CN109383841A - 具有磁性材料的工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供具有磁性材料的工具。提供一种方法。利用连接至所述机器头并且被标定以检测工具中的磁性材料的传感器将机器头相对于所述工具上的材料定位在期望位置。利用所述机器头从所述期望位置开始在所述材料上执行操作。

Description

具有磁性材料的工具
技术领域
本公开总体涉及执行制造操作，更具体地说，涉及传统上利用配准步骤执行制造操作。更加特别地，本公开涉及利用位于材料下方的工具中的磁性材料使执行操作的机器头在材料上定位。
背景技术
制造操作的位置精度影响产生的结构的质量。关于材料的参考特征允许制造操作在材料上的精确定位。诸如飞行器结构之类的一些结构具有严格受控的表面平坦标准。这些结构的材料的表面平坦标准不提供关于表面的参考特征。
计算机数控(CNC)系统可以控制制造操作。计算机数控(CNC)系统包括复杂程序。复杂程序包括精细的移动与制造操作指令。基于材料的参考特征或者关于工具的参考特征形成复杂程序。
利用计算机数控(CNC)系统执行制造操作可能由于工具变化而产生偏差。为了校验工具精度，可以进行材料与工具验证。所述校验可以用于在精确位置执行制造操作。增加校验步骤也增加了制造时间。
钻孔是具有高级期望精度的一项制造操作。除了工具配置变化，变化还存在于待钻孔的材料的厚度方面。厚度变化可能导致超出钻孔条件，这导致在材料或者工具中不合意钻孔。
因此，将期望具有考虑到以上论述的至少一些问题以及其他可能的问题的方法与设备。例如，将期望在没有关于材料的参考特征的情况下将机器头精确定位至材料。还将期望减少制造时间。同样地，将期望减少或者避免超出钻孔条件。
发明内容
本公开的示例性实施方式提供一种方法。利用连接至所述机器头并且被标定以检测工具中的磁性材料的传感器将机器头相对于所述工具上的材料定位在期望位置。利用机器头从所述期望位置开始在所述材料上执行操作。
本公开的另一示例性实施方式提供一种方法。标定附接至机器头的传感器以检测磁场。使机器头相对于包括磁性材料的工具移动。当传感器检测到工具中的磁场时使机器头停止在期望位置。利用机器头从期望位置开始在工具的零件上执行制造操作。
本公开的又一示例性实施方式提供一种方法。铺设第一材料以形成工具基部。将磁性材料定位在工具基部上的多个位置处。包裹磁性材料以形成工具。
本公开的再一示例性实施方式提供一种构造成将多个操作定位在材料上的工具。该工具包括：铺叠表面以及磁性材料。铺叠表面构造成与所述材料匹配。磁性材料定位在工具中的与用于在材料上执行多个操作的多个位置对应的多个位置处。
本公开的另一示例性实施方式提供一种系统。该系统包括机器头以及传感器。机器头构造成利用操作部件对工具上的材料执行操作。传感器连接至机器头并且被标定以检测位于材料下方的工具中的磁性材料。
可在本公开的各种实施方式中单独实现这些特征与功能，或者可在其它实施方式中组合这些特征与功能，其中可参照下面的描述与附图理解进一步的细节。
附图说明
所附权利要求中阐明了认为是示例性实施方式的特征的新颖性特征。然而，在结合附图阅读的情况下，通过参照本公开的示例性实施方式的以下详细描述会最好地理解示例性实施方式以及优选的使用模式、示例性实施方式的进一步的目的及特征，在附图中：
图1是飞行器的图示，示例性实施方式可以在该飞行器中实施；
图2是根据示例性实施方式的制造环境的框图的图示；
图3是根据示例性实施方式在预设路径中移动越过工具上的材料的机器头的等距视图的图示；
图4是根据示例性实施方式具有磁性材料的工具的俯视图的图示；
图5是根据示例性实施方式的位于具有磁性材料的工具上的材料的俯视图的图示；
图6是根据示例性实施方式的位于具有磁性材料的工具上的具有钻孔的材料的俯视图的图示；
图7是根据示例性实施方式的位于具有磁性材料的工具上的材料的侧视图的图示；
图8是根据示例性实施方式在预设路径中移动越过位于具有磁性材料的工具上的材料的机器头的侧视图的图示；
图9是根据示例性实施方式在对材料执行多个制造操作后具有磁性材料的工具上的材料的侧视图的图示；
图10是根据示例性实施方式在对材料执行多个制造操作后具有磁性材料的工具上的材料的侧视图的图示；
图11是根据示例性实施方式在对材料执行多个制造操作后具有磁性材料的工具上的材料的侧视图的图示；
图12是根据示例性实施方式放置在工具基部的多个位置上的磁性材料的图示；
图13是根据示例性实施方式的具有磁性材料的工具的图示；
图14是根据示例性实施方式的具有磁性材料的工具的图示；
图15是根据示例性实施方式的具有磁性材料的工具的图示；
图16是根据示例性实施方式的保持材料的工具的图示；
图17是根据示例性实施方式的用于对工具上的材料上执行操作的方法的流程图的图示；
图18A与图18B是根据示例性实施方式用于相对于工具定位机器头并且执行多个制造操作的方法的流程图的图示；
图19是根据示例性实施方式用于相对于工具定位机器头并且执行多个制造操作的方法的流程图的图示；
图20是根据示例性实施方式用于形成具有磁性材料的工具的方法的流程图的图示；
图21是根据示例性实施方式的框图形式的飞行器制造与保养方法的图示；以及
图22是呈框图形式的飞行器的图示，可在该飞行器中实施示例性实施方式。
具体实施方式
示例性实施方式意识并考虑到一种或者多种不同考虑。例如，示例性实施方式意识并考虑到诸如Nd2Fe14B之类的具有350°F以上居里温度的某些磁性材料在高达590°F不会失去磁力，590°F远高于复合固化处理过程中的固化温度。示例性实施方式意识并考虑到借助稀土磁体(1-1.3T)中具有部分最高剩磁特性的Nedymium磁体，这些磁体将经由复合材料施加力，传感器会检测到力。
示例性实施方式意识并考虑到可以利用期望的方法检测磁场。示例性实施方式意识并考虑到能利用霍尔效应定位磁场。示例性实施方式意识并考虑到霍尔效应将定位磁体的电流。示例性实施方式意识并考虑到磁体能够为机器头的位置参考提供磁性位置精度。
现在参照图，尤其参照图1，示出了可以实施示例性实施方式的飞行器的图示。在此示例性实施例中，飞行器100具有连接至机体106的机翼102和机翼104。飞行器100包括连接至机翼102的发动机108以及连接至机翼104的发动机110。
机体106具有尾部112。水平稳定器114、水平稳定器116与竖向稳定器118连接至机体106的尾部112。
可以利用具有磁性材料的工具对飞行器100的部件定位并执行制造操作。例如，可以利用具有磁性材料的工具制造机体106、机翼102和机翼104中的至少一者的复合蒙皮。作为另一实施例，可以利用具有磁性材料的工具在用于发动机108的罩、用于发动机110的罩、尾部112、水平稳定器114、水平稳定器116或者竖向稳定器118上定位并执行制造操作。
提供飞行器100的图示的目的是示出可以实施不同示例性实施方式的一种环境。图1中的飞行器100的图示不是为了暗示关于可供实施不同示例性实施方式的方法的架构限制。例如，飞行器100被示成了商用客机。不同示例性实施方式可以应用至诸如私人客机、旋翼飞行器或者其他适当类型飞行器之类的其他类型的飞行器。
虽然关于飞行器描述示例性实施方式的示例性实施例，但是示例性实施方式可以应用至其他类型的结构。所述结构可以是例如可移动结构、静止结构、陆基结构、水基结构或者天基结构。更具体地说，所述结构可以是水面舰艇、坦克、人员运输车、火车、航天器、空间站、卫星、潜水艇、制造设备、建筑物或者其他适当类型的结构。
现在转至图2，根据示例性实施方式示出了制造环境的方框的图示。工具200与机器头202存在于制造环境204中。工具200与机器头202用于对工具200上的材料210执行诸如操作206或者第二操作208之类的多个制造操作。如本文中利用的，“多次”意思是一个或者多个。因此，多个制造操作是一个或者多个制造操作。
图1中所示的飞行器100的一部分可以在制造环境204中接受诸如操作206或者第二操作208之类的多个制造操作。在一些示例性实施例中，材料210形成飞行器100的一部分。
工具200用于相对于材料210定位机器头202。工具200包括磁性材料212。磁性材料212位于工具200中的多个位置214处。多个位置214对应供对材料210执行多个操作213的多个位置211。
多个操作213采取任何期望类型形式。多个操作213也可以指“制造操作”。因此，操作206可以指制造操作。同样地，第二操作208可以指制造操作。
多个操作213包括任何期望动作。在一些示例性实施例中，多个操作可以是铺叠复合材料216、检测、表面处理、铣销、钻孔或者任何其他期望动作。
在一些示例性实施例中，多个位置214直接位于材料210的多个位置211下方以接受多个操作213。在其他示例性实施例中，多个位置214从材料210的多个位置211偏移以接受多个操作213。
借助具有磁性材料212的工具200，可以省除机器头202相对于材料210的参考或者配准步骤。借助具有磁性材料212的工具200，可以省除工具200相对于工具200上的任何材料的配准步骤。工具200的磁性材料212通过减少多个制造步骤而减少了制造时间。
在一些示例性实施例中，材料210被标引至工具200中。在一些示例性实施例中，材料210被配置到工具200上。在一些示例性实施例中，在将材料210定位到工具200上之前相对于工具200配准定位设备215。
在一些示例性实施例中，材料210是复合材料216。在一些实施例中，当材料210是复合材料216时，复合材料216可以铺叠在工具200上。在一些示例性实施例中，在铺叠复合材料216之前，用于铺叠复合材料216的铺叠头217相对于工具200配准。
铺叠头217可以利用任一期望的方法相对于工具200配准。在一些示例性实施例中，铺叠头217可以利用视觉传感器配准。在一些其他示例性实施例中，铺叠头217可以利用磁性材料212配准。
在其他示例性实施例中，工具200相对于材料210定位。在一些示例性实施例中，工具200移动以将工具200固定至材料210。在一些示例性实施例中，在将工具200移动至材料210之前，关于工具200参照定位设备21。
在将材料210固定至工具200之后，材料210与工具200已经彼此相对定位至期望水平的精度。可以利用任何期望的方法确认材料210与工具200的相对位置。
传感器218连接至机器头202。传感器218被标定以检测工具200中的磁性材料212。传感器218被标定以检测诸如磁性材料212的磁场220和磁场222之类的磁场。
机器头202利用连接至机器头202并且被标定以检测工具200中的磁性材料212的传感器218相对于工具200上的材料210定位在期望位置224中。在一些示例性实施例中，机器头202沿预设路径226相对于工具200移动。在一些示例性实施例中，将机器头202定位在期望位置224中包括：响应于传感器218检测到工具200中的磁性材料212使机器头202停止沿预设路径226移动。更具体地说，在一些示例性实施例中，将机器头202定位在期望位置224包括：响应于传感器218检测到工具200中的第一部分磁性材料228使机器头202停止沿预设路径226移动。
在一些示例性实施例中，工具200相对于机器头202沿预设路径226移动。在一些示例性实施例中，将机器头202定位在期望位置224包括：响应于传感器218检测到工具200中的磁性材料212使工具200停止沿预设路径226移动。更具体地说，在一些示例性实施例中，将机器头202定位在期望位置224包括：响应于传感器218检测到工具200中的第一部分磁性材料228使工具200停止沿预设路径226移动。
在期望位置224处开始利用机器头202对材料210执行操作206。操作206包括任何期望的动作。在一些示例性实施例中，操作206可以是铺叠复合材料216、检测、表面处理、铣销、钻孔230或者任何其他期望的动作。例如，当操作206是铺叠复合材料216时，磁性材料212可以指示关于复合材料216的层片降下或者其他层片特征的位置。作为另一实施例，当操作206是表面处理时，操作206可以包括诸如涂漆、溶剂施加、清洁、涂层施加、打磨、喷丸或者任何其他期望类型的表面处理之类的化学处理或机械处理中的至少一者。
在一些示例性实施例中，机器头202在期望位置224处开始，并且操作206包括至少部分机器头202相对于材料210的移动。例如，当操作206包括钻孔230时，至少部分机器头202朝材料210移动。例如，当操作206包括钻孔230时，机器头202的钻232朝材料210移动然后远离材料210移动。
钻232是机器头202的操作部件233的实施例。操作部件233采取任何期望的形式。基于操作206的类型选择操作部件233。在一个示例性实施例中，当操作206包括施加液体涂层时，操作部件233采取喷头、辊或者刷的形式。在另一示例性实施例中，当操作206包括改变表面纹理时，操作部件233采取研磨材料的形式。
当操作206包括对材料210施加表面处理时，机器头202相对于材料210移动以施加表面处理。当操作206包括特形铣操作时，至少部分机器头202相对于材料210移动以对材料210进行特形铣。在一些示例性实施例中，机器头202相对于期望位置224移动以使传感器218从第一部分磁性材料228偏移规定距离。
在一些示例性实施例中，定位机器头202包括相对于工具200中的磁性材料212定位传感器218。在一些示例性实施例中，定位机器头202包括将传感器218定位在工具200中的磁性材料212上面。在一些示例性实施例中，定位机器头202包括使传感器218在工具200中的磁性材料212的上面居中。例如，定位机器头202包括使传感器218在工具200中的第一部分磁性材料228的上面居中。
第一部分磁性材料228发出磁场220。第一部分磁性材料228具有第一组特征234。第一组特征234影响磁场220。例如，第一组特征234对磁场220的强度236起作用。
第一组特征234包括材料类型238与取向240。材料类型238是形成第一部分磁性材料228的磁性材料的类型。在一个示例性实施例中，材料类型238被选择成在复合材料216的固化温度239以上维持磁性。在另一示例性实施例中，材料类型238被选择成在工具200的第一材料242的固化温度以上维持磁性。
在一个示例性实施例中，材料类型238被选择成产生强度236的期望值。在另一示例性实施例中，基于价格或者可用性选择材料类型238。在一些示例性实施例中，强度236被设定成指定关于操作206的期望操作。
相对于工具200的铺叠表面244设定取向240。在一些示例性实施例中，取向244被设定成指定关于操作206的期望操作。
在一些示例性实施例中，基于操作206的设定参数停止操作206。当操作206是钻孔230时，期望深度246是操作206的参数。在一些示例性实施例中，当操作206是钻孔230时，当材料210已经被钻至期望深度246时钻孔230自动停止。期望深度246是材料210的待被移除的厚度值。
在一些示例性实施例中，基于来自传感器218的读数停止对材料210的操作206。在一个示例性实施例中，传感器218检测磁场220的强度236。利用磁场220的强度236确定磁场220中的材料210的厚度248。基于第一组特征234以及工具200中的第一部分磁性材料228的深度的认知确定厚度248。
将厚度248与期望深度246对比。当期望深度246大于厚度248时，钻孔230会钻到工具200中。当期望深度246将要钻到工具200中时，基于来自传感器218的读数停止操作206。更具体地说，当期望深度246将要钻到工具200中时，基于借助传感器218读取的磁场220的强度236的读数停止操作206。来自传感器218的读数用于停止钻孔230以避免钻孔230到达工具200中。
期望距离250是机器头202按照指定执行操作206移动的期望距离。在一些示例性实施例中，操作206是钻孔230，并且停止操作206包括当机器头202已经移动了基于根据由传感器218检测到的磁场220的强度236确定的材料210的厚度248的期望距离250或者最大距离252中的一者时，停止钻孔230。
最大距离252是机器头202能够在不会不合意地影响材料210的情况下移动的距离。例如，当操作206是钻孔230时，最大距离252是机器头202不过钻材料210而能移动的距离。
在一些示例性实施例中，当机器头202沿预设路径226移动时，预设路径226是用于数控机器255的第一程序254。当传感器218检测到磁场220时，第一程序254停止并且机器头202停止在期望位置224处。
在停止第一程序254后，可以运行第二程序256。运行数控机器255的第二程序256会控制机器头202从期望位置224开始执行操作206。
当机器头202被诸如第一程序254与第二程序256之类的分开程序控制时，操作206与机器头202至材料210的配准无关联。对于传统的计算机数控(CNC)程序而言，操作与程序中限定的相对位置关联。通过具有诸如第一程序254与第二程序256之类的分开程序，各个相应程序比传统的计算机数控(CNC)程序简单。
在一些示例性实施例中，执行操作206之后，机器头202继续利用第一程序254。在一些示例性实施例中，可以对于磁性材料212的各个位置重复第二程序256。在一些示例性实施例中，结合起来的第一程序254与第二程序256比包括操作206的多种情况的传统的计算机数控(CNC)程序短。
在一些示例性实施例中，第一程序254用于将机器头202驱动至第一部分磁性材料228。在一些示例性实施例中，第二程序256可以利用第一部分磁性材料228作为位置参考。在一些示例性实施例中，第二程序256然后可以驱动机器头202执行包括操作206的多个操作213。在此示例性实施例中，可以在材料210上对材料210的不在磁性材料212附近的部分执行操作。在一些示例性实施例中，磁性材料212的部分的量无需与待对材料210执行的量相同。在一些示例性实施例中，第二程序256可以类似于传统的计算机数控(CNC)程序，但是利用利用磁性材料212的位置参考。
当材料210是复合材料216时，复合材料216可以铺叠在工具200上。在一些示例性实施例中，在定位机器头202之前，复合材料216在工具200上固化。
当复合材料216在工具200上固化时，嵌在工具200内的磁性材料212也被加热。磁性材料212将达到复合材料216的固化温度239。在这些示例性实施例中，磁性材料212被选择成在达到诸如固化温度239之类的固化温度后提供磁场。
在一些示例性实施例中，执行操作206后，材料210被从工具200移除。在一些示例性实施例中，在从工具200移除材料210后，第二材料258被定位在工具200上。利用传感器218将机器头202相对于工具200上的第二材料258定位在期望位置224。利用机器头202在期望位置224处开始对第二材料258执行操作206。
工具200中的磁性材料212用于使机器头202相对于包括材料210以及第二材料258的多件材料定位。在执行制造操作之前，工具200重复用于定位机器头202。利用工具200减少了对所有结构利用工具200的制造时间。
在一些示例性实施例中，磁性材料212还包括第二部分磁性材料260。在一些示例性实施例中，利用传感器218将机器头202相对于工具200上的材料210定位在第二期望位置262。
在一些示例性实施例中，利用机器头202在第二期望位置262处开始对材料210执行操作206。在一些示例性实施例中，在第二期望位置262处开始利用机器头202对材料210执行第二操作208。
在一些示例性实施例中，第二操作208可以是与操作206相同的制造操作，但具有不同操作参数。例如，第二操作208也可以是钻孔，但是是以不同深度钻孔。作为另一实施例，第二操作208也可以是钻孔，但是钻孔直径不同。
在一些示例性实施例中，第二操作208可以是与操作206不同的制造操作。例如，第二操作208可以是钻孔操作而操作206是涂漆。在另一实施例中，操作206是钻孔230，而第二操作是涂漆、清洁、涂底料、打磨、特形铣或者任一其他期望的制造操作中的一者。
在一些示例性实施例中，与期望位置224关联的第一部分磁性材料228具有第一组特征234，其中，将机器头202定位在第二期望位置262包括使传感器218在工具200中的具有第二组特征264的第二部分磁性材料260的上面居中，其中第一组特征234不同于第二组特征264。
在一个示例性实施例中，材料类型266不同于材料类型238。当材料类型266不同于材料类型238时，磁场220的强度236可能不同于磁场222的强度268。在另一示例性实施例中，取向270不同于取向240。当取向270不同于取向240时，磁场220以及磁场222的方向彼此不同。
在一个示例性实施例中，传感器218检测磁场222的强度268。利用磁场222的强度268确定磁场222中材料210的厚度272。基于第二组特征264以及工具200中的第二部分磁性材料260的深度的认知确定厚度272。
可以利用任何期望的方法制造工具200。可以基于第一材料242选择制造方法。第一材料242可以是任何期望类型的材料。在一些示例性实施例中，第一材料242是金属。在这些示例性实施例中，第一材料242是非铁金属。在其他示例性实施例中，第一材料242是陶瓷。在其他示例性实施例中，第一材料242是复合材料。
在一些示例性实施例中，铺设第一材料242以形成工具基部274。磁性材料212位于工具基部274上的多个位置214处。在一些示例性实施例中，磁性材料212被包裹以形成工具200。在一个示例性实施例中，在磁性材料212被定位在多个位置214处之后，在磁性材料212上放置第一材料242。在另一示例性实施例中，在磁性材料212定位在多个位置214处之后，在磁性材料212上放置另一材料(未示出)以包裹磁场材料212。
在其他示例性实施例中，磁性材料212存于铺叠表面244上。在这些示例性实施例中，磁性材料212被第一材料242或者任何其他期望的材料保持就位。在一些示例性实施例中，当磁性材料212存于铺叠表面244上时，粘合剂将磁性材料212保持在多个位置214处。在一些示例性实施例中，当磁性材料212存于铺叠表面244上时，存在覆层(未示出)以形成铺叠表面244的其余部分。
可以从发出磁场的任何期望类型的材料选择磁性材料212。在一些示例性实施例中，定位磁性材料212包括定位铁磁性材料及稀土磁性材料中的至少一者。
在一些示例性实施例中，第一材料242是复合材料，并且在第一材料242铺设在磁性材料212上后，工具200固化。在一些示例性实施例中，机加工工具200的表面形成铺叠表面244。在一些示例性实施例中，将磁性材料212定位在工具基部274上的多个位置214处包括将具有第一组特征234的第一部分磁性材料228定位在工具基部274上的第一位置278处。在一些示例性实施例中，将具有第二组特征264的第二部分磁性材料260定位在工具基部274上的第二位置280处，其中第一组特征234不同于第二组特征264。
工具200构造成将多个操作213定位在材料210上。工具200包括构造成与材料210匹配的铺叠表面244，并且还包括定位在工具200中的与用于对材料210执行多个操作213的多个位置211对应的多个位置214处的磁性材料212。在一些示例性实施例中，磁性材料212包括相对于铺叠表面244具有不只一个取向的磁性材料212。例如，取向240与取向270可以不同。
在一些示例性实施例中，磁性材料212包括具有在铺叠表面244处测量的不只一种强度的磁性材料212。例如，强度236与强度268可以不同。
在一些示例性实施例中，磁性材料212嵌在工具200的复合材料内。例如，磁性材料212可以嵌在第一材料242内。在一些示例性实施例中，第一材料242是复合材料。
在一些示例性实施例中，系统284构造成执行多个操作213。系统284包括机器头202与传感器218。机器头202构造成利用操作部件233对位于工具200上的材料210上执行操作206。传感器218连接至机器头202并且被标定以检测位于材料210下方的工具200中的磁性材料212。
如所示出的，系统284进一步包括控制器286，该控制器构造成利用连接至机器头202的传感器218将机器头202相对于工具200上的材料210定位在期望位置224。在一些示例性实施例中，控制器286采取数控机器255的形式。
在一些示例性实施例中，控制器286构造成命令机器头202在期望位置224处开始对材料210执行操作206。在一些示例性实施例中，控制器286进一步构造成使机器头202沿预设路径226相对于工具200移动。在一些示例性实施例中，控制器286进一步构造使机器头202响应于传感器218检测到工具200中的第一部分磁性材料228停止沿预设路径226移动。在这些示例性实施例中，停止机器头202会将机器头202定位在期望位置224。
在一些示例性实施例中，系统284进一步包括构造成将操作206定位在材料210上的工具200。工具200包括构造成与材料210匹配的铺叠表面244，并且还包括定位在工具200中的与用于对材料210执行多个操作213的多个位置211对应的多个位置214处的磁性材料212。
图2中制造环境204的图示不意图暗示可供实施示例性实施方式的方式的物理或者架构限制。可以利用除所示部件以外的其他部件或者可以代替所示部件利用其他部件。一些部件可能不是必需的。而且，提供方框以示出一些功能部件。这些方框中的一者或者多者当在示例性实施方式中实施时可以合并、分开或者合并并分开成不同方框。
在一些示例性实施例中，工具200上的材料210是零件288。在一些示例性实施例中，在执行操作206之前，工具200连接至零件288。在一些示例性实施例中，在执行操作206后，工具200与零件288断开连接。
在一些示例性实施例中，在工具200与零件288断开连接后，工具200连接至第二零件290。在一些示例性实施例中，第二材料258是第二零件290。
在一些示例性实施例中，机器头202利用传感器218相对于第二零件290定位在期望位置224中。在一些示例性实施例中，利用机器头202在期望位置224处开始在第二零件290上执行操作206。
现在转至图3，根据示例性实施方式示出了在预设路径中移动越过位于工具上的材料的机器头的等距视图的图示。制造环境300是图2的制造环境204的物理实施。机器头302是图2的机器头202的物理实施。机器头302相对于工具306上的材料304定位以在材料304上执行操作。材料304是图2的材料210的物理实施。工具306是图2的工具200的物理实施。
在一个示例性实施例中，机器头302沿预设路径308相对于材料304移动。在其他示例性实施例中，工具306沿预设路径308相对于机器头302移动。由于材料304与工具306的组合尺寸与组合重量，可能期望相对于材料304移动机器头302。
材料304与工具306是仅为了例示之目的提供的非限制性实施例。材料304与工具306不意图暗示可供实施不同示例性实施方式的方法的架构限制。例如，工具306可以具有任何期望的尺寸、形状或者曲率。进一步地，取决于工具306的尺寸、形状以及预期用途，工具306可以具有任何期望的支撑结构(未示出)。材料304可以具有任何期望的尺寸、形状、厚度以及相对于工具306的位置。
现在转至图4，根据示例性实施方式示出了具有磁性材料的工具的俯视图的图示。工具400是图2的工具200的物理实施。位于多个位置404中的磁性材料402是图2的磁性材料212的物理实施。
如示出的，磁性材料402包括第一部分磁性材料406、第二部分磁性材料408、第三部分磁性材料410以及第四部分磁性材料412。如示出的，第一部分磁性材料406、第二部分磁性材料408、第三部分磁性材料410以及第四部分磁性材料412中的每一者均嵌在工具400中。
工具400具有构造成匹配诸如图2的材料210之类的材料的表面414。工具400的表面414具有任何期望的曲率。如示出的，表面414是平坦的。
工具400仅是图2的工具200的例示的非限制性实施例。工具400不意图暗示可供实施不同示例性实施方式的方式的架构限制。其他未示出的实施例可以具有任一期望量的部分的磁性材料。进一步地，其他未示出的实施例可以具有位于任何期望位置的磁性材料。如示出的，工具400是矩形的，但是工具400可以具有任何期望的尺寸、形状或者曲率。工具400的表面414具有取决于待接受处理的材料或者部分的任何期望的曲率。表面414构造成匹配待接受处理的材料或者部分。例如，当工具400构造成用于定位在用于发动机108的罩上并对该罩执行操作，工具400的表面414弯曲成匹配用于发动机108的罩。例如，当工具400构造成用于在水平稳定器114上定位操作并执行该操作时，工具400的表面414弯曲成匹配水平稳定器114。
现在转至图5，根据示例性实施方式示出了位于具有磁性材料的工具上的材料的俯视图的图示。视图500是工具400上的材料502的视图。材料502是图2的材料210的物理实施。材料502采取任何期望类型的材料的形式。在一些示例性实施例中，材料502是复合材料。在其他示例性实施例中，材料502是金属材料。在其他示例性实施例中，材料502是聚合材料。
现在转至图6，根据示例性实施方式示出了位于具有磁性材料的工具上的具有钻孔的材料的俯视图的图示。视图600是在材料502上执行了多个操作后工具400上的材料502的视图。
如示出的，多个孔601已经被钻到材料502中。多个孔601中的每一者均与图4的多个位置404中的一个位置关联。多个孔601中的每一者均与图4的磁性材料402中的相应磁性材料关联。例如，第一孔602与图4的第一部分磁性材料406关联。第二孔606与图4的第二部分磁性材料408关联。第三孔606与图4的第三部分磁性材料410关联。第四孔608与图4的第四部分磁性材料412关联。
机器头(未示出)利用图4的第一部分磁性材料406相对于材料502定位。在利用图4的第一部分磁性材料406定位机器头(未示出)后，钻第一孔602。在利用图4的第二部分磁性材料408定位机器头(未示出)后，钻第二孔604。在利用图4的第三部分磁性材料410定位机器头(未示出)后，钻第三孔606。在利用图4的第四部分磁性材料412定位机器头(未示出)后，钻第四孔608。
现在转至图7，根据示例性实施方式示出了位于具有磁性材料的工具上的材料的侧视图的图示。视图700是具有材料502以及机器头702的工具400的侧视图。机器头702是图2的机器头202的物理实施。
传感器704连接至机器头702。传感器704被标定以检测磁性材料402。在视图700中，传感器704定位在材料502上方。在一些示例性实施例中，当使传感器704升高到材料502上方时，传感器704检测磁性材料402。
在一些示例性实施例中，当机器头702沿预设路径(未示出)移动时示出为机器头702。在一些示例性实施例中，在机器头702沿预设路径(未示出)移动之前示出机器头702。
现在转至图8，根据示例性实施方式示出了在预设路径中移动越过位于具有磁性材料的工具上的材料的机器头的侧视图的图示。在视图800中，传感器704接触材料502。在一些示例性实施例中，当传感器704接触材料502时机器头702沿预设路径(未示出)移动。在当传感器704接触材料502时传感器704检测磁性材料402的情况下，可以基于检测到的磁场强度确定材料502的厚度(未示出)。
传感器704可以确定检测到的磁场强度。例如，传感器704可以确定来自图4的第四部分磁性材料412的磁场802的强度。磁场802的强度可以用于确定材料502的厚度804。
现在转至图9，根据示例性实施方式示出了具有磁性材料的工具上的材料在被执行多个制造操作后的侧视图的图示。视图900是已经在多个位置处执行了操作后材料502的视图。作为示例，在利用第一部分磁性材料406、第二部分磁性材料408、第三部分磁性材料410以及第四部分磁性材料412中的每一者定位机器头702之后已经在材料502上执行了操作。
在此示例性实施例中，孔902定位在第一部分磁性材料406上。在此示例性实施例中，孔904定位在第二部分磁性材料408上。在此示例性实施例中，孔906定位在第三部分磁性材料410上。在此示例性实施例中，孔908定位在第四部分磁性材料412上。
现在转至图10，根据示例性实施方式示出了具有磁性材料的工具上的材料在执行多个制造操作后的侧视图的图示。视图1000是已经在多个位置处执行了操作后材料502的视图。作为示例，在利用第一部分磁性材料406、第二部分磁性材料408、第三部分磁性材料410以及第四部分磁性材料412中的每一者定位机器头702之后已经在材料502上执行了操作。
在此示例性实施例中，孔1002从第一部分磁性材料406偏移定位。在此示例性实施例中，孔1004从第二部分磁性材料408偏移定位。在此示例性实施例中，孔1006从第三部分磁性材料410偏移定位。在此示例性实施例中，孔1008从第四部分磁性材料412偏移定位。
在此示例性实施例中，各偏移基于机器头702的钻1012与传感器704之间的偏移1010。例如，孔1002与第一部分磁性材料406之间的偏移1014与偏移1010相同。孔1004与第二部分磁性材料408之间的偏移1016与偏移1010相同。孔1006与第三部分磁性材料410之间的偏移1018与偏移1010相同。孔1008与第四部分磁性材料412之间的偏移1020与偏移1010相同。
现在转至图11，根据示例性实施方式示出了具有磁性材料的工具上的材料在执行多个制造操作后的侧视图的图示。在视图1100中，已经在材料502上执行了多个操作。如示出的，第一操作1102是钻孔。如示出的，第二操作1104是表面处理。第二操作1104可以包括任何期望的包括添加涂层、涂漆、改变表面纹理或者任何其他期望的表面处理之类的的化学表面处理或机械表面处理。孔1106与第一部分磁性材料406关联。孔1108与第四部分磁性材料412关联。
第一部分磁性材料406与第四部分磁性材料412具有第一组特征。第一组特征指示执行第一操作1102。在一些示例性实施例中，第一组特征的强度指示第一操作1102。可以通过改变第一部分磁性材料406中材料的类型、材料的深度或者材料量中的任一者调节第一部分磁性材料406的强度。可以通过改变第四部分磁性材料412中材料的类型、材料的深度或者材料的量中的任一者调节第四部分磁性材料412的强度。
在其他示例性实施例中，第一组特征的取向指示第一操作1102。可以通过改变第一部分磁性材料406面对的方向而调节第一部分磁性材料406的取向。可以通过改变第四部分磁性材料412面对的方向而调节第四部分磁性材料412的取向。
表面处理1110与第二部分磁性材料408关联。表面处理1112与第三部分磁性材料410关联。第二部分磁性材料408与第三部分磁性材料410具有第二组特征。第二组特征指示执行第二操作1104。在此示例性实施例中，用剖面线1114示出第二部分磁性材料408与第三部分磁性材料410。
在一些示例性实施例中，第二组特征的强度指示第二操作1104。可以通过改变第二部分磁性材料408中材料的类型、材料的深度或者材料的量中的任一者调节第二部分磁性材料408的强度。可以通过改变第三部分磁性材料410中材料的类型、材料的深度或者材料的量中的任一者调节第三部分磁性材料410的强度。
在其他示例性实施例中，第二组特征的取向指示第二操作1104。可以通过改变第二部分磁性材料408面对的方向调节第二部分磁性材料408的取向。可以通过改变第三部分磁性材料410面对的方向调节第三部分磁性材料410的取向。
现在转至图12，根据示例性实施方式示出了配置在工具基部的多个位置上的磁性材料的图示。在视图1200中，磁性材料1202定位在工具基部1206上的多个位置1204处。工具基部1206是图2的工具基部274的物理实施。磁性材料1202是图2的磁性材料212的物理实施。
如示出的，工具基部1206包括复合材料层1208。铺设第一材料以形成工具基部1206。在此示例性实施例中，第一材料是复合材料。
利用任何期望的方法定位磁性材料1202。在一些示例性实施例中，为了位置精度，磁性材料1202利用激光瞄准定位。通过利用激光瞄准定位，磁性材料1202以充分精度定位成使磁性材料1202用作用于定位机器头(未示出)的参照。
磁性材料1202采取任何期望种类的磁性材料的形式。在一些示例性实施例中，定位磁性材料1202包括定位铁磁性材料及稀土磁性材料中的至少一者。在一些示例性实施例中，磁性材料1202包括不只一类磁性材料。在其他示例性实施例中，磁性材料1202具有不只一种取向。
在一些示例性实施例中，相对于用于制造操作的期望尺寸，磁性材料1202的尺寸稍小。例如，磁性材料1202的尺寸可以设计成小于待在材料(未示出)中钻出的孔的尺寸。
在一些示例性实施例中，将磁性材料1202定位在工具基部1206上的多个位置1204处包括在工具基部1206上的第一位置1212处定位具有第一组特征的第一部分磁性材料1210。在一些示例性实施例中，具有第二组特征的第二部分磁性材料1214定位在工具基部1206上的第二位置1216处。在一些示例性实施例中，第一组特征不同于第二组特征。在其他示例性实施例中，第一组特征与第二组特征相同。
现在转至图13，根据示例性实施方式示出了具有磁性材料的工具的图示。工具1300包括磁性材料1202。磁性材料1202被包裹以形成工具1302。在一些示例性实施例中，包裹磁性材料1202包括在磁性材料1202上铺设第一材料1303以将磁性材料1202包裹在由第一材料1303形成的工具1300内。当第一材料1303是复合材料时，在第一材料1303铺设在磁性材料1202上后，使工具1300固化。
工具1302具有表面1304。在一些示例性实施例中，表面1304由期望的形状形成以匹配待接受制造操作的材料或者部分。在其他示例性实施例中，表面1304接受额外处理以形成期望的形状从而匹配待接受制造操作的材料或者部分。
现在转至图14，根据示例性实施方式示出具有磁性材料的工具的图示。在视图1400中，工具1302的表面1304已经被机加工而形成铺叠表面1402。在一些示例性实施例中，铺叠表面1402构造成使待铺叠在铺叠表面1402上并且在铺叠表面1402上被处理的材料成形。在一些示例性实施例中，铺叠表面1402构造成匹配待接受制造操作的部分。
如示出的，铺叠表面1402具有曲率1404。曲率1404可以具有取决于待接受制造操作的部分的形状的任何期望形状。
现在转至图15，根据示例性实施方式示出了具有磁性材料的工具的图示。在工具1500中，磁性材料1502不被包裹在工具1500内。工具1500是图2的工具200的物理实施。在工具1500中，磁性材料1502是工具1500的表面1504的一部分。
工具1500包括工具基部1506以及位于工具基部1506上的多个位置1508中的磁性材料1502。涂层1510存在于表面1504上以弄平表面1504。当存在涂层1510时，磁性材料1502不在表面1504中造成“凸块”。
现在转至图16，根据示例性实施方式示出了保持材料的工具的图示。制造环境1600是图2的制造环境204的物理实施。材料1602是图2的材料210的物理实施。工具1604是图2的工具200的物理实施。
如示出的，材料1602比工具1604大。在制造环境1600中，工具1604相对于材料1602移动以定位工具1604。在工具1604参照材料1602后，将工具1604固定至材料1602。
如示出的，工具1604可以用作钻夹具。工具1604内的磁性材料1606被机器头(未示出)检测以使机器头(未示出)相对于材料1602定位。
图1以及图3至图16中所示的不同部件可以与图2中的部件结合、与图2中的部件一起利用或者所述这两者结合。此外，图1以及图3至图16中的一些部件可以是以图2中方框形式示出的部件能够如何实施成物理结构的示例性实施例。
现在转至图17，根据示例性实施方式示出了用于在工具上的材料上执行操作的方法的流程图的图示。可以利用图2的工具200执行方法1700。在一些示例性实施例中，可以利用图4至图11的工具400、图13至图14的工具1302、图15的工具1500或者图16的工具1604中的一者执行方法1700。可以利用机器头202执行方法1700以在图2的材料210上执行操作。
方法1700利用连接至机器头并被标定以检测工具中的磁性材料的传感器将机器头相对于工具上的材料定位在期望位置(操作1702)。方法1700利用机器头从期望位置开始在材料上执行操作(操作1704)。
现在转至图18A以及图18B，根据示例性实施方式示出了用于相对于工具定位机器头并执行多个制造操作的方法的流程图的图示。可以利用图2的工具200执行方法1800。在一些示例性实施例中，可以利用图4至图11的工具400、图13至图14的工具1302、图15的工具1500或者图16的工具1604中的一者执行方法1800。可以利用机器头202在图2的材料210上执行操作以执行方法1800。
在一些示例性实施例中，方法1800沿预设路径相对于工具移动机器头(操作1802)。在其他示例性实施例中，方法1800沿预设路径相对于机器头移动工具(操作1804)。
方法1800利用连接至机器头并被标定以检测工具中的磁性材料的传感器将机器头相对于工具上的材料定位在期望位置(操作1806)。当方法1800使机器头沿预设路径相对于工具移动时，将机器头定位在期望位置包括响应于传感器检测到工具中的第一部分磁性材料使机器头停止沿预设路径移动。当方法1800使工具沿预设路径相对于机器头移动时，机器头定位在期望位置包括使工具响应于传感器检测到工具中的第一部分磁性材料停止沿预设路径移动。在一些示例性实施例中，方法1800中定位机器头包括相对于工具中的第一部分磁性材料定位传感器(操作1808)。
方法1800始利用机器头从期望位置开在材料上执行操作(操作1810)。在一些示例性实施例中，方法1800基于来自传感器的读数停止材料上的操作(操作1812)。
在一些示例性实施例中，当操作是钻孔时，当材料已经被钻至期望深度时方法1800使钻孔自动停止(操作1814)。在一些示例性实施例中，当操作是钻孔时，其中当机器头已经移动了基于根据传感器检测到的磁场强度确定的材料厚度的期望距离和最大距离中的一者时，停止钻孔(操作1816)。
方法1800在执行所述操作后从工具移除材料(操作1818)。方法1800使第二材料定位在工具上(操作1820)。方法1800利用传感器使机器头相对于第二材料定位在期望位置(操作1822)。方法1800利用机器头从期望位置开始在第二材料上执行操作(操作1824)。
在一些示例性实施例中，材料是复合材料。可选操作1826至1830描述材料是复合材料时的潜在操作。当材料是复合材料时，在一些示例性实施例中，方法1800将复合材料铺设在工具上(操作1826)。在一些示例性实施例中，可以在固化复合材料之前执行定位机器头。例如，待由机器头执行的操作可以是在固化之前将额外的复合材料施加至所述复合材料。作为另一实施例，待由机器头执行的操作可以是在固化之前向复合材料施加涂层或者表面处理。
在一些示例性实施例中，当材料是复合材料时，方法1800在定位机器头之前使工具上的复合材料固化(操作1828)。在一些示例性实施例中，使工具上的复合材料固化包括加热嵌在工具内的磁性材料(操作1830)。在一些示例性实施例中，磁性材料被诸如炉子或者高压锅之类的外部源加热。在一些示例性实施例中，磁性材料被选择成在固化温度下保持磁性。在一些其他示例性实施例中，至少部分利用由磁性材料利用感应供应的热执行加热复合材料以固化复合材料。
在其他示例性实施例中，并非将材料铺设到工具上，而是这样的情况：工具上的材料是工具的零件。在一些示例性实施例中，方法1800进一步包括将工具连接至所述零件(操作1832)。在一些示例性实施例中，方法1800进一步包括在执行操作后断开工具与所述零件的连接(操作1834)。在一些示例性实施例中，方法1800将工具连接至第二零件(操作1836)。在一些示例性实施例中，方法1800利用传感器使机器头相对于第二零件定位在期望位置(操作1838)。在一些示例性实施例中，方法1800利用机器头从期望位置处开始在第二零件上执行操作(操作1840)。
可选操作1842至1848描述可能发生在操作1812后的潜在操作。在一些示例性实施例中，方法1800利用传感器将机器头相对于工具上的材料定位在第二期望位置(操作1842)。在一些示例性实施例中，方法1800利用机器头从第二期望位置处开始在材料上执行操作(操作1844)。
在其他示例性实施例中，在方法1800利用传感器使机器头相对于工具上的材料定位在第二期望位置之后，方法1800利用机器头从第二期望位置处开始在材料上执行第二操作(操作1846)。在方法1800的一些示例性实施例中，与期望位置关联的第一部分磁性材料具有第一组特征，其中，将机器头定位在第二期望位置包括使传感器相对于工具中的具有第二组特征的第二部分磁性材料定位，其中第一组特征不同于第二组特征(操作1848)。
现在转至图19，根据示例性实施方式示出了用于使机器头相对于工具定位并且执行多个制造操作的方法的流程图的图示。可以利用图2的工具200执行方法1900。在一些示例性实施例中，可以利用图4至图11的工具400、图13至图14的工具1302、图15的工具1500或者图16的工具1604中的一者执行方法1900。可以利用机器头202执行方法1900以在图2的材料210上执行操作。
方法1900标定附接至机器头的传感器以检测磁场(操作1902)。方法1900使机器头相对于包括磁性材料的工具移动(操作1904)。当传感器检测到工具中的磁场时，方法1900使机器头停止在期望位置处(操作1906)。方法1900利用机器头从期望位置开始在工具上的零件上执行制造操作(操作1908)。
在一些示例性实施例中，方法1900测量磁场强度(操作1910)。在一些示例性实施例中，在执行制造操作之前，方法1900基于磁场强度变更制造操作(操作1912)。
在一些示例性实施例中，预设路径是用于计算机数控(CNC)机器的第一程序。在一些示例性实施例中，方法1900可以进一步包括运行用于计算机数控(CNC)机器的第二程序以控制机器头从期望位置开始执行制造操作(操作1914)。在一些示例性实施例中，方法1900可以进一步包括在所述零件上执行制造操作之后从所述零件移除工具(操作1916)。
现在转至图20，根据示例性实施方式示出了用于形成具有磁性材料的工具的方法的流程图的图示。方法2000可以用于形成图2的工具200。方法2000可以用于形成图4至图11的工具400。方法2000可以用于形成图12至图14的工具1302。
方法2000铺设第一材料以形成工具基部(操作2002)。方法2000将磁性材料定位在工具基部上的多个位置处(操作2004)。方法2000包裹磁性材料以形成工具(操作2006)。
在方法2000的一些示例性实施例中，第一材料是复合材料，并且方法2000在将第一材料铺设在磁性材料上之后使工具固化(操作2008)。
方法2000机加工工具的表面以形成铺叠表面(操作2010)。之后方法结束。
在一些示例性实施例中，定位磁性材料的方法包括用于位置精度的激光瞄准(操作2012)。在一些示例性实施例中，定位磁性材料的方法包括定位铁磁性材料及稀土磁性材料中的至少一者(操作2014)。
在方法2000的一些示例性实施例中，将磁性材料定位在工具基部上的多个位置处包括将具有第一组特征的第一部分磁性材料定位在工具基部上的第一位置，并且将具有第二组特征的第二部分磁性材料定位在工具基部上的第二位置处，其中第一组特征不同于第二组特征(操作2016)。
在方法2000的一些示例性实施例中，包裹磁性材料包括将第一材料铺设在磁性材料上以将磁性材料包裹在由第一材料形成的工具内(操作2018)。
所示出的不同实施方式中的流程图与框图示出了示例性实施方式中的设备与方法的一些可行实施的架构、功能以及操作。就此而言，流程图或框图中的每个方框均可以表示模块、片段、功能以及/或者操作或步骤的一部分。
在示例性实施方式的一些另选实施中，方框中指出的功能或一些功能可以不按附图中指出的顺序发生。例如，根据所涉及的功能，在一些情况下，可以基本上同时执行连续示出的两个方框，或者有时可以以逆序执行方框。而且，可以添加除流程图或框图中示出的方框外的其他方框。在一些示例性实施例中，可以移除流程图或者框图中的一些方框。
可在如图21中所示的飞行器制造与服务方法2100与图22中所示的飞行器2200的背景下描述本公开的示例性实施方式。首先转至图21，根据示例性实施方式示出了飞行器制造与服务方法的图示。在预生产期间，飞行器制造与服务方法2100可包括图22中的飞行器2500的规格与设计2102以及材料采购2104。
在生产期间，执行飞行器2200的部件与子组件制造2106以及系统集成2108。此后，飞行器2200可通过检定及交付2110以便使其投入服役2112。在由客户利用的服役2112中时，安排进行飞行器2200的例行维护及保养2114，该维护及保养可包括变型、重构、翻新以及其它的维修或养护。
可由系统集成商、第三方及/或操作员进行或执行飞行器制造与服务方法2100的各个过程。在这些实施例中，操作员可以是客户。为了本描述之目的，系统集成商可包括但不限于任一数量的飞行器制造者与主系统分包者；第三方可包括但不限于任一数量的供应商、转包商以及供货商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
现在参照图22，以可以实施示例性实施方式的框图形式示出了飞行器的图示。在此实施例中，由图21中的飞行器制造与服务方法2100生产飞行器2200，并且飞行器2200可以包括包括具有多个系统2204及内饰2206的机身2202。系统2204的实施例包括推进系统2208、电气系统2210、液压系统2212以及环境系统2214中的一个或多个。可包括任何数量的其他系统。尽管示出了航天的实施例，但是不同的示例性实施方式可用于诸如汽车工业之类的其它工业。
飞行器制造与服务方法2100的至少一个阶段中可采用在本文中具体化的设备及方法。如本文中利用的，术语“……中的至少一个(至少一者)”在与一系列项目一起利用时意思是：可以利用这系列项目中的一者或多者的不同组合，并且可能仅需要此系列中的一个项目。换言之，“至少一个”意思是：可以利用来自列表的项目的任一组合以及多个项目，但是不需要列表中的所有项目。所述项目可以是特定物品、特定情况或者特定种类。
例如，“项目A、项目B以及项目C中的至少一个”可以包括但不限于：项目A；项目A和项目B；或者项目B。此实施例也可以包括：项目A、项目B、以及项目C；或者项目B以及项目C。当然，可以存在这些项目的任一组合。在其他实施例中，“……中的至少一个(至少一者)”可以是例如而不限于：两个项目A、一个项目B以及十个项目C；四个项目B以及七个项目C；或者其他适当组合。
可在诸如图21中的部件与子组件制造2106以及系统集成2108或者维护2114中的至少一个过程中利用一个或多个示例性实施方式。例如，可以在部件与子组件制造2106过程中利用图2的工具200以在图2的材料210上执行制造操作。可以在部件与子组件制造2106的过程中利用图17、图18A、图18B以及图19的方法1700、方法1800或者方法1900中的至少一个在图2的材料210上执行制造操作。
图2的工具200可以在系统集成2108的过程中用于连接飞行器2200的部件。图2的工具200可以用于形成图21的维护及保养2114过程中利用的更换部件。例如，工具200可以对材料210执行操作以形成图21的维护及保养2114过程中利用的更换部件。图2的材料210可以至少是机身2202或者内饰2206的部件。
在一些示例性实施例中，方法将磁体或者磁性颗粒嵌入到复合工具中。利用固化后的剩磁，钻头上的这些磁体与霍尔效应传感器将使得复合体的钻孔过程中的计算机数控(CNC)程序编制显著减少。复合工具内的磁体还会避免工具与零件超出钻孔条件。
最后，如果需要修整夹具与钻夹具，这些嵌件也将被配置到不需要固化热循环的修整/钻夹具中。可能需要将所述零件主动定位至修整夹具的另一手段，但利用磁性钻头的磁性钻搜寻仍是可行的。这对于在磁性工具表面(诸如殷钢或钢)上固化的零件将是可行的另选方案。
示例性实施例提供一种借助磁场的检测将相关复合层压板内或类似放置的孔的局部钻孔位置配准或者标引至工具表面的方法，在所述磁场中，嵌在工具表面内的目标磁体指示相关钻孔中心线位置，其中由感测的磁场强度的位置测量检测所述位置。
示例性实施例将提供一种显著减少钻孔工具、工艺步骤以及验证的手段。示例性实施例还将提供一种驱动可重复的解决方案的手段，在程序的寿命中此手段不需要额外的工艺验证。在示例性实施例中，诸如磁体以及/或者铁杯形插入件之类的插入件位于工具上的预定位置处。
下面的条款中提出了本发明，不要将这些条款与权利要求混淆。
A1.一种方法，该方法包括：
利用连接至机器头(202)并且被标定以检测工具(200)中的磁性材料(212)的传感器(218)将机器头(202)相对于工具(200)上的材料(210)定位在期望位置(224)；以及
利用机器头(202)从期望位置(224)开始在材料(210)上执行操作(206)。
A2.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：
使机器头(202)沿预设路径(226)相对于工具(200)移动，其中，将机器头(202)定位在期望位置(224)包括：响应于传感器(218)检测到工具(200)中的第一部分磁性材料(228)使机器头(202)停止沿预设路径(226)移动。
A3.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：
使工具(200)沿预设路径(226)相对于机器头(202)移动，其中，将机器头(202)定位在期望位置(224)包括：响应于传感器(218)检测到工具(200)中的第一部分磁性材料(228)使工具(200)停止沿预设路径(226)移动。
A4.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：
基于来自传感器(218)的读数停止对材料(210)的操作(206)。
A5.还提供段落A4的方法，其中，所述操作(206)是钻孔(230)，并且其中，停止所述操作(206)包括当机器头(202)已经移动了基于根据由传感器(218)检测到的磁场(220)的强度(236)确定的材料(210)的厚度(248)的期望距离(250)及最大距离(252)中的一者时，停止钻孔(230)。
A6.还提供段落A1的方法，其中，所述操作(206)是钻孔(230)，所述方法进一步包括：
当材料(210)已经被钻至期望深度(246)时自动停止钻孔(230)。
A7.还提供段落A1的方法，其中，定位机器头(202)包括相对于工具(200)中的第一部分磁性材料(228)定位传感器(218)。
A8.还提供段落A1的方法，其中，材料(210)是复合材料(216)，所述方法进一步包括：
在工具(200)上铺设复合材料(216)；以及
在定位机器头(202)之前使工具(200)上的复合材料(216)固化。
A9.还提供段落A8的方法，其中，使工具(200)上的复合材料(216)固化包括加热嵌在工具(200)内的磁性材料(212)。
A10.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：利用霍尔效应借助传感器(218)检测磁性材料(212)。
A11.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：
在执行操作(206)之后从工具(200)移除材料(210)；
将第二材料(258)定位在工具(200)上；
利用传感器(218)将机器头(202)相对于工具(200)上的第二材料(258)定位在期望位置(224)；以及
利用机器头(202)在期望位置(224)处开始在第二材料(258)上执行操作(206)。
A12.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：
利用传感器(218)将机器头(202)相对于工具(200)上的材料(210)定位在第二期望位置(262)；以及
利用机器头(202)在第二期望位置(262)处开始在材料(210)上执行操作(206)。
A13.还提供段落A1的方法，该方法进一步包括：
利用传感器(218)将机器头(202)相对于工具(200)上的材料(210)定位在第二期望位置(262)；以及
利用机器头(202)在第二期望位置(262)处开始在材料(210)上执行第二操作(208)。
A14.还提供段落A13的方法，其中，与期望位置(224)关联的第一部分磁性材料(228)具有第一组特征(234)，其中，将机器头(202)定位在第二期望位置(262)包括相对于工具(200)中的具有第二组特征(264)的第二部分磁性材料(260)定位传感器(218)，其中第一组特征(234)不同于第二组特征(264)。
A15.还提供段落A1的方法，其中，工具(200)上的材料(210)是零件(288)，所述方法进一步包括：
将工具(200)连接至所述零件(288)。
A16.还提供段落A15的方法，该方法进一步包括：
在执行操作(206)后，将工具(200)与零件(288)断开连接；
将工具(200)连接至第二零件(290)；
利用传感器(218)将机器头(202)相对于第二零件(290)定位在期望位置(224)；以及
利用机器头(202)在期望位置(224)处开始在第二零件(290)上执行操作(206)。
B1.一种方法包括：
标定附接至机器头(202)的传感器(218)以检测磁场；
使机器头(202)相对于包括磁性材料(212)的工具(200)移动；
当传感器(218)检测到工具(200)中的磁性材料(220)时使机器头(202)停止在期望位置(224)处；以及
利用机器头(202)从期望位置(224)开始在零件(288)上执行制造操作(206)。
B2.还提供段落B1的方法，该方法进一步包括：
测量磁场(220)的强度(236)。
B3.还提供段落B2的方法，该方法进一步包括：
在执行制造操作(206)之前，基于磁场(220)的强度(236)变更制造操作(206)。
B4.还提供段落B1的方法，
其中，使机器头(202)相对于工具(200)移动包括使机器头(202)沿预设路径(226)移动，其中，预设路径(226)是用于计算机数控(CNC)机器(255)的第一程序(254)，并且所述方法进一步包括：
运行用于计算机数控(CNC)机器(255)的第二程序(256)以控制机器头(202)从期望位置(224)开始执行制造操作(206)。
B5.还提供段落B1的方法，该方法进一步包括：
在所述零件(288)上执行制造操作(206)后从所述零件(288)移除工具(200)。
C1.一种方法包括：
铺设第一材料(242)以形成工具基部(274)；
将磁性材料(212)定位在工具基部(274)上的多个位置(214)处；
包裹磁性材料(212)以形成工具(200)。
C2.还提供段落C1的方法，其中，包裹磁性材料(212)包括在磁性材料(212)上铺设第一材料(242)以将磁性材料(212)包裹在由第一材料(242)形成的工具(200)内。
C3.还提供段落C1的方法，其中，定位磁性材料(212)包括定位铁磁性材料及稀土磁性材料中的至少一者。
C4.还提供段落C1的方法，其中，第一材料(242)是复合材料，所述方法进一步包括：
在将第一材料(242)铺设在磁性材料(212)上之后使工具(200)固化。
C5.还提供段落C1的方法，该方法进一步包括：
机加工工具(200)的表面以形成铺叠表面(244)。
C6.还提供段落C1的方法，其中，定位磁性材料(212)包括用于位置精度的激光瞄准。
C7.还提供段落C1的方法，其中，将磁性材料(212)定位在工具基部(274)上的多个位置(214)处包括：
将具有第一组特征(234)的第一部分磁性材料(228)定位在工具基部(274)上的第一位置(278)处；以及
将具有第二组特征(264)的第二部分磁性材料(260)定位在工具基部(274)上的第二位置(280)处，其中第一组特征(234)不同于第二组特征(264)。
D1.一种构造成将操作(206)定位在材料(210)上的工具(200)，该工具包括：
铺叠表面(244)，该铺叠表面构造成与材料(210)匹配；以及
磁性材料(212)，该磁性材料定位在工具(200)中的与用于在材料(210)上执行多个操作(213)的多个位置(211)对应的多个位置(214)处。
D2.还提供段落D1的工具(200)，其中，磁性材料(212)包括相对于铺叠表面(244)具有不只一种取向(240、270)的磁性材料(212)。
D3.还提供段落D1的工具(200)，其中，磁性材料(212)包括具有在铺叠表面(244)处测量的不只一种强度(236、268)的磁性材料(212)。
D4.还提供段落D1的工具(200)，其中，磁性材料(212)嵌在工具(200)的复合材料内。
E1.一种系统(284)，该系统包括：
机器头(202)，该机器头构造成利用操作部件(233)在工具(200)上的材料(210)上执行操作(206)；以及
传感器(218)，该传感器连接至机器头(202)并且被标定以检测位于材料(210)下方的工具(200)中的磁性材料(212)。
E2.还提供段落E1的系统(284)，该系统进一步包括：
控制器(286)，该控制器构造成利用连接至机器头(202)的传感器(218)将机器头(202)相对于工具(200)上的材料(210)定位在期望位置(224)。
E3.还提供段落E2的系统(284)，其中，控制器(286)构造成命令机器头(202)在期望位置(224)处开始在材料(210)上执行操作(206)。
E4.还提供段落E2的系统(284)，其中，控制器(286)进一步构造成使机器头(202)沿预设路径(226)相对于工具(200)移动，并且其中控制器(286)进一步构造成响应于传感器(218)检测到工具(200)中的第一部分磁性材料(228)使机器头(202)停止沿预设路径(226)移动，其中，停止机器头(202)将机器头(202)定位在期望位置(224)中。
已经为了阐明或描述之目的描述了不同的示例性实施方式，并不意图穷举或限制于公开形式的实施方式。一些变型与变更对本领域普通技术人员而言会是显而易见的。而且，相对于其它期望的实施方式而言，不同的示例性实施方式可提供不同的功能。选出并描述了所选的实施方式以便最好地解释实施方式的原理、实际应用，并且使本领域普通技术人员能够针对具有适于所构想的具体应用的各种变更的各种实施方式理解本公开。

Claims (24)

1.一种方法，该方法包括：
利用连接至机器头(202)并且被标定以检测工具(200)中的磁性材料(212)的传感器(218)将所述机器头(202)相对于所述工具(200)上的材料(210)定位在期望位置(224)；以及
利用所述机器头(202)从所述期望位置(224)开始在所述材料(210)上执行操作(206)。
2.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
使所述机器头(202)沿预设路径(226)相对于所述工具(200)移动，其中，将机器头(202)定位在期望位置(224)包括：响应于所述传感器(218)检测到所述工具(200)中的第一部分磁性材料(228)使所述机器头(202)停止沿所述预设路径(226)移动。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
使所述工具(200)沿预设路径(226)相对于所述机器头(202)移动，其中，将机器头(202)定位在期望位置(224)包括：响应于所述传感器(218)检测到所述工具(200)中的第一部分磁性材料(228)使所述工具(200)停止沿所述预设路径(226)移动。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
基于来自所述传感器(218)的读数停止所述材料(210)上的所述操作(206)。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述操作(206)是钻孔(230)，并且其中，停止所述操作(206)包括：当所述机器头(202)已经移动了基于根据由所述传感器(218)检测到的磁场(220)的强度(236)确定的所述材料(210)的厚度(248)的期望距离(250)及最大距离(252)中的一者时，停止所述钻孔(230)。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述操作(206)是钻孔(230)，所述方法进一步包括：
当所述材料(210)已经被钻至期望深度(246)时自动停止所述钻孔(230)。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，定位所述机器头(202)包括相对于所述工具(200)中的第一部分磁性材料(228)定位所述传感器(218)。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述材料(210)是复合材料(216)，所述方法进一步包括：
在所述工具(200)上铺设所述复合材料(216)；以及
在定位所述机器头(202)之前使所述工具(200)上的所述复合材料(216)固化。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，使所述工具(200)上的所述复合材料(216)固化包括加热嵌在所述工具(200)内的所述磁性材料(212)。
10.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
利用霍尔效应借助所述传感器(218)检测所述磁性材料(212)。
11.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
在执行所述操作(206)之后从所述工具(200)移除所述材料(210)；
将第二材料(258)定位在所述工具(200)上；
利用所述传感器(218)将所述机器头(202)相对于所述工具(200)上的所述第二材料(258)定位在所述期望位置(224)；以及
利用所述机器头(202)在所述期望位置(224)处开始在所述第二材料(258)上执行所述操作(206)。
12.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
利用所述传感器(218)将所述机器头(202)相对于所述工具(200)上的所述材料(210)定位在第二期望位置(262)；以及
利用所述机器头(202)在所述第二期望位置(262)处开始在所述材料(210)上执行所述操作(206)。
13.根据权利要求1所述的方法，该方法进一步包括：
利用所述传感器(218)将所述机器头(202)相对于所述工具(200)上的所述材料(210)定位在第二期望位置(262)；以及
利用所述机器头(202)在所述第二期望位置(262)处开始在所述材料(210)上执行第二操作(208)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，与所述期望位置(224)关联的第一部分磁性材料(228)具有第一组特征(234)，其中，将所述机器头(202)定位在所述第二期望位置(262)包括相对于所述工具(200)中的具有第二组特征(264)的第二部分磁性材料(260)定位所述传感器(218)，其中所述第一组特征(234)不同于所述第二组特征(264)。
15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述工具(200)上的所述材料(210)是零件(288)，所述方法进一步包括：
将所述工具(200)连接至所述零件(288)。
16.根据权利要求15所述的方法，该方法进一步包括：
在执行所述操作(206)后，将所述工具(200)与所述零件(288)断开连接；
将所述工具(200)连接至第二零件(290)；
利用所述传感器(218)将所述机器头(202)相对于所述第二零件(290)定位在所述期望位置(224)；以及
利用所述机器头(202)在所述期望位置(224)处开始在所述第二零件(290)上执行所述操作(206)。
17.一种构造成将操作(206)定位在材料(210)上的工具(200)，该工具包括：
铺叠表面(244)，该铺叠表面构造成与所述材料(210)匹配；以及
磁性材料(212)，该磁性材料定位在所述工具(200)中的与用于在所述材料(210)上执行多个操作(213)的多个位置(211)对应的多个位置(214)处。
18.根据权利要求17所述的工具(200)，其中，所述磁性材料(212)包括相对于所述铺叠表面(244)具有不只一种取向(240、270)的磁性材料(212)。
19.根据权利要求17所述的工具(200)，其中，所述磁性材料(212)包括具有在所述铺叠表面(244)处测量的不只一种强度(236、268)的磁性材料(212)。
20.根据权利要求17所述的工具(200)，其中，所述磁性材料(212)嵌在所述工具(200)的复合材料内。
21.一种系统(284)，该系统包括：
机器头(202)，该机器头构造成利用操作部件(233)在工具(200)上的材料(210)上执行操作(206)；以及
传感器(218)，该传感器连接至所述机器头(202)并且被标定以检测位于所述材料(210)下方的所述工具(200)中的磁性材料(212)。
22.根据权利要求21所述的系统(284)，该系统进一步包括：
控制器(286)，该控制器构造成利用连接至所述机器头(202)的所述传感器(218)将所述机器头(202)相对于所述工具(200)上的所述材料(210)定位在期望位置(224)。
23.根据权利要求22所述的系统(284)，其中，所述控制器(286)构造成命令所述机器头(202)在所述期望位置(224)处开始在所述材料(210)上执行所述操作(206)。
24.根据权利要求22所述的系统(284)，其中，所述控制器(286)进一步构造成使所述机器头(202)沿预设路径(226)相对于所述工具(200)移动，并且其中所述控制器(286)进一步构造成响应于所述传感器(218)检测到所述工具(200)中的第一部分磁性材料(228)使所述机器头(202)停止沿所述预设路径(226)移动，其中，停止所述机器头(202)会将所述机器头(202)定位在所述期望位置(224)。
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