CN114516417A - 飞行器机翼的组装线制造和组装 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及飞行器机翼的组装线制造和组装。提供了在实施轮廓的同时将肋和/或翼梁安装至翼板的系统和方法。方法包括以下步骤:将翼板悬挂在实施轮廓的穿梭装置下方,经由穿梭装置推进翼板通过作业工位,以及在实施轮廓的同时,在作业工位处安装肋或翼梁(或另一翼板)。其它方法包括以下步骤:将翼板定位在穿梭装置下方,在不同于与例如用于肋或翼梁的安装位置相对应的位置的位置处将长度可调整的弹簧件联接至翼板,以及对弹簧件的长度进行控制,以向翼板实施轮廓。一些系统包括轨道、沿着轨道设置的作业工位以及穿梭装置,该穿梭装置沿着轨道推进并将翼板传送至作业工位中的各个作业工位,同时将轮廓实施到翼板上。
Description
技术领域
本公开涉及飞行器领域,并且具体涉及飞行器机翼的制造和组装。
背景技术
机架限定了飞行器的机械结构。机架由提供期望结构特性的多个部件组成。例如,机架的用于飞行器机翼的一部分可以包括根据设计参数机械联接在一起(例如,经由共接合、共固化或紧固件)的部件。具体地,机翼组件通常包括上翼板和下翼板,各个翼板都包括由一系列纵梁稳定的机翼蒙皮,所述一系列纵梁一起夹着由沿翼板跨度延伸的前翼梁和后翼梁组成的支承结构,并且通过一系列平行肋连接在一起,各个平行肋跨翼板弦向延伸。按照目前实践,机架的部件在工厂车间的预定单元中制造和组装。例如,部件可以在一个单元中铺设、固化或以其它方式制造,然后可以将它们整体传送至进行作业的新的单元。
US2014/090252A1的摘要陈述了“提供了一种系统和方法来自动化诸如由商用飞行器利用的翼板的组装。在系统的上下文中,提供了一种钉固单元,该钉固单元被配置为将一个或更多个纵梁钉固至蒙皮板。所述系统还包括铆固单元,该铆固单元被配置为接纳来自钉固单元的钉固板并将一个或更多个纵梁铆固至蒙皮板。所述系统还包括拼接单元,该拼接单元被配置为接纳来自铆固单元的多个铆固板并将一个或更多个拼接纵梁附接至多个铆固板。此外,所述系统包括主体单元的一侧,其被配置为接纳来自拼接单元的拼接板,并将主体翼弦的一侧附接至其上以产生翼板”。
WO99/46079A12的摘要陈述了“一种柔性固定装置系统(40)和方法,其中,单个固定装置系统(40)可以容纳并保持多个不同工件(42),即,包括机翼(10)的不同飞行表面的各种工件(42)。柔性固定装置系统(40)包括多个支柱(46),各个支柱包括多个不同高轮廓化成形器(80、82、84、86),一个成形器(80、82、84、86)用于将由柔性固定装置系统(40)容纳并保持的不同工件(42)中的各个工件。根据固定装置系统(40)将保持哪个工件(42),自动选择各个柱(46)上所需的成形器(80、82、84、86)并将其移动到与该工件(42)相关联的操作位置。高轮廓化成形器(80、82、84、86)包括动力夹紧件(150),该动力夹紧件保持将被紧固至工件(42)的细部。柔性固定装置系统(40)的各个柱(46)还包括多个保持设备(90)(诸如吸盘型设备(92)),其移动到适当位置以保持工件(42)并维持其曲率”。
虽然上文讨论的制造过程是可靠的,但当部件的特定部分的作业完成得比预期慢时,它们会遇到延迟。例如,如果机翼的特定部分需要比预期更长的时间来铺设或紧固在一起,那么整个机翼组件将保留在单元中,直到完成已被延迟的所有作业为止。此外,在移动部件之后,需要花费大量时间对部件的配置进行编目。该时间不是增值的。此外,单元之间的频繁移动会增加大量没有增值的时间。也就是说,部件在单元(因此,制造过程中使用的各个单元)之间的每次移动都需要设置时间,并且应该将该设置时间最小化,以提高效率。当前设计利用自动光学检查技术和/或探针沿跨其尺寸的六个自由度检查零件的位置,但这些工艺特别耗时且成本高昂。
因此,期望存在一种方法和装置,其至少考虑到上文讨论的问题中的一些问题以及其它可能问题。
发明内容
本公开提供了一种组装机翼的方法,所述方法包括以下步骤:
将飞行器的翼板悬挂在穿梭装置下方,所述穿梭装置将轮廓实施到所述翼板上;
在实施所述轮廓的同时,经由所述穿梭装置在工序方向上推进所述翼板通过组装线的至少一个作业工位;以及
在所述穿梭装置实施所述轮廓的同时,在所述至少一个作业工位处将结构部件安装至所述翼板;
其中,所述结构部件是从由以下项组成的组中选择的:肋、翼梁和第二翼板,其中,悬挂所述翼板的步骤包括:利用所述翼板的转位特征使所述穿梭装置转位,其中,在传送所述翼板通过所述至少一个作业工位的同时,所述翼板保持转位至所述穿梭装置。
优选地,所述翼板保持转位至所述穿梭装置而通过多个作业工位并且更优选地通过所述组装线。这使得作业工位能够快速转位至所述穿梭装置、翼板或两者,并且防止或至少减少在各个单独的作业工位处进行转位的时间消耗。
这使得能够(更)高效地组装机翼。另外,通过将所述翼板悬挂在所述穿梭装置下方,所述翼板的更大且更符合人体工程学的进入和检查是可能的。这些效果还通过一种组装机翼的系统来实现,所述系统涉及上述方法并且包括组装机翼的系统,所述系统包括:
轨道;
作业工位,所述作业工位沿着所述轨道设置,各个作业工位被配置为对翼板执行作业;以及
穿梭装置,所述穿梭装置被配置为在将所述翼板悬挂在所述穿梭装置下方的同时,沿着所述轨道推进翼板并将翼板传送至所述作业工位中的各个作业工位,同时将轮廓实施到所述翼板上;并且所述穿梭装置的转位单元被配置为与所述翼板的转位特征联接,使得所述穿梭装置被配置为利用所述翼板的转位特征进行转位。
本文描述的实施方式提供了促进经由组装线制造和组装飞行器机翼的增强系统和技术。根据这些实施方式,诸如翼板的大型部件以脉动方式或连续移动地传送。沿组装线设置的分离作业工位对部件执行各种作业任务(例如,在脉动之间的暂停期间或在部件连续移动的同时)。如下文更详细讨论的,本文的实施方式集中于通过跟随翼板前进通过组装线而组装机翼组件,其它部件(例如,肋和翼梁,然后是另一翼板)逐步安装至该翼板。在一些实施方式中,用于将部件(例如,翼板)转位至作业工位中的一个或更多个作业工位的转位特征形成在部件中。在部件是翼板的实施方式中,作为翼板的形成的一部分,转位特征形成在翼板的制造余量区域中,该制造余量区域最终将被修整掉。翼板可以借助于这些转位特征被转位至作业工位。在一些实施方式中,作业工位彼此足够接近地设置,使得翼板由于其尺寸可以同时遇到多个作业工位。例如,组装线可以包括在工序方向上排列的一系列工位,使得当翼板在工序方向上移动时,翼板的前部首先遇到检查工位(诸如无损检查或NDI工位),然后是切除工位,然后是肋安装工位。这些工位可以彼此足够靠近地设置,使得例如当前部遇到肋安装工位时,翼板的中间部遇到切除工位,而后部遇到NDI工位,使得工位中的两个或更多个工位或全部三个工位可以诸如同时或在时间上重叠地对同一翼板的位于相应工位范围内的部分执行作业任务。这种组装技术通过将传送过程集成到组装过程中并通过减少每次移动部件时对大型部件执行的作业的量来提供技术优势。
一些实施方式是组装机翼的方法,其中,所述方法包括以下步骤:将飞行器的翼板悬挂在将轮廓实施到所述翼板上的穿梭装置下方;在实施所述轮廓的同时,经由所述穿梭装置在工序方向上推进所述翼板通过组装线的至少一个作业工位;以及在实施所述轮廓的同时,在所述至少一个作业工位处将结构部件安装至所述翼板;其中,所述结构部件是从由以下项组成的组中选择的:肋、翼梁和第二翼板。在一些方法中,悬挂所述翼板的步骤包括:利用所述翼板的转位特征使所述穿梭装置转位。在一些方法中,将所述轮廓实施到所述翼板上的步骤包括:在所述翼板的表面上的预定位置处将可调整长度的弹簧件(pogo)联接和/或对其长度进行调整。一些方法还包括以下步骤:对所述至少一个作业工位进行操作,以执行作业,诸如将翼梁连接至肋,将翼梁连接至翼板,将肋连接至翼板、安装入口、执行返工以及检查所述翼板。
一些实施方式是组装机翼的方法,其中,所述方法包括以下步骤:将飞行器的翼板定位在穿梭装置下方,在所述翼板的表面上的不同于与结构部件的安装位置相对应的位置的位置处将所述穿梭装置的可调整长度的弹簧件联接至所述翼板,以及对所述弹簧件中的至少一个弹簧件的长度进行控制,以向所述翼板实施轮廓,其中,所述结构部件是从由肋和翼梁组成的组中选择的。在一些方法中,将所述弹簧件联接至所述翼板会将所述翼板悬挂在所述穿梭装置下方。在一些方法中,定位所述翼板的步骤包括:利用所述翼板的转位特征使所述穿梭装置转位。在一些方法中,利用所述翼板使所述穿梭装置转位的步骤包括:将所述穿梭装置的转位单元与所述转位特征物理联接,和/或其中,所述转位特征设置在所述翼板的制造余量中。在一些方法中,所述转位特征包括可读识别装置,并且转位所述穿梭装置的步骤包括读取所述可读识别装置。在一些方法中,所述可读识别装置(126)是从由RFID标签和条形码组成的组中选择的。在一些方法中,所述方法涉及以下步骤:扫描所述翼板,以确定所述翼板的轮廓。可选地,所述扫描的步骤是在对弹簧件的长度进行控制之前执行的,以确定所述翼板的初始轮廓。
一些实施方式是具体实施指令的非暂时性计算机可读介质,当由处理器执行时,所述指令可操作用于执行上文简述的方法。
一些实施方式是组装机翼的系统,其中,所述系统包括:轨道;作业工位,所述作业工位沿着所述轨道设置,各个作业工位被配置为对翼板执行作业;以及穿梭装置,所述穿梭装置被配置为沿着所述轨道推进并将翼板传送至所述作业工位中的各个作业工位,同时将轮廓实施到所述翼板上。在一些系统中,所述穿梭装置被配置为利用所述翼板的转位特征进行转位。在一些系统中,至少一个作业工位被配置为与所述翼板一起转位。
一些实施方式采用装置的形式,所述装置包括强力背材,所述强力背材还包括:弹簧件,所述弹簧件是可调整长度的;致动器,所述致动器独立地控制所述弹簧件的长度;以及真空联接器,所述真空联接器设置在所述弹簧件中的各个弹簧件处。在一些装置中,所述弹簧件在所述强力背材下方延伸,并且所述强力背材被配置为借助于经由所述真空联接器与复合零件的表面形成真空附接来将所述复合零件悬挂在所述强力背材下方。在一些装置中,所述强力背材被配置为通过对至少一个弹簧件的长度进行控制来将轮廓实施到悬挂在所述强力背材下方的复合零件上。
可以在下文描述其它例示性实施方式(例如,与前述实施方式相关的方法、计算机可读介质、系统等)。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立实现或者可以在又一些实施方式中组合,其进一步细节可以参考以下描述和附图看到。
附图说明
可以在下文描述其它例示性实施方式(例如,与前述实施方式相关的方法、计算机可读介质、系统等)。已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施方式中独立实现或者可以在又一些实施方式中组合,其进一步细节可以参考以下描述和附图看到。
现在仅通过示例的方式并参考附图来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是例示性实施方式中的将转位特征应用于将被硬化成复合零件的预制件的制造余量的铺设系统的框图。
图2A例示了例示性实施方式中的等待铺设的铺设心轴。
图2B例示了例示性实施方式中的由复合零件覆盖的铺设心轴。
图3是例示性实施方式中的例示了用于将转位特征应用于将被硬化成复合零件的预制件的制造余量的方法的流程图。
图4描绘了例示性实施方式中的用于复合零件的进给器管线的节拍(takt)定时。
图5A至图5F是例示性实施方式中的用于机翼的组装线的图。
图5G是例示性实施方式中的用于机翼的组装线的另选配置的图。
图6是例示性实施方式中的例示了将轮廓施加到翼板上的方法的流程图。
图7和图8是例示性实施方式中的例示了翼板的无损检查方法的流程图。
图9是例示性实施方式中的例示了将肋和翼梁安装至翼板的方法的流程图。
图10是例示性实施方式中的例示了将轮廓施加到翼板上的另外的方法的流程图。
图11A至图11D例示了例示性实施方式中的将肋安装在上翼板处。
图12是例示性实施方式中的例示了将肋固定至上翼板的方法的流程图。
图13至图15是例示性实施方式中的例示了将肋和翼梁安装至上翼板的方法的流程图。
图16A至图16C是例示性实施方式中的例示了在肋与翼板之间自动安装垫片的图。
图17A至图17C例示了例示性实施方式中的执行自动检查以及在肋与翼板之间安装垫片的机器人臂的另外的视图。
图18是例示性实施方式中的例示了使用机器人臂安装垫片的方法的流程图。
图19是例示性实施方式中的包括完全组装的机翼的飞行器的立体图。
图20是例示性实施方式中的本文讨论的各种部件和系统的框图。
图21概括地例示了例示性实施方式中的执行超声波检查的生产系统的控制部件。
图22描绘了例示性实施方式中的组装线。
图23是例示性实施方式中的飞行器生产和服务方法的流程图。
图24是例示性实施方式中的飞行器的框图。
具体实施方式
附图和以下描述提供了本公开的具体例示性实施方式。因此,将理解,本领域技术人员将能够设计出各种布置,尽管所述各种布置在本文中没有明确描述或示出,但是体现了本公开的原理并且被包括在本公开的范围内。此外,本文描述的任何示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引用的示例和状况。因此,本公开不限于以下描述的具体实施方式或示例,而是由权利要求及其等效物限制。
为方便起见,所述描述被呈现为在飞行器机翼的生产中可能发生的一系列操作,因为机翼是在组装线上由组成零件组装而成的。具体地,所述描述从由预制件形成翼板开始,并通过对翼板执行的各种操作继续进行,包括向翼板(其可以是上翼板)添加诸如肋和翼梁的结构部件,并连接另一翼板(诸如下翼板)以形成机翼组件。术语“机翼组件”在本文中通常用于指代已固定或安装有一个或更多个主要结构部件(例如,肋和翼梁)的翼板,并因此可以包括完整的机翼。然而,正如描述中的那样,主要指代翼板的形成和向其添加主要结构部件,而不必包括通常也并入完整机翼中的电缆布线以及机械和电气系统。并非本文描述的所有操作、过程、步骤和其它动作都必须在本文描述的所有实施方式(例如,机翼组件的实施方式、其结构部件的实施方式、与其组装相关的方法的实施方式等)中或在与本公开一致的其它实施方式中发生。此外,所描述的操作或其中包含的某些动作可以以与所讨论的不同的顺序发生,可以与其它动作同时发生或在时间上重叠,可以表示针对不同翼板(诸如上翼板而不是下翼板等)的另选操作等。
本文描述的机翼和机翼组件可以包括金属零件和/或复合零件。复合零件(诸如碳纤维增强聚合物(CFRP)零件)最初按照多层铺设,所述多层一起称为预制件。预制件的每一层内的个体纤维彼此平行排列,但不同层表现出不同的纤维取向,以增加所得复合零件沿不同维度的强度。预制件包括粘性树脂,该粘性树脂凝固,以将预制件硬化成复合零件(例如,用于飞行器中)。利用未固化的热固性树脂或热塑性树脂浸渍的碳纤维称为“预浸料”。其它类型的碳纤维包括未利用热固性树脂浸渍但可以包括增粘剂或粘合剂的“干纤维”。干纤维在固化之前注入有树脂。针对热固性树脂,硬化是一种称为固化的单向过程,而针对热塑性树脂,如果重新加热,则树脂会实现粘性形式。
图1是例示性实施方式中的将转位特征应用于将被硬化成复合零件的预制件的制造余量的例示性铺设系统100的框图。在先前的系统中,复合零件的制造余量-也就是说,超出复合零件的预期最终尺寸或边界(例如,最终周界)的材料-在脱模之后立即被修整。例如,这可以包括将翼板放入专用单元中,扫描翼板以对其进行表征,然后沿零件的周界修整翼板(例如,利用切割器),直到完成最终周界尺寸为止。在修整机身的制造余量时应用类似的过程。如本文将更详细地描述的,铺设系统100的独特之处在于它利用传统上在脱模之后从复合零件立即被修整掉的材料。具体地,在预制件的制造余量中形成各种转位特征,然后可以将所述转位特征用于转位(例如,定位、取向、识别等)已硬化的复合零件,以用于进一步操作,诸如在组装线中的一个或更多个工位处或其它制造过程中。铺设系统100包括可操作用于将转位特征应用于将被硬化成复合零件的预制件的任何系统、设备或部件。在该实施方式中,铺设系统100包括铺设心轴110(例如,刚性金属心轴),其限定了将被硬化成复合零件的预制件(诸如翼板)的轮廓112(例如,弯曲的、平坦的或其它形状的轮廓)。预制件200被示为设置在铺设心轴上。
还可以参考图2A和图2B(其示出了铺设心轴110的简化版本的等距视图)看出,心轴具有表面特征114,诸如凹痕、突起、脊、凹槽、凹口、通孔、盲孔、坝等。类似于轮廓112(其赋予预制件对应轮廓),表面特征114能够用于将在210示出的对应转位特征直接放置到预制件上。其它表面特征适应于在铺设心轴110处修整制造余量,或在铺设心轴110处对已硬化的复合零件进行钻孔。换言之,表面特征114在局部基础上改变预制件200的形状,以将转位特征210放入预制件和/或已硬化的复合零件中,各种类型的表面特征114提供了将转位特征形成到复合零件中的不同方式。一种方式是将预制件铺设在表面特征(例如,在硬化之后成为复合零件的一部分的预制件中形成对应凹痕的突起)上;另一方式是将转位特征(例如,通孔)机械加工(例如,钻孔)到硬化后的复合零件中。例如,在图1中,表面特征114被示为包括凹部118,该凹部填充有灌封化合物并精加工成与轮廓112互补的表面轮廓,使得在将由预制件200硬化而成的复合零件从心轴110脱模之前,诸如通孔的转位特征可以钻入该零件中,在钻孔操作期间利用过冲移除一些灌封化合物而不会损坏铺设心轴的表面。表面特征114用于将转位特征成形或实施到铺设在铺设心轴110上的预制件200上(和/或预制件200中)。
在硬化之后在铺设心轴110处的机械加工(诸如钻孔或修整)期间的过冲需要在下一次使用铺设心轴110之前对灌封表面进行返工。预制件200在轮廓112和表面特征114上方铺设到铺设心轴110上。
如图1所示并且在图2A(其示出了等待铺设的铺设心轴110)中也可见,铺设心轴包括用于预制件200的铺设区域120,其包括轮廓112并且被设置有表面特征114的制造余量区域122围绕。对应地,预制件200在图1中被示为延伸超过所得复合零件的最终修整边界或最终周界202。预制件的延伸超出最终周界202的区域是制造余量,以204指示,其由制造余量边缘206限定。因此,表面特征114被定位,以在预制件200中互补地形成转位特征210。更具体地,设置在制造余量区域122中的表面特征114在预制件200硬化之前在该预制件的制造余量204中形成转位特征210,如上所述,该转位特征可以在预制件200硬化成复合零件250之后用于转位。尽管被示为浅凹形表面的轮廓112的曲线被示为在铺设心轴110上延伸超出所得复合零件的最终周界202,但这并不是所有实施方式都需要的,因为只有所得复合零件的位于最终周界202内的部分才需要轮廓112。此外,虽然例示了凹形铺设心轴110,但是可以利用任何合适形状的铺设心轴。例如,凸形铺设心轴和限定复杂曲率的铺设心轴也是可能的。此外,虽然例示了外模线铺设心轴110,但在另一实施方式中可以利用内模线铺设心轴。
相比于图2A示出了等待铺设的铺设心轴110,图2B示出了复合零件(以250指示),该复合零件已从预制件200硬化,等待从铺设心轴110脱模。预制件200的转位特征210已变成复合零件250的转位特征210。
在一些实施方式中,表面特征114与相邻表面特征分开预定距离(例如,几厘米、几米等),诸如以在预制件200和所得复合零件250处/上/中创建均匀间隔开的转位特征210。在另一实施方式中,表面特征114彼此不均匀地间隔开。转位特征之间的位置和/或预定距离可以部分地取决于诸如组装线上的作业工位的布置的因素。
铺设心轴110中的表面特征114的位置被精确地容限(例如,到毫米),因此,预制件200处的对应转位特征210的位置也因此是已知的精确容限,即使在预制件200已硬化成复合零件250并从铺设心轴110脱模之后。此后,组装线中的工位可以利用转位特征210,以便以期望方式取向并定位所得复合零件,使得可以在复合零件上进行作业。此外,因为铺设心轴110是可重复使用的,所以不需要将转位特征应用于预制件的单独过程。在位于容限内的铺设心轴处执行该过程会导致转位特征也在容限内。凹部118(也称为灌封区域)填充有灌封化合物并如上所述设置用于适应来自机械加工操作(诸如钻孔操作)(所述机械加工用于在完成硬化成复合零件250之后安装转位特征(例如,通孔))的机械加工过冲,并在机械加工和脱模之后根据需要进行重新填充和/或重新露面,以为下一预制件做准备。
一些实施方式包括在预制件中安装可读识别装置(在图1中总体上以126示出),诸如射频标识符(RFID)芯片。在这样的实施方式中,一个或更多个RFID芯片被联接、附接或嵌入到预制件200的制造余量204中。诸如RFID芯片的可读识别装置可以通过报告对该可读识别装置所联接的所得复合零件的方面进行表征的信息来促进转位过程。例如,RFID芯片可以向作业工位提供关于特定作业工位范围内的结构部分的指令。一个或更多个RFID芯片可以向一个作业工位或更多个作业工位提供指令,并且不需要一个RFID芯片与一个作业工位的一对一关系。在另一示例中,RFID芯片向作业工位报告结构/机翼的类型,包括右或左、或上或下、甚至型号。
此外,尽管图中未示出,但作为形成过程的一部分,除了RFID芯片之外或代替RFID芯片,可以向预制件200或由其形成的复合零件250提供一个或更多个其它可读识别装置126。例如,在脱模之前,可以由组装线中的一个或更多个作业工位通过合适的读取器扫描或读取的条形码或其它标记可以被刻印或施加到预制件或所得复合零件。为了本公开,本文对特定类型的可读识别装置126(诸如RFID芯片或条形码)(及其描述,在附图中)的所有引用旨在广泛地包括任何这样的可读识别装置。
图1所示的铺设系统还包括具有刀片132(例如,往复式或圆形刀片)和致动器134的切割器130,该致动器驱动刀片132切割复合零件的靠近铺设心轴110中的引导件116的部分,引导件以包围制造余量区域122的邻接凹槽的形式示出。也就是说,引导件116安置切割器130和/或限定切割器130的路径。此外,如图1所示,引导件116可以填充有灌封化合物,以容纳切割器的刀片(并且在使用后重新填充,类似于凹部区域118)。如图2B所示,例如,在该图中,为了清楚起见,将共同形成引导件116的凹槽示为矩形周界,复合零件250被示为包括位于铺设区域120内的部分252以及制造余量区域122中的符合表面特征114的部分254。多余材料的飞边(flash edge)256在图2B中被示为延伸超出制造余量区域122。在将复合零件250从铺设心轴110脱模之前执行的切割操作移除飞边256,以限定制造余量边缘206,并留下足够量的制造余量204,以包括转位特征210,以供组装线中的工位使用。在将边缘修整到最终周界(即,最终周界202)之前,在制造过程期间,粗切为零件提供一致的边缘(即,制造余量边缘206)。相比于在不具有相对于制造余量的固定一致周界的零件上进行作业,这是期望的。切割器130的操作由控制器140管理。控制器140可以例如被实现为定制电路、执行编程指令的硬件处理器或其某种组合。
将关于图3和其中所示的方法300讨论铺设系统100的操作的例示性细节。针对该实施方式,假设在复合零件已从铺设心轴110脱模之后,铺设心轴110已被清洁并返回至组装线的起点。因此,铺设心轴110等待用于下一复合零件250的预制件(诸如预制件200)的铺设。
图3是例示性实施方式中的例示了用于将转位特征应用于将被硬化成复合零件250的预制件200的制造余量204的方法300的流程图。参考图1、图2A和图2B所示的铺设系统100的部件描述方法300的步骤,但是本领域技术人员将理解可以在其它系统中执行方法300。与在本公开中例示和描述的所有方法的情况一样,本文描述的流程图中所示的步骤既不是包括所有的也不是排他的。此外,本文中的(诸如图3中的)流程图仅例示了特定方法(诸如方法300)的特定实施方式,将理解,与本公开一致并被本公开涵盖的方法的其它实施方式包括比所示的更少或更多数量的步骤,包括以与所示不同的顺序执行的步骤,和/或包含不同于所描绘的其它(例如,附加的、更少的和/或另选的)动作。此外,如将根据本公开变得清楚的,因为本文所示和讨论的各种方法涉及可以在翼板形成并组装成机翼组件时执行的多个不同操作和顺序,所以根据本公开的方法可以组合或者以其它方式包括各种所示方法中的两者或更多者的各种步骤和操作。此外,尽管在该方法300的描述中使用了上述部件的附图标记,但是将理解,该方法(以及本文描述的其它方法)适用于可以具有与上述所示和描述的配置不同的配置的部件。
关注方法300,在步骤302,将预制件200铺设在铺设心轴110上(诸如铺设区域120上),以及铺设心轴110的位于复合零件250的最终修整边界(即,最终周界202)之外的部分上(诸如制造余量区域122上)。铺设心轴110的制造余量区域122包括表面特征114,该表面特征被配置为在预制件200中互补地形成转位特征210。铺设心轴110至少在铺设区域中限定了复合零件的轮廓112,并且预制件200包括延伸超出复合零件的最终周界的制造余量204。铺设可以在铺设心轴110本身脉动式或连续移动通过组装线时进行,并且可以一次包括多个层压机的同步操作(例如,在铺设心轴的连续运动期间,在铺设心轴的移动之间的暂停期间等)。在铺设期间,依次施加多片层单向纤维增强材料,以按照期望尺寸和强度构建预制件200。铺设过程将预制件200延伸超出最终修整(例如,组件尺寸)边界(例如,超出最终周界202),这意味着预制件200的一部分在表面特征114上方延伸。在该实施方式中,预制件200是用于翼板550的具有多个层/片层的预制件。
在步骤304,预制件200符合铺设心轴110处的表面特征114,该表面特征位于复合零件250的最终修整边界之外并且把将被硬化成转位特征210的特征互补地形成/实施到预制件200中。在一个实施方式中,这包括通过真空袋装预制件并施加固结压力来固结预制件200。在另外的实施方式中,在步骤302的铺设期间施加的纤维增强材料的丝束被辊或其它设备压缩,以使预制件200符合表面特征114。
在例示性方法中,步骤302和步骤304通常在洁净室环境中执行,以使异物碎屑和其它污染物接触预制件200(诸如在铺设期间)的可能性最小化。然后将铺设心轴110移动至高压釜,该高压釜经由加热和/或加压将预制件200硬化成复合零件250。在步骤306,预制件200被硬化成复合零件250,该复合零件包括互补地形成在其中的转位特征210,其中转位特征210与表面特征114互补并且设置在表面特征114处。在硬化期间,预制件200可以被加热到预制件200内的热固性树脂的固化温度,或者预制件200可以被加热到热塑性树脂的熔化温度然后冷却直到热塑性树脂凝固为止。这使得所得复合零件250具有设置在铺设心轴110上的表面特征114处的转位特征210。
在另外的实施方式中,通过铣削或钻孔制造余量(诸如通过安装从制造余量移除材料的孔、凹口、通道和/或凹槽)来添加附加转位特征210。在更进一步的实施方式中,利用和/或安装附加转位特征210(诸如引脚、夹子、环等)。
一些实施方式包括将可读识别装置126(诸如RFID芯片、条形码等)安装至预制件200或复合零件250的制造余量204。换言之,在将预制件硬化成复合零件250之前或之后,将RFID芯片和/或其它可读识别装置126设置在制造余量204中。
在步骤308,从复合零件250移除(例如,切割或以其它方式分开)材料,同时保留包括转位特征210的制造余量204。步骤308的切割操作产生制造余量122的一致周界/框界。在一个实施方式中,这包括沿引导件116操作切割器130,以切掉树脂溢边(或毛边256)或复合零件250的其它框界,从而产生制造余量边缘206。在一个实施方式中,在将所得复合零件250从铺设心轴110脱模之前修整掉复合零件250的飞边256。复合零件250保留具有转位特征210的制造余量204,当通过组装线上的作业工位被操作时,该转位特征将用于对复合零件进行转位。复合零件250还可以在将被修整掉以容纳例如机翼检修门或翼板的其它部分和/或超出翼板最终周界的制造余量的区域中包括转位特征210。然后可以通过在该过程后期修整掉保留的制造余量来获得最终周界202。也就是说,转位特征中的一个或更多个转位特征可以被移除以在组装期间适应一个或更多个部件的添加。例如,作业工位可以被设计成修整掉制造余量或其多个部分,安装诸如肋或翼梁的部件,将诸如翼板的部件连接在一起等。在另外的实施方式中,附加转位特征210(诸如孔、凹口、通道、凹槽等)经由钻孔、铣削或其它操作安装到/形成在复合零件250上。在另外的实施方式中,从复合零件250移除材料包括安装这样的附加转位特征210。
在步骤310,在从复合零件250移除材料(诸如分开飞边256)和/或设置、使一个或更多个转位特征210转位之后,将复合零件从铺设心轴110脱模。然后复合零件250进行(未示出)至组装线,以进行另外的制造和组装,而铺设心轴110返回,以进行清洁并接收用于复合零件的另一预制件。在一个实施方式中,铺设心轴110也被返工(例如,当在脱模、修理等之前的钻孔或切割过冲到灌封区域118中之后根据需要重新填充有灌封化合物以恢复铺设轮廓112)并被传送到开始铺设的起始位置,诸如在翼板铺设管线上。
然后该方法可以继续。例如并且如本文更详细地描述的,所得复合零件250可以经由转位特征210被转位至组装线中的作业工位,并且可以在复合零件被转位至该作业工位时在该作业工位对复合零件执行作业。在一些实施方式中,复合零件250由穿梭装置(诸如强力背材)悬挂或以其它方式传送通过组装线。复合零件250可以被转位至穿梭装置,诸如借助于强力背材上的对应转位单元。强力背材又可以转位至作业工位,在这种情况下,可以说复合零件经由强力背材转位至作业工位。在任何情况下,转位将位于作业工位的范围内的复合零件250(和/或强力背材)的至少一部分表征到该作业工位。在另外的实施方式中,多个转位特征与多个作业工位和/或与强力背材相互作用。可以针对一个或更多个作业工位进行转位,直到最终从复合零件250修整掉制造余量204为止(例如,在位于制造余量中的转位特征不再用于组装之后)。在修整之后,复合零件250具有其最终周界202,并且制造余量中的转位特征210已被移除。然后将复合零件250集成到飞行器的机翼组件中。
方法300提供了优于现有技术的显著优势,因为它使得能够在铺设期间通过参考心轴110上的已经精确容限的表面特征114来将转位特征210安装到复合零件250中。这消除了为了安装转位特征210而对预制件200进行精确测量的需要,因为借助于表面特征的设置和相对于铺设心轴110的设置,转位特征已被设置在精确已知位置。因此,利用铺设心轴110和铺设过程的精度来避免针对下游轮廓扫描和转位的需要。因此,铺设心轴110的精度被扩展/利用到仅是铺设过程之外,以包括后硬化过程,诸如修整、铣削或钻孔以在复合零件250脱模之前添加转位特征。因此,多个表面特征114与通过使用铺设心轴110设置到复合零件250中的对应形成的转位特征210的准确度关系随着复合零件前进而被承载,这可以使得能够在同一零件上同时进行制造加工步骤。
图4示出了示例图,该示例图示出了如何在用于组装例如机翼组件的组装线中协调不同的进给器管线和组装线或铺设管线。图4是例示性实施方式中的例示了模式的示例的流程图,该模式被示为用于进给器管线490和组装/铺设管线491的模式480。模式480提供了与进给器管线和节拍时间有关的机翼制造的详细示例流程图。针对特定实施方式,描绘了从铺设材料进给器管线到用于将机翼集成到机身部分的连接操作的所有进给器管线。另外,由箭头指示的各个步骤是根据基于其进给到的部件的节拍时间的期望节拍时间执行的。
在该实施方式中,各个进给器管线用不同的附图标记490(例如,490-1、490-2等)指定,并且各个组装线或铺设管线用不同的附图标记491(例如,491-1、491-2等)指定。更具体地,进给器管线490-1向翼板铺设管线491-1提供铺设材料。进给器管线490-2向翼梁铺设管线491-5提供铺设材料。进给器管线490-3向肋铺设管线491-3提供铺设材料,并且进给器管线490-4向纵梁铺设管线491-2提供铺设材料。此外,铺设管线进给到其它铺设管线中。肋铺设管线491-3进给到肋后制造线491-7中,翼板铺设管线491-1进给到机翼纵梁设置线491-4中,并且翼梁铺设管线491-5进给到翼梁后制造线491-6中。
各个进给器管线被示为具有节拍时间,该节拍时间有助于其制造的部件的制造。进给器管线与它们进给的组装线之间的节拍时间是同步的,以提供部件到使用这些部件(例如,作为消耗品,作为正被制造的产品的输入等)的相应作业工位520或多个作业工位520的准时(“JIT”)递送。所得部件沿组装线500与作业工位520一起移动并且也按照节拍时间前进。进给器管线490-1到490-9和或线491-1到491-9中的每一者的节拍时间可以相同,或者一些可以相同,或者全部可以不同。各个进给器管线490-1到490-9按照该特定线的共同节拍前进。
各个进给器管线的节拍时间可以取决于进给器管线进给的组装线的期望生产率。例如,如果肋按照每小时一个的速率附接并通过两百个紧固件附接,那么每小时应通过进给器管线向肋安装工位供应两百个紧固件,从而导致紧固件节拍时间为三并且每分钟三分之一的紧固件。
在该实施方式中,例如,肋铺设管线491-3按照节拍7时间前进并进给到肋后制造线491-7中。翼板铺设管线491-1按照节拍3时间前进并进给到机翼纵梁设置线491-4中。翼梁铺设管线491-5按照节拍5时间前进并进给到翼梁后制造线491-6中。
肋后制造线491-7按照节拍6时间前进,机翼纵梁设置线491-4按照节拍2时间前进,并且翼梁后制造线491-6按照节拍4时间前进。全部进给到机翼组装线491-8中,该机翼组装线按照节拍1时间前进,并且还从入口盖进给器管线490-5接收入口盖,从混杂材料进给器管线490-6接收混杂材料,从紧固件进给器管线490-7接收紧固件,以及从密封剂进给器管线490-8接收密封剂。翼板550在高压釜中在线490-10中硬化。然后在线490-11中与心轴110分开(例如,在脱模工位中)之前,修整复合零件250并且(在一些实施方式中)添加转位特征210。修整掉的多余材料经由向下斜槽490-9从机翼组装线491-8移除。机翼制造完成之后,线491-9将机翼朝向机身移动,以进行连接。上文讨论的各种线中的每一者都可以按照可能期望的任何速率准时地向其进给的线提供材料和/或部件。下游线的节拍时间可以等于也可以不等于进给它的线或多个线。各个线可以具有独特的节拍时间。
任何组装线(包括进给器管线)都可以作为微脉动、全脉动和/或连续线作业,制造过程从左到右进行(相对于模式480),各种节拍时间同步,以JIT递送下游的下一线的部件和/或材料。如本文所使用的,“脉动”是指部件在工序方向上前进通过组装线,然后是暂停。部件可以是“微脉动的”(该术语在本文中指的是部件在工序方向上前进的距离小于其长度)或可以是“全脉动的”(部件前进的距离等于或超过其长度)。作为脉动制造的一部分,组装线中的部件是同步脉动的,并且多个作业工位可以在脉动之间的相同暂停期间或在脉动本身期间对部件的不同部分执行作业。换句话说,工位同时分别对翼板的一部分执行作业,使得各个工位在翼板沿轨道前进的暂停期间对不同的部分执行作业。
这种并行处理显著增加了工厂内的作业密度。微脉动的或全脉动的部件中的每一者的节拍可以相同或不同,或者是接收该部件的另一组装线的节拍时间的限定分数。例如,用于翼梁铺设材料的进给器管线490-2处的节拍时间可以与用于翼板铺设材料的进给器管线490-1处的节拍时间不同,用于翼板铺设材料的进给器管线490-1处的节拍时间可以与经由密封剂进给器管线490-8提供的密封剂的节拍时间不同。在一个实施方式中,节拍时间针对各个例示区段都是恒定的。
如上所述,本文讨论的个体进给器管线可以是脉动的或连续操作的。脉动线可以实现微脉动(其中,被制造的部件在暂停期间从作业工位接收作业之前前进小于它们的长度),或者可以是全脉动的(其中,部件前进等于它们的长度的量)。此外,各种部件(例如,机翼组件、翼板、肋、翼梁等)可以由复合零件制造,或者经由金属的增材或减材制造技术制造。例如,在一个实施方式中,肋经由肋后制造线491-7处的金属部件的减材制造来制造,而翼板在翼板铺设管线491-1处制造为复合零件(例如,预制件)。
图4所示以及上文描述的模式的各个方面可以在任何制造环境中实现,例如,在工厂车间和/或用于机翼的组装线中,诸如以协调组装、移动(例如,脉动的和/或连续)的定时,和/或在JIT基础上或以其它方式递送部件和供应品,和/或其它操作。相应地,组装线(诸如图5A至图5F和下文描述的组装线500)的例示性实施方式对应于组装线491-8。然而,即使在实施方式的描述中未具体提及,但与本公开一致的其它组装线和制造过程也可以实现这样的模式或其任何方面。
图5A至图5F描绘了例示性实施方式中的用于机翼的示例组装线500的各个方面。组装线500可以用于对经由上文在图1至图4中提供的技术和系统制造的翼板(诸如翼板550)执行作业。图5A至图5F以及其中例示的结构、部件和操作的描述是关于翼板提供的,但适用于任何复合零件。翼板550是有些笼统地描述的,并且可以是上翼板或下翼板,或者右翼板或左翼板。在描述特定类型的翼板550(例如,上翼板)的操作或特征的情况下,翼板将如此指示。组装线500(其俯视图在图5A中示意性地示出)包括轨道510,以一组三个强力背材540的形式示出的穿梭装置沿该轨道在工序方向541上(例如,以从工位到工位的脉动方式,或连续地)行进。轨道510包括一个或更多个导轨、辊或有助于穿梭装置沿轨道510运动(例如,滚动或滑动)的其它元件。轨道510能够安装到地板上、从上方悬挂等,这取决于使用它的特定环境。在所示实施方式中,轨道510设置在各个工位的上方,并且穿梭装置(强力背材540)在工序方向上承载翼板550。具体地,如图5D所示,强力背材540被示为包括适配器543,该适配器与轨道510配合并且能够经由轨道510运动。例如,适配器543可以沿轨道510驱动强力背材540,或者可以使得轨道510能够驱动强力背材540。无论哪种方式,该配置旨在广泛地涵盖被设计用于在工序方向541上传送翼板550的任何合适的结构方式。在另外的实施方式中,轨道510包括链传动、机动推车或能够在工序方向541上移动强力背材540的其它动力系统(未示出)。
一个或更多个强力背材540将翼板550推进通过对翼板550执行作业的通常以520表示的各种作业工位。在图5A中,三个强力背材540协作承载单个翼板550。然而,如果合适,则可以使用更多或更少数量的强力背材540。为方便起见,本文中的术语“强力背材”通常是指被配置为在翼板550的横向截面(诸如弦向截面)上延伸的单个结构,但为方便起见,该术语在本文中可以用于泛指包括多个这样的结构的穿梭装置。当两个或更多个强力背材540协作承载诸如翼板550的部件时,它们可以以保持它们的恒定相对位置的方式彼此联接(未示出),使得仅一个强力背材540沿轨道510被驱动。以这种方式,不同长度的翼板550可以被承载通过组装线500,诸如通过将合适数量的强力背材540联接在一起以支承翼板550的整个长度。
在一些实施方式中,翼板550的转位特征(诸如位于制造余量中)可以用于与支承翼板550的强力背材540一起转位该翼板550。在对应于图5A中的视图箭头“5B”的图5B的视图中,强力背材540被示为包括转位单元542,该转位单元被配置为与安装在翼板550的制造余量554(其可以对应于根据上述制造过程被硬化成翼板550的预制件200的制造余量204)中的对应转位特征对接。在所示实施方式中,转位单元542与转位特征物理联接,其中,转位单元542被示为包括被接纳在转位特征210-1(其被示为通孔)内的头549。尽管图5B中仅示出了一个转位单元542,但各个强力背材540可以包括任何合适数量的转位单元,各个转位单元可以被配置为与翼板550的转位特征210联接,诸如以初始对准和/或保持强力背材与翼板的对准。与转位特征210一样,转位单元542可以采用任何合适的配置,并且可以包括不同于实现机械联接的联接装置(诸如磁体等)。转位单元可以被配置为与多种不同的转位特征210或从一个翼板550到另一翼板位置可以不同的转位特征联接,例如以使得强力背材540能够根据需要与不同翼板联接。
在图5A中,组装线500的作业工位520被示为包括无损检查或NDI工位524、切除工位526、肋安装工位528和翼梁安装工位530。下文更详细地讨论这些作业工位以及在各个作业工位以及其它例示性作业工位处执行的操作。其它实施方式可以包括与所示那些作业工位不同的作业工位、以不同顺序设置的作业工位、多个一种或更多种类型的作业工位等。例如,在一些实施方式中,紧固件密封工位用于密封机翼,并且还包括用于安装电气部件、电气设备和/或燃料箱相关系统的作业工位。
如图5A所示并且更清楚地在图5B中可见的,在诸如NDI工位524的各种作业工位520处的作业期间,翼板550通过包括真空联接器548的承载件545(例如,独立可调整的部件,诸如伸缩承载件,在本文中也称为弹簧件)保持悬挂在强力背材540下方,该真空联接器将可移除真空连接件应用于翼板,以便将翼板固定至强力背材540下方。图5B中的视图示出了四个承载件545,其中三个被示为使其真空联接器548抵靠翼板550的上表面574定位,并且其中一个被示为处于缩短的配置,使得其真空联接器548与翼板的上表面间隔开。简要地参考图5A,示出了不同数量的承载件545用于共同支承翼板550的三个强力背材540中的每一者,其中承载件沿翼板的宽度线性设置。然而,可以使用任何数量和/或配置的承载件545。承载件545对准,以在翼板550上的预定位置和高度处各自接触翼板550。一旦设定为期望长度,各个承载件就是刚性的。因此,承载件545或更具体地承载件545相对于彼此的对准以及它们相对于翼板550的长度可以被布置成施加通过翼板550传递的力,并且将期望轮廓544实施到翼板550中。因此,强力背材540将翼板550悬挂在其下方,同时迫使轮廓544位于翼板上。该轮廓544可以是由铺设心轴110赋予翼板的轮廓(例如,如图1所示的轮廓112),或特定应用所需的不同轮廓。因此,当强力背材540在工序方向541上沿轨道510前进时,轮廓544通过将各个承载件545保持在期望高度(这迫使翼板550处的几何形状与轮廓544相对应)来实施。
如图5B中可以看出的,所示实施方式中所示的附接机构是如下附接机构,其中承载件545与翼板550的上表面574接合,以在承载件的真空联接器548与翼板550之间形成真空夹持。承载件545的长度由致动器546(诸如液压或气动致动器,或线性致动器)控制。例如,承载件545之一被示为处于缩短的过程中,如箭头1000所示。承载件545的长度可以例如在形成真空附接之前被调整(例如,为了便于真空联接器548的初始对准),和/或在形成真空附接之后被调整(以便将翼板550弯曲成期望形状和/或将期望轮廓实施在翼板上)。在一些实施方式中,致动器546经由控制器620控制。
尽管翼板550的形状(包括其轮廓和曲率)是在铺设和硬化期间确定的,但在翼板脱模之后可能期望轮廓的实施和调整。轮廓的实施确保翼板550保持期望形状并且不会呈现不期望轮廓,诸如不会在其自重下下垂。在一些实施方式中,由强力背材540和承载件545实施的轮廓有助于将肋和翼梁安装到翼板上,诸如通过确保部件与翼板的部件将要安装到的部分之间的正确对准。具体地,承载件545将弦向轮廓和展向轮廓实施到期望容限水平。在一个实施方式(未示出)中,承载件545能够相对于强力背材移动至预定位置,以便针对各种机翼形状实施轮廓。此外,根据针对轮廓实施(和/或随着翼板550前进通过组装线500的其它操作)而言优选的任何取向,承载件545所附接的“上表面”574可以是翼板550的相对于强力背材540“右侧朝上”取向的外表面,或者可以是翼板的倒置的内表面。
在讨论组装线500和由各个工位520执行的操作期间,将间歇性地参考附图(例如,图6至图10)中呈现的各种流程图,这些流程图例示了根据图5A至图5G所示的部件和操作的方法。例如,图6是例示性实施方式中的例示了承载翼板550的方法800的流程图。根据方法800,步骤802包括在翼板550上方对准强力背材540。在一些实施方式中,这包括沿轨道510驱动强力背材540直到该强力背材定位在翼板550的期望的和/或预定的横向部分(诸如弦向部分)上方为止。在一些实施方式中,这包括驱动多个强力背材540,直到它们各自定位在翼板550的不同的期望的和/或预定的横向(例如,弦向)部分上方为止。在一个示例中,一个强力背材540可以沿轨道510移动,直到它定位在翼板550的与保持静止的另一强力背材540不同的部分上方为止。在一些实施方式中,对准强力背材540通过将强力背材540转位至翼板550来执行或包括将强力背材540转位至翼板550。在这样的实施方式中的一些实施方式中,这种转位是通过将强力背材540与翼板550的一个或更多个转位特征联接来完成的,诸如通过将强力背材540的转位单元542与翼板550的对应转位特征210物理联接。以这种方式使强力背材540与翼板550一起转位可以保持强力背材和翼板正确对准,诸如贯穿该方法的后续动作。
步骤804包括在翼板550的上表面574与在强力背材540下方延伸的弹簧件545的真空联接器548之间形成真空附接,从而将弹簧件545联接至翼板550的上表面574。在一个实施方式中,这包括延伸弹簧件545中的各个弹簧件,直到弹簧件的真空联接器548物理接触翼板550的上表面574为止。在另外的实施方式中,弹簧件从翼板550的中间按部就班地(例如,弦向地或展向地)附接,然后向外移动,从在翼板上位于最外轮廓位置处的弹簧件开始按部就班地附接,或一次附接所有弹簧件等。
如下文更详细描述的,弹簧件545沿翼板550的表面的位置可以由多种因素确定,所述多种因素中的一种因素是弹簧件以及从而施加的应力和/或应变力可以在不同可能配置下协作将预定轮廓实施到翼板的方式。然而,还存在其它竞争因素。作为一个示例,如下详述,翼板550的检查(诸如经由无损检查(NDI)扫描)可能需要NDI检查头定位在翼板550上的一个或更多个特定位置处,或移动至翼板550上的一个或更多个特定位置上方。因为弹簧件可以选择性地缩回,所以这可以通过暂时缩回弹簧件545以允许NDI检查翼板550上的真空联接器548联接到的位置或者通过最初仅在不会干扰NDI检查的位置将弹簧件附接至翼板来适应。作为另一示例,肋和翼梁到翼板550的下表面576(例如,内表面)的附接可以涉及在翼板的上表面574上的对应位置处发生的紧固操作(例如,钻孔)。因此,可以定位弹簧件545的位置以便不干扰这种操作。因此,弹簧件545的位置可以优化这些(和/或其它)考虑中的一些或全部考虑。
所施加的联接是在真空联接器548与翼板550并且更具体地是其表面(诸如上表面574)之间抽真空的结果。施加在翼板550的一部分上的真空力的量足够夹持并保持翼板,并且也足以弯曲翼板并根据期望轮廓544保持该翼板。具体地,承载件545与翼板550之间的体积被抽空到允许真空联接器548周围的大气压力使承载件545可移除地粘附至翼板550的压力。在传送期间(包括在脉动和暂停期间),经由承载件545保持施加真空。
步骤806包括调整(可调整长度)弹簧件545的长度以将预定轮廓实施到翼板550上。也就是说,在形成真空附接之后,弹簧件545的长度被调整(例如,经由压力、致动器等),以使翼板550符合期望轮廓544。在所示实施方式中,弹簧件545是可独立调整的。也就是说,根据各个弹簧件545沿翼板550的长度和宽度的位置(例如,经由手动或激光辅助过程确定)并且根据期望轮廓,将弹簧件调整到期望长度。如果翼板550已经符合期望轮廓,则可以不对一个或更多个弹簧件545的长度进行调整或仅进行轻微调整。另选地,如果翼板550不符合期望轮廓(例如,不在容限内),则调整弹簧件545的长度使翼板弯曲或形成轮廓(例如,通过施加期望量和方向的应变),以便将翼板保持在期望形状。
在一些实施方式中,执行扫描以确定初始翼板轮廓。如果翼板550最初或者跨整个翼板或者其一个或更多个部分已经处于期望(例如,预定)轮廓,则可能不需要实施轮廓的改变。在这样的实施方式中的一些实施方式中,对各个弹簧件545相对于强力背材540的长度的调整(即,更长或更短)将翼板550推成和/或拉成期望轮廓。对各个弹簧件545的长度的调整至少部分地基于翼板550与期望轮廓不对准的程度的确定。也就是说,弹簧件545中的一些弹簧件的长度可能需要调整,而弹簧件545中的其它弹簧件的长度可能不需要调整(例如,只有翼板550的部分中的一些部分未与预定轮廓对准的情况)。弹簧件545的真空联接器548的位置相对于翼板550的上表面574精确定位,以确保当弹簧件处于期望长度时,由弹簧件实施的轮廓符合预期。
弹簧件545的长度可以即时调整(例如,通过调整应用于控制长度的气动致动器的空气逻辑,调整控制长度的液压致动器等),以对准弹簧件,从而在第一阶段(例如,步骤804)建立真空附接,然后在第二阶段(例如,步骤806)实施轮廓。这有利于初始附接期间的长度调整,因为如果基于翼板550的预期形状将弹簧件545刚性设置为特定长度,则如果翼板不符合轮廓,那么真空联接器548可能无法形成真空附接(即,因为弹簧件太长或太短)。
在一些实施方式中,执行扫描以确定翼板550是否处于预定轮廓下。这可以在调整弹簧件545的长度的同时进行,或者在调整完所有弹簧件之后进行。
然后该方法可以继续,例如,在实施轮廓的同时推进翼板550(诸如通过在工序方向541上沿轨道510移动强力背材540),和/或在实施轮廓的同时对翼板执行作业(诸如在各个工位520处)。在执行扫描的实施方式中,该方法可以包括在执行作业操作期间或之后的轮廓扫描,例如以确保翼板550保持在期望轮廓下——或者,换句话说,翼板没有因为作业操作而变得与预定轮廓不对准。
回到图5A,沿轨道510设置的工位520对翼板550执行作业,并且可以彼此同时(或在重叠时间)全部进行操作,或者与一个或更多个其它工位同步进行操作,以在翼板550的不同部分处(例如,在机翼根部577、中长部578、机翼尖端部579等中)执行不同任务。在该实施方式中,NDI工位524针对超出容限状况(例如,内部空隙、异物碎屑或FOD、边缘分层或不一致等)对翼板550进行检查,切除工位526将入口切到翼板550中(例如,在制造余量549中),肋安装工位528将肋安装至翼板550,并且翼梁安装工位530将翼梁安装至翼板550。
在该实施方式中,如下文将更详细地解释的,肋在微脉动前进期间附接至翼板550。这可以包括同时在各个肋上操作的多个作业工位,或者在同一时间段期间各自在不同肋上操作的多个作业工位。在翼板550保持在全脉动作业工位520处的同时,随后附接翼梁。然而,根据实施方式,翼梁在肋之前被附接,或者可以在全脉动或微脉动过程中安装。使用微脉动或全脉动组件将肋附接至翼板550和翼梁。另选地,将翼板550降低到随后被附接的肋上方的位置,并且翼梁被脉动施加至翼板550。
在一个实施方式中,肋和翼梁安装过程通过从平行进给器管线以JIT方式提供肋和翼梁区段来执行,诸如借助于类似于分别在图4中的模式480中示出的连续肋进给器管线491-7和连续翼梁进给器管线491-5的进给器管线。进给器管线通过不同附图标记570(例如,570-1、570-2等)单独示出在图5A中。在提供的材料或部件、进给器管线提供材料或部件所依据的节拍时间等方面,这些进给器管线可以与模式480中所示的各种进给器管线490相同、相似或不同。在一个实施方式中,多个翼梁区段可以例如端对端联接,以形成翼梁。在另外的实施方式中,存在多个肋安装工位以及一个或更多个紧固件密封工位和多个翼梁安装工位。另一实施方式使各个翼梁包括在肋的端部拼接在一起的三个区段。
工位520沿轨道510设置并且可以按照小于翼板550的长度或甚至其一部分的长度分开。在一个实施方式中,这种布置使得多个工位(诸如NDI工位524、切除工位526和肋安装工位528)能够同时或在时间上重叠地对翼板550执行作业。在另外的实施方式中,工位被间隔开和/或以其它方式被配置为使得一次只有一个作业工位对翼板550执行作业。
如本文中进一步详细讨论的,在继续通过图5A所示的作业工位520之后,翼板550(其可以是上翼板,肋和翼梁可以安装至该上翼板)进入面板连接阶段,如图5F中的面板连接工位599所示,该面板连接阶段附接另一翼板(其可以是下翼板),以形成用于机翼的机架完整部分(例如,机翼组件)。在翼板550在面板连接工位599处停止以进行紧固之后,面板连接阶段单独进行操作(例如,其自身在整个机翼上,而没有其它工位进行操作)。在一个实施方式中,翼板550持续暂停在面板连接工位599处,而其它翼板脉动通过作业工位,直到其它翼板已前进至少其整个长度为止。
在所示实施方式中,进给器管线570-1至570-6至少部分对应于进给器管线491-7、491-4和491-5。进给器管线570-1至570-6以准时(JIT)为基础向上述各种作业工位520提供资源和部件,并且它们的操作由控制器560(或附加控制器560)根据期望节拍时间控制和/或同步。在一个实施方式中,进给器管线570-1至少部分地对应于入口盖进给器管线490-5,并且向切除工位526提供最新制造的入口盖。进给器管线570-2向切除工位526提供紧固件。进给器管线570-3向翼梁安装工位530提供紧固件。进给器管线570-4向翼梁安装工位530提供密封剂。进给器管线570-5向肋安装工位528提供紧固件,并且进给器管线570-6向肋安装工位528提供密封剂。在另外的实施方式中,附加/其它进给器管线向各种作业工位提供最新制造的肋、紧固件和密封剂翼梁、下面板等。
在一个实施方式中,上翼板前进通过图5A所示的作业工位520,然后是下翼板。如上简述,下翼板不接收肋或翼梁(即,因为这些部件已安装至上翼板)。将变得清楚的是,切除工位(诸如切除工位526)对下翼板执行大部分作业,而对上翼板的大部分作业包括安装肋和翼梁。
组装线500中的各个工位520被设计成与翼板550中的转位特征210或与本身与转位特征210物理联接的强力背材540物理联接、成像和/或以其它方式相互作用。转位特征210沿翼板550设置在期望位置。在一些实施方式中,转位特征沿翼板550对准。在一些实施方式中,转位特征未对准。在一些实施方式中,转位特征是等距间隔开的,并且在一些实施方式中,转位特征不是等距间隔开的。在一些实施方式中,转位特征的数量等于组装线中作业工位的数量。在一些实施方式中,可以存在比组装线上的作业工位更多或更少的转位特征210。转位特征210设置在翼板550的制造余量554中,在机翼组装到机身的机架中之前将该制造余量修整掉。
在该实施方式中,组装线500中的工位520中的各个工位插入、抓握、配合或对准转位特征210。除了(或代替)物理(例如,机械)联接,在一些实施方式中,转位可以通过读取翼板上的RFID芯片和/或其它可读识别装置126(例如,条形码等)来促进或一起发生。图5B示出了物理联接的例示性示例,其示出了翼板550的在NDI工位524内的部分。在NDI工位524的各种结构部件中的是上NDI单元602,其包括上框架614。上框架614被示为包括转位单元622。以类似于上文针对强力背材540的转位单元542描述的方式,NDI工位524的转位单元622与翼板550的转位特征物理联接,具体地借助于接纳在位于制造余量554中的转位特征210-2中的头624,其中转位特征210-2示出为通孔。同样,尽管图5B中仅示出了一个转位单元622,但各个作业工位520可以包括任何合适数量的转位单元622,所述转位单元622中的各个转位单元可以被配置为与翼板550的转位特征联接,诸如以初始对准和/或保持翼板与作业工位的对准。与转位特征一样,转位单元622可以采用任何合适的配置,并且可以包括不同于实现机械联接的联接装置(诸如磁体等)。转位单元可以被配置为与各种不同的转位特征或位置可以从一个翼板到另一翼板不同的转位特征联接,例如以使作业工位能够根据需要与不同翼板联接。
在所示实施方式中,翼板550的转位特征210-1被示为联接至强力背材540的转位单元542,而转位特征210-2被示为联接至NDI工位524的转位单元622。出于解释的目的,这旨在例示示例转位配置,而不是表明所有实施方式都需要借助于与强力背材和作业工位两者的物理联接来对翼板进行转位。在一些实施方式中,一个或更多个作业工位与支承翼板的强力背材一起转位,而不是直接与翼板一起转位。在一些实施方式中,一个或更多个作业工位与翼板550一起而不是与强力背材540一起转位。在一些实施方式中,作业工位与翼板和强力背材两者一起转位。在这些实施方式中的任何实施方式中,强力背材也可以与翼板一起转位。
当使用RFID芯片(或其它可读识别装置)时,例如,作为另一类型的转位特征的补充或另选,可以联接RFID扫描器(或合适的读取器),以在作业工位处进行通信时提供转位。在另外的实施方式中,强力背材540本身与转位特征210、RFID芯片和/或硬止动件或其它特征物理联接,以将强力背材540转位至作业工位。在组装期间,强力背材540与轨道510联接/安装用于沿轨道510移动,并且是脉动的(例如,根据可以或可以不与其它组装线共同共享的节拍,小于翼板550的长度的微脉动)。在一个实施方式中,节拍的限制因素是翼板550的一部分在特定作业工位的范围内花费的时间量加上脉动时间。该时间可以通过改变特定作业工位的作业范围或添加附加作业工位来完成相同的作业(诸如多个肋安装工位528而不是只有一个)等进行调整。本文讨论的脉动可以被实现为至少等于转位特征210之间的最短距离(例如,肋之间的节距,或“肋节距”,或肋节距的倍数或分数等)或翼板550的全长或分数长度的距离。在肋之间的节距和/或肋节距用于脉动长度的实施方式中,其可以用于建立微脉动长度。翼板550可以连续移动,并被转位至作业工位520。一旦被转位,作业就由作业工位520执行。每当转位特征210(和/或RFID芯片)和强力背材540配合或以其它方式连通时,强力背材540被转位至作业工位520中的一个或更多个作业工位,并且翼板550的位置被转位至由轨道510共享并且作业工位已知的坐标空间中的位置。在另外的实施方式中,转位还包括在作业工位的范围内传送结构(诸如轮廓544)的3D特征。例如,RFID芯片或其它识别装置126(例如,条形码)可以传达指示正被作业的复合零件的几何形状的信息。
在一个实施方式中,至少根据承载在沿轨道510移动的强力背材540上的翼板550执行转位,该轨道包括位于作业工位520上方的导轨系统。导轨系统可以联接至起重机架或作业工位上方的结构(诸如天花板)或地板(诸如嵌入地板内、螺栓固定至地板等)或者可以联接至工厂的另一部分。已根据如上所述的精确尺寸在铺设心轴110上制造了翼板550。因为铺设心轴110具有精密地容限的表面特征,并且因为用于翼板550的预制件120被铺设在这些表面特征上并符合这些表面特征,所以翼板550包括精确定位在制造余量554中的转位特征210。因此,一旦翼板550被转位并悬挂在强力背材540下方并被推到作业工位520,翼板550的3D位置和旋转(包括轮廓544)就通过转位被传送并且在作业工位520处被精确地获悉。因此,转位可以消除例如在各个作业工位520处经由探针或稳健光学技术进行全扫描的需要。根据需要,作为转位的一部分,例如经由由RFID芯片提供的信息将该信息提供给作业工位520。这允许一个线在飞行器的不同零件(例如,右翼板和左翼板、上翼板和下翼板)上甚至在不同飞行器型号的不同零件(例如,翼板)上按顺序地作业。因此,在作业工位520的范围内的翼板550的特性作为各个脉动或微脉动的一部分被传送至作业工位。由于与机身面板相比,翼板在脉动位置与脉动位置之间具有更多变化,因此翼板处的制造余量可以包括大量表面特征,以促进转位。
由于执行的精确转位,所以当转位至作业工位时,各个作业工位520处的工具相对于翼板550的位置是精确已知的。在一些实施方式中,翼板550在作业工位520处被锁定就位。翼板的3D位置和取向然后被建立或转位到任何数控(NC)编程、或在作业工位处使用的手动或自动系统中。因此,在翼板的每次移动(例如,脉动和/或微脉动)之后可能不需要设置时间或扫描。此外,在现有作业工位520中添加至翼板550或从翼板550移除的结构可以添加到系统内的任何翼板模型或表示,而无需针对改变对翼板进行扫描。
作业工位520的操作由控制器管理,该控制器通常在图5A中指示为控制器560。在一个实施方式中,控制器560确定强力背材540沿轨道510的前进(例如,基于来自技术人员的输入),并且根据存储在NC程序中的指令使用该输入来管理作业工位的操作。例如,控制器560可以被实现为定制电路、执行编程指令的硬件处理器或其某种组合。
以下段落讨论图5A所示的各种作业工位520的操作。如图5A所示,在组装线500中,三个作业工位520——具体地,NDI工位524、切除工位526和肋安装工位528——沿轨道510设置得足够近,使得翼板550可以在沿工序方向541前进时遇到所有三个作业工位。更具体地,考虑到翼板550从前缘到后缘(例如,翼尖到翼根,如所示实施方式中取向的)的翼展590长度,翼板的不同部分可以同时前进通过两个或更多个不同作业工位520。例如,翼板550被示为定位成使得翼板的后部(被示为机翼根部577)遇到NDI工位524,同时被示为机翼尖端部579的前部遇到肋安装工位528,并且中间部分(被示为中间长度部578)遇到切除工位526。因此,这些作业工位520中的一个、两个或所有三个作业工位可以同时对机翼550的相应部分执行操作。在一些实施方式中,并非所有这些操作都必须同时执行,即使翼板550的部分定位在各个作业工位520中。在一个实施方式中,当翼板550的部分脉动通过作业工位时,在NDI工位524处执行NDI。因此,在任一时间仅在翼板550的该部分在作业工位内时才在NDI工位524内发生NDI。
图5B是例示性实施方式中的NDI工位524的前视图(并且如上所述,对应于图5A中的视图箭头“5B”),其在检查翼板550的过程中示出,其中翼板550以截面示出。图5B例示了可以例如在将肋和翼梁安装到翼板上之前实现的检查技术和系统。图5B描绘了在其下方悬挂翼板550的强力背材540。NDI工位524设置在轨道510处,并在翼板550悬挂在强力背材540下方的同时检查翼板550。
图5B所示的NDI工位524包括上NDI单元602和下NDI单元604。上NDI单元602包括支承件614和框架612,其承载一个或更多个NDI检查头606(其被示为NDI上检查头608),所述一个或更多个NDI检查头被配置为相对于翼板550移动并检查其上表面574。NDI工位524的下NDI单元604也被示为包括框架614和支承件616,其以允许检查头检查翼板550的下表面576的方式承载附加NDI检查头606(被示为下NDI检查头610)。为简单起见,NDI检查头606也称为“检查头”,或简称为“头”。检查头606可以是可移动的-也就是说,它们可以被配置为相对于上NDI单元602、下NDI单元604和/或翼板550移动,或者它们代替地可以是静止的或固定的。例如,在所示实施方式中,经由方向箭头1002,上检查头608被示为处于相对于翼板550的上表面574移动(如通过轨道和/或驱动器或上NDI单元602的任何合适机构(未示出)所实现的)的过程中。下检查头610中的一些或所有下检查头也可以是可移动的,在这种情况下,它们可以是独立可移动的,被配置为作为阵列一致移动等,或者它们可以是静止的。另外的实施方式可以包括除图5B所示之外的任何数量或配置的检查头。移动检查头可以用于在翼板550相对于NDI工位524的前进或其它移动之间的暂停期间进行表面检查,诸如通过单独穿过翼板550的表面的不同区域部分。可以使用固定检查头来在翼板550相对于NDI工位524脉动或以其它方式移动时进行表面检查。针对效率,当其前进通过作业工位520时检查头606相对于NDI工位524和/或翼板550的位置的布置可以是如下布置:将检查头设置在关注位置处,例如,更可能发现超出容限状况的位置处,诸如先前翼板的检查和/或先前翼板的分析表明需要或期望进行检查的位置,并且不会设置在不太需要检查的地方。可以根据特定应用的期望或需要使用检查头的其它布置。一些实施方式可以包括成对设置在翼板550的任一侧上的上检查头和下检查头,诸如以执行透射(through-transmission)检查技术。在一些实施方式中,设置检查头606,以检查翼板550的整个表面或多个表面。例如,在另外的实施方式中,固定NDI检查头被设置成使得检查发生在脉动期间,并且检查头被设置,以覆盖整个表面而无需头移动。这种设置可以用于上表面和下表面,并且可以以比利用移动头的系统更小的复杂性来实现。本文讨论的检查头606可以包括超声换能器,其发射穿透翼板550的超声能量以便表征翼板的内部特征。检查头606(例如,上检查头608和下检查头610)的操作由在620示出的控制器管理,该控制器操作NC程序来协调检查头的动作,以促进在脉动回波或透射模式下扫描翼板550。控制器620可以与控制器560对接并与控制器560不同。在一些实施方式中,控制器560可以提供控制器620的上述功能。
如上所述,NDI工位524在所示实施方式中被示出为借助于NDI工位的转位单元622物理转位至翼板550,该转位单元622的头624被接纳在翼板550的转位特征210-2内。
强力背材540包括伸缩或可调整长度的承载件或弹簧件545,其包括真空联接器548,该真空联接器被配置为可移除地附接至翼板550的上表面574-从而在真空联接器548与翼板550之间形成真空夹持。如上所述,承载件545的长度(诸如以向翼板550施加或实施轮廓)由致动器546(诸如液压或气动致动器,或线性致动器)控制。控制器620可以协调致动器546的控制。在一些实施方式中,控制器620协调致动器546的控制与NDI工位524的操作,诸如以允许以避免或容纳联接至机翼表面的真空联接器548的方式检查翼板550。在一个这样的实施方式中,控制器620通过缩短对应承载件545来引导强力背材540选择性地缩回真空联接器548中的一个或更多个真空联接器,以允许NDI工位524的上检查头608检查真空联接器630已附接至的翼板550的上表面574的部分(诸如部分582)。这在图5B中示出,其中承载件545中的一个承载件协调缩短,以从部分582缩回其真空联接器548,如方向箭头1000所示,上检查头608朝向部分582移动,如方向箭头1002所示。例如,部分582的NDI检查完成之后,对应承载件545被延伸成使得其真空联接器548再次真空连接至翼板550的上表面574。以类似的方式,可以按部就班地检查翼板550的上表面574的被真空联接器548遮挡的其它部分。当然,并非所有实施方式都需要这样的配置。例如,在另外的实施方式中,检查头606围绕承载件545和在NDI检查期间不缩回的真空联接器548布线。在另外的实施方式中,翼板550的轮廓根据翼板的类型或不同型号的翼板的类型而变化,并且承载件545因此根据翼板的轮廓延伸至不同位置/延伸部。
在使用强力背材540的另外的实施方式中,在将翼板悬挂在强力背材下方之前,经由NDI检查翼板550上的接触强力背材(例如,借助于弹簧件545和真空联接器548)的位置。
图7是例示了被指定为方法820的检查翼板的方法的实施方式的流程图。方法820在一系列步骤中进行,所述步骤包括参考图5B以及在图1至图4和图5A中所示的部件和结构描述的动作。方法820被示为以步骤822开始,步骤822包括将翼板550悬挂在穿梭装置(诸如强力背材540)下方。在上文讨论的一个实施方式中,经由可缩回真空联接器548施加吸力,以将翼板550保持在适当位置并且将期望轮廓544实施到翼板550上。具体地,真空联接器548的真空联接以及强力背材540的不灵活性和弹簧件545的可延展性允许对翼板550执行轮廓实施。弹簧件545可移除地联接至翼板550,以便将其操纵成期望轮廓。
步骤824包括经由穿梭装置在工序方向上推进翼板550通过NDI工位524。在穿梭装置是强力背材540的实施方式中,这包括沿轨道510驱动强力背材540,如上文针对较早的方法所述的,并且可以经由脉动或连续移动技术来执行。在穿梭装置采用另一形式(例如,推车、自动引导车(AGV)等)的实施方式中,该步骤包括沿导轨或适当的路径驱动穿梭装置。
步骤826包括在翼板550悬挂在强力背材540下方的同时经由NDI工位524检查翼板550。在一个实施方式中,这包括执行脉动回波技术(例如,经由一个或更多个单独的检查头606)或透射技术(例如,经由布置在翼板550的任一表面上的成对检查头606)。当超声能量行进通过翼板550的厚度时,这些布置检测与预期值的定时差。这可以包括立即在NDI工位524处对检查头606的阵列进行操作。检测到的定时差由控制器620分析,以确定是否存在需要返工翼板550的超出容限的状况。返工可以在NDI工位524下游的专用作业工位处完成。也就是说,控制器620基于来自NDI工位524的输入来检测翼板550处的超出容限状况,并(例如,经由提供给技术人员的通知)报告该超出容限状况以进行返工。在另外的实施方式中,控制器620控制NDI工位524,并控制翼板550在工序方向上的前进,并将来自NDI工位的输入与翼板550上的位置相关。
如上所述,在一些实施方式中,当一个或更多个检查头606检查翼板的表面时,检查涉及选择性地缩回一个或更多个真空联接器548(诸如通过强力背材540),诸如以允许检查表面的原本被真空联接器遮挡的对应部分。在另外的实施方式中,通过以下操作来执行检查:在翼板550的表面上的不需要NDI检查的位置处布置承载件545和/或以其它方式设置真空联接器548,在将翼板悬挂在强力背材下方之前经由NDI检查翼板上的接触强力背材540的位置(诸如真空联接器548连接到的上述部分),和/或操作检查头606的阵列来执行整个检查,而无需移动单个检查头等。
还如上所述,NDI工位524可以包括移动的、或固定的、或其组合的NDI检查头606。在一些实施方式中,该方法包括将检查头中的至少一些检查头设置在关注位置,诸如先前检查和/或分析表明需要或期望检查的那些位置。在一些实施方式中,定位检查头,以便能够检查翼板550的整个期望部分(诸如其一个或更多个整个部分,或整个翼板)。在NDI检查头是固定的一些实施方式中,推进翼板550包括在固定检查头检查翼板的部分时推进翼板经过该固定检查头。在这样的实施方式中,可以说步骤824和步骤826同时发生,或者在时间上重叠。在NDI检查头是移动的一些实施方式中,推进翼板550包括推进翼板经过移动检查头。在一些这样的实施方式中,诸如在推进翼板550包括在工序方向上使翼板脉动移动的那些实施方式中,在脉动之间的暂停期间和/或在脉动期间执行检查。在包括检查头阵列的一些实施方式中,该方法包括在操作该阵列的同时相对于翼板550移动检查头。在这些方式中的任何一种方式中,当推进翼板550通过NDI工位时,NDI工位524一次检查翼板550的一部分。
在一些实施方式中,如上所述,翼板550相对于NDI工位524的位置通过将翼板转位至NDI工位来监测,诸如借助于各种转位特征和/或RFID芯片。在一些实施方式中,将翼板直接或经由支承翼板的强力背材转位至作业工位会将关于翼板的信息传送至NDI工位控制器,该NDI工位控制器又可以指导至少部分地基于该信息对翼板进行NDI检查。在转位特征位于翼板的制造余量中的一些实施方式中,通常不检查制造余量。
在一些实施方式中,该方法继续图7中未示出的附加步骤。例如,该方法可以通过将翼板推进至下一作业工位(例如,诸如切除工位526的切除工位等)来继续。在翼板悬挂在强力背材下方的实施方式中,这种方法可以将翼板推进至下一作业工位,同时翼板保持悬挂在强力背材下方。一些实施方式利用多个NDI工位进行检查,而一些实施方式利用NDI工位(或超过一个NDI工位)进行附加部件的NDI检查。例如,在一些这样的实施方式中,NDI工位在扫描翼板的同时扫描加强件凸缘,并且附加NDI工位扫描附接至翼板的纵梁。
以上,注意到在一些实施方式中,随着翼板被推进经过NDI检查头,执行NDI检查。无论翼板的传送方式如何(例如,经由强力背材或其它方式),都可以这样做。图8进一步描绘了例示性实施方式中的检查翼板550的方法840。根据图8,步骤842包括在NDI工位524处接纳翼板550。步骤844包括在翼板移动通过NDI工位期间经由NDI工位524检查翼板550的一部分。翼板可以被脉动地或连续地推进通过NDI工位,其中在翼板移动通过NDI工位期间进行检查。与方法820一样,在方法840中,NDI工位可以包括移动的和/或固定的NDI检查头。在一个实施方式中,当翼板处于NDI工位时,翼板保持悬挂在强力背材下方。在另外的实施方式中,NDI工位的移动检查头经由NDI工位的移动检查头单独地穿过翼板的不同区域部分。以此方式,检查包括在NDI工位处对检查头阵列进行操作的同时相对于翼板移动检查头。
回到图5A,翼板550的中间长度部578被示为在切除工位526内。广义地,切除工位526被配置为从翼板550移除例如在制造余量554内或其它处的材料。在一些实施方式中,切除工位526切除翼板550的一个或更多个区域,例如以安装开口(诸如将在下游的作业工位中利用的入口),诸如以使得能够在连接工位处将翼板连接在一起之后进入该翼板之间的内部体积。尽管不是针对所有实施方式而言都是必须的,但与上翼板相反,这种入口通常安装在下翼板中。如根据与填垫操作相关的讨论(例如,如关于图16A至图16C和图17A至图17C所示和所描述的)在本文中将变得清楚的,在一些实施方式中,下翼板设有使得能够进入相邻肋之间的隔间的多个入口,例如便于机器人臂安装垫片。因此,在这样的实施方式中,切除工位526可以对下翼板比对上翼板执行更多的作业操作。在任一情况下,切除工位526可以将入口盖和/或门安装到翼板550中,连同边缘密封、涂漆和执行紧固件钻孔和安装(如适用于翼板的)。在一些实施方式中,制造余量的边缘修整和入口的修整在不同作业工位处进行。
在所示实施方式中,术语翼板550的“上表面”和“下表面”在本文中为方便起见用于指示当翼板悬挂在强力背材540下方时该翼板的相反表面的相对取向。然而,如在本文中将变得清楚的,附加部件(诸如肋和翼梁)可以在翼板550的上表面576继续由弹簧件545的真空联接器548保持时安装至翼板550的下表面574,以产生机翼组件600。因此,在图5A至图5G中被指示为翼板550的下表面的表面变成可以被认为是机翼组件600的内表面的表面,而被指示为翼板550的上表面的表面变成可以被认为是机翼组件600的外表面的表面。因此,术语“上表面”和“下表面”不应被解释为限制意义。
图5C对应于图5A中所示的组装线500的俯视图,但将强力背材540示出为已沿工序方向541推进,使得翼板550的机翼根部577位于肋安装工位528内。为简单起见,图5C中未示出图5A的一些方面(例如,各种进给器管线等)。图5D示出了对应于图5C的视图箭头“5D”的简化侧视图,其中省略了在图5C中可见的一些部件,以更好地例示翼板550到机翼组件600的正在进行的配置/进展。如上所述,肋安装工位528固定(换句话说,临时地和/或永久地安装)肋572。为便于解释,尽管肋572在配置和外观上通常更复杂,但肋572在这些视图中以简化形式示出,如下文部分更详细地描述的。
图5C还示出了,在翼梁安装工位530中,翼梁580已从进给器管线(未示出)推进至工位530。如上所述,可以将翼梁580到翼梁安装工位530的供应协调为供安装至翼板的准时递送。因此,图5C可以示出就在翼板550移动至翼梁安装工位530以安装刚刚供应至该工位的翼梁580之前的组装线500的状态。
图5C还例示了移动工位552(也称为“从动件”)的使用,其被配置为联接至翼板550和强力背材540并通过例如沿可以可移除地安装到翼板550上的移动工位轨道551跨翼板550行进来执行作业(诸如修整、安装紧固件、施加密封剂等)。虽然不是所有实施方式都需要,但是移动工位552可以在翼板550前进通过组装线500时在翼板550的脉动(例如,微脉动)、暂停(例如,在微脉动之间)或连续运动期间执行作业。取决于设计,移动工位552可以在跨多个作业工位520的多个脉动中与翼板550“一起前进”(或“跟随”翼板550),并且可以独立于组装线500的其它作业工位操作。在该过程中,强力背材540之间的间隙(例如,间距)的位置和尺寸能够放置移动工位轨道551和/或移动工位552。在另外的实施方式中,在工厂处设置斜槽和其它互补元件,使得移动工位552在制造过程期间经过或通过这些元件。移动工位552可以沿返回线(在图5C中在547处示出)移除,并例如在与工序方向541相反的方向(例如,组装线500的上游)送出,以根据需要安装在下一翼板上。在另外的实施方式中,强力背材540中的一个或更多个强力背材通过相对于翼板550动态移动来形成“智能桥”,以使得移动工位552能够最大程度地进入翼板550。
如上所述,图5D是组装线500的一部分的简化侧视图,其示出了具有附接肋572的翼板550沿轨道510传送并且同时悬挂在三个强力背材540的集合下方。如上简述,一个或更多个适配器543可以有助于强力背材540沿轨道510的移动。肋572按照合适的角度(该角度指示为角度θ)附接至翼板550的下表面576。如下文将解释的,在一些实施方式中,肋572垂直对准并升高到合适位置,以附接至翼板550(或更具体地,上翼板)的下表面576。因此,翼板可以按照对应于和/或便于肋按照角度θ安装的角度悬挂在强力背材下方。这在图5D中示出,其中翼板550从后缘部分577到前缘部分579略微向上倾斜。
图5D还提供了弹簧件545和真空联接器548的例示性配置的另一视图。在所示实施方式中,真空联接器548能够相对于弹簧件545和强力背材540进行角偏转。可以通过真空联接器548联接至弹簧件545的点和/或弹簧件545联接至强力背材540的点处的通用类型连接来促进角偏转。角偏转可以在翼板的轮廓变化期间适应与翼板550的联接,以按照期望角度(如图所示)悬挂翼板等。由于真空联接器的角度灵活性,所以通过将弹簧件调整到适当的长度,翼板可以按照任何期望角度悬挂。在另外的实施方式中,以其它方式配置的承载件545夹持翼板550的上表面574(例如,经由夹紧、干扰配合等)。如上文详细解释的,可以通过将弹簧件545调整到预定长度来实施期望轮廓,该预定长度对应于多个弦向和展向位置中的每一者处的轮廓的期望垂直倾角。
如上所述,多个因素可以确定弹簧件545及其相应真空联接器548相对于翼板550的上表面574的位置,诸如以对翼板550实施轮廓。在一些实施方式中,一个因素是肋和翼梁附接至翼板的方式。例如,弹簧件545和真空联接器548可以放置成使得真空联接器548在上表面574上的位置与翼板的下表面576上的将供肋572附接至翼板的对应位置间隔开(如图5D所示的视图)。例如,可以这样做,以允许制造到肋572安装区域的入口,并且可以促进将肋连接至翼板的手动或自动钻孔和紧固件安装。
在图5D中,一个肋572被示为附接至翼板550的位于肋安装工位528内的部分。被示为附接至翼板550的已推进经过肋安装工位528的部分的其它肋572在这些部分在肋安装工位528内时被安装。虽然示出了四个,但是在实际机翼组件600中,肋572的数量可以并且经常更多。图5D和其它附图中示出的翼板、肋、翼梁和其它部件仅用于例示目的,并且不一定按比例或等高线绘制。例如,在这一系列附图中以简化的示意性形式示出了肋572。后面的附图(诸如图11A至图11D和图17A至图17C)更详细地示出了例示性肋。实际机翼组件600的肋572的肋配置或数量可以与本文所描绘的不同。
图5E(对应于图5A和图5C中的组装线的组装线500的俯视图)例示了翼板550已经由强力背材540传送至翼梁安装工位530,其中,翼梁580被附接(例如,作为全脉动过程的一部分)。在该实施方式中,翼梁580安装在肋572之后,但在一些实施方式中,肋572安装在翼梁580之前。此外,图5E示出了由多个单独的翼梁区段组装而成的各个翼梁(总体上以580表示),各个翼梁区段分别表示为580-1至580-7(然而,除非另外特别指明,否则附图标记580在本文中用于指代翼梁,以及翼梁区段或翼梁部分)。翼梁安装工位530可以从一个或更多个进给器管线570(该进给器管线中的代表性的进给器管线在图5E中示出)接收预组装的翼梁580、或在翼梁安装工位处组装的个体翼梁区段或部分(例如,580-1至580-7)或两者。在将翼梁区段提供给翼梁安装工位530的实施方式中,翼梁区段可以在安装至翼板之前彼此组装,例如以形成然后将被安装至翼板的部分或整个翼梁,和/或翼梁区段可以作为翼梁区段安装至翼板,从而当它们分别被安装时形成翼梁。还向翼梁安装工位530供应了诸如紧固件、密封剂等的附加部件,以促进安装。在安装之后,强力背材540将翼板550传送回轨道510,并且翼板550还被传送以接收附加作业。在所示实施方式中,强力背材540以任何合适的方式(诸如被配置为允许沿方向1004移动至翼梁安装工位530的重定向轨道(未示出))前进至翼梁安装工位530。安装之后,强力背材可以在方向1006上经由同一重定向轨道前进回到轨道510,例如以沿轨道510进一步前进(例如,朝向面板连接工位),或者被引导到另一轨道,或者沿不同于轨道510的轨道前进。另一实施方式具有沿轨道510设置的翼梁安装工位530,使得强力背材540在工序方向上的推进将翼板带入、穿过和离开该工位。
所示配置是可以允许选择性地绕过诸如翼梁安装工位530的作业工位520的配置的示例。如上所述,在一些实施方式中,肋和翼梁仅附接至上翼板,而不附接至下翼板。在这样的实施方式中,在可以允许选择性地绕过一个或更多个作业工位520的配置(诸如将上翼板推进到翼梁安装工位530中,但是下翼板被推进经过该工位)中,可以实现传送和/或对翼板执行作业的效率。在一些这样的实施方式中,下翼板可以代替地被引导至被配置为专门在下翼板上而不是在上翼板上作业的作业工位,诸如将入口切入下翼板中的作业工位(例如,诸如切除工位526的作业工位)。在这些实施方式中,附加翼梁和/或翼梁区段然后被进给至翼梁安装工位530,以附接至沿轨道510行进的下一翼板550。
图5F例示了如下实施方式,其中,在翼梁安装工位530处完成作业之后,翼板550已在方向1006上移动回到轨道510,并且准备好在工序方向541上沿轨道541(以脉动或连续方式)推进至另外的作业工位520,该作业工位被示为肋到翼梁附接工位598以及面板连接工位599,在该面板连接工位处,下翼板可以连接至已附接有肋和翼梁的上翼板。该操作使得机翼组件600等待安装例如另外的部件和/或电气和其它系统。
在图5F中,肋到翼梁附接工位598被示为设置在轨道510上,而面板连接工位599被示为远离轨道510设置,从而需要翼板550在方向1008上移动至面板连接工位599。这可以表示如下配置,在该配置中,仅上翼板沿组装线500的该部分前进,下翼板已被重定向至另一轨道(未示出)或工位,例如,通过绕过翼梁安装工位530和肋到翼梁附接工位598,而是被递送至面板连接工位599以等待连接至上翼板。或者,下翼板可以简单地传送通过肋到翼梁附接工位598而不对该下翼板执行任何作业操作,从而有效地绕过该肋到翼梁附接工位。或者,在一些实施方式中,一个或更多个作业工位520可以被配置为具有多种用途,例如以对例如上翼板执行某些作业操作,以及对下翼板执行其它作业操作。这样的配置在本公开的范围内。
根据上文关于图5A至图5F讨论的概念、部件、系统和装置,很明显,与本公开一致的组装线500的其它实施方式可以采用不同于具体例示和描述的那些配置的其它配置。例如,一些实施方式可以使用连接翼板、肋和翼梁的不同操作顺序来生产机翼组件,并因此可以包括按照不同顺序的各种作业工位520中的一些或全部作业工位,或者包括除所示的那些作业工位之外的作业工位,或多个作业工位520,或除了其它任务之外还执行作业工位520的功能中的一些或全部功能的作业工位等。在一些这样的实施方式中,代替如在组装线500的所示实施方式中将翼梁和肋单独安装至翼板(诸如上翼板),翼梁和肋可以代替地彼此附接,以形成梯形结构(其中翼梁作为梯子的“导轨”,肋形成梯子的“横档”),然后将该梯形结构安装至翼板。因此,这样的实施方式可以包括将翼梁组装至肋的一个或更多个作业工位(可以从适当的进给器管线向所述一个或更多个作业工位供应肋、翼梁或翼梁部分和紧固件)以及将肋和翼梁结构安装至翼板和/或在上翼板与下翼板之间安装肋和翼梁结构的一个或更多个作业工位。与组装线500的所示实施方式一样,被供应至上述作业工位的各种部件和结构可以被配置为JIT递送至适当的作业工位。
这方面的示例在图5G中示出,其示出了指示为组装线500’的组装线的另选配置。图5G总体上对应于图5C和图5E所示的组装线500的俯视图。然而,虽然图5C和图5E所示的组装线配置包括肋安装工位528和翼梁安装工位530(肋572和翼梁580在肋安装工位528和翼梁安装工位530处分别单独地且分开地安装至翼板550),但图5G中所示的组装线500’代替地被示为包括不同作业工位520;具体地,支承结构组装工位532和支承结构安装工位534。支承结构组装工位530从一个或更多个进给器管线570(该进给器管线中的代表性的进给器管线在图5G中示出)供应有肋572和翼梁580以及紧固和/或密封供应件。例如,与图4所示的491-6和491-7相对应的进给器管线可以准时地并以期望顺序分别向支承结构组装工位532提供翼梁和肋,以便组装成在588处指示的梯形支承结构。翼梁580可以在提供至支承结构组装工位532之前预先组装或完成,或者可以以单独的翼梁区段或部分(未单独示出)的形式提供至支承结构组装工位,以与肋572组装成支承结构588。
当被组装时,支承结构588被传送(例如,横向地)到支承结构安装工位534中(如箭头1014所示),并且被安装至翼板550。推车或其它方式的穿梭装置可以传送支承结构588,该支承结构然后可以向上升高至翼板,以进行安装。另选地或另外地,翼板可以降低至支承结构588。尽管图5G的视图中未示出,但紧固件和其它供应件可以与支承结构一起提供至支承结构安装工位534,或者经由一个或更多个进给器管线或供应线单独提供。因此,图5G可以示出就在完全组装的支承结构588被递送至支承结构安装工位534以安装至等待的翼板550之前的组装线500’的状态。翼板550经由沿轨道510的强力背材540的移动可以与组装的支承结构588的提供相协调,使得翼板550和支承结构588两者同时被递送至支承结构安装工位534,或者可以准时提供一者或另一者以进行安装等。
安装有肋572和翼梁580的支承结构588的翼板550可以前进至面板连接工位(诸如图5F中所示的面板连接工位599),使得另一翼板(诸如下翼板)可以安装至组件。上文关于图5G讨论的另选配置可以提供优于组装线500中所示配置的优点,例如不涉及相对于轨道510横向传送翼板以便进行翼梁安装(如图5E所示),或者通过将肋和翼梁一起安装而不是分开安装而实现的效率等。
参考5A至图5G中呈现的和上文描述的组装线500的各种部件以及其中体现的概念和操作,图9是例示性实施方式中的例示了经由诸如组装线500的组装线制造机翼的方法860的流程图。在步骤862,将翼板550悬挂在将轮廓544实施到翼板550上的穿梭装置(诸如强力背材540)下方。例如,在一个实施方式中,承载件545经由真空联接器548固定至翼板550,并垂直定位,以实施轮廓。如上所述,在一些实施方式中,悬挂翼板550包括使强力背材540与翼板一起转位。转位可以是强力背材540与安装在翼板550中(例如,安装在翼板550的制造余量中)的一个或更多个转位特征之间的物理联接(例如,物理地附接或以其它方式与其建立链接)。另外地或另选地,转位特征可以包含或包括可读识别装置(诸如RFID芯片/标签或条形码),并且转位包括利用合适的读取器(诸如RFID读取器、扫描仪或条形码读取器等(未示出))读取识别装置。
在步骤864,在实施轮廓544(例如,由图5B的上表面574限定的轮廓)的同时,翼板550在工序方向(诸如工序方向541)上经由强力背材540推进通过组装线500中的至少一个作业工位520(并且通常是多个作业工位520)。例如,强力背材540可以沿轨道510被推进,同时承载件545的到翼板550的真空联接器548设置在与轮廓544相对应的垂直位置处。如上所述,可以通过以下方式实施期望轮廓:对准各自在翼板上的预定位置处接触翼板的承载件545,并且在该过程期间,翼板550可以推进通过对翼板执行NDI的NDI工位(诸如NDI工位524)。在脉动之间的暂停期间或在连续运动期间,翼板550被转位至各个作业工位520。这可以通过将作业工位520转位至翼板550本身的转位特征210(诸如上文关于将强力背材540转位至翼板所描述的)或通过将作业工位520转位至承载翼板550的强力背材540的转位特征来执行。
在步骤866,在实施轮廓544(通过强力背材540、承载件545和真空联接器的组合)的同时将诸如肋572和翼梁580的结构部件安装到翼板550中。这可以包括在翼板550保持悬挂在强力背材540下的同时将肋572和翼梁580共接合和/或紧固至翼板550。或者,它可以涉及将肋572和翼梁580组装到支承结构588中,然后在翼板保持悬挂在强力背材下的同时将该支承结构安装至翼板550。在一个实施方式中,推进翼板550包括在工序方向上使翼板脉动(例如,通过全脉动或微脉动),并且在脉动之间的暂停期间执行肋572和翼梁580的安装。在另外的实施方式中,推进翼板550包括在工序方向上连续地移动翼板,并且在翼板连续移动的同时执行肋572和翼梁580的安装。
虽然没有在图9中具体示出,但在一些实施方式中,方法860还包括沿工序方向布置的附加操作作业工位520,以执行各种不同作业操作,诸如安装肋和/或翼梁、将肋和/或翼梁彼此连接和/或连接至翼板、执行返工、检查翼板、切割/安装入口等。在一些实施方式中,提供多个作业工位520,以执行相同类型的操作。
方法860可以提供优于现有技术的一个或更多个技术优势,例如,因为它使翼板550或其一部分能够保持转位至制造环境中的作业工位520中的各个作业工位,即使在翼板被传送通过多个作业工位520以接收作业时也是如此。也就是说,翼板550在传送期间保持被转位至强力背材540,这意味着作业工位520可以快速地将自身转位至强力背材540、翼板550或两者。此外,将翼板550悬挂在强力背材540下方的技术能够在组装过程(例如,由技术人员进行)期间对翼板550进行更多和更符合人体工程学的接近和检查。
图10是描绘了例示性实施方式中的将轮廓实施到翼板上的方法880的流程图。根据方法880,步骤882包括将飞行器的翼板定位在强力背材下方。如上文详细描述的,该步骤可以涉及在被配置为在翼板的横向部分上方延伸的强力背材540下方移动翼板550,经由翼板的转位特征(例如,物理转位特征和/或可读识别装置)、硬止动件、视觉技术和/或其它过程将翼板转位至强力背材。步骤884包括在与对应于结构部件(诸如肋和翼梁)将附接至翼板的位置(例如,翼板的下表面上的对应位置)不同的位置处将强力背材的弹簧件接合至翼板的上表面。如上所述,这被执行,以允许制造进入肋或翼梁安装区域,例如,以促进手动或自动钻孔、紧固件安装等,以允许将肋和翼梁安装至翼板。肋可以由金属材料或复合材料制成。如果肋由铝制成,则将一层或更多层玻璃纤维或其它材料放置在铝和碳纤维之间的交叉处。这可以经由玻璃纤维隔离片层以及翼板处的将放置肋的区域(有时称为“肋板区域”)中的密封剂来实现。在一个实施方式中,这包括将弹簧件物理地接合至上表面并激活真空系统,该真空系统经由弹簧件向翼板施加吸力。
步骤886包括控制弹簧件的长度,以在翼板悬挂在强力背材下方的同时将轮廓实施在翼板上。可以独立地调整弹簧件。在一个实施方式中,通过将弹簧件设置为预定长度来控制弹簧件的长度,而在另外的实施方式中,这包括操作致动器或气压来在各个弹簧件上实施特定长度。当弹簧件都设置为其期望长度时,翼板保持与供安装肋的期望轮廓一致,前提是相应弹簧件的真空联接器针对特定翼板正确定位。
如上所述,在一些实施方式中,执行扫描以确定初始翼板轮廓。如果翼板已处于期望轮廓,则可能不需要实施轮廓改变。在这种情况下,由各个弹簧件施加的保持力可以小于弹簧件主动实施翼板轮廓的情况下的保持力。调整各个弹簧件相对于强力背材的长度(即,更长或更短)例如以将翼板推到和/或拉到期望轮廓是由翼板的设计参数确定的。弹簧件的真空联接器的位置相对于翼板的上表面精确定位,以确保当弹簧件处于期望长度时,由弹簧件实施的轮廓符合预期。
如上所述,在示出了用于机翼组件的组装线500(或500’)的各个方面(包括当翼板550前进通过沿组装线设置的各种作业工位520时发生的操作)的图5A至图5G中,为了便于解释,以简化形式和/或示意性地示出了许多系统、操作和部件(例如,肋572)。图11A至图11D更详细地例示了在机翼组件600的生产中将附加部件安装至翼板550。具体地,图11A至图11D示出了在肋安装工位528处将肋572安装至翼板550,该翼板在示出的实施方式中是上翼板550-1。因此,为方便起见,翼板550可以在以下部分中称为“上翼板550-1”或简称为“翼板550-1”。术语“机翼组件”是指当机翼部件(诸如翼板、肋和/或翼梁)组装在一起时产生的结构。如下文更详细地描述的,图11A示出了借助于穿梭装置将肋572移动到上翼板550-1下方的位置中,并且图11B和图11C示出了肋朝向上翼板的下表面向上提升,以安装至该下表面。图11D示出了所得机翼组件600,其中肋572安装至翼板550-1,并且一对翼梁580安装在肋572的任一端。
图11A和图11B所示的视图总体上对应于图5C中的视图箭头“11”的视图,并以弦向截面示出了翼板550-1,根据上文提供的解释,翼板550-1借助于弹簧件545悬挂在强力背材540下方,该弹簧件经由真空联接器548与翼板的上表面574联接。翼板550-1或至少图11A所示的截面部分设置在肋安装工位528内。如上文讨论中详述的,翼板550-1可以直接地或经由支承它的强力背材540中的一个或更多个强力背材转位至作业工位520。翼板550-1被示出具有安装至其下表面576的多个纵梁640,该纵梁被示为具有T形截面。虽然示出了六个纵梁640,但更多或更少数量的纵梁可以用于特定的上翼板和/或肋572,和/或用于沿翼板展向长度的特定位置。在组装线(诸如图5A至图5F所示的组装线500(和/或图5G中所示的组装线500’))的上下文中,纵梁640可能在肋安装之前诸如在肋安装工位528上游的任何点处安装,或者在来自预制件的上翼板的初始制造期间提供。
尽管多种肋配置是可能的并在本公开的范围内,但是图11A至图11D中的肋572被示为包括腹板646的细长固体结构,腹板646被加强件648(例如,在将肋固定至翼板550之前将轮廓实施到肋上的梁或支架)增强(即,保持轮廓)。肋572的顶边缘和底边缘被成形为遵循肋572将被安装到的翼板的相应轮廓,并且设有多个开口或“鼠孔”650,该鼠孔的尺寸被确定成并定位成容纳例如纵梁640以及可以安装的电缆和其它结构(未示出)。为了类似的目的,腹板646还包括从肋的边缘向内定位的多个进入孔652。
在图11A中,肋572被推进位置中,并且在一个实施方式中从进给器管线(以570表示)进入肋安装工位528,该进给器管线可以是肋进给器管线(诸如肋进给器管线491-7),其以准时或JIT定时方案将肋572供应至肋安装工位528。更具体地,在图11A中,肋572在经由穿梭装置700(例如,在导轨上推进的手动推车或自动推车、自主引导车(AGV)等)传送时保持在垂直取向。如上所述,肋572可以经由准时进给器管线被进给至穿梭装置700,并且可以在脉动之间的暂停期间移动以进入肋安装工位528。在所示配置中,穿梭装置700垂直于翼板550的工序方向推进。穿梭装置700被示为由地板710上的轮702(例如,机动轮)驱动,但可以另选地设置在导轨或轨道等上。轮702驱动底盘708,这会在方向1008上水平地/横向地平移底盘708,并因此将肋572传送至翼板550正下方的位置/地点。穿梭装置700可以包括转位特征(未示出),以促进推车相对于肋安装工位528的转位,以确保在推进到翼板550下方的位置之前,穿梭装置相对于肋安装工位的正确定位,和/或当穿梭装置推进到适当位置时穿梭装置(并因此是肋)相对于上翼板550-1的正确定位。这种转位特征可以采用杯锥转位系统的杯锥、硬止动件和/或其它配置的形式。底盘708保持一个或更多个致动器704,以及固定至致动器704的支承件706。支承件706被配置为在垂直取向上托着肋572。致动器704(或其它提升装置)被配置为垂直驱动支承件706,诸如以将肋572垂直提升成与翼板550的下表面576接触。
图11B示出了已在方向1010上垂直向上驱动以接触上翼板550-1的下表面576(例如,到肋板区域上)之后的肋572。现在可以更清楚地看到沿肋572的上边缘设置的鼠孔650的尺寸被确定成并定位成容纳纵梁640。肋572与纵梁640之间的在鼠孔650处的游隙可以大于或小于如图所示的游隙。在联接至翼板期间,肋572被支承件706保持在期望取向和位置处。尽管本公开在之前的讨论中使用了术语“安装”,但是该术语可以包括临时附接或永久附接。因此,当肋572首先与翼板接触时,联接可以是临时的(例如,通过将肋572夹紧和/或钉在适当的位置)或者是永久的(诸如通过使用临时或永久紧固件(例如,经由自动或手动钻孔和紧固件安装技术,在移除穿梭装置700之前和/或之后),或者肋572可以在与上翼板550-1对准的同时被永久固定。在一些实施方式(例如,下文参考图16A至图16C和图17A至图17C进一步描述的那些实施方式)中,在肋572已被临时紧固至翼板之后但在永久安装到翼板之前,可以安装垫片以填充肋到翼板界面的间隙。无论哪种方式,一旦联接至上翼板550-1,联接装置便将肋572保持在期望位置,因此可以移除穿梭装置700。
在其它实施方式中,一个或更多个强力背材540经由弹簧件545将上翼板悬挂在下方,该弹簧件形成与翼板的真空附接,并且通过调整弹簧件的长度(和/或降低强力背材540)将翼板降低成与肋572接触,而不是将肋572向上升高至翼板。又一些其它实施方式可以采用肋572和上翼板的移动的组合,以便使两个部件接触。在一些实施方式中,肋572在安装翼梁或翼梁区段(在该视图中未示出)之后安装,并且翼梁便于保持轮廓(例如,展向轮廓,而弦向轮廓由肋保持)。具体地,在这样的实施方式中,翼梁580可以防止肋572的横向(例如,弦向)移位、肋相对于彼此的展向移位、肋572和上翼板550-1围绕展向590轴线的扭曲等。此外,在一些实施方式中,支承结构(诸如支承结构588)由肋和翼梁组装而成,然后该支承结构被安装至翼板。这样的实施方式可以涉及使用多个穿梭装置和/或与穿梭装置700相比具有不同配置的穿梭装置,以将支承结构传送和/或提升至翼板。
图11C对应于图11B的视图箭头11C,并进一步例示了穿梭装置700、肋572与上翼板550-1之间的关系。图11C还例示了在该实施方式中,上翼板550-1并且具体是其下表面576包括被配置为与肋572处的互补对准特征586对准的对准特征584。对准特征584和586的配置可以是实现肋与上翼板550-1的对准的任何配置,诸如杯锥配置等。针对各个肋,可以存在多个对应的转位特征对。此外,在一些实施方式中,在上翼板550-1的制造期间安装对准特征584作为转位特征210。在将肋572紧固至上翼板550-1之前,这些对准特征促进肋572的对准。因此,在一个实施方式中,提升肋572包括将肋572与翼板550处的对准特征584配合。肋572根据需要以准时(JIT)方式从平行组装线/进给器管线递送至肋安装工位528。以这种方式,根据需要在脉动环境中连续产生不同肋,以放置在机翼组件600中。
图11D是机翼组件600的端视图,该机翼组件包括具有附接肋的翼板550(例如,上翼板550-1),其中肋572是可见的(即,肋572阻挡了其后面的其它肋的视图)。在例示性实施方式中,上翼板550-1沿组装线传送;例如,经由强力背材540,该强力背材沿轨道510传送上翼板550-1(现在是机翼组件600的一部分)。机翼组件600可以至少部分地设置在肋安装工位528内,诸如图5C中所呈现的视图中所示的。然而,在图11D所示的实施方式中,翼梁580被示为安装至肋572的任一侧/任一端;因此,机翼组件600可以至少部分地设置在翼梁安装工位530内,诸如图5E中所呈现的视图中所示的,或肋到翼梁附接工位598内,诸如图5F的视图中所示的,例如,这取决于安装翼梁580和肋572的顺序。
根据上文讨论的部件和操作,图12是例示性实施方式中的例示了在机翼组件的生产中将肋安装到上翼板中的方法900的流程图。该方法的描述将参考上文讨论的和附图中所示的部件和概念,但是该方法适用于各种设置。步骤902包括将飞行器的上翼板550-1悬挂在穿梭装置(诸如强力背材540)下方。根据上述方法中的许多方法,该步骤可以包括(和/或在之前是)将上翼板550-1从铺设心轴脱模,将上翼板转位至强力背材540,和/或将翼板与强力背材联接(诸如经由弹簧件545的真空联接器548)以在将轮廓实施到上翼板上的同时保持该上翼板。
步骤904包括将肋平移至上翼板下方的位置。该步骤可以在翼板在脉动之间暂停通过作业工位的同时执行。在一些实施方式中,这包括驱动将肋支承到期望位置中的穿梭装置(诸如推车700,其可以是手动操作的推车、AGV或其它配置的车辆)。推车可以根据NC程序来控制,并且可以基于轨道/导轨系统进行定位,该轨道/导轨系统实施期望取向,或经由雷达或激光雷达、视觉跟踪等在指示用于放置的期望位置的工厂车间处进行标记。在所示实施方式中,肋被平移到的位置在上翼板上的肋将被安装到的位置的正下方。
方法900被示为包括使肋572垂直地直立定向的步骤906。在一些实施方式中,在脱模之后,肋572在处于直立位置时诸如在夹具或类似框架上被组装或以其它方式被操作,并因此可能不需要为了安装而直立定向(例如,如果在不改变其取向的情况下直接从夹具移动至推车700)。可以使用夹具,以将期望轮廓(诸如平坦的轮廓)放置或实施到肋上。如上所述,沿肋的长度伸展的加强件在脱模之后附接至肋,以将轮廓实施到肋上。在一些实施方式中,诸如在组装期间或在被供应至肋安装工位时,肋可以(或变得)在垂直取向之外的方向上定向,使得在安装之前需要竖直直立取向。在一些实施方式中,通过将肋572放置在推车700上来执行定向,然后肋通过支承件706保持在期望垂直取向。在一些实施方式中,方法900可以包括以准时(JIT)的方式供应肋,诸如经由被配置为具有合适的JIT递送节拍时间的进给器管线。
尽管在所示实施方式中,“定向”步骤906被示为在“平移”步骤904之后,但对所有实施方式而言这并非必需的。在一些实施方式中,“定向”步骤(906)作为“平移”步骤(904)的一部分或至少部分地在“平移”步骤(904)期间执行。在一些实施方式中,在平移之前(诸如在将肋572装载到推车700上期间)执行定向。
在步骤908,肋572被放置成与上翼板接触。如上所述,这可以通过垂直提升肋来执行,诸如通过驱动推车900的致动器904以将肋572升高成与上翼板550-1的下表面576接触。在一些实施方式中,这可以通过诸如借助于强力背材540的弹簧件545将上翼板降低成与肋接触来执行。在一些实施方式中,执行提升肋和降低翼板的组合,以使部件接触。在一些实施方式中,将肋572放置成与上翼板550-1接触包括将肋与翼板的一个或更多个转位特征配合(诸如通过如图11C所示联接对准特征584和586)。这可以确保肋572与上翼板550-1的最终精确对准。
例如,如图5D所示,在一些实施方式中,肋572可以按照一角度(该角度被示为安装角度θ)紧固至翼板550或其下表面的至少一个或更多个部分。因此,在肋572垂直地或者换句话说按照通常垂直于轨道510和/或地板表面710的角度定向然后向上提升至翼板的下表面的制造方法中,按照相对于翼板的期望安装角度θ安装肋可以通过以合适的取向设置翼板(例如,通过设置翼板使得其下表面按照与安装角度θ互补的角度倾斜)来促进。这可以在最初将上翼板550-1以合适的取向悬挂在强力背下方期间完成,或者弹簧件可以在肋安装程序之前以被配置为改变翼板取向的方式将其长度调整至适合安装肋的长度。
在步骤910,在上翼板保持悬挂在强力背材540下的同时将肋572固定至上翼板550-1。如本文所使用的术语,固定包括将肋临时保持在适当位置(诸如通过钉紧固、夹紧和/或其它技术)以及永久安装。在一些实施方式中,肋572在永久安装之前被保持在适当位置,诸如以允许将垫片选择性地安装到肋到翼板界面处的游隙(如果有的话)中。在一些实施方式中,安装包括驱动或以其它方式使安装紧固件穿过上翼板550-1和肋572。这些操作可以经由安装锁定螺栓的末端执行器或通过其它装置来执行。在一些实施方式中,为了不妨碍或不干扰紧固操作,经由位于肋安装位置之间或之中但在任何情况下与肋安装位置不同的真空联接器548执行真空附接。因此,在这样的实施方式中,真空联接器528设置在翼板550上,使得所述真空联接器的位置不会干扰诸如由技术人员或自动化执行的肋572的钉紧固和/或永久紧固件安装的操作。
步骤904(平移肋)、步骤908(将肋放置成与翼板接触)和步骤910(将肋固定至翼板)都在翼板550悬挂的同时和/或在保持肋572垂直直立的同时执行。方法900的步骤中的一个或更多个步骤或全部步骤在肋安装工位处执行。方法900或其一系列步骤可以反复地执行,以将多个肋572安装到同一翼板550上。
方法900提供优于现有系统和技术的技术优势,因为该方法使得能够在翼板550上实施轮廓,并且在保持实施轮廓的同时将肋572快速安装到翼板中。通过在整个安装过程中保持肋垂直定向,方法900可以在工厂车间和/或组装线上节省劳动力并提高效率。
在一些实施方式中,在至少一个肋已被固定(例如,安装至上翼板550-1)之后,翼梁580被固定至肋并被固定至翼板,诸如以闭合翼板/肋的前缘部分和后缘部分。在一些这样的实施方式中,翼梁的多个部分在肋处彼此纵向连接,以形成翼梁,从而使肋成为翼梁区段之间的拼接的一部分。在一些这样的实施方式中,翼梁580固定在肋安装工位下游的工位处,诸如翼梁安装工位,诸如图5E和图5F中所示的组装线500的翼梁安装工位530。在一个实施方式中,翼梁580由三个翼梁部分组成,因此存在两个翼梁/肋拼接。在一些实施方式中,翼梁580和肋572诸如在两个不同工位和/或翼板550上的两个不同位置处同时固定至翼板550。
将肋和翼梁安装至翼板以及安装至彼此可以包括任何合适的技术,包括本文公开的那些技术。方法900的一些实施方式继续,诸如将下翼板连接至已安装到上翼板的肋和翼梁。下文参考图16A至图16C提供了对执行该操作的一种方式的更详细的解释,图16A至图16C例示了在机翼组件的组装期间安装垫片的一种方式。
在一些实施方式中,在翼梁安装工位上游存在作业工位,在该作业工位处,翼板被修整至最终生产尺寸(例如,其最终周界)并且制造余量中的转位特征被移除(即,连同制造余量一起)。该修整之后是以脉动或连续方式执行的密封和涂漆。在一些实施方式中,在安装肋和/或翼梁之后将翼板修整至其最终周界(和/或密封以及涂漆)。
图13是例示性实施方式中的例示了组装机翼组件的方法920的流程图,其涉及上文详细讨论的部件、概念和过程,但其集中于在翼板悬挂在穿梭装置下方的同时将肋和翼梁安装至上翼板的方面。因此,步骤922包括将飞行器的上翼板550悬挂在穿梭装置(诸如强力背材(例如,强力背材540))下方。步骤924包括将肋572安装到上翼板550-1上。步骤926包括将翼梁580安装到上翼板550-1上。步骤928包括将翼梁580紧固至肋572。最后,步骤930包括将下翼板550-2连接至翼梁580和肋572。
如上所述,各种机翼组件部件的连接可以以与所示实施方式中所示不同的顺序发生。在一些实施方式中,在安装翼梁(或翼梁部分)之前安装肋中的一个或更多个肋。在一些实施方式中,在安装翼梁(或翼梁部分)之前安装所有肋。在一些实施方式中,肋和翼梁同时安装或在时间上重叠安装,例如在组装线中的多个作业工位中,和/或在翼板上的多个位置处。
此外,在一些实施方式中,在将肋固定至翼板(诸如上翼板550-1)之前将翼梁580(或翼梁部分)连接至肋572,以产生具有水平开口梯形结构(诸如支承结构588(在图5G中最佳可见))的机翼组件,然后将上翼板和下翼板550安装至该水平开口梯形结构。图14是例示了这样的实施方式中的组装机翼组件的另外的方法940的流程图。该实施方式包括在步骤942将翼梁580连接至肋572。然后在步骤944将上翼板550连接至翼梁580和肋572或支承结构588的一侧。该过程可以涉及将上翼板550-1悬挂在穿梭装置(诸如其它示例方法中的强力背材)下方,并且将连接的肋和翼梁的支承结构588升高到适当位置以将其固定至上翼板。在一些这样的实施方式中,所有的肋和翼梁在与上翼板连接之前被紧固在一起;在其它这样的实施方式中,在支承结构588与上翼板连接之后,将另外的肋和/或翼梁或翼梁部分附接至机翼组件。在步骤946,下翼板最终连接至连接的翼梁580和肋572的支承结构588的相反侧,以完成机翼组件。
如上所述,在用于机翼组件的组装线的一些配置中,可以以有利于在翼板在工序方向上沿组装线移动时在翼板上同时或在时间上重叠地执行多个操作的方式来布置各种作业工位。例如,图5A示出了同一翼板550的不同部分定位在多个作业工位520(具体地,NDI工位524、切除工位526和肋安装工位528)内的配置。在其它实施方式中,另外的作业工位520(诸如翼梁安装工位530(图5E)、支承结构组装工位532和/或安装工位534(图5G)以及肋到翼梁附接工位598和/或面板连接工位599(参见图5F))也可以这样布置。
图15是例示性实施方式中的例示了同时或在时间上重叠地对翼板执行的多个操作的方面的流程图,并示出了组装机翼或机翼组件(诸如通过将肋和翼梁安装至上翼板)的方法960。步骤962包括将飞行器的上翼板550-1悬挂在穿梭装置(诸如强力背材(例如,强力背材540))下方。步骤964包括在上翼板保持悬挂的同时经由设置在上翼板处的工位520同时或至少在时间上重叠地将一个或更多个肋572以及一个或更多个翼梁580(或翼梁580的部分)安装至上翼板550。步骤966包括使上翼板在工序方向上脉动通过作业工位520。在一些实施方式中,附加作业工位520在这些操作期间也对翼板执行操作,包括安装入口(在切除工位处)、将肋附接至翼梁(在肋到翼梁附接工位处)等。在另外的实施方式中,作业工位在上翼板的脉动之间的暂停期间安装肋和翼梁。在另外的实施方式中,该方法还包括将下翼板固定至安装到上翼板的肋以及翼梁。
机翼组件的各个方面(诸如将肋和翼梁安装至翼板)可以涉及在翼板与一个或更多个肋和/或翼梁之间安装垫片,例如,在各个部件之间的任何间隙超过特定尺寸(诸如填垫容限阈值)的情况下。例如,可以在肋和翼梁被夹紧到和/或钉入适当位置中之后但在肋和翼梁已在图5A的组装线500中紧固在一起之前执行垫片安装。一旦部件已经彼此定位并钉入/夹紧到适当位置中,则将垫片填入各种部件之间(例如,肋与上翼板或下翼板之间、翼梁与上翼板或下翼板之间、肋与翼梁之间等)的间隙。
图16A和图16B是例示性实施方式中的例示了肋与翼板之间的垫片的自动安装(具体地借助于可以可拆卸地联接至各个肋的加强件的机器人臂的末端执行器)的图。更详细地并且如图16A和图16B所示,机翼组件600借助于长度可调整的弹簧件545悬挂在强力背材(未示出)下方,该长度可调整的弹簧件包括联接至机翼组件的翼板550的上表面574的真空联接器548。图16A示出了机翼组件600包括形式为上翼板(以550-1指示)的一个翼板550的实施方式,而图16B示出了机翼组件600也包括形式为下翼板(以550-2指示)的第二翼板550的实施方式。机翼组件600被示为具有固定至上翼板550-1的下表面576的多个肋572。
在一些实施方式中,机翼组件600的联接部件之间(诸如肋572与其安装到的翼板的表面之间、翼梁580与翼板550之间、肋572与翼梁580之间等)可以存在一个或更多个间隙。如果确定间隙超过特定尺寸(即,间隙的一个或更多个尺寸(例如,宽度、深度、长度等)超过特定阈值(其在本文中也称为填垫容限阈值)),则将合适尺寸和配置的垫片安装到间隙中以填充该间隙。在所示实施方式中,这由机器人臂750完成,更具体地由机器人臂的末端执行器752完成。末端执行器752在图16A中被示为包括抓握设备754,该抓握设备被配置为保持垫片756,诸如以安装到已确定为垫片位置(以758指示)的间隙中。在一些实施方式中,末端执行器752包括用于检查的部件或设备(未示出)(诸如摄像头、激光器、超声波设备、探针或测隙规等),以便沿连接部件之间的接头扫描或以其它方式视觉地或物理地检测或评估间隙,并且还确定或能够确定间隙是否超过填垫容限阈值并因此是用于安装垫片756的合适位置(即,垫片位置758)。在一些实施方式中,机器人臂750包括多个末端执行器752,诸如一个末端执行器用于检查而另一末端执行器用于安装。
尽管其它配置是可能的,但在图16A中,机器人臂750被示为致动器760和从滑架764延伸的刚体762的运动链。滑架764又安装在肋572的加强件648上。加强件648在本文中也称为“支架”。在一些实施方式中,诸如如上所述,在将肋安装至翼板550之前,将支架648安装至肋572,以用作加强件,即,稳定肋和/或向肋实施期望(例如,平坦的)轮廓。因此,在一些实施方式中,支架648既用作加强件又用作机器人臂的连接点。在另外的实施方式中,支架648可以另外地或另选地用作用于在制造和/或组装操作期间移动或以其它方式处理肋的机器或设备的通用连接点。在一些实施方式中,支架例如利用螺栓或其它类似紧固件可移除地附接。如下文进一步详述的,机器人臂750的滑架764与肋572的支架648之间的联接是可移除的联接,使得机器人臂可以经由在支架上可拆卸地安装滑架764而与支架联接和分离。此外,在所示实施方式中,联接使得滑架764能够沿支架的长度独立地移动,诸如以便于机器人臂沿肋572的长度接近间隙和/或垫片位置758。
机器人臂750可以从一个支架移动(例如,重新定位)至另一支架(诸如通过从第一支架分离然后联接至第二支架),以在沿机翼组件600的不同位置中进行操作。在图16A所示的实施方式中,这借助于推车770来完成。推车770包括一组轮772,所述一组轮安装成并且被配置为相对于表面(诸如地板表面)支承推车主体774。一个或更多个轮772可以被机动地或以其它方式驱动。推车主体774又支承伸缩式升降机776,该伸缩式升降机被配置为接合并升高或降低滑架764。因此,推车770被配置为定位滑架764以联接至支架648,或在滑架与第一肋572的支架分离之后将该滑架移动至其可以联接至第二肋的支架的位置等,诸如通过升高或降低升降机776和借助于轮722相对于地板表面(和/或肋572)移动推车主体的位置的组合。
如图所示,推车770还包括控制器778,该控制器可以部分地或完全地控制推车主体774和/或升降机776的移动,和/或滑架764相对于肋572的支架的联接/分离。控制器778可以全部或部分地控制机器人臂750及其末端执行器752的操作。在一些实施方式中,机器人臂750根据NC程序由控制器778操作,以视觉地检查肋572与翼板550之间的位置,以便确定是否将使用垫片756以及将使用什么尺寸的垫片和/或安装垫片。在其它实施方式中,这些移动中的一些或全部移动是远程控制的,诸如由操作员或由地板控制器(未示出)远程控制。因此,可以理解图16A例示了多个操作。例如,推车770和升降机776被示为协作以将滑架764定位成与肋572的支架648接触。此外,从滑架764延伸的机器人臂750被示为使其末端执行器752保持垫片756,以安装到垫片位置758中。为了便于解释,以简化的部分示意性的形式示出了推车770和机器人臂750的各种部件。在该视图中未例示诸如从外部或集成电源(未示出)向机器人臂750和/或推车770提供电力等的电缆布线和布线。
图16A还示出了以780示意性表示的垫片进给器管线,其在所示实施方式中被配置为供应垫片756,以供机器人臂750安装。在一些实施方式中,垫片进给器管线780被配置为诸如响应于由操作员和/或控制器778提供的信号或通信,基于从末端执行器752接收的输入来动态地制造垫片756以供安装,该末端执行器被配置为测量或以其它方式评估在分析期间遇到的各个间隙。
因此,可以看出,用于机翼组件的自动垫片安装的示例操作可以通过评估机翼组件中的一系列位置中的各个位置(诸如例如先前分析指示存在(或可能存在)垫片位置758的一系列位置中的各个位置)或连接在一起的部件之间的接头中的各个接头的整体等来进行。在一个示例中,机器人臂750的滑架764顺序地与安装至翼板550的多个肋572中的每一者的支架648联接,以在由一个或两个相邻肋572界定的空间中执行各个间隙的检测和分析和/或针对各个垫片位置758的垫片安装。该空间也称为隔间790。如上所述,在这样的示例中,滑架764可以沿支架648移动,以允许检查和/或安装肋572的整个长度或至少肋(或多个肋)的侧面,所述侧面限定了供安装机器人臂750的隔间。在图16A所示的实施方式中,五个肋572(也分别指示为572-1、572-2、572-3、572-4和572-5)被示为安装至上翼板550-1,从而形成六个隔间790(其仅单独指示为790-1、790-2、790-3、790-4、790-5和790-6)。滑架764被示为联接至肋572-4的支架648,从而允许机器人臂750的末端执行器752检查和/或不仅将垫片756安装至肋572-4的安装有支架648的一侧,而且还安装至下一相邻肋(即,肋572-3)的一侧以及隔间790-4中的可到达的任何其它位置。因此,通过将机器人臂750的滑架764联接至各个肋572的支架648,可以在各个隔间790-1、790-2等中执行垫片安装。在没有可以联接有滑架764的支架648的隔间(诸如图16A中的隔间790-6)中,间隙检查和/或垫片安装可以通过借助于推车主体774和伸缩式升降机776移动机器人臂750来执行。在其它实施方式中,可以安装附加支架,以便允许仅借助于支架安装的机器人臂750进行检查和/或垫片安装。在不同机翼组件中可以存在更多或更少的肋(以及对应地更多或更少的隔间)。在一些实施方式中,机器人臂750在肋572抵靠翼板放置之前与肋572的支架648联接。
在一些情况下,可以从肋572的两侧检测和/或评估垫片位置758,在这种情况下,可以从能够实现更有效的操作的任一侧执行垫片安装。在一些实施方式中,多个机器人臂同时部署在同一机翼组件上,这(除其它好处外)可以促进垫片位置中的有效垫片安装,所述垫片位置可以从任一侧填充。在一些这样的实施方式中,单个推车可以促进多个机器人臂中的每一者的定位(和重新定位),诸如通过将第一机器人臂的滑架提升到适当位置中以安装在第一支架上,然后从滑架分离以将机器人臂留在第一支架上,然后移动以接合第二机器人臂的滑架,诸如以将其移动到适当位置中以安装在(例如,不同隔间中的)第二支架上等。
在图16B中,如上所述,机翼组件600被示为还包括下翼板550-2。此外,伸缩式升降机776被示为延伸穿过下翼板550-2中的入口792以便进入支架648,诸如以将滑架764联接至支架(或从支架分离)。入口792可能已在上游作业工位520(诸如图5A所示的切除工位526)处被安装。入口792的尺寸被设计成允许机器人臂750(包括滑架764)的插入和随后的移除。为了将入口792的尺寸最小化,机器人臂750可以被延伸、或折叠、或以其它方式对准成具有用于通过入口插入和抽出的最小截面的配置。另选地,机器人臂750的尺寸可以特别被设计成和/或被配置成与预定的入口尺寸相配。下翼板550-2被示为包括多个入口792,每个隔间一个入口,以允许机器人臂750插入然后联接,以便在各个隔间中执行检查和/或垫片安装。在一个实施方式中,当机器人臂750设置在隔间内时,该机器人臂检查和/或垫片填充限定该隔间的两个肋的侧面,这减少了机器人臂750与入口792对准以进行检查或移除的次数。
在一些实施方式中,图16A和图16B描绘了顺序操作的两个阶段,其中,首先执行(如图16A所示)将垫片756(例如,上垫片)安装至肋572与上翼板550-1的下表面之间的垫片位置758,接着将下翼板550-2安装至机翼组件600,接着将垫片(例如,下垫片)安装至肋572与下翼板550-2的上表面574之间的垫片位置(如图16B所示)。换句话说,在这样的实施方式中,在安装上垫片之后安装下翼板550-2。在其它实施方式中,图16A和图16B描绘了另选操作——例如,图16A可以表示上述顺序操作的第一阶段,而图16B可以表示在安装任何(上或下)垫片756之前将下翼板550-2安装至机翼组件600的操作。在任一情况下,机器人臂750可以借助于推车770沿机翼组件的长度逐隔间地移动,以便在各个隔间中执行垫片安装。如上所述,在一些实施方式中,部署了多个机器人臂,以同时在超过一个的隔间中进行垫片位置检测和/或分析和/或垫片安装。
图16C描绘了安装有机器人臂750的滑架764的肋572(具体地,如图16A所示的肋572-4)的视图,并因此对应于图16A的视图箭头16C。然而,图16A中所示的部件适用于所示实施方式中的任何肋572。为了清楚起见,图16C中仅示出了机器人臂的滑架764,并且在该视图中也未示出强力背材的部件(例如,弹簧件和真空联接器)。图16C提供了支架或加强件648的例示性示例配置的视图,该支架或加强件被示为抵靠肋572的腹板646安装。更具体地,支架648被示为与肋572处的转位特征(其通常被示为转位特征794)配合。转位特征可以促进支架648在安装期间与肋572对准,并且可以采用任何合适的形式,诸如腹板646中的被配置为接纳诸如螺栓的紧固件的通孔。图16C还例示了支架648包括具有齿798的齿条796,滑架764被夹紧至该齿或以其它方式可移除地附接至该齿。滑架764被配置为利用齿798以可控和转位的方式沿支架648来回平移(例如,经由与齿接合的驱动机构,诸如小齿轮、蜗轮等)。因此,基于支架648(或相对于支架648)的位置以及滑架764沿支架648的位置,机器人臂的位置可以相对于肋(诸如机器人臂的滑架联接至的肋)被转位。虽然不是所有实施方式都必需的,但图16C中的支架648还被示为包括可以促进转位(诸如通过能够更快速地确定滑架相对于已知参考点的位置)的定心特征654。
在一个实施方式中,滑架764可操作用于经由齿条和小齿轮系统沿支架648驱动机器人臂(未示出),其中齿798形成齿条。支架648和/或滑架764的其它实施方式具有不同配置,以使得滑架764能够沿支架移动。在所示实施方式中,滑架764还能够如箭头1012所示旋转,以便增强机器人臂的移动和进入。
图16C还示出了在肋572的任一端处安装至上翼板550-1的代表性的一对翼梁580。翼梁580以简化形式例示并因此未被示为例如包括有助于紧固件连接至翼板的专门的上盖形状和下盖形状。齿798被示为朝向支架648的端部充分延伸,在该实施方式中,该支架与其安装至的肋572相连,以允许滑架764移动成足够靠近翼梁,使得可以在翼梁与翼板之间的接头处和/或在翼梁与肋之间的接头处执行由机器人臂进行的间隙评估和/或垫片安装。在另外的实施方式中,支架648便于轴环和/或螺母安装件的轨道安装。这在已经安装了下翼板并且只能通过入口进入的情况下可能特别有益。此外,虽然肋572和翼板550没有以精确的比例或尺寸示出,但是图16C示出了肋572与上翼板550-1的下表面576之间存在多个间隙,诸如在代表性垫片位置758处。
如上所述,在一些实施方式中,机器人臂750执行除垫片安装之外的操作,诸如间隙的检测和/或检查以促进垫片位置758的识别。在一些实施方式中,机器人臂执行附加操作,包括密封、密封剂检查、紧固件安装、紧固件上的轴环或螺母安装、轴环或螺母安装检查等。机器人臂750可以经由选择可互换的末端执行器752(例如,可以在机器人臂750的滑架764联接至支架648的同时,诸如经由入口792来更换末端执行器)来执行这样的操作,或者利用多功能末端执行器752来执行,或者利用多个机器人臂750(各个机器人臂可以安装并留在支架上的适当位置,在一些情况下,超过一个的这样的机器人臂联接至支架)来执行。机器人臂750可以经由基于地板的控制器自动地或远程地操作,该基于地板的控制器使技术人员能够操作机器人臂(例如,经由远程控制)。在完成机器人臂750的作业之后,可以将该机器人臂750重新附接至推车770并移除。
图17A至图17C是机器人臂750的立体图,各个机器人臂750操作用于在设置在两个肋572之间并且在一侧由示例机翼组件600的翼梁580界定的隔间790中检查间隙、在垫片位置758中安装垫片756、安装密封剂或轴环/螺母等。在这些附图中描绘的实施方式中,在经由推车(未示出)将机器人臂的滑架764放置在支架648上之后,技术人员设置、操作和维护机器人臂750。为简单起见,以下讨论假设在这一系列附图中的每一者中,机器人臂750在相同的两个肋572(分别编号为572-1和572-2)之间的同一隔间790中进行操作。在图17A中,机器人臂750安装在抵靠肋572-1安装的支架648上,并操作其末端执行器752检查抵靠上翼板550放置的肋572,特别是肋572-2与供其抵靠定位的翼板550的表面之间的位置。基于所述检查,机器人臂750将在隔间内的垫片位置758处选择性地安装垫片756。在图17B中,与机器人臂750的滑架764在图17A中的位置相比,机器人臂750的滑架764已沿支架648前进至更靠近支架端部的位置,并且被示为使用其末端执行器752来检查肋572-2底部附近的位置。在图17C中,机器人臂750已使用其末端执行器752将垫片(未示出)放置在支架648上方的垫片位置758处,其中,肋572-1固定至上翼板550。在垫片就位的情况下,可以穿过上翼板550和肋572-1来安装紧固件,以将翼板固定至肋,或至少是其位于垫片局部的部分,其中垫片就位。在一些实施方式中,垫片借助于一个或更多个紧固件固定就位;在一些实施方式中,由于肋紧固至翼板,所以垫片代替地以摩擦配合保持就位。
考虑到前述部件和概念,图18是例示性实施方式中的例示了用于操作机器人臂(诸如机器人臂750)以(例如在机翼组件600中)执行与机翼组件相关的任务的方法920的流程图。步骤922包括将支架648安装至肋572。在一些实施方式中,这在抵靠翼板550保持或放置肋之前完成,诸如在将肋脱模之后和在肋的用于安装至翼板的其它准备期间(或之后)。在一些实施方式中,这是在抵靠翼板保持或放置肋之后完成的。可以通过将支架与肋572的转位特征(例如,互补的杯锥特征、用于接纳螺栓的通孔等)对准来促进安装支架648。一旦安装,支架648就将期望轮廓(诸如平坦的轮廓)实施到肋572上。在一些实施方式中,支架被可移除地安装。
在支架648已安装至肋572之后,步骤924包括将机器人臂750联接至支架。在一些实施方式中,这通过将滑架764可拆卸地安装在支架上来执行。在一些这样的实施方式中,部署了配备有被配置为支承滑架的伸缩式升降机776的轮式推车770,例如以将滑架移动到合适的取向和/或位置以安装在支架上。机器人臂750与支架648的联接可以经由夹紧、吸力、磁体、与支架上的轨道的机械对准等来实现。在一些实施方式中,联接被配置为允许机器人臂750相对于支架648移动,诸如借助于被配置为沿支架移动的滑架764。在一些这样的实施方式中,支架包括通过滑架促进齿条和小齿轮系统的齿。在滑架764和/或机器人臂750联接至支架648的情况下,机器人臂750在机翼组件600的参考系内的位置(例如,相对于机翼组件的一个或更多个部件,诸如翼板或肋或安装至肋的支架或翼梁等)是已知的。在该意义上,将机器人臂750联接至支架648可以包括对机器人臂相对于支架的位置进行转位。
一旦联接,则在步骤926中,机器人臂750被操作用于在肋到翼板界面处在肋与翼板之间安装一个或更多个垫片(即,当机器人臂经由滑架764联接至支架648时)。如上所述,这可以包括沿支架648的长度移动机器人臂750(例如,通过驱动滑架764),以便将机器人臂750与肋处的垫片位置对准,和/或在附加垫片位置的范围内移动机器人臂。
在方法920的一些实施方式中,经由适当配置的末端执行器操作机器人臂,以检查肋到翼板界面,诸如检测、检查和/或测量部件之间的间隙。在一些这样的实施方式中,例如向技术人员或控制器传送测量的结果,以确定特定间隙是否超过填垫容限阈值(这可以表示超出容限状况)并因此被认为是垫片位置(垫片安装到该位置)。在一些这样的实施方式中,测量的结果用于选择将被安装的合适的垫片(例如,通过大小、尺寸、锥度或其它特性),以校正超出容限状况。
垫片756可以以任何合适的方式经由垫片进给器管线供应。例如,可选择的垫片(例如,具有不同锥度和/或大小等)可以存放在机器人臂可接近的箱中。在一些实施方式中,动态地制造新的垫片,或调整(例如,修整)预先制造的垫片(诸如基于间隙的检查和/或测量),然后被传送以插入垫片位置758中并准时提供用于放置。
在安装垫片756之后,该方法还可以包括缩回机器人臂750,并且将滑架764沿支架648移动至新的位置,以用于另外的垫片安装和/或其它操作。如果完成了将垫片756安装到可从支架648接近的垫片位置758中,则滑架764可以与支架分离,并且移动至新的位置(诸如移动至另一肋的支架)。在一些实施方式中,这通过配备有伸缩式升降机的轮式推车来促进。在一些实施方式中,这涉及通过入口间隙(诸如位于下翼板550-2中)移除机器人臂750。
如关于图16A至图17C的以上描述可以理解的,方法900可以用于包括多种部件和配置的机翼组件600。例如,尽管在抵靠翼板保持一个肋的实施方式的上下文中进行了描述,但是该方法可以在包括抵靠翼板保持的多个肋的机翼组件中反复使用。换句话说,一旦执行步骤922、步骤924和步骤926以在第一肋与翼板之间的垫片位置安装垫片,就可以重复这些步骤以将垫片安装至第二肋与翼板之间的垫片位置。方法900还可以用于如下机翼组件600中,在该机翼组件中,多个肋572在其上边缘处抵靠翼板(诸如上翼板550-1)而被保持,并且另一翼板(诸如下翼板550-2)抵靠肋的相反(或下)边缘而被保持。在这样的配置中,下翼板550-2可以在垫片安装操作之前或之间被添加至机翼组件。在一个示例中,该方法包括首先针对肋与上翼板之间的上垫片位置执行步骤922、步骤924和步骤926,接着将下翼板添加至机翼组件,接着针对肋与下翼板之间的下垫片位置执行步骤922、步骤924和步骤926。如上所述,在肋与翼板之间安装垫片之后,肋可以紧固(例如,安装)至翼板。在另一示例中,该方法包括在上垫片位置和下垫片位置上执行垫片安装,例如在已经放置了下翼板的配置中。在这些示例中的任一者中,该方法包括重新定位机器人臂,例如,以通过使机器人臂移动(例如,撤回和插入)穿过翼板中的(诸如下翼板中的)进入间隙来将滑架联接至不同肋的支架。
现在转向图19,描绘了代表性飞行器1200的例示图,在该飞行器中,可以实现根据本公开的方面生产的翼板和/或机翼组件的例示性实施方式。换句话说,飞行器1200是可以使用根据以下方面中的一个或更多个方面生产的复合零件、翼板和/或机翼组件形成的飞行器的示例:图1和图2A以及图2B所示的例示性制造方法;图4所示的例示性模式;图5A至图5F所示的例示性组装线500;图11A至图11D所示的例示性肋和翼梁安装技术;图16A至图16C和图17A至图17C所示的例示性垫片安装技术;其余附图中所示的方法中的一个或更多个方法;和/或上述项中的任何一项。在该例示性示例中,飞行器1200具有附接至并延伸至机身1204的任一侧的机翼1202。飞行器1200包括附接至各个机翼1202的发动机1206。设置在机身1204的后端的是尾部1208,该尾部包括一对相反的水平稳定器1210和垂直稳定器1212。机翼1202由连接在一起的上翼板550和下翼板(未示出)形成,其中肋和翼梁(未示出)的组件至少部分地形成其内部结构。
图20是例示性实施方式中的本文讨论的各种部件和系统(或阶段)的框图。具体地,图20描绘了工厂1300,该工厂包括位于以1312指示的洁净室环境中的第一组装线1310和位于非洁净室环境1316中的第二组装线1314。以1318表示的边界(例如,一个或更多个壁或外壳)将洁净室1312和非洁净室1316环境分开。在铺设1320处,转位特征(诸如转位特征122)被集成到用于翼板的层压件1322(诸如预制件200)中。层压材料1322在高压釜1324中硬化成复合零件1326。根据本文的实施方式,复合零件1326是翼板(例如,翼板550),更具体地是上翼板,但是工厂1300可以被配置为制造、加工以及以其它方式对采用除翼板之外的其它飞行器部件形式的复合零件进行操作。复合零件1326然后被转移至组装线1314,在所示实施方式中,该组装线被示为使复合零件1326在工序方向1328上前进通过特定于适合于上翼板的那些系统和阶段的各种系统和阶段。例如,在组装线1314处,修整阶段1330移除多余材料和/或将附加转位特征安装到复合零件1326中。在脱模1332处,复合零件1326被脱模(例如,从铺设心轴移除),之后轮廓经由轮廓实施1334被实施到复合零件1326上,其中复合零件1326被固定至穿梭装置1336(诸如一个或更多个强力背材540),该穿梭装置包括承载件1338(例如,包括真空联接器548的可调整长度的弹簧件545)。当复合零件沿组装线1314前进时,穿梭装置1336诸如经由承载件1338将轮廓实施到复合零件1326上。当复合零件1326前进通过肋安装1340和翼梁安装1342时,肋和翼梁被安装到复合零件1326上。根据需要,由机器人臂1344执行肋和翼梁组件的检查以及垫片安装。然后附接下翼板1346,以形成机翼组件(例如,机翼组件600)。关于工厂1300描述的各种系统和阶段可以结合或采用上述各种作业工位520的形式。此外,为了简单起见,并非所有上述作业工位520都在图20中具体示出,尽管组装线1314可以包括诸如一个或更多个NDI工位524、切除工位526等的工位。上文关于图20描述的其它操作可以结合或采用模式480中所示和图4中所示的进给器管线、铺设管线或组装线中的一者或更多者的形式;例如,修整1330和脱模1332可以在脱模操作490-11中进行。
现在关注图21,其广泛地例示了例示性实施方式中的(例如,连续地)执行层压和/或超声检查的生产系统的控制部件。控制器1400协调并控制层压机1420的操作以及一个或更多个移动平台1470沿具有动力总成1462的移动线1460的移动。控制器1400可以包括与存储程序1414的存储器1412联接的处理器1410。在一个示例中,移动平台1470沿由动力总成1462连续驱动的移动线1460驱动,该动力总成由控制器1400控制。在该示例中,移动平台1470包括公用设施连接件1472,其可以包括将移动平台1470与外部源的公用设施1440联接的电气、气动和/或液压快速断开装置。在其它示例中,如前所述,移动平台2470可以在包括车载公用设施的自动传送工具(诸如自动引导车(AGV))以及GPS/自动导航系统1474上包括例如心轴和/或其它工具、零件、供应件等。在另外的示例中,使用激光跟踪器1450控制移动平台1470的移动。与控制器1400联接的位置和/或运动传感器1430用于确定移动平台1470以及动力总成1462的位置。
图22描绘了例示性实施方式中的组装线1500的(例如,连续组装线的)在沿移动线布置并被配置为执行各种操作的一系列作业区1502的方面的视图。作业区包括用于工具准备1510的作业区,这涉及工具1504(例如,铺设心轴110)的清洁,或将涂层和/或灌封化合物施加到工具1504,或对工具1504进行维修,随后工具1504在平台1506上被传送至附加作业区1502。附加作业区包括用于材料施加1520的作业区(例如,执行层压操作的地方),以便形成预制件1522(诸如预制件200)。预制件1522然后可以经由组装线1500传送至下游作业区,该下游作业区包括用于减缩1530的作业区和用于压实1540的作业区和用于模制1550的作业区。减缩和/或压实预制件1522可以包括经由真空袋1532执行的真空压实。模制预制件1522可以经由预固化成型和/或经由工具1504与垫板1542之间的模制的组合来执行。
预制件1522进一步移动至用于诸如在高压釜1562处将预制件1522硬化1560成复合零件1564(例如,复合零件250,其可以是翼板550的形式)的作业区、用于(例如,经由切割器1572)修整1570复合零件1564的作业区、用于(例如,经由NDI机器1582)检查1580复合零件1564的作业区、用于返工1590的作业区和/或用于表面处理1595的作业区。
在一个实施方式中,修整过程可以涉及在预制件1522硬化之前对其进行大量修整,然后在复合零件1564已经形成之后进行更具体的修整。复合零件1564的检查可以包括视觉检查以及使用NDI(无损检查)设备的检查。尽管沿组装线500返工复合零件1564是可能的,但在许多情况下,复合零件1564可能不需要返工。复合零件1564然后在工序方向541上前进通过组装线500。
示例
在以下示例中,在用于飞行器机翼的制造和组装系统的上下文中描述附加过程、系统以及方法。
更特别地参考附图,本公开的实施方式可以在如图23所示的飞行器制造和保养方法1600以及如图24所示的飞行器1602的上下文中加以描述。在预生产期间,方法1600可以包括飞行器1602的规范和设计1604以及材料采购1606。在生产期间,可以进行飞行器1602的部件和子组件制造1608以及系统集成1610。此后,飞行器1602可以经历认证和递送1612,以便投入使用1614。当通过客户使用时,对飞行器1602安排例行作业维护和保养1616(这也可以包括修改、重新配置、翻新等)。可以在方法1600(例如,规范和设计1604、材料采购1606、部件和子组件制造1608、系统集成1610、认证和递送1612、投入使用1614、维护和保养1616)和/或飞行器1602的任何合适的部件(例如,机架1618、系统1620、内部1622、推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628、环境1630)中描述的生产和使用的任一个或更多个合适的阶段期间采用本文具体实施的装置和方法。
方法1600的所述过程中的各个过程皆可以由系统集成商、第三方和/或运营商(例如,客户)来执行或实行。出于本描述的目的,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分包商;第三方可以包括但不限于任意数量的厂商、分包商以及供应商;以及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24所示,根据方法1600生产的飞行器1602可以包括具有多个系统1620的机架1618以及内部1622。系统1620的示例包括以下项中的一个或更多个:推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628以及环境系统1630。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例,但是可以将本发明的原理应用至诸如汽车工业的其它工业。
如上已经提及,可以将本文所具体实施的装置和方法用于在方法1600中描述的生产和保养的所述阶段中的任一个或更多个阶段期间。例如,可以以类似于在飞行器1602投入使用时所生产的部件或子组件的方式来制作或制造与部件和子组件制造1608相对应的部件或子组件。而且,在子组件制造1608以及系统集成1610期间,可以例如通过大幅加快飞行器1602的组装或者降低飞行器的成本来利用一个或更多个装置实施方式、方法实施方式或其组合。类似地,当飞行器1602投入使用时(例如并且无限制地,在维护和保养1616期间),可以利用装置实施方式、方法实施方式或其组合中的一个或更多个。因此,本发明可以用于本文讨论的任何阶段或其任何组合(诸如规范和设计1604、材料采购1606、部件和子组件制造1608、系统集成1610、认证和递送1612、投入使用1614、维护和保养1616)和/或飞行器1602的任何合适的部件(例如,机架1618、系统1620、内部1622、推进系统1624、电气系统1626、液压系统1628和/或环境1630)。
在一个实施方式中,零件包括机架1618的一部分,并且是在部件和子组件制造1608期间制造的。然后,可以在系统集成1610中将该零件组装到飞行器中,然后在投入使用1614中加以利用,直到磨损致使该零件不可用为止。然后,在维护和保养1616中,可以将该部件废弃并且更换成最新制造的零件。发明的部件和方法可以贯穿部件和子组件制造1608加以利用,以便制造新的零件。
附图中所示或本文所描述的各种控制元件(例如,电气或电子部件)中的任何元件均可以被实现为硬件、执行软件的处理器、执行固件的处理器或者这些项的某一组合。例如,可以将元件实现为专用硬件。可以将专用硬件元件称为“处理器”、“控制器”或者某一类似术语。在由处理器提供时,所述功能可以由单个专用处理器、由单个共享处理器或者由多个单独处理器来提供,所述多个单独处理器中的一些单独处理器可以进行共享。此外,明确使用的术语“处理器”或“控制器”不应被解释成专指能够执行软件的硬件,而是可以隐含地包括并且不限于数字信号处理器(DSP)硬件、网络处理器、专用集成电路(ASIC)或其它电路、现场可编程门阵列(FPGA)、存储软件的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、非易失性存储部、逻辑、或某一其它物理硬件部件或模块。
而且,可以将控制元件实现为可由处理器或计算机执行以执行该元件的功能的指令。指令的一些示例是软件、程序代码以及固件。该指令在由处理器执行以指导处理器执行所述元件的功能时是可操作的。可以将指令存储在可由处理器读取的存储装置上。存储装置的一些示例是数字或固态存储器、诸如磁盘和磁带的磁存储介质、硬盘驱动器或者光学可读数字数据存储介质。
表示对理解本发明有用的背景技术的例示性非排他性示例在以下段落中进行了描述。
根据本公开的一方面,公开了一种组装机翼的方法(860),所述方法包括以下步骤:
将飞行器的翼板(550)悬挂(862)在将轮廓(544)实施到所述翼板上的穿梭装置(540)下方;
在实施所述轮廓的同时,经由所述穿梭装置在工序方向(541)上推进(864)所述翼板通过组装线(500)的至少一个作业工位(520);以及
在实施所述轮廓的同时,在所述至少一个作业工位处将结构部件安装(866)至所述翼板;
其中,所述结构部件是从由以下项组成的组中选择的:肋(572)、翼梁(580)和第二翼板(550)。
可选地,悬挂(862)所述翼板(550)的步骤包括:利用所述翼板的转位特征(210)使所述穿梭装置(540)转位。可选地,利用所述翼板(550)使所述穿梭装置(540)转位的步骤包括:将所述穿梭装置的转位单元(542)与所述转位特征(210)物理联接。
可选地,所述转位特征(210)设置在所述翼板(550)的制造(860)余量(554)中。
可选地,所述转位特征(210)包括可读识别装置(126),并且
转位的步骤包括读取所述可读识别装置。可选地,所述可读识别装置(126)是从由RFID标签和条形码组成的组中选择的。
可选地,推进(864)所述翼板(550)通过至少一个作业工位(520)的步骤包括:利用所述翼板和/或所述穿梭装置(540)使所述作业工位转位。可选地,利用所述翼板(550)使所述作业工位(520)转位的步骤包括:将所述作业工位的转位单元(542)与所述翼板的转位特征(210)物理联接。
可选地,将所述轮廓(544)实施到所述翼板(550)上的步骤包括:在所述翼板的表面(574、576)上的预定位置处将可调整长度的弹簧件(545)与所述翼板联接。可选地,将所述轮廓(544)实施到所述翼板(550)上的步骤包括:在弹簧件(545)中的至少一个弹簧件与所述翼板联接的同时对该弹簧件(545)的长度进行调整。
可选地,将可调整长度的弹簧件(545)与所述翼板(550)联接的步骤包括:将所述弹簧件定位在所述翼板上的表面(574、576)上的位置处,该位置不同于与所述结构部件的安装位置相对应的位置。
可选地,所述方法还包括以下步骤:
对所述弹簧件中的至少一个弹簧件的长度进行控制(886),以向所述翼板实施轮廓(544)。
可选地,将所述弹簧件(545)联接(884)至所述翼板(550)会将所述翼板悬挂在所述穿梭装置(540)下方。
可选地,所述方法还包括以下步骤:
在作业工位(520)处执行对所述翼板(550)的无损检查(NDI)。
可选地,推进(864)所述翼板(550)的步骤包括:在工序方向(541)上脉动所述翼板;并且
安装(866)所述结构部件的步骤是在所述脉动之间的暂停期间执行的。可选地,脉动所述翼板(550)的步骤是通过在脉动期间将所述翼板推进小于所述翼板的长度的距离来完成的。可选地,脉动所述翼板(550)的步骤是通过在脉动期间将所述翼板推进等于或大于所述翼板的长度的距离来完成的。
可选地,
推进(864)所述翼板(550)的步骤包括:在工序方向(541)上连续移动所述翼板;并且
安装(866)所述结构部件的步骤是在所述翼板连续移动的同时执行的。
可选地,所述方法还包括以下步骤:
对所述至少一个作业工位(520)进行操作,以执行从由以下项组成的组中选择的作业:将翼梁(580)连接至肋(572),将翼梁连接至翼板(550),将肋连接至翼板、安装入口、执行返工以及检查所述翼板。
可选地,所述方法还包括以下步骤:
扫描所述翼板(550),以确定所述翼板的轮廓。可选地,所述扫描的步骤是在对弹簧件(545)的长度进行控制(886)之前执行的,以确定所述翼板(550)的初始轮廓。
根据本公开的一个方面,公开了一种组装机翼的系统,所述系统包括:
轨道(510);
作业工位(520),所述作业工位沿着所述轨道设置,各个作业工位被配置为对翼板(550)执行作业;以及
穿梭装置(540),所述穿梭装置被配置为沿着所述轨道推进并将翼板传送至所述作业工位中的各个作业工位,同时将轮廓(544)实施到所述翼板上。
可选地,所述穿梭装置(540)被配置为利用所述翼板(550)的转位特征(210)进行转位。可选地,所述穿梭装置(540)包括转位单元(542),所述转位单元被配置为与所述转位特征(210)物理联接。
可选地,所述转位特征(210)包括可读识别装置(126),并且其中,所述穿梭装置(540)被配置为读取所述可读识别装置。
可选地,至少一个作业工位(520)被配置为与所述翼板(550)一起转位。
可选地,所述作业工位(520)被配置为通过与所述穿梭装置(540)一起转位而与所述翼板(550)一起转位。
可选地,所述作业工位(520)包括转位单元(622),所述转位单元被配置为与所述翼板(550)的转位特征(210)物理联接。
可选地,所述翼板(550)包括转位特征(210),所述转位特征包括可读识别装置(126),并且
所述作业工位(520)被配置为读取所述可读识别装置。
可选地,所述穿梭装置(540)被配置为将所述翼板(550)悬挂在其下方。可选地,所述穿梭装置(540)包括在所述穿梭装置下方延伸的承载件(545),所述承载件具有真空联接器(548),所述真空联接器被配置为形成与所述翼板(550)的真空附接。可选地,所述承载件(545)包括可调整长度的弹簧件(545),并且其中,通过对所述弹簧件中的联接至所述翼板的至少一个弹簧件的长度进行控制来将所述轮廓(544)实施到所述翼板(550)上。
可选地,至少一个作业工位(520)被配置为将肋(572)或翼梁(580)安装至所述翼板。可选地,其中,所述穿梭装置(540)被配置为通过借助在所述穿梭装置下方延伸并与所述翼板的表面(574、576)联接的承载件(545)悬挂所述翼板来传送所述翼板(550),
其中,所述至少一个作业工位(520)被配置为通过在所述翼板的所述表面上的预定位置处执行作业来将肋(572)或翼梁(580)安装至所述翼板,并且
其中,所述承载件被布置成在不同于所述预定位置的位置处与所述翼板的所述表面联接。
可选地,通过脉动所述翼板(550)小于所述翼板的长度的距离或通过脉动所述翼板(550)等于或大于所述翼板的长度的距离来连续推进通过所述作业工位(520)。
可选地,所述系统还包括一种装置,所述装置包括:
强力背材(540),所述强力背材包括:
弹簧件(545),所述弹簧件是可调整长度的;
致动器(546),所述致动器独立地控制所述弹簧件的长度;以及
真空联接器(548),所述真空联接器设置在所述弹簧件中的各个弹簧件处。可选地,所述弹簧件(545)在所述强力背材(540)下方延伸,并且
所述强力背材被配置为借助于经由所述真空联接器(548)与复合零件(250)的表面(574、576)形成真空附接来将所述复合零件悬挂在所述强力背材下方。
可选地,所述强力背材(540)被配置为通过对至少一个弹簧件(545)的长度进行控制来将轮廓(544)实施到悬挂在所述强力背材下方的复合零件(250)上。
根据本公开的一方面,公开了使用根据前述示例中任一项的系统,根据前述示例中任一项的方法制造飞行器的一部分。
根据本公开的一个方面,一种非暂时性计算机可读介质,所述非暂时性计算机可读介质具体实施编程指令,所述编程指令在由处理器执行时能够操作用于根据前述示例中任一项的方法执行组装机翼的方法(860)。
尽管本文描述了具体实施方式,但是本公开的范围不限于那些具体实施方式。本公开的范围由以下权利要求及其任何等同物限定。
Claims (15)
1.一种组装机翼的方法(860),所述方法包括以下步骤:
将飞行器的翼板(550)悬挂(862)在穿梭装置(540)下方,其中,所述穿梭装置将轮廓(544)实施到所述翼板上;
在实施所述轮廓的同时,经由所述穿梭装置在工序方向(541)上推进(864)所述翼板通过组装线(500)的至少一个作业工位(520);以及
在所述穿梭装置(540)实施所述轮廓的同时,在所述至少一个作业工位处将结构部件安装(866)至所述翼板;
其中,所述结构部件是从由以下项组成的组中选择的:肋(572)、翼梁(580)和第二翼板(550),其中,悬挂(862)所述翼板(550)的步骤包括:利用所述翼板的转位特征(210)使所述穿梭装置(540)转位,其中,在传送所述翼板(550)通过所述至少一个作业工位的同时,所述翼板(550)保持转位至所述穿梭装置(540)。
2.根据权利要求1所述的方法,其中,利用所述翼板(550)使所述穿梭装置(540)转位的步骤包括:将所述穿梭装置的转位单元(542)与所述翼板(550)的所述转位特征(210)物理联接,其中,所述转位特征(210)优选地设置在所述翼板(550)的制造(860)余量(554)中。
3.根据权利要求1或2所述的方法,
其中,所述转位特征(210)包括可读识别装置(126),并且
其中,转位的步骤包括读取所述可读识别装置,其中,所述可读识别装置(126)优选地是从由RFID标签和条形码组成的组中选择的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,推进(864)所述翼板(550)通过至少一个作业工位(520)的步骤包括:利用所述翼板和/或所述穿梭装置(540)使所述作业工位转位。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,利用所述翼板(550)使所述作业工位(520)转位的步骤包括:将所述作业工位的转位单元(542)与所述翼板的转位特征(210)物理联接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法,其中,将所述轮廓(544)实施到所述翼板(550)上的步骤包括:在所述翼板的表面(574、576)上的预定位置处将可调整长度的弹簧件(545)与所述翼板联接,以及将所述翼板悬挂在所述穿梭装置(540)下方,其中,将所述轮廓(544)实施到所述翼板(550)上的步骤优选地包括:在所述弹簧件(545)中的至少一个弹簧件与所述翼板联接的同时对该弹簧件(545)的长度进行调整,并且其中,将可调整长度的弹簧件(545)与所述翼板(550)联接的步骤包括:将所述弹簧件定位在所述翼板上的所述表面(574、576)上的位置处,该位置不同于与所述结构部件的安装位置相对应的位置,和/或优选地对所述弹簧件中的至少一个弹簧件的长度进行控制(886),以向所述翼板实施轮廓(544)。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:
在作业工位(520)处执行对所述翼板(550)的无损检查(NDI)。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法,
其中,推进(864)所述翼板(550)的步骤包括:在工序方向(541)上脉动所述翼板;并且
其中,安装(866)所述结构部件的步骤是在所述脉动之间的暂停期间执行的,其中,脉动所述翼板(550)的步骤是通过在脉动期间将所述翼板推进小于所述翼板的长度的距离来完成的,或者其中,脉动所述翼板(550)的步骤是通过在脉动期间将所述翼板推进等于或大于所述翼板的长度的距离来完成的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法,
其中,推进(864)所述翼板(550)的步骤包括:在工序方向(541)上连续移动所述翼板;并且
其中,安装(866)所述结构部件的步骤是在所述翼板连续移动的同时执行的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:
对所述至少一个作业工位(520)进行操作,以执行从由以下项组成的组中选择的作业:将翼梁(580)连接至肋(572),将翼梁连接至翼板(550),将肋连接至翼板,安装入口,执行返工以及检查所述翼板。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法,所述方法还包括以下步骤:
扫描所述翼板(550),以确定所述翼板的轮廓,其中,所述扫描的步骤优选地是在对弹簧件(545)的长度进行控制(886)之前执行的,以确定所述翼板(550)的初始轮廓。
12.一种组装机翼的系统,所述系统包括:
轨道(510);
作业工位(520),所述作业工位沿着所述轨道设置,各个作业工位被配置为对翼板(550)执行作业;以及
穿梭装置(540),所述穿梭装置被配置为在将所述翼板(550)悬挂在所述穿梭装置(540)下方的同时,沿着所述轨道推进翼板并将所述翼板传送至所述作业工位中的各个作业工位,同时将轮廓(544)实施到所述翼板上;并且所述穿梭装置的转位单元(542)被配置为与所述翼板(550)的转位特征联接,使得所述穿梭装置(540)被配置为利用所述翼板(550)的转位特征(210)进行转位。
13.根据权利要求12所述的系统,其中,所述穿梭装置(540)包括转位单元(542),所述转位单元被配置为与所述转位特征(210)物理联接,和/或其中,所述转位特征(210)包括可读识别装置(126),并且其中,所述穿梭装置(540)被配置为读取所述可读识别装置,其中,至少一个作业工位(520)优选地被配置为与所述翼板(550)一起转位,和/或其中,所述作业工位(520)优选地被配置为通过与所述穿梭装置(540)一起转位而与所述翼板(550)一起转位,其中,所述作业工位(520)优选地包括转位单元(622),所述转位单元被配置为与所述翼板(550)的转位特征(210)物理联接,
其中,所述翼板(550)优选地包括转位特征(210),所述转位特征包括可读识别装置(126),并且
其中,所述作业工位(520)优选地被配置为读取所述可读识别装置。
14.根据权利要求12或13所述的系统,其中,所述穿梭装置(540)包括在所述穿梭装置下方延伸的承载件(545),所述承载件具有真空联接器(548),所述真空联接器被配置为形成到所述翼板(550)的真空附接,
其中,所述承载件(545)优选地包括可调整长度的弹簧件(545),并且其中,通过对所述弹簧件中的联接至所述翼板的至少一个弹簧件的长度进行控制来将所述轮廓(544)实施到所述翼板(550)上,
其中,所述穿梭装置(540)优选地被配置为通过借助在所述穿梭装置下方延伸并与所述翼板的表面(574、576)联接的承载件(545)悬挂所述翼板来传送所述翼板(550),并且
其中,所述至少一个作业工位(520)被配置为通过在所述翼板的所述表面上的预定位置处执行作业来将肋(572)或翼梁(580)安装至所述翼板,并且
其中,所述承载件被布置成在不同于所述预定位置的位置处与所述翼板的所述表面联接。
15.根据前述权利要求12至14中任一项所述的系统,所述系统还包括一种装置,所述装置包括:
强力背材(540),所述强力背材包括:
弹簧件(545),所述弹簧件是可调整长度的;
致动器(546),所述致动器独立地控制所述弹簧件的长度;以及
真空联接器(548),所述真空联接器设置在所述弹簧件中的各个弹簧件处,
其中,所述弹簧件(545)优选地在所述强力背材(540)下方延伸,并且
其中,所述强力背材优选地被配置为借助于经由所述真空联接器(548)与复合零件(250)的表面(574、576)形成真空附接来将所述复合零件悬挂在所述强力背材下方,并且其中,所述强力背材(540)优选地被配置为通过对至少一个弹簧件(545)的长度进行控制来将轮廓(544)实施到悬挂在所述强力背材下方的复合零件(250)上。
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