれるようにされるようにした構成をとることができる。
【００３３】 位置決め用カラー５４には孔５８があり、それが２つの突出（オーバーハング
）したリップ２６の間で第２の垂直に延在する部材１４の正面のチャンネル２２
に向けられている。内部にねじを切った受け入れ用素子６０がこのチャンネル２
２内部で受け入れられて、このチャンネル内で突出したリップ２６によりしっか
りと保持されている。接続用素子５２を受け入れ用素子６０内に固くねじばめす
ることにより、２つの延在する部材が互に直角にしっかりと固定される。
【００３４】 現在の例では、第２のこのような接続用素子５２が第１の延在する部材１４の
反対側でも同じように用意されることが理解できよう。この第２の接続用素子５
２はそこで第２の延在する部材１４の同じチャンネル２２内に第２の受け入れ用
素子６０を係合させて、２つの部材１４間でのしっかりとした接続を確保するこ
とになる。
【００３５】 図２と３とは明瞭にするために延在する部材１４について単純な方形の押し出
し成型セクションを示した。実際には、延在する部材１４はもっと複雑な部分を
有していてよいし、ファスナ（固定具）の群を採用する複数の固定用手段３２を
要するものとしてもよい。実質的に方形もしくは矩形である断面積は強度と剛性
で好都合である。
【００３６】 図４に示した固定用手段３２の別形式は高強度ジョイント用に採用できる。こ
の例では、固定用手段３２は一対のねじを切ったボルト４２であり、その各々に
はそれぞれのヘッド（頭部）４４があって、構造上の板４６と係合し、また各々
が方形セクションの一方の延在する部材１４内の横方向のクリアランス孔４８を
通って真直ぐに延びている。各ボルト４２のステム５０はそれぞれの位置決めカ
ラー５４内部のねじを切った孔と係合し、そこが他方の延在する部材１４（ここ
では図３に示すように矩形セクションである）の受け入れ用井戸５６内部に受け
入れられる。荷重はここで第１の部材１４をまたいで板４６によって分散されて
いる。
【００３７】 固定フレーム１２内での垂直接続のすべては図２，３，４に示し、かつそれに
関して記述したように固定用手段によって実行をあげている。
【００３８】 加えて、前述したように、もし枠組１６の剛性がさらに強化される必要がある
ときは対角状の強化支柱（ストラット）１８を多数用意することができ、これも
同じように押し出し成型したアルミニウムセクションから作られる。このような
支柱はヒンジ素子６２，６４の対によってその場所に接続され、ヒンジ素子は対
角状の強化支柱１８の端と枠組１６の隣接する部分との間に例えば図１と７とに
示したようにそれぞれマウントされる。
【００３９】 図５ないし７に目を向けると、これらの図はピックアップデバイス２０のそれ
ぞれのものを詳細に示している。図示のように、各ピックアップデバイス２０は
管（チューブ）６６とクランプ用素子６８とが一緒に接続されて、少くとも３つ
の、好ましいのは６つの、自由度で動くことができるような構成を備えている。
【００４０】 さらに特定すると、各ピックアップデバイス２０は固定フレーム１２上にピッ
クアップデバイスを、マウントするためのマウント用素子７０を備えていて、マ
ウントは例えば関係する延在する部材１４のチャンネル２２内でナット（図示せ
ず）と係合するボルトによっている。マウント用素子７０は実質的に平坦な表面
を有していて、この表面が部材１４の隣の平坦な平面状の表面と協調するように
されていて、それによりピックアップデバイス２０が部材１４の表面に沿ってす
ぐに移動できて、しっかりと位置にボルトどめされる前に位置決めもしくは調節
の目的にあてられる。
【００４１】 第１のクランプ用素子６８ａはボルト７２を用いてマウント用素子７０に固定
されている。第１のクランプ用素子６８ａから延びているのが第１の管６６ａで
あり、図示のように第２のクランプ用素子６８ｂのところで終っている。第２の
管６６ｂは第１の管６６ａと垂直とされて、クランプ用素子６８ｂと別のクラン
プ用素子６８ｃとの間に延びている。同じように、第３の管６６ｃは第２の管６
６ｂに対して直角となっていてクランプ用素子６８ｃと別なクランプ用素子６８
ｄとの間に延びている。最後に、クランプ用素子６８ｄはボルト７４によって受
け入れ用素子７６に接続され、この素子７６が航空機部品と係合し、保持する。
【００４２】 管６６とクランプ用素子６８とはまたアルミニウムから作られている。もっと
特定すると、各クランプ用素子６８はアルミニウムのブロック７８を備えていて
、管６６を回動しかつ摺動するように受け入れるための円筒状の開口８０を備え
ている。それぞれのスロットがブロック７８には作られていて、各円筒状開口８
０の片側に沿っていて、それがギャップ（空隙）を作り、このギャップは別のボ
ルト８４によって閉じることができて、クランプ用部材６８をそれぞれの管６６
上で所要場所にしっかりと係合しかつロックすることを確かにしている。
【００４３】 このような構成によって、管６６が互に他に対して３つの相互に垂直な軸の周
りに回転できるし、あるいは互に他に対して変位することができるし、また両方
のこともできることは理解できよう。
【００４４】 結果として、ピックアップデバイス２０の調節は、固定フレーム１２に対する
ピックアップデバイス２０の位置決めについても、また空間内での受け入れ用素
子７６の位置決めと配向についてもすぐに対処ができるという実効が得られる：
ａ）ピックアップデバイス２０の場所の僅かな変動、とｂ）時間経過とともに損
耗とかきず（裂け目）及び熱膨張と構築といった要因に基づいて生ずる固定フレ
ーム１２の動きに対処できる。同じようにピックアップデバイス２０は航空機部
品自体における小さな設計変更に対処するのに容易に適応できて、固定フレーム
１２に対して既存のピックアップデバイス２０の位置とか受け入れ用素子７６の
位置及び／又は配向を単に変更することにより、あるいはこれに代って追加のピ
ックアップデバイス２０を加えることにより容易に適応できる。さらに、特定の
組立てプロセスが完了すると、この組立てツール１０を分解して、それを別の航
空機部品の組立てのための全く違った構造で再組立てすることが完全に可能とさ
れている。
【００４５】 例示した組立てツール１０を作る方法は次による。
【００４６】 先ず、特定の組立てツール１０であって、固定フレーム１２とピックアップデ
バイス２０とを含むものについての設計要件が特定の航空機部品についての既知
の計算機支援設計（ＣＡＤ）システムから得られたデータから決められる。この
ようなデータから、複数の点でそこでは部品が支持されなければならないところ
と、各場合について支持について要件とされている方向とが求められる。固定フ
レーム１２の構造と、ピックアップデバイス２０の数と位置とが、受け入れ用素
子７６の場所と配向と一緒に、次に計算される。
【００４７】 次に、固定フレーム１２についての部品が押し出し成型されたアルミニウムセ
クションの長さを所要寸法に切断して延在する部材１４を作るようにされる。こ
のような延在する部材１４は前述のように固定手段３２により一緒に接続され、
後にいずれかの追加の延在する部材１４で強化用支柱１８を形成するものが枠組
１６に前述のように接続される。
【００４８】 このように固定フレーム１２が構築されると、ピックアップデバイス２０が固
定フレーム１２上に所定の位置でマウントされる。
【００４９】 複数の違ったピックアップデバイス２０で各々が所要目的により違った長さに
切断された管６６を多数含んでいるものを作ることは可能ではなるが、それでも
なお、この発明によると、単一のユニバーサル（汎用）設計のピックアップデバ
イス２０を採用し、かつこういったものをいつでも在庫して供給するようにする
のが好い。この場合に各ピックアップデバイス２０は同じようなクランプ用素子
により接合された管材の所定長のものから形成されていることになる。
【００５０】 したがって、製造工程の次の段階はピックアップデバイス２０の所要数を選び
、それらを固定フレーム１２上でＣＡＤで決められた位置にマウントすることで
ある。
【００５１】 これまでは、製造工程が標準公差として許される精度のレベルで実行できる。
しかしながら製造工程のこれに続く段階は実際に非常に微細な公差内での一段と
高い精度を必要とするものとなっている。
【００５２】 固定フレーム１２上に一旦マウントされると、ピックアップデバイス２０は次
に所要の配向に設定されなければならず、それで航空機部品が構造の所定の正確
な点に所定の正確な方向で保持されるようにする。各ピックアップデバイスを適
切にしかも必要とされる精度で設定するためには、レーザトラッカ（追跡器）や
他の測定用装置が採用される。
【００５３】 より特定すると、このレーザトラッカは計算機制御されたレーザ測定用装置で
あって、その中には各ピックアップデバイス２０の受け入れ用素子７６の所定の
位置と配向とに関するデータがすでにプログラムされている。ピックアップデバ
イス２０は最初に固定フレーム上に所要の位置と配向で粗にマウントされ、次に
レーザトラッカが使用されて受け入れ用素子７６の最初の位置と配向とが測定さ
れかつこの位置が所要位置と比較される。比較の結果は調節用データを生じ、こ
れに従ってピックアップデバイス２０が対応するように調節されて、受け入れ用
素子７６が新しい位置と配向とを備えるようにされる。レーザトラッカは現在の
状態についての別な測定な行ない、再びそれを所定要件と比較する。これが別の
調節データを生じ、また別の調節はしたがって所定位置と配向とが所要の精密公
差内に入るまで行なわれる。したがって、ピックアップデバイス２０の受け入れ
用素子７６の設定は現在の位置と配向との測定と、現在の位置と配向を所定の位
置と配向と比較することと、二者間の誤差を低減するための調節との繰返しを含
んでいる。
【００５４】 図７を参照して、各ピックアップデバイス２０を２つのステージで設定する工
程を詳細に記述して行く。
【００５５】 ステージ１では、受け入れ用素子７６のフェース（面）８６とそのフェース内
の孔８８とが所定の位置と配向とに調節されている。第１に、受け入れ用素子７
６のフェース８６は空間内の所要面に対して方形に設定されていて、それには順
にＸ，Ｙ，Ｚ軸の各々に対して管６６ａ，６６ｂ，６６ｃを継続して回転するこ
ととしている。各回転に続いて、測定がレーザトラッカによってフェース８６を
またいで行なわれて所定配向との比較がされる。
【００５６】 第２に、受け入れ用素子のフェース８６にある孔は所要位置に移されるが、そ
れはＸ，Ｙ，Ｚ軸に沿って順に継続的に並進を実行し、またクランプ用素子６８
ｂ，６８ｃ，６８ｄを管６６ａ，６６ｂ，６６ｃに沿ってそれぞれ変位させるこ
とによって行なわれる。ここでもまた、測定が各継続した並進の後にレーザトラ
ッカによって行なわれて、所定位置との比較がされる。
【００５７】 ステージ２では、プロフィルボード９０が受け入れ用素子７６に対して所定位
置と配向でマウントされている。
【００５８】 先ずプロフィルボード９０はレーザトラッカの支援を受けて受け入れ用素子７
６のフェース８６に関して所定位置に移動される。プロフィルボード９８はそこ
で受け入れ用素子７６に回転可能に取付けられ、それにはピンをプロフィルボー
ド９０内の孔９２とフェース８６内にある対応する孔（図示せず）を通って挿入
することが行なわれる。
【００５９】 次に、プロフィルボード９０内の第２の孔９４がレーザトラッカの支援で位置
決めされ、それにはボード９０の繰返し回転調節が、孔９４の現在の位置の測定
と所定位置との比較との各機会に続いて、行なわれる。これがプロフィルボード
９０の位置決めエッジ９６を所定位置にもって来るようにし、この点でプロフィ
ルボードが受け入れ用素子７６に固定される。
【００６０】 最後にグリップフィンガ（つかみどりする指）９８がプロフィルボード９０に
、したがって受け入れ用素子７６に取り付けられる。
【００６１】 この例では、設定工程の２つのステージの間にピックアップデバイス２０のパ
ーツ（部品）の調節が手操作で実行される。こういった調節はレーザトラッカの
制御の下で自動的に行なわれるようにできる。
【００６２】 別の修正変更も記述してきた方法と組立てツールについて可能である。
【００６３】 例えば、記述してきた実施例はピックアップデバイスが受け入れ用素子に６つ
の自由度をもつ動き（３つの直交軸に沿うものとその周りのもの）を備えるよう
になっているものを想定している。しかしながら、３つだけの自由度をもつ動き
、すなわち少くとも２つの直交軸と少くともそのうちの１軸の周りの動きがある
環境では十分なことがあろう。
【００６４】 航空機組立てツールを作る記述してきた方法は狭い公差の中でツールの生産に
高精度を許し、また必要であれば調節をも容易にしている。
【００６５】 組立てツール自体とその製造の方法とはともに融通性に富んだもので、経済的
でしかもフレキシブルなツーリング（道具立て）システムをもたらしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による航空機組立てツールの一実施例の斜視図。
【図２】 図１からの詳細を示す部分的な、一部断面の外観図。
【図３】 図２の構成の変更を示す別の部分的な外観図。
【図４】 図２と図３との構成の別な変更を示す部分的な外観図。
【図５】 ツールの固定フレーム上に２つのピックアップデバイスがマウントされている
、図１の組立てツールの一部の斜視図。
【図６】 固定フレーム上にそれぞれのピックアップデバイスをマウントするところを示
す別の斜視図。
【図７】 固定フレーム上別のピックアップデバイスがマウントされている組立てツール
の別の部分の斜視図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ， ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 マッケオウン、ラッセル・パトリック イギリス国、ピーアール１・４ティーイ ー、ランカシャー、プレストン、ニューホ ール・レーン 552 (72)発明者 フォーラー、ケビン・ジョン イギリス国、エフワイ５・２アールエヌ、 ランカシャー、ソーントン、フェアラー ク・ロード 36 Ｆターム(参考） 3C030 CC00 【要約の続き】 ｆ）該直交軸に沿うかその周りで各受け入れ用素子を動 かして該受け入れ用素子をそれぞれ所定の場所と配向で 整列するようにすることを含んでいる方法。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 航空機部品を支持するための航空機組立てツールを作る方法
    であって、 ａ）該部品が支持されるべき空間内の複数の所定の場所と配向とを決めるこ
    とと； ｂ）該所定の場所と関係するフレームの所定の位置に支持体を用意するよう
    に構成された固定フレームを設計することと； ｃ）所定の長さを有する延在する部材を選び、かつ取外し可能な固定用手段
    によって該延在する部材を接続することにより該固定フレームを構築することと
    ； ｄ）複数のピックアップデバイスを、その各々が該部品を支えるための受け
    入れ用素子を有しており、所定の長さをもつ別の延在する部材を選びかつ該別の
    延在する部材をクランプ用素子により一緒に接続することにより構築することと
    ；ただしここで該クランプ用素子は各受け入れ用素子が少くとも２つの直交軸に
    沿って、しかもその直交軸とは共平面の少くとも１つの軸の周りに少くとも３つ
    の自由度をもつ動きができるように選択的に適応されているものとし、 ｅ）該所定の位置で固定フレームに対して該ピックアップデバイスをマウン
    トすることと； ｆ）該直交軸に沿いあるいはその周りで各受け入れ用素子を動かして該受け
    入れ用素子をそれぞれ所定の場所と配向で整列するようにすることとを含んでい
    る方法。
  2. 【請求項２】 前記段階ｆ）はそれぞれの受け入れ用素子を概ねその所定の
    位置と配向とに設定することと、それぞれの受け入れ用素子の実際の位置と配向
    とを測定して、それを所定の位置と配向とに向けて移動する段階を所定の位置と
    配向とが得られるまで繰返すこととを含んでいる請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記クランプ用素子は３つの直交軸に沿いかつその周りに６
    つの自由度をもつ動きができるように選択的に適応されており、段階ｆ）は各受
    け入れ用素子が３つの直交軸に沿いかつその周りに移動することとを含んでいる
    請求項１又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記所定の位置と配向とは関係する部品についての計算機支
    援設計（ＣＡＤ）データから決められる請求項１ないし３のいずれか１項記載の
    方法。
  5. 【請求項５】 各受け入れ用素子の実際の位置と配向とが測定されて、関係
    する部品についての計算機支援設計（ＣＡＤ）データから決められた所定の位置
    と配向と比較される、請求項２記載の方法または請求項２に従属する請求項３も
    しくは４記載の方法。
  6. 【請求項６】 各受け入れ用素子の実際の位置と配向とがレーザトラッキン
    グデバイスによって測定される請求項１ないし５のいずれか１項記載の方法。
  7. 【請求項７】 航空機部品を支持するための航空機組立てツールであって、 ａ）該部品が支持されるべき空間内の複数の所定の場所と配向と関係するフ
    レームの所定の位置に支持体を用意するように構成された固定フレームと； ｂ）所定の長さを有する延在する部材であって取外し可能な固定用手段によ
    って一緒に接続された部材を含む該固定フレームと； ｃ）複数のピックアップデバイスであって、その各々が該部品を支えるため
    の受け入れ用素子を有しており、クランプ用素子により一緒に接続させた所定の
    長さをもつ別の延在する部材を含み、また、ここで該クランプ用素子は各受け入
    れ用素子が少くとも２つの直交軸に沿って、しかもその直交軸とは共平面の少く
    とも１つの軸の周りに少くとも３つの自由度をもつ動きができるように選択的に
    適応されているものとし； ｄ）該所定の位置で固定フレームに対してマウントされたピックアップデバ
    イスと； ｅ）該直交軸に沿いあるいはその周りでそれぞれ所定の場所と配向で整列し
    ている受け入れ用素子とを備えている航空機組立てツール。
  8. 【請求項８】 前記クランプ用素子は３つの直交軸に沿いかつその周りで６
    つの自由度をもつ動きができるように選択的に適応されている請求項７記載の組
    立てツール。
  9. 【請求項９】 前記固定フレームについてモジュール形式の構造が採用され
    て、前記延在する部材は各々が押し出し成型された部分を含み、 また前記固定用手段は各々が一つの延在する部材により作られたかその中に受入
    れ可能とされたねじを切った接続素子と、別の延在する部材により作られたかそ
    の中に受入れ可能とされかつ接続用素子により係合可能とされたねじを切った受
    入れ手段とを備えている請求項７または８記載の組立ツール。
  10. 【請求項１０】 前記ピックアップデバイスについてモジュール形式の構造
    が採用されて、ピックアップデバイスの前記延在する部材は前記クランプ用素子
    によって取外し可能に接続された円筒状の部材を含んでいて、それにより３つの
    直交軸の周りの円筒状部材の回転もしくは３つの直交軸に沿った変位または回転
    と変位の両方ができるようにした請求項７ないし９のいずれか１項記載の組立て
    ツール。
  11. 【請求項１１】 前記固定フレームの延在する部材は各々が断面が矩形であ
    るか少くとも１つの実質的に平坦な平面状の表面を有していて、前記ピックアッ
    プデバイスをそこにクランプするようにした請求項７ないし１０のいずれか１項
    記載の組立てツール。
  12. 【請求項１２】 前記延在する部材と固定もしくはクランプ用手段はアルミ
    ニウムから作られている請求項７ないし１１のいずれか１項記載の組立てツール
    。
  13. 【請求項１３】 組立てプロセスの際に航空機部品を支持するための航空機
    組立てツールを用意するために固定フレーム上にマウントするためのユニバーサ
    ルピックアップデバイスであって、 このデバイスを該固定フレーム上にマウントするためのマウント用素子と、航空
    機部品を支えるための受け入れ用素子と、所定長を有しクランプ用素子によって
    一緒に接続されてそれにより少くとも３つの自由度をもつ該受け入れ素子の動き
    が少くとも２つの直交軸に沿いまたこの直交軸と共平面にある少くとも１つの軸
    の周りにできるようにした複数の延在する部材とを備えたピックアップデバイス
    。
  14. 【請求項１４】 前記延在する部材は円筒状であり、また前記クランプ用素
    子はこの円筒状部材を３つの直交軸に沿うかその周りかあるいはその両方かの６
    つの自由度をもつ動きについて互に接続するようにされている請求項１３記載の
    ユニバーサルピックアップデバイス。
  15. 【請求項１５】 請求項１ないし６のいずれか１項記載の方法により組立て
    ツールを作るか、請求項７ないし１２のいずれか１項記載の組立てツールを用意
    することと； 該組立てツール上に少くとも１つの航空機部品をマウントすることと； 該少くとも１つの航空機部品に対して組立て作業を実行することとを含む航
    空機組立てプロセス。
  16. 【請求項１６】 さらに前記組立て作業の完了で組立てツールを再構成し、
    少くとも１つの他の航空機部部品を再構成された組立てツール上にマウントし、
    他の組立て作業を実行する請求項１５記載の組立てプロセス。
  17. 【請求項１７】 前記組立てツールの再構成は固定フレームのそれぞれの延
    在する部材の相対的関係を調節することと、該固定フレームとの関係でそれぞれ
    のピックアップデバイスの位置を調節することとの一方もしくは両方を含んでい
    る請求項１６記載の組立てプロセス。
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