CN110936130B - 用于模锻工具的偏置套环输送 - Google Patents

用于模锻工具的偏置套环输送 Download PDF

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CN110936130B CN201910870106.XA CN201910870106A CN110936130B CN 110936130 B CN110936130 B CN 110936130B CN 201910870106 A CN201910870106 A CN 201910870106A CN 110936130 B CN110936130 B CN 110936130B
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Abstract

本发明涉及用于模锻工具的偏置套环输送。提供了经由模锻工具进行紧固的系统和方法。一个实施方式是一种经由模锻工具进行紧固的方法，该方法包括：选择位于零件处的孔；将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准；在孔的第一端处将锁紧螺栓套环放置成齐平抵靠零件；以及将锁紧螺栓套环模锻到已经被驱动穿过孔的锁紧螺栓上。

Description

用于模锻工具的偏置套环输送
技术领域
本公开涉及制造的领域，并且具体地涉及模锻工具(swage tool)。
背景技术
用来组装飞行器的紧固件(例如螺栓)的数量可以是极大的。例如，中型商用喷气式飞机可具有数百万个紧固件，安装这些紧固件以将不同部件连接在一起。
在采取锁紧螺栓形式的紧固件的安装期间，在锁紧螺栓已经被驱动穿过孔之后，锁紧螺栓套环可以被放置到锁紧螺栓上。然后，模锻工具可继续将套环模锻(swage)到锁紧螺栓上。然而，模锻工具有时可能使套环与锁紧螺栓不对准，尤其是在孔定位和/或定向不是最佳的情况下，或者定位在难以检测的位置的情况下。
因此，希望有一种考虑到至少一些上述问题以及其他可能问题的方法和设备。例如，希望有一种克服紧固件的安装自动化的技术问题的方法和设备。
发明内容
本文所述的实施方式提供了用于在低间隙环境中操作的偏置模锻工具的套环输送系统。例如，本文所述的套环输送系统可将套环放置在模锻鼻部处，而在模锻鼻部与套环之间没有任何气隙。这使得模锻鼻部在低间隙环境中能够在零件的内模线(Inner MoldLine，IML)处按压套环齐平抵靠孔。
一个实施方式是一种经由模锻工具进行紧固的方法，该方法包括：选择位于零件处的孔；将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准；在孔的第一端处将锁紧螺栓套环放置成齐平抵靠零件；以及将锁紧螺栓套环模锻到已经被驱动穿过孔的锁紧螺栓上。
另一实施方式是一种包含编程指令的非暂时性计算机可读介质，当由处理器执行时，该编程指令可操作用于执行经由模锻工具进行紧固的方法。该方法包括：选择位于零件处的孔；将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准；在孔的第一端处将锁紧螺栓套环放置成齐平抵靠零件；以及将锁紧螺栓套环模锻到已经被驱动穿过孔的锁紧螺栓上。
又一实施方式是一种用于将锁紧螺栓套环输送在模锻工具处的设备，该设备包括：设置在模锻鼻部处的一对指状件，每个指状件包括：遵循模锻鼻部的竖直部分；倾斜斜面，该倾斜斜面与延伸超过模锻鼻部的模锻表面的竖直部分是一体的；以及设置在倾斜斜面的远侧部分处的弓形切口，该弓形切口具有与锁紧螺栓套环的圆周对应的圆周。
一种用于将套环放置在锁紧螺栓上的方法，该方法包括：定位孔的内模线(IML)端；感测孔的中心线；保持套环抵靠孔的IML端；将套环的轴线与孔的中心线对准；以及将锁紧螺栓插入穿过套环和孔。
本发明的设备和方法还在不与权利要求混淆的以下条款中提及。
A1.一种经由模锻工具进行紧固的方法，该方法包括：
选择位于零件处的孔(1402)；
将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准(1404)；
在孔的第一端处将锁紧螺栓套环放置成齐平抵靠零件(1406)；以及
将锁紧螺栓套环模锻到已经被驱动穿过孔的锁紧螺栓上(1410)。
A2.还提供了段落A1的方法，其中：
将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准包括使轴线和中心在零件的内模线(IML)处相交。
A3.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
驱动锁紧螺栓穿过锁紧螺栓套环和孔，使得锁紧螺栓套环的轴线变成与孔和锁紧螺栓的中心共线。
A4.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
在锁紧螺栓套环齐平抵靠零件的同时，从孔的第二端驱动锁紧螺栓穿过孔和锁紧螺栓套环。
A5.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
经由相对的指状件保持锁紧螺栓套环以进行放置，该相对的指状件将锁紧螺栓套环夹紧在模锻鼻部下方的适当位置，其中，锁紧螺栓套环的凸缘远离指状件。
A6.还提供了段落A5的方法，该方法还包括：
将锁紧螺栓套环的凸缘搁置在指状件上。
A7.还提供了段落A5的方法，该方法还包括：
使指状件与锁紧螺栓套环处的凸缘重叠，以将锁紧螺栓套环安置在指状件处。
A8.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
驱动模锻鼻部抵靠指状件中的倾斜斜面，以驱动指状件分开并释放锁紧螺栓套环。
A9.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
通过按压模锻鼻部抵靠锁紧螺栓套环而保持锁紧螺栓套环齐平抵靠零件。
A10.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
将锁紧螺栓套环运输到将锁紧螺栓套环模锻到适当位置的模锻鼻部，其中，运输锁紧螺栓套环包括在锁紧螺栓套环前进穿过可缩回套环臂时重新定向锁紧螺栓套环。
A11.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
将锁紧螺栓套环的轴线对准成在零件的内模线(IML)表面处与孔的中心相交。
A12.还提供了段落A1的方法，该方法还包括：
以一个运动将锁紧螺栓插入穿过锁紧螺栓套环和孔。
A13.还提供了段落A1的方法，其中：
孔的第一端位于零件的内模线(IML)处；以及
孔的第二端位于零件的外模线(Outer Mold Line,OML)处。
A14.根据段落A1的方法组装的飞行器的一部分。
根据本发明的介质的另一方面，提供了：
B1.一种包含编程指令的非暂时性计算机可读介质，当由处理器执行时，该编程指令可操作用于执行经由模锻工具进行紧固的方法，该方法包括：
选择位于零件处的孔(1402)；
将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准(1404)；
在孔的第一端处将锁紧螺栓套环放置成齐平抵靠零件(1406)；以及
将锁紧螺栓套环模锻到已经被驱动穿过孔的锁紧螺栓上(1410)。
B2.还提供了段落B1的介质，其中：
将锁紧螺栓套环的轴线与孔的中心对准包括使轴线和中心在零件的内模线(IML)处相交。
B3.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
驱动锁紧螺栓穿过锁紧螺栓套环和孔，使得锁紧螺栓套环的轴线变成与孔和锁紧螺栓的中心共线。
B4.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
在锁紧螺栓套环齐平抵靠零件的同时，从孔的第二端驱动锁紧螺栓穿过孔和锁紧螺栓套环。
B5.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
经由相对的指状件保持锁紧螺栓套环以进行放置，该相对的指状件将锁紧螺栓套环夹紧在模锻鼻部下方的适当位置，其中，锁紧螺栓套环的凸缘远离指状件。
B6.还提供了段落B5的介质，其中该方法还包括：
将锁紧螺栓套环的凸缘搁置在指状件上。
B7.还提供了段落B5的介质，其中该方法还包括：
使指状件与套环处的凸缘重叠，以将套环安置在指状件处。
B8.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
驱动模锻鼻部抵靠指状件中的倾斜斜面，以驱动指状件分开并释放锁紧螺栓套环。
B9.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
通过按压模锻鼻部抵靠锁紧螺栓套环而保持锁紧螺栓套环齐平抵靠零件。
B10.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
将锁紧螺栓套环运输到将锁紧螺栓套环模锻到适当位置的模锻鼻部，其中，运输锁紧螺栓套环包括在锁紧螺栓套环前进穿过可缩回套环臂时重新定向锁紧螺栓套环。
B11.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
将锁紧螺栓套环的轴线对准成在零件的内模线(IML)表面处与孔的中心相交。
B12.还提供了段落B1的介质，其中该方法还包括：
以一个运动将锁紧螺栓插入穿过锁紧螺栓套环和孔。
B13.还提供了段落B1的介质，其中：
孔的第一端位于零件的内模线(IML)处；以及
孔的第二端位于零件的外模线(OML)处。
B14.根据由段落B1的计算机可读介质执行的方法组装的飞行器的一部分。
根据本设备的另一方面，提供了：
C1.一种用于将锁紧螺栓套环输送在模锻工具处的设备，该设备包括：
一对指状件1560，该对指状件1560设置在模锻鼻部1550处，每个指状件包括：
竖直部分2940，该竖直部分2940遵循模锻鼻部；
倾斜斜面2610，该倾斜斜面2610与延伸超过模锻鼻部的模锻表面2950的竖直部分是一体的；以及
弓形切口2910，该弓形切口2910设置在倾斜斜面的远侧部分2920处，弓形切口具有与锁紧螺栓套环的圆周对应的圆周。
C2.还提供了段落C1的设备，其中：
竖直部分围绕模锻鼻部处的铰链1562枢转
C3.还提供了段落C1的设备，其中：
当模锻鼻部使竖直部分围绕铰链摆动而远离模锻鼻部时，力由模锻鼻部施加到倾斜斜面。
C4.还提供了段落C1的设备，其中：
弓形切口具有与锁紧螺栓套环1570的圆周对应的圆周。
C5.还提供了段落C1的设备，其中：
弓形切口具有尺寸适于安置锁紧螺栓套环的凸缘的圆周。
C6.还提供了段落C1的设备，该设备还包括：
套环输送系统，该套环输送系统将锁紧螺栓套环放置在该对指状件之间。
C7.还提供了段落C1的设备，其中：
指状件的铰链被偏压，以将指状件的弓形切口拉向彼此，以便在锁紧螺栓套环的凸缘下方将锁紧螺栓套环夹紧。
C8.还提供了段落C1的设备，其中：
竖直部分与模锻鼻部齐平。
C9.还提供了段落C1的设备，其中：
在模锻鼻部缩回的同时，指状件的铰链施加将锁紧螺栓套环保持在指状件之间的力。
C10.还提供了段落C1的设备，该设备还包括：
套环供送臂，该套环供送臂将套环运输到指状件；
导向件，该导向件在套环供送臂朝向指状件延伸和远离指状件缩回时控制套环供送臂的运动；以及
致动器，该致动器驱动套环供送臂。
C11.还提供了段落C1的设备，其中：
指状件指向上并且接收具有设置在向上部分处的凸缘的锁紧螺栓套环。
C12.使用段落C1的设备制造飞行器的一部分。
根据本方法的另一方面，提供了：
D1.一种用于将套环放置在锁紧螺栓上的方法，该方法包括：
定位孔的内模线(IML)端(3002)；
感测孔的中心线(3004)；
保持套环抵靠孔的IML端(3006)；
将套环的轴线与孔的中心线对准(3008)；以及
将锁紧螺栓插入穿过套环和孔(3010)。
下面可以描述其他说明性实施方式(例如，与前述实施方式相关的方法和计算机可读介质)。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中组合，参考下面的描述和附图可以看到这些实施方式的进一步细节。
附图说明
现在仅通过实施例的方式并参考附图描述本公开的一些实施方式。在所有附图中，相同的附图标记表示相同的元件或相同类型的元件。
图1是根据说明性实施方式的制造环境的框图的图示，在该制造环境中紧固件安装系统安装紧固件。
图2是根据说明性实施方式的制造环境的框图的图示，在该制造环境中安装紧固件。
图3是根据说明性实施方式的紧固件安装系统中的内模线机的图示。
图4是根据说明性实施方式的内模线机的仰视图的图示。
图5是根据说明性实施方式的内模线机的一部分的图示。
图6是根据说明性实施方式的套环输送系统的框图。
图7是示出根据说明性实施方式的用于将套环供应到模锻工具的方法的流程图。
图8至图21是示出根据说明性实施方式的供应套环的第一套环输送系统的图示。
图22是根据说明性实施方式的位于模锻鼻部处的指状件的放大视图。
图23是示出根据说明性实施方式的用于将套环供应到模锻工具的另一方法的流程图。
图24是根据说明性实施方式的飞行器生产和保养方法的流程图。
图25是根据说明性实施方式的飞行器的框图。
具体实施方式
附图和以下描述示出了本公开的具体说明性实施方式。因此，将认识到，本领域技术人员将能够设计出虽然未在此明确描述或示出但体现本公开的原理并包括在本公开的范围内的各种装置。此外，本文描述的任何实施例旨在帮助理解本公开的原理，并且应被解释为不限于这些具体叙述的实施例和条件。因此，本公开不限于下面描述的具体实施方式或实施例，而是由权利要求及其等同物限定。
这些说明性实施方式认识到并考虑到一个或多个不同的注意事项。例如，这些说明性实施方式认识到并考虑到可能难以将套环安装到偏离预期安装角度的锁紧螺栓上。
因此，这些说明性实施方式提供了一种用于安装紧固件的方法、设备和系统。在一个说明性实施例中，紧固件安装系统包括平台和套环安装器。平台被构造成可移动地定位在结构上。套环安装器连接到该平台。
图1至图5示出了可以根据本文所述的创造性过程监测的无数自动紧固件安装工具中的仅一个紧固件安装工具。因此，图1至图5应被认为是说明性的，说明了可以受益于创造性过程的应用的工具的无数变化中的仅仅一种变化。
当一个部件与另一个部件“连接”时，连接是物理关联。例如，第一部件例如套环安装器可以通过以下方式中的至少一个方式而被认为物理地连接到第二部件例如平台：固定到第二部件、结合到第二部件、安装到第二部件、焊接到第二部件、紧固到第二部件、或以一些其它合适的方式连接到第二部件。第一部件还可以使用第三部件连接到第二部件。第一部件也可以通过形成为第二部件的一部分、第二部件的延伸部分或两者而被认为物理地连接到第二部件。
在该说明性实施例中，控制器在将锁紧螺栓安装到孔中之前使套环与孔动态地对准。
因此，这些说明性实施方式提供了一种用于在安装锁紧螺栓之前预先地将套环放置在用于锁紧螺栓的孔处的方法、设备和系统。
现在参考这些附图，特别地参考图1，根据说明性实施方式描述了紧固件安装系统安装紧固件的制造环境的框图的图示。在该说明性实施例中，制造环境100是这样的环境，在该环境中，紧固件102可通过紧固件安装系统120安装在用于物体106的结构104中。
紧固件102包括螺栓108和套环110。在该说明性实施例中，螺栓108可以选自包括销(该销具有销尾)、带螺纹螺栓和锁紧螺栓的组。
如图所示，螺栓108包括接合特征112。接合特征112可以是例如螺纹、一组突起、一组凹槽、凸缘、一组环形凹槽或一些其它合适类型的特征，该特征可以由套环110接合并且将套环110和螺栓108紧固到彼此。套环110可选自包括带凸缘套环、带螺纹套环、螺母、可带凸缘螺母以及构造成接收螺栓108并紧固到螺栓108的任何其它合适的结构的组。
结构104可以采取多种不同的形式。例如，结构104可以选自包括组件、子组件、机身段、机翼、机翼翼盒、水平稳定器、起落架系统、液压系统、蒙皮面板、桁条、机身段、复合机身段、具有框架悬垂部分(overhang)的支撑结构、以及在紧固件102可以被安装其中以在结构104中将两个部件彼此连接的一些其它结构的组。
物体106可以采取多种不同的形式。例如，物体106可以是例如移动平台、固定平台、陆基结构、水基结构和天基结构。更具体地说，物体106可以是水面船舶、飞行器、坦克、人员运输工具、火车、航天器、空间站、卫星、潜水艇、汽车、发电厂、桥梁、大坝、房屋、制造设施、建筑物和其它合适类型的物体。
如图所示，结构104包括位于位置118处的孔116。在该说明性实施例中，紧固件安装系统120被构造成将紧固件102安装在孔116中。在该说明性实施例中，紧固件安装系统120包括平台122和套环安装器124。虽然图1中示出了套环安装器124，但是根据本文所述的创造性技术，可以使用任何合适的工具和/或套环安装器。
在紧固件安装系统120的操作期间，平台122被构造成可移动地定位在结构104上。套环安装器124连接到平台122。套环安装器124可以保持套环110以用于安装在从旋转轴线128偏移的位置126中，并且可以利用接合特征112将套环110紧固到螺栓108。如图所示，套环安装器124可以摆动到从旋转轴线128偏移的位置126中。例如，套环安装器124可以围绕旋转轴线128旋转到从旋转轴线128偏移的位置126中，以将紧固件102安装在孔116中。
在该说明性实施例中，悬垂部分132可以使得所有紧固件安装系统120不能在结构104上移动而装配在悬垂部分132下方。如图所示，套环安装器124被构造成围绕旋转轴线128旋转到位置126中，该位置126以允许套环安装器124装配在悬垂部分132下方的方式偏置，使得套环110可定位并紧固到孔116中的螺栓108。换句话说，套环安装器124的一部分可以装配在悬垂部分132或其它受限区域下方，自动套环安装系统中的其它当前可用的套环安装器不能装配在这些受限区域中。
在该说明性实施例中，紧固件安装系统120包括套环保持器134和接合器136。如图所示，套环保持器134被构造成将套环110保持在位置126中以接收螺栓108。在该实施例中，套环110是静止不动的，而螺栓108移动穿过孔116。在另一说明性实施例中，螺栓108在孔116中是静止不动的，而套环110朝向孔116移动以接收螺栓108。
接合器136被构造成将套环110紧固到螺栓108。例如，接合器136可将套环110模锻到螺栓108，使得套环110紧固到螺栓108。在另一说明性实施例中，接合器136可使套环110相对于螺栓108围绕旋转轴线128旋转，以将套环110紧固到螺栓108。如图所示，套环保持器134和接合器136形成套环安装器124。
在该说明性实施例中，紧固件安装系统120包括多个其它部件。例如，紧固件安装系统120还包括移动系统138、真空系统140和传感器系统142。
如图所示，移动系统138连接到平台122。移动系统138可以被构造成移动平台122和套环安装器124中的至少一者。虽然图1中示出了套环安装器124，但是根据本文所述的创造性技术，可以使用任何合适的工具和/或套环安装器。如上所述，这里使用的“套环”可以选自包括带凸缘套环、带螺纹套环、螺母、可带凸缘螺母和被构造成便于紧固(例如螺栓的紧固)的任何其它合适结构的组。
如本文所用，短语“……中的至少一个”在与项目列表一起使用时，意味着可使用所列出的项目中的一个或多个的不同组合，并且可能仅需要列表中的每个项目中的一个。换句话说，“……中的至少一个”意味着可以从列表中使用项目和项目数量的任何组合，但是不是列表中的所有项目都是必需的。该项目可以是特定物体、事物或类别。
例如，但不限于，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”可以包括项目A、项目A和项目B、或项目B。该实施例还可以包括项目A、项目B和项目C、或项目B和项目C。当然，可以存在这些项目的任何组合。在一些说明性实施例中，“……中的至少一个”可以是，例如但不限于，项目A中的两个；项目B中的一个；和项目C中的十个；项目B中的四个和项目C中的七个；或其它合适的组合。
例如，移动系统138连接到套环安装器124，并被构造成使套环安装器124围绕旋转轴线128移动。此外，移动系统138还被构造成除了使套环安装器124围绕旋转轴线128移动之外还使平台122沿着轴144移动。
在一个说明性实施例中，移动系统138可以联接到轨道系统146或放置在轨道系统146上。如图所示，沿着轴144的移动可以相对于轨道系统146进行。轴144可以是例如两个轴、三个轴或一些其它数量的轴，这取决于特定的实施方式。在该说明性实施例中，平台122被构造成在轨道系统146上移动，该轨道系统146选自柔性轨道系统、双轨道系统、被构造成附接到结构104的柔性真空轨道系统或一些其它合适类型的系统中的至少一者。
在另一说明性实施例中，移动系统138可以使用多个不同的部件使套环安装器124围绕旋转轴线128移动。如图所示，移动系统138中的这些部件包括轴承组件148、齿圈150和驱动组件152。同样，尽管在这些图中示出了套环安装器124和偏置模锻工具，但是本文所述的套环输送系统可用于所需的任何类型的工具。
如图所示，轴承组件148连接到套环安装器124。轴承组件148被构造成围绕旋转轴线128移动。齿圈150连接到轴承组件148。驱动组件152可移动地连接到齿圈150。在该说明性实施例中，驱动组件152被构造成使齿圈150移动。结果，驱动组件152的移动经由齿圈150使轴承组件148移动。
在该说明性实施例中，真空系统140连接到平台122。真空系统140被构造成移除孔116周围的碎屑154。碎屑可以是例如钻削孔116产生的颗粒。在另一个实施例中，当螺栓108采取具有销尾的销的形式时，碎屑154可包括在将套环模锻到销之后与销分离的销尾。例如，当螺栓108是具有销尾的销时，在销尾与销分离之后，销尾偏转器(未示出)可以将销尾导向到真空系统140中的端口(未示出)。
在该说明性实施例中，传感器系统142也连接到平台122。如图所示，传感器系统142是检测关于紧固件安装系统120周围的环境的信息的物理硬件系统。
传感器系统142被构造成产生传感器数据156。传感器数据156可包括关于结构104、套环安装器124的位置、平台122相对于结构104的位置、孔116的图像的信息，以及可用于控制紧固件安装系统120的操作的其它信息。传感器系统142可以包括照相机系统、激光传感器、超声波传感器、光检测和测距扫描仪、或一些其它合适类型的传感器中的至少一者。
传感器数据156被发送到位于计算机系统160中的控制器158。控制器158可以以软件或硬件中的至少一者的形式来实现。当使用软件时，由控制器158执行的操作可以在被构造成在诸如处理器单元之类的硬件上运行的程序代码中实现。当使用固件时，由控制器158执行的操作可以在程序代码和数据中实现，并且存储在永久存储器中以在处理器单元上运行。当采用硬件时，该硬件可以包括操作以执行控制器158中的操作的电路。
在说明性实施例中，硬件可以采取选自电路系统、集成电路、专用应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置或被构造成执行多个操作的一些其它合适类型的硬件中的至少一者的形式。对于可编程逻辑装置，该装置可以被构造成执行该多个操作。该装置可以在稍后时间被重新配置，或者可以被永久地配置成执行所述多个操作。可编程逻辑装置包括例如可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列和其它合适的硬件装置。另外，这些过程可以在与无机部件集成的有机部件中实现，并且可以完全由除了人类之外的有机部件组成。例如，这些过程可以作为有机半导体中的电路来实现。
计算机系统160是物理硬件系统，并且包括一个或多个数据处理系统。当存在多于一个数据处理系统时，这些数据处理系统使用通信介质与彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可以选自计算机、服务器计算机、平板计算机或一些其它合适的数据处理系统中的至少一者。
控制器158利用程序161控制紧固件安装系统120的操作。程序161可以是例如计算机数字控制(CNC)程序或一些其它合适的程序代码，这些程序代码可以用来控制紧固件安装系统120的操作。例如，紧固件安装系统120可以是使用笛卡尔坐标的计算机数字控制(CNC)机器。
控制器158可利用传感器数据156来控制紧固件安装系统120中的不同部件的操作。尽管示出为单独的部件，但在一些说明性实施例中，控制器158和计算机系统160可位于平台122上或平台122中。
此外，紧固件安装系统120还可包括连接到平台122的更换组件162。在该实施例中，套环安装器124是第一套环安装器164，并且通过连接到更换组件16间接地连接到平台122。第一套环安装器164可移除地连接到更换组件162。不同的套环安装器可被构造成安装不同尺寸的紧固件和不同构造的紧固件中的至少一者。换句话说，可以在套环安装器之间进行快速更换，以安装不同尺寸的紧固件。
此外，在该说明性实施例中，平台122、套环安装器124、移动系统138、真空系统140和传感器系统142形成了位于结构104的内模线侧170上的内模线机168。此外，紧固件安装系统120还可包括外模线机(Outer Mold Line machine)172，该外模线机172被构造成从结构104的外模线侧174将诸如销之类的螺栓108插入穿过孔116。在该说明性实施例中，外模线机172还可由计算机系统160中的控制器158控制，以执行紧固件102在结构104中的孔116中的协调安装。
在一个说明性实施例中，存在克服经由自动工具安装紧固件的技术问题的一个或多个技术方案。在该说明性实施例中，模锻工具可能遇到试图将套环放置到已被驱动穿过孔的锁紧螺栓上的问题。
因此，在说明性实施方式中，一个或多个技术方案可通过使套环与孔预先地对准而提供便于将套环放置在锁紧螺栓处的技术效果。
接下来参考图2，根据说明性实施方式描绘了安装紧固件的制造环境的框图的图示。制造环境200是这样的环境，在该环境中，紧固件202可以利用紧固件安装系统208安装在用于物体206的结构204中。结构204和物体206可以采取与相对于图1中的结构104和物体106所描述的形式类似的各种形式。结构204可以是，例如但不限于，包括金属结构、复合结构、金属和复合工件、拼接板、对接拼接板、用于两个机身段的拼接板、或一些其它合适的结构。
如图所示，紧固件202包括销214和套环212。在该说明性实施例中，套环212可被模锻到销214。换句话说，套环212可以变形以接合销214上的接合特征216。销214也可包括销尾218。在该说明性实施例中，接合特征216可以是例如螺纹、一组突起、一组凹槽、凸缘或能够由套环212接合并将套环212紧固到销214的一些其它合适类型的特征。
如图所示，紧固件安装系统208包括模锻组件220，该模锻组件220被构造成使套环212与销214接合。在该说明性实施例中，模锻组件220是图1中的套环安装器124的实施例，并且包括套环保持器222和模锻工具224。套环保持器222被构造成保持套环212。模锻工具224被构造成使套环212与销214上的接合特征216接合。在该实施例中，销214和销尾218插入到套环212中。换句话说，在套环212已经定位在孔232上之后，销214和销尾218移动穿过套环212。
销尾218是连接到销214的部件。在该特定实施例中，模锻工具224接合销尾218，并以使套环212以接合接合特征216的方式变形的方式拉动销214穿过套环212。接合特征216是销214上的特征而不是销尾218上的特征。接合特征216可以是一组螺纹、一组凹槽、一组环形凹槽或其它类型的特征(套环212可以被模锻至该特征以接合销214)中的至少一者。
在该说明性实施例中，使套环212接合接合特征216可以以任何数量的不同方式执行。例如，当具有销尾218的销214从第二侧258插入到孔232中时，力233可以沿着中心线251施加在套环212和销尾218中的至少一者上(该中心线251居中地延伸穿过套环212)，直到销尾218变成与销214分离，从而使得套环212接合销214上的接合特征216。换句话说，力233可以施加到套环212或销尾218中的一者或两者，使得套环212被模锻成使得套环212接合销214上的接合特征216。
在该说明性实施例中，模锻组件220可包括图1中的套环安装器124。套环保持器222可以是图1中的套环保持器134的实施例，并且模锻工具224可以是图1中的接合器136的实施例。
如图所示，模锻组件220连接到平台226。在该说明性实施例中，平台226采取内模线平台228的形式。在该说明性实施例中，内模线平台228可以选自包括挠性履带车、机器人臂和一些其它合适类型的平台的组。
在一个实施例中，模锻组件220从模锻组件238偏移，使得套环212被保持成从旋转轴线230偏移，模锻组件220位于该旋转轴线230上。根据该实现方式，模锻组件220可以从旋转轴线230偏移或者可以不从旋转轴线230偏移。
如图所示，模锻组件220中的套环保持器222被构造成将套环212定位在孔232上。在该说明性实施例中，执行该定位使得套环212与孔232同心地对准。例如，套环212的中心线251截取了孔232的中心线252。
在说明性实施方式中，执行将套环212定位在孔232上，使得在将销214从外模线侧236插入到孔232中之前，当销214在结构204的内模线侧234上放置到孔232中时，套环212接收销214。如图所示，销214以单个运动移动穿过孔232和套环212。
当销214插入到孔232中时，外模线侧236移动以延伸穿过套环212，并且模锻组件220模锻套环212，使得套环212接合销214上的接合特征216。
如图所示，将套环212定位在孔232上可导致套环212接触内模线侧234。在其它说明性实施方式中，当套环212定位在孔232上时，套环212可以不接触内模线侧234。在该实施例中，模锻工具224接合并拉动销尾218，使得销尾218和销214以使套环212模锻以接合销214上的接合特征216的方式移动穿过套环212。
在将销214从第二侧258插入到孔232中之前将套环212在结构204的第一侧256定位在孔232上时，模锻组件220将套环212保持在模锻组件220中的套环保持器222中，并移动套环212使得套环212在结构204的内模线侧234定位在孔232上。在该说明性实施例中，第一侧256是内模线侧234，第二侧258是外模线侧236。
在另一个实施例中，在将销214从外模线侧236插入到孔232中之前将套环212在结构204的内模线侧234定位在孔232上时，模锻组件220使套环212相对于内模线侧234标准化，并且在将销214从外模线侧236插入到孔232中之前，在结构204的内模线侧234将套环212移动到孔232上。该标准化包括使套环212围绕一个或多个轴移动。在该实施例中执行该移动以提供套环212和孔232之间的同心。
此外，紧固件202还可包括类似于图1中的传感器系统142的传感器系统240。在将套环212定位在孔232上时，传感器系统240识别孔232在内模线侧234上的位置242，并且在将销214从外模线侧236插入到孔232中之前，模锻组件220将套环212移动到位于结构204的内模线侧234上的位置242处的孔232上。如图所示，套环212定位成使得在套环212和孔232之间存在同心。这种同心使得销214能够延伸穿过套环212，使得套环212可以紧固到销214。
在说明性实施例中，传感器系统142是检测关于紧固件安装系统208周围的环境的信息的物理硬件系统。传感器系统240被构造成产生传感器数据215。传感器系统240可以包含一种或多种类型的传感器。例如，传感器系统240可以选自照相机系统、视觉系统、激光测距仪或一些其它合适类型的传感器中的至少一者。由传感器系统240产生的传感器数据215可以用于执行套环212与孔232的对准。执行这种对准以在套环212和孔232之间产生同心，使得销尾218和销214可以以期望的方式插入穿过孔232并延伸穿过套环212。
在该说明性实施例中，模锻组件220和平台226形成内模线机(inner mold linemachine)244。此外，在该说明性实施例中，紧固件安装系统208还包括外模线机246。外模线机246被构造成将销214从结构204的外模线侧236插入穿过孔232。如图所示，在销尾218和销214移动穿过孔232以延伸穿过套环212之前，套环212在内模线侧234与孔232对准。
在该说明性实施例中，内模线机244和外模线机246可由计算机系统250中的控制器248控制，以执行紧固件202在结构204中的孔232中的协调安装。
传感器数据215被发送到位于计算机系统250中的控制器248。控制器248可以以软件和硬件中的至少一者的形式来实现。当使用软件时，由控制器248执行的操作可以在被构造成在诸如处理器单元之类的硬件上运行的程序代码中实现。当使用固件时，由控制器248执行的操作可以在程序代码和数据中实现，并且存储在永久存储器中以在处理器单元上运行。当采用硬件时，该硬件可以包括操作以执行控制器248中的操作的电路。
在说明性实施例中，硬件可以采取选自电路系统、集成电路、专用应用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置或被构造成执行多个操作的一些其它合适类型的硬件中的至少一者的形式。对于可编程逻辑装置，该装置可以被构造成执行所述多个操作。该装置可以在稍后时间被重新配置，或者可以被永久地配置成执行所述多个操作。可编程逻辑装置包括例如可编程逻辑阵列、可编程阵列逻辑、现场可编程逻辑阵列、现场可编程门阵列和其它合适的硬件装置。另外，这些过程可以在与无机部件集成的有机部件中实现，并且可以完全由除了人类之外的有机部件组成。例如，这些过程可以作为有机半导体中的电路来实现。
计算机系统250是物理硬件系统，并且包括一个或多个数据处理系统。当存在多于一个数据处理系统时，这些数据处理系统使用通信介质与彼此通信。通信介质可以是网络。数据处理系统可以选自计算机、服务器计算机、平板计算机或一些其它合适的数据处理系统中的至少一者。
控制器248利用程序254控制紧固件安装系统208的操作。程序254可以是例如计算机数字控制(CNC)程序或一些其它合适的程序代码，这些程序代码可以用来控制紧固件安装系统208的操作。
控制器248可利用传感器数据215来控制紧固件安装系统208中的不同部件的操作。尽管示出为单独的部件，但在一些说明性实施例中，控制器248和计算机系统250可位于平台226上或平台226中。
在一个说明性实施例中，紧固件安装系统208包括套环保持器222、传感器系统240和控制器248。在该实施例中，套环保持器222被构造成将套环212保持在紧固件202中。传感器系统240被构造成产生用于结构204的第一侧256的传感器数据215。如在该实施例中所描绘的，控制器248控制传感器系统240和套环保持器222的操作。控制器248使用传感器数据215识别结构204的第一侧256中的孔232的位置242，并通过移动套环保持器222将由套环保持器222保持的套环212自动地定位在位置242处的孔232上。
在一个说明性实施例中，存在克服紧固件的安装自动化的技术问题的一个或多个技术方案。目前，自动安装过程在试图将套环放置到锁紧螺栓上时可能遇到对准问题，这可能导致需要重新尝试锁紧螺栓的安装。
这些说明性实施方式认识到并考虑到了当前采用的机器(例如在附接到结构204的轨道上移动的机器)可能期望增强，这使得能够没有气隙地将套环放置在内模线(IML)上，从而确保套环即使在低间隙环境中也可与孔对准。
这些说明性实施例提供了一种技术方案，其中套环输送系统提供了套环，而在套环输送系统和模锻工具的鼻部之间没有气隙。
结果，该说明性实施例中的技术方案可具有即使在低间隙环境中也使得能够在放置锁紧螺栓之前放置套环的技术效果。
图1中的制造环境100和图2中的制造环境200的图示不意味着暗示对说明性实施方式可以实现的方式进行物理或架构限制。可以使用除了所示部件之外的其它部件或代替所示部件的其它部件。一些部件可能是不必要的。另外，呈现这些方框以示出一些功能性部件。当在说明性实施方式中实现时，这些方框中的一个或多个可以被组合、划分或组合并划分为不同的方框。
例如，套环安装器124、移动系统138、真空系统140和传感器系统142已经被描述为能够形成位于结构104的内模线侧170的内模线机168。在其它说明性实施例中，这些部件在内模线机从结构104的内模线侧170插入螺栓108的情况下可以是外模线机的一部分。作为另一个实施例，在其它实现方式中，第一侧256可以是外模线侧236，而第二侧258可以是内模线侧234。
参照图3，根据说明性实施方式描述了紧固件安装系统中的内模线机300的图示。在该说明性实施例中，内模线机300在轨道系统302上移动。轨道系统302包括第一轨道304和第二轨道306。
如图所示，内模线机300是紧固件安装系统120中的内模线机168的一个实现方式的实施例。如图所示，内模线机300包括平台308、偏置模锻组件310、移动系统312、真空系统314和照相机316。在该说明性实施例中，平台308是图1中以方框形式示出的平台122的一个实现方式的实施例。偏置模锻组件310是图1中以方框形式示出的套环安装器124的实现方式的实施例。真空系统314是图1中以方框形式示出的真空系统140的实现方式的实施例。照相机316是图1中以方框形式示出的传感器系统142的实现方式的实施例。
如图所示，移动系统312被构造成在多个不同方向上移动内模线机300。例如，移动系统312被构造成在x轴线318、y轴线320和z轴线322的方向上移动平台308。然而，本文描述的创造性系统和方法不限于偏置装置。
此外，移动系统312还被构造成使偏置模锻组件310围绕旋转轴线324移动。换句话说，移动系统312可使偏置模锻组件310围绕旋转轴线324摆动。在该说明性实施例中，旋转轴线324平行于z轴线322。
如图所示，机动轮系统326被构造成使平台308沿着x轴线318移动。滚珠丝杠驱动器328被构造成使平台308沿着y轴线320移动。滚珠丝杠驱动器330被构造成使平台308沿着z轴线322移动。
如图所示，移动系统312被构造成使偏置模锻组件310利用轴承组件332围绕旋转轴线324移动。在该视图中，在轴承组件332中可看到齿圈334和外环336。
在该图中，偏置模锻组件310连接到轴承组件332中的齿圈334。如图所示，在该实施例中，齿圈334围绕旋转轴线324旋转。外环336连接到平台308，并且齿圈334被构造成在外环336内旋转。此外，真空系统314和照相机316也连接到轴承组件332，使得这些部件也可以围绕旋转轴线324旋转。在该实施例中，偏置模锻组件310通过转接器333可移除地附接到平台308。
接下来参考图4，根据说明性实施方式描绘了内模线机300的仰视图的图示。在该实施例中，内模线机300如从在图3中的线4-4的方向上的仰视图所看到的。
如该实施例中所示，移动系统312被构造成使偏置模锻组件310利用轴承组件332围绕旋转轴线324移动。
如图所示，齿圈334连接到平台308。如图所示，齿圈334可移动地连接到平台308。
在该说明性实施例中，偏置模锻组件310、真空系统314和照相机316示出为连接到齿圈334。换句话说，这些部件被构造成当齿圈334围绕旋转轴线324旋转时围绕旋转轴线324旋转。不同的部件可直接或间接地连接到齿圈334。
如图所示，驱动器400是机动单元，该机动单元被构造成通过移动齿圈334而使偏置模锻组件310、真空系统314和照相机316围绕旋转轴线324旋转。
在该说明性实施例中，激光传感器402邻近照相机316。激光传感器402检测从激光传感器402到内模线表面(未示出)的距离。
在该实施例中，具有齿圈334、外环336和驱动器400的轴承组件332允许偏置模锻组件310、真空系统314、照相机316和激光传感器338围绕旋转轴线324旋转360度。以这种方式，偏置模锻组件310被构造成摆动到与旋转轴线324偏移的期望位置。
参照图5，根据说明性实施方式描绘了内模线机300的一部分的图示。在该说明性实施例中，偏置模锻组件310在齿圈334内，而用于内模线机300的其它部件未示出。采用该局部图示来以避免使这些部件的图示和描述模糊的方式描述偏置模锻组件310中的部件。
在该说明性实施例中，偏置模锻组件310包括多个不同的部件。如图所示，偏置模锻组件310包括套环保持器500、套环模锻器502和料斗504。套环保持器500是图1中以方框形式示出的套环保持器134的一个实现方式的实施例。套环模锻器502是图1中以方框形式示出的接合器136的实现方式的实施例。
在该说明性实施例中，套环保持器500被构造成从料斗504接收套环(未示出)并保持套环以由套环模锻器502进行模锻。如图所示，料斗504通过管506连接到套环保持器500。料斗504保持套环(未示出)。
如图所示，套环保持器500将套环(未示出)保持在平行于旋转轴线324的轴线508上。如在该说明性实施例中所示，偏置模锻组件310被构造成当齿圈334移动时围绕旋转轴线324旋转。当偏置模锻组件310旋转时，轴线508围绕旋转轴线324旋转，并且可以从旋转轴线324的一侧移动到另一侧。
在所示的实施例中，图5中的料斗504采取一个或多个盒510的形式。存储在盒510中的套环(未示出)可以使用套环喷射器512从盒510供送到套环保持器500。套环喷射器512可以是凸轮或凸轮致动的套环供送机构，并且可以使用压缩空气经由管506从料斗504将套环(未示出)供送到套环保持器500。以这种方式，盒510用作用于内模线机300中的偏置模锻组件310的机载套环供应源。在另外的实施方式中，可以使用其它类型的套环输送系统，例如远程碗式供送系统。
图3至图5中的内模线机300的图示并不意味着限制可以实现内模线机或采用套环安装器的其它机器的方式。例如，可使用其它类型的紧固件来代替其中通过模锻插入销和套环的偏置模锻组件310。例如，另一种类型的套环安装器可通过旋转套环和螺栓中的至少一者使得这些部件中的螺纹或凹槽彼此接合而导致接合。
在另一说明性实施例中，可以实现其它类型的旋转系统，其中存在不同于360度的其它移动度数。在另一个说明性实施例中，偏置模锻组件310围绕旋转轴线324移动90度、180度、270度或一些其它移动量。在又一个说明性实施例中，可以从内模线机300中省略真空系统314。在另一个说明性实施例中，这些部件可以实现为外模线机的一部分。
图6至图8仅示出了科根据本文所述的创造性过程监测的无数自动紧固件安装工具中的一个。因此，图6至图8应被认为是说明性的，说明了可以受益于创造性过程的应用的工具的无数变化中的仅仅一种变化。
图6至图21示出了示例性套环输送系统，该套环输送系统将套环没有气隙地提供给偏置模锻工具，以便增强模锻工具在低间隙环境中安装紧固件的能力。具体地说，图6至图7示出了套环输送系统和使用该系统的方法的概念性实施方式，而图8至图21示出了具体说明性套环输送系统的操作。
图6是说明性实施方式中的套环输送系统1300的框图。套环输送系统1300包括可操作以将锁紧螺栓套环输送到模锻工具的任何系统、装置或部件。在该实施方式中，套环输送系统1300包括气动致动器1322。气动致动器1322施加压力，该压力在套环输送系统1320通过插入器臂1326将套环1340供应到模锻工具1330时使套环输送系统1320移位。模锻工具1330可将套环1340施加到将接收锁紧螺栓1360的零件1350。具体地，套环1340可以放置成与零件1350内的孔1354的中心线1356对准。套环1340可以被模锻到锁紧螺栓1360上，以便完成紧固件的安装。在锁紧螺栓1360刺穿零件1350的表面1352之前的输送过程期间，凸轮导向件1324引导套环输送系统1320的运动。
控制器1310基于存储在数字控制(NC)程序中的任何合适的指令来管理气动致动器1322。控制器1310可以被实现为例如定制电路、执行编程指令的硬件处理器或其某种组合。
将参照图7讨论套环输送系统1300的操作的说明性细节。对于该实施方式，假定模锻工具1330已经与紧固件将被安装在零件1350处的位置对准，并且孔已经被钻穿过零件1350。
图7是示出了在说明性实施方式中用于将套环供应到模锻工具的方法1400的流程图。方法1400的步骤参考图13的套环输送系统1300描述，但是本领域技术人员将理解方法1400可以在其他系统中执行。这里描述的流程图的步骤不是全部包括在内的，并且可以包括未示出的其它步骤。这里描述的步骤也可以以替代的顺序执行。
在步骤1402中，控制器1310选择位于零件1350处的孔，例如刚刚由外模线(OML)工具钻出的孔。例如，可以基于NC程序中的指令、基于由内模线(IML)装置或传感器等执行的扫描来选择孔。
在步骤1404中，控制器1310引导模锻工具1330以将锁紧螺栓套环(例如，套环1340)的轴线对准成与零件1350的表面1352处的孔1354的中心线16356共线。这可以基于来自诸如上述任何传感器系统之类的传感器系统的输入来执行。例如，可以利用视觉或激光感测系统接收指示轴向对准的反馈。简而言之，当完成对准时，孔1354的中心线1356处的与由表面1352所限定的平面相交的点被对准(例如，使得该点与套环1340的轴线相交或与套环1340的轴线共线)。
在步骤1406中，控制器1310引导模锻工具1330以将锁紧螺栓套环在孔的第一端处放置成齐平抵靠零件1350，同时锁紧螺栓套环被对准。在一个说明性实施方式中，步骤1406可包括将模锻工具1330按压入套环1340中，同时套环1340被保持抵靠零件1350，但是可使用其它技术，只要套环的轴线和孔1354的中心线1356在零件1350的表面1352(即IML)处相交。
在步骤1408中，控制器1310引导模锻工具1330以驱动锁紧螺栓1360从孔的第二端(例如OML)穿过孔和锁紧螺栓套环(例如，在锁紧螺栓套环齐平抵靠零件1350的同时)。在锁紧螺栓1360已经被驱动穿过孔之后，锁紧螺栓1360的头部(未示出)可以或者从孔突出，使得锁紧螺栓1360的冠型头部的凸缘坐落在OML上，或者与孔齐平(例如，埋入孔中)。在锁紧螺栓套环已经与孔对准之后，通过驱动锁紧螺栓1360穿过孔，模锻工具1330确保锁紧螺栓1360毫无问题地前进穿过孔和套环两者。因此，在驱动锁紧螺栓1360穿过零件1350的同时以及随后在锁紧螺栓离开零件1350并刺穿套环1340的同时，模锻工具1330都保持套环1340。此外，由于套环1340被保持齐平抵靠零件1350，紧固件可以安装在零件1350处的低间隙区域中。因此，如果在零件1350的IML处存在低的竖直间隙，则可以使用套环输送系统1320。这在零件1350的IML上方存在悬垂部分的情况下可以是有益的。
另外，图6所示的套环安装装置允许将套环放置到位于存在锁紧螺栓杆的确定位置的位置处的锁紧螺栓上。这种IML表面放置是可重复且精确的，而驱动锁紧螺栓完全进入到孔中并且然后将套环定位到锁紧螺栓的端部上将一定水平的扫描和放置，而悬垂部分和传感器可能不能实现这种水平并满足使过程自动化所需的期望速率。这可以有助于解决锁紧螺栓的角度相对于期望位置/定向偏斜从而导致在使用现有技术时的放置困难的问题。在此讨论的方法允许孔和/或锁紧螺栓相对于最佳的角度的设计公差大于其它可能的设计公差，同时仍满足期望的自动化速率和设计要求。
在步骤1410中，模锻工具1330将锁紧螺栓套环模锻到锁紧螺栓上。这完成了紧固件的安装，此时控制器1310可以引导模锻工具前进到将安装下一个紧固件的位置。
方法1400通过在锁紧螺栓安装之前将套环放置成与孔齐平而提供了技术益处。因为套环在锁紧螺栓之前放置，所以套环与锁紧螺栓对准的可能性增强。具体地，本文描述的创造性系统和技术允许孔相对于最佳的角度的设计公差大于其它可能的设计公差，同时仍满足期望的自动化速率。此外，因为套环被放置成齐平抵靠零件(例如，在模锻鼻部(例如，如图15的模锻鼻部1550所示)和套环之间没有气隙)，所以模锻操作可以相对于零件的IML表面在竖直间隙中执行。
图8至图21是示出了在说明性实施方式中供应套环1570的套环输送系统1500的图示。图8示出了套环输送系统1500包括气动致动器1510、凸轮1520、套环臂1530和套环供送指状件1540。这些部件将套环供送到将套环模锻到锁紧螺栓上的模锻鼻部1550。指状件1560(例如，一对相对的指状件)施加力，该力将套环1570保持在适当位置，同时模锻鼻部1550移动到用于模锻的位置。当模锻鼻部1550执行模锻时，指状件1560通过围绕铰链1562旋转而偏转，然后当模锻鼻部1550缩回时，偏压装置1564(例如，弹簧)使指状件1560返回到它们的原始位置。图9至图21详细地示出了该过程。
在图9中，模锻鼻部1550已经移动到在零件1610处具有中心线1614的孔1612下方的位置。零件1610的表面1619包括零件1610的IML表面。在以下的图9至图21中，套环1570将在表面1619(即IML表面)处被放置成齐平抵靠孔1612的第一端1616，锁紧螺栓将被驱动穿过孔1612的第二端1618(即OML表面)，并且模锻鼻部1550将把套环模锻到锁紧螺栓上。
如图9所示，套环1570在方向1600上通过套环臂1530运输。此时，凸缘1572位于套环1570的右侧上，并且以使套环1570旋转的方式供送，以确保凸缘1572可以被放置成齐平抵靠零件1610的表面1619。在图10中，当套环1570被重新定向以将凸缘1572旋转至套环1570的顶部时，套环1570在方向1700上被运输至套环供送指状件1540。如这些图所示，在一个图中由箭头指示的移动是完成了的或在随后的图中继续。图11示出了套环1570已经到达套环供送指状件1540并准备好输送到模锻鼻部1550。凸缘1572现在定位在套环1570的顶部处。因此，套环输送系统1500在方向1800上向上移动到图12所示的位置。在图12中，凸缘1572保持在基本相同的定向上。在图12中，套环输送系统1500在方向1900上横向移位到图13所示的位置，其中套环1570在模锻鼻部1550上方摆好姿势不动。当以这种方式对准时，套环1570的轴线2010与孔1612的中心线1614和表面1619限定的平面相交的点共线，该点。此外，凸缘1572基本上与表面1619平行，并且对于模锻过程的其余部分来说保持在该定向上。
在图13中，套环输送系统1500在方向2000上向下移动，以将套环1570存放到指状件1560中，该指状件1560由偏压装置1564偏压，以将夹持力施加到套环1570。如图14所示，在套环1570通过指状件1560固定在适当位置之后，套环供送指状件1540将释放它们对套环1570的夹持。在图14中，套环输送系统1500在方向2100上向上移位，而在图15中，套环输送系统1500在方向2200上远离模锻鼻部1550上缩回。在此期间，套环1570通过由指状件1560施加的夹持力而固定。因此，尽管在该定向中重力也将套环1570保持在模锻鼻部1550处，但是指状件1560(即，因为凸缘1572搁置在指状件1560上)提供足够的夹持动作，以确保当模锻鼻部1550处于诸如水平定向、倒置等替代定向时套环1570不会从模锻鼻部1550滑脱。
在图16中，模锻鼻部1550在方向2300上朝向孔1612移动，并且在图17中，套环1570通过模锻鼻部1550被保持齐平抵靠孔1612的第一端1616。在图16中，套环输送系统1500示出为缩回的。此时，套环1570的轴线2010保持与孔1612的中心线1614共线(例如，如图13所示)。锁紧螺栓仍然没有被施加到孔1612。在孔1612不完全垂直于零件1610的表面1619(例如，零件1610的IML表面)的情况下，模锻鼻部1550不需要被倾斜，只要对准使套环1570的中心线与孔1612的中心线相交，该孔1612的中心线与表面1619的平面相交。
在图17中，套环输送系统1500已经充分缩回，以防止与模锻鼻部1550发生干涉。因此，模锻鼻部1550已将套环1570放置成与零件1610的表面1619(即，IML表面)齐平。在图18中，驱动锁紧螺栓2510穿过孔1612的第二端1618并穿过套环1570。当锁紧螺栓刺穿套环时，套环1570处的凸缘防止套环移动。模锻鼻部1550继续夹持锁紧螺栓2510的销尾，并执行将套环1570模锻到锁紧螺栓2510上，从而在方向2500上移动。如图22所示，模锻鼻部1550抵靠指状件1560的倾斜斜面2610的运动使指状件1560在方向2600上围绕铰链1562摆动。因此，当锁紧螺栓2510的销尾被模锻鼻部1550接合时，指状件1560摆动远离套环1570，这确保了指状件1560不干涉模锻。这提供了确保模锻鼻部1550可在低间隙环境中操作的技术益处。
在图20中，模锻完成，从而导致通过孔1612实现紧固件的安装。因此，模锻鼻部1550在方向2700上缩回。这使指状件1560沿图21所示的方向2800返回到它们的原始位置，其中偏压装置1564保持指状件1560在模锻鼻部1550上方摆好姿势。
图22是在说明性实施方式中位于模锻鼻部1550处的指状件1560的放大图。图22示出了每个指状件1560包括遵循模锻鼻部1550并且在模锻鼻部处围绕铰链1562枢转的竖直部分2940。倾斜斜面2610与竖直部分2940是一体的，并且延伸超过模锻鼻部1550的模锻表面2950。因此，当模锻鼻部1550延伸时由模锻鼻部施加到倾斜斜面2610的力使竖直部分2940围绕铰链1562摆动而远离模锻鼻部1550。这意味着当不再需要保持套环时(例如，因为锁紧螺栓现在处于被模锻到套环的过程中)，指状件1560移动而脱离与套环的接合。每个指状件1560还包括设置在倾斜斜面2610的远侧部分2920处的弓形切口2910。弓形切口2910具有与锁紧螺栓套环的圆周相对应的圆周。因此，弓形切口的直径的尺寸设计成与套环的非凸缘部分配合。
图23是示出根据说明性实施方式的用于将套环供应到模锻工具的另一方法的流程图。根据图23，方法3000包括：定位孔1612的内模线(IML)端(例如，第一端1616)(步骤3002)；感测孔1612的中心线1614(步骤3004)(例如，经由上述任何感测装置)；以及将套环1570保持在孔的IML端(例如，第一端1616)处(步骤3006)。方法3000还包括将套环的轴线2010(也称为中心线)与孔1612的中心线1614对准(步骤3008)，并且将锁紧螺栓2510插入穿过套环1570和孔1612(步骤3010)。可以在单个动作中执行将锁紧螺栓2510插入穿过孔1612和套环1570，但是在另外的实施方式中，可能的是，锁紧螺栓2510可以被放置到孔1612的OML侧中，其中销尾不离开孔1612的IML端，并且然后在一个动作中被驱动到孔1612中并且穿过套环1570。这导致锁紧螺栓2510的头部或者在埋头孔中或抵靠平坦OML而安置在OML上。然后可以进行模锻。
更具体地参考附图，本公开的实施方式可以在如图24所示的方法3100中以及如图25所示的飞行器3102中的飞行器制造和保养的背景下描述。在预生产期间，方法3100可以包括飞行器3102的规格和设计3104以及材料采购3106。在生产期间，进行飞行器3102的部件和子组件制造3108和系统集成3110。此后，飞行器3102可以经历认证和交付3112，以便投入运营3114。当由客户运营时，飞行器3102被安排进行维护和保养3116的例行工作(这也可以包括修改、重新构造、整修等)。在方法3100中描述的生产和保养的任何一个或多个合适阶段(例如，规格和设计3104、材料采购3106、部件和子组件制造3108、系统集成3110、认证和交付3112、运营3114、维护和保养3116)期限和/或飞行器3102的任何合适部件(例如，机体3118、系统3120、内部3122、推进系统3124、电气系统3126、液压系统3128、环境系统3130)的生产和保养期间，可以采用本文实施的设备和方法。
方法3100的每个过程可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)执行或实施。为了本说明书的目的，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供货商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。
如图25所示，通过方法3100生产的飞行器3102可以包括具有多个系统3120和内部3122的机体3118。系统3120的实施例包括推进系统3124、电气系统3126、液压系统3128和环境系统3130中的一者或多者。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出为航空航天实施例，但是本发明的原理可以应用于其他工业，例如汽车工业。
如上先前所述，在方法3100中描述的生产和保养的任何一个或多个阶段期间，可以采用本文实施的设备和方法。例如，对应于部件和子组件制造3108的部件或子组件可以在飞行器3102运营的同时以类似于所生产的部件或子组件的方式制作或制造。此外，在子组件制造3108和系统集成3110期间，例如通过显著加快飞行器3102的组装或降低飞行器3102的成本，可以利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。类似地，在飞行器3102运营的同时，例如但不限于在维护和保养3116期间，可以利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。例如，本文所述的技术和系统可用于材料采购3106、部件和子组件制造3108、系统集成3110、运营3114和/或维护和保养3116，和/或可用于机体3118和/或内部3122。这些技术和系统甚至可以用于系统3120，该系统3120包括例如推进系统3124、电气系统3126、液压系统3128和/或环境系统3130。
在一个实施方式中，零件包括机体3118的一部分，并且在部件和子组件制造3108期间制造。然后，该零件可以在系统集成3110中被组装到飞行器中，然后在运营3114中利用，直到磨损使得该零件不可用。然后，在维护和保养3116中，零件可以被丢弃并用新制造的零件替换。创造性部件和方法可以在整个部件和子组件制造3108中使用，以便制造新的零件。
图中所示或本文所述的各种控制元件(例如电气或电子元件)中的任何一个都可以实现为硬件、实现处理器的软件、实现处理器的固件或这些的某种组合。例如，元件可以被实现为专用硬件。专用硬件元件可以被称为“处理器”、“控制器”或一些类似术语。当由处理器提供时，这些功能可以由单个专用处理器、单个共享处理器或多个单独的处理器(其中一些可以被共享)来提供。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为排他地指代能够执行软件的硬件，并且可以隐含地包括但不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用应用集成电路(ASIC)或其它电路、现场可编程门阵列(FPGA)、用于存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储装置、逻辑或一些其它物理硬件部件或模块。
此外，控制元件可以被实现为可由处理器或计算机执行以执行元件的功能的指令。指令的一些实施例是软件、程序代码和固件。当由处理器执行时，指令可操作以引导处理器执行元件的功能。指令可以存储在可由处理器读取的存储装置上。存储装置的一些实施例是数字或固态存储器、诸如磁盘和磁带之类的磁存储介质、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。
尽管本文描述了具体实施方式，但本公开的范围不限于那些具体实施方式。本公开的范围由所附权利要求及其任何等同物限定。

Claims (14)

1.一种经由模锻工具进行紧固的方法，所述方法包括：
选择位于零件处的孔（1402）；
将锁紧螺栓套环通过套环臂运输；
将所述锁紧螺栓套环从所述套环臂输送到模锻鼻部处的指状件；
在所述指状件夹住所述锁紧螺栓套环时将所述套环臂从所述指状件缩回；
将所述锁紧螺栓套环的轴线与所述孔的中心对准（1404）；
在所述孔的第一端处将所述锁紧螺栓套环放置成齐平抵靠所述零件（1406）；
在所述锁紧螺栓套环齐平抵靠所述零件的同时，从所述孔的第二端驱动所述锁紧螺栓穿过所述孔和所述锁紧螺栓套环；以及
在所述锁紧螺栓已被驱动穿过所述孔和所述锁紧螺栓套环之后将所述锁紧螺栓套环模锻到所述锁紧螺栓上（1410），其中在模锻过程中所述模锻鼻部抵靠所述指状件的直接接触使得所述指状件摆动远离所述锁紧螺栓套环。
2.根据权利要求1所述的方法，其中：
将所述锁紧螺栓套环的所述轴线与所述孔的所述中心对准包括使所述轴线和所述中心在所述零件的内模线（IML）处相交。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
驱动所述锁紧螺栓穿过所述锁紧螺栓套环和所述孔，使得所述锁紧螺栓套环的所述轴线变成与所述孔和所述锁紧螺栓的所述中心共线。
4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
经由相对的指状件保持所述锁紧螺栓套环以进行放置，所述相对的指状件将所述锁紧螺栓套环夹紧在模锻鼻部下方的适当位置，其中，所述锁紧螺栓套环的凸缘远离所述指状件。
5.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
驱动模锻鼻部抵靠所述指状件中的倾斜斜面，以驱动所述指状件分开并释放所述锁紧螺栓套环。
6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
通过按压模锻鼻部抵靠所述锁紧螺栓套环而保持所述锁紧螺栓套环齐平抵靠所述零件。
7.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
以一个运动将所述锁紧螺栓插入穿过所述锁紧螺栓套环和所述孔。
8.一种用于将锁紧螺栓套环输送在模锻工具处的设备，所述设备包括：
一对指状件（1560），所述一对指状件（1560）设置在模锻鼻部（1550）处，每个指状件包括：
竖直部分（2940），所述竖直部分（2940）遵循所述模锻鼻部；
倾斜斜面（2610），所述倾斜斜面（2610）与延伸超过所述模锻鼻部的模锻表面（2950）的所述竖直部分是一体的；以及
弓形切口（2910），所述弓形切口（2910）设置在所述倾斜斜面的远侧部分（2920）处，所述弓形切口具有与锁紧螺栓套环的圆周对应的圆周，
其中，在模锻过程中所述模锻鼻部抵靠所述指状件的直接接触使得所述指状件摆动远离所述锁紧螺栓套环。
9.根据权利要求8所述的设备，其中：
所述竖直部分围绕所述模锻鼻部处的铰链（1562）枢转。
10.根据权利要求8所述的设备，其中：
所述弓形切口具有与锁紧螺栓套环（1570）的圆周对应的圆周。
11.根据权利要求8所述的设备，其中：
所述弓形切口具有尺寸适于安置所述锁紧螺栓套环的凸缘的圆周。
12.根据权利要求8所述的设备，该设备还包括：
套环输送系统，所述套环输送系统将锁紧螺栓套环放置在所述一对指状件之间。
13.根据权利要求8所述的设备，其中：
所述指状件的所述铰链被偏压，以将所述指状件的所述弓形切口拉向彼此，以便在所述锁紧螺栓套环的凸缘下方将所述锁紧螺栓套环夹紧。
14.根据权利要求8所述的设备，该设备还包括：
套环供送臂，所述套环供送臂将套环运输到所述指状件；
导向件，所述导向件在所述套环供送臂朝向所述指状件延伸和远离所述指状件缩回时控制所述套环供送臂的运动；以及
致动器，所述致动器驱动所述套环供送臂。
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