CN102348602B - 自动机翼粉刷系统 - Google Patents

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Abstract

一种自动表面加工系统(600)包括提升系统(638)和多个机器人(630，632)。提升系统能够将机翼定位在基本水平的位置。多个机器人能够将多种表面加工化合物施加到机翼内部和机翼外部中的至少一个上，而机翼保持在基本水平的位置。

Description

自动机翼粉刷系统
技术领域
本公开大体涉及制造结构，并且具体地涉及粉刷结构的方法和装置。更具体地，本公开涉及用于粉刷飞机的机翼的方法和装置。
背景技术
在制造飞机的工艺中，机器、工具、人类劳动、材料和/或其他合适的物品可被用来组装结构。这些结构可以包括例如但不限于机翼、机身、舵或一些其他合适的结构。
制造工艺的一部分包括在组装之前对结构进行表面加工(finishing)。例如，在将机翼附接至机身之前，飞机的机翼可以被粉刷。机翼的粉刷可能由于许多不同的原因而发生。例如，机翼的外部可以被粉刷以提供更好的气流、出于美观的原因、防止腐蚀和/或出于其他目的。机翼的内部也可以被粉刷。这种粉刷可以被用来减少噪音、防止腐蚀、增加可检查性和/或出于其他合适的目的。
作为另一个示例，在对机翼进行表面加工的工艺中，除了涂料之外，其他类型的抗腐蚀化合物也可被施加到机翼上。蜡质油也可以被施加到机翼上。这种蜡质油填充接缝、裂缝和/或其他小间隙。蜡质油浸入这些部件中并且防止和/或减少水从这些部件进入机翼。
现今，对机翼进行表面加工的制造工艺可能要求在粉刷期间改变机翼的取向和位置。在一些情况下，机翼的尺寸可能要求机翼在几个不同的车间被粉刷并被清理并且被数次改变取向。在此工艺中，机翼从水平取向开始，移动到另一个车间进入垂直取向，并且移动到第三车间回到水平取向。
通过这种类型的工艺，机翼被置于第一粉刷车间中，处于水平取向。在此位置，机翼的多个部分例如前梁、后梁和前缘罩在第一车间中被粉刷。
之后，机翼从第一车间移走，并以垂直取向置于第二车间中。垂直位置提供了接近通道、人体工程学的优点和安全的优点。在此车间中，例如打磨、掩饰(masking)以及给机翼的侧边粉刷等操作被执行。此外，各种图形、尾数(tail number)、维修标记和/或其他合适的设计可以被涂到机翼上。
之后，机翼从第二车间移走，并以水平取向置于第三车间中。在此车间中，用于腐蚀保护的各种材料可以被施加以填充在机翼中的裂缝和接缝中。
这种类型的工艺需要劳动力、时间、空间和材料。例如，将机翼从水平取向移动到垂直取向要花费多个小时。此外，安排吊车来移动和吊车到达所需的时间也可能会花费多个小时。因此，安排吊车、吊车和吊车人员到达以及移动机翼的过程可能会花费大约八个小时。
可能有利的是具有一种考虑了一个或多个上述问题以及其他可能问题的方法和装置。
发明内容
在一个有利的实施例中，一种自动表面加工系统包括提升系统和多个机器人。提升系统能够将机翼定位在基本水平的位置中。多个机器人能够将多种表面加工化合物施加到机翼内部和机翼外部的至少一个上，同时机翼保持在所述基本水平的位置。
在另一个有利的实施例中，一种设备包括提升系统和多个机器人。提升系统能够将物体定位在选择的取向中。多个机器人能够将多种表面加工化合物施加到物体内部和物体外部的至少一个上，同时物体保持在选择的取向。
在另一个有利的实施例中，描述了一种用于处理物体的方法。物体通过使用提升系统被定位在选择的取向中。多种表面加工化合物通过使用多个机器人而被施加到物体内部和物体外部的至少一个上，同时物体保持在选择的取向。
特征、功能和优点在本公开的各种实施例中可以单独地实现，或者在其他实施例中被组合，其中可以参考以下说明书和附图看到进一步的细节。
附图说明
有利实施例的新特征、证实的特性在所附权利要求中提出。然而，有利的实施例以及优选的使用模式、进一步的目标及其优点将在结合附图阅读时参考本公开的有利实施例的以下详细描述而被最佳地理解，其中：
图1是图示说明根据有利实施例的飞机制造和检修方法的示意图；
图2是在其中可以实施有利实施例的飞机的示意图；
图3是根据有利实施例的表面加工环境的示意图；
图4是根据有利实施例的机器人的示意图；
图5是根据有利实施例的数据处理系统的示意图；
图6是根据有利实施例的自动表面加工系统的示意图；
图7是根据有利实施例的自动表面加工系统的侧视图；
图8是根据有利实施例的自动表面加工系统的示意图；
图9是根据有利实施例的自动表面加工系统的侧视图；
图10是根据有利实施例的用于处理物体的工艺的流程图；以及
图11是根据有利实施例的用于对机翼进行表面加工的工艺的流程图。
具体实施方式
更具体地参考附图，可以在图1所示的飞机制造和检修方法100和图2所示的飞机200的背景下描述本公开的实施例。首先转向图1，根据有利实施例描述了图示说明飞机制造和检修方法的示意图。在预生产期间，示例性飞机制造和检修方法100可以包括图2的飞机200的规格和设计102和材料采购104。
在生产期间，进行图2的飞机200的部件和子组件制造106和系统整合108。之后，图2的飞机200可以经历认证和交付110，以便被置于服役中112。当被顾客用在服役期间时，图2的飞机200被安排进行例行维护和检修114，这可以包括修改、重新配置、翻新和其他维护或检修。
飞机制造和检修方法100的每一个工艺都可以由系统集成商、第三方和/或操作者执行或实施。在这些示例中，操作者可以是顾客。出于此处描述的目的，系统整合器可以包括但不限于任意数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任意数量的卖主、分包商以及供应商；并且操作者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等等。
现在参考图2，其描述了在其中可以实施有利实施例的飞机的示意图。在此示例中，飞机200通过图1的飞机制造和检修方法100生产，并且飞机200可以包括机身202以及多个系统204和内部206。系统204的示例包括推进系统208、电子系统210、液压系统212和环境系统214中的一个或多个。可以包括任意数量的其他系统。尽管航空示例被示出，但是不同的有利实施例可以被应用到其他工业，例如汽车工业。
此处具体化的装置和方法可以在图1的飞机制造和检修方法100的任意一个或多个阶段中被采用。例如，在图1的部件和子组件制造106中生产的部件或子组件可以以类似于飞机200处于图1的服役中112时生产部件或子组件的方式被加工或制造。
而且，在生产阶段，例如图1的部件和子组件制造106和系统整合108，一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合可以例如而非限制地通过明显加快飞机200的组装或减少飞机200的成本而被利用。类似地，当飞机200处于图1的服役112中时或在维护和检修114期间，装置实施例、方法实施例或其组合中的一个或更多个可以被利用。
作为具体的示例，在部件和子组件制造106期间，不同的有利实施例可以被用来对飞机200的部件进行表面加工。例如，不同的有利实施例可以被用来对以下部件进行表面加工，例如机翼、机身、舵和/或飞机200的其他合适的部件。另外，在维护和检修114期间，不同的有利实施例还可以被用来整修机翼表面、表面加工置换机翼并执行其他合适的表面加工工艺。
不同的有利实施例认识并考虑到许多不同的因素和/或问题。例如，当前使用的制造工艺可能由于机翼的重新定位而需要增加的费用和时间。此外，不同的有利实施例还认识到可能需要额外的空间来减少对机翼进行表面加工所需的时间量。
即使增加了车间的数量并增加了空间，不同的有利实施例认识并考虑到在当前的表面加工环境中被执行以便对机翼进行表面加工的许多操作必须按顺序执行并且不可以组合。此外，不同的有利实施例认识并考虑到在不同的取向中很多操作被重复。
例如，当机翼在三个不同车间和三个不同位置被粉刷和清理时，操作可能被重复。不同的有利实施例认识并考虑到，关于对机翼进行表面加工，可能有利的是组合多个操作而不是按顺序执行它们。
因此，不同的有利实施例提供了用于对飞机进行表面加工的方法和装置。在图示的示例中，一种装置包括提升系统和多个机器人。提升系统能够将物体定位在选择的取向中。多个机器人能够将多种表面加工化合物施加到物体内部和物体外部中的至少一个上，同时物体保持在选择的取向中。
如此处所使用的，当与一系列物品一起使用时，短语“至少一个”表示可以使用一个或更多个所列物品的不同组合，并且可能仅需要该系列中每个物品的一个。例如，“物品A、物品B和物品C中的至少一个”可以包括例如但不限于物品A或物品A和物品B。这个示例还可以包括物品A、物品B和物品C或物品B和物品C。如此处所使用的，当指示物品时，多个指一个或更多个物品。例如，多个机器人是指一个或更多个机器人。
现在转向图3，根据有利实施例描述了表面加工环境的示意图。在此图示的示例中，表面加工环境300包括自动表面加工系统302。自动表面加工系统302可以包括多个机器人304、轨道系统306、提升系统308、计算机系统310和通风系统312。
多个机器人304、轨道系统306、提升系统308和通风系统312可以位于表面加工区域314中。表面加工区域314是在其中执行表面加工操作316的位置。在这些图示的示例中，计算机系统310控制多个机器人304、提升系统308和通风系统312以执行表面加工操作316。
多个机器人304可以在表面加工区域314周围移动。在这些图示的示例中，多个机器人304在轨道系统306上在表面加工区域314内移动。
多个机器人304在物体318上执行表面加工操作316。在这些图示的示例中，表面加工操作316可以包括例如但不限于将多种表面加工化合物320施加到物体318上。多种表面加工化合物320可以包括例如但不限于顶层涂料(top coat paint)、底漆、蜡质油和/或一些其他合适的化合物。
在这些图示的示例中，底漆是被用来为其他涂料涂层或化合物提供底漆层的涂料。顶层涂料是被用来获得物体318的期望美学外观的涂料。蜡质油是被用来填充裂缝和/或接缝以保持物体318的内部远离水的表面加工化合物。
表面加工操作316还可以包括例如但不限于清理、打磨、掩饰和/或对物体318进行表面加工所需的其他合适的操作。
在这些图示的示例中，物体318采取机翼322的形式。在这些图示的示例中，提升系统308采取液压提升系统324的形式。
液压提升系统324可以将机翼322定位在选择的取向325中。选择的取向325可以相对于多个轴线。例如，选择的取向325可以相对于三维空间中的三条轴线。在这些图示的示例中，选择的取向325处于基本水平的取向326。
液压提升系统324能够在不改变选择的取向325的情况下改变机翼322的高度327。换言之，在不需将机翼322移出基本水平的取向326的情况下，机翼322的高度327可以被改变。高度327的改变可以在执行表面加工操作316期间被执行。机翼322的高度327的这一变化允许多个机器人304到达机翼322的不同部分。
例如，机翼322具有外部328和内部330。在内部330中，机翼322包括多个部件，例如前梁332和后梁334，多种表面加工化合物320可以被施加到前梁332和后梁334上。此外，机翼322还具有顶表面336和底表面338。
在一些图示的示例中，多个机器人304可以同时在机翼322的外部328和内部330上执行表面加工操作316。液压提升系统324对机翼322的定位可以为多个机器人304提供当执行表面加工操作316时到达机翼322的这些不同部分的能力。
在这些图示的示例中，多个机器人304可以以允许多种表面加工化合物320内的不同表面加工化合物混合的方式施加多种表面加工化合物320。例如，多个机器人304中的一个机器人可以以一个厚度施加一种表面加工化合物，而多个机器人304中的另一个机器人可以以另一厚度施加多种表面加工化合物320中的另一种表面加工化合物。可能出现这两种化合物相遇的位置，使得厚度被混合。这种类型的混合可以由多个机器人304以不要求掩饰的方式执行。
在施加多种表面加工化合物320时，多个机器人304可能产生过度喷涂(overspray)340。当由多个机器人304施加时，在多种表面加工化合物320中的一部分没有接触和/或粘附到机翼322时，过度喷涂340发生。
不同的有利实施例使用通风系统312来从机翼322处带走过度喷涂340。在这些图示的示例中，过度喷涂340被通风系统312向下带到表面加工区域314的底板342上。在这些图示的示例中，通风系统312产生能够从机翼322上带走过度喷涂340的气流。多个机器人304在允许通风系统312从机翼322上带走过度喷涂340的角度和/或方向上产生过度喷涂340。
通过这些和其他特征，不同的有利实施例提供了在不将机翼322的位置变化到不同取向的情况下执行表面加工操作316的能力。换言之，可以使用自动表面加工系统302来避免机翼322从水平位置移动到垂直位置然后再回到水平位置。
自动表面加工系统302允许在执行表面加工操作316期间机翼322保持在相同的位置。作为一个或更多个不同的有利实施例提供的进一步的特征，自动表面加工系统302仅需要表面加工区域314内的一个位置或车间来在第二机翼(例如，机翼344)上执行表面加工操作316。
此外，在一些有利实施例中，可以使用多个机器人304在机翼344上执行表面加工操作316。通过这种类型的实施例，轨道系统306延伸到机翼344所位于的表面加工区域346中。
其他部件如液压提升系统324和通风系统312也延伸和/或存在于表面加工区域346内。通过这种类型的实施方式，多个机器人304可以在机翼344上执行表面加工操作316。可以同时或者先后在机翼322和机翼344上执行表面加工操作316，以减少对这些部件进行表面加工所需的时间。
图3中表面加工环境300的图示说明不意味着暗示对不同有利实施例可被实施的方式的物理或结构限制。可以使用除图示部件以外的和/或替换图示的那些部件的其他部件。在一些有利实施例中一些部件可能不是必需的。而且，方框被展示以图示说明一些功能部件。当在不同的有利实施例中实施时，这些方框中的一个或更多个可以被组合和/或被分成不同的方框。
例如，在一些有利实施例中，自动表面加工系统302可以包括另一些机器人、另一个轨道系统、另一个通风系统和/或其他合适的部件以对额外机翼进行表面加工。此外，在其他有利实施例中，如果多个机器人304是移动机器人，则轨道系统306可能不是必需的。换言之，多个机器人304可以具有在不使用轨道系统306的情况下移动所需的轮子、轨道、腿和/或其他合适的部件。
作为另一个图示的示例，尽管表面加工操作316可以由多个机器人304执行，但是一些表面加工操作316可以使用人工操作者来执行。例如，塞住开孔和掩饰调节表面、配件、轴承和/或其他合适的部件可以由人工操作者代替多个机器人304来执行。
在一些有利实施例中，计算机系统310可以位于表面加工区域314中。在其他有利实施例中，计算机系统310可以远离表面加工区域314并且通过网络与其他部件通信，该网络可以包括有线连接或无线连接。
在其他有利实施例中，提升系统308可以采取除了液压提升系统324之外的其他形式。例如，提升系统308可以是完全机械的提升系统。此外，在这些图示的示例中，已经通过在静止位置中的机翼322描述了表面加工操作316。在其他有利实施例中，机翼322可以在表面加工区域314中移动，同时在机翼322上执行表面加工操作316。通过这种类型的实施方式，机翼322可以被置于轨道系统和/或一些其他类型的运输工具上。可以由多个机器人304执行表面加工操作316内的不同类型操作，同时表面加工操作316作被执行。
现在转向图4，其描述了根据有利实施例的机器人的示意图。在此示例中，机器人400是图3中的多个机器人可以被实施的一种方式的示例。
在此图示的示例中，机器人400包括主体402、臂404、末端受动器406、移动系统408、控制器410、视觉系统412和/或其他合适的部件。
主体402提供不同部件可以位于机器人400上和/或机器人400中的结构和/或壳体。在这些示例中，臂404被可移动地附接到主体402并且具有末端受动器406。臂404和/或末端受动器406可以绕三个不同的轴线可移动。末端受动器406可以具有工具414。在这些图示的示例中，工具414可以是例如但不限于气枪喷雾器、高容积低压喷雾器、低容积低压喷雾器、静电喷涂装置、无气喷枪、打磨装置和/或一些其他合适类型的工具。在这些图示的示例中，末端受动器408和/或工具414为机器人400提供执行表面加工操作的能力。
移动系统408为机器人400提供当执行表面加工操作时移动的能力。在这些图示的示例中，移动系统408为机器人400提供在轨道(例如图3中见到的那些轨道系统306)上移动的能力。移动系统408可以具有马达416和轮子418。马达416可以以促使机器人400沿轨道系统306中的轨道移动的方式转动轮子418。
视觉系统412为机器人400提供识别物体的位置和/或执行表面加工操作所需的其他信息的能力。例如，视觉系统412可以为机器人400提供查看部件(例如在其上执行表面加工操作的机翼)或一部分部件的能力。
在这些示例中，视觉系统412可以是例如但不限于照相机、数据处理系统和/或能够识别物体的位置和/或执行表面加工操作所需的其他信息的软件。
控制器410可以执行程序和/或工艺以控制机器人400的操作。在这些示例中，控制器410可以控制臂404、末端受动器406、移动系统408和视觉系统412。在这些图示的示例中，视觉系统412为控制器410提供输入。控制器410可以与计算机系统(例如图3中的计算机系统310)通信以执行表面加工操作。
在这些图示的示例中，机器人400可以使用例如但不限于AseaBrown Boveri(ABB)有限公司生产的型号IRB5500的柔性喷涂器来实施。机器人400的图示说明不意味着暗示对不同有利实施例可被实施的方式的物理或结构限制。在一些有利实施例中，除了图示说明的一些部件之外或者替换图示说明的一些部件，可以存在其他部件。在其他有利实施例中，一些部件可以被省略。
例如，机器人400的主体402可以被安装在提升系统上。在其他有利的实施例中，例如图4中的塔430或塔432的提升系统可以被实施为机器人400的一部分以便为机器人400提供向上和向下移动主体402的能力。这种类型的移动为机器人400提供额外的到达范围。提升系统的使用可以为机器人400提供在机翼的上侧、底侧和/或内部执行操作的能力。
现在转向图5，其描述了根据图示的实施例的数据处理系统的示意图。数据处理系统500是可以被用来实施控制器(例如图4中的控制器410)的数据处理系统的示例。另外，数据处理系统500还可以被用来在图3的表面加工环境300中实施计算机系统310内的一个或更多个计算机。
在此图示的示例中，数据处理系统500包括通信结构(communications fabric)502，其提供处理单元504、存储器506、永久性存储器508、通信单元510、输入/输出(I/O)单元512和显示器514之间的通信。
处理器单元504用来执行可被加载到存储器506中的软件指令。取决于具体的实施方式，处理器单元504可以是一组一个或更多个处理器，或者可以是多处理器核。此外，处理器单元504可以使用一个或更多个不同类处理器系统来实施，其中具有次级处理器的主处理器存在于单个芯片上。作为另一个图示的示例，处理器单元504可以是包含多个相同类型处理器的对称多处理器系统。
存储器506和永久性存储器508是存储装置516的示例。存储装置是能够暂时地或永久地存储信息的任一个硬件，该信息例如但不限于数据、功能形式的程序代码和/或其他合适的信息。在这些示例中，存储器506可以是例如随机存取存储器或任何其他合适的易失性或非易失性存储装置。
取决于具体的实施方式，永久性存储器508可以采取各种形式。例如，永久性存储器508可以包括一个或更多个部件或装置。例如，永久性存储器508可以是硬盘、闪存、可重写光盘、可重写磁带或以上的一些组合。永久性存储器508所使用的媒介还可以是可移除的。例如，可移除硬盘可以被用于永久性存储器508。
在这些示例中，通信单元510提供与其他数据处理系统或装置的通信。在这些示例中，通信单元510是网络接口卡。通信单元510可以通过使用物理和无线通信链接中的任一个或两者来提供通信。
输入/输出单元512允许用可被连接至数据处理系统500的其他装置输入和输出数据。例如，输入/输出单元512可以通过键盘、鼠标和/或一些其他合适的输入装置为用户输入提供连接。此外，输入/输出单元512可以发送输出到打印机。显示器514提供一机构以便向用户显示信息。
用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于存储装置516中，该存储装置通过通信结构502与处理器单元504通信。在这些图示的示例中，指令在永久性储存器508上呈现为功能形式。这些指令可以被加载到存储器506中用于由处理器单元504执行。不同实施例的工艺可以由处理器单元504通过使用计算机实现的指令来执行，这些指令可以位于存储器(例如存储器506)中。
这些指令被称为程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码，其可以被处理器单元504中的处理器读取和执行。不同实施例中的程序代码可以被嵌入不同的物理或有形的计算机可读媒介上，例如存储器506或永久性存储器508。
程序代码518以功能形式位于计算机可读介质520上，其选择性地可移除，并且可以被加载或传递到数据处理系统500上以便由处理器单元504执行。在这些示例中，程序代码518和计算机可读媒介520形成计算机程序产品522。
程序代码518可以通过至通信单元510的通信链路和/或通过至输入/输出单元512的连接从计算机可读媒介520传递到数据处理系统500。在图示的示例中，通信链路和/或连接可以是物理的或无线的。计算机可读媒介还可以采取无形媒介的形式，例如包含程序代码的通信链路或无线传输。
在一些图示的实施例中，程序代码518可以经由网络从用在数据处理系统500内的另一个装置或数据处理系统被下载到永久性存储器508。例如，存储在服务器数据处理系统中的计算机可读存储媒介中的程序代码可以经由网络从服务器被下载到数据处理系统500。提供程序代码518的数据处理系统可以是服务器计算机、客户计算机或能够存储和传输程序代码518的一些其他的装置。
图示说明的数据处理系统500的不同部件不意味着对不同实施例可被实施的方式提供结构限制。不同的图示实施例可以在包括除了图示说明的数据处理系统500的部件之外或替换它们的那些部件的数据处理系统中实施。图5中所示的其他部件可以从所示的图示性示例变化。
现在参考图6，其描述了根据有利实施例的自动表面加工系统的示意图。在此图示的示例中，自动表面处理系统600是在图3中表面加工环境300中的自动表面加工系统302的一个实施方式的示例。
在此示例中，自动表面加工系统600包括表面加工区域602和表面加工区域604。这些表面加工区域采取车间606和车间608的形式。这些车间由壁610、612、614、616和618形成。在这些图示的示例中，车间606和608可以在顶部被覆盖或打开。
轨道系统620包括轨道622和轨道624。在这些描述的示例中，机器人626沿轨道622移动，并且机器人628沿轨道624移动。轨道622延伸通过壁618进入表面加工区域602和604中。轨道624也延伸通过壁618进入表面加工区域602和604中。
机器人626和机器人628可以在表面加工区域602和604中在机翼634和机翼636上执行表面加工操作。机器人626和机器人628能够在轨道622和624上在表面加工区域602和604之间移动。
在这些示例中，提升系统638可以将机翼634和机翼636定位在基本水平的取向中。在这些图示的示例中，提升系统638可以在基本水平的取向中彼此独立地提升和降低机翼634和机翼636。
在此图示的示例中，提升系统638包括千斤顶640、642、644、646、648和650。这些千斤顶可以被附接到机翼634和636。千斤顶640、642和644被用来定位机翼636，而千斤顶646、648和650被用来定位机翼634。
千斤顶640、642、644、646、648和650是提升机构。这些千斤顶中的每一个可以向上或向下改变高度。在所描述的示例中，这些千斤顶是液压千斤顶，其可以移动以改变机翼634和/或机翼636的位置。
千斤顶是可以被用来提升负载的机械装置。这些千斤顶可以采用螺纹或液压缸来施加大的作用力以提升负载。当然，除了这些实施例中的千斤顶之外或代替它们，可以使用能够提升负载的任意类型的装置。
在这些图示的示例中，机器人626被安装在塔630上，并且机器人628被安装在塔632上。塔630和塔632可以分别在轨道622和轨道624上移动。此外，塔630和塔632可以改变机器人626和628的上升高度。高度的这一改变可以允许机器人在机翼634和636的不同侧面上执行表面加工操作。
在此图示的示例中，自动表面加工系统600还具有升高的锚架轨道(cat track)652和升高的锚架轨道654。升高的锚架轨道652和654是将电力线、计算机电线、涂料和流体管线、空气软管和/或其他此类部件保持在提升位置的结构。提升的锚架轨道652和654防止在机器人移动时这些部件进入机器人的路径中。
在这些图示的示例中，机器人控制器656可以控制在机翼634和636上执行表面加工操作的机器人626和机器人628的操作。机器人控制器656可以使用计算机或一些其他类型的数据处理系统(例如，图5中的数据处理系统500)来实施。在此图示的示例中，在壁604上有操作者控制台658和操作者控制台660。操作者控制台658和660是控制站，在这些控制站处操作者可以选择粉刷或对齐程序、监控当前操作、查看操作视频和/或执行其他任务。
在这些示例中，在塔630上有涂料罐662和664，而在塔632上有涂料罐666和668。这些涂料罐可以包含多种不同的表面加工化合物，例如顶层涂料、底漆、腐蚀抑制化合物或一些其他合适的表面加工化合物。
自动表面加工系统600还具有通风系统670。在这些示例中，表面加工区域602中的排气孔672和表面加工区域604中的排气孔674分别被用来从机翼634和机翼636抽走过度喷涂，其中当机器人626和机器人628将多种表面加工化合物施加到机翼634和机翼636时可能发生过度喷涂。
现在转向图7，其描述了根据有利实施例的自动表面加工系统的侧视图。在此示例中，描述了自动表面加工系统600的侧视图。在此图示的示例中可以看出，机器人626和机器人628被提升到机翼634的上表面700以上。机器人626和628分别被塔630和塔632提升到表面700以上。
现在转向图8，其描述了根据有利实施例的自动表面加工系统的示意图。在此图示的示例中，自动表面加工系统800是图3中的自动表面加工系统302的另一个实施方式的示例。
在此图示的示例中，壁810包括表面加工区域802，而壁812包括表面加工区域804。在此示例中，轨道系统814包括轨道816、818、820和822。轨道816和轨道818位于表面加工区域802中，而轨道820和轨道822位于表面加工区域804中。
轨道系统814还包括桥系统824。桥系统824包括可移动桥826和可移动桥828。可移动桥826在表面加工区域802上移动，而可移动桥828在表面加工区域804上移动。
在这些图示的示例中，机器人830、832和834在表面加工区域802内执行表面加工操作，而机器人836、838和840在表面加工区域804中执行表面加工操作。机器人830沿轨道816移动，而机器人832沿轨道818移动。机器人834在可移动桥826上移动。例如，机器人834可以沿可移动桥826在箭头842的方向上移动，而可移动桥826可以沿箭头844的方向移动。
机器人836沿轨道820移动，而机器人838沿轨道822移动。机器人840可移动地位于可移动桥828上。在此示例中，机器人840可以沿箭头846的方向移动，而可移动桥828可以沿箭头848的方向移动。
另外，自动表面加工系统800具有通风系统850，其在表面加工区域802中具有排气孔852并且在表面加工区域804中具有排气孔854。在此图示的示例中，自动表面加工系统800还具有提升系统856。在此示例中，提升系统856包括位于表面加工区域802中的千斤顶858、860和862和位于表面加工区域804中的千斤顶864、866和868。
千斤项858、860和862可以被用来将机翼870定位在表面加工区域802中，而千斤顶864、866和868可以将机翼872定位在表面加工区域804中。
在这些图示的示例中，以此构造，机器人830、832、836和838可以在机翼870和872的下侧上执行表面加工操作。在可移动桥826和828上的机器人834和840分别在机翼870和872的上侧上执行表面加工操作。另外，机器人830、832、836和838在机翼870和872的内部执行表面加工操作。以其他构造，不同的机器人可以在机翼870和872的不同部分上执行不同的操作。
现在转向图9，其描述了根据有利实施例的自动表面加工系统的侧视图。在此示例中，自动表面加工系统800的侧视图示出位于机翼870的上表面900上的机器人834。机器人830和832位于机翼870的下侧902以下。
图6-图9中的表面加工系统的图示说明被提供为图3中的自动表面加工系统302的示例性实施方式。这些图示说明不意味着限制其他有利实施例可以被实施的方式。提升系统的这些具体示例不意味着限制其他有利实施例可以被实施的方式。
例如，尽管液压提升系统被图示为使用千斤顶，但可以使用其他类型的提升系统。例如但非限制地，取决于具体的实施方式，置顶式起重机可以被用在提升系统中。此外，在其他有利实施例中，除了所示的两个表面加工区域和车间之外，可以存在任意数量的表面加工区域和车间。例如，在一些有利实施例中，可以仅有单个车间。
在其他有利实施例中，可以存在三个、六个或一些其他数量的车间和表面加工区域。此外，在一些其他的有利实施例中，机翼可以从一个车间被移动到另一个车间以在相同的取向中执行不同的操作。
现在转向图10，其描述了根据有利实施例的处理机翼的工艺的流程图。图10中图示说明的工艺可以在例如图3中的表面加工环境300的表面加工环境中被实施。
该工艺开始于使用提升系统将物体定位在选择的取向中(操作1000)。在这些示例中，物体可以是任何合适的物体。例如但非限制地，物体可以是机翼、发动机罩、机身、舵、桶、箱或一些其他合适的物体。选择的取向可以是例如基本水平的取向、基本垂直的取向或者用于施加表面加工化合物和/或执行表面加工操作的一些其他合适的取向。基本水平的位置可以是从真正水平的位置稍微倾斜的位置以允许最大量排水。
之后，该工艺清理物体(操作1002)。这一清理可包括使用水和/或其他溶液来为物体的表面加工做准备。在清理物体之后，该工艺打磨物体(操作1004)。接下来，在打磨之后并且在对物体施加多种化合物之前，物体被掩饰(操作1006)。该工艺以从物体上带走由施加多种表面加工化合物产生的过度喷涂的方式使被施加多种表面加工化合物的区域通风(操作1008)。
之后，使用多个机器人将多种表面加工化合物施加到物体内部和物体外部中的至少一个上，同时物体保持在选择的取向中(操作1010)。
在操作1010中，施加操作可以包括将多种表面加工化合物中的第一表面加工化合物施加到物体内部，并且将多种表面加工化合物中的第二表面加工化合物施加到物体外部，同时第一化合物在固化。当然，取决于具体的实施方式，可以执行其他的表面加工化合物组合和施加顺序。
该工艺在轨道系统上移动多个机器人，同时将多种表面加工化合物施加到物体的内部和外部中的至少一个上(操作1012)，之后该工艺终止。
现在转向图11，其描述了根据有利实施例的用于对机翼进行表面加工的工艺的更详细流程图。图11中图示说明的工艺可以在例如图3中的表面加工环境300的表面加工环境中通过使用图3中的自动表面加工系统302来实施。
该工艺开始于打磨机翼的上梁表面和下梁表面(操作1100)。这些打磨操作可以由人工操作者和/或机器人来执行。之后，机翼被冲洗(操作1102)。化学转化涂覆被施加到机翼上(操作1104)。施加这种化学转化涂覆以改善油漆和密封剂的粘性并提供更多的腐蚀保护。化学转化涂覆可以是例如阿诺丁(alodine)、阳极电镀工艺或一些其他合适的化学转化涂覆。之后，机翼被机器人冲洗(操作1106)。
之后该工艺使机翼变干(操作1108)。这一操作还可以使用机器人用合适的工具在机翼上吹气来执行。
接下来，机翼中的梁被掩饰(操作1110)。这个掩饰可以由人工操作者来执行，并且在一些实施方式中可以由机器人来执行。
之后，该工艺用底漆粉刷前梁、后梁、下部面板、上部面板和前缘(操作1112)。在操作1112中粉刷的这些物品中的一种或更多种可以基本并行地由机器人同时粉刷在一个或更多个机翼上。
之后机器人粉刷机翼的前梁、后梁、下部面板、上部面板和前缘(操作1114)。可以在操作1114中同时给这些不同位置中的一个或更多个刷漆。在操作1114中前缘可以用合成含氟聚合物(例如，聚四氟乙烯)来粉刷。例如，用于前缘的涂料可以使用可从杜邦公司(Dupont)得到的特氟纶含氟聚合物树脂漆。
之后，该工艺掩饰并粉刷跑道对齐条纹、黑线、注册字母(registration letter)和其他合适的物品(操作1116)。掩饰可以由人工操作者或机器人执行。在这些示例中，粉刷由机器人来执行以得到与使用人工操作者相比更均匀的涂料涂层厚度。之后，该工艺施加梁贴标(decal)和模版(stencil)(操作1118)。梁贴标是可以施加在阀门、开关和/或其他电气设备附近的标语。这些梁贴标确定维护和/或操作指令。模版是可以粉刷在机翼上的单词、短语、线、测量点和/或其他基准。
接下来，腐蚀抑制化合物被施加到梁上(操作1120)。腐蚀抑制化合物可以采用多种形式。例如但非限制地，腐蚀抑制化合物可以是油漆、泡沫、阳极抑制剂、阴极抑制剂和/或一些其他合适类型的化合物。之后，机翼被去掉掩饰(unmask)(操作1122)。之后，机翼被检查(操作1124)，并且之后该工艺终止。
在所描述的不同实施例中流程图和方框图图示说明了不同有利实施例中的装置和方法的一些可能的实施方式的结构、功能和操作。在这点上，流程图或方框图中的每个方框可以表示模块、部分、功能和/或操作或步骤的一部分。在一些可替换的实施方式中，方框中记录的一个功能或多个功能可能不按图中所示的顺序发生。例如，在一些情况下，连续示出的两个方框可以被基本同时执行，或者方框有时可以以相反的顺序被执行，这取决于所涉及的功能。
因此，不同的有利实施例提供了用于对物体进行表面加工的方法和装置。在图示的示例中，物体采取机翼的形式。不同的有利实施例提供了减少对物体(例如，机翼)进行表面加工所需的时间和费用的能力。在不同的有利实施例中，通过使用利用喷枪的机器人来施加不同类型的表面加工化合物，可以增加与粉刷机翼有关的精确性和可靠性。这些表面加工化合物可以包括例如水、涂料、腐蚀抑制化合物和/或其他成分。
通过不同的有利实施例，与人工操作者施加涂料到机翼上的当前使用的技术相比，可以施加更一致的厚度。此外，可以减少对机翼进行表面加工的时间，并且与连续使用当前可用的工艺相比，具有同时执行各种表面加工操作的能力。
例如，对机翼进行表面加工所需的时间可以从使用当前可用的工艺和表面加工环境所需的五天减少到使用一个或更多个不同有利实施例所需的大约36小时。
此外，通过更一致的和受控的粉刷厚度可以实现重量减轻，与当前所用工艺中的人工操作者相比，该更一致和受控的粉刷厚度可以使用机器人来提供。换言之，与人工粉刷相比，可以通过使用机器人粉刷来以更高的程度控制所施加的涂料的厚度。取决与具体实施方式，飞机中的这些重量减轻可能主要是机翼的重量减轻。
另外，不同的有利实施例可能需要更少的空间，因为与其他类型工艺中的三个车间相比，仅需要单个车间或区域用于机翼。另外，使用不同的有利实施例也可以减少可能被浪费的大量涂料和用于掩饰的材料。
此外，不同的有利实施例可以提供更有效的空间利用。在不同的图示的示例中，每个表面加工区域可以被用来执行所有不同的表面加工操作。因此，机翼可以完全在特定的表面加工区域内被表面加工，而不需要移动到另一个表面加工区域。另外，与当前使用的表面加工工艺和系统相比，提升和移动机翼的千斤顶的使用的减少可以被减少大约超过80％。
不同的有利实施例还可以减少校正、掩饰操作以及喷射或施加操作的数量。因此，使用不同的有利实施例中的一个或更多个可以实现减少能量使用、减少易腐蚀工具的使用和减少化学废弃物。
出于图示说明和描述的目的，已经介绍了不同的有利实施例的描述，并且不意欲是详尽的或被限制于所公开的形式的实施例。很多修改或变化对于本领域中的技术人员是显而易见的。此外，不同的有利实施例可以提供与其他有利实施例相比的不同优点。
尽管已经针对飞机的多个部分描述了不同的有利实施例，但其他的有利实施例可以应用于其他类型的物体的多个部分。例如但非限制地，其他的有利实施例可以被用于移动平台、固定平台、陆地结构、水上结构、空间结构和/或一些其他的合适物体的多个部分。
更具体地，不同的有利实施例可以用于例如但不限于潜艇、公共汽车、人员输送车、坦克、火车、汽车、航天器、太空站、卫星、水面舰艇、电站、坝、生产设备、建筑物和/或一些其他的合适物体的多个部分。
所选的一个实施例或多个实施例被选择并被描述，以便最好地解释实施例的原理和实际应用，并且能够使本领域中的其他技术人员理解本公开的各种实施例具有适于预期的具体使用的各种修改。

Claims (14)

1.一种自动表面加工系统，其包括：
提升系统，其能够将机翼定位在选择的取向中，所述选择的取向是相对于三维空间中的三条轴线；以及
多个机器人，其能够将多种表面加工化合物施加到所述机翼的内部和所述机翼的外部的至少一个上，同时在执行施加操作期间所述机翼保持在所述选择的取向，其中所述多个机器人能够将所述多种表面加工化合物同时施加到所述机翼的所述内部和所述外部。
2.根据权利要求1所述的自动表面加工系统，其进一步包括：
轨道系统，其中当将所述多种表面加工化合物施加到所述机翼的所述内部和所述外部的至少一个上时，所述多个机器人能够沿所述轨道系统移动。
3.根据权利要求1所述的自动表面加工系统，其进一步包括：
通风系统，其能够向下带走所述多种表面加工化合物的过度喷涂，其中在将所述多种表面加工化合物施加到所述机翼的所述内部和所述外部的至少一个上时，所述过度喷涂由所述多个机器人中的至少一个机器人产生。
4.根据权利要求1所述的自动表面加工系统，其中所述提升系统能够改变所述机翼的高度以将所述多种表面加工化合物施加到所述机翼的上表面和所述机翼的下表面。
5.根据权利要求1所述的自动表面加工系统，其中所述多个机器人能够执行所述机翼上的打磨操作和所述机翼上的清理操作的至少一个。
6.根据权利要求1所述的自动表面加工系统，其中所述多种表面加工化合物选自顶层涂料、底漆、腐蚀抑制化合物和蜡质油中的至少一种。
7.根据权利要求2所述的自动表面加工系统，其中所述机翼是第一机翼，液压系统能够定位第二机翼，并且所述多个机器人还能够沿所述轨道系统移动以将所述多种表面加工化合物施加到所述第一机翼和所述第二机翼上。
8.根据权利要求1所述的自动表面加工系统，其中所述多个机器人的至少一部分是多个可移动的机器人。
9.根据权利要求2所述的自动表面加工系统，其还包括：
通风系统，其能够向下带走所述多种表面加工化合物的过度喷涂，其中当将所述多种表面加工化合物施加到所述机翼的所述内部和所述外部的至少一个上时，所述过度喷涂由所述多个机器人中的至少一个机器人产生。
10.根据权利要求9所述的自动表面加工系统，其中所述多个机器人能够执行所述机翼上的打磨操作和所述机翼上的清理操作的至少一个。
11.一种用于处理物体的方法，所述方法包括：
使用提升系统将所述物体定位在选择的取向中，所述选择的取向是相对于三维空间中的三条轴线；以及
使用多个机器人将多种表面加工化合物施加到所述物体的内部和所述物体的外部的至少一个上，同时在执行施加操作期间所述物体保持在所述选择的取向中。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述施加步骤包括：
使用所述多个机器人将所述多种表面加工化合物同时施加到所述物体的所述内部和所述外部上，同时所述物体保持在所述选择的取向中。
13.根据权利要求11所述的方法，其还包括：
当使用所述多个机器人将所述多种表面加工化合物施加到所述物体的所述内部和所述外部的至少一个上时，在轨道系统上移动所述多个机器人。
14.根据权利要求11所述的方法，其中所述施加步骤包括：
将所述多种表面加工化合物中的第一表面加工化合物施加到所述物体的所述内部；以及
在所述第一表面加工化合物固化时，将所述多种表面加工化合物中的第二表面加工化合物施加到所述物体的所述外部。
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