CN104416183A - 五轴孔转换系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种系统，其可以使用便携式电动钻孔设备，并且使得能够机械确定现有孔向量并在新产品零件中在相同向量上复制孔。该系统允许非常精确地对具有多个可变孔向量的零件进行匹配钻孔。此外，该系统在Z-轴线上是可调整的，从而允许在钻孔之前进行无限的精确的钻尖定位，从而增加精度并管理现有芯片。空心轴套筒内部的可互换钻适配器允许使用广泛尺寸范围的钻。

Description

五轴孔转换系统和方法

技术领域

本申请大体涉及用于将孔模式从第一部件转换到第二部件的系统。

背景技术

当修理飞行器、机器或其他零件的组件时，一个零件可以被移除或者被更换为新零件。如果要被更换的零件包含钻孔模式/钻孔布局，则通常需要尽可能地将孔模式复制到新零件上，以保证新零件匹配现有零件。在孔模式的复制期间，应当精确重现每个孔的向量(即取向)，甚至针对孔的变化逐一进行。另外，如果可能的话，应将尺寸、相对位置和相对于每个孔的零件表面的取向复制在新零件上。

目前，有许多复制孔模式的方法。例如，计算机数控(CNC)机床或座标镗床可以被用于将孔模式从一个零件转换到另一个零件上。然而，这样的机器通常需要可靠的电源和训练有素的操作者。即便如此，不同的操作者的复制精度也会有所不同。在世界的某些地方，比如偏远地区或没有可靠电源(即电网)和/或训练有素的操作者的地方，就无法使用计算机数控(CNC)机床和座标镗床进行维修。

发明内容

本申请公开了一个具有万向节组件的孔转换系统，它机械地捕捉五轴孔向量以用于精确地复制孔，并使马达和钻处于该向量，而不需要借助于计算机或其他电子器件。

在一个示例中，公开了将一个或更多个孔从第一工件转换到第二工件的系统，该第二工件基本上是第一工件的复制件。该系统包括一个万向节组件，其被配置成机械地确定在第一工件中的第一孔的第一位置。第一位置包括相对于第一工件的表面的第一组X、Y、Z坐标。万向节组件进一步配置为机械地确定第一工件内第一孔的第一向量，并且保证在第二工件上的第二位置处钻取第二孔的同时钻在与第一孔的第一向量基本相同的向量处。相对于第二工件的第二位置与相对于第一工件的第一位置基本相同。

万向节组件还可包括一个浮动万向节，该浮动万向节由锁紧螺帽围绕，该锁紧螺帽可释放地固定浮动万向节的位置。万向节组件也可以进一步包括一个配置为沿Z-轴线伸缩的对准部件。该对准部件可包括一个空心轴套筒。该对准组件也可以配置为接收和固定多个可互换的钻适配器，其中每个钻适配器对应于一个不同的钻。

在另一个示例中，系统包括由锁紧圈和紧固螺母围绕的万向节以及被装纳在万向节内的一个空心轴套筒。万向节配置为：当紧固螺母松动时在锁紧环内自由旋转；且当紧固螺母拧紧时，保持锁定在锁紧环内的基本固定位置。空心轴套筒配置为调整到相对于万向节的所需竖直位置，并进一步配置以接收和固定钻适配器。

系统还可包括一个调整螺母和一个锥形螺母，二者联接到空心轴套筒并且配置成调整空心轴套筒到相对于万向节的所需竖直位置。系统可还包括一个可滑动地安装到X-Y转换台的台架和一个可滑动地安装到台架的横向滑座组件，其中，万向节被装纳在被联接到横向滑座组件的万向节组件内。系统可还包括一个联接到X-Y转换台的基座模块，其中该基座模块被配置为接收和固定第一工件在沿X-轴线、Y-轴线和Z-轴线的选定第一位置处，第一工件具有以第一孔模式布置的多个孔。基座模块还可以进一步配置为与第一工件基本相同地接收和固定第二工件，其中需要复制第一孔模式，第二工件被固定在选定第二位置处以致第二工件与第一工件在Y-轴线上基本平行并间隔选定偏距d，并且在X-轴线和Z-轴线上与第一工件基本零偏移地基本对齐。系统还可进一步包括一个可滑动地安装到台架的转换杆，其中该转换杆包括间隔开选定偏距d的两个或更多个分度衬套，该衬套被配置成与被联接到横向滑座组件的分度销接合。

在另一个例子中，公开了将孔从第一工件复制到与第一工件基本相同的第二工件的方法。该方法包括将万向节组件放置在相对于第一工件在第一位置处的第一孔之上、将段销(step pin)插入到第一孔中以及将对准销插入万向节组件内。该方法还包括：将对准销与段销机械地对齐，以确定第一孔的第一向量；固定与第一向量对齐的万向节组件；将对准销从万向节组件移除；以及将段销从第一孔移除。该方法还包括：将万向节组件移到第二工件之上的第二位置，其中，相对于第二工件的第二位置与相对于第一工件的第一位置基本相同；以及在第二位置和与第一向量基本相同的第二向量处在第二工件内钻取第二孔。

将万向节组件定位在第一孔之上可包括沿一个或更多个基座导轨滑动台架和沿一个或更多个台架导轨滑动横向滑座。机械地对齐万向节组件可包括旋转和倾斜锁紧圈内的浮动万向节。固定万向节组件可以包括拧紧紧固螺母。该方法还可进一步包括调整对准部件到万向节组件内的期望的竖直位置，这可包括旋转调整螺母到期望的竖直位置，并且然后将锥形螺母拧紧直到其到达万向节的底部表面。该方法还包括在万向节组件与第一向量对齐地固定后，将万向节组件暂时固定在第一孔位置之上，这可以包括使得锁定夹接合于转换杆，该转换杆被可滑动地安装到台架，万向节组件被装纳在该台架内。移动万向节组件到第二工件之上的第二位置可以包括使得分度销脱离于第一分度衬套，将横向滑座移动选定偏距d，并且然后使得分度销与第二分度衬套接合。在与第一工件中的第一孔的位置和向量偏差不超过0.001英寸的情况下，第一孔可以被复制在第二工件内。

根据从本公开的一个方面，提供了将一个或更多个孔从第一工件转换到第二工件的系统，第二工件基本上是第一工件的复制件，该系统包括：配置为机械地确定第一工件中的第一孔的第一位置的万向节组件，其中第一位置包括相对于第一工件的表面的第一组X、Y和Z坐标。其中，万向节组件进一步配置为机械地确定第一工件内的第一孔的第一向量，并且其中万向节组件被进一步配置成，当在第二工件中的第二位置处钻取第二孔的同时将钻固定在基本与第一孔的第一向量相同的向量处，其中相对于第二工件的第二位置与相对于第一工件的第一位置基本相同。有利地，该系统中，万向节组件包括浮动万向节，浮动万向节由可释放地固定浮动万向节位置的锁紧螺母围绕。有利地，该系统中，万向节组件包括配置为在Z轴线上伸缩的对准部件。有利地，该系统中，对准部件包括空心轴套筒。有利地，该系统中，对准部件被配置为接收和固定多个可互换钻适配器，其中每个钻适配器对应于一个不同的钻。

根据本公开的另一方面，提供了一种系统，其包括：由锁紧圈和紧固螺母围绕的万向节，其中该万向节被设置为当紧固螺母松动时在锁紧圈内自由旋转并且当紧固螺母拧紧时保持锁定在锁紧圈内的基本固定位置；以及被装纳在万向节内的空心轴套筒，其中空心轴套筒被配置为调整到相对于万向节的期望的竖直位置，并被进一步配置成接收和固定钻适配器。有利地，该系统还包括调整螺母和锥形螺母，二者被联接到空心轴套筒并且被配置成将空心轴套筒调整到相对于万向节的期望的竖直位置。有利地，该系统进一步包括：可滑动地安装到X-Y转换台的台架，和可滑动地安装到台架的横向滑座组件，其中万向节被装纳在被联接到横向滑座组件的万向节组件内。有利地，该系统进一步包括：联接到X-Y转换台的基座模块，其中该基座模块被配置成在X-轴线、Y-轴线、Z-轴线上的选定第一位置处接收和固定第一工件，第一工件具有以第一孔模式排列的多个孔，并且其中基座模块被进一步配置为接收和固定与第一工件基本相同的第二工件，其中第一孔模式需要被复制，将第二工件固定在选定第二位置处，使得第二工件在Y-轴线上间隔选定距离d的情况下与第一工件基本平行，并且在X-轴线和Z-轴线上基本零偏移的情况下与第一工件基本对齐。有利地，该系统还包括可滑动地安装到台架的转换杆，其中转换杆包括两个或更多个分度衬套，其间隔开选定偏距d并且被配置成与被联接到横向滑座组件的分度销相接合。

根据本公开的又一方面，提供了将孔从第一工件复制到与第一工件基本相同的第二工件的方法，该方法包括：将万向节组件定位在相对于第一工件在第一位置处的第一孔上；将段销插入第一孔中；将对准销插入万向节组件中；使对准销与段销机械地对准，以确定第一孔的第一向量；固定与第一向量对准的万向节组件；从万向节组件移除对准销；从第一孔移除段销；移动万向节组件到第二工件之上的第二位置，其中，相对于第二工件的第二位置与相对于第一工件的第一位置基本相同；在第二位置处且在与第一向量基本相同的第二向量处在第二工件中钻取第二孔。有利地，该方法中，将万向节组件定位在第一孔之上包括沿着一个或更多个基座导轨滑动台架以及沿着一个或更多个台架导轨滑动横向滑座。有利地，该方法中，机械对准万向节组件包括旋转和倾斜锁紧圈内的浮动万向节。有利地，该方法中，固定万向节组件包括拧紧紧固螺母。有利地，该方法还包括将对准部件调整到万向节组件内的期望的竖直位置。有利地，该方法中，调整对准部件包括旋转调整螺母到期望的竖直位置，并且然后将锥形螺母拧紧直到其到达万向节的底部表面。有利地，该方法还包括将万向节组件与第一向量对准地固定后，将万向节组件暂时固定在第一孔位置之上。有利地，该方法中，暂时固定万向节组件包括使锁定夹接合转换杆，该转换杆可滑动地安装到台架，台架内装纳有万向节组件。有利地，该方法中，将万向节组件移动到第二工件之上的第二位置处包括：使分度销脱离于第一分度衬套，将横向滑座移动选定偏距d，并且然后使分度销接合于第二分度衬套。有利地，该方法中，在与第一工件中的第一孔的位置和向量偏差不超过0.001英寸的情况下，第一孔被复制到第二工件中。

附图说明

图1A示出了具有万向节组件的孔转换系统的一种示例的前透视图。

图1B示出了图1A所示的孔转换系统的后透视图。

图2A示出了万向节组件的一种示例的透视图。

图2B示出了图2A所示的万向节组件的分解图。

图2C示出了图2A所示的万向节组件的局部剖视图。

图3示出了被联接到钻的图2A-图2C的万向节组件。

图4示出了将孔模式从第一工件转换到第二工件的方法。

图5示出了飞行器生产和使用方法的流程图。

图6示出了飞行器的框图。

不同的图中的相同参考号码和名称表示相同元件。

具体实施方式

图1A和图1B示出了依照本申请的孔转换系统100的一种示例。在图示例子中，系统100包括带有基板102的X-Y转换台120，该基板102具有安装在其上的基座模块112。基座模块112包括一个或更多个底座122，其被配置成保证两个或更多个工件114相对彼此处于选定对齐方式。例如，图1A和图1B所示的案例中，工件114被对齐成在X-轴线上具有基本零偏移，在Y-轴线上间隔一个固定的已知偏距d。工件114基本相同，并可包括多种多样的适当零件或其他结构，例如交通工具(例如：飞行器、地面车辆、船只、航天工具等等)的零件。基板102还包括两个基座导轨104，台架106被可滑动地安装在基座导轨104上。如图1A和图1B所示，基座导轨104基本彼此平行，并且大体沿X-轴线取向。因此，有时也被称为X-导轨的基座导轨104大体将台架106的运动限制成沿X-轴线运动。

进而，台架106包括两个台架夹124，所述台架夹124被配置成接合基座导轨104以便在X-轴线上将台架106锁定在基本固定位置。台架106也包括两个台架导轨108和两个夹紧导轨126，横向滑座110被可滑动地安装在所述导轨上。如图1A和图1B所示，台架导轨108和夹紧导轨126大致彼此平行，且大体沿Y-轴线取向，该Y-轴线与基座导轨104取向所沿的X-轴线基本垂直。因此，台架导轨108(其有时也被称为Y-导轨)以及夹紧导轨126大体将横向滑座110的运动限制成沿Y-轴线运动。

如图1B所示，转换杆128使用对应的锁定夹132通过两个或更多个槽130被可滑动地安装到台架106。这种构造使得转换杆128能够在Y-轴线上前后滑动直到锁定夹132接合，在该接合的点处转换杆128在Y-轴线上被锁定在基本固定位置。转换杆128还包括两个或更多个分度衬套134，所述分度衬套间隔开与两个工件114间隔开的偏距相同的均为d的偏距。分度衬套134被牢靠地紧固到转换杆128。例如，在某些情况下，将分度衬套134压紧并螺栓固定到转换杆128。

横向滑座110包括两个横向滑动夹136，其被配置成与夹紧导轨126接合，以便在Y-轴线上将横向滑座110锁定在基本固定位置。横向滑座110还包括分度销138，分度销138被配置成可释放地接合分度衬套134。例如，在某些情况下，分度销138具有的外部直径的尺寸和形状被制成紧密配合到分度衬套134的内直径内。这种构造使得横向滑座110能够易于沿Y轴线从第一位置移动到间隔开选定偏距d的第二位置。横向滑座还包括万向节组件200，关于该组件将结合图2A-图2C被更详细地描述。

在图1A-图1B所示的例子中，第一工件114A具有多个孔116，希望将这些孔复制到包括工件114A的基本重复特征的第二工件114B上。例如，在某些情况下，第一工件114A可以包括待维修的飞行器零件，并且第二工件114B可以包括第一工件114A的新的更换零件。有些情况下，工件114以在Y-轴线上偏距d为8英寸或12英寸且在X-轴线上基本0偏移被安装在X-Y转换台120上。孔转换系统100有利地使得每个孔116将被高度精确地复制到第二工件114B上，即，与第一工件114A上的对应孔116在X-Y-Z坐标位置和向量或取向的偏差不超过0.001英寸。

在操作中，X-Y转换台120可以被用来沿X-轴线和Y-轴线准确地放置万向节组件200，以便将选定孔116从第一工件114A转换到第二工件114B。例如，操作者可以沿基座导轨104滑动台架106，直到台架106到达选定孔116在X-轴线上的位置，并且然后沿着台架导轨108滑动横向滑座110，直到横向滑座110到达选定孔116在Y-轴线上的位置。一旦万向节组件200被定位在期望的X-Y坐标，则操作者能够调整万向节组件200的竖直位置，即，Z-轴线上的位置，并且也能够倾斜和旋转万向节组件200直到其与选定孔116的向量对准，即，在第四和第五轴线上对准。

图2A-2C分别示出了图1A-1B中所示万向节组件200的透视图、分解图和局部剖视图。图3示出了该万向节组件200，其被联接到适当的钻370。图2-3所示示例中，万向节组件200包括万向节222，该万向节由紧固螺母224、锁紧圈226和法兰环228围绕。在有些情况下，法兰环228可以包括一对杆230，其被配置成与锁紧圈226中的对应孔232相匹配，以阻止锁紧圈226相对于法兰环228旋转。如图2C所示，杆230可以被弹簧264围绕，以便在紧固螺母224松动时或者处未夹持构造时保持锁紧圈226与法兰环228间隔开。此外，法兰环228可以包括多个孔234，可以用合适的紧固件，比如螺钉、螺栓、铆钉等等，通过这些孔将法兰环228联接到横向滑座110(图1A-1B所示)。

紧固螺母224可以具有螺纹内表面，其被构造成与法兰环228的对应螺纹外表面相匹配。另外，锁紧圈226可以具有球形内表面，其被设置为与万向节222的互补球形外表面相匹配。因此，当紧固螺母224松动时，万向节222在锁紧圈226内平稳地浮动，即，以任意取向自由旋转，这是因为在该构造中，弹簧264偏压锁紧圈226远离法兰环228。然而，当拧紧紧固螺母224时，锁紧圈226压抵法兰环228，其将万向节222锁定在锁紧圈226内的基本固定取向。

万向节组件200还包括带有螺纹的空心轴套筒236，其被配置成被安装在万向节222内。在所示的具体例子中，空心轴套筒236包括一对槽238，其被键合到位于万向节222的内表面上的对应键240，以阻止空心轴套筒236在万向节222内旋转。万向节组件200还包括一个锥形螺母242和一个调整螺母244，二者都有被配置成与空心轴套筒236的螺纹外表面相匹配的螺纹内表面。万向节组件200还包括被配置成围绕空心轴套筒236和调整螺母244的挡圈246，其用于保持万向节组件200的部件就位。挡圈246可以包括由适当的紧固件248(例如固定螺丝等)保持就位的两个互补件。

在使用期间，操作者能够通过旋转调整螺母244到期望的竖直位置来调整空心轴套筒236在万向节222内的竖直位置(即，Z-轴线上的位置)。然后，操作者能够拧紧锥形螺母242直到其到达万向节222的底部，从而将空心轴套筒236固定在期望的竖直位置。锥形螺母242的形状被有利地配置为与万向节222的底部表面相匹配，这大致减少在空心轴套筒236被固定在期望的竖直位置时在万向节组件200内的径向自由游移。

此外，空心轴套筒236被有利地配置为在操作期间接收和固定合适的钻适配器250或导套。例如，在某些情况下，空心轴套筒236可能具有被配置成与钻适配器250的螺纹外表面相匹配的螺纹内表面。进而，钻适配器250被优选地配置成接收和固定如图2A-2C所示的对准销266和如图3所示的钻套372。

对准销266能够在对准过程期间被使用以便有助于万向节组件200与第一工件114A中的选定孔116的向量的对准。在对准过程期间，操作者可以将适当的段销254插入选定孔116中。段销254可包括由肩260分隔开的下部256和上部258。段销254可以有利地被选择成使得当肩260贴在第一工件114A的表面上时，下部256具有被配置成与选定孔116的内直径紧密配合的外直径。另外，段销254的上部258可以具有被选择成与对应的对准销266的内直径紧密配合的外直径。

为了捕捉孔向量，操作者操纵万向节222，随着对准销266与段销254互动，万向节222在锁紧圈226内浮动。一旦对准销266与段销254对准，则操作者拧紧紧固螺母224，使万向节222锁定在选定取向，从而捕捉到选定孔116的向量。万向节组件200被设置成：一旦设置好向量，则万向节222将保持锁定在基本固定位置直到紧固螺母224松动。因此，然后对准销266能够从段销254移除，并且能够利用X-Y转换台120将万向节组件200定位在第二工件114B之上在期望的坐标处，以便为下述钻孔过程做好准备。

在钻孔过程期间，操作者将合适的钻370的钻套372插入并固定到安放在空心轴套筒236内的对应钻适配器250中。钻适配器250可以包括一个或更多个接合机构252(例如，键，等等)，其被配置成将钻套372牢固地紧固到钻适配器250。在图3所示的具体示例中，钻370包括由位于北卡罗来纳州埃佩克斯的Apex Tool Group LLC销售的系列230钻。当然，除了或代替图3所示的具体钻370，可以使用很多其他合适的钻370。尽管针对不同钻370，钻套372的具体尺寸和形状会有所不同，不过许多此类的钻370使用标准锥锁钻套372。因此，空心轴套筒236被配置为容纳各种可互换的钻适配器250，其中每个钻适配器250可以与选自大量合适的钻370的一个或更多个钻370兼容。因此，万向节组件200不需要针对每种类型的钻370被定制。实际上，万向节组件200可以被实现成具有单个通用设计，在该设计中，一个钻适配器250能够根据需要被更换成另一个以容纳不同的钻370。

一旦钻套372被固定在钻适配器250中，则能够使用合适的钻头374在第二工件114B内钻出所需新孔，该钻头374具有尺寸与所述新孔的内直径相匹配的外直径。因为钻孔过程跟随上述对准过程，所以有利地在与第一工件114A内的对应孔116基本相同的相同X-Y-Z位置处且具有与其基本相同的相同向量来钻取新孔。即，相对于第二工件114B的新孔的X-Y-Z位置和向量相对于第一工件114A的原孔116的X-Y-Z位置和向量基本相同。

图4是将选定孔116从第一工件114A转换到第二工件114B的方法400的一种示例的流程图。在步骤470中，万向节组件200被定位在第一工件114A内的选定孔116的X-Y坐标之上。如上所述，这个步骤470可以通过使用X-Y转换台120完成：通过沿X-导轨104滑动台架106并且沿Y-导轨106滑动横向滑座110直到万向节组件200到达期望的X-Y位置。在这个步骤470期间，横向滑座110的分度销138与对应于第一工件114A的第一分度衬套134A相接合，不过台架夹124、锁定夹132以及横向滑动夹136松动以允许横向滑座110和转换杆128在对准过程期间根据需要移动。

在步骤472中，段销254被插入到选定孔116中，并且对应的对准销266被插入到万向节组件200的钻适配器250中。在步骤474中，万向节组件200的空心轴套筒236被调整到相对于第一工件114A表面的所需竖直位置。某些情况下，例如，操作者可以将空心轴套筒236伸缩到如下竖直位置：使钻套372处在第二工件114B的表面之上约0.5倍至约1倍的钻头374直径的范围内的距离处。如上所述，这个步骤474能够通过旋转调整螺母244到期望的竖直位置且然后将锥形螺母242拧紧直到其达到万向节222的底部表面来实现。

在步骤476中，操纵万向节222直到对准销266与段销254对准，在某些情况中，例如，操作者操纵万向节222直到对准销266紧密配合在段销254的上部258上。如上所述，当紧固螺母224松动时，万向节222能够在锁紧圈226内自由旋转和倾斜，这使得万向节组件200的对准销266能够机械地确定段销254的向量。然后，在步骤478中，将紧固螺母224拧紧以便将万向节222在期望的取向锁定就位，从而捕捉段销254的向量，并且因此，捕捉到选定孔116的向量。在步骤480中，操作者试图从段销254移除对准销266。如果检测到明显的摩擦，那么在步骤482中，松动紧固螺母224，并且操作者重复步骤476和478，直到对准销266能够在没有检测到明显的摩擦的情况下从段销254移除。这种情况表明选定孔116的向量已经被准确确定并被机械地捕捉。

一旦这种情况发生，则在下一步骤484中，拧紧台架夹124以将台架106锁定在X-轴线上的基本固定位置，并且拧紧锁定夹132以便暂时锁定转换杆128，并且因此横向滑座110和万向节组件200处于Y-轴线上基本固定位置。在步骤486中，将对准销266从钻适配器250移除，并将段销254从选定孔116移除。

在步骤488中，将万向节组件200移动到第二工件114B之上的期望的X-Y位置处，并将其锁定就位。如上所述，这个步骤488能够这样执行：使分度销138与第一分度衬套134A脱离，将横向滑座110沿Y-轴线移动选定偏距d，并且然后使分度销138接合于与第二工件114B对应的第二分度衬套134B。如上所述，工件114A、114B以Y-轴线上具有相同偏距d且X-轴线上基本零偏移的情况在X-Y转换台120上对齐。因此，一旦分度销138与第二分度衬套134B接合，则万向节组件200被定位在第二工件114B之上的期望的X-Y位置处。然后，能够拧紧台架夹124以进一步固定横向滑座110且因此固定万向节组件200在Y-轴线上的基本固定位置。

在最后步骤490中，用合适的钻370在第二工件114B中钻取新孔。如上所示，这个最后步骤490能够这样被执行：通过使合适的钻套372接合于对应的钻适配器250，并且然后使用适当的钻头374钻取所述新孔。通过采用上述步骤，有利地在第二工件114B中钻取与第一工件114A中对应孔116的基本相同X-Y-Z位置处且基本相同向量的新孔。例如，在某些情况下，在与第一工件114A中的对应孔116的X-Y-Z位置和向量具有不大于0.001英寸的偏差的情况下，方法400在第二工件114B中复制选定孔116。方法400能够针对第一工件114A中的每个孔116被重复，直到第一工件114A的整个孔模式以及被复制到第二工件114B中。

上述孔转换系统和方法提出了优于传统孔转换方法的许多独特的优点。例如，孔转换系统100使得孔模式能够被机械地从现有零件复制到新零件，而不需要数控机床、坐标镗床、计算机或者其他电子器件。系统100包括机械捕捉现有孔模式中每个孔的X-Y-Z位置和取向(即，5轴线)的万向节组件200。结果，孔转换系统100可以能够由无可靠电源的设置(例如，边远地区，不发达地区，等等)中的发电机有利地驱动。孔转换系统100还远远地比需要数控机床的传统技术方案更经济。

此外，孔转换系统100高度精确，如上所述，这部分地因为万向节组件200包括能够在Z-轴线上伸缩的空心轴套筒236。通过使得操作者能够调整空心轴套筒236的竖直位置，能够有利地将钻放置在第二工件附近，这将大大地减少钻的“步程”，并且提高了孔转换系统100的整体精度。

参考图5-6，本申请的系统和方法可以在如图5所示的飞行器制造和使用方法500以及如图6所示的飞行器600的背景中被实现。在预生产期间，示例性方法500可包括飞行器600的规格和设计502，以及材料采购504。在生产期间，发生飞行器600的部件和子组件制造506和系统整合508。然后，飞行器600可能会经过认证和交付510以便投入使用512。在客户使用512中，飞行器600定期进行日常维护和维修514(这会包括改进、重构、翻新等等)。

方法500的每个环节可能由系统集成商、第三方和/或操作者(例如：客户)完成或执行。对于本描述，系统集成商可能包括但不限于任何数量的飞行器制造者和主系统分包商；第三方包括但不限于任何数量的销售商、分包商和供应商；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。

如图6所示，根据示例性方法500生产的飞行器600可包括具有多个系统622和内部624的机身620。高级系统622的示例包括推进系统626、电气系统628、液压系统626和环境系统628中的一个或更多个。还会包括其他一些系统。尽管示出航空航天的例子，不过本公开的实施例的原则对其他的行业也适用，如汽车行业。

这里提到的设备和方法可在生产和使用方法500中的一个或更多个阶段期间使用。例如，与生产过程506对应的部件或子组件可以以类似于飞行器600在使用512时生产的部件或子组件类似的方式制作或制造。同样，一个或更多个设备实施例、方法实施例或其组合可以在生产阶段506和508期间使用，例如，可以大大加快飞行器600的组装或者降低飞行器600的成本。相似地，一个或更多个设备实施例、方法实施例或其组合可以应用于飞行器600处于使用512时，例如但不限于，维护和维修514时。

虽然已根据某些优选的配置描述了本公开，但是其他配置对于本领域的技术人员来说也是很显然的，包括这里没有阐述其特点和优点的一些配置，也在本公开的范围内。因此，本公开的范围只能通过参考附加权利声明和其等价物来限定。

Claims (14)

1.一种系统，其包括：

万向节，该万向节被锁紧圈和紧固螺母围绕，

其中所述万向节被设置成当所述紧固螺母松动时在所述锁紧圈内自由旋转并且当所述紧固螺母被拧紧时保持锁定在所述锁紧圈内的基本固定位置；以及

被装纳在所述万向节内的空心轴套筒，

其中所述空心轴套筒被配置为调整到相对于所述万向节的期望的竖直位置并进一步被配置成接收和固定钻适配器。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括调整螺母和锥形螺母，二者被联接到所述空心轴套筒并且被配置成将所述空心轴套筒调整到相对于所述万向节的期望的竖直位置。

3.根据权利要求1所述的系统，还包括：

可滑动地安装到X-Y转换台的台架；和

可滑动地安装到所述台架的横向滑座组件，

其中所述万向节被装纳在被联接到所述横向滑座组件的万向节组件内。

4.根据权利要求3所述的系统，还包括：

被联接到所述X-Y转换台的基座模块，

其中所述基座模块被配置成在X-轴线、Y-轴线和Z-轴线上的选定第一位置处接收并固定第一工件，所述第一工件具有以第一孔模式排列的多个孔，和

其中所述基座模块进一步被配置成接收并固定与所述第一工件基本相同的第二工件，其中所述第一孔模式需要被复制，所述第二工件被固定在选定第二位置处，以致所述第二工件在所述Y-轴线上基本间隔选定偏距d的情况下与所述第一工件基本平行，并且在所述X-轴线和所述Z-轴线上具有基本零偏移的情况下基本对齐于所述第一工件。

5.根据权利要求3所述的系统，还包括可滑动地安装到所述台架的转换杆，其中所述转换杆包括两个或更多个分度衬套，其间隔开选定偏距d并且被配置成与被联接到所述横向滑座组件的分度销接合。

6.一种用于将孔从第一工件复制到与所述第一工件基本相同的第二工件的方法，该方法包括：

将万向节组件定位在相对于所述第一工件在第一位置处的第一孔之上；

将段销插入到所述第一孔中；

将对准销插入到所述万向节组件内；

将所述对准销与所述段销机械地对准以便确定所述第一孔的第一向量；

固定与所述第一向量对准的所述万向节组件；

从所述万向节组件移除所述对准销；

从所述第一孔移除所述段销；

移动所述万向节组件到所述第二工件之上的第二位置，其中，相对于所述第二工件的所述第二位置与相对于所述第一工件的所述第一位置基本相同；

在所述第二位置处且在与所述第一向量基本相同的第二向量处在所述第二工件中钻取第二孔。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述万向节组件定位在所述第一孔之上包括沿一个或更多个基座导轨滑动台架以及沿一个或更多个台架导轨滑动横向滑座。

8.根据权利要求6所述的方法，其中，机械地对准所述万向节组件包括旋转和倾斜锁紧圈内的浮动万向节。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，固定所述万向节组件包括拧紧紧固螺母。

10.根据权利要求6所述的方法，还包括调整对准部件到所述万向节组件内的期望的竖直位置。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，调整所述对准部件包括将调整螺母旋转到期望的竖直位置，并且然后将锥形螺母拧紧直到其到达万向节的底部表面。

12.根据权利要求6所述的方法，还包括在所述万向节组件被固定成与所述第一向量对准之后，将所述万向节组件暂时固定在所述第一孔之上。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，暂时固定所述万向节组件包括使得锁定夹接合于转换杆，其中该转换杆可滑动地安装到装纳有所述万向节组件的台架。

14.根据权利要求6所述的方法，其中，将所述万向节组件移动到所述第二工件之上的所述第二位置包括：

使得分度销脱离于第一分度衬套；

将所述横向滑座移动选定偏距d；和

使得所述分度销接合于第二分度衬套。