CN104812553A - 将薄膜材料施加到伸长构件的方法和装置 - Google Patents

Abstract

薄膜材料(32)被施加到伸长结构构件(34)的表面(60a)。沿着结构构件(34)移动的托架(36)在沿着结构构件(34)的单次行程中分配、压实以及切割薄膜材料(32)。

Description

将薄膜材料施加到伸长构件的方法和装置

技术领域

本公开总体涉及在基板上方施加薄膜，并且更特别涉及沿着伸长结构构件(例如，复合纵梁)的表面施加和修剪(trim)薄膜材料的方法和装置。

背景技术

复合结构和其他结构可以使用结构性薄膜粘合剂材料而被粘接在一起，所述结构性薄膜粘合剂材料可以包括用于控制粘接层厚度的载体(例如，薄亚麻布(scrim))。例如，在飞行器工业中，复合纵梁可以通过互相粘接或者使用结构性薄膜粘合剂材料以二次粘接操作而与另一复合零件(例如，蒙皮)结合，所述结构性薄膜粘合剂材料被施加在纵梁上的凸缘的表面上方。带有施加的薄膜粘合剂的纵梁凸缘被放置抵靠蒙皮，并且使用热技术或其他技术将薄膜粘合剂固化。

准备长复合结构构件(例如，飞行器纵梁)以便进行粘合剂粘接操作是一个多阶段过程，其目前是耗时并且劳动密集的。薄膜粘合剂材料被人工铺开到纵梁的长度，在飞行器应用情况下，该长度可以是90英尺或者以上，并且接着必须从薄膜移除保护性聚酯衬料(backer)。整个长度的薄膜材料接着被一组工人翻转，以便将薄膜粘合剂的背面放置在纵梁的基座凸缘上。接着，工人将过多的薄膜材料从基座凸缘的边缘人工修剪掉。该手工修剪技术可以是枯燥、耗时的并且呈现出损伤基座凸缘边缘的风险，特别是在凸缘被切有斜角的情况下。在手工修剪期间，可能产生外来物体碎屑，如果其被粘结到纵梁，则会影响到粘接的期望度。在修剪之后，薄膜材料通过手工平滑，之后纵梁被翻转并且被真空袋处理，以便抵靠纵梁基座凸缘压实薄膜材料。

因此，需要一种用于将薄膜材料施加到长结构构件的方法和装置，该方法和装置减少对人工劳动的依赖，并且改善处理流程时间。还需要一种用于施加薄膜材料的方法和装置，该方法和装置提供迅速修剪过多的材料以匹配结构细节(detail)，并且消除真空袋压实的需要。

发明内容

所公开的实施例提供了一种用于将成卷的薄膜材料施加在长结构构件(例如，复合纵梁、翼梁、横梁以及加强板(doublers)等)的表面上方的方法和装置。薄膜材料施加器被用于沿着长结构构件的长度在单次行程(single pass)中放置、修剪薄膜材料、移除衬料并且压实薄膜材料。薄膜材料施加器和相关的施加方法可以减少处理流程时间，以及返回成本(包括劳动力和材料)。可以实现改进的材料利用率和改进的薄膜材料均匀性以及装配。在修剪薄膜材料期间对结构构件边缘的潜在损伤也可以被减少或消除。薄膜施加器避免了使用机载马达和自动控件，因此相对简单、可靠并且容易使用。薄膜施加器能够被容易地装配，并且由生产工人人工操作。

根据一个公开的实施例，提供了一种用于将薄膜施加到伸长构件的表面的装置。该装置包括托架、适于安装托架以便沿着伸长构件移动的辊以及在托架上的用于分配薄膜的薄膜材料的供应装置。该装置进一步包括在托架上的用于抵靠伸长构件的表面压实薄膜的压实辊和用于当托架沿着伸长构件的移动时修剪薄膜材料的两个边缘的薄膜切割器组件。

伸长构件可以包括顶部、底部以及侧面，并且辊接合伸长构件的顶部、底部以及侧面。辊可以包括安装在托架上的用于夹紧伸长构件的侧面的前辊和后辊，以及安装在托架上的用于接合伸长构件的顶部的前牵引轮胎和后牵引轮胎。薄膜包括衬料，并且该装置进一步包括衬料卷绕卷盘和衬料卷绕驱动组件，衬料卷绕卷盘被安装在托架上，用于当薄膜正在从薄膜的供应装置分配时卷绕并且积累衬料，衬料卷绕驱动组件用于当托架沿着伸长构件移动时驱动衬料卷绕卷盘旋转。薄膜的供应装置包括被安装以便在托架上旋转的薄膜材料供给辊，并且衬料卷绕驱动组件通过薄膜供给辊的旋转而被驱动。薄膜切割器组件可以包括被枢转地附连到托架的一对横向间隔的臂和被分别附连到所述臂用于当托架沿着伸长构件移动时切割薄膜材料的边缘的一对切割器刀。薄膜切割器组件进一步包括用于引导薄膜材料的引导槽和适于滑动地接合伸长构件的边缘的从动件表面。从动件表面与切割器刀耦接并且引导切割器刀沿着伸长构件的边缘切割薄膜材料。

根据另一实施例，提供了一种用于将薄膜材料施加到伸长复合纵梁的凸缘表面的装置。该装置包括适于被安装在伸长复合纵梁上并且可沿着伸长复合纵梁移动的托架，被安装在托架上的用于当托架沿着纵梁移动时抵靠凸缘表面压实薄膜材料的压实辊，以及在托架上的适于保持一定量的薄膜材料并且将薄膜材料分配给压实辊的材料供给辊组件。该装置可以进一步包括在托架上的适于当薄膜材料正在被分配给压实辊时将薄膜材料上的衬料卷绕的卷绕卷盘，在托架上的用于当托架沿着复合纵梁移动时对凸缘表面加热的加热器，以及在薄膜材料已经抵靠凸缘表面被压实之后修剪薄膜材料的边缘以匹配复合纵梁的外形的薄膜修剪器。托架包括：上框架，其适于被定位在凸缘表面上方并且在其上安装有压实辊、薄膜材料供给辊组件、卷绕卷盘、加热器以及薄膜切割器；和下框架，其适于被布置在凸缘表面下方。该装置可以进一步包括在下框架上的用于抵靠伸长复合纵梁夹紧托架的辊，被安装在上框架上的用于卷绕薄膜材料上的衬料的衬料卷绕卷盘，以及被耦接在薄膜供给辊组件和衬料卷绕卷盘之间的用于驱动衬料卷绕卷盘的旋转的驱动装置。薄膜修剪器包括适于接合并且跟随凸缘表面的相对的边缘的一对从动件和被分别枢转地安装在从动件上的用于沿着凸缘表面的相对的边缘切割薄膜材料的一对切割器刀。

根据又一实施例，提供了一种用于将薄膜材料施加到伸长构件的表面的方法。该方法包括：沿着伸长构件的表面移动托架；从托架上的材料供应装置分配薄膜；当托架沿着伸长构件的表面移动时，使用托架上的压实辊抵靠伸长构件的表面压实薄膜；以及修剪已经抵靠伸长构件的表面被压实的薄膜的边缘，包括当托架沿着伸长构件的表面移动时使用托架移动至少一个切割器通过薄膜。当托架沿着伸长构件的表面移动时，分配、压实以及修剪在单次行程中被执行。该方法可以进一步包括从正在被分配的薄膜去除衬料并且将衬料积累在托架上的衬料卷绕卷盘上。修剪薄膜的边缘包括：当托架沿着伸长构件的表面移动时，拖动一对切割器刀通过薄膜；跟随伸长构件的边缘；以及移动切割刀以便跟随伸长构件表面的边缘。

根据又一实施例，提供了一种用于将薄膜材料施加在复合纵梁上的凸缘表面的长度上方的方法。该方法包括：将薄膜材料施加器放置在凸缘表面上；沿着复合纵梁的长度移动薄膜材料施加器；当薄膜材料施加器沿着复合纵梁的长度移动时，使用薄膜材料施加器分配薄膜材料并且将其施加到凸缘表面；以及当薄膜材料施加器沿着复合纵梁的长度移动时，使用薄膜材料施加器修剪薄膜材料的边缘以便基本匹配凸缘表面的边缘。将薄膜材料施加器放置在凸缘表面包括，抵靠复合纵梁的顶部、底部以及侧面夹紧薄膜材料施加器。使用薄膜材料施加器修剪薄膜材料的边缘包括：跟随凸缘表面的边缘；移动切割刀以跟随凸缘表面的边缘；以及使用切割刀以便沿着凸缘表面的边缘切割薄膜材料的边缘。该方法可以进一步包括，将切割薄膜材料的边缘所产生的废料薄膜卷绕在托架上的卷盘上。该方法也可以包括，将薄膜材料衬料卷绕在托架上的卷盘上。卷盘可以被允许在废料薄膜和薄膜材料衬料的卷绕期间使用滑动离合器来滑动。

特征、功能以及优点能够被独立地实现在本公开的不同实施例中，或者可以与其他实施例组合，通过参考以下描述和附图，能够看出进一步的细节。

附图说明

在所附权利要求书中陈述了被认为是说明性实施例的特性的新颖特征。然而，当结合附图一起阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的以下具体实施方式，将充分地理解说明性实施例以及优选的使用模式、进一步的目的以及优点，其中：

图1是根据公开实施例的薄膜材料施加器的功能性方框图的图示。

图2是具有基座凸缘表面的纵梁的透视图的图示，其中使用图1中所示的薄膜材料施加器将薄膜材料施加到所述基座凸缘表面。

图3是图2中所示的纵梁的端视图的图示。

图4是上透视图的图示，其示出处于将薄膜放置在纵梁凸缘上的过程中的薄膜材料施加器的一个侧面。

图5是与图4相似的图示，但是其示出薄膜材料施加器的相对/另一侧面。

图6是示出薄膜材料施加器的一个侧面的下透视图的图示。

图7是与图6相似的图示，但是其示出薄膜材料施加器的相对侧面。

图8-11是分别与图4-7相似的图示，但是其被放大以便示出薄膜材料施加器的额外的细节。

图12是薄膜材料施加器的后半部的透视图的图示，其示出薄膜切割组件和薄膜废料卷绕组件的细节。

图13是薄膜材料施加器的一侧的正视图的图示。

图14是薄膜材料施加器的另一侧的正视图的图示。

图15是薄膜材料施加器的俯视图的图示。

图16是薄膜供给辊组件的一侧的透视图的图示。

图17是薄膜供给辊组件的另一侧的透视图的图示。

图18是薄膜废料卷绕组件的透视图的图示。

图19是薄膜材料的透视图的图示，其图解地示出被分配、放置、修剪以及卷绕的部分。

图20是薄膜切割组件的前透视图的图示。

图21是薄膜切割组件的后透视图的图示。

图22是图20和图21中所示的薄膜切割组件的透视图的图示，其示出正被切割的薄膜的边缘。

图23是沿着伸长构件的表面施加薄膜材料的方法的实施例的流程图的图示。

图24是使用薄膜施加器将薄膜材料施加在纵梁的凸缘上的方法的流程图的图示。

图25是飞行器生产和维护方法的流程图的图示。

图26是飞行器的方框图的图示。

具体实施方式

首先参考图1，公开的实施例涉及在伸长结构构件34的表面60a上分配、放置、压实以及修剪薄膜材料32的装置30。为了简化描述，装置30将在下文中被称为薄膜施加器30，并且薄膜材料32可以被称为薄膜32、材料32或者薄膜材料32。在下文更详细论述的所示示例中，结构构件34是复合纵梁，然而应当理解，薄膜施加器30可以被用来将薄膜材料32施加到任何长的、相对窄的构件的表面，例如但不限于翼梁、横梁、加强板等。薄膜材料32可以包括被要求施加到伸长结构构件34的任何相对薄的柔性材料，例如但不限于粘合剂。

薄膜施加器30包括下文论述的若干功能部件，其被安装在托架36上以便通过夹送辊38沿着结构构件34滚动移动。夹送辊38接合并且夹紧结构构件34的顶部、底部以及侧面，以便当薄膜施加器30在行进或放置54的方向上沿着结构构件34的长度移动时，引导并且索引(index)薄膜施加器30。

薄膜施加器30包括薄膜供给辊组件40，薄膜供给辊组件40含有薄膜材料32的供应装置(supply)，所述薄膜材料32被分配并且供给到薄膜压实辊46。当托架36沿着结构构件34的长度移动时，薄膜压实辊46抵靠表面60a压实薄膜材料32。可选地，例如安装在托架36上的红外加热器的合适加热器52可以被用于对表面60a加热52a，之后立即放置并且压实薄膜32，以便提高薄膜材料32与表面60a的粘合。当薄膜32正在被分配时，衬料56(通常是保护性地覆盖薄膜材料32的聚酯薄膜材料)从薄膜材料32被拖离并且被供给到衬料卷绕卷盘42。安装在托架36上、在薄膜压实辊46后面的薄膜切割组件48修剪薄膜材料32的外边缘，以便基本匹配结构构件34的边缘。由该修剪操作产生的薄膜废料58被积累在薄膜废料卷绕组件50上，该薄膜废料卷绕组件50也被安装在托架36上。

现在参考图2和图3，结构构件34可以包括复合层压纵梁34，其以倒转的姿势显示在图中。纵梁34包括基座凸缘60和顶部凸缘62，基座凸缘60和顶部凸缘62通过中间腹板64连接，从而形成大体“T”形的横截面(以倒转的姿势)。基座凸缘60包括延伸纵梁34的整个长度的凸缘表面60a并且具有宽度“W”。在图2和图3中所示的示例中，宽度“W”沿纵梁34的整个长度基本恒定，然而在其他示例中，凸缘表面60a的宽度“W”可以变化。同样地，尽管所示的凸缘表面60a是基本平坦的，但是在其他示例中，凸缘表面60a可以沿着其长度被弯曲和/或扭曲。基座凸缘60的相对的两个纵向边缘66可以被切成斜角。为了将基座凸缘60粘接到另一个结构，例如且不限于蒙皮(未示出)，使用图1中所示并且在下文中将更详细描述的薄膜施加器30，将薄膜粘合剂施加在基座凸缘表面60a的上方。

将注意力转向图4-15，这些图说明了薄膜施加器30的一个实施例，其可以被用来将薄膜材料32放置在纵梁34的凸缘表面60a上。在该示例中，凸缘表面60a包括沿其相对的斜角边缘66的内向锥形部68(见图4和图5)。如图9、10、13以及14中所示，薄膜施加器30包括托架36，托架36包括通过支架86彼此固定附连的下框架84和上框架100。上框架100的相对的两侧上的手把98适于被工人抓紧以便处理和运输薄膜施加器30并且在薄膜施加过程期间沿着纵梁34人工移动它。附连到支架86的外末端的旋臂轮92可以被用于支撑薄膜施加器30并且沿着夹具(未示出)引导薄膜施加器30，所述夹具可以被用于在薄膜放置过程期间将纵梁34保持在固定且倒转的姿势。

安装在下框架84上的第一组纵向间隔的夹送辊38a(图6和图7)接合腹板64的相对的两侧64a(见图3)，由此在纵梁34上横向地索引托架36。夹送辊38a可以由任何合适的材料形成，例如但不限于合成橡胶，并且可以包括被弹簧加载以向内抵靠腹板64的侧面64a。在构造上与夹送辊38a相似的第二组纵向间隔的夹送辊38b(见图10和13)也被安装在下框架84上，并且向上支持抵靠基座凸缘60的下基座凸缘表面60b(见图3)。夹送辊38b可以被弹簧加载以向上抵靠下基座凸缘表面60b。夹送辊38b与下文讨论的其他部件相结合而垂直地索引托架36并且将薄膜施加器30夹紧到纵梁34上。夹送辊38a、38b等效地引导并且允许托架36沿着纵梁34的表面64a、64b(图3)滚动。

薄膜供给辊组件40大致包括可移除的供给辊96，一些薄膜材料32可以被存储在其上。当薄膜材料32从薄膜供给辊组件40被拖动时，衬料卷绕卷盘42卷绕并且积累薄膜材料32上的保护性衬料56。当托架36沿着纵梁34移动时，薄膜材料32被供给到压实辊46和凸缘表面60a之间的夹持部70(图13和图14)中。尽管图中未示出，但是薄膜材料32可以包括第二衬料，当薄膜材料32抵靠凸缘表面60a被压实时，第二衬料保持粘结到薄膜材料32。

现在具体参考图13-17，衬料卷绕卷盘42通过弹簧加载的滑动离合器76而被安装在轴80上，所述弹簧加载的滑动离合器76允许卷绕卷盘42在某些条件下(稍后讨论)相对于轴80滑动。如在图14和图17中最佳看到的，轴80连同供给辊96被轴颈安装(journal)以便在支撑支架106上旋转，所述支撑支架106被安装在上框架100上。轴80由卷绕卷盘驱动带108驱动，卷绕卷盘驱动带108与齿式皮带轮110耦接，齿式皮带轮110被附连到供给辊96并且通过供给辊96的旋转来驱动，使得在正常情况下，当薄膜32从供给辊96被拖动时，衬料卷绕卷盘42与供给辊96的旋转同步进行旋转。

现在再次参考图4-14，压实辊46被轴颈安装以便在上框架100上旋转并且适于抵靠凸缘表面60a支持。从供给辊96拖出的薄膜32被供给到夹持部70并且接着通过压实辊46抵靠凸缘表面60a压实，使得薄膜32基本均匀地粘结到凸缘表面60a。可选地，根据应用，合适的加热器52(可以包括但不限于，红外加热器)被安装在上框架100上，在压实辊46的前面，并且延伸横跨基座凸缘表面60a的基本整个宽度。加热器52用作在放置薄膜材料32之前对凸缘表面60a加热，以便促进薄膜与表面60a的粘结。在薄膜放置前一刻对基座凸缘表面60a加热的其他装置也是可能的。

位于中间的前牵引轮胎104(图5、9、13、14)被轴颈安装以便在上框架100上旋转，并且被定位在该组前向夹送辊38b上方。对该组前向夹送辊38b的弹簧加载使前牵引轮胎104被向下拖动抵靠基座凸缘表面60a，从而等效地将基座凸缘60“夹在”前牵引轮胎104和该组前向夹送辊38b之间。相似地，基座凸缘60被夹在压实辊46和夹送辊38a、38b之间。

现在参考图12-15以及图20-22，薄膜切割组件48包括一对横向间隔的连杆臂118，其通过枢轴销116被枢转地附连到安装支架114。安装支架114被固定到上框架100，如在图8以及图13-15中最佳看到的。切割器从动件臂94通过从动件126被枢转地附连到连杆臂118的外末端，从动件126通过枢轴129与连杆臂118附连。每个从动件126包括下引导表面126a(图21和图22)，当薄膜32经过薄膜切割组件48时，下引导表面126a抵靠并且引导薄膜32。下引导表面126a可以由耐磨损的低摩擦材料形成，例如但不限于，UHMW(超高分子量)聚乙烯。弹簧板128被固定到从动件126，并且尽管图中未显示，但是弹簧可以被连接在弹簧板128之间以便对连杆臂118进行偏置，从而向内朝彼此摆动。

每个切割器从动件臂94包括上从动件臂122和下从动件臂124，它们彼此互相间隔开以形成薄膜引导槽102，薄膜32的外边缘被供给到该薄膜引导槽102中。每个上从动件臂122被提供有轴承垫138，轴承垫138可以由耐磨损的低摩擦材料形成，例如UHMW聚乙烯，当薄膜32经过切割器从动件臂94中的引导槽102时，轴承垫适于抵靠薄膜32的外边缘。引导块132被附连到下从动件臂124的末端。枢轴块130被固定到引导块132并且包括上从动件表面130a，上从动件表面130a在几何上分别匹配到纵梁34的边缘66的外形。

在所示的示例中，上从动件表面130a被切有斜角以便匹配并且在薄膜32下方接合纵梁34的切有斜角的边缘66(图3)。枢轴块130的切有斜角的上从动件表面130a也可以包括耐磨损的一层低摩擦材料，例如UHMW聚乙烯。由合适的耐磨损材料(例如，碳化物)制成的切割器刀134通过指旋螺丝136可释放地附连到切割器从动件臂94，指旋螺丝136抵靠从动件126、枢轴块130以及引导块132对刀134进行保持。沿着纵梁34移动薄膜材料施加器30迫使切割器刀134通过薄膜材料32(包括可能存在于薄膜材料32上的任何衬料)，由此修剪薄膜材料32以沿着纵梁34的长度匹配基座凸缘表面60a的宽度。切割器刀134通过枢轴块130上的切有斜角的从动件表面130a而被引导，所述切有斜角的从动件表面130a被偏置为滑动接合纵梁34的切有斜角的边缘66(图3)。切有斜角的从动件表面130a以及切割器刀134的枢轴安装允许切割器刀134单独地跟随薄膜材料32并且沿着纵梁34的相对的切有斜角的边缘66切割薄膜材料32，由此使薄膜材料32的切割宽度与顶部凸缘60的几何形状匹配。

现在将注意力转向图12、13、15以及18，这些图说明了薄膜废料卷绕组件50的另外的细节。一对废料卷绕辊44通过滑动离合器72被安装在轴上，滑动离合器72允许辊44在某些条件下(稍后更详细地描述)相对于轴74滑动。轴74被轴颈安装以便在附连到一对相邻的安装支架86的直立卷绕支撑支架82上旋转。后牵引轮胎88可以由抵靠薄膜32实现牵引的任何合适的材料制成。后牵引轮胎88被安装以便在附连到支架86的一对横向间隔的臂85(见图18)上旋转。与牵引轮胎88的末端附连的齿轮112通过卷绕卷盘驱动带108被连接到轴74上的齿轮(未显示)。在薄膜放置过程期间由于在薄膜32上方滚动而导致的牵引轮胎88的旋转通过驱动带108驱动了卷绕辊44的旋转。

在操作中，薄膜材料32的供应装置被加载到供给辊96上，为用材料覆盖纵梁34的凸缘表面60做准备。如先前所讨论的，纵梁34可以被放置在夹具(未显示)中，该夹具被设计为在薄膜放置过程期间将纵梁34保持成固定且倒转的姿势。薄膜施加器30被加载到纵梁34的一个末端上并且薄膜32被向下拖动并且被拖进压实辊46和凸缘表面60a之间的夹持部70(图13)中，同时衬料56被分离并且部分地缠绕着衬料卷绕卷盘42。在夹具被用于保持纵梁34的情况中，旋臂辊92可以被放置在夹具上，为沿着纵梁34的长度滚动薄膜施加器30做准备。

工人抓住手把98以沿着纵梁34的长度移动薄膜施加器30。然而，在一些实施例中，可以使用计算机控制的设备、带有自供电操作的变体、或其他自动设备(未显示)来沿着纵梁34移动薄膜施加器30。加热器52紧接在压实辊46前面加热凸缘表面60a。薄膜施加器30的线性移动从薄膜供给辊96拖动薄膜材料32。当薄膜材料32被供给到压实辊46时，衬料56被卷绕在衬料卷绕卷盘42上，衬料卷绕卷盘42通过供给辊96的旋转而被皮带驱动。在供给辊96旋转得比衬料卷绕卷盘42快的情况下，滑动离合器76允许衬料卷绕卷盘42的动态滑动。

在薄膜32已经被压实在压实辊46下方之后，薄膜切割器组件48修剪掉薄膜32的边缘，以匹配凸缘表面60a的宽度，即使在基座凸缘表面60a的宽度可以沿着纵梁34的长度变化的情况下。如在图22中最佳看到的，连杆臂118的内向偏置使切割器刀134切割基座凸缘表面60a的边缘处的薄膜32。薄膜废料58经过切割器从动件臂94中的引导槽102并且被卷绕在废料卷绕辊44上。废料卷绕辊44通过后牵引轮胎88而被皮带驱动。在废料卷绕辊44旋转得比后牵引轮胎88慢的情况下，滑动离合器72允许辊44的动态滑动。图19图解地说明了薄膜材料放置过程期间对薄膜32的处理。薄膜材料32从供给辊96被拖动并且衬料56被卷绕在衬料卷绕卷盘42上。薄膜32被压实并且接着在61处被切割。当薄膜32被切割以匹配凸缘表面60a的宽度(包括沿着凸缘锥形件68的宽度)时，薄膜废料58被卷绕在薄膜废料卷绕卷盘44上。

图23示出将薄膜32施加到伸长构件34的表面60a的方法的总体步骤。在140处，托架36沿着伸长构件34的表面60a移动，并且在142处，薄膜32从托架36上的薄膜供应装置40分配。在144处，当托架36沿着表面60a移动时，使用压实辊46抵靠表面60a压实薄膜32。在步骤146处，使用托架36移动切割器刀134通过薄膜32，从而修剪薄膜32的边缘。

图24示出将薄膜材料32施加到复合纵梁34上的基座凸缘表面60a的长度上方的方法的总体步骤。开始于步骤148，薄膜材料施加器30被放置在凸缘表面68a上。在150处，沿着纵梁34的长度移动薄膜施加器30。在152处，当薄膜施加器30沿着纵梁34的长度移动时，使用薄膜施加器30分配薄膜材料32并且将薄膜材料32施加到凸缘表面60a。在154处，当薄膜施加器30沿着纵梁34的长度移动时，使用薄膜施加器30修剪薄膜材料32的边缘以基本匹配凸缘表面60a的边缘。

本公开的实施例可以在各种潜在应用中找到用途，特别是在运输工业中，包括例如航空航天、航海、汽车应用以及可能使用自动铺放设备的其他应用领域。因此，现在参考图25和图26，本公开的实施例可以被用在如图25所示的飞行器制造和维护方法160以及如图26所示的飞行器162的背景下。所公开的实施例的飞行器应用可以包括，例如但不限于纵梁、翼梁、加强板以及横梁等。在预生产期间，示例性方法160可以包括飞行器162的规格和设计164以及材料采购166。在生产期间，可以进行飞行器162的部件和子组件制造168以及系统集成170。之后，飞行器162可以经历检验和交付172以便投入使用174。在由顾客使用时，飞行器162定期进行日常维修和维护176，这也可以包括修改、重新配置、翻新等。

方法160的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，顾客)执行或实施。为了说明的目的，系统集成商可以包括但不限于，任何数量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何数量的销售商、转包商以及供应商；运营商可以是航空公司、租凭公司、军方实体、服务组织等。

如图26所示的，通过示例方法160生产的飞行器162可以包括机身178以及多个系统180和内部182。高级系统180的示例包括推进系统184、电气系统186、液压系统188以及环境系统190中的一个或多个。可以包括任意数量的其他系统。所公开的方法和装置可以被用来放置并且修剪一个或多个伸长部件上的薄膜材料，所述一个或多个伸长部件形成机身178或内部182的一部分，例如但不限于纵梁和翼梁。尽管示出了航空航天示例，但是本公开的原理可以被应用到其他行业，例如航海和汽车工业。

本文所体现的系统和方法可以被运用在生产和维护方法160的任何一个或多个阶段。例如，与生产过程168对应的部件或子组件可以用与当飞行器162处于使用中时生产组件或子组件相似的方式被制作或制造。同样，一个或多个装置实施例、方法实施例或其组合可以被用于生产阶段168和170期间，例如以显著加快飞行器162的组装或者减少飞行器162的成本。相似地，当飞行器162处于使用中时，可以利用装置实施例、方法实施例或其组合中的一个或多个，例如但不限于，以进行维修和维护176。

不同说明性实施例的描述出于说明和描述的目的已经被提出，并且不意在穷举或局限于公开形式的实施例。对于本领域普通技术人员来说，许多修改和变化将会是显而易见的。而且，与其他说明性实施例相比，不同说明性实施例可以提供不同的优点。选定的一个或多个实施例被挑选并且被描述以便充分地解释实施例的原理、实际应用，并且使本领域普通技术人员能够理解具有适于预期的特定用途的各种修改的不同实施例的公开。

Claims (23)

1.一种用于将薄膜材料施加到伸长构件的表面的装置，其包括：

托架；

辊，其适于安装所述托架以便沿着所述伸长构件移动；

所述托架上的薄膜材料的供应装置，其用于分配薄膜材料；

所述托架上的压实辊，其用于抵靠所述伸长构件的表面压实所述薄膜材料；以及

薄膜切割器组件，其用于当所述托架沿着所述伸长构件移动时，修剪所述薄膜材料的至少一个边缘。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述伸长构件包括顶部、底部以及侧面，并且所述辊接合所述伸长构件的顶部、底部以及侧面。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述辊包括：

前辊和后辊，其被安装在所述托架上，用于夹紧所述伸长构件的侧面；以及

前牵引轮胎和后牵引轮胎，其被安装在所述托架上，用于接合所述伸长构件的顶部。

4.根据权利要求1或2所述的装置，其中所述薄膜材料包括衬料并且所述装置进一步包括：

衬料卷绕卷盘，其被安装在所述托架上，用于当所述薄膜材料正在从所述薄膜材料的供应装置被分配时，卷绕并且积累所述衬料；以及

衬料卷绕驱动组件，其用于当所述托架沿着所述伸长构件移动时，驱动所述衬料卷绕卷盘旋转。

5.根据权利要求4所述的装置，其中：

所述薄膜材料的供应装置包括被安装以便在所述托架上旋转的薄膜供给辊，以及

所述衬料卷绕驱动组件通过所述薄膜供给辊的旋转被驱动。

6.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述薄膜切割器组件包括：

一对横向间隔的臂，其被枢转地附连到所述托架，以及

一对切割器刀，其被分别附连到所述臂，用于当所述托架沿着所述伸长构件移动时，分别切割所述薄膜材料的相对的两个边缘。

7.根据任一前述权利要求所述的装置，其中所述薄膜切割器组件包括：

一对切割器刀，其被枢转地安装在所述托架上，用于当所述托架沿着所述伸长构件移动时，分别切割所述薄膜材料的相对的两个边缘。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述薄膜切割器组件进一步包括：

从动件表面，其与所述切割器刀耦接，以便可滑动地接合并且跟随所述伸长构件的表面的相对的边缘。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述伸长构件的表面的相对的边缘被切有斜角，并且其中：

所述从动件表面被切有斜角，以便基本匹配所述伸长构件的表面的切有斜角的相对的边缘的几何形状。

10.根据权利要求6所述的装置，其中所述薄膜切割器组件进一步包括：

引导槽，其用于引导所述薄膜材料，以及

表面，其适于接合所述伸长构件的边缘并且其外形基本匹配所述伸长构件的边缘的外形。

11.一种用于将薄膜材料施加到伸长复合纵梁的凸缘表面的装置，其包括：

托架，其包括适于被安装在所述伸长复合纵梁上并且能够沿着所述伸长复合纵梁移动；

压实辊，其被安装在所述托架上，用于当所述托架沿着所述纵梁移动时，抵靠所述凸缘表面压实薄膜材料；

所述托架上的薄膜供给辊组件，其适于保持一定量的薄膜材料并且将所述薄膜材料分配给所述压实辊；

所述托架上的卷绕卷盘，其适于当所述薄膜材料正在被分配给所述压实辊时，卷绕所述薄膜材料上的衬料；

所述托架上的加热器，其用于当所述托架沿着所述复合纵梁移动时，加热所述凸缘表面；以及

薄膜修剪器，其用于在所述薄膜材料已经抵靠所述凸缘表面被压实之后，修剪所述薄膜材料的边缘以匹配所述复合纵梁的外形。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述托架包括：

上框架，其适于被定位在所述凸缘表面上方，并且在所述上框架上安装有所述压实辊、薄膜供给辊组件、卷绕卷盘、加热器以及薄膜修剪器；以及

下框架，其适于被布置在所述凸缘表面下方。

13.根据权利要求12所述的装置，其进一步包括：

所述下框架上的辊，其用于抵靠所述伸长复合纵梁夹紧所述托架。

14.根据权利要求12所述的装置，其进一步包括：

衬料卷绕卷盘，其被安装在所述上框架上，适于卷绕所述薄膜材料上的衬料；以及

驱动装置，其被耦接在所述薄膜供给辊组件和所述衬料卷绕卷盘之间，用于驱动所述衬料卷绕卷盘的旋转。

15.根据权利要求11-14中任一项所述的装置，其中所述薄膜修剪器包括：

从动件，其适于接合并且跟随所述凸缘表面的相对的边缘；以及

一对切割器刀，其被分别枢转地安装在所述从动件上并且与所述从动件耦接，用于沿着所述凸缘表面的相对的边缘切割所述薄膜。

16.一种将薄膜材料施加到伸长构件的表面的方法，其包括：

沿着所述伸长构件的表面移动托架；

从所述托架上的薄膜材料供应装置分配薄膜材料；

当所述托架沿着所述伸长构件的表面移动时，使用所述托架上的压实辊抵靠所述伸长构件的表面压实所述薄膜材料；以及

修剪已经抵靠所述伸长构件的表面被压实的所述薄膜材料的边缘，包括当所述托架沿着所述伸长构件的表面移动时，使用所述托架移动至少一个切割器通过所述薄膜材料。

17.根据权利要求16所述的方法，其中当所述托架沿着所述伸长构件的表面移动时，分配、压实以及修剪在单次行程中被执行。

18.根据权利要求16或17所述的方法，其进一步包括：

从正在被分配的薄膜材料去除衬料，以及

将所述衬料积累在所述托架上的衬料卷绕卷盘上。

19.根据权利要求16-18中任一项所述的方法，其中修剪所述薄膜材料的边缘包括：

当所述托架沿着所述伸长构件的表面移动时，拖动一对切割器刀通过所述薄膜材料，

跟随所述伸长构件的表面的边缘，以及

移动所述切割器刀以跟随所述伸长构件的表面的边缘。

20.一种将薄膜材料施加在复合纵梁上的凸缘表面的长度上方的方法，其包括：

将薄膜材料施加器放置在所述凸缘表面上；

沿着所述复合纵梁的长度移动所述薄膜材料施加器；

当所述薄膜材料施加器沿着所述复合纵梁的长度移动时，使用所述薄膜材料施加器分配薄膜材料并且将薄膜材料施加到所述凸缘表面；以及

当所述薄膜材料施加器沿着所述复合纵梁的长度移动时，使用所述薄膜材料施加器修剪所述薄膜材料的边缘以基本匹配所述凸缘表面的边缘。

21.根据权利要求20所述的方法，其中将所述薄膜材料施加器放置在所述凸缘表面上包括，抵靠所述复合纵梁的顶部、底部以及侧面夹紧所述薄膜材料施加器。

22.根据权利要求20或21所述的方法，其中使用薄膜材料施加器修剪所述薄膜材料的边缘包括：

跟随所述凸缘表面的边缘，

移动切割器刀以跟随所述凸缘表面的边缘，以及

使用所述切割器刀沿着所述凸缘表面的边缘切割所述薄膜材料的边缘。

23.根据权利要求22所述的方法，其进一步包括：

将切割所述薄膜材料的边缘所产生的废料薄膜卷绕在所述薄膜材料施加器上的卷盘上。