JP2000006897A - 航空機を組み立てるためのシステムと方法 - Google Patents
航空機を組み立てるためのシステムと方法Info
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Abstract
を使用して第1の航空機構造及び第2の航空機構造の三
次元表示を決定することを含んでいる。第1の航空機構
造及び第2の航空機構造による予測された組合せは、プ
ロセッサを使用して第1及び第2の航空機構造の三次元
表示から生成される。さらに本方法は、航空機の性能特
性を強化するように、プロセッサを使用して第1及び第
2の航空機構造の予測された組合せを調整することを含
んでいる。
Description
造に関し、さらに特定的には、航空機を組み立てるため
のシステム及び方法に関する。
航空機のサブアッセンブリにすることから始まる。これ
らの航空機サブアッセンブリは後に互いに隣接配置さ
れ、最終的な航空機の組立が行われる。詳細部品及び航
空機サブアッセンブリの間違った配置や組立を防止する
ために、組み立て行程を通じてツーリング固定具が使用
されている。例えばあるタイプのツーリング固定具の場
合、詳細部品または航空機サブアッセンブリを三次元的
に配置するため、詳細固定具または航空機サブアッセン
ブリがもたれて座す固定位置を包含することができる。
ツーリング固定具で詳細部品または航空機サブアッセン
ブリを配置した後、詳細部品または航空機サブアッセン
ブリは、穴開け或いは嵌め合い式の航空機構造への取付
けが可能である。
航空機サブアッセンブリは、航空機の嵌め合い構造を適
正に配置するためのインタフェース制御ポイントを包含
していることが多い。例えば、ある航空機供給業者は航
空機の翼を製造して供給し、他の航空機供給業者は飛行
機の胴体を製造して供給する場合がある。翼及び胴体サ
ブアッセンブリは、インタフェース制御ポイントを包含
して航空機の最終的な組み立て段階で翼サブアッセンブ
リと胴体サブアッセンブリとの間違った配置または位置
合わせを防ぐことができる。
の組み立てのための従来のツーリングには幾つかの欠点
がある。例えば、1つのツーリング固定具から他のツー
リング固定具へのツーリング許容誤差の変動、及び1つ
の詳細部品または航空機サブアッセンブリから他の詳細
部品または航空機サブアッセンブリへの変動は、航空機
の最終的組み立てにおける航空機サブアッセンブリの適
正な配置或いは位置合わせを妨げる。その結果、組み立
てられた航空機は設計通りの航空機ではないものとな
る。さらに、従来のツーリング固定具は、組立中に航空
機の性能または他の全体的な特性を評価する能力を管理
または提供していない。例えば、航空機の左側と右側と
の変異は、航続距離や燃料消費等の航空機の性能特性に
影響する。
された管理を提供する改良された航空機組み立てのシス
テム及び方法に対するニーズが発生している。本発明
は、先行する航空機組立の方法及びシステムの欠点に対
処する改良された航空機組立の方法及びシステムを提供
する。
によると、航空機を組み立てるための方法は、光学式位
置決め装置を使用して第1及び第2の航空機構造の三次
元表示を決定することと、プロセッサを使用し、第1及
び第2の航空機構造の上記三次元表示を基礎として第1
及び第2の航空機構造による予測された組合せを生成す
ることと、プロセッサを使用して、航空機の少なくとも
1つの性能特性を強化するように調整された組合せを生
成すること、を含んでいる。
第1及び第2の航空機構造を処理するためのシステム
は、第1及び第2の航空機構造の三次元表示を生成する
ように作動可能な光学式位置決めシステムと、第1及び
第2の航空機構造の予測された組合せを生成するように
作動可能なプロセッサと、航空機の少なくとも1つの性
能特性を強化するように予測された組合せを調整すべく
作動可能な調整システムとを備えている。
ている。例えば、本発明のある実施形態において、本シ
ステムは、航空機の組立中に、右翼と左翼の間の翼後退
角差分、翼上反角差分及び翼ねじれ差分の結果として生
じるロールモーメント及びロール係数等の航空機の性能
特性を測定し、制御する。従って本システムは、燃料消
費及び航続距離等、航空機の性能に影響する航空機の性
能特性を強化する。この同じ実施形態では、本システム
は、航空機のインタフェース制御ポイントを評価及び監
視して、航空機の性能特性を強化するように上記インタ
フェース制御ポイントを調整することができる。
び特許請求の範囲により、他の技術的優位点が容易に明
らかとなるであろう。
てるためのシステム10の平面図である。図1に示され
た実施形態では、左翼部分12及び右翼部分14が、航
空機の中心線16に沿った組立のために近接して表示さ
れている。左翼部分12及び右翼部分14は、しばしば
航空機サブアッセンブリと称される。他の実施形態で
は、左翼部分12及び右翼部分14は、航空機のセンタ
ーボックス(図示されていない)への組立も可能であ
る。センターボックスタイプの航空機では、中心線16
に沿って箱に似た支持構造が配置され、中心線16の各
側面を航空機胴体の外端に向けて外側に伸長している。
センターボックスは、左翼部分12及び右翼部分14を
航空機胴体の反対側へ取り付けるための取付け構造を提
供している。
部分14は、複数の後縁取付け具18と、複数の前縁取
付け具20と、複数の胴体取付け具22とを含んでい
る。後縁取付け具18、前縁取付け具20及び胴体取付
け具22は、他の航空機サブアッセンブリへの取付けま
たは組合せに使用される。従って、後縁取付け具18、
前縁取付け具20及び胴体取付け具22の配置は、航空
機の適正な組立にとって重要である。後縁取付け具1
8、前縁取付け具20及び胴体取付け具22は、一般に
航空機のインタフェース制御ポイントと称することがで
きる。
れ、右翼部分14は複数の台座26で支持されている。
台座24及び26は各々、左翼部分12及び右翼部分1
4の最外端が支持されていない状態であって、組立中は
左翼部分12及び右翼部分14の実質的な1G負荷位置
を反映するように、左翼部分12及び右翼部分14の下
に配置される。例えば、左翼部分12の外端28及び右
翼部分14の外端30は、航空機の最終組立後に左翼部
分12及び右翼部分14が保有することになる位置を反
映するように、組立中は支持されない。従って、左翼部
分12の外端28及び右翼部分14の外端30は航空機
の組立中は支持されないままの状態であり、これによ
り、左翼部分12と右翼部分14との組立または組合せ
に先だって、左翼部分12と右翼部分14の間の翼後退
角差分、翼ねじれ差分及び翼上反角差分の結果として生
じるロール係数及びロールモーメント等の様々な性能特
性について、左翼部分12及び右翼部分14を検分、検
査する能力が提供される。
は、光学式位置決めシステム32と、プロセッサ34
と、調整システム36とを含んでいる。光学式位置決め
システム32は、左翼部分12と右翼部分14との組立
の前に、左翼部分12及び右翼部分14の三次元表示ま
たは予測された組合せ38を生成する。プロセッサ34
は、コンピュータと、ワークステーションと、小型コン
ピュータと、本体またはディスプレイ98及び非持久ま
たは持久記憶装置99に付随する他の演算装置とを備え
ている。プロセッサ34は、左翼部分12と右翼部分1
4の組立の前に、航空機の性能特性を拡大するように右
翼部分14を操作すべく光学式位置決めシステム32か
ら取得された三次元データに対して変換機能を実行す
る。調整システム36は、右翼部分14の図式上かつ物
理的操作を可能にして、組み立て前に航空機の所望の性
能特性を確立する。次に、光学式位置決めシステム3
2、プロセッサ34及び調整システム36についてより
詳細に説明していく。
置決め装置40及び42と、左翼部分12及び右翼部分
14に沿って様々な位置に装着された複数の反射体44
とを含んでいる。ある実施形態では、反射体44が光学
信号を受信して送り返すが、他の適当な装置を使用して
電磁的、音響的または他の形式によるエネルギー等の信
号を受信し、送信し返すこともできる。図1が示すよう
に、反射体44は、左翼部分12の前縁46及び後縁4
8、及び右翼部分14の前縁50及び後縁52に沿って
装着されている。さらに、反射体44は、後縁取付け具
18、前縁取付け具20及び胴体取付け具22にも装着
されている。本発明の1実施形態では、光学式位置決め
装置40及び42は、各反射体44の位置を決定するた
めの三次元位置発見用レーザを含んでいる。適正な光学
式位置決め装置40及び42の一例はLEICA社によ
って部品番号LTD500として製造されているが、他
の適正な電磁的、音響的或いは光学式位置決め装置を使
用して各反射体44の三次元位置を決定することも可能
である。
分14は、最終的な組立構造に関連して台座24及び2
6上の予め決定された位置に配置される。例えば、左翼
部分12の内端54及び右翼部分14の内端56は、中
心線16から予め決められた距離を隔てて配置すること
ができる。左翼部分12及び右翼部分14は最終的には
中心線16で組み立てることができるが、左翼部分12
及び右翼部分14は、中心線16から予め決められた任
意の距離を隔てて、或いは左翼部分12及び右翼部分1
4による予測された組合せ38を生成するための他の適
正な方向に配置することができる。
定されると、反射体44が左翼部分12及び右翼部分1
4の予め決められた、或いは予め目標として設定された
位置58へと装着される。左翼部分12及び右翼部分1
4上の予め目標として設定された位置58は記憶装置9
9に保存されているため、光学式位置決めシステム32
は反射体44の近似位置を取得及び決定することができ
る。例えば、反射体44は、後続の航空機組み立て作業
における他の航空機構造の適正配置を支援するように左
翼部分12及び右翼部分14上のインタフェース制御ポ
イントへと装着させることができる。さらに、反射体4
4は、左翼部分12及び右翼部分14の前縁46、50
及び後縁48、52に沿って配置することができる。光
学式位置決めシステム32は、予め目標として設定され
た位置58を使用して、光学信号を光学式位置決め装置
40及び42から反射体44の近似位置へと方向付け
る。本発明の1つの重要な技術的優位点は、反射体44
を翼端に、或いは翼端の近くに配置して、左翼部分12
と右翼部分14の間の翼後退角差分、翼上反角差分及び
翼ねじれ差分の結果として生じるロールモーメント及び
ロール係数等の航空機の性能特性をより正確に決定する
ことにある。
4に装着されると、光学式位置決めシステム32が各反
射体44の三次元的座標情報の取得を開始する。光学式
位置決め装置40及び42は、記憶装置99に保存され
ている予め目標として設定された位置58に向けて光学
信号を発射し、左翼部分12及び右翼部分14の三次元
翼形を決定する。光学式位置決めシステム32は、記憶
装置99に保存された予め目標として設定された位置5
8を使用して、上記光学信号を反射体44の近似位置へ
と方向付ける。光学式位置決め装置40及び42は、各
反射体44が受容可能な精度以内で配置されるまで、光
学信号を使用して予め目標として設定された位置58を
検索或いは走査する。こうして各反射体44は予め目標
として設定された位置58に対応する範囲内に配置され
ることが可能であり、これにより、左翼部分12及び右
翼部分14上の各反射体44を正確に配置するという要
求事項が除去される。
部分12及び右翼部分14に装着される各反射体44の
三次元座標を配置し決定する。左翼部分12及び右翼部
分14の物理的特性は、単一の光学式位置決め装置によ
る全反射体44の検分を防止することができる。従っ
て、図1が示す実施形態では、光学式位置決め装置40
は左翼部分12及び右翼部分14の前端から見える各反
射体44を捕捉し、光学式位置決め装置42は左翼部分
12及び右翼部分14の後端から見える各反射体44を
捕捉する。こうして図示された実施形態では、光学式位
置決め装置40は、記憶装置99における格納のための
左翼部分12及び右翼部分14の機首方向の三次元デー
タセット60及び機尾方向の三次元データセット62を
生成する。
は、反射体44の識別子と、三次元空間におけるその近
似座標とを備えている。次いでシステム10は、機首方
向の三次元データセット60と機尾方向の三次元データ
セット62とを相関させて左翼部分12及び右翼部分1
4の予測された組合せ38を生成する。ある実施形態で
は、システム10は、左翼部分12及び右翼部分14に
装着された複数の制御ポイントアッセンブリを使用し
て、機首方向の三次元データセット60と機尾方向の三
次元データセット62とを相関させる。図2は、制御ポ
イントアッセンブリ64の実施形態を示している。制御
ポイントアッセンブリ64は、制御ポイント取付け具7
1に装着された3つの光学反射体66、68、70を含
んでいる。制御ポイント取付け具71は、取付基部72
と複数のマウント73を含んでいる。光学反射体66、
68、70は、3つの自由度における光学反射体66、
68、70の選択的な調整を可能にするようにマウント
73に結合される。例えば、光学反射体66、68、7
0は磁気によるマウント73への結合が可能である。但
し、光学反射体66、68、70の他の適当な結合方法
を使用して3つの自由度を提供することもできる。さら
に、類似した方法で全ての反射体44を左翼部分12及
び右翼部分14に装着することができる。
取付け具71上の光学反射体68から予め決められた制
御ポイント距離74を隔てた位置に配置される。制御ポ
イント距離74は記憶装置99に保存されており、以下
で論じるように、機首方向の三次元データセット60と
機尾方向の三次元データセット62との相関に使用され
る。ある実施形態では、反射体66及び68間の距離7
4は反射体68及び70間の距離74に等しい。但し、
反射体66及び68間の距離74は、反射体68及び7
0間の距離74とは異なる値である場合がある。
上に、例えば光学式位置決め装置42である1つの光学
式位置決め装置から光学信号を受信するように配向され
ている。反射体66及び70は、制御ポイント取付け具
52上に、例えば光学式位置決め装置40である第2の
光学式位置決め装置から光学信号を受信するように配向
されている。光学式位置決め装置42は、反射体68の
三次元座標を決定し、反射体68を制御ポイント76と
して明示する。従って、制御ポイント76は、機尾方向
の三次元データセット62用として確立される。光学式
位置決め装置40は、光学反射体66及び70の三次元
座標を決定する。記憶装置99に保存されている制御ポ
イント距離74を使用して、光学式位置決めシステム3
2は、機首方向の三次元データセット60のための制御
ポイント76の等価位置を決定し、機首方向の三次元デ
ータセット60を機尾方向の三次元データセット62に
合わせて位置合わせする。光学反射体66及び68間の
距離74と反射体68及び70間の距離74とが等しい
ある特殊な実施形態においては、制御ポイント76の等
価位置は、光学反射体66及び70間の三次元空間で引
かれる線の中点を含んでいる。さらに、独立した座標シ
ステム同士を位置合わせする上述の処理は、視程に障害
物が存在しているような他のアプリケーションへの適用
が可能である。
ステムに於いて左翼部分12及び右翼部分14の設計さ
れた三次元表示を反映した設計データセット78が保存
されている。機首方向の三次元データセット60と機尾
方向の三次元データセット62とが位置合わせされる
と、光学式位置決めシステム32は、設計データセット
78を使用して機首方向の三次元データセット60及び
機尾方向の三次元データセット62を三次元設計座標シ
ステムに変換する。上記変換の結果は完成ジオメトリ8
0であり、設計座標システムにおける左翼部分12及び
右翼部分14の三次元表示を反映している。一例とし
て、設計座標システムは、翼端方向に伸長するy軸と機
尾方向に伸長するx軸とを有する中心線16上に配置さ
れた3つの直交する軸セットとすることができる。完成
ジオメトリ80は、記憶装置99に保存される。以下で
論じるように、完成ジオメトリ80は、左翼部分12と
右翼部分14とを比較して予測された組合せ38を生成
するために使用される。
使用して、左翼三次元座標システム82及び右翼三次元
座標システム84を生成する。プロセッサ34は、左翼
三次元座標システム82を右翼三次元座標システム84
に位置合わせして左翼部分12及び右翼部分14の予測
された組合せ38を生成する。本発明の1つの重要な技
術的優位点は、プロセッサ34を使用した電子フォーマ
ットにおける予測された組合せ38の生成にある。これ
により、任意の物理的調整または組立が実行される前に
組立の修正及び調整を電子的に実行することができる。
プロセッサ34は、予測された組合せ38と設計データ
セット78とを比較してコンピュータ表示86を生成す
る。コンピュータ表示86は、航空機のインタフェース
制御ポイント及び、左翼部分12と右翼部分14の間の
翼後退角差分、翼上反角差分及び翼ねじれ差分等の航空
機の性能特性を表示する。後述のように、航空機の性能
特性を強化し、航空機組立中の他の航空機構造とのイン
タフェース制御ポイント座標を維持するために、調整シ
ステム36が使用される。
ータ表示86を示している。コンピュータ表示86は、
後縁取付け具18、前縁取付け具20及び胴体取付け具
22に関するインタフェース制御ポイント情報を含んで
いる。さらにコンピュータ表示86は、翼後退角差分、
翼上反角差分及び翼ねじれ差分等の左翼部分12及び右
翼部分14の性能特性を含んでいる。
縁取付け具20及び胴体取付け具22上のインタフェー
ス制御ポイントの許容範囲は、取付け具18−22の機
首方向、機尾方向、胴体方向、翼端方向、上方向または
下方向の配置間違いを反映する。コンピュータ表示86
は、予測された組合せ38の対話形表示である。従っ
て、調整システム36により、左翼部分12と右翼部分
14の組立の前に左翼部分12に関連した右翼部分14
のグラフィック操作を行って航空機のインタフェース制
御ポイント及び性能特性を制御または変更することがで
きる。
ース制御ポイントは、インタフェース制御公差ブロック
88に関係づけられている。右翼部分14は、後縁取付
け具18、前縁取付け具20及び胴体取付け具22上の
インタフェース制御ポイントの全ての配置間違いを受容
可能な許容限界内におさめようとする試みにおいて、所
望量を図式上で移動させることができる。公差ブロック
88は、ドロップダウンメニュ式のオプションを包含し
てインタフェース制御ポイントの位置を変更する場合も
あり、また他の適正な方法を包含してインタフェース制
御ポイントの位置を調整する場合もある。例えば、ある
特定のインタフェース制御ポイントを受容可能な許容範
囲内に移動させるために、特定の公差ブロック88を選
択することが可能である。
位置に図式上で移動させることにより、同様に変更が可
能である。例えば、図3に示されているように、航空機
の性能特性は性能特性表90に示すことができる。翼後
退角のような特殊な性能特性は、希望する特性を選択
し、特性値を変更することによって変更が可能である。
右翼部分14が図式上で位置を変更される度に、プロセ
ッサ54は右翼部分14の所望位置に基づいて、調整さ
れた組合せ92を決定し保存する。航空機のインタフェ
ース制御ポイント及び性能特性は、右翼部分14を物理
的に移動させる前に繰り返しかつ反復して変更すること
ができる。こうしてシステム10は、航空機のインタフ
ェース制御ポイント及び性能特性を最適化するように右
翼部分14を配置する。
された組合せ38のコンピュータ表示86を使用して、
任意のインタフェース制御ポイントを受容可能であると
指定すると同時に、他のインタフェース制御ポイントを
再加工用として指定する能力にある。例えば、後縁取付
け具18、前縁取付け具20及び胴体取付け具22上の
1つを除く全てのインタフェース制御ポイントが許容範
囲内にある場合、許容範囲外のインタフェース制御ポイ
ントを含む1つの取付け具を航空機から取り除いて再加
工することができる。本発明の1つの実施形態では、図
3に示されているように、コンピュータ表示86はイン
タフェース制御ポイントの許容外れの程度及び方向を示
す。コンピュータ表示86はまた、許容範囲のカラーコ
ード化又はインタフェース制御ポイント位置の点滅等の
他の適切な方法で許容外れの状態を指示することができ
る。コンピュータ表示86は、インタフェース制御ポイ
ントが許容外れである特定の方向に関する精密な測定値
を供給する。例えば、インタフェース制御ポイントが機
尾方向に0.025インチだけ許容範囲から外れている
場合には、インタフェース制御ポイントを0.025イ
ンチだけ機首方向にもってくるように取付け具を再加工
することができる。従って、左翼部分12と右翼部分1
4の組立を、インタフェース制御ポイントが再加工され
る間に進行させることができる。再加工の後は、再加工
された取付け具を航空機上のその再加工済み取付け具の
原初の位置に再度据え付けることができる。
左翼部分12と右翼部分14とを組み立てる前に、予測
された組合せ38のコンピュータ表示86を使用して航
空機の性能特性を変更する能力にある。例えば、左翼部
分12及び右翼部分14の製造における変形のために、
左翼部分12及び右翼部分14間の翼後退角差分、翼上
反角差分及び翼ねじれ差分が、結果的に航空機の許容で
きない性能特性となる場合がある。性能特性を向上させ
るため、右翼部分14はコンピュータ表示86を使用し
て図式上で移動させることができる。さらに、複数の翼
サブアッセンブリが使用可能であれば、左翼部分12又
は右翼部分14を取り除いて、その組合せとより良く整
合する新たな翼サブアッセンブリに取り替えることがで
きる。従って、システム10は、航空機の組立に関して
従来の組立システムよりさらに大幅な柔軟性を提供して
いる。
14の配置が決定されると、システム10は調整システ
ム36を起動して右翼部分14を所望位置へと物理的に
移動させる。調整システム36は、右翼部分14を所望
位置に移動させるための右翼部分14に装着された複数
のアクチュエータ94を含んでいる。但し、アクチュエ
ータ94は右翼部分14の代わりに左翼部分12に装着
されている場合もあり、またアクチュエータ94は左翼
部分12及び右翼部分14の位置を互いに関連して調整
するために左翼部分12及び右翼部分14の両方に設置
されている場合もある。各アクチュエータ94は、右翼
部分14の6つの自由度を供給するための三次元的な動
きが可能である。さらに、アクチュエータ94は、右翼
部分14の位置変更を正確に決定するための局部的なフ
ィードバック性能を含んでいる。アクチュエータ94
は、電気駆動モータを含む場合があり、また油圧或いは
空気圧制御モータ等の他の形式のモータを含む場合もあ
る。
4が所望位置へと物理的に移動されると、プロセッサ3
4は調整された組合せ92を生成し保存する。調整され
た組合せ92は、コンピュータ表示86及びアクチュエ
ータ94によって実行される投影された移動を基礎とす
ることが可能であり、或いは光学式位置決めシステム3
2を再起動して反射体44の新たな三次元座標を捕捉す
ることにより決定することができる。プロセッサ34は
また、調整された組合せ92に基づいてインタフェース
制御ポイント公差及び性能特性を生成する。この情報
は、プリンタ、ファックス、ディスクまたはその他の適
切な出力機器等の外部通信媒体96へ報告としてダウン
ロードが可能である。
翼部分14の位置設定を行った後は、左翼部分12及び
右翼部分14を組み立てることができる。1つの実施形
態では、左翼部分12及び右翼部分14が所定位置に保
持され、左翼部分12及び右翼部分14にドリルで穴開
けが行われ、ファスナーが取り付けられて左翼部分12
と右翼部分14が結合される。こうしてシステム10
は、航空機を組み立てる前に、従来の航空機組立システ
ムと比較して増強された測定と、航空機のインタフェー
ス制御ポイント及び性能特性の制御とを提供する。
0は、光学式位置決めシステム32と連動するLEIC
A社から入手可能なCATIA設計ソフトウェア、AX
YZ制御ソフトウェア、マイクロソフト社から入手可能
なウィンドウズ95及びビジュアルベーシック5.0オ
ペレーティングソフトウェア、デルタタウ・データシス
テムズ社から入手可能なPTALK及びPMAC、アク
チュエータ94と連動するパシフィックサイエンティフ
ィック社から入手可能な930ダイアローグソフトウェ
アを使用している。これらのソフトウェアパッケージ
は、当業者によって容易に統合することができる。
組み立てる方法のフロー図を示している。左翼部分12
及び右翼部分14は、ステップ100で台座24及び2
6に据え付けられる。システム10は、ステップ110
において、反射体44を収納するための左翼部分12及
び右翼部分14上の位置を記憶装置99に保存されてい
る予め目標を設定された位置58に整合させるように、
右翼部分14と左翼部分12を台座24及び26上に配
置する。
翼部分14及び左翼部分12に装着される。プロセッサ
34はステップ130において、光学式位置決めシステ
ム32を起動し、左翼部分12及び右翼部分14に装着
された各反射体44の三次元座標を決定させる。光学式
位置決めシステム32はステップ140において捕捉さ
れる反射体44を指定し、光学式位置決め装置40及び
42はステップ150において、指定された反射体44
が配置されるまで、指定された反射体44の予め目標が
設定された位置58に対応する領域を走査又は検索す
る。光学式位置決め装置40及び42は、例えば光学式
位置決め装置40及び42のジンバル付きマウントにお
いて解明された正確な角度を読み取ることによって、ス
テップ160で反射体44の三次元座標を決定する。光
学式位置決め装置40及び42は、互いに独立して作動
することが可能であり、或いは反射体44の特定のシー
ケンスによる作動が可能である。プロセッサ34はステ
ップ170において、記憶装置99のデータセットに反
射体44の三次元座標を保存する。例えば、光学式位置
決め装置40によってのみ見ることのできる反射体44
は、機首方向の三次元データセット60に保存される。
光学式位置決め装置32は、ステップ180において、
他の反射体44を捕捉する必要があるか否かを決定す
る。他に捕捉すべき反射体44があれば、本方法はステ
ップ140に進む。もはや捕捉する反射体44がない場
合は、本方法はステップ190に進む。
て、機首方向の三次元データセット60と機尾方向の三
次元データセット62を位置合わせし、左翼部分12及
び右翼部分14の完成されたジオメトリ80を生成す
る。先述の通り、単一の光学式位置決め装置では右翼部
分14及び左翼部分12に装着された全ての反射体44
を見ることはできないと思われる。図1が示すように、
光学式位置決め装置40は左翼部分12及び右翼部分1
4の前縁からの視程にある反射体44を捕捉し、光学式
位置決め装置42は左翼部分12及び右翼部分14の後
縁からの視程にある反射体44を捕捉する。1つの実施
形態では、システム10は、制御ポイントアッセンブリ
64及び記憶装置99に保存された制御ポイント距離7
4を使用して機首方向の三次元データセット60と機尾
方向の三次元データセット62とを位置合わせし、完成
されたジオメトリ80を生成する。
て、プロセッサ34に保存されている完成されたジオメ
トリ80及び設計データセット78を使用して、左翼三
次元座標システム82及び右翼三次元座標システム84
を生成する。プロセッサ34は、設計データセット78
を使用して完成されたジオメトリ80を変換し、左翼三
次元座標システム82及び右翼三次元座標システム84
を航空機設計座標システムによって見ることができるよ
うに、左翼三次元座標システム82及び右翼三次元座標
システム84を生成する。
て、左翼三次元座標システム82を右翼三次元座標シス
テム84に位置合わせして左翼部分12及び右翼部分1
4の予測された組合せ38を生成する。ディスプレイ9
8は、左翼部分12及び右翼部分14のインタフェース
制御ポイント公差及び性能特性を示す予測された組合せ
38のコンピュータ表示86を生成する。
て、航空機のインタフェース制御ポイントを許容公差内
に入れるように右翼部分14の位置調整が必要であるか
否かを決定する。調整が必要であれば、右翼部分12を
図式上で所望位置へと調整することができる。コンピュ
ータ表示86は、右翼部分14の図式上の移動に基づい
てインタフェース制御ポイント公差を表示する。調整が
必要でない場合、本方法はステップ250に進む。
て、右翼部分14が航空機の性能特性を強化するような
位置調整を必要とするか否かを決定する。調整が必要で
あれば、右翼部分12は図式上で所望位置へと調整され
る、或いは航空機のインタフェース制御ポイント及び性
能特性が最適化されるようにプロセッサ34によって自
動的に調整される。コンピュータ表示86は、右翼部分
14の図式上の移動に基づいてインタフェース性能特性
を表示する。調整が必要でない場合、本方法はステップ
260に進む。ステップ260において、右翼部分14
の追加的な調整が必要であれば、本方法はステップ23
0に進む。右翼部分14に対する追加的な調整が必要で
ない場合、本方法はステップ270に進む。
て、右翼部分14の図式上の位置変更に基づいて調整さ
れた組合せ92を生成する。調整された組合せ92は、
コンピュータ表示86に対して実行された右翼部分14
の位置変更に基づく航空機のインタフェース制御ポイン
ト公差及び性能特性の最適化を反映している。プロセッ
サ34はステップ280において、調整された組合せ9
2に従って右翼部分14を物理的に配置するようにアク
チュエータ94に指令する。
て、調整された組合せ92を反映したコンピュータ表示
86を生成する。調整された組合せ92を反映するコン
ピュータ表示86は、右翼部分14に対して実行された
図式上の移動に基づいて生成される、或いは光学式位置
決めシステム32を再起動して反射体44の新たな三次
元座標を取得することによって生成が可能である。こう
して、上述の処理を任意回数反復することにより、イン
タフェース制御ポイント公差及び性能特性を許容限度内
におさめることが可能である。システム10は、ステッ
プ300において、右翼部分14に対する追加の物理的
調整が必要であるか否かを決定する。追加調整が必要で
あれば、本方法はステップ280に進む。右翼部分14
に対するさらなる調整が必要でなければ、本方法はステ
ップ310に進む。
プ310で接合または組み立てられる。プロセッサ34
は、ステップ320において、左翼部分12及び右翼部
分14上のインタフェース制御ポイントに関する公差範
囲及び再加工情報を含むインタフェース制御報告を生成
する。プロセッサ34はステップ330において、左翼
部分12と右翼部分14との間のロールモーメント、ロ
ール係数、翼後退角差分、翼上反角差分、翼ねじれ差分
及びその他の性能測定値に関する情報を含む性能特性報
告を生成する。インタフェース制御報告及び性能特性報
告に含まれる情報は、右翼部分14の位置に対して調整
が行われていれば、調整された組合せ92に基づいて生
成される。右翼部分14の位置に対して調整が行われて
いなければ、インタフェース制御報告及び性能特性報告
に含まれる情報は、予測された組合せ38に基づいて生
成される。
位置決め装置によって生成されるデータセットを位置合
わせする方法、例えば、図2に関連して論じられた機首
方向の三次元データセット60及び機尾方向の三次元デ
ータセット62のアラインメントのフロー図を示してい
る。反射体68は、ステップ350において、光学式位
置決め装置42からの光学信号を受信するように制御取
付け具71上に配置され方向付けされる。反射体66
は、ステップ360において、光学式位置決め装置40
からの光学信号を受信するように制御取付け具71上に
反射体68から制御ポイント距離74を隔てて配置され
方向付けされる。反射体70は、ステップ370におい
て、光学式位置決め装置40からの光学信号を受信する
ように制御取付け具71上に反射体68から制御ポイン
ト距離74を隔てて配置され方向付けされる。プロセッ
サ34は、ステップ380において、制御ポイント距離
74及び反射体66、68及び70の近似位置を記憶装
置99に保存する。
390において、光学式位置決め装置42を使用して反
射体68の三次元座標を生成する。プロセッサ34は、
ステップ400において、反射体68の三次元座標を制
御ポイント76として明示し、反射体68のこの三次元
座標を記憶装置99の機尾方向三次元データセット62
に保存する。光学式位置決めシステム32は、ステップ
410において、光学式位置決め装置40を使用して反
射体66及び70の三次元座標を生成する。プロセッサ
34は、ステップ420において、反射体66及び70
のこの三次元座標を記憶装置99の機首方向三次元デー
タセット60に保存する。
て、記憶装置99に保存された反射体66及び70の三
次元座標及び制御ポイント距離74を使用して、機首方
向三次元データセット60の制御ポイント76の等価位
置を決定する。例えば、反射体66及び68間の制御ポ
イント距離74が反射体68及び70間の制御ポイント
距離74に等しいような実施形態においては、プロセッ
サ34は、制御ポイント76の等価位置を反射体66及
び70間の線に沿った中点として計算することができ
る。プロセッサ34はステップ440において、機尾方
向の三次元データセット62からの制御ポイント76と
機首方向の三次元データセット60の制御ポイント76
の等価位置を使用して、機首方向の三次元データセット
60を機尾方向の三次元データセット62に位置合わせ
する。
してきたが、添付のクレームによって定義されている本
発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な変更、
置換及び改変を実行可能であることは理解されなければ
ならない。
ムの平面図である。
ンブリの斜視図である。
を示す図である。
チャートである。
チャートである。
するための方法のフローチャートである。
Claims (31)
- 【請求項1】第1及び第2の航空機構造を処理するため
の方法であって、 光学式位置決め装置を使用して第1及び第2の航空機構
造の三次元表示を決定することと、 プロセッサを使用して第1及び第2の航空機構造の予測
された組合せを生成することと、 航空機の少なくとも1つの性能特性を強化するために、
プロセッサを使用して調整された組合せを生成すること
を含む方法。 - 【請求項2】上記決定の段階は、第1及び第2の航空機
構造上に配置された複数の反射体を使用して第1及び第
2の航空機構造の三次元座標を決定することを含む請求
項1記載の方法。 - 【請求項3】調整された組合せに応答して、第2の航空
機構造に結合された複数のアクチュエータを開始させる
段階をさらに含む請求項1記載の方法。 - 【請求項4】調整された組合せに応答して、第2の航空
機構造のコンピュータ表示を表示する段階をさらに含む
請求項1記載の方法。 - 【請求項5】上記予測された組合せを生成する段階は、
プロセッサ上で実行される以下のような段階、即ち、 第1の航空機構造の第1の座標システムを生成する段階
と、 第2の航空機構造の第2の座標システムを生成する段階
と、 第1及び第2の座標システムを位置合わせして予測され
た組合せを生成する段階とを含む請求項1記載の方法。 - 【請求項6】上記調整された組合せを使用して、組立の
ために第1及び第2の航空機構造を配置することをさら
に含む請求項1記載の方法。 - 【請求項7】第1の航空機構造は第1の翼部分を備え、 第2の航空機構造は第2の翼部分を備え、 上記少なくとも1つの性能特性は上記第1及び第2の翼
部分の間の翼後退角差分、翼ねじれ差分または上反角差
分を含む請求項1記載の方法。 - 【請求項8】予測された組合せの生成は、プロセッサ上
で実行される以下のような段階、即ち、 第1の航空機構造とセンターボックスとの間に第1の予
測された組合せを生成する段階と、 第2の航空機構造とセンターボックスとの間に第2の予
測された組合せを生成する段階とを含む請求項7記載の
方法。 - 【請求項9】プロセッサを使用して、予測された組合せ
に応答して第1及び第2の航空機構造上のインタフェー
ス制御ポイントのための許容範囲を生成することをさら
に含む請求項1記載の方法。 - 【請求項10】プロセッサを使用して、予測された組合
せに基づいて航空機の性能特性を生成することをさらに
含む請求項1記載の方法。 - 【請求項11】上記決定の段階は、 第1の光学式位置決め装置を使用して三次元表示の第1
の部分を決定することと、 第2の光学式位置決め装置を使用して三次元表示の第2
の部分を決定することと、 上記第1及び第2の部分を位置合わせして三次元表示を
生成することを含む請求項1記載の方法。 - 【請求項12】上記位置合わせの段階は、 第1の光学式位置決め装置を使用して第1の反射体の三
次元座標を決定することと、 第2の光学式位置決め装置を使用して第2及び第3の反
射体の三次元座標を決定することを含み、上記第2の反
射体は第1の反射体から予め決められた第1の距離を隔
てて配置され、上記第3の反射体は第1の反射体から予
め決められた第2の距離を隔てて配置され、 第1の反射体と第2及び第3の反射体との間の予め決め
られた上記第1及び第2の距離に基づいて三次元表示の
上記第1及び第2の部分を位置合わせすることを含む請
求項11記載の方法。 - 【請求項13】上記三次元表示を決定する傍ら、第1及
び第2の航空機構造を実質的な1G負荷位置に支持する
ことをさらに含む請求項1記載の方法。 - 【請求項14】航空機の第1及び第2の航空機構造を処
理するためのシステムであって、 第1及び第2の航空機構造の三次元表示を生成するよう
に作動可能な光学式位置決めシステムと、 上記光学式位置決めシステムに結合され、第1及び第2
の航空機構造の予測された組合せを生成するように作動
可能なプロセッサと、 上記プロセッサに結合され、上記予測された組合せを調
整して航空機の少なくとも1つの性能特性を強化するよ
うに作動可能な調整システムとを備えたシステム。 - 【請求項15】上記光学式位置決めシステムは、 第1及び第2の航空機構造に装着された複数の反射体
と、 上記複数の反射体の各々の三次元座標を決定するための
光学式位置決め装置とを備えた請求項14記載のシステ
ム。 - 【請求項16】上記調整システムは、第2の航空機構造
を所望位置に配置するために第2の航空機構造に装着さ
れた複数のアクチュエータを備えた請求項14記載のシ
ステム。 - 【請求項17】上記調整システムは、第2の航空機構造
の位置の調整を可能にするように作動可能なグラフィッ
ク表示システムを備えた請求項14記載のシステム。 - 【請求項18】第1及び第2の航空機構造は第1及び第
2の翼部分を備え、上記調整システムは、上記第1及び
第2の翼部分の間の翼後退角差分、翼ねじれ差分または
上反角差分を低減するように上記予測された組合せを調
整する請求項14記載のシステム。 - 【請求項19】上記プロセッサは、予測された組合せに
基づいて第1及び第2の航空機構造上のインタフェース
制御ポイントの許容範囲を生成する請求項14記載のシ
ステム。 - 【請求項20】上記プロセッサは、予測された組合せに
基づいて航空機の性能特性を生成する請求項14記載の
システム。 - 【請求項21】上記光学式位置決めシステムは、 三次元表示の第1の部分を決定するための第1の光学式
位置決め装置と、 三次元表示の第2の部分を決定するための第2の光学式
位置決め装置と、 上記第1及び第2の部分を位置合わせして三次元表示を
生成するための少なくとも1つの制御ポイントアッセン
ブリとを備えた請求項14記載のシステム。 - 【請求項22】上記制御ポイントアッセンブリの各々
は、 上記第1の光学式位置決め装置から光学信号を受信する
ための第1の反射体と、 上記第2の光学式位置決め装置から光学信号を受信する
ための第2の反射体とを備え、上記第2の反射体は第1
の反射体から予め決められた第1の距離を隔てて配置さ
れ、 上記第2の光学式位置決め装置から光学信号を受信する
ための第3の反射体を備え、上記第3の反射体は第1の
反射体から予め決められた第2の距離を隔てて配置され
た請求項21記載のシステム。 - 【請求項23】上記少なくとも1つの制御ポイントアッ
センブリは、 第1の航空機構造に装着された第1の制御ポイントアッ
センブリと、 第2の航空機構造に装着された第2の制御ポイントアッ
センブリとを備えた請求項21記載のシステム。 - 【請求項24】第1及び第2の翼部分を処理するための
システムであって、 第1及び第2の翼部分に装着された複数の反射体と、 上記反射体の第1のサブセットと通信して第1及び第2
の翼部分の三次元表示の第1の部分を生成するように作
動可能な第1の光学式位置決め装置と、 上記反射体の第2のサブセットと通信して第1及び第2
の翼部分の三次元表示の第2の部分を生成するように作
動可能な第2の光学式位置決め装置と、 三次元表示の上記第1及び第2の部分を位置合わせして
第1及び第2の翼部分の予測された組合せを生成するよ
うに作動可能なプロセッサとを備えたシステム。 - 【請求項25】上記第2の翼部分を調整して航空機の少
なくとも1つの性能特性を強化するように作動可能な調
整システムをさらに備えた請求項24記載のシステム。 - 【請求項26】上記調整システムは、第2の翼部分を所
望位置に配置するために第2の翼部分に装着された複数
のアクチュエータを備えた請求項25記載のシステム。 - 【請求項27】上記調整システムは、第2の翼部分の位
置を図式上で調整するように作動可能なグラフィック表
示システムを備えた請求項25記載のシステム。 - 【請求項28】三次元表示の第1及び第2の部分を位置
合わせするための少なくとも1つの制御ポイントアッセ
ンブリをさらに備えた請求項24記載のシステム。 - 【請求項29】上記少なくとも1つの制御ポイントアッ
センブリは、 第1の翼部分に装着された第1の制御ポイントアッセン
ブリと、 第2の翼部分に装着された第2の制御ポイントアッセン
ブリとを備えた請求項28記載のシステム。 - 【請求項30】上記少なくとも1つの制御ポイントアッ
センブリは、 上記第1の光学式位置決め装置から光学信号を受信する
ための第1の反射体と、 上記第2の光学式位置決め装置から光学信号を受信する
ための第2の反射体とを備え、上記第2の反射体は第1
の反射体から予め決められた第1の距離を隔てて配置さ
れ、 上記第2の光学式位置決め装置から光学信号を受信する
ための第3の反射体を備え、上記第3の反射体は第1の
反射体から予め決められた第2の距離を隔てて配置され
た請求項28記載のシステム。 - 【請求項31】三次元表示を決定する傍ら、第1及び第
2の翼部分を実質的な1G負荷位置に支持するように作
動可能な複数の台座をさらに備えた請求項24記載のシ
ステム。
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