JPH04336997A - 大型パネルの穿孔装置とその穿孔方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＢ７４７型航空
機の翼のフラップの構成部材である大型パネルに孔を穿
孔する穿孔装置とその穿孔方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば図５はＢ７４７型航空機の左主翼
ＷＬ　を示すもので、図中Ｆはそのフラップであり、こ
のフラップはいくつかの大型パネルＰによって構成され
ている。図６はこの大型パネルＰの一例を示すもので、
ＨはこのパネルＰにあけられた大小種々な径の孔である
。 パネルＰには図６の矢印Ｓ方向より見た場合、図７の（
ａ）に示したように平らになっている場合と、図７の（
ｂ）に示したように彎曲している場合とがある。

【０００３】従来このパネル素材に多数の孔Ｈをあける
には図８の（ａ）に示すように、先ず所定位置に孔があ
けられているマスターパネルＭＰを用意し、このマスタ
ーパネルＭＰ上に、透明の塩化ビニルシートＶを密着さ
せて貼りつけ、マスターパネルＭＰの孔Ｈを基準にして
ドリルＤによってシートＶに穿孔し、このようにすべて
の孔Ｈをあけた塩化ビニルシートＶを図８の（ｂ）に示
すように、新しいパネル素材ＮＰの外面に添着して、こ
の貼りつけた塩化ビニルシートＶの孔Ｈを基準にして、
手作業によりドリルＤによってパネル素材ＮＰに孔をあ
けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述のような作業面積
の大きな大型パネルの手作業による数多くのしかも径が
異なる数種の穿孔作業を行うには、特に、曲率を有する
パネルの曲面部において、精度を要する穿孔作業を行う
には、作業者の熟練度や、肉体的、精神的疲労のばらつ
きによって精度が不安定になる上に、基準になる塩化ビ
ニルシートのパネルに対するずれや、孔の位置のずれに
よって精度が不正確になるという問題点があり、また手
作業のために作業時間が延約４日間も要するので効率が
悪いという問題点があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の問題点を解決する
ため本発明においては、平面形状が略長方形の架台を設
け、この架台上に大型パネルを治具を介して略水平に載
置して固定できるようにすると共に、この架台の長手方
向に沿って送りねじを有するＸ軸を設け、このＸ軸によ
って移動できる門型フレームを設け、この門型フレーム
にＸ軸と水平面上において直交する送りねじを有するＹ
軸を設け、このＹ軸に沿って移動すると共に、前記Ｘ軸
と平行なθ軸によって回動できる垂直フレームを設け、
この垂直フレームに穿孔機と、パネルの角度検出機と、
孔検索用カメラを設け、前記パネルの角度検出機と、孔
検索用カメラのセット位置を同じ位置に切り換えること
ができるようにし、前記各機器をパーソナルコンピュー
ターと連結して、このコンピューターにより前記各機器
を制御するようにして大型パネルの穿孔装置を構成する
。

【０００６】また大型パネルの穿孔方法としては、前記
装置において、治具にマスターパネルをセットし、孔検
索用カメラでパネルの孔の重心を計測すると共に、パネ
ルの角度検出機でマスターパネルの角度を検出し、これ
らのデータを各機器と連結したパーソナルコンピュータ
ーによって電算処理し、前記マスターパネルに代えて新
パネル素材を治具にセットし、前記コンピューターによ
って制御される穿孔機によって前記マスターパネルのデ
ータ通りに穿孔するようにする。

【０００７】

【作用】上述のように本発明においては、マスターパネ
ルの孔位置やパネル取り付け角度や孔径等をパーソナル
コンピューター（パソコン）により電算処理し、ワーク
であるパネル素材に対してパソコンの操作により穿孔作
業を実施できるようにしたから、本発明によれば、手作
業によるばらつきを無くすと共に、特にカーブを有する
大型パネルの場合の精度の不安定さを無くし、高精度の
穿孔作業を実施することができる。また、本発明によれ
ば、手作業に要する作業量および作業時間が、従来の約
半分に低減できる。更に同形パネルの穿孔作業では、ラ
イン設定の必要がないため作業量と作業時間を大幅に低
減することができる。

【０００８】

【実施例】以下、図面について本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明装置の全体を示すもので、図２〜４は
装置各部の部分図である。本実施例においては、図１の
（ｂ）に示すように、平面形状が略長方形の架台１を設
け、この架台１上に大型パネルＰを治具２，３，４を介
して略水平に載置して固定できるようにする。

【０００９】図４はこれらの治具２，３，４の詳細を示
すもので、２は基準治具であり、架台１の定位置に植設
した支柱２ａの上部に、パネル挾持部材２ｂ，２ｃおよ
びクランプレバー２ｄよりなるクランプが形成されてい
る。

【００１０】また３はパネルＰの他端縁を挾持するため
の端縁固定治具で、架台１上に移動自在に植立した支柱
３ａをクランプレバー３ｂにより所定の位置に固定でき
るようにし、この支柱３ａに対して昇降できると共に、
所定の位置に蝶ねじ３ｃにより固定できるようにした軸
筒３ｄを設け、この軸筒３ｄに対して回動できると共に
、蝶ねじ３ｅにより所定の位置に固定できるブラケット
３ｆを軸筒３ｄに嵌合して設け、このブラケット３ｆの
端部に水平方向の軸３ｇを突設し、この軸３ｇに対して
回動できると共に、クランプレバー３ｈにより所定の位
置に固定できる挾持部材３ｉを軸３ｇに嵌合して設け、
この挾持部材３ｉと共働してパネルＰの端縁を挾持でき
る挾持片３ｊをクランプレバー３ｋによって挾持部材３
ｉと締結できるように設ける。なお３ｌは挾持部材３ｉ
とブラケット３ｆとの間に張設したコイルばねで、挾持
部材３ｉのがたつきを防止するものである。

【００１１】また４はパネルＰの下面を支承する支承治
具で、基準治具２と端縁固定軸３との間の架台１上の適
当な位置に配置してクランプレバー４ａにより固定する
ものである。そしてこの支承治具４は中心に垂直ねじ軸
４ｂを有し、このねじ軸４ｂにはウォームホイール４ｃ
を螺合してあり、ウォームホイール４ｃはウォームねじ
４ｄと噛合しており、このウォームねじ４ｄを回転させ
ることによってウォームホイール４ｃを回転させて垂直
ねじ軸４ｂを上下できるようにしてある。４ｅは垂直ね
じ軸４ｂの上端部にピン４ｆにより傾動自在に連結した
パネル受、４ｇはこのパネル受４ｅと垂直ねじ軸４ｂと
の間に張設したコイルばねで、パネル受４ｅのがたつき
を防止するものである。

【００１２】また図１に示すように、架台１の長手方向
に沿って送りねじ（ボールねじが適している）を有する
Ｘ軸５を軸受６，７を介して架台１の上面と平行に設け
、サーボモーター８により駆動できるようにする。また
架台１の上面に、架台１の長手方向に沿って２本のレー
ル９を両側に設け、このレール９に沿って移動する門型
フレーム１０を架台１上に設け、前記送りねじ付きのＸ
軸５を回転させることにより、この門型フレーム１０を
レール９に沿って移動できるようにする。

【００１３】また門型フレーム１０の上部水平部材１０
ａの上面に、図２（ａ）に詳細に示すように２本のレー
ル１１を設けると共に、下面にも１本のレール１２を設
け、これらのレール１１，１２に案内されて移動できる
枠体１３を水平部材１０ａを外包するように設ける。ま
た水平部材１０ａの上方に軸受１４を介して送りねじ（
ボールねじが適している）を有するＹ軸１５をサーボモ
ーター１６により回転できるように設け、このＹ軸１５
と螺合する部材１７を前記枠体１３の上面に固定する。 したがってサーボモーター１６を駆動することによって
枠体１３を移動させることができる。

【００１４】枠体１３の下面に軸受１８を介してＸ軸５
と平行なθ軸１９を設け、このθ軸１９をサーボモータ
ー２０により回転できるようにする。θ軸１９の他端に
垂直フレーム２１を固定し、この垂直フレーム２１に穿
孔機２２と、パネルの角度検出機２３と、孔検索用カメ
ラ２４を設け、前記パネルの角度検出機２３と孔検索用
カメラ２４のセット位置を同じ位置に切り換えることが
できるようにする。

【００１５】すなわち、図２の（ａ）に示すように、垂
直フレーム２１の上下方向に摺動案内用の突条２５を設
け、この突条２５に沿って摺動する摺動フレーム２６を
設ける。他方垂直フレーム２１の上方に、ブラケット２
７を介してサーボモーター２８を設け、このサーボモー
ター２８と接続した送りねじ（ボールねじが適している
）を有するＺ軸２９を軸受３０（図２の（ｂ）参照）を
介して垂直フレーム２１と平行に設け、このＺ軸２９と
螺合する軸受３１を前記摺動フレーム２６に固定する。 したがってサーボモーター２８を駆動すれば、摺動フレ
ーム２６が垂直フレーム２１に対して摺動する。

【００１６】穿孔機２２は摺動フレーム２６に取り付け
てあり、２２ａはその駆動用モーター、２２ｂはスピン
ドル、２２ｃはチャック、２２ｄはドリルである。また
図３に詳細に示すように、穿孔機２２と連結したブラケ
ット３２および連結板３３により穿孔機２２のスピンド
ル２２ｂと平行な軸３４を軸受３５を介して回転自在に
設け、この軸３４の上端部にロータリーアクチュエータ
ー３６を設けて、軸３４を９０度の範囲内で図３の（ｃ
）に示す矢印Ｅのように回動できるようにし、この軸３
４の下端部に、２本のアーム３７ａ，３７ｂを９０度の
交角を有するようにボス部３７ｃより突設した支持部材
３７を固着する。

【００１７】この支持部材３７の一方のアーム３７ａの
端部にパネルの角度検出機２３を設ける。この角度検出
機２３は図３に示すように、前記軸３４と平行な軸筒２
３ａを設け、この軸筒２３ａ内にロッド２３ｂを摺動自
在に設け、このロッド２３ｂの下端部を舌片状の測定子
２３ｃに形成すると共に、ロッド２３ｂの上端部の左右
両側に光電式センサー２３ｄ，２３ｅをそれぞれ対向し
て配置し、ロッド２３ｂがわずかに上昇した時、光電式
センサー２３ｄ，２３ｅとの間を光学的に連通する溝２
３ｆをロッド２３ｂの上端部に設ける。２３ｇはロッド
２３ｂの下方突出部に嵌装したコイルばねで、ロッド２
３ｂを常に下方へ向けて押し出すように付勢したもので
ある。

【００１８】したがってこの角度検出機２３は、Ｚ軸２
９の作用によって降下させた際に、ロッド２３ｂの下端
部の測定子２３ｃがパネルと接触して、コイルばね２３
ｇに抗してロッド２３ｂがわずかに上昇すると、溝２３
ｆが光電式センサー２３ｄ，２３ｅとの間を光学的に連
通させて信号を発するようになる。

【００１９】また支持部材３７の他方のアーム３７ｂの
端部には孔検索用カメラ２４を設ける。このカメラ２４
は電子カメラで、図３の（ｃ）に実線で示した位置にお
いて、パネルの孔を映し、後述するパーソナコンピュー
ターによってその画像処理を行って孔の重心を計測する
ものである。

【００２０】そして前記各機器をパーソナルコンピュー
ター３８（図１０参照）と連結して、このコンピュータ
ー３８により前記各機器を制御するようにする。すなわ
ち図１０に示すように、前記各モーター８，１６，２８
，２０，２４をそれぞれのコントローラ３９，４０，４
１，４２，４３を介してパーソナルコンピューター３８
に接続すると共に、前記穿孔機２２およびロータリーア
クチュエーター３６をパーソナルコンピューター３８に
接続する。

【００２１】つぎに上述のように構成した装置を使用し
て行う本発明の大型パネルの穿孔方法を説明する。図１
１は本発明の穿孔方法のフローチャートである。本発明
においては、架台１上に治具２，３，４を介してマスタ
ーパネルＭＰをセットする。パネルＰには図７の（ａ）
に示した平らなパネルと、図７の（ｂ）に示したような
彎曲したパネルがあるが、どちらの場合でも、治具２，
３，４を調整することによって架台１上に固定すること
ができる。

【００２２】マスターパネルＭＰを固定したならば、オ
ペレーターがパソコン３８による手動操作により、カメ
ラ２４が孔Ｈを読み取るラインを設定するためにＸ軸５
およびＹ軸１５を動かして、カメラ２４のモニターを見
ながら図６に示すラインＬの始点を決める。更にＸ，Ｙ
軸を動かして孔Ｈの並びにラインＬが来るように終点を
決める。以上の始点と終点を決めることにより、ライン
設定が完了する。以後は全ての孔Ｈがカバーするライン
設定を繰り返す。次ぎに曲面を有するパネルの場合は、
ラインＬの始点を設定した時に、パネルＰの角度（傾斜
）を計測するために、図３（ｃ）のＧ点からＩ点まで角
度検出機２３をロータリーアクチュエーター３６で動か
して、角度検出機２３を図３（ｂ）に示したようにドリ
ル２２ｄと同心上へ移動させる。

【００２３】次ぎに図９に示すように、角度検出機２３
の測定子２３ｃを実線位置にＸ軸５とＹ軸１５の操作に
よってセットし、この基準高さから、Ｚ軸２９の操作に
よって角度検出機２３を下げる。その結果、角度検出機
２３の測定子２３ｃがマスターパネルＭＰに接触して、
ロッド２３ｂが軸筒２３ａに対してわずかに上昇すると
、前述したように光電式センサー２３ｄ，２３ｅがＯＮ
になる。このセンサーがＯＮになれば、Ｚ軸２９によっ
て角度検出機２３を基準高さまで上昇させ、つぎにＹ軸
１５の作用により測定子２３ｃを横にＡ（例えば１０ｍ
ｍ）だけ移動させ、その位置で再びＺ軸２９の作用によ
り角度検出機２３を光電式センサー２３ｅ，２３ｄがＯ
Ｎになるまで下降させる。

【００２４】この測定子２３ｃが基準の高さから、最初
に下降した量を図９に示すようにＣとし、次ぎに下降し
た量をＢとし、この時のマスターパネルＭＰの傾き角を
θとすると、 ｔａｎ　θ＝（Ｂ−Ｃ）／Ａであるから、θ＝　ｔａｎ
−１｛（Ｂ−Ｃ）／Ａ｝ Ａ＝１０ｍｍであれば、 θ＝　ｔａｎ−１｛（Ｂ−Ｃ）／１０｝となる。 上式によって傾斜角θを計算することができるが、パネ
ルが平らな場合は、この操作は不要である。そして傾斜
角θが決まれば、図４に示すように、パネルが傾斜して
いる部分の穿孔作業時にドリル２２ｄをθだけ傾動させ
ればよい。

【００２５】オペレーターは、前以てパネルＰの孔Ｈの
面積を算出し、孔Ｈの面積の範囲を指定して、パソコン
３８に入力しておく。次ぎにオペレーターは、カメラ２
４を使って孔ＨのＸ，Ｙ座標（孔位置）を記憶させる作
業（孔検索作業）を実施する。その時に、孔径が異なる
場合は、最初の面積指定により自動的に孔径と、孔位置
が記憶されることになる。

【００２６】上述のようにして各データをパソコン３８
に入力したならば、前記マスターパネルＭＰに代えて、
新パネル素材を治具にセットし、パソコン３８によって
制御される穿孔機２２によって前記マスターパネルＭＰ
のデータ通りに穿孔すればよい。

【００２７】記憶した孔と、所定の孔が合致しているか
どうかを確認するためには、セルフィーダーのドリルの
代わりにマーカーを装置して、オペレーターがドリリン
グ（穿孔）作業を実施し、目視により確認することがで
きる。マーキング作業が終了したら、オペレーターは孔
径毎に決められたドリルを穿孔機２２に装着してドリリ
ングを実施する。孔径が異なる場合には、オペレーター
が孔径に合致したドリルに取り換え、再びドリリングを
実施することができる。

【００２８】

【発明の効果】上述のように本発明においては、マスタ
ーパネルの孔位置やパネル取り付け角度や孔径等をパー
ソナルコンピューターにより電算処理し、ワークである
パネル素材に対してパソコンの操作により穿孔作業を実
施できるようにしたから、本発明によれば、手作業にる
よばらつきを無くすと共に、特にカーブを有する大型パ
ネルの場合の精度の不安定さを無くし、高精度の穿孔作
業を実施することができる。また、本発明によれば、手
作業に要する作業量および作業時間が、従来の約半分に
低減できる。更に同形パネルの穿孔作業では、ライン設
定の必要がないため作業量と作業時間を大幅に低減する
ことができるという優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は、本発明装置の立面図であり、（ｂ）
は、その平面図であり、（ｃ）は、同図（ａ）の側面図
である。

【図２】（ａ）は、本発明装置の要部を一部断面で示す
立面図であり、（ｂ）は、その側面図である。

【図３】（ａ）は、図２の装置の要部を一部断面で示す
立面図であり、（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は
、同図（ａ）の平面図である。

【図４】架台の上面に設けた治具を一部断面で示す立面
図である。

【図５】Ｂ７４７型航空機の左主翼を示す平面図である
。

【図６】大型パネルの一例を示す平面図である。

【図７】（ａ）は、平らな大型パネルの側面図であり、
（ｂ）は、彎曲している大型パネルの側面図である。

【図８】（ａ）（ｂ）は、従来方法の説明図である。

【図９】パネルの角度検出方法を示す説明図である。

【図１０】本発明装置における各機器とパーソナルコン
ピューターとの接続図である。

【図１１】本発明方法のフローチャートである。

【符号の説明】

１　　架台 ２　　基準治具 ３　　端縁固定治具 ４　　支承治具 ５　　Ｘ軸 ６，７　　軸受 ８　　サーボモーター ９　　レール １０　　門型フレーム １１，１２　　レール １３　　枠体 １４　　軸受 １５　　Ｙ軸 １６　　サーボモーター １７　　部材 １８　　軸受 １９　　θ軸 ２０　　サーボモーター ２１　　垂直フレーム ２２　　穿孔機 ２２ｄ　　ドリル ２３　　パネルの角度検出機 ２３ｃ　　測定子 ２３ｄ，２３ｅ　　光電式センサー ２４　　孔検索用カメラ ２５　　突条 ２６　　摺動フレーム ２７　　ブラケット ２８　　サーボモーター ２９　　Ｚ軸 ３０，３１　　軸受 ３２　　ブラケット ３３　　連結板 ３４　　軸 ３５　　軸受 ３６　　ロータリーアクチュエーター ３７　　支持部材 ３８　　パーソナルコンピューター（パソコン）３９〜
４３　　コントローラ Ｐ　　大型パネル

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　平面形状が略長方形の架台を設け、こ
   の架台上に大型パネルを治具を介して略水平に載置して
   固定できるようにすると共に、この架台の長手方向に沿
   って送りねじを有するＸ軸を設け、このＸ軸によって移
   動できる門型フレームを設け、この門型フレームにＸ軸
   と水平面上において直交する送りねじを有するＹ軸を設
   け、このＹ軸に沿って移動すると共に、前記Ｘ軸と平行
   なθ軸によって回動できる垂直フレームを設け、この垂
   直フレームに穿孔機と、パネルの角度検出機と、孔検索
   用カメラを設け、前記パネルの角度検出機と、孔検索用
   カメラのセット位置を同じ位置に切り換えることができ
   るようにし、前記各機器をパーソナルコンピューターと
   連結して、このコンピューターにより前記各機器を制御
   するようにしたことを特徴とする大型パネルの穿孔装置
   。
2. 【請求項２】　　請求項１記載の装置において、治具に
   マスターパネルをセットし、孔検索用カメラでパネルの
   孔の重心を計測すると共に、パネルの角度検出機でマス
   ターパネルの角度を検出し、これらのデータを各機器と
   連結したパーソナルコンピューターによって電算処理し
   、前記マスターパネルに代えて新パネル素材を治具にセ
   ットし、前記コンピューターによって制御される穿孔機
   によって前記マスターパネルのデータ通りに穿孔するこ
   とを特徴とする大型パネルの穿孔方法。