雙隱藏點(diǎn)條的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及雙隱藏點(diǎn)條。
【背景技術(shù)】
[0002] 飛機(jī)和其它復(fù)雜產(chǎn)品的制造商可能在將部件放置在它們的產(chǎn)品中需要精確性。飛 機(jī)制造者可以在制造期間將數(shù)百個(gè)鉚釘、緊固件和其它部件安裝在飛機(jī)機(jī)身內(nèi)的各種位置 中。確保正確的鉚釘被放置在預(yù)定鉚釘孔中可能提出挑戰(zhàn)。在制造或維修期間將鉚釘安裝 在噴氣式飛機(jī)的機(jī)身中可能需要鉚釘組件和模具在機(jī)身的內(nèi)表面和外表面兩者上的同時(shí) 受控移動(dòng)。在機(jī)身面板的相反表面上的儀器必須被定位在正確的位置處，否則鉚釘或其它 部件將未被適當(dāng)?shù)匕惭b。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 說明性實(shí)施方式提供一種系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括接近于在結(jié)構(gòu)的第一側(cè)的第一表面的 第一細(xì)長對象。該系統(tǒng)還包括接近于在所述結(jié)構(gòu)的第二側(cè)的第二表面的第二細(xì)長對象，所 述第二表面和所述第二側(cè)相對于所述第一表面和所述第一側(cè)在所述結(jié)構(gòu)的相反面，所述第 一細(xì)長對象在所述第一表面上的第一點(diǎn)處與所述第二細(xì)長對象對準(zhǔn)。該系統(tǒng)還包括在與彼 此并且與所述第一點(diǎn)相距第一已知距離處附接到所述第一細(xì)長對象的第一多個(gè)角隅棱鏡， 其中，所述第一細(xì)長對象在所述第一點(diǎn)處毗鄰所述第一表面。該系統(tǒng)還包括在與彼此并且 與所述第一點(diǎn)相距第二已知距離處附接到所述第二細(xì)長對象的第二多個(gè)角隅棱鏡，其中， 所述第二細(xì)長對象在與所述第一點(diǎn)相反面的第二點(diǎn)處毗鄰所述第二表面。
[0004] 說明性實(shí)施方式還提供一種方法。該方法使用包括第一對、第二對和第三對細(xì)長 對象的系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)，其中，每對細(xì)長對象包括定位于分別在結(jié)構(gòu)的相反的第一表面和第二 表面上的第一點(diǎn)、第二點(diǎn)和第三點(diǎn)之一處的第一細(xì)長對象和第二細(xì)長對象，并且其中，第一 對、第二對和第三對中的第一細(xì)長對象和第二細(xì)長對象中的每個(gè)細(xì)長對象分別包括在與彼 此相距已知距離處并且與分別在第一表面上的第一點(diǎn)、第二點(diǎn)和第三點(diǎn)相距已知距離處附 接在第一細(xì)長對象和第二細(xì)長對象上的第一多個(gè)角隅棱鏡和第二多個(gè)角隅棱鏡。該方法包 括接近第一表面布置的第一測量裝置將第一測量指向每個(gè)第一細(xì)長對象上的第一多個(gè)角 隅棱鏡。該方法還包括在第一測量裝置處，從每個(gè)第一細(xì)長對象上的第一多個(gè)角隅棱鏡接 收第一反射測量。該方法還包括接近第二表面布置的第二測量裝置將第二測量指向在第二 表面上的每個(gè)第二細(xì)長對象上的第二多個(gè)角隅棱鏡。該方法還包括在第二測量裝置處，從 每個(gè)第二細(xì)長對象上的第二多個(gè)角隅棱鏡接收第二反射測量。該方法還包括使用第一反射 測量來測量第一表面的第一坐標(biāo)系統(tǒng)。該方法還包括使用第二反射測量來測量第二表面的 第二坐標(biāo)系統(tǒng)。該方法還包括將第二坐標(biāo)系統(tǒng)映射到第一坐標(biāo)系統(tǒng)。
[0005] 說明性實(shí)施方式還提供一種在表面上在預(yù)定位置處建立坐標(biāo)測量參考的計(jì)算機(jī) 實(shí)現(xiàn)的方法。該方法包括計(jì)算機(jī)接收第一點(diǎn)、第二點(diǎn)和第三點(diǎn)分別在第一表面上的第一參 考坐標(biāo)、第二參考坐標(biāo)和第三參考坐標(biāo)。該方法還包括所述計(jì)算機(jī)接收第四點(diǎn)、第五點(diǎn)和第 六點(diǎn)分別在第二表面上的第四參考坐標(biāo)、第五參考坐標(biāo)和第六參考坐標(biāo)，其中，所述第二表 面和所述第一表面包括結(jié)構(gòu)的相反側(cè)，并且其中，所述第一點(diǎn)、所述第二點(diǎn)、所述第三點(diǎn)和 所述第四點(diǎn)、所述第五點(diǎn)、所述第六點(diǎn)分別在所述相反側(cè)彼此相反地排列。該方法還包括所 述計(jì)算機(jī)在所述第一表面的第一坐標(biāo)系統(tǒng)中分別將所述第四參考坐標(biāo)、所述第五參考坐標(biāo) 和所述第六參考坐標(biāo)映射到所述第一參考坐標(biāo)、所述第二參考坐標(biāo)和所述第三參考坐標(biāo)。 該方法還包括所述計(jì)算機(jī)基于所述映射使所述第二表面的外部坐標(biāo)系統(tǒng)適配到所述內(nèi)部 坐標(biāo)系統(tǒng)，其中，所述第一參考坐標(biāo)、所述第二參考坐標(biāo)、所述第三參考坐標(biāo)和所述第四參 考坐標(biāo)、所述第五參考坐標(biāo)、所述第六參考坐標(biāo)分別使用指向定位在與所述第一點(diǎn)、所述第 二點(diǎn)和所述第三點(diǎn)相距已知距離處的目標(biāo)的測量來確定。
[0006] 特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在本公開內(nèi)容的各種實(shí)施方式中獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)，或者可以被 組合在其它的實(shí)施方式中，其中能夠參照以下描述和附圖看到另外的細(xì)節(jié)。
【附圖說明】
[0007] 新穎特征相信在所附權(quán)利要求中闡述了說明性實(shí)施方式的特性。然而，當(dāng)結(jié)合附 圖閱讀時(shí)通過參照本公開內(nèi)容的說明性實(shí)施方式的以下具體描述，將最好地理解說明性實(shí) 施方式和優(yōu)選的使用模式、另外的目的及其特征。
[0008] 圖Ia是依照說明性實(shí)施方式的雙隱藏點(diǎn)條（hidden point bar)的系統(tǒng)的框圖；
[0009] 圖Ib是依照說明性實(shí)施方式的雙隱藏點(diǎn)條的系統(tǒng)的框圖；
[0010] 圖2是依照說明性實(shí)施方式的雙隱藏點(diǎn)目標(biāo)的方法的流程圖；
[0011] 圖3是依照說明性實(shí)施方式的隱藏點(diǎn)條的圖；
[0012] 圖4是依照說明性實(shí)施方式的雙隱藏點(diǎn)目標(biāo)的方法的流程圖；
[0013] 圖5是依照說明性實(shí)施方式的隱藏點(diǎn)條的圖；
[0014] 圖6是制造商用飛機(jī)的方法的流程圖；
[0015] 圖7是商用飛機(jī)的框圖；以及
[0016] 圖8是依照說明性實(shí)施方式的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 使用人類技術(shù)員來將數(shù)千個(gè)小部件安裝在飛機(jī)中可能是很昂貴的并且易于出錯(cuò)。 當(dāng)大量小部件將被安裝在機(jī)身中時(shí)，指導(dǎo)技術(shù)員的團(tuán)隊(duì)四處移動(dòng)并且在機(jī)身的相反側(cè)一致 地工作可能是代價(jià)高的并且導(dǎo)致生產(chǎn)問題和延遲。即使預(yù)先鉆孔，如許多大型飛機(jī)的情況 那樣，在相反側(cè)指導(dǎo)兩個(gè)團(tuán)隊(duì)在數(shù)千個(gè)預(yù)鉆孔之中定位正確的孔可能是非常費(fèi)時(shí)的。
[0018] 飛機(jī)制造商和其它制造商已轉(zhuǎn)向使用計(jì)算機(jī)化機(jī)器人和其它裝置來在生產(chǎn)期間 將鉚釘和其它金屬、塑料及合成部件安裝到飛機(jī)中。機(jī)器人可以以比人類技術(shù)員更高的精 確性、準(zhǔn)確性、一致性和速度安裝部件。當(dāng)數(shù)千個(gè)部件將被安裝時(shí)，機(jī)器人可以產(chǎn)生優(yōu)于人 類安裝者的顯著生產(chǎn)力和質(zhì)量優(yōu)點(diǎn)。
[0019] 雖然機(jī)器人可以在將鉚釘和其它部件安裝在飛機(jī)機(jī)身中時(shí)提供優(yōu)于人類技術(shù)員 的各種優(yōu)點(diǎn)，但是飛機(jī)制造商仍然面對有機(jī)器人在機(jī)身的相反側(cè)的協(xié)調(diào)移動(dòng)的問題。在相 反側(cè)的機(jī)器人必須移動(dòng)到正確的孔或其它位置，其中它們將安裝部件或執(zhí)行其它動(dòng)作。
[0020] 飛機(jī)制造商通常使用機(jī)身的內(nèi)表面的坐標(biāo)系統(tǒng)來定位和放置部件。雖然機(jī)身的平 滑外表面上的參考點(diǎn)可以是幾個(gè)，但是更容易可見的參考點(diǎn)在內(nèi)表面上被找到并且可以包 括框架和縱梁。制造商參照內(nèi)模線（IML)、用于描述內(nèi)表面和集合點(diǎn)的框架、折痕，和其中內(nèi) 表面可以相交的線。內(nèi)坐標(biāo)或測量系統(tǒng)被鏈接到內(nèi)模線并且提供飛機(jī)坐標(biāo)系統(tǒng)。
[0021] 內(nèi)部坐標(biāo)測量點(diǎn)被識別用于孔的鉆孔和部件的放置。將相同的坐標(biāo)測量點(diǎn)精確定 位于外皮表面和內(nèi)皮表面上提出了不斷的挑戰(zhàn)。外表面和內(nèi)表面如果僅稍微在適當(dāng)?shù)奈恢?中則通常是彎曲的，并且因此不具有相同的形狀。
[0022] 已開發(fā)了試圖克服外部坐標(biāo)系統(tǒng)和內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)中的差異并且可以促進(jìn)為外部 參考和內(nèi)部參考識別單個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)測量系統(tǒng)。已在歷史上采用了包括用于對測量進(jìn)行校準(zhǔn) 的目標(biāo)的工具。在一些實(shí)例中，目標(biāo)已被放置在窗口開口中。這樣的放置可以導(dǎo)致令人不 滿意的幾何形狀，因?yàn)槟繕?biāo)沿著線定位。協(xié)作可能限于沿著窗口帶發(fā)生。窗口目標(biāo)還可以 具有多個(gè)目標(biāo)，通常為三個(gè)或四個(gè)，這可能需要對坐標(biāo)測量機(jī)（CMM)的校準(zhǔn)或認(rèn)證。此外， 不能夠在貨運(yùn)飛機(jī)上使用窗口目標(biāo)。因此，用于在飛機(jī)表面（包括機(jī)身蒙皮）的相反側(cè)更 準(zhǔn)確地協(xié)調(diào)點(diǎn)的識別的有效的新技術(shù)是所希望的。
[0023] 說明性實(shí)施方式基于識別到相反表面上的對應(yīng)點(diǎn)來辨識和考慮以上關(guān)于機(jī)器人 和其它對象在結(jié)構(gòu)（例如飛機(jī)機(jī)身）的相反表面上的協(xié)調(diào)移動(dòng)所描述的問題。說明性實(shí)施 方式辨識由制造商在將數(shù)千金屬和合成鉚釘、緊固件和其它部件放置在飛機(jī)機(jī)身和其它產(chǎn) 品的各種表面中時(shí)所面對的挑戰(zhàn)。方法和系統(tǒng)被提供來基于第二表面的坐標(biāo)系統(tǒng)支持對象 在第一表面上的移動(dòng)和定位，其中，第一表面和第二表面在諸如飛機(jī)機(jī)身的蒙皮這樣的結(jié) 構(gòu)的相反側(cè)。
[0024] 說明性實(shí)施方式可以在內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)中為機(jī)身的內(nèi)表面上的點(diǎn)確定空間坐標(biāo)。說 明性實(shí)施方式在坐標(biāo)系統(tǒng)中為同一在內(nèi)部定位的點(diǎn)的外表面確定空間坐標(biāo)。通過完成在兩 個(gè)空間坐標(biāo)系統(tǒng)中為內(nèi)表面上的三個(gè)單獨(dú)地定位的點(diǎn)確定空間坐標(biāo)的過程，說明性實(shí)施方 式使得能實(shí)現(xiàn)將外部坐標(biāo)系統(tǒng)映射到內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)。三個(gè)單獨(dú)的點(diǎn)可以是用于將鉚釘放置 在飛機(jī)機(jī)身中的三個(gè)單獨(dú)的預(yù)鉆孔。在外表面附近移動(dòng)的對象然后可以根據(jù)內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng) 這樣做。
[0025] 飛機(jī)制造商可以將機(jī)器人部署在相反的表面上以移動(dòng)到同一孔。說明性實(shí)施方式 可以提供可以使得在飛機(jī)的外表面上的機(jī)器人能夠依照飛機(jī)的內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)移動(dòng)的方法 和系統(tǒng)?？梢酝ㄟ^將外部坐標(biāo)系統(tǒng)映射到內(nèi)部坐標(biāo)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這樣的移動(dòng)和對準(zhǔn)。
[0026] 說明性實(shí)施方式可以提供雙隱藏點(diǎn)條，其中在鉚釘孔的任何一側(cè)，例如，可以具有 相似尺寸和組成的條在鉚釘孔處被縱向放置到它們的各自表面。第一條被定位于內(nèi)部機(jī)身 表面上，一端在鉚釘孔處。第二條被定位于外表面上，同樣具有一端在鉚釘孔處。條的放置 可以與它們各自的表面垂直。條可以通過孔連接到彼此，使得條保持不動(dòng)并且使得接近它 們各自的表面的各個(gè)條的端與表面齊平。
[0027] 在機(jī)身的任何一側(cè)附接到各個(gè)條的可以是反射器（可能為球狀地安裝的反射 器）、兩個(gè)角隅棱鏡或晶體對象，其反射激光束。對于在內(nèi)部放置的條和在外部放置的條，至 少兩個(gè)角隅棱鏡之