CN103003032B - 高吞吐量的敏捷制造设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于执行制造程序的方法、设备和计算机程序产品。部件可以定位于工作区中。多组机器人可以并行操作，并且所述多组机器人的每一组机器人中的机器人可以同时操作以在所述部件上的多个位置处执行多个制造操作。

Description

高吞吐量的敏捷制造设备和方法
技术领域
本公开主要涉及制造设备和方法。更具体地，本公开涉及用于制造飞行器和其他应用的翼片的设备和方法。
背景技术
纵梁是可以附连到蒙皮壁板以形成飞行器的翼片的结构元件。纵梁为翼片提供结构稳定性和整体性，从而使翼片能应对飞行中遭遇的操作负荷。
可以使用单臂式机器（C-frame machines）将纵梁附连到蒙皮壁板，比如且不限于，金属蒙皮壁板或复合蒙皮壁板。然而，单臂式机器是大型的笨重结构，其经设计使用相对大的力并处理相对大尺寸的零件。当前的实践还可以使用FAJ（地面组装夹具（Floor Assembly Jig））工具将纵梁暂时定位和附加到蒙皮壁板。然而，FAJ工具也是大型且笨重的，并且其自身不适合于敏捷制造理念。
另外，当使用单臂式机器制造翼片时，可以严格限制吞吐量，因为所述机器同一时间只能钻一个孔和紧固一个孔。由于单个蒙皮壁板可以附连二十或者更多的纵梁，所以制造处理的效率可能低于期望的效率。
因此，有利的是具有将上述一个或多个问题以及其它可能的问题考虑在内的制造用于飞行器和其他应用的翼片的设备和方法。
发明内容
根据本发明的一个方面，提供了一种制造方法。部件可以定位于工作区中。多组机器人可以并行操作并且所述多组机器人中每一组机器人中的机器人可以同时操作以在多个位置处执行所述部件的多个制造操作。
有利地，在所述制造方法中，所述部件包括第一部件，并且其中所述多个制造操作包括用于将至少一个第二部件附连到所述多个位置处的所述第一部件的多个组装操作。优选地，所述多个组装操作包括多个紧固操作，并且还包括在所述多个紧固操作期间，将至少一个第二部件夹紧到所述第一部件。优选地，所述制造方法还包括所述多组机器人中每一组机器人中的机器人共同拾取至少一个第二部件并以协同运动相对于第一部件而定位至少一个第二部件。有利地，所述多组机器人包括多对机器人。优选地，所述第一部件包括蒙皮壁板，并且至少一个第二部件包括至少一个支撑结构。优选地，至少一个支撑结构包括至少一个纵梁。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造飞行器的翼片的方法。蒙皮壁板可以定位于工作区中。支撑结构可以定位于所述蒙皮壁板的表面上。多组机器人可以并行操作以将所述支撑结构附连到多个位置的所述蒙皮壁板，并且所述多组机器人中每一组机器人可以同时操作以将所述的支撑结构附连到多个位置的所述的蒙皮壁板上。
有利地，所述多组机器人包括多对机器人。优选地，所述多对机器人中每一对机器人中的第一机器人在蒙皮壁板的上表面上执行第一多个制造操作，并且所述多对机器人中每一对机器人中的第二机器人在蒙皮壁板的下表面上执行第二多个制造操作。优选地，所述第一多个制造操作和所述第二多个制造操作分别至少包括多个夹紧操作、钻孔操作、锪孔操作、施加密封剂操作、孔检查操作、冷加工操作、插入铆钉操作、膨径铆钉操作、插入套筒操作、插入螺母操作和零件检查操作。有利地，在本方法中包括所述多对机器人中每一对机器人中的第一机器人拾取所述支撑结构并共同以协同的运动相对于所述蒙皮壁板定位所述支撑元件。优选地，所述方法还包括：通过多个可伸缩的支撑构件支撑所述蒙皮壁板；和定位所述多对机器人中的每一对机器人中的第二机器人，其中所述多个可伸缩的支撑构件中的支撑构件顺序伸缩以允许定位所述多个第二机器人中的每个第二机器人，并且在定位所述多对机器人中每一对机器人中的第二机器人之后扩展伸缩的支撑构件。有利地，所述方法还包括：在执行多个制造操作中的紧固操作期间，所述多对机器人中的每一对机器人中的第一机器人和第二机器人将所述支撑结构夹紧到所述蒙皮壁板。有利地，每对机器人中的所述第一机器人包括铰接的机器人，并且其中每对机器人中的所述第二机器人包括六足机器人。有利地，定位蒙皮壁板于工作区中包括：使用自动导航的运输工具将蒙皮壁板移至工作区中。有利地，所述方法还包括：使用至少一个自动导航的运输工具将多个支撑结构移至工作区中。有利地，所述支撑结构包括纵梁。
根据本发明的另一方面，提供了一种设备。所述的设备具有多组机器人。所述的设备还具有至少一个用于控制所述的多组机器人以并行操作和用于控制所述的多组机器人中的每一组机器人中的机器人可以同时操作以在多个位置处执行部件的多个制造操作。
有利地，所述部件包括第一部件，并且其中所述多个制造操作包括多个组装操作以将第二部件附连到所述多个位置处的所述第一部件。优选地，所述多组机器人包括多对机器人。优选地，至少一个控制器控制所述多对机器人中每一对机器人中的第一机器人以在所述第一部件的上表面上执行第一多个制造操作，并且其中至少一个控制器控制所述多对机器人中每一对机器人中的第二机器人以在所述第一部件的下表面上执行第二多个制造操作。优选地，所述第一部件包括蒙皮壁板，并且所述第二部件包括支撑结构。优选地，所述支撑结构包括纵梁。优选地，至少一个控制器，其控制所述多对机器人中每一对机器人中的第一机器人拾取所述支撑结构并且以共同的协同运动相对于所述蒙皮壁板定位所述支撑结构。有利地，所述设备还包括：多个可伸缩的支撑构件，所述多个可伸缩的支撑构件用于支撑所述第一部件，并且还包括至少一个控制器，以用于控制所述多个可伸缩的支撑构件顺序伸缩并且扩展所述多个可伸缩的支撑构件。优选地，所述每对机器人中的第一机器人包括铰接的机器人，并且其中所述每对机器人中的第二机器人包括六足机器人。有利地，所述设备还包括：自动导航的运输工具，所述自动导航的运输工具用于将所述部件移入和移出所述工作区，以及至少一个控制器，所述至少一个控制器用于控制所述自动导航的运输工具以将所述部件移入和移出所述工作区。有利地，所述设备还包括：至少一个自动导航的运输工具，其用于将多个第二部件移入工作区中，以及至少一个控制器，所述至少一个控制器用于控制所述至少一个自动导航的运输工具以将多个第二部件移入工作区中。
根据本发明的再一方面，提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品可以具有计算机可用存储介质，所述计算机可用存储介质具有用于执行制造处理的指令。所述计算机程序产品还可以具有用于在工作区中定位部件的指令。所述计算机程序产品还可以具有用于并行操作多组机器人并且用于同时操作所述多组机器人中的每一组机器人中的机器人以在多个位置处执行所述部件的多个制造操作的指令。
有利地，所述部件包括第一部件，并且其中所述多个制造操作包括用于在多个位置处将至少一个第二部件附连到所述第一部件的多个组装操作。优选地，所述第一部件包括蒙皮壁板，并且至少一个第二部件包括至少一个支撑结构。优选地，至少一个支撑结构包括至少一个纵梁。
所述特征、功能和优点可以在本公开的各种实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中相结合，其中可以参考以下说明和附图理解进一步的细节。
附图说明
在所附权利要求中提出有利实施例的被确信为新颖性特征的特性。然而，有利实施例以及优选的使用模式及其进一步的目的和优点将通过在结合附图阅读时参考以下本公开的有利实施例的具体实施方式而被最好地理解，其中：
图1是根据有利实施例的飞行器制造和维护方法的说明；
图2是可以实现有利实施例的飞行器的说明；
图3是根据有利实施例的制造环境的说明；
图4是根据有利实施例的数据处理系统的说明；
图5是根据有利实施例的制造设备的透视图的说明；
图6是描述了制造设备的制造操作的图5中的制造设备的一部分的透视图的说明；
图7是描述了制造设备的进一步的制造操作的图5中的制造设备的一部分的透视图的说明；
图8是描述了制造设备的进一步的制造操作的图5中的制造设备的一部分的侧视图的说明；
图9是描述了制造设备的铆接操作的图5中的制造设备的一部分的侧视图的说明；
图10是描述了根据有利实施例的用于控制图5的制造设备的控制系统的图表的说明；
图11是描述了根据有利实施例的用于执行制造操作的处理的流程图的说明；和
图12是描述了根据有利实施例的用于制造飞行器的翼片的处理的流程图的说明。
具体实施方式
更具体地参考附图，本公开的实施例可以在图1示出的飞行器制造和维护方法100和图2示出的飞行器200的内容中进行说明。首先参考图1，描述了根据有利实施例的飞行器制造和维护方法的说明。在预生产期间，飞行器制造和服务方法100可以包括图2中的飞行器200的规格和设计102和材料采购104。
在生产中，进行部件和子组件制造106和图2中飞行器200的系统集成108。其后，图2中的飞行器200可以经历检验和交货110，以便处于服务中112。尽管在为用户服务中，但是图2中的飞行器200按计划接受例行维修和维护114，所述维修和维护114可以包括改进、重新配置、重新装备和其它维修或维护。
飞行器制造和维护方法100的每个处理均可以由系统集成商、第三方和/或操作员执行或实施。在这些示例中，操作员可以是用户。为了本说明的目的，系统集成商可以包括但不限于，任意数目的飞行器制造商和主系统转包商；第三方可以包括但不限于，任意数目的卖主、转包商和供应商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事单位、服务组织等等。
现在参考图2，图2是描述了可以实现有利实施例的飞行器的说明。在本示例中，飞行器200由图1所示的飞行器制造和维护方法100生产，并且可以包括具有多个系统204和内部结构206的机身202。系统204的示例包括一个或更多个推进系统208、电气系统210、液压系统212和环境系统214。可以包括任意数目的其他系统。尽管示出了航空与航天飞行器的示例，但是不同的有利实施例可以应用于其他行业，比如汽车行业。
本文实施的设备和方法可以在图1所示的飞行器制造和维护方法100中的至少一个阶段中使用。如本文所使用的，当与一系列项目一起使用时，短语“至少一个”指的是可以使用列出的项目中的一个或更多个的不同组合，并且可能仅需要列表中每个项目中的一个。比如，“项目A、项目B和项目C中的至少一个”可以包括，比如但不限于，项目A，或项目A和项目B。所述示例还可以包括项目A、项目B和项目C，或项目B和项目C。
作为一个说明性示例，图1中部件和子组件制造106中生产的部件或子组件可以以与图1中的飞行器200在服务中112时生产的部件或子组件相似的方式被制作或制造。作为另一个示例，在生产阶段中可以使用多种设备实施例、方法实施例或其组合，比如图1中的部件和子组件制造106以及系统集成108。
现在参考图3，图3示出了根据有利实施例的制造环境的说明。在本有利实施例中，制造环境被设定为参考标记300，并且可以具有制造设备302，所述制造设备可以用来执行制造处理，比如且不限于，用于制造飞行器的翼片的制造处理。
制造设备302可以具有多组机器人，比如且不限于，多对机器人304。每对机器人304可以具有第一机器人306和第二机器人308。每对机器人304中的第一机器人306可以是铰接型的并且可以操控多个末端执行器310，比如且不限于，具有集成模块用以执行制造处理的各种制造操作的多个多功能末端执行器（MFEE）。每对机器人304的第二机器人308可以是六足型的，并且也可以操控多个末端执行器310，比如且不限于，多个MFEE。
每对机器人304中的第一机器人306可以在部件314的上表面312上执行多个制造操作，而每对机器人304中的第二机器人308可以在部件314的下表面316上执行多个制造操作。比如且不限于，部件314可以是蒙皮壁板，并且多个制造操作可以是将多个纵梁318或其他支撑结构（比如且不限于，框架、肋条或夹子）附连到蒙皮壁板314的上表面312以制造飞行器的翼片320的多个制造操作。
制造设备302可以定位于工作区322中。每对机器人304中的第一机器人306可以在工作区322内的X方向325上沿着轨道324移动，并且每对机器人304中的第二机器人308可以分别在X方向325和Y方向327上沿着轨道326和328移动。多对机器人304可以并行操作以将多个纵梁318附连到蒙皮壁板314的上表面312的多个位置，从而形成翼片320，并且每对机器人304中的第一机器人306和第二机器人308可以同时操作以将纵梁附连到在所述多个位置中的一个位置处的蒙皮壁板。
每个第一机器人306的MFEE 310可以具有钢或其他材料的内置块330，并且每个第二机器人308的MFEE 310可以具有内置电磁体332以在各种制造操作期间提供电磁夹紧。每个第一机器人306还可以具有视觉系统334和各种传感器336以执行零件检查。第一机器人306和第二机器人308中的每个还可以具有用于控制各自机器人的操作的子组件控制器338。
制造设备302还可以具有用于在制造处理中支撑和稳定蒙皮壁板314的多个支撑构件340。比如且不限于，支撑构件340可以是可叠缩的支撑构件，在本文中有时也称作“跷振（pogo）”。每个支撑构件340可以具有用于控制支撑构件的操作的子组件控制器344。
制造设备302还可以具有多个执行器支架346，末端执行器可以置于执行器支架346上以便由第一机器人306和第二机器人308根据需要轻易地拾取和/或调换以完成制造处理。每个执行器支架346可以定位为与机器人相邻。
制造设备302还可以具有多个自动导航的运输工具（AGV）。一个AGV 350可以被操作以移动蒙皮壁板314至工作区322中的位置，并且将翼片320移出工作区322至紧随翼片320的制造的下一站（未示出）。其他AGV 352可以用于移动一对纵梁平台354，每个纵梁平台将提供的纵梁318运载至工作区322中的位置，以便被第一机器人306拾取并定位于蒙皮壁板314的上表面312上，并由机器人对304组装到蒙皮壁板314以形成翼片320。每个AGV 350和352可以具有用于控制AGV 350和352的操作的子组件控制器356。
制造环境300还可以具有用于结合多对机器人304、支撑构件340和AGV 350和352各自的子组件控制器356控制多对机器人304、支撑构件340和AGV 350和352的操作的主控制器360。
为了将多个纵梁318组装到蒙皮壁板314以制造翼片320，蒙皮壁板314可以定位于工作区322中，并且多对机器人304可以并行操作，并且每对机器人304中的机器人306和308可以同时操作以执行所需全部制造操作，从而将多个纵梁318组装到蒙皮壁板314。这些制造操作可以包括定位纵梁到蒙皮壁板上，夹紧、钻孔/锪孔、施加密封剂、孔检查、冷加工、插入铆钉/紧固件、膨径铆钉、插入套管/螺母、零件检查等等。通常来说，尽管多对机器人304并行操作以执行各种制造操作，但应当理解，不同对的机器人304可以在任意特定时刻涉及不同的制造操作。
尽管这里描述的制造设备302用来制造飞行器的翼片，但应当理解，制造设备302可以用来在各种部件上执行其他制造处理。比如且不限于，制造设备302可以用来拆卸飞行器的翼片或组装用来制造机身、控制面（比如襟翼等等）和飞行器的尾翼结构的板。
图3所示的制造设备302并不意味着暗示对可以实施不同的有利实施例的方式的物理限制或结构限制。可以使用除了所说明的部件之外的其他部件和/或替代所说明的部件的其他部件。比如，尽管图3所示的制造设备302具有六对机器人，但是这仅意图作为示例性的，因为制造设备302可以具有任意期望数目的机器人组，其中每一组机器人具有任意期望数目的机器人。在某些有利实施例中，某些部件可能是不必要的。而且，方框被提供以说明某些功能部件。在不同的有利实施例中，这些方框中的一个或更多个可以组合和/或划分成不同的方框。
现在参考图4，图4示出了根据有利实施例描述的数据处理系统。在所述说明性示例中，数据处理系统400包括通信结构402，所述通信结构提供处理器单元404、存储器406、永久性贮存器408、通信单元410、输入/输出（I/O）单元412和显示器414之间的通信。
处理器单元404用于执行可以加载到存储器406中的软件指令。处理器单元404可以是一个或更多个处理器或多处理器核的集合，这取决于特定的实施方式。另外，可以使用一个或更多个异构处理器系统实施处理器单元404，其中主处理器与二级处理器存在于单个芯片上。作为另一个说明性示例，处理器单元404可以是包含多个相同类型的处理器的对称的多处理器系统。
存储器406和永久性贮存器408是存储装置416的示例。存储装置是能够存储信息的任意硬件体，所述信息比如且不限于，数据、功能形式的程序代码和/或基于临时性和/或基于永久性的其他适当的信息。在这些示例中，存储器406可以比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。
基于特定的实施方式，永久性贮存器408可以采用各种形式。比如，永久性贮存器408可以包含一个或更多个部件或装置。比如，永久性贮存器408可以是硬盘驱动器、闪存、可重写光盘、可重写磁带或上述类型的某些组合。永久性贮存器408所使用的介质可以是可移动的。比如，可移动的硬盘驱动器可以用于永久性贮存器408。
在这些示例中，通信单元410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410是网络接口卡。通信单元410可以通过使用物理和/或无线通信链路而提供通信。
输入/输出单元412允许与可能连接到数据处理系统400的其他装置进行数据的输入和输出。比如，输入/输出单元412可以通过键盘、鼠标和/或其他一些合适的输入装置为用户输入提供连接。另外，输入/输出单元412可以发送输出至打印机。显示器414提供显示信息给用户的机构。
用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于存储装置416中，所述存储装置416通过通信结构402与处理器单元404通信。在这些说明性的实施例中，指令在永久性贮存器408上具有功能形式。这些指令可以被加载到存储器406中，以便由处理器单元404执行。可以由处理器单元404使用计算机实施的指令执行不同实施例的处理，所述计算机实施的指令可以位于存储器中，比如存储器406。
这些指令称作可以由处理器单元404中的处理器读取和执行的程序代码、计算机可用程序代码或计算机可读程序代码。在不同的实施例中，程序代码可以嵌入在不同的物理或计算机可读存储介质上，比如存储器406或永久性贮存器408。
程序代码418以功能形式位于可选择地移动的计算机可读介质420上并且可以被加载到或传递至数据处理系统400以便由处理器单元404执行。程序代码418和计算机可读介质420形成计算机程序产品422。在一个示例中，计算机可读介质420可以是计算机可读存储介质424或计算机可读信号介质426。
计算机可读存储介质424可以包括，比如，插入或置于驱动器或作为永久性贮存器408的一部分中以传输至存储装置的其他装置（比如作为永久性贮存器408的一部分的硬盘驱动器）的光盘或磁盘。计算机可读存储介质424还可以采取永久性贮存器的形式，比如连接至数据处理系统400的硬盘驱动器、拇指驱动器或闪存。在某些示例中，计算机可读存储介质424可以不可从数据处理系统400移动。
可替换地，可以使用计算机可读信号介质426将程序代码418传输至数据处理系统400。计算机可读信号介质426可以是，比如，包含程序代码418的传播的数据信号。比如，计算机可读信号介质426可以是电磁信号、光学信号和/或任何其他合适类型的信号。这些信号可以通过通信链路发送，比如无线通信链路、光纤电缆、同轴电缆、电线和/或任何其他合适类型的通信链路。换句话说，在说明性的实施例中，通信链路和/或连接可以是物理的或无线的。
在某些有利的实施例中，程序代码418可以基于网络从其他装置或数据处理系统通过数据处理系统400中使用的计算机可读信号介质426下载到永久性贮存器408。比如，存储在服务器数据处理系统中的计算机可读存储介质中的程序代码可以基于网络从所述服务器下载到数据处理系统400。提供程序代码418的所述数据处理系统可以是服务器计算机、客户端计算机或某些其他能够存储和发送程序代码418的装置。
说明为用于数据处理系统400的不同部件并不意味着对可以实施不同实施例的方式的结构性限制。不同的有利实施例可以在包括除了或代替说明的用于数据处理系统400的部件的部件的数据处理系统中实施。图4示出的其他部件可以与示出的说明性示例不同。可以使用任何能够执行程序代码的硬件装置或系统实施不同的实施例。作为一个示例，数据处理系统400可以包括集成无机部件的有机部件和/或可以完全由除人类以外的有机部件组成。比如，存储装置可以由有机半导体组成。
作为另一个示例，数据处理系统400中的存储装置是可以存储数据的任何硬件设备。存储器406、永久性贮存器408和计算机可读介质420是具有有形形式的存储装置的示例。
在另一个示例中，总线系统可以用来实施通信结构402并且可以包括一条或更多条总线，比如系统总线或输入/输出总线。当然，可以使用任何合适类型的结构实施总线系统，所述合适类型的结构在附连到所述总线系统的不同部件或装置之间提供数据传递。另外，通信单元可以包括用来发送和接收数据的一个或更多个装置，比如调制解调器或网络适配器。而且，存储器可以是，比如可以在存在于通信结构402中的接口和存储器控制器网络集线器中发现的存储器406或高速缓冲存储器。
现在参考图5，图5示出根据有利实施例描述的制造设备的透视图。制造设备通常设定为参考标记502，并且可以实现为图3所示的制造设备302。图5说明了在制造处理开始之前处于“原始”位置中的制造设备502。
制造设备502可以是用于组装多个纵梁518到蒙皮壁板514的组装设备，比如且不限于，用以制造飞行器的翼片，并且在此还可以被称作组装设备。然而，应当理解，这仅仅是示例性的。制造设备502还可以用来将其他类型的支撑结构组装到板上，比如且不限于，用以组装框架、肋条和夹子于板上。另外，制造设备可以用来执行用于飞行器和其他应用的部件的其他类型的制造处理，比如且不限于，拆卸处理。
制造设备502可以定位于工作区522中，在工作区522中，可以执行组装处理。制造设备502可以具有多组机器人，比如且不限于，多对机器人504。在图5所示的有利实施例中，描述了六对机器人。这仅是示例性的，因为制造设备可以具有任意期望数目的机器人组，其中每组机器人具有期望数目的机器人。
每对机器人504可以具有第一机器人506和第二机器人508。每对机器人504中的第一机器人506可以是铰接型的并且可以操控多个末端执行器510，比如且不限于，具有用于执行制造处理的各种制造操作的集成模块的多个多功能末端执行器（MFEE）。每对机器人504中的第二机器人508可以是六足型的并且也可以操控多个末端执行器504，比如且不限于，具有用于执行制造处理的各种制造操作的集成模块的多个MFEE。
每对机器人504中的第一机器人506可以在部件514的上表面512上执行多个制造操作，并且每对机器人504中的第二机器人508可以在部件514的下表面516上执行制造操作。比如且不限于，部件514可以是蒙皮壁板，而多个制造操作可以将多个纵梁518附连到蒙皮壁板514的上表面512以制造飞行器的翼片。
每对机器人504中的第一机器人506可以在工作区522内的X方向525上沿着轨道524移动，并且每对机器人504的第二机器人508可以分别在X方向525和Y方向527上沿着轨道526和轨道528移动。然而，应当理解，这不意图限制机器人可沿着轨道移动的说明性实施例。比如且不限于，机器人506和508还可以提供在能够在多个方向上移动的机器人平台上。多对机器人504可以并行操作以将多个纵梁518在多个位置处附连到蒙皮壁板514，并且每对机器人504的第一机器人506和第二机器人508可以同时操作以将纵梁518在多个位置中的至少一个位置处附连到蒙皮壁板514。
尽管图5中未示出，但是每个第一机器人506还可以具有视觉系统和各种传感器以执行零件检查，比如且不限于，以检查孔尺寸、形状、配置和位置。每个第一机器人506和第二机器人508还可以具有用于控制机器人的操作的子组件控制器。
制造设备502还可以具有用于在制造处理期间支撑和稳定蒙皮壁板514的多个支撑构件540。比如且不限于，支撑构件540可以是叠缩的支撑构件，在本文中有时还可以称作“跷振”。尽管图5中未示出，但每个支撑构件540可以具有用于控制支撑构件的操作的子组件控制器。
制造设备502还可以具有多个执行器支架546，末端执行器可以被置于所述执行器支架上，以便由第一机器人506和第二机器人508根据需要容易地拾取和/或调换以完成制造处理。每个执行器支架546可以定位为与第一机器人506或第二机器人508相邻。
制造设备502还可以具有多个自动导航的运输设备(AGV)。一个AGV 550可以经操作以移动蒙皮壁板514至工作区522中的位置，并且将翼片从工作区522中转移至紧接着所述制造处理的下一站。其他AGV 552可以用于移动一对平台554，其中每个平台将提供的纵梁518运载至工作区522中的位置，如虚线所示，以便由第一机器人506拾取并定位于蒙皮壁板514上，并且由机器人对504组装到蒙皮壁板514以制造翼片。每个AGV 550和552都可以具有用于控制AGV的操作的控制器子组件（图5中未示出）。
为了将多个纵梁518组装到蒙皮壁板514以制造翼片，蒙皮壁板514可以由AGV 550定位于工作区522中，并且多个支撑结构540可以经操作以定位和稳定蒙皮壁板514。多对机器人504之后可以并行操作，并且每对机器人中的机器人506和508可以同时操作以执行需要的制造操作，从而将多个纵梁518组装到蒙皮壁板514。每对机器人中的第一机器人506可以在蒙皮壁板514的上表面512上执行操作，并且每对机器人中的第二机器人508可以在蒙皮壁板514的下表面516上执行操作。这种操作可以比如且不限于，包括将纵梁定位在蒙皮壁板上、夹紧、钻孔/锪孔、应用密封剂、孔检查、冷加工、插入铆钉/紧固件、膨径铆钉、插入套筒/螺母、零件检查等等。
现在参考图6，图6示出了根据有利实施例描述的图5所示的制造设备的一部分的透视图。特别地，图6示出了在将纵梁518定位于蒙皮壁板514的上表面512上的处理中的图5所示的制造设备502的一部分。如图6所示，运载了提供的纵梁518的蒙皮壁板514和平台554通过AGV 550和552移至工作区522中，图6中未示出。支撑构件540也被操作为恰当地定位和支撑蒙皮壁板514以将纵梁518附连到蒙皮壁板514的上表面512。
如图6中实线所示，每个第一机器人506被操作为从平台554拾取纵梁518；并且如图6中虚线所示，拾取纵梁之后，每个第一机器人506可以操作为定位所述纵梁于蒙皮壁板514的上表面512上。尽管图6中未示出，但蒙皮壁板514的相对侧上的第一机器人也可以执行纵梁拾取和定位操作。工作区522的每一侧上的第一机器人的移动被协同，使得机器人将共同拾取纵梁518，并且共同将纵梁518转移至蒙皮壁板512上的位置。
现在参考图7，图7示出了根据有利实施例描述的图5所示的制造设备的一部分的透视图。特别地，图7示出了在将纵梁518定位和对准在蒙皮壁板514的上表面512上并且安装将用于将纵梁附连到蒙皮壁板的钉型紧固件的处理中的图5中的制造设备502的一部分。一个第一机器人506可以运载用于定位和对准纵梁的抓具509，并且第二个第一机器人506可以运载具有钉型紧固件的MFEE 510（图7中未示出）以安装钉型紧固件。
现在参考图8，图8示出了根据有利实施例描述的图5所示的制造设备的一部分的侧视图。特别地，图8示出了制造设备502的各种部件的定位，同时执行各种制造操作以将纵梁518附连到蒙皮壁板514。
如图8所示，叠缩的支撑构件（跷振）540a和540b已被配置为恰当地定位和稳定蒙皮壁板514。如图8所示，每个跷振540的顶部541可以枢轴地安装以使被支撑的蒙皮壁板514的曲率一致。同样如图8所示，某些跷振540可以如543所示地配置，并且其他的跷振540可以如545所示地伸缩，以便恰当定位蒙皮壁板514。另外，第一机器人506通过沿着轨道524移动被恰当地定位，并且第二机器人508通过沿着轨道526和528移动被恰当定位（图8中只示出了轨道528）。合适的MFEE 510也从相邻的MFEE支架（图8中未示出）附连到机器人506和508，并且纵梁518也被定位于蒙皮壁板514的上表面512上。
在纵梁518被恰当地定位于蒙皮壁板514的上表面512上之后，多对机器人54可以并行操作以附连纵梁518。同时，每对机器人504中的第一机器人506和第二机器人508可以同时操作以执行对于多个纵梁518中的一个的附连操作。这种附连操作可以包括，比如且不限于，使用接合密封剂、拾取和定位纵梁、定位和对准纵梁、安装钉型紧固件、铆接/紧固、冷加工、使用密珠密封剂（bead sealant）和执行零件检查。
现在参考图9，图9示出了根据有利实施例描述的图5所示的制造设备的一部分的侧视图。特别地，图9示出了在使用电磁抓具和电磁铆接工具（EMR工具）安装铆钉/紧固件910的处理中的图5所示的制造设备502的一部分。
如图9所示，第一机器人506运载具有钢块902和EMR工具904的MFEE 901，并且第二机器人508运载具有电磁体906和EMR工具908的MFEE903。为了实现铆接操作，电磁体906被操作为使在钻孔/铆接处理之前进行电磁夹紧，一旦夹紧，则MFEE 903使用铆钉910和EMR工具904和908共同作用以挤压铆钉910，从而将其锁定在适当位置中。
现在参考图10，图10示出了根据有利实施例描述的用于控制图5的制造设备的操作的控制系统的方框图。如图10所示，通常设定为参考标记1000的控制系统可以具有用于控制制造设备502的每个可移动部件的主控制器1002。另外，每个可移动部件可以具有其自己的子组件控制器以用于控制其各自的部件的操作。因此，如图10所示，每个第一机器人506、每个第二机器人508、每个支撑构件540和每个AGV550和552均可以包括连接至主控制器1002以执行各自的制造操作的子组件控制器1004。翼片制造处理所必需的所有程序都可以下载到主控制器1002和用于每个子系统的子组件控制器1004，从而允许制造翼片。
现在参考图11，图11示出了根据有利实施例描述的执行制造操作的处理的流程图。图11所示的处理可以在图3所示的环境中实施。所述处理通常设定为参考标记1100，该处理1100可以以定位部件于工作区中（操作1102）为开始。多组机器人之后可以并行操作，并且多组机器人中的每一组机器人中的机器人可以同时操作以在部件上的多个位置中的每一个处执行多个制造操作（操作1104），并且所述处理结束。
现在参考图12，图12示出了根据有利实施例的用于制造飞行器的翼片的处理的流程图。图12所示的处理可以在图3所示的环境中实施。
所述处理通常设定为参考标记1200，并且该处理1200可以以设立制造设备以制造翼片（操作1202）为开始。所述设立操作可以包括，比如，提供所有必需的工具和MFEE，并且定位项目于MFEE支架上、将纵梁置于纵梁平台上、提供所有必需的铆钉/紧固件等等。翼片制造处理所需的所有必须的程序可以下载到用于控制制造设备的操作的主控制器和用于控制制造设备的每个子系统的子系统控制器（操作1204）。
制造设备的所有机器人可以移至原始位置（操作1206）。比如且不限于，所有的第一和第二机器人506和508可以移至图5所示的位置。用于支撑蒙皮壁板的所有支撑构件都可以伸缩（操作1208）。
多对机器人中每对机器人的第二机器人可以移至远离支撑构件的位置（操作1210），从而不干扰蒙皮壁板的定位。可以沿着X和Y方向移动，比如沿着图5所示的轨道526和528。蒙皮壁板可以移至工作区中（操作1212）。根据有利实施例，蒙皮壁板可以通过AGV移至工作区中，比如且不限于，图5所示的AGV 550。然后可以定位和稳定蒙皮壁板（操作1214）。如果需要的话，可以通过操作支撑构件来实施定位和稳定，比如图5中的跷振540；并且接下来定位和稳定蒙皮壁板，AGV移出工作区（操作1216）。
配备有合适的MFEE的第二机器人可以移至组装位置中（操作1218）。可以沿着图5所示的轨道526和528移动。根据需要，所述支撑构件可以顺序伸缩以使第二机器人能移至组装位置中，并且之后重新布置（重新扩展）第二机器人的随后的定位。每个第一机器人可以拾取密封的末端执行器，并在蒙皮壁板的上表面使用接合密封剂（操作1220）。可以从与每个第一机器人相邻的MFEE支架拾取密封的末端执行器。每个第一机器人之后将密封的末端执行器与另一个MFEE和抓具末端执行器调换（操作1222）。
待附连至蒙皮壁板的纵梁和之前定位于纵梁平台上的纵梁之后可以移至工作区中的拾取位置中（操作1224）。可以使用AGV将平台移入所述位置，所述AGV比如且不限于，图5所示的AGV 552和554。蒙皮壁板的相对侧上的第一机器人之后可以拾取并定位纵梁于蒙皮壁板的上表面上（操作1226）。
第一和第二机器人对之后可以执行同步的钉型紧固件安装（操作1228）和同步的铆接/紧固件操作（操作1230）。在执行组装操作期间，机器人可以根据需要调换MFEE。
支撑构件之后根据需要叠缩以允许第二机器人沿着X轴移动（操作1232），第一机器人可以拾取密封的末端执行器并且使用密封的密珠（操作1234），并且第一机器人可以使用比如视觉系统和其上的其他传感器来执行零件检查（操作1236）。
然后所有机器人移至其原始位置中（操作1238），并且现在已组装的翼片可以移出工作区至下一站进行进一步的处理（操作1240），然后处理结束。所述翼片可以通过AGV移至下一站，所述AGV比如图5所示的AGV 550。
不同的有利实施例可以采取完全硬件实施例、完全软件实施例、或包含硬件和软件元素的实施例的形式。某些实施例在软件中实施，所述软件包括但不局限于，比如固件、常驻软件和微代码的形式。
而且，不同的实施例可以采取可从计算机可用或计算机可读介质存取的计算机程序产品的形式，所述计算机可用或计算机可读介质提供由执行指令的计算机或任意装置或系统使用或连同所述计算机或任意装置或系统使用的程序代码。为了本公开的目的，计算机可用或计算机可读介质通常可以是能够包括、存储、通信、传播或传输由指令执行系统、设备或装置使用或连同所述指令执行系统、设备或装置使用的程序的任意有形的设备。
计算机可用或计算机可读介质可以是，比如且不限于，电子的、磁的、光学的、电磁的、红外线的或半导体系统，或传播介质。计算机可读介质的非限制性示例包括半导体或固态存储器、磁带、可移动计算机磁盘、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、硬磁盘和光盘。光盘可以包括压缩盘只读存储器（CD-ROM）、压缩盘读/写存储器（CD-R/W）和DVD。
而且，计算机可用或计算机可读介质可以包含或存储计算机可读或计算机可用程序代码，这样当在计算机上执行计算机可读或可用程序代码时，这种计算机可读或可用程序代码的执行使得计算机通过通信链路发送其他计算机可读或可用程序代码。这种通信链路可以使用的介质是比如且不限于是物理的或无线的。
适于存储和/或执行计算机可读或计算机可用程序代码的数据处理系统将包括直接或间接通过通信结构（比如系统总线）耦合到存储器元件的一个或更多个处理器。所述存储器元件可以包括在实际执行程序代码期间所使用的本地存储器、块贮存器和提供对至少一些计算机可读或计算机可用程序代码的临时存储，从而减少执行代码期间可以从块贮存器检索的时间代码的数目。
输入/输出或I/O装置可以直接耦合到系统或通过干扰的I/O控制器耦合至所述系统。这些装置可以包括，比如且不限于，键盘、触屏显示器和定点装置。不同的通信适配器也可以耦合至系统，从而使数据处理系统能通过干扰的加密或公开网络耦合至其他数据处理系统、远程打印机或存储装置。非限制性的示例是调制解调器和网络适配器，并且仅是当前可利用的通信适配器类型中的一小部分。
不同的有利实施例的说明为了说明和描述的目的而呈现，并且不意图穷举或限制为公开形式的实施例。许多修改和变化对本领域普通技术人员将是显然的。而且，不同的有利实施例可以提供与其他有利实施例相比不同的优势。所选择的一个或多个实施例被选择和说明以便最好地解释实施例的原理、实际应用和使本领域的其他普通技术人员能理解具有适合于预计的特定用途的各种修改的各种实施例的公开。

Claims (15)

1.一种用于制造飞行器(200)的翼片(320)的方法，所述方法包括：
将蒙皮壁板(314)定位于工作区(322)中；
定位支撑结构于所述蒙皮壁板(314)的表面上；和
并行操作多组机器人(304)以将所述支撑结构附连到多个位置处的所述蒙皮壁板(314)，并且同步操作所述多组机器人(304)中的每一组机器人(304)中的机器人(304)以将所述支撑结构附连到所述多个位置中的一个位置处的所述蒙皮壁板(314)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述多组机器人(304)包括多对机器人(304)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述多对机器人(304)中每一对机器人(304)中的第一机器人(306)在所述蒙皮壁板(314)的上表面(312)上执行第一多个制造操作，而所述多对机器人中每一对机器人(304)中的第二机器人(308)在所述蒙皮壁板(314)的下表面(316)上执行第二多个制造操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述第一多个制造操作和所述第二多个制造操作分别至少包括夹紧操作、钻孔操作、锪孔操作、施加密封剂操作、孔检查操作、冷加工操作、插入铆钉操作、膨径铆钉操作、插入套筒操作、插入螺母操作和零件检查操作中的多个操作。
5.根据权利要求3所述的方法，还包括：
所述多对机器人(304)中每一对机器人(304)中的第一机器人(306)拾取所述支撑结构，并且共同以协同的运动相对于所述蒙皮壁板(314)定位所述支撑结构。
6.根据权利要求3所述的方法，还包括：
通过多个可伸缩的支撑构件支撑所述蒙皮壁板(314)；和
定位所述多对机器人(304)中的每一对机器人中的第二机器人(308)，其中所述多个可伸缩的支撑构件中的支撑构件顺序伸缩以允许定位所述多个第二机器人(308)中的每个第二机器人(308)，并且在定位所述多对机器人(304)中每一对机器人中的第二机器人(308)之后扩展所述可伸缩的支撑构件。
7.根据权利要求3所述的方法，还包括：
在执行多个制造操作的紧固操作期间，所述多对机器人(304)中每一对机器人中的第一机器人(306)和第二机器人(308)将所述支撑结构夹紧到所述蒙皮壁板(314)。
8.根据权利要求3所述的方法，其中每对机器人(304)中的所述第一机器人(306)包括铰接型机器人，并且其中每对机器人(304)中的所述第二机器人(308)包括六足机器人。
9.根据权利要求1所述的方法，其中将蒙皮壁板(314)定位于工作区中包括：
使用自动导航的运输设备移动所述蒙皮壁板(314)至所述工作区中。
10.一种用于制造飞行器(200)的翼片(320)的设备(302)，所述设备包括：
多组机器人(304)；和
至少一个主控制器(360)，用于控制所述多组机器人(304)并行操作并且用于控制所述多组机器人(304)中每一组机器人(304)中的机器人同步操作以在部件上的多个位置处执行多个制造操作。
11.根据权利要求10所述的设备(302)，其中所述部件包括第一部件，并且其中所述多个制造操作包括用于将第二部件附连到所述多个位置处的所述第一部件的多个组装操作。
12.根据权利要求11所述的设备(302)，其中所述多组机器人(304)包括多对机器人(304)，每对机器人(304)包括第一机器人(306)和第二机器人(308)，所述第一机器人(306)包括与所述至少一个主控制器(360)通信的控制器(338)，并且所述第二机器人(308)包括与所述至少一个主控制器(360)通信的控制器(338)，
并且其中所述第一机器人(306)的控制器(338)控制所述第一机器人(306)以在所述第一部件的上表面(312)上执行第一多个制造操作，并且所述第二机器人(308)的控制器(338)控制所述第二机器人(308)以在所述第一部件的下表面上执行第二多个制造操作。
13.根据权利要求12所述的设备(302)，其中所述第一机器人(306)的控制器(338)控制所述多对机器人(304)中的每对机器人(304)中的第一机器人(306)拾取支撑结构并共同以协同的运动相对于蒙皮壁板(314)定位所述支撑结构。
14.根据权利要求12所述的设备(302)，还包括：
用于支撑所述第一部件的多个可伸缩的支撑构件(340)，所述多个可伸缩的支撑构件(340)中的每一个可伸缩的支撑构件包括用于顺序伸缩并扩展所述多个可伸缩的支撑构件(340)中的相应可伸缩的支撑构件的控制器(344)。
15.根据权利要求10所述的设备(302)，还包括：
用于将所述部件移入和移出工作区(322)的自动导航的运输工具(350)，所述自动导航的运输工具(350)包括用于控制所述自动导航的运输工具(350)以将所述部件移入和移出所述工作区(322)的至少一个控制器(356)。
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