將組件系統(tǒng)適形于彎曲表面的輪廓的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開總體上涉及用于將處理系統(tǒng)適形于表面輪廓的方法和構(gòu)造。更具體地，本公開的某些方面涉及用于將制造飛行器期間使用的自動(dòng)化處理系統(tǒng)適形于彎曲工作表面的輪廓的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]可在用于制造各種部件、組件和/或子組件的航空航天行業(yè)中以及其它制造業(yè)中可使用手動(dòng)和/或自動(dòng)化處理系統(tǒng)。這些制造系統(tǒng)或裝置可被構(gòu)造成相對于正被制造的組件的表面移動(dòng)。例如，在飛行器制造中，手動(dòng)和自動(dòng)化處理系統(tǒng)可能能夠相對于平坦和波形的工作表面移動(dòng)并且可被構(gòu)造成準(zhǔn)確設(shè)置在將要執(zhí)行處理(諸如，加工)的位置。類似地，處理系統(tǒng)可設(shè)置在例如用于鉆孔、擴(kuò)孔和/或攻絲并且用于后續(xù)將緊固件安裝在其中的位置。
[0003]如所述的，這種處理系統(tǒng)可用于制造具有彎曲表面(諸如，機(jī)身、機(jī)翼或飛行器的其它非平面部分)的部件。因此，柔性結(jié)構(gòu)或軌道可用于支承某些處理系統(tǒng)。
[0004]然而，即使自動(dòng)化處理系統(tǒng)可被構(gòu)造成相對于正被沿著一個(gè)或多個(gè)柔性軌道處理的部件的表面移動(dòng)，這些軌道也具有可限制系統(tǒng)的有效工作范圍的有限長度。因此，在完成了特定工作區(qū)中進(jìn)行的處理時(shí)，自動(dòng)化處理系統(tǒng)及其柔性軌道必須被從一個(gè)位置移除并且如果需要在另一位置進(jìn)行額外處理則重新設(shè)置到所述另一個(gè)位置。重新設(shè)置過程可需要眾多耗時(shí)且勞動(dòng)密集的手動(dòng)重新設(shè)置和設(shè)定操作，這是因?yàn)樵诠ぷ鞅砻嫘纬刹ㄐ蔚膽?yīng)用中，可能必須和/或期望適應(yīng)表面輪廓，因?yàn)樽詣?dòng)化處理系統(tǒng)被重新定位。更具體地，當(dāng)將處理系統(tǒng)重新設(shè)置和設(shè)定在工作表面上時(shí)，可能必須向柔性軌道的端部手動(dòng)施加力，以在工作表面和用于將結(jié)構(gòu)附接到工作表面的聯(lián)接裝置(諸如，真空吸杯)之間形成接觸。沿著工作表面在不同位置進(jìn)行處理系統(tǒng)的這種重復(fù)手動(dòng)設(shè)定步驟可以是耗時(shí)的、人力密集型的、成本高的和/或涉及其它困難。
[0005]另外，如果處理系統(tǒng)設(shè)置有用于將處理系統(tǒng)遠(yuǎn)離工作表面而移動(dòng)的定位裝置，則由于缺乏剛性，柔性軌道或其它支承結(jié)構(gòu)在處理系統(tǒng)移動(dòng)期間可能存在挑戰(zhàn)。
[0006]通過將這些系統(tǒng)與本公開中闡述的教導(dǎo)和示例進(jìn)行比較，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，常規(guī)和傳統(tǒng)的方法的其它限制和缺點(diǎn)可變得清楚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]期望的是提供解決以上討論的問題中的至少一些以及其它潛在問題的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。此外，將有益的是，提供用于減少所需設(shè)定時(shí)間和勞力的以自動(dòng)化方式將處理系統(tǒng)適形于彎曲工作表面的輪廓的方法和設(shè)備。
[0008]因此，公開了用于如下更完整闡述地，基本上如附圖中的至少一個(gè)中示出的和/或結(jié)合附圖中的至少一個(gè)描述地，以自動(dòng)化方式將處理系統(tǒng)適形于彎曲工作表面輪廓的系統(tǒng)、設(shè)備和/或方法。
[0009]本公開的示例總體上涉及將制造期間使用的自動(dòng)化處理系統(tǒng)適形于彎曲工作表面的輪廓的系統(tǒng)、設(shè)備和方法。
[0010]在一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式中，公開了一種結(jié)合處理系統(tǒng)用在具有輪廓的表面上的設(shè)備，該設(shè)備包括:細(xì)長柔性部件，其具有第一部分和第二部分?？芍聞?dòng)部件能在第一位置和第二位置之間移動(dòng)并且具有第一部分和第二部分。第一支架具有第一部分和與所述第一支架的第一部分間隔開的第二部分，其中，所述可致動(dòng)部件的第一部分連接到所述第一支架的第一部分，所述細(xì)長柔性部件的第一部分大體固定地連接到所述第一支架的第二部分，以隨所述第一支架一起移動(dòng)并且相對于所述第一支架撓曲。第二支架具有第一部分和與所述第二支架的第一部分間隔開的第二部分，其中:所述可致動(dòng)部件的第二部分連接到所述第二支架的第一部分；所述細(xì)長柔性部件的第二部分大體固定地連接到所述第二支架的第二部分，以隨所述第二支架一起移動(dòng)并且相對于所述第二支架撓曲；所述可致動(dòng)部件被構(gòu)造成在所述可致動(dòng)部件在所述第一位置和所述第二位置之間移動(dòng)時(shí)在所述第一支架和所述第二支架之間引起相對移動(dòng)；所述細(xì)長柔性部件被構(gòu)造成在所述第一支架和所述第二支架之間有相對移動(dòng)時(shí)撓曲成輪廓。致動(dòng)器將所述可致動(dòng)部件選擇性在所述第一位置和所述第二位置之間移動(dòng)。
[0011 ] 在另一個(gè)示例中，所述可致動(dòng)部件、所述第一支架、所述第二支架和所述細(xì)長柔性部件被構(gòu)造成，使得在所述可致動(dòng)部件在所述第一位置和所述第二位置之間移動(dòng)時(shí)，所述第一支架的第一部分和所述第二支架的第一部分遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)，并且所述第一支架的第二部分和所述第二支架的第二部分朝向彼此移動(dòng)?；蛘?，所述第一支架的第一部分和所述第二支架的第一部分朝向彼此移動(dòng)，所述第一支架的第二部分和所述第二支架的第二部分遠(yuǎn)離彼此移動(dòng)。
[0012]在另一個(gè)示例中，所述可致動(dòng)部件的第一部分和第二部分大體是剛性的；套筒螺母以螺紋連接到所述可致動(dòng)部件的第一部分和第二部分二者，其中，所述套筒螺母被構(gòu)造成，在所述套筒螺母選擇性地旋轉(zhuǎn)時(shí)將第一部分和第二部分同時(shí)相對于所述套筒螺母向外移動(dòng)或相對于所述套筒螺母向內(nèi)移動(dòng)，其中，所述可致動(dòng)部件的第一部分和第二部分大體是剛性的。電動(dòng)機(jī)可驅(qū)動(dòng)地連接到所述套筒螺母，以選擇性地旋轉(zhuǎn)所述套筒螺母。
[0013]在其它實(shí)現(xiàn)方式中，所述可致動(dòng)部件的第一部分包括具有桿的第一流體致動(dòng)活塞-缸體裝置，所述桿被連接以選擇性地將所述第一支架的第一部分朝向或遠(yuǎn)離所述第二支架的第一部分移動(dòng)。并且，所述可致動(dòng)部件的第二部分包括具有桿的第二流體致動(dòng)活塞-缸體裝置，所述桿被連接以選擇性地將所述第二支架的第一部分朝向或遠(yuǎn)離所述第一支架的第一部分移動(dòng)。
[0014]又一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式包括所述可致動(dòng)部件的第一部分，其具有第一線纜，所述第一線纜被連接以選擇性地將所述第一支架的第一部分朝向或遠(yuǎn)離所述第二支架的第一部分移動(dòng)；所述可致動(dòng)部件的第二部分包括第二線纜，所述第二線纜被連接，以選擇性地將所述第二支架的第一部分朝向或遠(yuǎn)離所述第一支架的第一部分移動(dòng)。
[0015]其它示例包括:至少一個(gè)吸力杯，其連接到所述細(xì)長柔性部件，選擇性將所述細(xì)長柔性部件附接到具有輪廓的表面；至少一個(gè)承壓空氣軸承，其連接到所述細(xì)長柔性部件，促使所述細(xì)長柔性部件在具有輪廓的表面上移動(dòng)；或者另選地，至少一個(gè)支承裝置連接到細(xì)長柔性部件，其中，至少一個(gè)支承裝置被構(gòu)造成選擇性地作為真空杯和承壓空氣軸承進(jìn)行操作，所述真空杯選擇性地將所述細(xì)長柔性部件附接到具有輪廓的表面，所述承壓空氣軸承促使所述細(xì)長柔性部件在具有輪廓的表面上移動(dòng)。
[0016]本公開的另一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)方式包括一種用于具有輪廓的表面上的自動(dòng)化處理系統(tǒng)，該自動(dòng)化系統(tǒng)包括:細(xì)長柔性部件，其具有第一部分和第二部分?？芍聞?dòng)部件能在第一位置和第二位置之間移動(dòng)并且具有第一部分和第二部分。第一支架具有第一部分和與第一支架的第一部分間隔開的第二部分，其中，可致動(dòng)部件的第一部分連接到第一支架的第一部分，細(xì)長柔性部件的第一部分大體固定地連接到第一支架的第二部分，以隨第一支架一起移動(dòng)并且相對于第一支架撓曲。第二支架具有第一部分和與第二支架的第一部分間隔開的第二部分，其中:可致動(dòng)部件的第二部分連接到第二支架的第一部分；細(xì)長柔性部件的第二部分大體固定地連接到第二支架的第二部分，以隨第二支架一起移動(dòng)并且相對于第二支架撓曲；可致動(dòng)部件被構(gòu)造成在可致動(dòng)部件在第一位置和第二位置之間移動(dòng)時(shí)在第一支架和第二支架之間引起相對移動(dòng)；細(xì)長柔性部件被構(gòu)造成在第一支架和第二支架之間有相對移動(dòng)時(shí)撓曲成輪廓。致動(dòng)器將可致動(dòng)部件選擇性在第一位置和第二位置之間移動(dòng)；至少一個(gè)末端執(zhí)行器，其可操作地連接到細(xì)長柔性部件。
[0017]一種處理具有輪廓的結(jié)構(gòu)的自動(dòng)化處理系統(tǒng)，該自動(dòng)化處理系統(tǒng)包括:至少一個(gè)細(xì)長柔性軌，其具有第一端和第二端；至少一個(gè)組合吸力杯-承壓空氣裝置，其連接到細(xì)長柔性軌。多功能末端執(zhí)行器與細(xì)長柔性軌關(guān)聯(lián)并且能相對于該細(xì)長柔性軌移動(dòng)，以及用于將細(xì)長柔性軌構(gòu)造成適形于結(jié)構(gòu)的輪廓的裝置。
[0018]另外，示例實(shí)現(xiàn)方式包括一種使用包括至少一個(gè)細(xì)長柔性軌的自動(dòng)化系統(tǒng)處理來處理具有帶輪廓的表面的結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括:將細(xì)長柔性軌構(gòu)造成實(shí)現(xiàn)適形于帶有輪廓的表面的非線性形狀并且將被構(gòu)造成非線性形狀的細(xì)長柔性軌可拆卸地聯(lián)接到結(jié)構(gòu)的表面上的第一位置。使用自動(dòng)化處理系統(tǒng)對結(jié)構(gòu)執(zhí)行第一處理操作；將被構(gòu)造成非線性形狀的細(xì)長柔性軌從結(jié)構(gòu)的表面脫離。另外，該方法包括在將自動(dòng)化系統(tǒng)從第一位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的同時(shí)，將自動(dòng)地保持細(xì)長柔性軌的非線性形狀。
[0019]在本公開的其它方面，提供用于以自動(dòng)化方式將處理系統(tǒng)適形于彎曲表面的輪廓的方法、系統(tǒng)和/或設(shè)備。
[0020]本文中討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可在各種示例實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)或者可在其它示例實(shí)施方式中組合，可參照下面的描述和附圖來發(fā)現(xiàn)這些實(shí)施方式的其它細(xì)節(jié)。
【附圖說明】
[0021]已經(jīng)如此概括描述了本公開的示例性方面，現(xiàn)在將參照附圖，附圖不一定按比例繪制，其中:
[0022]圖1是飛行器制造和維護(hù)方法的流程圖；
[0023]圖2是飛行器的框圖；
[0024]圖3示出包括用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的示例系統(tǒng)的處理系統(tǒng)；
[0025]圖4示出包括用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的示例系統(tǒng)的處理系統(tǒng)；
[0026]圖5示出用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的示例系統(tǒng)；
[0027]圖6A以示意形式示出與工作表面的相對平坦輪廓結(jié)合使用的、用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的示例系統(tǒng)；
[0028]圖6B以示意形式示出與工作表面的相對略微彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖6A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0029]圖6C以示意形式示出與工作表面的相對中度彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖6A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0030]圖7A以示意形式示出與工作表面的相對平坦輪廓結(jié)合使用的、用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的另一個(gè)示例系統(tǒng)；
[0031]圖7B以示意形式示出與工作表面的相對略微彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖7A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0032]圖7C以示意形式示出與工作表面的相對中度彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖7A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0033]圖8A以示意形式示出與工作表面的相對平坦輪廓結(jié)合使用的、用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的又一個(gè)示例系統(tǒng)；
[0034]圖SB以示意形式示出與工作表面的相對略微彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖8A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0035]圖9A以示意形式示出與工作表面的相對平坦輪廓結(jié)合使用的、用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的再一個(gè)示例系統(tǒng)；
[0036]圖9B以不意形式不出與工作表面的相對略微彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖9A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0037]圖9C以示意形式示出與工作表面的相對中度彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖9A中示出的處理系統(tǒng)適形的示例系統(tǒng)；
[0038]圖1OA以示意形式示出與工作表面的相對平坦輪廓結(jié)合使用的、用于將處理系統(tǒng)適形于工作表面輪廓的另一個(gè)示例系統(tǒng)；
[0039]圖1OB以示意形式示出與工作表面的相對略微彎曲輪廓結(jié)合使用的、用于將圖1OA中示出的處理系統(tǒng)適形