CN108273674B - 自动化无遮蔽油漆施加器 - Google Patents

自动化无遮蔽油漆施加器 Download PDF

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Abstract

本发明的名称是自动化无遮蔽油漆施加器。用于处理表面的施加器组件包括配置为在表面上分配处理材料的材料施加器和配置为支撑和定位材料施加器的分配端的施加器夹具。施加器尖端被插入在施加器夹具中形成的分配孔，和施加器尖端配置为接收来自材料施加器的分配端的处理材料。施加器组件进一步包括配置为可滑动地附接材料施加器和施加器夹具至组件支撑框架的施加器支架。额外地，操作地附接至组件支撑框架和施加器支架的自动化施加器致动器在第一位置和第二位置之间操纵施加器支架。

Description

自动化无遮蔽油漆施加器
技术领域
本公开内容一般涉及表面处理系统，和更具体地涉及用于为表面喷漆的自动化无遮蔽(maskless)表面处理系统。
背景技术
处理和涂布机器——诸如商用飞机——的结构表面是长时间且大规模的过程。表面处理常常需要涂布包括多种几何形状的结构表面——诸如平的、凹的、凸的和其他这类形状表面。此外，涂布结构表面包括施加用于工程性质的多个涂层，以及施加装饰性涂装(livery)。经常地，使用复杂的过程施加每个随后的层或涂层，其需要在需要多种着色油漆或其他涂料的地方施加其之前执行的一系列遮蔽操作。例如，当形状或文本将被喷漆在表面上时，在掩膜(一个或多个)上和/或周围喷漆之前，手动地遮蔽形状或文本。而且，在可以施加下一层之前，每个层或涂层必须固化或充分干燥。固化时间可以持续上至若干小时，并因此为整个表面处理过程增加显著的时间。这些遮蔽、喷漆和固化操作被顺序地重复，直到完成外表面处理。因此，在具有多种轮廓表面的大面积上执行这些过程可能需要显著量的时间和资源。
发明内容
根据本公开内容的一个方面，公开了施加器组件。施加器组件包括组件支撑框架和配置为在表面上分配处理材料的材料施加器。施加器组件进一步包括形成内部空间并且具有分配孔的施加器夹具。施加器夹具配置为在内部空间内支撑和定位材料施加器的分配端。施加器组件进一步包括施加器尖端，其插入在施加器夹具中形成的分配孔。施加器尖端从内部空间延伸至施加器夹具外部的位置并且施加器尖端配置为接收来自材料施加器的分配端的处理材料。施加器组件进一步包括施加器支架，其附接至材料施加器和施加器夹具，施加器支架配置为可滑动地附接材料施加器和施加器夹具至组件支撑框架。自动化施加器致动器操作地附接至组件支撑框架和施加器支架，自动化施加器致动器配置为在第一位置和第二位置之间操纵施加器支架。
根据本公开内容的另一方面，公开了用于向表面施加处理材料的表面处理系统。表面处理系统包括配置为利用处理材料处理表面的施加器组件，并且施加器组件包括组件支撑框架和配置为在表面上分配处理材料的材料施加器。施加器组件进一步包括形成内部空间并且具有分配孔的施加器夹具。施加器夹具配置为在内部空间内支撑和定位材料施加器的分配端。额外地，施加器尖端插入在施加器夹具中形成的分配孔并且施加器尖端从内部空间延伸至施加器夹具外部的位置。施加器尖端配置为接收来自材料施加器的分配端的处理材料。施加器组件进一步包括施加器支架，其附接至材料施加器和施加器夹具。施加器支架配置为可滑动地附接材料施加器和施加器支架至组件支撑框架。此外，自动化施加器致动器操作地附接至组件支撑框架和施加器支架，并且自动化施加器致动器配置为在第一位置和第二位置之间操纵施加器支架、材料施加器和施加器夹具。表面处理系统进一步包括压力容器，其配置为容纳处理材料，并且压力容器连接至材料供应管线，所述材料供应管线从压力容器延伸至材料施加器。材料供应管线配置为供应处理材料至材料施加器，其中，压力容器连接至材料供应管线。表面处理系统进一步包括机器人臂，其可操作地附接至组件支撑框架并且配置为在表面处理期间移动和定位施加器组件。而且，至少一个传感器被操作地附接至施加器组件并且配置为感测和扫描表面以产生表面数据集。而且，表面处理系统包括控制器，其可通信地连接至施加器组件并编程以操作自动化施加器致动器，从而在至少第一位置和第二位置之间操纵施加器组件，和从而选择性地操作材料施加器，使得处理材料被施加至表面。
根据本公开内容的仍另一方面，公开了利用表面处理系统处理表面的方法。表面处理方法包括确定用于向表面施加处理材料的机器人臂的处理开始位置，其中施加器组件被附接至机器人臂。方法进一步包括移动机器人臂至处理开始位置和使施加器组件与表面对齐。额外地，方法包括利用配置为分配处理材料的材料施加器使施加器组件的施加器尖端饱和。而且，方法包括在第一位置和第二位置之间利用自动化施加器致动器操纵施加器组件，以相对于表面定位施加器组件。方法进一步包括选择性操作施加器组件以向表面施加处理材料。
本文公开的特征、功能和优势可以在各种实施方式中独立地实现或可以在仍其他实施方式中组合，参考下面的描述和附图可以更好地认识到其细节。
附图说明
图1是根据本公开内容构造的示例性飞行器的透视图；
图2是根据本公开内容的包括一组机翼和自动化机器人组件的示例性工作区的俯视图；
图3是根据本公开内容的附接至图2的自动化机器人组件的示例性施加器组件的透视图；
图4是根据本公开内容的图3的施加器组件的截面图；
图5是根据本公开内容的图3-4的示例性施加器组件的部分的透视图；
图6是根据本公开内容的示例性表面处理控制系统的示意图；和
图7是图解根据本公开内容的处理表面的示例性方法的流程图。
应当理解，附图不必须按比例，并且公开的实施方式被概略地、示意性地和在一些情况中以部分视图图解。在某些例子中，可能已经省略了对于理解公开的方法和装置不必须的和使得其他细节难于查知的细节。应当进一步理解，下面的具体实施方式仅仅是示例性的并非意图在其应用或用途中是限制性的。因此，虽然出于解释方便的目的仅在说明性实施方式中描绘和描述了本公开内容，但是本公开内容可以在本文中没有显示或描述的众多其他实施方式中和各种系统和环境内实施。
具体实施方式
下面的具体实施方式旨在提供自动化表面处理(如，喷漆)系统和使用该自动化表面处理系统处理表面的方法的描述。在一个非限制性实例中，自动化表面处理系统可以被用于至少消除覆盖不被处理(如，被喷漆)的表面部分的遮蔽步骤。额外地，自动化表面处理系统可以增加表面处理的质量，这是因为去除了手动遮蔽步骤。此外，去除手动遮蔽过程可以减少表面处理时间，这是因为处理方法不再需要等待在手动遮蔽步骤之前先前施加的油漆涂层完全固化。本公开内容的实际范围由所附权利要求限定。
参考图1，图解了组装的飞行器。飞行器20的一个限制性实例是飞机的实例；然而，本公开内容还适用于其他类型的飞行器和机器。如所图解，飞行器20配置具有机体22，其包括机身24、机翼26和尾翼部分28。在一些实施方式中，一个或多个推进单元30被附接至每个机翼26，从而在行进方向上推进飞行器20。此外，机翼26固定地附接至机身24，并且推进单元30附接至机翼26的下侧表面，然而，推进单元30的其他附接位置是可能的。在一些实施方式中，机翼26被定位在沿机身24基本上居中的位置处，并且机翼26配置为包括多个襟翼32、前缘装置34和周缘装置36(即，小翼)。而且，在飞行器20的操作期间，襟翼32、前缘装置34和周缘装置36能够在多个位置中调节，从而控制和稳定飞行器20。例如，襟翼32和前缘装置34在若干不同位置中是可调节的，以产生机翼26的期望的升力特性。额外地，机体22的尾翼部分28包括提供飞行器20的其他稳定性和可操纵性功能的零件，诸如升降舵38、方向舵40、垂直安定面42和水平安定面44。
图2图解了定位在工作区46内并且与飞行器20的其他零件拆开的机翼26的一个非限制性实例。一般而言，飞行器20(图1)的机翼26和其他零件由铝、铝合金、钛、碳复合材料或其他适合的材料构造。而且，机翼26配置为形成空气动力学结构，其并入多种表面几何形状，诸如但不限于平的表面、凹的表面、凸的表面和其他这类表面结构。在一些实施方式中，多种表面几何形状(即，平的、弯曲的、凹的、凸的)组合使用以形成机翼26，并因此沿机翼26的长、宽或其他这类维度产生变化的尺寸、形貌(topography)和其他这类特性。在一个非限制性实例中，机翼表面50(即，机翼26的顶和底表面)具有形成平的表面48的部分。而且，机翼26的前缘装置34产生机翼26的更圆的或弯曲的表面52，并且机翼表面50的其他部分具有可变的形貌(即，凸的和凹的)。额外地，应当理解，虽然图2中图解了机翼26，但是本公开内容的实施方式也适于飞行器20的其他零件和系统。
在飞行器20(图1)的制造和/或维护期间，机翼26和其他零件没有与机身24(图1)组装在一起或从机身24拆卸并定位在工作区46内以执行一个或多个制造或常规维护步骤。在一个非限制性实例中，飞行器20的制造和/或维护包括在机翼表面50上提供一种或多种表面处理。一般而言，机翼表面50的表面处理包括每个机翼26的平的表面48、弯曲的表面52和其他部分的清洁、打磨、喷底漆、喷漆、保护、修复或其他表面处理中的一种或多种。而且，向机翼表面50施加表面处理层51(即，油漆、底漆、透明涂料)的一个非限制性实例包括施加直线、曲线、图形图案和文本描述(即，“无梯级”、“热”、“警示”)以警告或传达关于飞行器20(图1)的机翼26或其他零件的某些指令。额外地或可选地，表面处理层51提供表面保护对抗机翼26在操作期间遭遇的恶劣的环境条件，和线、图形图案或文本描述有助于鉴定和区分飞行器20(图1)的机翼26和其他零件的特定(如，敏感)部分。
如图2中所进一步图解的，在将机翼26和其他零件连接在一起形成飞行器20(图1)之前，通过在工作区46内定位机翼26，准备每个机翼26用于施加表面处理层51。然而，在可选实施方式中，诸如但不限于，在飞行器20(图1)的维护或保养期间，为附接至机身24(图1)的机翼26、尾翼部分28(图1)和其他零件施加表面处理层51是可能的。如在图2中进一步所图解的，在机翼26未附接至机身24(图1)的实施方式中，每个机翼26通过多个自动化引导交通工具54(AGV)或其他这类移动装置被递送至工作区46。例如，AGV 54沿每个机翼26的下侧定位并提供足够的支撑，同时AGV 54移动机翼26进入处理位置，以及在表面处理期间支撑每个机翼26。在一些实施方式中，在AGV 54移动机翼26进入工作区46之后，一个或多个机翼支撑结构56沿每个机翼26的下侧定位以在表面处理期间提供额外的支撑。虽然图2中显示使用AGV 54和机翼支撑结构56，但是使用其他移动和支撑装置诸如台架、传送带系统等也是可能的。
额外地，工作区46装备有至少一个自动化机器人组件58，其包括机器人臂60和可操作地附接至机器人臂60的施加器组件62。在一些实施方式中，施加器组件62配置为向飞行器20(图1)的机翼表面50施加处理材料64，诸如但不限于底漆、基础涂布油漆、顶涂布油漆、透明涂料或其他这类材料。额外地，机器人臂60配置为具有至少一个机器人臂关节66的铰接装置，其允许在施加处理材料64期间操纵和调节机器人臂60。此外，在一个非限制性实例中，自动化机器人组件58和施加器组件62被安装在表面处理AGV 68上，类似于用于移动机翼26进入和离开工作区46的AGV 54。表面处理AGV 68配置为当自动化机器人组件58和施加器组件62处理机翼表面50时沿工作区46的长度L-L移动。在一个实施方式中，表面处理AGV 68附接至一组AGV导轨70，其沿机翼26横向地定位并配置为沿工作区46的长度L-L行进。此外，一些实施方式包括至少两组AGV导轨70，其在工作区46内间隔开，使得机翼26或其他零件在两组AGV导轨70之间被定位并且基本上居中。因此，在机翼表面50处理期间，一个或多个自动化机器人组件58和施加器组件62被定位在机翼26的任一侧上。在可选的实施方式中，表面处理AGV 68配置具有不需要安装在一组AGV导轨70上的一组地面接合元件(即，轨道或轮子)。这类表面处理AGV68沿工作区46的地面直接行进，同时自动化机器人组件58和施加器组件62沿机翼表面50施加处理材料64。
在可选的实施方式中，代替使用表面处理AGV 68，自动化机器人组件58和施加器组件62被安装在定位于机翼26之上的高架台架72上。在一些实施方式中，自动化机器人组件58可操作地附接至高架台架72，使得自动化机器人组件58从高架台架72垂挂，并且机器人臂60和施加器组件62被操纵和调节以向机翼表面50施加处理材料64。
现在参考图3和4，并且继续参考图2，显示了示例性施加器组件62。在一些实施方式中，施加器组件62包括材料施加器74，其配置为分配处理材料64至机翼表面50或飞行器20(图1)的其他这类位置上。在一个非限制性实例中，材料施加器74是气动膜和材料涂布器，当材料被施加至表面时，其不喷雾或以其他方式原子化材料为小滴。额外地，配置为气动膜和材料涂布器的材料施加器74可以消除使用喷雾或原子化材料沉积出现的过喷雾。因此，材料施加器74可以提供若干益处，诸如但不限于，消除对遮蔽围绕区域的需要，减少工作区46周围的通风需求，和减少浪费的处理材料64。
在一个非限制性实例中，施加器组件62包括压力容器76，其配置为储存和加压处理材料64的供给。一般地，压力容器76配置为具有5至20磅每平方英寸(psi)(34.5至137.9千帕斯卡(kPa))的加压范围；然而，用于压力容器76和处理材料64的其他压力范围是可能的。而且，压力容器76通过材料供应管线78连接或以其它方式联接至材料施加器74，所述材料供应管线78将处理材料64从压力容器76转移至材料施加器74。在图3中，施加器组件62的一个非限制性实例图解了材料供应管线78包括流量限流器79，诸如但不限于，针型阀、质量流量控制器或其他这类流量限制装置。可以调节流量限流器79以控制压力容器76和材料施加器74之间的处理材料64的流速。
额外地，在一些实施方式中，材料施加器74或施加器组件62的其他零件进一步包括处理材料控制阀80，其选择性地打开或闭合以允许处理材料64从压力容器76流动至材料施加器74，或以其他方式从压力容器76转移至材料施加器74。例如，图3显示了材料施加器74，其配置具有连接至材料供应管线78的第一端的处理材料控制阀80。因此，选择性地打开处理材料控制阀80允许在压力下储存在压力容器76中的处理材料64从压力容器76流动通过材料供应管线78至材料施加器74。此外，在一个非限制性实例中，施加器组件62配置为包括流量限流器79和处理材料控制阀80二者，以调节和控制处理材料64在压力容器76和材料施加器74之间的流动。然而，施加器组件62的零件的其他配置是可能的。在可选的实施方式中，处理材料控制阀80可以并入有压力容器76和/或材料供应管线78。额外地，在仍可选的实施方式中，材料施加器74和压力容器中的每个配置具有处理材料控制阀80，其选择性地打开和关闭以控制处理材料64在压力容器76和材料施加器74之间的移动。
在一些实施方式中，可以额外地为施加器组件62并入泵81并连接其至材料供应管线78。泵81可以配置为在压力容器76和材料施加器74之间泵送处理材料64。一般地，泵81是低压泵，诸如但不限于，蠕动泵、气动泵、隔膜泵、离心泵或其他低压泵。而且，泵81配置为递送流速足够低(即，低至1ml/min)的处理材料64，使得在施加处理材料64期间泵81可以保持处于主动泵送态。例如，泵81可以配置为产生处理材料64从压力容器76至材料施加器74的连续流动。额外地，流量限流器79和/或处理材料控制阀80可以与泵81一起使用，以在机翼表面50(图2)上施加处理材料64期间调节和控制处理材料64从压力容器76至材料施加器74的流动。
如图3和4中进一步所图解的，施加器组件62的实施方式包括组件支撑框架82，其配置为附接施加器组件62至自动化机器人组件58(图2)。而且，在一些实施方式中，利用一个或多个容器紧固件84——诸如螺钉、螺栓、销或其他这类装置——将压力容器76安装至或以其它方式附接至组件支撑框架82。额外地，施加器组件62包括施加器夹具86，其配置为支撑和定位材料施加器74的分配端88。在一个非限制性实例中，施加器夹具86由安装在一起并由一个或多个夹具紧固件94——包括但不限于螺钉、螺栓、销或其他这类装置——紧固的第一片90和第二片92形成。此外，施加器夹具86的第一和第二片90、92配置为形成施加器孔96，使得材料施加器74的分配端88延伸进入并由施加器夹具86固定。额外地，在一些实施方式中，施加器夹具86包括第三片98(图4)，其附接至第一和第二片90、92并配置为限定施加器夹具86的内部空间100(图4)。在可选的实施方式中，施加器夹具86可以由单个整体片形成。
此外，配置施加器夹具86使得分配端88插入通过施加器孔96并延伸进入施加器夹具86的内部空间100。而且，如图4中所进一步图解的，施加器夹具86包括凸起唇缘(raisedlip)102和分配孔104。在一个非限制性实例中，施加器孔96和分配孔104彼此对齐并在施加器夹具86的相对端形成。然而，施加器孔96和分配孔104的其他配置是可能的。在一些实施方式中，分配孔104从施加器夹具86的内部空间100延伸至外部，使得由材料施加器74分配的处理材料64被施加至机翼表面50(图2)或飞行器20(图1)上的其他期望的施加位置。额外地，在实施方式中，凸起唇缘102配置为圆周包围内部空间100内的分配孔104，使得任何过量的处理材料64被保留在施加器夹具86的内部空间100内并且不允许通过分配孔104被分配。如图4中进一步图解的，在一些实施方式中，材料施加器74的分配端88被定位远离包围分配孔104的凸起唇缘102一定距离106。而且，配置施加器夹具86，使得材料施加器74的分配端88的位置是可调节的，从而改变(即，增加或减小)分配端88和凸起唇缘102之间的距离106。例如，调节(即，增加或减小)材料施加器74的分配端88和包围分配孔104的凸起唇缘102之间的距离106，从而优化由施加器组件62分配处理材料64。
此外，施加器夹具86的实施方式包括施加器尖端108，其插入分配孔104。施加器尖端108定位在分配孔104内，使得施加器尖端108从内部空间100延伸通过分配孔104至施加器夹具86的外部。在一些实施方式中，施加器尖端108由吸收泡沫材料形成，以提供沿分配在机翼表面50上的处理材料64的线的独特的(即，尖锐的)边缘。然而，施加器尖端108可由可选的吸收材料形成，诸如但不限于，聚合物、纤维状刷、布或其他吸收材料。而且，施加器尖端108的内部部分110延伸通过分配孔104并进入施加器夹具86的内部空间100，并且施加器尖端108的内部部分110与材料施加器74的分配端88对齐。而且，施加器尖端108的内部部分110被凸起唇缘102包围。因此，材料施加器74分配处理材料64，使得施加器尖端108的内部部分110吸收分配的处理材料64并由其变得饱和。额外地，施加器尖端108包括外部部分112，其与机翼表面50(图2)邻近定位或在一些情况中与其直接接触，并且配置为沿机翼表面50(图2)或其他这类待处理的期望表面施加和分布处理材料64。在一个非限制性实例中，施加器尖端108的外部部分112配置为沿机翼表面50连续地和平滑地施加处理材料64的线性图案。然而，施加器尖端108的外部部分112的其他形状和配置是可能的，这取决于应用需要。
图3-4中进一步图解的，施加器组件62的示例性实施方式包括施加器支架114，其附接至材料施加器74和施加器夹具86。而且，施加器支架114被安装至或以其它方式附接至组件支撑框架82。在一个非限制性实例中，组件支撑框架82包括致动导轨116，或其他致动引导装置，并且施加器支架114可滑动地附接至致动导轨116。在一个非限制性实例中，致动导轨116以垂直取向配置，并且施加器支架114附接至致动导轨116，使得当施加器支架114沿致动导轨116滑动时，材料施加器74、施加器夹具86和施加器尖端108被升高和降低。因此，施加器支架114沿致动导轨116在第一方向上滑动以接合施加器尖端108与机翼表面50或其他待处理的表面或与其邻近定位。可选地，施加器支架114沿致动导轨116在相反的第二方向上滑动，以分开或升高施加器尖端108远离机翼表面50。而且，在一些实施方式中，施加器致动器118附接至组件支撑框架82和施加器支架114并且施加器致动器118配置为在至少第一位置120(即，升高的位置)和第二位置122(即，降低的位置)之间致动施加器支架114。
返回参考图3，施加器组件62的实施方式配置具有操作地附接至施加器夹具86或施加器组件62的其他零件的至少一个传感器124。在一个非限制性实例中，一个或多个传感器124包括感测装置，诸如但不限于，视觉传感器(即，照相机)、激光扫描形貌和表面高度感测传感器(即，激光器、LIDAR和/或干涉仪)和其他这类表面计量传感器。传感器124配置为扫描和感测机翼表面50(图2)并收集或以其他方式产生表面数据集，该表面数据集包括在施加器夹具86或施加器组件62的其他零件和机翼表面50之间测量的间隙或距离。此外，施加器组件62的一些实施方式包括一个或多个表面接合构件126，诸如轮子，当调节施加器组件62处于第二位置122(即，降低的位置)时，所述一个或多个表面接合构件12与机翼表面50接合。
而且，在施加器组件62上定位或以其他方式安装一个或多个表面接合构件126以在相对于施加器尖端108和机翼表面50(图2)的固定高度处限定接触点。例如，一个或多个表面接合构件126可以定制大小和/或安装在施加器组件62上，使得在施加器组件62和机翼表面50之间保持预先限定的距离127(图4)。因此，当一个或多个表面接合构件126接合机翼表面50时，施加器尖端108接触机翼表面50，并且当自动化机器人组件58和施加器组件62在机翼表面50上移动时，施加器尖端108与机翼表面50保持恒定接触。额外地，表面接合构件126配置为允许施加器组件62适应机翼表面50的任何变化的几何形状(即，弯曲或梯级)，使得当施加器组件62沿机翼表面50(图2)或其他这类待处理的表面移动时，施加器组件62和施加器尖端108保持与机翼表面50接触。
而且，施加器组件62的一些实施方式进一步配置为包括位于施加器支架114和组件支撑框架82之间的枢轴关节128。在一些实施方式中，施加器致动器118额外地配置为围绕枢轴关节128的轴130旋转施加器支架114，使得施加器组件62相对于机翼表面50(图2)或其他这类待处理的表面维持期望的取向。额外地，在一些实施方式中，枢轴关节128进一步配置为在枢轴关节第一位置132(即，处理位置)和枢轴关节第二位置134(即，处理材料空位置)之间旋转施加器支架114，以及附接的材料施加器74和施加器夹具86。在实施方式中，施加器组件62进一步包括附接至施加器夹具86的外部的材料腔136，并且过量材料孔138在施加器夹具86中形成。材料腔136与过量材料孔138对齐，使得当枢轴关节128将施加器支架114从第一位置120旋转至第二位置122时，内部空间100中任何过量的处理材料64通过过量材料孔138流入材料腔136。在一个非限制性实例中，当枢轴关节128在第一位置120和第二位置122之间旋转时，施加器支架114旋转几乎90度。然而，为了使过量处理材料64流入材料腔136，旋转施加器支架114的其他旋转量是可能的。
返回参考图2，自动化机器人组件58和施加器组件62沿机翼表面50或其他待处理的期望表面施加处理材料64。在一个实施方式中，当表面处理AGV 68或其他这类装置沿机翼表面50移动自动化机器人组件58和施加器组件62时，自动化机器人组件58和施加器组件62以直线、曲线或其他限定图案或几何形状施加处理材料64。
施加器组件62能够配置为施加多个涂层，其单独或组合构成表面处理层51。例如，施加器组件62能够施加多个表面涂层，诸如但不限于，表面保护层、粘合促进层、底漆层、基础涂布层、顶涂层、装饰性涂装层或其他已知涂层。而且，施加器组件62配置为以减小的空气压力(即，5–20psi(34.5–137.9kPa))分配处理材料64，使得表面处理层51被以非原子化方式以单次操作(pass)施加至机翼表面50上。
在一些实施方式中，表面处理层51由单表面涂层构成并且沿机翼表面50以单次操作分配。然而，按照需要，可以执行额外次操作以沿机翼表面50施加表面处理层51。在一个非限制性实例中，施加器组件62配置为施加多个涂层，其被组合以形成表面处理层51，和施加器组件62配置为沿机翼表面50一次分配一个涂层。因此，施加器组件62进行一次或多次操作以分配构成表面处理层51的多个涂层中的每个。可选地，当两个或更多个自动化机器人组件58和施加器组件62中的每个沿机翼表面50移动以分配构成表面处理层51的多个涂层时，两个或更多个自动化机器人组件58和施加器组件62配置为各自施加单个涂层。
现在参考图5并继续参考图4，显示了在施加器夹具86中形成的示例性分配孔104。在一个非限制性实例中，分配孔104是矩形开口，其从外部延伸进入施加器夹具86的内部空间100。然而，分配孔104的其他几何形状是可能的，诸如但不限于，圆形开口、正方形开口或其他这类形状的开口。如上所描述，在一些实施方式中，分配孔104配置为具有插入分配孔104的施加器尖端108。因此，施加器尖端108包括延伸通过分配孔104至从分配孔104向外部突出的外部部分112的内部部分110。此外，在一些实施方式中，一个或多个施加器尖端保持架139围绕分配孔104的侧面140布置并配置为保持或定位施加器尖端108在分配孔104内。在一个非限制性实例中，一个或多个施加器尖端保持架139形成或以其他方式成形以类似于“齿状”部件(feature)，其配置为从侧面140向外延伸进入由分配孔104形成的开口。因此，当施加器尖端108被插入分配孔104时，施加器尖端保持架139夹紧、勾住或以其他方式抓紧施加器尖端108并保持施加器尖端108在分配孔104内。此外，配置施加器尖端保持架139，使得施加器尖端108固定地保持在分配孔104内；然而，施加器尖端108可以从分配孔104移出并且用新的或替换类型的施加器尖端108更换。一般地，施加器尖端108由吸收泡沫材料形成，但是可以由其他材料制成，诸如橡胶、聚合物、复合材料、天然或合成纤维、塑料等。额外地，虽然施加器尖端保持架139已示出为“齿状”突出，但是可选的保持装置——诸如夹具、压板、销和其他这类保持装置——是可能的。
现在参考图6，图解了表面处理控制系统142的示意图。表面处理控制系统142配置为操作和监测自动化机器人组件58和施加器组件62。表面处理控制系统142包括控制器144和可通信地连接至控制器144的输入/输出终端146。此外，控制器144被编程以控制自动化机器人组件58的移动，以及控制可操作地附接至自动化机器人组件58的施加器组件62的移动和调节。为了简单起见，图6显示了可通信地连接至单个自动化机器人组件58和施加器组件62的控制器144。然而，在一些实施方式中，控制器144配置为控制和操作多个自动化机器人组件58和施加器组件62。
返回参考图2并继续参考图6，控制器144、输入/输出终端146和表面处理控制系统142的其他零件位于操作者控制台148中，所述操作者控制台148位于工作区46中。表面处理控制系统142配置为控制和操作一个或多个自动化机器人组件58。在一个非限制性实例中，操作者控制台148——其包括控制器144和输入/输出终端146——接近地位于工作区46并设置在邻近机翼26或待处理的其他零件的位置中。而且，操作者控制台148接近地位于自动化机器人组件58和表面处理控制系统142的其他零件，使得控制器144和输入/输出终端146通过控制器144和自动化机器人组件58之间的有线连接直接通信。可选地，使用无线连接，诸如但不限于，射频网络、计算机数据网络、Wi-Fi数据网络、蜂窝数据网络、卫星数据网络或任何其他已知数据通信网络，建立控制器144、输入/输出终端146和自动化机器人组件58和表面处理控制系统142的其他零件之间的通信。
额外地，图6的表面处理控制系统142配置为用户使用输入/输出终端146访问控制器144。在一些实施方式中，输入/输出终端146允许通过键盘、鼠标、拨号盘、按钮、触摸屏、麦克风或其他已知的输入装置输入命令和其他指令。此外，由表面处理控制系统142产生的数据和其他信息可以通过显示器、触摸屏、扬声器、打印机或其他已知的用户输出装置被输出至输入/输出终端146。在一些实施方式中，输入/输出终端146通过有线连接可通信地连接至控制器144，所述有线连接将输入/输出终端146直接连接至控制器144。可选地，输入/输出终端146通过无线通信网络可通信地连接至控制器144，所述无线通信网络诸如蓝牙通信、近场通信、射频网络、计算机数据网络、Wi-Fi数据网络、蜂窝数据网络、卫星数据网络或任何其他已知的数据通信网络。
而且，在一个非限制性实例中，输入/输出终端146是可通信地连接至控制器144的移动通信装置，诸如便携式计算机、平板计算机、智能手机装置、蜂窝式电话或其他这类移动装置。因此，多用户，诸如操作者、工程师、技术员、管理者或其他感兴趣的个人，可以访问控制器144和表面处理控制系统142的其他零件。在一些实施方式中，每个用户可以从远程位置(即，工作区46的外面)无线地访问控制器144和表面处理的其他零件以控制和监测表面处理控制系统142。这类配置将为表面处理控制系统142的用户提供灵活性，这是因为在机翼表面50或其他待处理的期望表面的处理期间，他们可以处于远离工作区46的可选位置，同时监测和操作表面处理控制系统142。
在一些实施方式中，表面处理控制系统142的控制器144由一个或多个计算装置构成，所述一个或多个计算装置能够执行允许用户引导和控制自动化机器人组件58、施加器组件62或表面处理控制系统142的其他零件的控制机构和/或软件。在一些实施方式中，控制器144的一个或多个计算装置被编程以控制表面处理AGV 68或其他移动装置的移动。额外地，控制器144被编程以在机翼表面50上施加处理材料64期间控制自动化机器人组件58和施加器组件62的移动、操作和调节。在表面处理控制系统142的一个示例性应用中，操作者或其他用户能够编程用于施加处理材料64的模式或过程。该模式或过程被从控制器144传送至自动化机器人组件58和施加器组件62，并且在机翼表面50或其他待处理的期望表面的处理期间由自动化机器人组件58和施加器组件62执行该模式或过程。此外，通信网络建立表面处理控制系统142和自动化机器人组件58之间的双向通信，使得容易发送和接收数据和信息。例如，由表面处理控制系统142发送的命令被自动化机器人组件58接收，并且由自动化机器人组件58、施加器组件62和其他这类零件收集的数据被发送至控制器144并由其接收。
在实施方式中，安装在自动化机器人组件58和施加器组件62或以其它方式并入自动化机器人组件58和施加器组件62的一个或多个传感器124可通信地连接至控制器144和输入/输出终端146。在一个非限制性实例中，附接至自动化机器人组件58的施加器组件62包括至少一个传感器124。额外地或可选地，多个传感器安装在施加器组件62和/或自动化机器人组件58的多个位置上。由传感器124收集的数据被传送至控制器144和表面处理控制系统142的其他零件并被其利用。额外地，在实施方式中，控制器144被编程以存储、分析和提取来自由传感器124收集的数据的信息，并使用提取的信息编程由控制器144发送至自动化机器人组件58和施加器组件62的控制信号。例如，传感器124包括感测装置，诸如但不限于，视觉传感器(即，照相机)、激光扫描形貌和表面高度感测传感器(即，激光器、LIDAR和/或干涉仪)和其他这类表面计量传感器。因此，在一些实施方式中，传感器124收集的数据提供关于机翼表面50和其他待处理的期望表面的信息，并且控制器144基于传感器124收集的数据编程控制信号。
额外地，在一些实施方式中，控制器144和自动化机器人组件58可操作地彼此连接以能够实时调节自动化机器人组件58和施加器组件62。例如，控制器144接收和分析由安装在自动化机器人组件58和施加器组件62上或以其它方式并入其的一个或多个传感器124收集的数据。而且，每个传感器124配置为探测机翼表面50中的表面形貌变化、收集机翼表面50的成像和视觉数据、确定机翼表面50和施加器组件62之间的高度或分配间隙、提供机翼表面50的形貌图、提供自动化机器人组件58的定位和位置数据和提供收集的任何其他这类表面数据。此外，控制器144发送控制信号或其他这类命令集至表面处理AGV 68、自动化机器人组件58、施加器组件62(即，处理材料控制阀80、施加器致动器118或其他装置)以对施加器组件62的控制和操作进行调节。
额外地，用户能够查看输入/输出终端146上由一个或多个传感器124收集的数据，并且如果需要，输入对从控制器144发送至自动化机器人组件58和/或施加器组件62的控制信号命令的调节。在一些实施方式中，表面处理控制系统142能够通过由表面处理控制系统142建立的双向通信链路对自动化机器人组件58、施加器组件62和表面处理控制系统142的其他这类零件进行实时调节。
现在参考图7，并继续参考先前的图1-6，图解了图解利用表面处理系统处理表面的示例性方法或过程150的流程图。在表面处理方法或过程150的第一方框152中，准备进行表面处理的飞行器20的结构诸如机翼26或其他零件，并将其定位在工作区46内。在一个非限制性实例中，表面准备包括移除机翼表面50上的任何保护性的或先前施加的涂层，磨蚀、清洁和干燥机翼表面50，以及在处理机翼表面50之前需要的任何其他表面准备。此外，在开始表面处理方法或过程150之前，机翼26或其他飞行器20零件被移动进入工作区46内的处理位置。在一个非限制性实例中，通过一个或多个AGV 54将机翼26运送至工作区46内并且递送至配置为在处理期间支撑机翼26的机翼支撑结构56或其他这类支撑结构。
在表面处理方法或过程150的下一个方框154中，自动化机器人组件58移动至位于工作区46内的表面处理工具区域并且准备将期望的施加器组件62附接至自动化机器人组件58。在一个非限制性实例中，在将期望的施加器组件62附接至自动化机器人组件58之前，将期望的处理材料64装载至压力容器76内。可选地，在将施加器组件62附接至自动化机器人组件58之后，将期望的处理材料64装载至压力容器76内。此外，在一些实施方式中，期望的处理材料64是可分配的材料，诸如但不限于，油漆、底漆、基础涂料、顶涂料、透明涂料或其他这类材料。然而，使用其他类型的材料是可能的。在一个非限制性实例中，处理材料64是粘性油漆(即，100厘泊或更小的粘度)，其被用于在机翼表面50上施加线性和/或弯曲标志和标识(即，“无梯级”线、“警示”或“热”)。额外地，一旦处理材料64被装载至压力容器76内，将压力容器76加压至期望的分配压力。一般地，期望的分配压力落入5至20psi(34.5–137.9kPa)的范围内；然而，其他压力(即，更高或更低)是可能的。
一旦施加器组件62被装载有处理材料64，适当地加压并且附接至自动化机器人组件58，则根据下一个方框156，控制器144发送控制信号以移动和定位自动化机器人组件58至机翼表面50上的处理开始位置。在一些实施方式中，在施加处理材料64之前，执行对齐和调节检查以确认自动化机器人组件58，并且更具体地施加器组件62相对于机翼表面50被适当地调节和对齐。在一些实施方式中，调节检查包括分析由一个或多个传感器124收集的数据以确认在机翼表面50和施加器组件62之间设定了合适的分配间隙。额外地，调节检查确认每个施加器组件62相对于机翼表面50以法向或正交取向。不能相对于机翼表面50合适地调节和对齐施加器组件62可导致处理材料64的非均匀施加，机翼表面50的损坏或其他这类缺陷。因此，如果探查不满足输入控制器144的预定调节标准(即，分配间隙、取向)的设定，则自动化机器人组件58和施加器组件62继续调节和对齐以校正任何对齐和定位误差。
在适当调节自动化机器人组件58和施加器组件62之后，在下一个方框158中，控制信号被从控制器144发送以致动(即，打开)处理材料控制阀80，使得材料施加器74开始分配处理材料64以使施加器组件62的施加器尖端108适当地饱和。在一个非限制性实例中，控制器144使用预定时间设置以使施加器尖端108适当地饱和。可选地或额外地，流量传感器或其他监测装置被用于确定适当量的处理材料64正被分配。在一些实施方式中，在开始处理之前，表面处理控制系统142的操作者或其他用户将被告知对齐误差、处理材料64饱和误差和其他这类误差。因此，用户能够通过输入校正动作命令或其他这类指令进入输入/输出终端146——其然后被控制器传送至自动化机器人组件58和施加器组件62——来校正施加器组件62的调节和饱和。
一旦通过处理材料64使施加器尖端108饱和，则在下一个方框160中，施加器组件62通过在第一位置120和第二位置122之间操纵施加组件62沿机翼表面50或其他待处理的期望表面开始处理材料64的第一施加。在一个非限制性实例中，自动化机器人组件58和施加器组件62被编程以沿机翼表面50施加直线的处理材料64。因此，处理材料64的第一施加在第一位置处开始并在第二位置处结束，并且随着自动化机器人组件58和施加器组件62在第一位置和第二位置之间移动，处理材料64被施加至机翼表面50。可选地，在一些实施方式中，自动化机器人组件58和施加器组件62被编程以施加其他图案的处理材料64，诸如但不限于，曲线、虚线和/或其他这类图案。而且，在仍另一实施方式中，自动化机器人组件58和施加器组件62被编程以在部分或甚至整个机翼表面50上施加实心图案的处理材料64。
在下一个方框162中，当自动化机器人组件58和施加器组件62完成处理材料64的第一施加时，控制器144发送信号以停用(即，关闭)处理材料控制阀80，使得处理材料64的分配停止。然后，自动化机器人组件58和施加器组件62移动至机翼表面50上的不同位置，以准备处理材料64的第二或随后的施加。
在下一个方框164中，自动化机器人组件58和施加器组件62通过对齐和调节检查。一旦自动化机器人组件58和施加器组件62被适当地对齐，则控制器144发送信号以致动(即，打开)处理材料控制阀80，使得处理材料64的分配重新开始并且施加器组件62沿机翼表面50或其他待处理的期望表面开始处理材料64的第二或随后的施加。因此，处理材料64的第二或随后的施加在随后的第一位置处开始并在随后的第二位置处结束，并且随着自动化机器人组件58和施加器组件62在随后的第一位置和第二位置之间移动，处理材料64被施加至机翼表面50。在一些实施方式中，附接至自动化机器人组件58和/或施加器组件62的传感器124继续扫描和收集机翼表面50形貌的数据。通过控制器144分析由传感器124收集的数据以随着施加器组件62在机翼表面50上分配处理材料64，对自动化机器人组件58和施加器组件62进行实时调节。例如，控制器144围绕枢轴关节128调节施加器组件62以维持相对于机翼表面50的法向或正交取向。额外地，随着自动化机器人组件58和施加器组件62沿机翼表面50继续移动，控制器144继续分析由传感器124收集的表面形貌数据以维持机翼表面50和施加器组件62之间的适当的分配间隙。
在下一个方框166中，在完成处理材料64的第二或随后的施加之后，控制器144和表面处理控制系统142的其他零件确定沿机翼表面50是否需要处理材料64的额外的或随后的施加。如果表面处理控制系统142确定需要处理材料64的额外的或随后的施加，则表面处理方法或过程150返回至方框162，用于处理材料64的随后的施加。可选地，如果控制器144和表面处理控制系统142的其他零件确定处理材料64的施加完成，则在下一个方框168中，自动化机器人组件58和施加器组件62停止或结束在机翼表面50上施加处理材料64。在一些实施方式中，自动化机器人组件58和施加器组件62从机翼表面50收回并返回至位于工作区46内的表面处理工具区域。而且，自动化机器人组件58拆卸施加器组件62并在表面处理工具区域留下施加器组件62进行清洁和准备用于处理材料64的下一次施加。
在处理材料64的所有期望的处理或涂层已经被施加至机翼表面50后，则在下一个方框170中，确定表面处理方法或过程150完成，并且机翼26继续移动至下一个制造或维护步骤。
进一步，本公开内容包括根据下面条款的实施方式：
条款1.施加器组件，其包括组件支撑框架；和配置为在表面上分配处理材料的材料施加器；形成内部空间并且具有分配孔的施加器夹具，施加器夹具配置为在内部空间内支撑和定位材料施加器的分配端；施加器尖端，其插入在施加器夹具中形成的分配孔，施加器尖端从内部空间延伸至施加器夹具外部的位置，施加器尖端配置为接收来自材料施加器的分配端的处理材料；施加器支架，其附接至材料施加器和施加器夹具，施加器支架配置为可滑动地附接材料施加器和施加器夹具至组件支撑框架；和自动化施加器致动器，其操作地附接至组件支撑框架和施加器支架，自动化施加器致动器配置为在第一位置和第二位置之间操纵施加器支架。
条款2.根据条款1的施加器组件，进一步包括：控制器；和至少一个传感器，其操作地附接至施加器夹具和控制器，其中控制器可通信地连接至自动化施加器致动器和至少一个传感器，其中至少一个传感器配置为感测和扫描表面并产生表面数据集，所述表面数据集包括在施加器夹具和表面之间测量的距离，并且控制器被编程以操作施加器致动器来基于表面数据集操纵施加器支架。
条款3.根据条款1或2的施加器组件，进一步包括一个或多个表面接合构件，其附接至施加器夹具，其中当施加器支架处于第二位置时，一个或多个表面接合构件配置为接合表面，使得施加器尖端在施加尖端相对于施加点的固定高度处维持恒定(constant)接触点。
条款4.根据条款1至3中任一项的施加器组件，其中材料施加器的分配端与施加器夹具的分配孔对齐，并且分配端定位在远离施加器尖端的固定距离处。
条款5.根据条款1至4中任一项的施加器组件，其中施加器夹具包括在内部空间内形成的凸起唇缘，凸起唇缘配置为包围分配孔的外周以隔离施加器尖端与由材料施加器递送的过量的处理材料。
条款6.根据条款1至5中任一项的施加器组件，其中分配孔包括围绕分配孔的侧面布置的至少一个施加器尖端保持架，并且其中至少一个施加器尖端保持架配置为固定地保持施加器尖端在分配孔内。
条款7.根据条款1至6中任一项的施加器组件，其中在施加器支架和组件支撑框架之间形成枢轴关节，和施加器夹具围绕枢轴关节的轴旋转，使得施加器组件维持相对于表面的预定取向。
条款8.根据条款7的施加器组件，其进一步包括：在施加器夹具中形成的过量材料孔；和附接至施加器夹具的外表面的材料腔，其中枢轴关节进一步配置为在枢轴关节第一位置和枢轴关节第二位置之间旋转施加器夹具，其中材料腔与过量材料孔对齐，使得当施加器夹具从枢轴关节第一位置旋转至枢轴关节第二位置时，处理材料通过过量材料孔流入材料腔。
条款9.用于向表面施加处理材料的表面处理系统，表面处理系统包括：施加器组件，其配置为利用处理材料处理表面，施加器组件包括：组件支撑框架；配置为在表面上分配处理材料的材料施加器；形成内部空间并且具有分配孔的施加器夹具，施加器夹具配置为在内部空间内支撑和定位材料施加器的分配端；施加器尖端，其插入在施加器夹具中形成的分配孔，施加器尖端从内部空间延伸至施加器夹具外部的位置，施加器尖端配置为接收来自材料施加器的分配端的处理材料；施加器支架，其附接至材料施加器和施加器夹具，施加器支架配置为可滑动地附接材料施加器和施加器支架至组件支撑框架；和自动化施加器致动器，其操作地附接至组件支撑框架和施加器支架，自动化施加器致动器配置为在第一位置和第二位置之间操纵施加器支架、材料施加器和施加器夹具；压力容器，其配置为容纳处理材料；材料供应管线，其从压力容器延伸至材料施加器，材料供应管线配置为向材料施加器供应处理材料，其中压力容器连接至材料供应管线；机器人臂，其可操作地附接至组件支撑框架并配置为在处理表面期间移动和定位施加器组件；至少一个传感器，其操作地附接至施加器组件并配置为感测和扫描表面以产生表面数据集；和控制器，其可通信地连接至施加器组件并编程以操作自动化施加器致动器以在至少第一位置和第二位置之间操纵施加器组件，和选择性地操作材料施加器，使得处理材料被施加至表面。
条款10.根据条款9的表面处理系统，其中至少一个传感器包括高度传感器，和表面数据集包括在施加器组件和表面之间测量的距离，并且其中控制器基于表面数据集操纵施加器组件。
条款11.根据条款9或10的表面处理系统，进一步包括附接至施加器组件的一个或多个表面接合构件，其中当施加器组件处于第二位置时，一个或多个表面接合构件配置为接合表面，使得施加器尖端在施加器尖端相对于施加点的固定高度处维持恒定接触点。
条款12.根据条款9至11中任一项的表面处理系统，其中材料施加器的分配端与施加器夹具的分配孔对齐，并且分配端定位在远离施加器尖端的固定距离处。
条款13.根据条款9至12中任一项的表面处理系统，其中施加器夹具包括在内部空间内形成的凸起唇缘，凸起唇缘配置为包围分配孔的外周以隔离施加器尖端与由材料施加器递送的过量的处理材料。
条款14.根据条款9至13中任一项的表面处理系统，其中分配孔包括围绕分配孔的侧面布置的至少一个施加器尖端保持架，和其中至少一个施加器尖端保持架配置为固定地保持施加器尖端在分配孔内。
条款15.根据条款9至14中任一项的表面处理系统，其中施加器组件进一步包括在施加器支架和组件支撑框架之间形成的枢轴关节，并且施加器夹具围绕枢轴关节的轴旋转，使得施加器组件维持相对于表面的预定取向。
条款16.根据条款15的表面处理系统，其进一步包括：在施加器夹具中形成的过量材料孔；和附接至施加器夹具的外表面的材料腔，其中枢轴关节进一步配置为在枢轴关节第一位置和枢轴关节第二位置之间旋转施加器夹具，其中材料腔与过量材料孔对齐，使得当施加器夹具从枢轴关节第一位置旋转至枢轴关节第二位置时，处理材料通过过量材料孔流入材料腔。
条款17.利用表面处理系统处理表面的方法，所述方法包括：确定用于向表面施加处理材料的机器人臂的处理开始位置，其中施加器组件被附接至机器人臂；移动机器人臂至处理开始位置并且使施加器组件与表面对齐；利用配置为分配处理材料的材料施加器使施加器组件的施加器尖端饱和；在第一位置和第二位置之间利用自动化施加器致动器操纵施加器组件，以相对于表面定位施加器组件；和选择性地操作施加器组件以向表面施加处理材料。
条款18.根据条款17的方法，其中施加器组件进一步包括至少一个传感器，和操纵施加器组件包括利用至少一个传感器扫描表面以产生表面数据集，所述表面数据集包括在施加器组件和表面之间测量的距离。
条款19.根据条款17或18的方法，其中施加器组件进一步包括一个或多个表面接合构件，其附接至施加器组件，和操纵施加器组件进入第二位置包括使一个或多个表面接合构件接合表面，使得施加器尖端在施加器尖端相对于施加点的固定高度处维持恒定接触点。
条款20.根据条款17至19任一项的方法，其中材料施加器包括分配端，和使施加器尖端饱和包括使分配端与施加器尖端对齐和定位分配端在远离施加器尖端一定距离处。
条款21.根据条款17至20任一项的方法，进一步包括：移动自动化机器人组件至位于工作区内的表面处理工具区域；和准备附接施加器组件至自动化机器人组件。
条款22.根据条款17至21任一项的方法，其中选择性地操作施加组件包括施加直线、曲线、虚线、实心图案和/其他图案。
条款23.根据条款1至8中任一项的施加器组件，其中自动化施加器致动器配置为在第一位置和第二位置之间操纵施加器支架、材料施加器和施加器夹具。
条款24.用于向表面施加处理材料的表面处理系统，表面处理系统包括：配置为利用处理材料处理表面的条款1至8和23中任一项的施加器组件；压力容器，其配置为容纳处理材料；材料供应管线，其从压力容器延伸至材料施加器，材料供应管线配置为向材料施加器供应处理材料，其中压力容器连接至材料供应管线；机器人臂，其可操作地附接至组件支撑框架并配置为在表面处理期间移动和定位施加器组件；至少一个传感器，其操作地附接至施加器组件并配置为感测和扫描表面以产生表面数据集；和控制器，其可通信地连接至施加器组件并编程以操作自动化施加器致动器以在至少第一位置和第二位置之间操纵施加器组件，和选择性地操作材料施加器，使得处理材料被施加至表面。
虽然已经关于某些具体实施方式给出和提供了前面的详细描述，但是应当理解，本公开内容的范围不应被限制于这类实施方式，而是提供其仅仅出于能够实现和最佳模式的目的。本公开内容的宽度和精神比具体公开的实施方式更宽且包含在所附权利要求内。而且，虽然结合某些具体实施方式描述了一些特征，但是这些特征不限于仅供描述那些特征的实施方式使用，而是可以与结合可选实施方式公开的其他特征一起使用，或者与其分开。

Claims (9)

1.施加器组件(62)，其包括：
组件支撑框架(82)；
材料施加器(74)，其配置为在表面(50)上分配处理材料(64)；
施加器夹具(86)，其形成内部空间(100)并具有分配孔(104)，所述施加器夹具配置为在所述内部空间内支撑和定位所述材料施加器的分配端(88)；
施加器尖端(108)，其插入在所述施加器夹具中形成的所述分配孔，所述施加器尖端从所述内部空间延伸至所述施加器夹具外部的位置，所述施加器尖端配置为接收来自所述材料施加器的所述分配端的所述处理材料；
施加器支架(114)，其附接至所述材料施加器和所述施加器夹具，所述施加器支架配置为可滑动地附接所述材料施加器和所述施加器夹具至所述组件支撑框架；和
自动化施加器致动器(118)，其操作地附接至所述组件支撑框架和所述施加器支架，所述自动化施加器致动器配置为在第一位置(120)和第二位置(122)之间操纵所述施加器支架，
其中在所述施加器支架(114)和所述组件支撑框架(82)之间形成枢轴关节(128)，并且所述施加器夹具(86)围绕所述枢轴关节的轴(130)旋转，使得所述施加器组件维持相对于所述表面(50)的预定取向，和
其中所述施加器组件(62)进一步包括：
在所述施加器夹具(86)中形成的过量材料孔(138)；和
附接至所述施加器夹具的外表面的材料腔(136)，
其中所述枢轴关节(128)进一步配置为在枢轴关节第一位置(132)和枢轴关节第二位置(134)之间旋转所述施加器夹具，其中所述材料腔与所述过量材料孔对齐，使得当所述施加器夹具从所述枢轴关节第一位置旋转至所述枢轴关节第二位置时，所述处理材料(64)通过所述过量材料孔流入所述材料腔。
2.根据权利要求1所述的施加器组件(62)，进一步包括附接至所述施加器夹具(86)的一个或多个表面接合构件(126)，其中当所述施加器支架(114)处于所述第二位置(122)时，所述一个或多个表面接合构件配置为接合所述表面(50)，使得所述施加器尖端(108)在所述施加尖端相对于施加点的固定高度处维持恒定接触点。
3.根据权利要求1所述的施加器组件(62)，其中所述材料施加器(74)的所述分配端(88)与所述施加器夹具(86)的所述分配孔(104)对齐，并且所述分配端定位在远离所述施加器尖端(108)的固定距离处。
4.根据权利要求1所述的施加器组件(62)，其中所述施加器夹具(86)包括在所述内部空间(100)内形成的凸起唇缘(102)，所述凸起唇缘配置为包围所述分配孔(104)的外周以隔离所述施加器尖端(108)与由所述材料施加器(74)递送的过量的所述处理材料(64)。
5.根据权利要求1所述的施加器组件(62)，其中所述分配孔(104)包括围绕所述分配孔的侧面(140)布置的至少一个施加器尖端保持架(139)，并且其中所述至少一个施加器尖端保持架配置为固定地保持所述施加器尖端(108)在所述分配孔内。
6.用于向表面(50)施加处理材料(64)的表面处理系统，所述表面处理系统包括：
权利要求1至5中任一项所述的施加器组件(62)，其配置为利用所述处理材料处理所述表面；
压力容器(76)，其配置为容纳所述处理材料；
材料供应管线(78)，其从所述压力容器延伸至所述材料施加器(74)，所述材料供应管线配置为向所述材料施加器供应所述处理材料，其中所述压力容器连接至所述材料供应管线；
机器人臂(60)，其可操作地附接至所述组件支撑框架(82)并配置为在处理所述表面期间移动和定位所述施加器组件；
至少一个传感器(124)，其操作地附接至所述施加器组件并配置为感测和扫描所述表面以产生表面数据集；和
控制器(144)，其可通信地连接至所述施加器组件并编程以操作所述自动化施加器致动器(118)以在至少所述第一位置(120)和所述第二位置(122)之间操纵所述施加器组件，和选择性地操作所述材料施加器，使得所述处理材料被施加至所述表面。
7.根据权利要求6所述的表面处理系统，其中所述至少一个传感器(124)包括高度传感器，和所述表面数据集包括所述施加器组件(62)和所述表面(50)之间测量的距离，和其中所述控制器(144)基于所述表面数据集操纵所述施加器组件。
8.利用表面处理系统处理表面(50)的方法(150)，所述方法包括：
确定用于向所述表面施加处理材料(64)的机器人臂(60)的处理开始位置，其中根据权利要求1至5中任一项的施加器组件(62)被附接至所述机器人臂；
移动(156)所述机器人臂至所述处理开始位置和使所述施加器组件与所述表面对齐；
利用配置为分配所述处理材料的材料施加器(74)使所述施加器组件的施加器尖端(108)饱和(158)；
在第一位置(120)和第二位置(122)之间利用自动化施加器致动器(118)操纵(160)所述施加器组件，以相对于所述表面定位所述施加器组件；和
选择性地操作(160，162)所述施加器组件以向所述表面施加所述处理材料。
9.根据权利要求8所述的方法(150)，其中所述施加器组件(62)进一步包括至少一个传感器(124)，和操纵(160)所述施加器组件包括利用所述至少一个传感器扫描所述表面(50)以产生表面数据集，所述表面数据集包括在所述施加器组件和所述表面之间测量的距离。
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