用于在圓筒區(qū)段中形成穿孔的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】用于在圓筒區(qū)段中形成穿孔的系統(tǒng)和方法。鉆孔系統(tǒng)可以包括多個機器人鉆孔單元。所述機器人鉆孔單元中的每一個可以包括定位在圓筒區(qū)段的內(nèi)部的鉆孔末端執(zhí)行器。所述圓筒區(qū)段可以配置為具有內(nèi)面板的復合夾層結構。所述機器人鉆孔單元可操作為彼此同步移動，以便以提供所述內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的方式使用所述鉆孔末端執(zhí)行器在所述內(nèi)面板中鉆出多個穿孔。
【專利說明】用于在圓筒區(qū)段中形成穿孔的系統(tǒng)和方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明大體上涉及對結構進行聲學處理的產(chǎn)品，并且更確切地說，涉及在發(fā)動機入口圓筒區(qū)段中形成聲學穿孔。

【背景技術】
[0002]商業(yè)客機需要滿足例如在起飛以及著陸期間的一定噪聲標準。在起飛以及著陸期間商業(yè)客機產(chǎn)生的大部分噪聲由客機上常用的氣體渦輪發(fā)動機產(chǎn)生。用于降低氣體渦輪發(fā)動機的噪聲級別的已知方法包括對發(fā)動機機艙的發(fā)動機入口進行聲學處理。就此而言，氣體渦輪發(fā)動機入口的內(nèi)圓筒區(qū)段可以配備有在內(nèi)圓筒區(qū)段的壁中形成的多個相對較小的穿孔。所述穿孔吸收由在發(fā)動機入口處高速旋轉(zhuǎn)的風扇葉片產(chǎn)生的一些噪聲，并且由此減少氣體潤輪發(fā)動機的總噪聲輸出。
[0003]用于在如圓筒區(qū)段等聲學結構中形成穿孔的常規(guī)方法包括將圓筒區(qū)段的內(nèi)壁形成為單獨的組件，隨后在內(nèi)壁中形成穿孔。內(nèi)壁隨后可以與構成圓筒區(qū)段的其它組件裝配在一起，所述圓筒區(qū)段隨后與氣體渦輪發(fā)動機的機艙裝配在一起。不幸的是，用于形成聲學結構的此類常規(guī)方法包括在已經(jīng)形成穿孔之后可能導致一些穿孔阻塞的操作。
[0004]用于形成聲學結構的常規(guī)方法還可導致遺失穿孔。此類阻塞的穿孔或遺失的穿孔可減少內(nèi)壁的開放面積百分比(POA)(例如，作為內(nèi)壁的表面積的百分比的穿孔總面積)，所述開放面積百分比是用于測量其在吸收噪聲或使噪聲衰減方面的總體效率的聲學結構的特征。此外，在聲學結構中形成穿孔的常規(guī)方法是耗時的過程，所述過程增加了生產(chǎn)計劃以及成本。
[0005]如可確定的，在本領域中存在對用于在聲學結構中形成穿孔的系統(tǒng)和方法的需要，所述系統(tǒng)和方法將阻塞或遺失的穿孔的出現(xiàn)最小化或消除，并且可以以適時且有成本效益的方式來執(zhí)行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]與在例如發(fā)動機入口處的聲學結構中形成穿孔相關聯(lián)的上述需要具體來說通過本發(fā)明被解決和緩解，本發(fā)明提供了可以包括多個機器人鉆孔單元的鉆孔系統(tǒng)。機器人鉆孔單元中的每一個可以包括定位在發(fā)動機入口的圓筒區(qū)段內(nèi)部的鉆孔末端執(zhí)行器。圓筒區(qū)段可以配置為具有內(nèi)面板的復合夾層結構。機器人鉆孔單元可以彼此同步移動的方式操作，以便以提供內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的方式使用鉆孔末端執(zhí)行器在內(nèi)面板中鉆出多個穿孔。
[0007]同樣公開了一種制造發(fā)動機入口的方法。所述方法可以包括提供配置為復合夾層結構的發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段，所述復合夾層結構具有內(nèi)面板、核心以及外面板。所述方法可以進一步包括在復合夾層結構的最終固化之后在內(nèi)面板中以機器人鉆出多個穿孔。所述方法可以另外包括以提供內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的數(shù)量形成多個穿孔。
[0008]在另一實施例中，公開了一種制造發(fā)動機入口的方法，其包括以下步驟:提供配置為整體式復合夾層結構的發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段，所述復合夾層結構具有內(nèi)面板、外面板以及蜂巢式核心。復合夾層結構可以在單級固化中形成，其中內(nèi)面板、核心以及外面板可以在單個操作中共同固化和/或共同結合。所述方法可以包括在復合夾層結構的最終固化之后，使用多個機器人鉆孔單元在內(nèi)面板中鉆出多個穿孔。所述方法可以進一步包括以彼此同步移動的方式來操作多個機器人鉆孔單元，以便同時鉆出多個穿孔。所述方法還可以包括以提供內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的數(shù)量形成多個穿孔。
[0009]總之，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種鉆孔系統(tǒng)，其包括多個機器人鉆孔單元；所述機器人鉆孔單元中的每一個具有定位在圓筒區(qū)段內(nèi)部的鉆孔末端執(zhí)行器，所述圓筒區(qū)段配置為具有內(nèi)面板的復合夾層結構；并且所述機器人鉆孔單元可以彼此同步移動的方式操作，以便以提供內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的方式使用鉆孔末端執(zhí)行器在內(nèi)面板中鉆出多個穿孔。
[0010]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中鉆孔末端執(zhí)行器定位在單級固化的整體式發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)部。
[0011]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中機器人鉆孔單元經(jīng)配置以將穿孔的孔圖案轉(zhuǎn)位(index)到復合夾層結構的蜂巢式核心的一個或多個單元壁。
[0012]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中機器人鉆孔單元經(jīng)配置以在內(nèi)面板中形成孔圖案，使得穿孔位于距蜂巢式核心的單元壁一定間隔距離處。
[0013]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中以一種方式操作機器人鉆孔單元以鉆出穿孔，使得內(nèi)面板的一個區(qū)段中的開放面積百分比與內(nèi)面板的另一區(qū)段中的開放面積百分比不同。
[0014]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中多個機器人鉆孔單元包含至少三個機器人鉆孔單元。
[0015]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中機器人鉆孔單元中的至少一個具有關于至少五個軸線可移動的機械臂組裝件。
[0016]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中機器人鉆孔單元各自具有定位在圓筒區(qū)段內(nèi)部的鉆孔單元底座。
[0017]有利的是，在所述鉆孔系統(tǒng)中，其中圓筒區(qū)段以及機器人鉆孔單元轉(zhuǎn)位到支撐圓筒區(qū)段的至少一個固定器。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種制造發(fā)動機入口的方法，其包含以下步驟:提供配置為具有內(nèi)面板的復合夾層結構的發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段；在復合夾層結構的最終固化之后在內(nèi)面板中以機器人鉆出多個穿孔；以及以提供內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的數(shù)量形成多個穿孔。
[0019]有利的是，在所述方法中，其中提供發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的步驟包括將發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段提供為單級固化的整體式復合夾層結構。
[0020]有利的是，在所述方法中，其中以機器人鉆出多個穿孔的步驟包括將穿孔的孔圖案轉(zhuǎn)位到復合夾層結構的蜂巢式核心的一個或多個單元壁。
[0021]有利的是，在所述方法中，其中使孔圖案轉(zhuǎn)位的步驟包括定位孔圖案，使得每個穿孔位于距單元壁一定間隔距離處。
[0022]有利的是，在所述方法中，其中以機器人鉆出多個穿孔的步驟包括鉆出多個穿孔以提供內(nèi)面板的一個區(qū)段中的開放面積百分比，所述開放面積百分比與內(nèi)面板的另一區(qū)段中的開放面積百分比不同。
[0023]有利的是，在所述方法中，其中以機器人鉆出多個穿孔的步驟包括使用定位在圓筒區(qū)段內(nèi)部的多個機器人鉆孔單元鉆出多個穿孔。
[0024]有利的是，在所述方法中，其中使用多個機器人鉆孔單元以機器人鉆出多個穿孔的步驟包括在發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)部以彼此同步移動的方式操作機器人鉆孔單元。
[0025]有利的是，在所述方法中，其中以彼此同步移動的方式操作機器人鉆孔單元的步驟包括使用多個機器人鉆孔單元的鉆孔末端執(zhí)行器同時在內(nèi)面板中鉆出多個穿孔。
[0026]有利的是，所述方法進一步包括將機器人鉆孔單元的鉆孔單元底座定位在發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)部。
[0027]有利的是，所述方法進一步包括使發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段以及機器人鉆孔單元轉(zhuǎn)位到支撐圓筒區(qū)段的至少一個固定器。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種制造發(fā)動機入口的方法，其包含以下步驟:將發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段提供為單級固化并且具有內(nèi)面板以及蜂巢式核心的整體式復合夾層結構；在復合夾層結構的最終固化之后，使用多個機器人鉆孔單元在內(nèi)面板中鉆出多個穿孔；以彼此同步移動的方式操作多個機器人鉆孔單元以同時鉆出多個穿孔；以及以提供內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的數(shù)量形成多個穿孔。
[0029]已經(jīng)論述的特征、功能以及優(yōu)點可以在本發(fā)明的各種實施例中獨立實現(xiàn)或可以在其它實施例中組合，這些特征、功能以及優(yōu)點的其它細節(jié)可以參考以下描述以及以下附圖看到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]在參考附圖之后，本發(fā)明的這些以及其它特征將變得更加清楚，其中相同的標記始終指代相同的零件并且其中:
[0031]圖1是飛機的透視圖；
[0032]圖2是圖1的飛機的氣體渦輪發(fā)動機的機艙的透視圖；
[0033]圖3是圖2的氣體渦輪發(fā)動機的發(fā)動機入口的內(nèi)圓筒區(qū)段的透視圖；
[0034]圖4是圖2的氣體渦輪發(fā)動機的發(fā)動機入口的前緣的截面圖；
[0035]圖5是用于在圓筒區(qū)段中形成穿孔的鉆孔系統(tǒng)的一個實施例的透視圖；
[0036]圖6是鉆孔系統(tǒng)的透視圖，其中圓筒區(qū)段以虛線示出以說明鉆孔系統(tǒng)的多個機器人鉆孔單元；
[0037]圖7是鉆孔系統(tǒng)的側視圖；
[0038]圖8是鉆孔系統(tǒng)的俯視圖；
[0039]圖9是沿著內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)面板形成孔圖案的機器人鉆孔單元中的一個的側視圖；
[0040]圖10是在內(nèi)圓筒區(qū)段的復合夾層結構的內(nèi)面板中形成穿孔的鉆孔末端執(zhí)行器的透視圖；
[0041]圖11是沿著圖10的線11截取并且說明了在復合夾層結構的內(nèi)面板中鉆出穿孔的鉆孔末端執(zhí)行器的鉆頭的截面圖；
[0042]圖12是鉆孔系統(tǒng)的一個實施例的框圖；
[0043]圖13是包括可以用一種制造發(fā)動機入口的方法實施的一個或多個操作的流程圖的圖示；
[0044]圖14是飛機制造以及維護方法的流程圖；以及
[0045]圖15是飛機的框圖。

【具體實施方式】
[0046]現(xiàn)在參考附圖，其中圖示是出于說明本發(fā)明的各實施例的目的，圖1中示出的是飛機100的透視圖。飛機100可以包括從機頭延伸到尾部104的機身102。尾部104可以包括用于飛機100的方向控制的一個或多個尾翼面。飛機100可以包括從機身102朝外延伸的一對機翼106。
[0047]在圖1中，飛機100可以包括一個或多個推進單元，在一個實施例中，所述推進單元可以由機翼106支撐。推進單元中的每一個都可以配置為具有由機艙110包圍的核心發(fā)動機(未圖示)的氣體渦輪發(fā)動機108。機艙110可以包括發(fā)動機入口 114以及風扇罩118，所述風扇罩包圍安裝在核心發(fā)動機的前端(未圖示)上的一個或多個風扇(未圖示)。機艙110可以具有在氣體渦輪發(fā)動機108的后端(未圖示)處的排氣噴嘴112 (例如，主排氣噴嘴以及風扇噴嘴)。
[0048]圖2圖示了具有發(fā)動機入口 114的氣體潤輪發(fā)動機108的一個實施例。發(fā)動機入口 114可以包括前緣116以及位于發(fā)動機入口 114的前緣116后部的內(nèi)圓筒區(qū)段120。內(nèi)圓筒區(qū)段120可以提供邊界表面或壁以用于引導氣流(未圖示)進入發(fā)動機入口 114并且穿過氣體渦輪發(fā)動機108。內(nèi)圓筒區(qū)段120可以相對非常接近于一個或多個風扇(未圖示)而定位。就此而言，內(nèi)圓筒區(qū)段120還可以經(jīng)配置以作為聲學結構，所述聲學結構具有在內(nèi)圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134(圖10)中的多個穿孔136(圖9)以用于吸收由旋轉(zhuǎn)的風扇產(chǎn)生的噪聲和/或由進入發(fā)動機入口 114并且穿過氣體渦輪發(fā)動機108的氣流產(chǎn)生的噪聲。
[0049]如下文所述，在內(nèi)面板134中的穿孔136的總面積可以表示為開放面積百分比144(圖9)，所述開放面積百分比將穿孔136的總面積表示為內(nèi)面板134的表面積的百分t匕。開放面積百分比144可以是用于測量內(nèi)圓筒區(qū)段120的總體效率或聲學衰減能力的特征。在飛機100的設計和/或開發(fā)過程中，可以選擇特定的預定的開放面積百分比144(圖9)以用于內(nèi)圓筒區(qū)段120，從而滿足發(fā)動機入口 114的聲學性能要求。
[0050]圖3是發(fā)動機入口 114的內(nèi)圓筒區(qū)段120的一個實施例的透視圖。在示出的實施例中，圓筒區(qū)段120可以具有高達5到8英尺或更大的直徑(未圖示)，以及從后邊緣126延伸到前邊緣124的高達2到3英尺或更長的長度(未圖示)。然而，圓筒區(qū)段120可以而非限制性地以任何大小、形狀以及配置提供。內(nèi)圓筒區(qū)段120可以形成為復合夾層結構122，所述復合夾層結構具有通過核心128分隔開的內(nèi)面板134以及外面板132。內(nèi)面板134和/或外面板132可以由復合材料形成，所述復合材料包括纖維增強聚合物基質(zhì)材料，例如石墨環(huán)氧基、玻璃纖維環(huán)氧基或其它復合材料?？商娲?，內(nèi)面板134和/或外面板132可以由鈦、鋼或其它金屬材料等金屬材料或材料的組合形成。核心128可以包含具有多個蜂窩130的蜂巢式核心，所述蜂窩大體上橫向于內(nèi)面板134以及外面板132取向。核心128可以由金屬材料和/或非金屬材料形成并且可以包括鋁、鈦、芳綸、玻璃纖維或其它核心材料。
[0051]在圖3中，在一個實施例中，發(fā)動機入口 114可以包含整體式發(fā)動機入口 114的內(nèi)圓筒區(qū)段120。內(nèi)圓筒區(qū)段120可以由原材料(未圖示)制造并且在一級或多級中裝配以及固化。例如，內(nèi)面板134以及外面板132可以由將干燥纖維織物(未圖示)或樹脂浸潰層片材料(即，預浸)層積在單獨的疊層心軸(未圖示)上而單獨地形成并且單獨地固化，隨后將內(nèi)面板134以及外面板132結合到核心128?？商娲?，內(nèi)圓筒區(qū)段120可以在單級固化過程中制造，其中內(nèi)面板134可以層積在疊層心軸(未圖示)上，在這之后核心128可以層積在內(nèi)面板134上，隨后將外面板132層積在核心128上。疊層組裝件(未圖示)可以在單級中固化，在這之后，本文中公開的鉆孔系統(tǒng)200(圖5)可以實施用于在內(nèi)面板134中形成穿孔136 (圖9)。
[0052]在下文更加詳細描述的一個實施例中，本文中公開的鉆孔系統(tǒng)200 (圖5)可以實施用于在經(jīng)裝配的圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134(圖9)中形成多個穿孔136 (圖9)。例如，本文中公開的鉆孔系統(tǒng)200 (圖5)可以包括定位在圓筒區(qū)段120內(nèi)部的多個機器人鉆孔單元208 (圖8)，以用于在復合夾層結構122發(fā)動機入口的內(nèi)圓筒區(qū)段120的最終固化之后在內(nèi)面板134中以機器人鉆出多個穿孔136。穿孔136(圖9)可以一定大小以及數(shù)量形成以提供內(nèi)圓筒區(qū)段120的預定的開放面積百分比144，從而使內(nèi)圓筒區(qū)段120能夠滿足發(fā)動機入口 114的聲學性能要求。
[0053]在圖3中，內(nèi)圓筒區(qū)段120可以包含具有封閉形狀的一體結構，所述封閉形狀具有大致圓柱形配置。然而，在一個實施例中，內(nèi)圓筒區(qū)段120可以形成為裝配在一起以形成封閉形狀的多個片段(未圖示)。內(nèi)圓筒區(qū)段120可以波狀截面形狀(未圖示)提供以促進氣流(未圖示)通過氣體渦輪發(fā)動機108。就此而言，當沿著圓周方向觀察時，內(nèi)圓筒區(qū)段120可以具有一個截面，所述截面可以是復合彎曲的并且可以形成為與在內(nèi)圓筒區(qū)段120的前邊緣124處的發(fā)動機入口 114前緣116的形狀互補，并且與在內(nèi)圓筒區(qū)段120的后部的內(nèi)部機艙表面(未圖示)的形狀互補。然而，內(nèi)圓筒區(qū)段120可以被提供為包括簡單圓柱形形狀和/或圓錐形形狀的任何形狀。
[0054]圖4是示出了復合夾層構造的發(fā)動機入口 114的前緣116的截面圖，所述復合夾層構造包括圓周內(nèi)面板134、圓周外面板132以及將圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134與外面板132分隔開的核心128。內(nèi)圓筒區(qū)段120的前邊緣124可以耦合到發(fā)動機入口 114的前緣116或可以與之接合。內(nèi)圓筒區(qū)段120的后邊緣126可以耦合到機艙內(nèi)部(未圖示)或可以與之接合。在示出的實施例中，內(nèi)面板134、核心128以及外面板132具有復合彎曲的截面形狀以促進通過機艙110的有效氣流。
[0055]圖5是鉆孔系統(tǒng)200的一個實施例的圖示，所述鉆孔系統(tǒng)可以實施用于在圓筒區(qū)段120(例如氣體渦輪發(fā)動機108(圖3)的發(fā)動機入口 114的內(nèi)圓筒區(qū)段120)中形成穿孔136 (圖9)。然而，本文中公開的鉆孔系統(tǒng)200可以而非限制性地實施用于在用于任何應用的任何類型的圓筒結構中形成穿孔136(圖9)。例如，鉆孔系統(tǒng)200可以實施用于在多種不同類型的商業(yè)、民用以及軍用飛機100(圖1)中的任一種的圓筒區(qū)段中形成穿孔136(圖9)。此外，鉆孔系統(tǒng)200可以實施用于在旋翼機、氣墊船或在任何其它車輛或非車輛應用中的氣體渦輪發(fā)動機108 (圖1)的圓筒區(qū)段120中形成穿孔136 (圖9)，其中在圓筒區(qū)段120中需要預定數(shù)量的聲學穿孔136 (圖9)以用于聲學衰減目的。
[0056]在圖5中，鉆孔系統(tǒng)200示出為安裝在圓筒區(qū)段120的內(nèi)部內(nèi)。鉆孔系統(tǒng)200可以包括機器人鉆孔單元208，所述機器人鉆孔單元有利地允許在圓筒區(qū)段120中形成穿孔136(圖9)，以提供圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134的預定的開放面積百分比144(圖9)。如上文所指出，預定的開放面積百分比144可以在飛機100(圖1)的設計和/或開發(fā)期間確定以滿足發(fā)動機入口 114的聲學性能要求。本文中公開的鉆孔系統(tǒng)200有利地允許在復合夾層結構122的圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134中一致地形成穿孔136，以提供內(nèi)面板134中的預定的開放面積百分比144(圖9)。就此而言，鉆孔系統(tǒng)200有利地克服了與用于在常規(guī)內(nèi)圓筒區(qū)段(未圖示)中形成穿孔(未圖示)的常規(guī)方法關聯(lián)的缺點，例如與由于在常規(guī)多級形成過程(未圖示)中常規(guī)的內(nèi)圓筒區(qū)段(未圖示)的后續(xù)加工導致的阻塞的穿孔(未圖示)和/或由于在常規(guī)內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)蒙皮(未圖示)的常規(guī)穿孔(未圖示)期間遺失的穿孔(未圖示)導致的阻塞的穿孔(未圖示)關聯(lián)的上述缺點。此類阻塞的穿孔或遺失的穿孔會減少常規(guī)內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)蒙皮的預定的開放面積百分比144，這可降低發(fā)動機入口114的聲學性能。
[0057]在圖5中，多個機器人鉆孔單元208(例如，兩個機器人鉆孔單元208、三個機器人鉆孔單元208等)可以支撐在系統(tǒng)底座202上。機器人鉆孔單元208中的每一個可以包括鉆孔末端執(zhí)行器234。在一個實施例中，系統(tǒng)底座202可以包含相對剛性的結構并且可以包括加工固定器、車間，或經(jīng)配置以支撐多個機器人鉆孔單元208的工作臺。另外，系統(tǒng)底座202可以經(jīng)配置以支撐圓筒區(qū)段120。然而，可以在一個可替代的實施例中提供鉆孔系統(tǒng)200，其中多個機器人鉆孔單元208由與圓筒區(qū)段120分離定位的結構支撐。例如，多個機器人鉆孔單元208可以例如通過頂置固定器(未圖示)懸掛在內(nèi)圓筒區(qū)段120之上，其方式為使得鉆孔末端執(zhí)行器234可以定位在圓筒區(qū)段120的內(nèi)部內(nèi)，和/或多個機器人鉆孔單元208可以安裝在圓筒區(qū)段120內(nèi)部或外部。
[0058]圖6是多個機器人鉆孔單元208的透視圖，所述機器人鉆孔單元位于系統(tǒng)底座202上并且相對非常接近于彼此地安裝，使得當圓筒區(qū)段120安裝到系統(tǒng)底座202時，圓筒區(qū)段120包圍多個機器人鉆孔單元208。盡管示出了四(4)個機器人鉆孔單元208，但可以提供任何數(shù)目的機器人鉆孔單元。在一個實施例中，機器人鉆孔單元208可以陣列安裝。例如，機器人鉆孔單元208中的每一個可以包括鉆孔單元底座212 (圖7)。鉆孔單元底座212 (圖7)可以圓形陣列206 (圖8)安裝到系統(tǒng)底座202，使得當圓筒區(qū)段120安裝到系統(tǒng)底座202時，鉆孔單元底座212中的每一個(圖7)定位成距圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134基本上相同距離。
[0059]圖7是鉆孔系統(tǒng)200的一個實施例的側視圖。以虛線示出的圓筒區(qū)段120可以支撐在一個固定器204或多個固定器204上。固定器204可以包含隔板，所述隔板經(jīng)設定大小并且經(jīng)配置以將圓筒區(qū)段120定位在與機器人鉆孔單元208的鉆孔末端執(zhí)行器234的移動能力互補的豎直位置處。就此而言，可以配置固定器204，使得鉆孔末端執(zhí)行器234可以在圓筒區(qū)段120的前邊緣124與圓筒區(qū)段120的后邊緣126之間的任何豎直位置處在圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134中形成穿孔136(圖9)。固定器204可以由剛性材料構成并且可以配置為由金屬或聚合物材料形成的簡單塊(未圖示)，并且所述固定器可以固定地耦合到系統(tǒng)底座202。固定器204可以沿著圓筒區(qū)段的高度的任何部分豎直地延伸并且沿著圓筒區(qū)段120的圓周的任何部分水平地延伸。
[0060]圖8是說明了機器人鉆孔單元208的布置的鉆孔系統(tǒng)200的俯視圖。機器人鉆孔單元208中的每一個可以包括機械臂組裝件210，所述機械臂組裝件具有安裝在機械臂組裝件210的末端上的鉆孔末端執(zhí)行器234。可以安裝機器人鉆孔單元208，使得鉆孔單元底座212定位成與機器人鉆孔單元208的陣列的中心相鄰。在一個實施例中，鉆孔系統(tǒng)200可以包含單個機器人鉆孔單元208或多個機器人鉆孔單元208。例如，鉆孔系統(tǒng)200可以包括具有鉆孔單元底座212的兩(2)個或兩個以上機器人鉆孔單元208，所述底座可以相對于彼此的預定間距布置，例如相對于彼此基本上等角的間距。
[0061]再參考圖8，多個機器人鉆孔單元208可以經(jīng)配置(例如，經(jīng)編程)以在圓筒區(qū)段120的弧形片段142內(nèi)鉆出穿孔136 (圖9)，所述弧形片段是基本上相等的。例如，對于示出的實施例，多個機器人鉆孔單元208可以包含四(4)個機器人鉆孔單元208?？梢圆贾勉@孔單元底座212，使得鉆孔單元底座212以相對于彼此大致九十度的角間距而定位。在一個實施例中，機器人鉆孔單元208中的每一個可以經(jīng)配置以在圓筒區(qū)段120中的大致九十度的弧形片段142內(nèi)鉆出穿孔136 (圖9)。然而，機器人鉆孔單元208可以定位在相對于彼此的任何位置處并且可以經(jīng)配置以在圓筒區(qū)段120的任何具體位置(circumstantiallocat1n)或任何豎直位置處形成穿孔136 (圖9)。
[0062]在圖8中，機器人鉆孔單元208中的每一個的鉆孔末端執(zhí)行器234可以取向成大體上徑向朝外遠離鉆孔單元底座212。鉆孔單元底座212可以經(jīng)定位以為在鉆孔系統(tǒng)200的操作期間機械臂組裝件210的移動提供空間。就此而言，機器人鉆孔單元208可以允許鉆孔末端執(zhí)行器234同時在圓筒區(qū)段120中鉆出多個穿孔136 (圖9)的形式彼此同步移動地同時操作。機器人鉆孔單元208可以經(jīng)編程以在彼此同步移動期間避免彼此碰撞以及與圓筒區(qū)段120碰撞。
[0063]圖9是機器人鉆孔單元208中的一個的側視圖，其示出了支撐在固定器204上的圓筒區(qū)段120并且說明了沿著內(nèi)圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134以預定的孔圖案140形成穿孔136的鉆孔末端執(zhí)行器234中的一個的鉆頭236。就此而言,在一個實施例中，機器人鉆孔單元208中的每一個可以轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202。圓筒區(qū)段120還可以例如利用固定器204轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202，以提供一種使鉆孔末端執(zhí)行器234在相對于圓筒區(qū)段120的圓周方向(未圖示)以及相對于圓筒區(qū)段120的軸向方向(未圖示)的相對小的位置公差內(nèi)形成穿孔136的手段。然而，圓筒區(qū)段120以及機器人鉆孔單元208可以通過其它手段相對于彼此轉(zhuǎn)位并且不必限于轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202。
[0064]在圖9中，機器人鉆孔單元208可以一種方式操作以在內(nèi)面板134中鉆出穿孔136，使得在內(nèi)面板134的一個區(qū)段中的開放面積百分比144與在內(nèi)面板134的其他區(qū)段中的開放面積百分比144不同。就此而言，機器人鉆孔單元208可以被編程以鉆出穿孔136，以便相對于鉆出的穿孔136在內(nèi)面板134的第一區(qū)段148中提供較大的開放面積百分比144，并且在內(nèi)面板134的第二區(qū)段150中提供較小的開放面積百分比144。例如，具有較小的開放面積百分比144的第二區(qū)段150可以與圓筒區(qū)段120的前邊緣124和/或后邊緣126相鄰地定位，并且具有較大的開放面積百分比144的第一區(qū)段148可以位于前邊緣124與后邊緣126之間的內(nèi)圓筒區(qū)段120的內(nèi)部區(qū)域(未圖示)中。然而，機器人鉆孔208單元可以鉆出穿孔136，使得在內(nèi)面板134中的開放面積百分比144在圓筒區(qū)段120的不同圓周區(qū)段(未圖示)中不同，或內(nèi)圓筒區(qū)段120的開放面積百分比144可以與上述實施例不同的方式發(fā)生變化。
[0065]在圖9中，機器人鉆孔單元208中的一個或多個可以具有六軸機械臂組裝件210，所述機械臂組裝件可以允許將鉆孔末端執(zhí)行器234準確定位在沿著內(nèi)面板134的任何期望位置以及取向處。當鉆孔末端執(zhí)行器234被定位并且取向在穿孔136的期望位置處時，鉆孔末端執(zhí)行器234可以軸向移動以將旋轉(zhuǎn)鉆頭236驅(qū)動到內(nèi)面板134中以形成穿孔136?？商娲兀@孔末端執(zhí)行器234可以定位在內(nèi)面板134上的穿孔136的期望位置處，并且鉆孔末端執(zhí)行器234可以沿著鉆頭軸線238的方向軸向驅(qū)動旋轉(zhuǎn)鉆頭236以在內(nèi)面板134中鉆出穿孔136。在一個實施例中，六軸機械臂組裝件210可以包括第一臂220，所述第一臂可以在肩關節(jié)216處附接到鉆孔單元底座212。第一臂220可以在肘關節(jié)222處附接到第二臂226。第二臂226可以在腕關節(jié)230處附接到鉆孔末端執(zhí)行器234。
[0066]在圖9中，鉆孔單元底座212可以經(jīng)配置以相對于系統(tǒng)底座202圍繞豎直基軸線214旋轉(zhuǎn)。第一臂220可以經(jīng)配置以圍繞將第一臂220耦合到鉆孔單元底座212的肩關節(jié)216的肩軸線218旋轉(zhuǎn)。第二臂226可以經(jīng)配置以圍繞將第二臂226耦合到第一臂220的肘關節(jié)222的肘軸線224旋轉(zhuǎn)。第二臂226的一部分還可以經(jīng)配置以圍繞第二臂軸線228轉(zhuǎn)動，所述第二臂軸線沿著從肘關節(jié)222到腕關節(jié)230的方向延伸。鉆孔末端執(zhí)行器234可以經(jīng)配置以圍繞腕關節(jié)230的腕軸線232旋轉(zhuǎn)。另外，鉆孔末端執(zhí)行器234可以經(jīng)配置以圍繞末端執(zhí)行器軸線235旋轉(zhuǎn)，所述末端執(zhí)行器軸線可以大體上平行于鉆頭軸線238。在一個任選實施例中，例如當在內(nèi)面板134中鉆出穿孔136時，末端執(zhí)行器可以經(jīng)配置以沿著鉆頭軸線238直線地平移鉆頭236。
[0067]在圖9中，機械臂組裝件210在一個六軸實施例中示出。然而，機械臂組裝件210可以在替代布置中提供。例如，機械臂組裝件210可以在3軸實施例(未圖示)、4軸實施例(未圖示)或5軸實施例(未圖示)中提供。另外，機械臂組裝件210可以在具有多于六(6)條軸線的實施例中提供。此外，機械臂組裝件210可以配置為運動控制系統(tǒng)(未圖示)、具有線性軸(末端執(zhí)行器沿著所述線性軸是可移動的)的剛性框架(未圖示)，或用于控制用于鉆出穿孔136的鉆孔末端執(zhí)行器234的任何其它類型的運動控制裝置。另外，每個機械臂組裝件210可以包括一個以上鉆孔末端執(zhí)行器234。此外，每個鉆孔末端執(zhí)行器234可以具有一個以上鉆頭236以用于同時形成穿孔136。
[0068]圖10示出了在內(nèi)圓筒區(qū)段120的復合夾層結構122的內(nèi)面板134中形成穿孔136的鉆孔末端執(zhí)行器234。有利的是，鉆孔系統(tǒng)200提供了一種用于準確且快速放置用于以預定的孔圖案140(圖9)鉆出穿孔136的鉆孔末端執(zhí)行器234的手段。例如，在一個實施例中，機器人鉆孔單元208的鉆孔末端執(zhí)行器234中的每一個可以經(jīng)配置以使每個鉆孔末端執(zhí)行器234每秒形成多達三(3)個或三個以上穿孔136。在一個實施例中，鉆孔末端執(zhí)行器234可以配備有鉆頭236，所述鉆頭經(jīng)配置以形成具有大致0.010到0.10英寸的孔直徑的聲學穿孔136，但基于鉆頭236的直徑也可能存在更大或更小的穿孔136。
[0069]在圖10中，為了在復合內(nèi)面板134中形成穿孔136，鉆孔末端執(zhí)行器234可以經(jīng)配置以大致每分鐘20到60英寸的進給速率、并且以在大致20000rpm到40000rpm之間的轉(zhuǎn)速驅(qū)動鉆頭236，但也可以基于正被鉆孔的材料以及鉆頭236的成分選擇更大或更小的進給速率以及更大或更小的轉(zhuǎn)速?？梢钥刂沏@頭236進給速率以及鉆頭236轉(zhuǎn)速以使鉆頭236磨損最小化，并且使得穿孔136可以滿足圓度以及其它孔參數(shù)的緊密公差。明顯地，每個機器人鉆孔單元208經(jīng)配置以相對小的中心到中心位置公差(即，穿孔到穿孔)快速且準確形成孔圖案140 (圖9)，例如大致0.010英寸或更小的中心到中心位置公差。然而，中心到中心位置公差可以超過0.010英寸，例如高達大致0.050英寸或更大。
[0070] 在圖10中，鉆孔末端執(zhí)行器234中的一個或多個可以包括用于去除在穿孔136的鉆孔期間可能產(chǎn)生的粉塵以及碎屑等碎片(未圖示)的真空附件240。真空附件240可以具有中空(未圖示)或開放部分(未圖示)，當鉆頭236接觸內(nèi)面板134并且鉆出穿孔136時，所述中空或開放部分可以圍繞鉆頭236定位并且可以與內(nèi)面板134相鄰或與之接觸而放置。真空附件240可以包括用于使用真空軟管(未圖示)連接到真空源(未圖示)的真空端口 242，所述真空軟管用于在真空附件240上抽取真空244以用于從圍繞穿孔136的區(qū)域中抽取碎片(未圖示)。
[0071 ] 在圖10中，在另一實施例中，鉆孔系統(tǒng)200可以提供有自動鉆頭更換器(未圖示)，用于使用機械控制來更換鉆頭236。以此方式，可以在鉆出預定數(shù)量的穿孔136之后替換磨損的鉆頭236。例如，自動鉆頭更換器(未圖示)可以在任何地方鉆出從大致1000到30000個穿孔136之后替換每個鉆頭236，但也可以在鉆出比上述范圍更小或更大數(shù)量的穿孔136之后替換鉆頭236。根據(jù)內(nèi)圓筒區(qū)段120的大小(例如，直徑以及高度)以及所使用的機器人鉆孔單元208的總數(shù)量，每個鉆孔末端執(zhí)行器234在每圓筒區(qū)段120可經(jīng)歷I到20次或更多次鉆頭更換。
[0072]簡單參考圖9，在一個實施例中，可以控制鉆孔末端執(zhí)行器234以沿著圓筒區(qū)段120的高度的豎直行(未圖示)的孔圖案140鉆出穿孔136。就此而言，每個鉆孔末端執(zhí)行器234可以鉆出豎直行的穿孔136，并且鉆孔末端執(zhí)行器234可以圍繞豎直基軸線214旋轉(zhuǎn)以使鉆孔末端執(zhí)行器234鉆出與先前鉆出的豎直行的穿孔136相鄰的另一豎直行的穿孔136。還可以控制鉆孔末端執(zhí)行器234以在水平行(未圖示)中、或在任何其它方向或方向的組合中鉆出穿孔136。如上所述，機械臂組裝件210可以一種同步方式操作，使得在圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134中同時鉆出穿孔136的過程中，鉆孔末端執(zhí)行器234維持距彼此大體上等角的間距。例如，對于具有四(4)個機器人鉆孔單元208的鉆孔系統(tǒng)200，在內(nèi)面板134中同時鉆出穿孔136的過程中，鉆孔末端執(zhí)行器234可以維持距彼此大致九十(90)度的角間隔。
[0073]圖11是在復合夾層結構122的內(nèi)面板134中形成穿孔136的鉆孔末端執(zhí)行器234的鉆頭236的截面圖。在一個實施例中，鉆孔末端執(zhí)行器234可以包括鉆頭停止器(未圖示)以控制鉆頭236延伸到復合夾層結構122中的深度138，并且使鉆頭236進入到核心128材料中的深度138最小化。此外，當鉆出穿孔136時，鉆頭停止器(未圖示)可以穩(wěn)定鉆孔末端執(zhí)行器234以防止鉆頭236相對于穿孔136橫向移動，并且這可以有利地避免關于位置公差、圓度公差、或穿孔136的其它公差參數(shù)的不符合。在一個實施例中，每個鉆孔末端執(zhí)行器234可以包括測量所鉆出的每個穿孔136的深度138的非接觸方法，例如通過使用激光裝置(未圖示)、超聲波裝置(未圖示)，以及其它非接觸裝置。鉆孔的深度138還可以通過控制鉆孔末端執(zhí)行器234的控制器(未圖示)來控制。
[0074]圖12是鉆孔系統(tǒng)200的一個實施例的框圖。鉆孔系統(tǒng)200可以包括多個機器人鉆孔單元208。機器人鉆孔單元208中的每一個可以包括如上所述的機械臂組裝件210。鉆孔末端執(zhí)行器234可以耦合到每個機器人鉆孔單元208的機械臂組裝件210中的每一個的末端。機器人鉆孔單元208可以彼此同步移動的方式同時操作，使得鉆孔末端執(zhí)行器234可以同時在圓筒區(qū)段120中鉆出多個穿孔136。
[0075]在圖12中，圓筒區(qū)段120可以包含發(fā)動機入口 114的(例如氣體渦輪發(fā)動機108(圖3)的)內(nèi)圓筒區(qū)段120，如上所述。在一個實施例中，圓筒區(qū)段120可以形成為復合夾層結構122。復合夾層結構122可以具有外面板132、核心128以及內(nèi)面板134，這些組件可以裝配或結合在一起以形成整體式發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段120。鉆孔系統(tǒng)200可以在內(nèi)面板134中以穿孔136的預定的孔圖案(圖9)快速且準確地形成多個穿孔136，以提供內(nèi)圓筒區(qū)段120的預定的開放面積百分比144以滿足聲學性能要求。
[0076]圖13是包括可以包括在一種制造發(fā)動機入口 114 (圖3)的方法300中的一個或多個操作的流程圖的圖示。所述方法的步驟302可以包括提供圓筒區(qū)段120 (圖3)，例如發(fā)動機入口 114(圖3)的內(nèi)圓筒區(qū)段120(圖3)。如上所述，內(nèi)圓筒區(qū)段120(圖3)可以提供為整體式復合夾層結構122 (圖3)。在這種復合夾層結構122 (圖3)中，內(nèi)面板134 (圖3)可以由復合材料形成并且外面板132(圖3)可以由復合材料(例如，纖維增強聚合物基質(zhì)材料)形成。然而，內(nèi)面板134(圖3)和/或外面板132(圖3)可以由金屬材料、或金屬材料以及非金屬材料的組合形成。
[0077]如上所述，核心128 (圖3)可以包含由金屬材料和/或非金屬材料形成的蜂巢式核心并且可以包括鋁、鈦、芳綸、玻璃纖維或其它核心材料。發(fā)動機入口 114(圖3)內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖3)可以制造為在單級固化中形成的整體式復合夾層結構122 (圖3)。如上所述，圓筒區(qū)段120 (圖3)可以單級固化提供，其中內(nèi)面板134 (圖3)、核心128 (圖3)以及外面板132(圖3)可以疊置在疊層心軸上，在這之后可以在預定時間內(nèi)將熱量和/或壓力施加到層積處(未圖示)以用于在單級中固化。
[0078]圖13的方法300的步驟304可以包括將內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖7)安裝并且轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202 (圖7)。就此而言，內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖7)可以支撐在多個固定器204 (圖7)上，所述固定器可以安裝到系統(tǒng)底座202 (圖7)。固定器204 (圖7)可以將內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖7)固定地定位在系統(tǒng)底座202 (圖7)上，所述系統(tǒng)底座可以包含工作臺(未圖示)、組裝件(未圖示)，或經(jīng)配置以支撐內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖7)并且防止其在內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖7)中鉆出穿孔136(圖9)期間移動的其它相對剛性的結構。
[0079]如上所述，固定器204可以某間隔定位在內(nèi)圓筒區(qū)段120的周界(未圖示)周圍，例如，沿著內(nèi)圓筒區(qū)段120的后邊緣126 (圖9)或前邊緣124 (圖9)。固定器204可以包括機械轉(zhuǎn)位特征(未圖示)以將內(nèi)圓筒區(qū)段120轉(zhuǎn)位到固定器204?？梢詫嵤┘す庀到y(tǒng)(未圖示)以有助于相對于固定器204定位內(nèi)圓筒區(qū)段120。內(nèi)圓筒區(qū)段120可以機械地耦合到固定器204以將內(nèi)圓筒區(qū)段120剛性地夾持在適當位置上。
[0080]圖13的方法300的步驟306可以包括將多個機器人鉆孔單元轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202 (圖7)，如圖7中所示。在一個實施例中，多個機器人鉆孔單元208 (圖7)中的每一個都可以具有鉆孔單元底座212 (圖7)，所述鉆孔單元底座可以直接安裝到系統(tǒng)底座202并且轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202和/或支撐內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖7)的固定器204 (圖7)。例如，機器人鉆孔單元208的鉆孔單元底座212可以安裝到系統(tǒng)底座202并且可以位于內(nèi)圓筒區(qū)段120內(nèi)部，如圖7中所示。可替代地，鉆孔單元底座212可以位于內(nèi)圓筒區(qū)段120外部并且機械臂組裝件210(圖7)的鉆孔末端執(zhí)行器234(圖7)可以在內(nèi)圓筒區(qū)段120內(nèi)部延伸以鉆出穿孔136(圖9)。在另一實施例中，機器人鉆孔單元208可以由與系統(tǒng)底座202分離并且與圓筒區(qū)段120分離定位的結構(未圖示)支撐。例如，機器人鉆孔單元208的鉆孔單元底座212可以安裝到頂置固定器(未圖示)，所述頂置固定器可以轉(zhuǎn)位到系統(tǒng)底座202和/或支撐內(nèi)圓筒區(qū)段120的固定器204。鉆孔末端執(zhí)行器234可以在圓筒區(qū)段120內(nèi)部延伸以鉆出穿孔136。
[0081]圖13的方法300的步驟308可以包括通過以下方式聲學地處理發(fā)動機入口114(圖9)，即通過例如在復合夾層結構122的最終固化之后，在復合夾層結構122 (圖9)的發(fā)動機入口 114的內(nèi)圓筒區(qū)段120(圖9)的內(nèi)面板134(圖9)中機械地鉆出多個穿孔136(圖9)。例如，所述方法300可以包括使用多個機器人鉆孔單元208(圖9)在內(nèi)圓筒區(qū)段120中機械地鉆出多個穿孔136。方法300可以包括使用鉆孔末端執(zhí)行器234(圖9)同時在內(nèi)面板134中鉆出多個穿孔136，以提供內(nèi)面板134的預定的開放面積百分比144。在一個實施例中，機器人鉆孔單元208中的每一個可以包括機械臂組裝件210(圖9)，所述機械臂組裝件配置為分別具有三條軸線、四條軸線、五條軸線以及六條軸線的三軸、四軸、五軸或六軸臂組裝件。機械臂組裝件210可以被編程以相對于彼此以同步的方式移動鉆孔末端執(zhí)行器234，以便以相對快速的速率鉆出穿孔136。例如，鉆孔末端執(zhí)行器234中的每一個可以經(jīng)配置以在每秒形成2到3個或更多個穿孔136。
[0082]方法300 (圖13)可以包括在發(fā)動機入口 114 (圖9)內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖9)中以預定的孔圖案140 (圖9)鉆出穿孔136 (圖9)，所述內(nèi)圓筒區(qū)段可以具有蜂巢式核心128 (圖11)。機器人鉆孔單元208(圖9)可以經(jīng)配置以控制鉆孔末端執(zhí)行器234(圖9)以鉆出與內(nèi)面板134(圖10)正交(例如，垂直)的穿孔136。另外，機器人鉆孔單元208可以經(jīng)配置以距蜂巢式核心128的單元壁131 (圖11)的某間隔鉆出穿孔136。就此而言，機器人鉆孔單元208可以經(jīng)配置以在距單元壁131 —定距離的單元130的每一個中鉆出一個或多個穿孔136，以避免鉆入單元壁131中。機器人鉆孔單元208可以孔圖案140鉆出穿孔136，所述孔圖案可以配置成與蜂巢式核心128的單元130的幾何形狀以及大小互補。例如，孔圖案140 (圖9)可以使得在每個單元130 (圖11)中(例如在每個單元130的大致中心(未圖示)處)鉆出一個穿孔136 (圖11)。然而，孔圖案140可以使得可以在蜂巢式核心128 (圖11)的每個單元130中鉆出兩個或兩個以上穿孔136。
[0083]機器人鉆孔單元208 (圖9)可以經(jīng)配置以相對于單元130 (圖11)中心(未圖示)或相對于蜂巢式核心128的單元壁131 (圖11)轉(zhuǎn)位或定位孔圖案140 (圖9)。例如，對于具有相同大小以及形狀的單元130的大體上均勻布置的蜂巢式核心128，機器人鉆孔單元208可以經(jīng)配置以確立單元壁131中的一個的位置，以便相對于蜂巢式核心128的單元130的位置轉(zhuǎn)位孔圖案140。在確立一個或多個單元壁131的位置之后，機器人鉆孔單元208可以經(jīng)配置以在蜂巢式核心128的內(nèi)面板134中鉆出穿孔136的孔圖案140，使得在每個單元130中的預定位置處(例如在每個單元130的中心(未圖示))、或在相對于每個單元130的單元壁131的預定位置或間隔距離146處鉆出每個穿孔136?？讏D案140還使得可以在每個單元130中鉆出多個穿孔136并且所述穿孔可以位于距每個單元130的單元壁131預定距離或間隔距離146處。
[0084]有利的是，機器人鉆孔單元208(圖9)可以經(jīng)配置以在孔到孔間距中的相對高位置公差(例如，中心上0.010英寸)內(nèi)形成穿孔136 (圖9)。另外，如上所述，鉆孔末端執(zhí)行器234 (圖10)中的每一個可以包括真空附件240 (圖10)，所述真空附件經(jīng)配置以在鉆出穿孔136的過程中與內(nèi)面板134相鄰或抵靠著所述內(nèi)面板而定位。真空附件240可以包括真空端口 242(圖11)，所述真空端口可以通過真空軟管(未圖示)耦合到真空源(未圖示)，以便提供真空244 (圖10)以用于吸入粉塵、碎屑以及其它碎片使之遠離鉆出穿孔136的位置。
[0085]圖13的方法300的步驟310可以包括在內(nèi)圓筒區(qū)段120(圖10)中鉆出穿孔136 (圖10)的過程期間，定期更換鉆孔末端執(zhí)行器234(圖10)的鉆頭236 (圖10)。在一個實施例中，所述方法可以包括使用自動鉆頭更換器(未圖示)機械地更換鉆頭236。鉆頭236可以在鉆出預定數(shù)量的穿孔136之后進行替換。例如，每個鉆頭236可以在鉆出數(shù)千或更多個穿孔136之后進行替換。鉆頭236可以被替換的頻率可能受以下因素影響:內(nèi)面板134 (圖11)的厚度、內(nèi)面板134的材料成分、鉆頭236的轉(zhuǎn)速、鉆頭236的進給速率、鉆頭236的材料成分以及其它因素。在一個未圖示的實施例中，所述方法可以包括檢測鉆頭236何時變鈍，在該點處，所述方法可以包括用新的或鋒利的鉆頭(未圖示)替換鈍的鉆頭 236。
[0086]有利的是，本文中所公開的鉆孔系統(tǒng)200(圖12)以及方法提供用于以同步方式操作多個機器人鉆孔單元208 (圖12)，以便以高度可重復性在內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖12)的內(nèi)面板134 (圖12)中準確且快速形成穿孔136 (圖12)。另外，鉆孔系統(tǒng)200提供了一種用于形成穿孔136的手段，所述手段顯著減少通常與常規(guī)方法關聯(lián)的缺陷和返工。就此而言，本文中所公開的鉆孔系統(tǒng)200以及方法可以避免在多級圓筒區(qū)段制造過程(未圖示)中的后續(xù)加工期間遺失的穿孔(未圖示)和/或阻塞的穿孔(未圖示)的上述缺陷，以及在內(nèi)圓筒區(qū)段120的內(nèi)面板134中的開放面積百分比144(圖9)上的相關減少。
[0087]如上文所指出，內(nèi)面板134的開放面積百分比144 (圖9)是作為內(nèi)面板134 (圖9)的表面積(未圖示)的百分比的穿孔136(圖9)的總面積，并且是用于測量內(nèi)圓筒區(qū)段120(圖9)的總體效率或聲學衰減能力的特征。在圖9中，機器人鉆孔單元208 (圖9)可以一種方式操作以鉆出穿孔136，從而在內(nèi)面板134的一個區(qū)段中提供與在內(nèi)面板134的另一區(qū)段中的開放面積百分比144不同的開放面積百分比144(圖9)。例如，在圖9中，在內(nèi)面板134中鉆出的穿孔136的第一區(qū)段148可以具有比穿孔136的第二區(qū)段150更大的開放面積百分比144，所述第二區(qū)段可以與圓筒區(qū)段120的前邊緣124和/或后邊緣126相鄰地定位。然而，如上文所指出，開放面積百分比144的不同區(qū)段(未圖示)可以任何方式沿著內(nèi)圓筒區(qū)段120 (圖9)的內(nèi)面板134布置，并且并不限于圖9中示出或上文所描述的布置。
[0088]參考圖14到15，本發(fā)明的實施例可以在如圖14中所示的飛機制造以及維護方法400以及如圖15中所示的飛機402的背景下描述。在預生產(chǎn)期間，制造以及維護方法400可以包括飛機402的規(guī)范和設計404以及材料采購406。在生產(chǎn)期間，發(fā)生飛機402的組件和子組裝件制造408以及系統(tǒng)集成410。其后，飛機402可以通過認證和交付412以便投入使用414。當由客戶使用時，對飛機402安排例行維修和維護416 (所述例行維修和維護還可以包括修改、重新配置、翻新等)。
[0089]制造以及維護方法400的過程中的每一個都可以由系統(tǒng)集成商、第三方和/或運營商(例如，客戶)來執(zhí)行或?qū)嵤?。出于此說明書的目的，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)目的飛機制造商以及主系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不限于任何數(shù)目的賣方、分包商，以及供應商；并且運營商可以是航空公司、租賃公司、軍方實體、服務機構等。
[0090]如圖15中所示，通過制造以及維護方法400生產(chǎn)的飛機402可以包括具有多個系統(tǒng)420以及一個內(nèi)部422的機身418。高級系統(tǒng)420的實例包括推進系統(tǒng)424、電力系統(tǒng)426、液壓系統(tǒng)428以及環(huán)境系統(tǒng)430中的一個或多個。也可以包括任何數(shù)目的其它系統(tǒng)。盡管示出了航空實例，但本發(fā)明的原理可以應用到其它工業(yè)中，例如汽車工業(yè)。
[0091]本文中實施的設備和方法可以在制造以及維護方法400的各階段中的任一個或多個期間使用。例如，對應于組件以及子組裝件制造408的組件或子組裝件可以一種類似于當飛機402在使用中時產(chǎn)生的組件或子組裝件的方式制作或制造。此外，一個或多個設備實施例、方法實施例，或其組合可以在組件以及子組裝件制造408以及系統(tǒng)集成410期間例如通過充分加速飛機402的裝配或減少飛機的成本而被使用。類似地，當飛機402在使用中時，設備實施例、方法實施例，或其組合中的一個或多個可以用于例如但不限于維修以及維護416。
[0092]得益于在前述說明以及相關聯(lián)附圖中呈現(xiàn)的教示，本發(fā)明所涉及領域的技術人員將想到本發(fā)明的許多修改以及其它實施例。本文中所說明的實施例意圖是說明性的且并不意圖為限制性或窮舉的。盡管本文中使用了特定術語，但所述術語僅在一般和描述性意義上使用，而不用于限制目的。
【權利要求】
1.一種鉆孔系統(tǒng)，其包含: 多個機器人鉆孔單元； 所述機器人鉆孔單元中的每一個具有定位在圓筒區(qū)段內(nèi)部的鉆孔末端執(zhí)行器，所述圓筒區(qū)段配置為具有內(nèi)面板的復合夾層結構；以及 所述機器人鉆孔單元可操作為彼此同步移動，以便以提供所述內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的方式使用鉆孔末端執(zhí)行器在所述內(nèi)面板中鉆出多個穿孔。
2.根據(jù)權利要求1所述的鉆孔系統(tǒng)，其中: 所述鉆孔末端執(zhí)行器定位在單極固化的整體式發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)部。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鉆孔系統(tǒng)，其中: 所述機器人鉆孔單元配置為將穿孔的孔圖案轉(zhuǎn)位到所述復合夾層結構的蜂巢式核心的一個或多個單元壁。
4.根據(jù)權利要求3所述的鉆孔系統(tǒng)，其中: 所述機器人鉆孔單元配置為在所述內(nèi)面板中形成所述孔圖案，使得所述穿孔位于距所述蜂巢式核心的所述單元壁的某間隔距離處。
5.根據(jù)前述任一權利要求所述的鉆孔系統(tǒng)，其中: 所述機器人鉆孔單元各自具有定位在所述圓筒區(qū)段的內(nèi)部的鉆孔單元底座。
6.根據(jù)前述任一權利要求所述的鉆孔系統(tǒng)，其中: 所述圓筒區(qū)段以及所述機器人鉆孔單元被轉(zhuǎn)位到支撐所述圓筒區(qū)段的至少一個固定器。
7.—種制造發(fā)動機入口的方法，其包含以下步驟: 提供配置為具有內(nèi)面板的復合夾層結構的發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段； 在所述復合夾層結構的最終固化之后在所述內(nèi)面板中以機器人鉆出多個穿孔；以及 以提供所述內(nèi)面板的預定的開放面積百分比的數(shù)量形成所述多個穿孔。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其中所述以機器人鉆出所述多個穿孔的步驟包含: 使所述穿孔的孔圖案轉(zhuǎn)位到所述復合夾層結構的蜂巢式核心的一個或多個單元壁。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法，其中使所述孔圖案轉(zhuǎn)位的步驟包括: 定位所述孔圖案，使得每個穿孔位于距所述單元壁的某間隔距離處。
10.根據(jù)權利要求7-9中任一權利要求所述的方法，其中所述以機器人鉆出所述多個穿孔的步驟包含: 鉆出所述多個穿孔以在所述內(nèi)面板的一個區(qū)段中提供與在所述內(nèi)面板的其他區(qū)段中的所述開放面積百分比不同的開放面積百分比。
11.根據(jù)權利要求7-10中任一權利要求所述的方法，其中所述以機器人鉆出所述多個穿孔的步驟包含: 使用定位在所述圓筒區(qū)段的內(nèi)部的多個機器人鉆孔單元鉆出所述多個穿孔。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中使用所述多個機器人鉆孔單元以機器人鉆出所述多個穿孔的步驟包含: 彼此同步移動地在所述發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)部操作所述機器人鉆孔單元。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中彼此同步移動地操作所述機器人鉆孔單元的步驟包含: 使用所述多個機器人鉆孔單元的鉆孔末端執(zhí)行器同時在所述內(nèi)面板中鉆出所述多個穿孔。
14.根據(jù)權利要求11-13中任一權利要求所述的方法，其進一步包含: 將所述機器人鉆孔單元的鉆孔單元底座定位在所述發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段的內(nèi)部。
15.根據(jù)權利要求11-14中任一權利要求所述的方法，其進一步包含: 使所述發(fā)動機入口內(nèi)圓筒區(qū)段以及所述機器人鉆孔單元轉(zhuǎn)位到支撐所述圓筒區(qū)段的至少一個固定器。
【文檔編號】B64D29/02GK104417761SQ201410420922
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月25日 優(yōu)先權日:2013年8月28日
【發(fā)明者】C·祖本, G·吉賓斯, M·J·休費爾塔, D·西莫諾比科, A·M·費雷拉, D·布恩斯特拉, A·J·勞德, M·F·加布里埃爾 申請人:波音公司