DE69724066T2

DE69724066T2 - Flügelplattenaufbau

Info

Publication number: DE69724066T2
Application number: DE69724066T
Authority: DE
Inventors: Paul E. University Place Nelson
Original assignee: Boeing Co
Current assignee: Boeing Co
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-10-15
Publication date: 2004-02-26
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: EP0836908A3; CA2217892A1; EP0836908A2; DE69724066D1; EP0836908B1; US6269527B1; CA2217892C

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Zusammensetzen von Flugzeugflügelplatten, und insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zusammensetzen von Flugzeugflügelplatten mit großer Genauigkeit und effizienter Nutzung eines Fabrikbodenraums. Genauer bezieht sich die Erfindung auf einen Herstellungsprozess von Flügelplatten wie im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert, auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Flügelplatten wie im Oberbegriff von Anspruch 13 definiert und auf eine Anlage zur Herstellung von Flügelplatten wie in Anspruch 20 definiert. Solch ein Prozess und solch eine Vorrichtung sind aus der US-A-4,864,702 bekannt.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Flügelplatten für kommerzielle Transportstrahlflugzeuge sind typischerweise aus langen Aluminium-"Planken" aufgebaut, welche miteinander entlang longitudinaler benachbarter Kanten mit Spleißstringern verbunden sind und mit sich longitudinal zu den Flügeln erstreckenden parallelen Stringern ausgesteift sind. Horizontale Leitwerksstabilisierungsplatten sind ebenso mit Stringern ausgesteift. Die Stringer sind etwa 15–20 cm (6''–8'') in Sehnenrichtung über die gesamte Oberfläche der Flügelplatte beabstandet und an den Flügelplatten mit Nieten oder anderen Befestigungsmitteln etwa alle 2,5–5 cm (1''–2'') entlang der Länge des Stringers befestigt. Ein typischer kommerzieller Strahltransporter mit einer Kapazität von etwa 300 Sitzen hat etwa 300.000 Nieten, welche die Stringer und Spleißstringer an den Flügelplanken befestigen, um jede der oberen und unteren Flügelplatten zu bilden, so dass es für eine effiziente Flügelherstellungseinrichtung zwingend notwendig ist, genaue Ausrüstung mit hoher Geschwindigkeit zum Bohren und zur Installation der Befestigungsmittel mit einem Minimum von manuell installierten Befestigungsmitteln und Arbeitswiederholung zu haben.
Bei dem klassischen Flügelplattenherstellungsprozess werden die Flügelplanken in Position aufgespannt und vorübergehend mit Stringer- und Tackerbefestigungen auf einer Vorrichtung aneinander befestigt, welche ähnlich zu der in US-A-4,894,903 (Woods) Gezeigten ist. Tackerbefestigungen werden etwa jede 50 cm (20'') platziert, um die Flügelplattenplanken sicher genug zusammenzuhalten, um sie zu einer Nietmaschine zu bewegen, wo die zusammengetackerte Flügelplatte auf horizontale Köpfe gelegt wird, welche sie bei der gewünschten Zusammensetzungskrümmung für das Bohren und die Nieteninstallation halten, um die Stringer permanent an den Flügelplanken zu befestigen. Danach werden die vorübergehenden Tackerbefestigungen entfernt und durch permanente Befestigungsmittel ersetzt.
Dieser klassische Prozess geht sehr verschwenderisch mit Fabrikbodenraum um, da die Flügelplatte während dem Nieten in einer stationären horizontalen Position gestützt wird. Er erfordert zudem eine große und teure Ausrüstung zur Durchführung des Nietens, da die Bohr- und Nietmaschine zu präzisen Bewegungen in fünf Achsen über die gesamte Länge und Breite des Flügels in der Lage sein muss. Das Aufspannen der Platten und das vorübergehende Befestigen werden typischerweise auf einer Plattenaufspannvorrichtung mit fester Werkzeugbestückung zum Anordnen der Stringer und Planken durchgeführt. Plattenaufspannvorrichtungen sind teure Werkzeuge und sind jeweils nur einem einzelnen Flugzeugmodell gewidmet. Die Arbeitsvorgänge auf der Plattenaufspannvorrichtung werden in vertikaler Richtung durchgeführt, aber die zusammengesetzte Flügelplatte muss dann zu der Flugelnietmaschine "geflogen" werden und darauf genau indiziert bzw. exakt positioniert werden, was eine große und teure Kranausrüstung erfordert und eine gesamte Schicht zur Durchführung der Übertragung benötigt, während der sowohl die Aufspannvorrichtung als auch der Flügelnieter nicht in Produktionsbetrieb sind. Während dem Indizieren der zusammengesetzten Flügelplatte auf den Köpfen des Flügelnieters arbeitet der teure Flügelnieter nicht. Damit ist das Vorliegende arbeitsintensiv, langsam und erfordert eine ineffiziente Nutzung von teurem Fabrikbodenraum und Ausrüstung.
In der Vergangenheit wurden mehrere Versuche gemacht, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche in der Lage ist, Stringer in einer vertikalen Ausrichtung an Flügelplatten zu nieten. Das oben angegebene Dokument zum Stand der Technik US-A-4,864,702 (Speller, Sr. et al.) offenbart eine Vorrichtung zum Festhalten der Flügelplatte in einer stationären vertikalen Position, während eine Nietmaschine, welche einen Rahmen umfasst, sich entlang der Aufspannung und entlang horizontaler Schienen bewegt. Der Maschinenrahmen umfasst ein Basis- oder Bodenstützpaar von Säulen auf gegenüberliegenden Seiten des Rahmens. Die Schlitten, welche Werkzeuge tragen und bewegen, sind zwischen jedem Säulenpaar angeordnet und in vertikale Richtung oder Sehnenrichtung beweglich, um Arbeitsvorgänge auf der Flügelplatte auszuführen. Diese Gerät gemäß dem Stand der Technik erreicht die wünschenswerte Einsparung von Fabrikbodenraum, aber erfordert einen komplizierten und teuren Mechanismus, um die Werkzeuge vertikal zu bewegen, um sie bei der gewünschten Nietinstallationshöhe in Sehnenrichtung der Flügelplatte zu positionieren. Die modernen Anforderungen an extreme Positioniergenauigkeit der Stringer und die Möglichkeit, statistische Daten bezüglich der Lochparameter aufzunehmen, erhöht die mit dem Hinzufügen der Fähigkeit zur vertikalen Bewegung in die sich bewegende Brücke oder den sich bewegenden Bügel verbundenen Kosten.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zur Herstellung von Flügelplatten bereitzustellen. Dies wird erfindungsgemäß erreicht:

– bei einem Prozess der oben beschriebenen Art durch die im Kennzeichnungsteil von Anspruch 1 definierten Merkmale, und
– bei einer Vorrichtung der oben beschriebenen Art durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 13 definierten Merkmale.

Die Benutzung einer Flügelaufspannvorrichtung, welche vertikal einstellbar ist, ermöglicht die Benutzung eines relativ einfachen und wenig teuren Maschinenwerkzeugs zum Bohren, Lochbehandeln und zur Befestigungsmittelinstallation, welches nur eine begrenzte oder keine Fähigkeit zur vertikalen Bewegung aufweist. Da die Aufspannvorrichtung von einem Aufzug in einer Grube getragen wird, sind die an der Flügelplankenanordnung zu befestigenden Stringer immer in einer für die Arbeiter zum Positionieren von zusätzlichen Stringern und zum Warten der Lochbohr- und Befestigungsinstallationswerkzeuge einfach zugänglichen Höhe. Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung bilden den Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2–12 bzw. 14–19. Die zusätzlichen Merkmale der Ansprüche 11 und 17 erlauben es beispielsweise, andere Platten mit unterschiedlichen Umrissen mit einem schnellen und problemlosen Wechsel für eine verbesserte Effizienz der Arbeitseinheit herzustellen.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die Erfindung und ihre viele begleitenden Aufgaben und Vorteile werden beim Lesen der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der angehängten Zeichnung klarer, wobei:
1 ein Querschnittsaufriss eines ersten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung ist, welche eine auf einem einer Vielzahl von Köpfen einer Aufspannvorrichtung getragene repräsentative Flügelplatte zeigt, welche durch Bohr- und Befestigungsinstallationswerkzeuge, welche von den hängenden Armen eines Bügels, welcher von einer Seite einer Grube aus, in welcher die Aufspannvorrichtung zur im Wesentlichen vertikalen Bewegung angebracht ist, getragen wird, bearbeitet wird,
2 ein Querschnittsaufriss eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens dieser Erfindung ist,
3 ein Endaufriss eines dritten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung ist,
4 eine perspektivische Ansicht des Bügelanordnungsausführungsbeispiels aus 2, aber mit zwei Bügelanordnungen über einer Flügelplattengrube, welche lang genug ist, zwei von Ende zu Ende getragene Flügelplatten aufzunehmen, ist,
5 ein schematisches Diagramm einer Steuerarchitektur zum Steuern der Aufzüge und der Aufspannvorrichtung, des Sattelmechanismus zum longitudinalen Bewegen des Bügels entlang der Grube und der Werkzeuge an dem Bügel ist, und
6 ein Endaufriss eines vierten Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens dieser Erfindung ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Sich nun der Zeichnung zuwendend, in der gleiche Bezugszeichen identische oder entsprechende Elemente kennzeichnen, ist insbesondere in der 1 davon eine Bügelanordnung mit einem Bügel 30 und einer zugeordneten Träger- und Bewegungsstruktur, um den Bügel 30 über einer langgestreckten Grube 32, welche einen Aufzug 33 zum Tragen einer Aufspannvorrichtung 34 enthält, auf welcher Elemente einer Flügelplatte zum Bohren, zur Lochbearbeitung und zum Einsetzen von Befestigungsmittel gehalten werden, zu halten, gezeigt. Der Bügel 30 hat ein oberstes Kreuzelement 36 und zwei hängende Arme 38 und 40, an den unteren Enden welcher sich gegenüberliegende Sätze von Werkzeugen 42 und 49 zum Lochbohren und zur Befestigungsmittelinstallation angebracht sind.
Die Bügelanordnung umfasst eine Stützstruktur 46, an der der Bügel 30 mittels eines Schwenkzapfens 48 angebracht ist, welcher sich durch ein. Paar von parallelen Gelenken 50 an dem unteren Ende des Arms 40 erstreckt. Der Schwenkzapfen 48 ermöglicht es dem Bügel 30, um eine "A"-Achse parallel zu einer "X"-Achse in longitudinaler Richtung der Grube 32 zu schwenken. Schwenken des Bügels 30 um die "A"-Achse ermöglicht es, die Werkzeuge 42 und 44 einfach und genau bezüglich der ge krümmten Oberfläche der Planken der Flügelplatte P zu dem Punkt des Bohrens und der Befestigungsmittelinstallation senkrecht auszurichten.
Die Stützstruktur 46 ist zum Drehen um eine vertikale Achse "B" auf einem Sattelmechanismus 52 befestigt. Flugzeugflügelplatten sind sowohl in Spannweitenrichtung als auch in Sehnenrichtung gekrümmt, und Drehung der Stützstruktur um die "B"-Achse ermöglicht es dem Bügel 30, in eine vertikale Ebene zu rotieren, welche senkrecht auf der Flügelplatte im Punkt der Befestigungsmittelinstallation steht.
Die Drehung der Stützstruktur 46 auf dem Sattelmechanismus 52 wird durch ein Kegelrad auf der Stützstruktur 46, welches durch einen Servomotor angetrieben wird und mit einem Tellerrad 55 auf dem Sattelmechanismus 52 in Eingriff steht, bewirkt. Betätigung des Servomotors in eine Richtung oder die andere treibt das Kegelrad an und dreht die Stützstruktur 46 um das Tellerrad 55 auf dem Sattelmechanismus in die eine oder die andere Richtung, um die Stützstruktur 46 in die gewünschte vertikale Ebene senkrecht zu der Flügelplatte an dem gewünschten Punkt der Befestigungsmittelinstallation zu drehen. Somit ermöglicht es die Drehung des Bügels 30 um die "A"-Achse durch den Schwenkzapfen 48 und Drehung um die "B"-Achse dem Bügel, so positioniert zu werden, dass die Werkzeuge 42 und 44 senkrecht zu der Ebene der Flügelplatte in irgendeinem gewünschten Punkt der Befestigungsmittelinstallation sind.
Lineare Bewegung der Stützstruktur 46 in die "Z"-Richtung, d. h. horizontal und senkrecht zu der "X"-Richtung, wird durch eine lineare Rutsche 53 bereitgestellt, über die die Stützstruktur 46 auf dem Sattel 52 befestigt ist. Bewegung in die "Z"-Richtung ermöglicht es dem Bügel, horizontal in der Richtung senkrecht zu der Flügelplatte bewegt zu werden, um sowohl die Krümmung in Längsrichtung als auch die in Sehnenrichtung der Flügelpatte zu berücksichtigen.
Der Sattelmechanismus 52, auf welchem die Stützstruktur 46 befestigt ist, ist wiederum zur linearen Bewegung in die "X"-Richtung auf Schienen 54 befestigt, welche sich entlang einer longitudinalen Kante der Grube 32 erstrecken. Ein herkömmlicher Antriebsmechanismus 56 treibt den Sattelmechanismus 52 entlang der Schienen 54 an, um den Bügel 30 an jeder gewünschten Position in Längenrichtung der Flügelplatte zu positionieren, und ein Maßstab ist an der Kante der Schiene angebracht, um von einer Aufnahme an dem Sattel 52 zum Positionsfeedback an ein unten beschriebenes Steuersystem gelesen zu werden.
Andere derartige herkömmliche Antriebsmechanismen könnten ebenso benutzt werden, um den Sattelmechanismus 52 entlang der Schiene 54 anzutreiben.
Der Neigungswinkel des Bügels 30 um die "A"-Achse, entsprechen der Achse des Schwenkzapfens 48, wird durch einen Neigungswinkelsteuermechanismus 60 gesteuert, welcher eine von einem Servomotor 64 angetriebene Kugelgewindespindel in einer Hülle 62 umfasst. Diese Einstellung ermöglicht das Neigen des Bügels 30 in seiner vertikalen Ebene, um die Aktionslinie der Werkzeuge an den zwei Armen 38 und 40 des Bügels 30 mit der Kurve der Flügelplatte in der Höhe der Befestigungsmittelinstallation senkrecht auszurichten. Ein Heber 66 zwischen der Stützstruktur 46 und dem Bügelarm 40 ermöglicht die Einstellung des Bügels in der Richtung der "Y"-Achse auf linearen Lagern 67, um einen Ausgleich für vertikalen Versatz, welcher durch die Drehung des Bügels 30 um die "A"-Achse verursacht wird, vorzusehen, und um einen Ausgleich für mögliche vertikale Ungenauigkeiten der "X"-Achsenschienen 54 vorzusehen.
Die Aufspannvorrichtung 34 umfasst eine Serie von Köpfen 70, welche etwa zwei Fuß voneinander longitudinal der Grube beabstandet sind. Jeder Kopf 70 hat eine gekrümmte Kante entsprechend der gewünschten äußeren Formlinie der Flügelplatte P an der Position des Kopfs auf der Aufspannvorrichtung 34.
Die Köpfe weisen Befestigungseinrichtungen auf, um die Flügelplattenplanken lösbar gegen die Köpfe zu halten. Die Befestigungseinrichtungen umfassen in einem Kanal zwischen zwei beabstandeten Platten des Kopfes befestigte Saugnäpfe, welche die Platten gegen feste Referenzoberflächen des Kopfes ziehen. Die vertikale Position der Köpfe 70 und der darauf befestigten Flügelplatte wird durch den in der Grube 32 befestigten Aufzug 33 gesteuert. Der Aufzug 33 umfasst eine Reihe von Trägern 72, auf welchen die Aufspannvorrichtung 34 befestigt ist. Die Träger 72 haben jeweils eine Reihe von Linearlagern 74, welche entlang gegenüberliegenden Kanten der Träger zur Verbindung mit in einem steilen Winkel in der Grube 32 befestigten Führungsschienen 76 befestigt sind. Ein Antrieb wie eine von einem Servomotor angetriebene Kugelgewindespindel 80 ist in der Grube befestigt und von einem Servomotor 82 angetrieben, um den Träger 72 durch Eingriff mit einer an dem Träger 72 angebrachten Spindelmutter 84 zu heben und zu senken.
Die Köpfe 70 können einzeln auf den Trägern 72 befestigt sein, ein Kopf 70 für jeden Träger. Bei dieser Anordnung würden die Führungsschienen 76 in einem Winkel aufgestellt sein, welcher ausgewählt ist, eine Bewegung der Köpfe 70 in einer Richtung mit einer vertikalen Komponente und einer horizontalen Komponente zu ermöglichen, um sich so nach unten in die Grube und horizontal weg von der Flügelplatte zu bewegen, wenn der Aufzugantrieb den Aufzug betätigt, um die Köpfe 70 nach unten und weg von der Flügelplatte zu bewegen, um den Bügel 30 zur Bewegung an den Köpfen 70 vorbei freizumachen. Der Winkel ist etwas größer als der vertikale Winkel Θ der Tangente an der Flügelplatte P an ihrer größten Abweichung von der Vertikalen.
In einer anderen Ausbildung würden die Träger 72 einen Rahmen tragen, auf dem die Köpfe 70 einzeln durch Schwingarme befestigt wären, welche es den Köpfen 70 ermöglichen würden, weg von der Platte und hinunter in die Grube zu schwingen, um den Weg für den Bügel zur Bewegung in und durch den sonst durch die Köpfe besetzten Raum freizumachen.
Um die Fähigkeit vorzusehen, Flügelplatten anderer Konfigurationen aufzuspannen, können zusätzliche Köpfe 70 verschachtelt mit den momentan benutzten Köpfen 70 angeordnet sein. Diese anderen Köpfe würden in der zurückgezogenen Position in der Grube verbleiben, bis es erforderlich wäre, eine andere Plattenform aufzuspannen. Bis zu sechs Sätze von Köpfen 70 für unterschiedliche Flügelplattenkonfigurationen könnten untergebracht werden. Zusätzliche Flexibilität, welche erforderlich sein kann, um auf ein neues Produktmodell zu wechseln, kann erreicht werden, indem ein Satz von Köpfen 70 von der Aufspannvorrichtung entfernt wird und durch neue Köpfe ersetzt wird.
Eine Stringerpositionierungseinrichtung 88 ist entlang einer longitudinalen Kante der Grube 32 befestigt, um einen darauf geladenen Stringer S gegen die angeordneten Flügelplanken auf der Aufspannvorrichtung 34 genau in Übereinstimmung mit dem Flügeldesign zu positionieren Die Stringerpositionierungseinrichtung 88 umfasst eine Reihe von Ständern 90, welche in einer Reihe entlang der Grube 32 angeordnet sind, und ein Greifgerät 92, welches an den Enden von mit den Ständern 90 verbundenen linearen Aktuatoren 96 befestigt ist. Der Stringer S ist durch Drehlager an das Greifgerät 92 geklemmt, welche es dem Stringer gestatten, leicht geneigt zu werden, um flach gegen die Flügelplatte P unabhängig von der Position in Sehnenrichtung des Stringers S auf der Platte P zu liegen, da die Tangente an der durch die Flügelplatte beschriebene Kurve in der Sehnenrichtung an unterschiedlichen Positionen entlang der Sehne der Flügelplatte P unterschiedlich sein wird.
Nachdem der Stringer S von dem Maschinenbeaufsichtiger MVA in die Greifer geladen wurde, werden die Aktuatoren 96 eingeschaltet, um den Stringer S zu der Platte P hinzudrücken, um einen festen Kontakt der Kontaktoberfläche des Stringers S entlang der Länge des Stringer S zu erreichen.
Die Werkzeuge 42 und 44 an den Enden der Bügelarme 38 und 40 können vorhandene Werkzeuge und Prozesse umfassen, welche bei einer herkömmlichen Befestigungsinstallationsausrüstung verwendet werden. In Erwägung gezogene Arbeitsvorgänge für diese Flügelplattenzusammensetzungseinheit umfassen Zusammenklemmen des Stringers und der Flügelplattenplanke am Ort des Befestigungsmittels, Lochbohren und Lochvorbereitung wie Kaltbearbeitung, Erweitern, kegelig Einsenken und Lochuntersuchung. Die Installation von Befestigungsmitteln wie Nieten, Bolzen und/oder Verriegelungsbolzen kann mit automatischen Befestigungsmitteleinsetzwerkzeugen erfolgen. Die eingesetzten Befestigungsmittel können im Fall von Nieten durch einen hydraulischen Nietenquetseher oder einen elektromagnetischen Nietenstoßapparat und in dem Fall von Bolzen und Verriegelungsbolzen mit einem Mutter- oder Bundinstallationsapparat gesichert werden. Da es beabsichtigt ist, diese Erfindung zum Zusammensetzen von Flügelplattenanordnungen gemäß bis zu sechs verschiedenen Flügelplattendesigns und noch mehr verschiedenen Designs mit Auswechseln von Sätzen von Köpfen 70 zu benutzen, ist ein Schnellfreigabemechanismus 98 an den Bügelarmen 38 und 40 vorgesehen, um es zu ermöglichen, die Werkzeugsätze 42 und 44 schnell zu entfernen und durch unterschiedliche Sätze von Befestigungswerkzeugen zu ersetzen. Dies vereinfacht das Werkzeugdesign, da es nicht nötig ist, dass ein Werkzeugsatz die Befestigungsmittelinstallation für alle Arten von Befestigungsmitteln durchführt. Der Schnellfreigabemechanismus 98 verringert zudem die Zeit für die Maschinenwartung und -reparatur durch die Benutzung von Duplikatwerkzeugen, welche benutzt werden können, während der erste Werkzeugsatz gewartet wird.
Im Betrieb erhält die Fabrik einen Auftrag über eine oder mehrere Flügelplatten eines bestimmten Designs. Wie in 5 gezeigt, wird das Design dieser Flügelplatte über ein Netzwerk 99 aus einer digitalen Datenbank einer Konstruktionsautorität für das Produkt auf einen Server 101 und dann auf ein Maschinenwerkzeugsteuergerät 100 heruntergeladen, um die Arbeitsvorgänge der Vorrichtung und der Werkzeuge zu steuern. Die Flügelplattenplanken werden auf die Köpfe 70 indiziert, indem exakt gebohrte Anordnungslöcher und Indexstifte auf den Köpfen benutzt werden. Nachdem die Planken auf die Köpfe 70 geladen worden sind, führt das Steuergerät 100 eine Überprüfungsroutine aus, welche die Maschine anweist, eine von den Werkzeugen 42 gehaltene Sonde zu bewegen, um nach Koordinationseigenschaften wie Koordinationslöchern, in Koordinationslöchern angeordneten Werkzeugbällen oder akkurat maschinell bearbeitete Kerben oder dergleichen entlang Kanten der Flügelplanken zu suchen. Die Überprüfungsroutine stellt die tatsächliche Position der Flügelplattenplanken auf den Köpfen 70 mit einem hohen Grad von Genauigkeit fest. Das Teilprogramm für das Flügelplattenprodukt wird mit der tatsächlichen Position der Flügelplattenplanken auf den Köpfen normalisiert, so dass das Teilprogramm nun exakt mit den tatsächlichen Positionen der Planken auf den Köpfen übereinstimmt.
Das Steuergerät 100 schaltet nun die Aufzugservomotoren 82 ein, um die Aufspannvorrichtung 34 in die korrekte Höhe zum Befestigen des ersten Stringers S zu bewegen, und gibt dem Aufseher MVA den Hinweis, den ersten Stringer auf die Stringerpositionierungseinrichtung 88 zu laden. Normalerweise wird der Aufseher bereits einen Stringer auf die Stringerpositionierungseinrichtung 88 geladen haben, so dass er nun die Aktuatoren 96 einschaltet, um den Stringer S in Position gegen die Platte P zu schieben. Wenn der Stringer in Position ist, führt die Steuereinheit 100 eine weitere Kontrollroutine durch, um die tatsächliche Position des Stringers S gegen die Platte P festzustellen und normalisiert das Teilprogramm mit den tatsächlichen Positionskoordinaten.
Die Steuereinheit 100 schaltet den Antriebsmechanismus 46 an, um den Sattel 52 anzutreiben, um den Bügel 30 an dem Ort des ersten Befestigungsmittels zu positionieren. Der Servomotor 64 neigt den Bügel 30, um die Aktionslinie der Werkzeuge 42 und 44 senkrecht zu der Tangente der Plattenkurve an dem Punkt der Befestigungsmittelinstallation senkrecht zu stellen. Die Höhe der Platte durch den Aufzug 33 glich die Änderung der Höhe der Werkzeuge, wenn sich der Bügel den korrekten Winkel neigte, ans, so dass keine Korrektur erforderlich ist. Jegliche Korrektur der Höhe der Werkzeuge, welche aus irgendeinem Grund nötig sein kann, kann jedoch durch Betrieb des Hebers 55 zum Erhöhen oder Erniedrigen der Stützstruktur 46 um den gewünschten Betrag erreicht werden. Die Hardware und die Software sind nun eingestellt, mit dem Befestigen des Stringers S an der Platte zu beginnen.
Die Befestigungsroutine in der Maschinensteuereinheit 100 wird nun ausgeführt, damit die Werkzeuge den Stringer gegen die Plattenplanke klemmen, die Befestigungsmittellöcher bohren, die Löcher aufbereiten, die Befestigungsmittel einsetzen und die Befestigungsmittel sichern. Die Werkzeuge lösen dann die Verklemmung und die Steuereinheit weist den Antriebsmechanismus 56 an, den Sattel 52 anzutreiben, um den Bügel 30 an dem Ort des nächsten Befestigungsmittels zu positionieren, wo die Befestigungsmittelinstaliationsarbeitsvorgänge wiederholt werden. Keine Einstellung wird normalerweise in vertikaler Richtung erforderlich sein, da der Stringer parallel zu der Schiene 54 (normalerweise horizontal) positioniert wird, so dass die Werkzeuge 42 und 44 über die gesamte Bewegungsreichweite des Bügels 30 von einem Ende der Platte P zu dem anderen Ende gegenüber der Stringerhöhe bleiben.
Wenn die Befestigungsmittelinstallation bis zu dem Punkt fortgeschritten ist, bei dem sich der Bügel 30 einem Kopf 70 nähert, betätigt die Steuereinheit 100 ein Ventil in der Vakuumleitung zu den Saugnäpfen auf dem Kopf, um den Kopf 70 von der Platte freizugeben, und der Aufzug 70 wird von der Platte P zurückgezogen und in die Grube zurückgezogen, um Zugang zu den von dem Kopf bedeckten Befestigungsmittelpositionen zu gewährleisten und den Raum für die Werkzeuge freizumachen, so dass sie die Position des Kopfs 70 passieren können. Die verbleibenden Köpfe 70, welche noch mit der Platte P verbunden sind, sind mehr als ausreichend, diese fest in Positi on für die Befestigungsarbeitsvorgänge in der Nähe des zurückgezogenen Kopfs 70 zu halten.
Die Masse des Bügels 30 und der daran angebrachten Werkzeuge 42 und 44 neigt normalerweise dazu, eine gewisse Menge von Schwingung zu erzeugen, wenn der Antriebsmechanismus 56 den Sattel 52 startet und anhält, um den Bügel nacheinander an jeder Lochposition zu positionieren. Befestigungsmittelinstallationsarbeitsvorgänge müssen normalerweise warten, bis die Oszillationen auf eine bestimmte maximale Amplitude gedämpft wurden, was die Zykluszeit, d. h. die durchschnittliche Zeit, um die Installation eines einzelnen Befestigungsmittels zu beenden und sich zu der nächsten Position zu bewegen, beeinflüssen kann. Da die Zykluszeit ein wichtiger Faktor bei der Bewertung einer Maschineneffizienz ist, werden Schwingungen dieser Art als unerwünscht und als zu minimieren angesehen. Dementsprechend ist die Steuereinrichtung 100 darauf programmiert, beim Bewegen der Maschine von einem Befestigungsort zu dem nächsten die Stützstruktur und den Bügel 30 um die "B"-Achse in der Richtung der Bewegung des Sattels 52 entlang der Schiene 54 zu schwingen und sie dann zurückzuschwingen, wenn der Sattel 52 seine gewünschte Position für den nächsten Befestigungsmittelort erreicht. Diese Routine verringert die Schwingungsamplitude in dem Maß, dass die Befestigungsmittelinstallationsarbeitsvorgänge sofort beginnen könne und die Zykluszeit wesentlich verbessert wird.
Sich nun 2 zuwendend ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt, welches einen an einer Bügelbefestigung 108 von einer Stützstruktur 112 über einen Schwenker 114, welcher es dem Bügel ermöglicht, um eine mit der Achse des Schwenkers 114 übereinstimmenden horizontalen "A"-Achse zu rotieren, hängenden Bügel 110 aufweist. Die Stütz struktur 112 ist über einen linearen Rutschmechanismus 118, welcher der Stützstruktur ermöglicht, sich lateral zu einer langgestreckten Grube 120 wie der Grube 32 des ersten Ausführungsbeispiels und von ihr weg zu bewegen, auf einem Sattel 116 befestigt. Der Sattel 160 ist auf einer Schiene 122 befestigt, welche sich entlang einer longitudinalen Kante der Grube 120 in der "X"-Richtung parallel zu der "A"-Achse erst reckt. Ein Antrieb 124 ist vorgesehen, um den Sattel 60 entlang der Schiene 122 wie beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1 anzutreiben.
Ein Neigungssteuermechanismus 126 ist zwischen der Stützstruktur 112 und der Bügelbefestigung 108 zum Neigen des Bügels 110 um einen gewünschten Winkel um die "A"-Achse angebracht. Der gezeigte Neigungssteuermechanismus 126 hat eine von einem Servomotor 130 angetriebene Kugelgewindespindel 128, welche drehbar an der Stützstruktur angebracht ist. Die Kugelgewindespindel steht mit einer Spindelmutter 132 in Eignriff, welche drehbar an einem sich von der Bügelbefestigung 108 erstreckenden Arm 134 angebracht ist. Betätigung des Servomotors 130 in die eine oder die andere Richtung fährt die Kugelgewindespindel 128 in der Spindelmutter 132 ein oder aus und schwenkt den Arm 134 und die daran angebrachte Bügelbefestigung 108 um den Zapfen 114, um so den Bügel um einen gesteuerten Winkelversatz um die "A"-Achse zu drehen.
Die Bügelbefestigung 108 umfasst ein Drehscharnier 136, welche eine gesteuerte Drehung des Bügels 110 um eine vertikale "B"-Achse ermöglicht. Das Drehscharnier 136 umfasst ein Tellerrad 138 und ein von einem Servomotor 140 angetriebenes Ritzel. Ein optischer Maßstab kann an dem Tellerrad für ein Positionsfeedback zum Bestätigen des normalen Feedbacks von dem Servomotor angebracht sein, um der Steuereinrichtung 100 unabhängige Daten bezüglich der Winkelposition des Bügels 110 um die "B"-Achse zu liefern.
Die Grube 120 enthält einen (nicht gezeigten) Aufzug, um eine Höhensteuerung einer Aufspannvorrichtung 142, welche schematisch als Kopf 70 in unterbrochenen Linien in der zurückgezogenen Position und in durchgezogenen Linien in zwei Arbeitspositionen an den oberen und unteren Extremen der Arbeitspositionen bereitzustellen. Die Grube und der nicht dargestellte Aufzug sind schematisch gezeigt, weil sie identisch zu der Grube 32 und dem Aufzug 33 sind, welche für das Ausführungsbeispiel aus 1 gezeigt und beschrieben wurden.
Eine Stringerpositonierungseinrichtung 144 ist entlang der der Schiene 122 gegenüberliegenden longitudinalen Kante der Grube 120 befestigt. Sie umfasst eine Reihe von in einer geraden Linie angeordneten Pfosten 146 und einen schwenkbar an jedem Pfosten 146 befestigten Balken 148. Die Balken 148 sind mit zwei Arretierungen ausgestattet, welche die Balken selektiv in einer von zwei horizontalen 180° voneinander beabstandeten Positionen indizieren. Ein Stringergreifer 150 ist an dem Ende eines Verlängerungsarms 152 befestigt, welcher wiederum an einem an jedem Ende der Balken 148 befestigten linearen Aktuator 154 angebracht ist. Die zweiendige Stringerpositionierungseinrichtug 144 ermöglicht es dem Aufseher MVA, einen Stringer S an einem Ende der Balken 148 auf die Greifer 150 zu laden, während ein Stringer durch die Greifer 150 an dem anderen Ende der Balken 148 während der Befestigungsmittelinstallationsarbeitsvorgänge durch die Maschine gegen die Platte P gehalten wird.
Der Arbeitsablauf der in 2 gezeigten Maschine ist derselbe wie der Arbeitsablauf bei dem Ausführungsbeispiel von
1, mit der Ausnahme, dass Neigen des Bügels 110 um die "A"-Achse und Drehendes Bügels 110 um die "B"-Achse keine wesentliche Verschiebung der Aktionslinie der Werkzeuge 42 und 44 ergibt. Ein Betrieb zum Minimieren von Schwingungen des Bügels während der Bewegung der Maschine entlang der "X"-Achse zwischen Befestigungsmittelorten umfasst eine Bewegung über den neuen Befestigungsmittelort hinaus und eine folgende geringe Rückwärtsbewegung in der "X"-Richtung, um das auf den Bügel während der anfänglichen Bewegung zu dem neuen Befestigungsort hin übertragene Moment auszulöschen.
Wie in 3 gezeigt, umfasst ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Stützstruktur in Form einer Brückenvorrichtung 160 mit einem oberen Querelement 162, welches auf zwei aufrechte Stützen 164 gestützt ist, wobei jede Stütze von einem auf Schienen 168 befestigtem Sattel zur linearen Bewegung in eine "X"-Richtung longitudinal einer langgestreckten Grube 32, welche von der Brücke 160 überspannt wird getragen wird. Ein Träger 172 ist auf dem oberen Querelement 162 auf zwei parallelen darauf befestigten Schienen 17 4 befestigt und trägt ein Bügelausrichtungssystem, welches eine Bügelbefestigung 176 ähnlich der Bügelbefestigung 108 in 2 umfasst. Ein Antrieb 178 ist an dem Träger 172 angebracht, um den Träger 172 entlang der Schienen 174 lateral der Grube 32 anzutreiben. Der Antrieb 178 umfasst einen von der Steuereinrichtung 100 betriebenen Servomotor, um ein mit einer Zahnstänge auf einer der Schienen 174 in Eingriff stehendes Ritzel anzutreiben, um den Träger 172 in der "Z"-Richtung in eine ausgewählte Position auf dem Querelement 162 über der Grube 32 zu bewegen.
Ein Bügel 180 hängt von der Bügelbefestigung 176 zum Ausrichten des Bügels 180 in der Position, in welcher die Aktionsli nie der Werkzeuge 42 und 44 senkrecht zu der Krümmung der Platte P an jedem bezeichneten Befestigungsort steht. Die Bügelbefestigung 176 hat die Fähigkeit zur Drehung um eine vertikale "B"-Achse und zum Neigen um eine horizontale "A"-Achse parallel zu der "X"-Achse. Gesteuerte Drehung um die "B"-Achse unter Kontrolle der Steuereinrichtung 100 wird durch einen Servomotor 182 bewirkt, welcher ein mit einem Tellerrad 184 auf der Befestigung 176 in Eingriff stehendes Ritzel wie im Ausführungsbeispiel 2 antreibt. Neigen der Bügelbefestgung 176 und des Bügels 180 wird durch einen Neigungssteuermechanismus 189 bewirkt, dessen Struktur und Betrieb derselbe ist wie derjenige des Neigungssteuermechanismus 176 des in 2 gezeigten Ausführungsbeispiels, so dass die Beschreibung dieses Mechanismus hier nicht wiederholt wird.
Ein Stringerpositionierungsmechanismus 190 zum Positionieren von Stringern an gewünschten Positionen gegen die Flügelplatte P umfasst eine Reihe von in einer geraden Reihe befestigten aufrechten Pfosten 192 entlang einer longitudinalen Kante der langgestreckten Grube 170 und eine Reihe von schwenkbar am oberen Ende der Pfosten 192 getragenen Balken 194. Die Balken 194 weisen Stringergreifer 196 an den Enden von an den äußeren Enden der Balken 194 befestigten Verlängerungsbalken 198 zum sicheren Greifen eines Stringers S und seinem akkuraten Orientieren an der bezeichneten Position gegen die Platte P auf. Ein linearer Aktuator in den Balken 194 kann eingeschaltet werden, um den in den Greifern befestigten Stringer gegen die Platte zu drücken, womit er fest gegen die Platte P gehalten wird.
Die die Platte P bildenden Planken werden auf Köpfe 70 einer von einem Aufzug 33 getragenen Aufspannvorrichtung geladen, wie in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel. Die Plattenplanken sind so auf den Köpfen 70 orientiert, dass die Orte, an denen die Stringer angebracht werden müssen, horizontal sind. Der Stringerpositionierungsmechanismus 190 hält den Stringer horizontal in einer präzise bekannten Höhe, und der Aufzug 33 hebt die Köpfe 70 unter Kontrolle der Steuereinrichtung 100 an, um die Plattenplanken für die Platte P in der korrekten Höhe relativ zu dem Stringerpositionierungsmechanismus 190 zu positionieren, so dass der Stringer exakt dort platziert wird, wo er auf der Platte P in Übereinstimmung mit dem Design der Flügelplatte, welches über das Netzwerk 99 von der digitalen Konstruktionsdatenbank heruntergeladen wurde und in ein Teilprogramm für die Steuereinrichtung 100 zum Steuern des Betriebs des Aufzugs 33, der Antriebe auf der Stützstruktur und dem Bügelausrichtungssystem und der Werkzeuge 42 und 44 umgewandelt wurde, hingehört.
Der Stringerpositionierungsmechanismus 190 weist einen Stringergreifer 196 an jedem Ende auf, so dass ein Stringer auf den Greifer an einem Ende geladen werden kann, während der Stringerpositionierungsmechanismus 190 einen Stringer an dem anderen Ende hält, während die Werkzeuge 42 und 44 ihn an der Platte P anbringen. Die Balken 194 sind mit Arretierungen an ihrer Verbindung zu den Pfosten 192 ausgerüstet, um die Balken selektiv in einer exakt horizontalen Orientierung in einer von zwei 180° voneinander entfernten Positionen zu indizieren.
Der Betrieb des in 3 gezeigten Ausführungsbeispiels ist derselbe wie der für das Ausführungsbeispiel von 1 beschriebene Betrieb, so dass er hier nicht wiederholt wird.
Eine Tandemanordnung der Erfindung ist in 4 gezeigt, welche die in 2 gezeigte Art der Stützstruktur benutzt.
Zwei getrennte langgestreckte Gruben 120 und 120' sind gezeigt, obwohl eine einzelne Grube der entsprechenden Länge benutzt werden könnte. Zwei Stützstrukturen 112 und 112' sind auf Sätteln 116 und 116' auf einer langgestreckten Schiene 122' zur linearen Bewegung longitudinal der Gruben 120 und 120' befestigt. Bügel 110 und 110' werden auf den Stützstrukturen 112 und 112' in derselben Weise wie für das Ausführungsbeispiel von Fig. 2 getragen. Der Betrieb jeder Stützstruktur und jedes Bügels ist derselbe wie der für 2 beschriebene.
Die in 4 gezeigte Tandemanordnung stellt eine Produktionskapazität bereit, welche mehr als das doppelte der Kapazität einer Einzelbügelvorrichtung ist, weil die auf dem Satz von Köpfen 70 befestigte Platte P von zwei Bügeln 110 und 110' bearbeitet werden kann, während Planken auf die Köpfe 70' geladen werden oder während die Aufspannvorrichtung oder der Aufzug in einer der Gruben gewartet wird oder gewechselt wird, womit eine Leerlaufzeit für beide Bügelsysteme eliminiert wird.
Sich nun 6 zuwendend umfasst ein Bügel 200 zwei Arme 202 und 204, welche von einem oberen Querelement 206 hängen. Jeder Arme 202 und 204 weist einen Satz von Werkzeugen 208 und 210 auf, welche durch einen Verbindungsmechanismus angebracht sind, welcher die Möglichkeit zum schnellen Auswechseln für einfaches Abnehmen und Ersetzen zum Warten der Werkzeuge und zum Wechseln von Werkzeugen für verschiedene Flügeldesigns und Größen bereitstellen kann. Die Werkzeugsätze 208 und 210 bearbeiten die Flügelplatte an einem Werkzeugpunkt 212, welcher etwa in der Mitte zwischen ihnen liegt.
Der Bügelarm 204 weist ein gekrümmtes Widerlager 215 an seiner äußeren Oberfläche 217 auf, welches eine zylindrische konvexe Kurve mit einem Krümmungsradius gleich einer Entfernung R von der Oberfläche 217 zu dem Werkzeugpunkt 212 aufweist. Der Bügel ist auf einem Trägerelement 220 mit einer zylindrischen konkaven Oberfläche 222, welche ebenfalls den gleichen Krümmungsradius R aufweist, gelagert. Ein Paar von gekrümmten (nicht gezeigten) Schienen ist auf der konkaven Oberfläche 222 des Trägerelements 220 befestigt, und ein Paar von (nicht gezeigten) Linearlagern ist auf der konvexen gekrümmten Oberfläche 217 des Bügelarmwiderlagers 215 befestigt und steht in Eingriff mit den Schienen der Oberfläche 222. Krummschienenlinearlager dieser Art sind generisch als „goni ometrische Lager" bekannt und sind im Handel erhältlich, beispielsweise unter der Bezeichnung R Guide Type HCR von THK.
Da der Bügel 200 um den Werkzeugpunkt 212 schwenkt, gibt es keine Änderung der vertikalen Position des Werkzeugpunktes, wenn sich der Bügel neigt, wie es in den Ausführungsbeispielen von Fig. 1, 2 und 3 der Fall ist, wenn sich der Bügel neigt. Daher ist es nicht nötig, eine Fähigkeit zur vertikalen Einstellung vorzusehen, um eine Änderung der vertikalen Position des Werkzeugpunkts auszugleichen, wenn sich der Bügel neigt. Wenn jedoch eine kleine vertikale Einstellfähigkeit gewünscht ist, kann diese mit einem kleinen Heber in dem Stützelement 220 bereitgestellt werden, oder der Aufzugmechanismus 33 kann mit einer Feineinstellung zur Mikroeinstellung der vertikalen Position der Flügelplatte auf der Aufspannvorrichtung 34 in der Grube 32 ausgerüstet werden.
Einstellung des Neigungswinkels des Bügels 200 wird durch einen Einstellmechanismus bewirkt, welcher eine von einem Servomotor 228 angetriebene Kugelgewindespindel umfasst, welche drehbar mit der Stützstruktur 220 an einem Zapfen 229 verbunden ist. Eine Spindelmutter 230 steht mit der Kugelgewindespindel 225 in Eingriff und ist drehbar mit einem Arm 232 verbunden, welche an dem gekrümmten Widerlager 215 angebracht ist. Ein Betrieb des Servomotors 228 in jede Richtung bewirkt, dass die Spindelmutter 230 sich linear entlang der Kugelgewindespindel 225 bewegt und bewirkt, dass sich der, Arm 232 neigt und das gekrümmte Widerlager 215 auf den gekrümmten Schienen dreht.
Der Bügel 200 und das Stützelement 220 werden entlang der Grube 32 in derselben Weise wie in den Ausführungsbeispielen von 1 und 2 gestützt, und ihr Betrieb ist derselbe wie der dieser Ausführungsbeispiele mit der Ausnahme dass es keinen Bedarf gibt, die vertikale Position des Werkzeugpunktes 212 einzustellen, wenn der Neigungswinkel des Bügels geändert wird, um die Krümmung der Flügelplatte auszugleichen. Daher ist es nicht nötig, die Beschreibung ihrer Struktur und ihres Betrieb zu wiederholen.
Das Verfahren zur Flügelplattenzusammensetzung und die Vorrichtung hierzu, welche oben beschrieben wurden, können vorteilhaft benutzt werden, um Aussteifungsstringer an Flügelplanken zu befestigen, welche als volle Flügelplatten auf einer anderen größeren Maschine zusammengesetzt werden sollen. Dies benutzt effizient eine kleine Maschine, um die meiste Arbeit zu machen, und ermöglicht den Kauf weniger großer (und teuerer) Maschinen, um die Spleißstringerbefestigung durchzuführen, welche im Fall von Flügelplatten großer Flugzeuge eime größere Spannweite erfordert.
Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele möglich, wie in den folgenden Ansprüchen definiert, in denen ich beanspruche:

Claims

Verfahren zur Herstellung von Flügelplatten (P) für Flugzeugflügel mit einer gewünschten in einem Flügeldesign definierten Krümmung in Sehnenrichtung und Krümmung in Spannweitenrichtung, wobei die Flügelplatten (P) eine Mehrzahl von langgestreckten Flügelplanken aufweisen, welche mit Spleißstringern entlang benachbarter longitudinaler Kanten aneinander befestigt sind und mit Stringern (S), welche parallel zueinander und zu den Spleißstringern sind, ausgesteift sind, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Indizieren zumindest, einer der Planken auf einem ersten Satz von Köpfen einer Aufspannvorrichtung (34; 142) an Indexorten und gegen Referenzoberflächen der Köpfe (70) mit der gewünschten Krümmung, Positionieren zumindest einer der Stringer (S) gegen die mindestens eine Planke in genauer Übereinstimmung mit dem Flügeldesign, Betätigen von an einer Stützstruktur (46; 112; 160; 220) auf gegenüberliegenden Seiten der Aufspannvorrichtung (34; 142) angebrachten Werkzeugen (42, 44; 208, 210), um Klemm-, Bohr- und Befestigungsinstallationsfunktionen mit den Werkzeugen (42, 44; 208, 210) auszuführen, um den mindestens einen Stringer (S) an der mindestens einen Planke auf der Aufspannvorr chtung (34; 142) zu befestigen, und Bewegen der Stützstruktur (46; 112; 160; 220) entlang horizontaler Schienen (54; 122; 168) in Längsrichtung der Aufspannvorrichtung (34; 142) entlang einer "X"-Achse, um die daran angebrachten Werkzeuge (42, 44; 208, 210) sequenziell zu Befestigungspositionen, welche entlang dem mindestens einen Stringer (S) voneinander beabstandet sind, zu positionieren, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufspannvorrichtung (34; 142) von einem Aufzug (33) in einer langgestreckten Grube (42; 120) zum genauen Einstellen der Köpfe (70) der Aufspannvorrichtung (34; 142) in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung getragen wird, dass die Werkzeuge (42, 44; 208, 210) an gegenüberliegenden Armen (38, 40; 202, 204) eines sich nach unten öffnenden Bügels (30; 110; 180; 200), welcher über der Grube (32; 120) an der Stützstruktur (46; 112; 160; 220) aufgehängt ist, befestigt sind, und dass der Aufzug (33) in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung bewegt wird, um die mindestens eine Planke in einer gewünschten Höhe entsprechend einem nächsten an der Planke anzubringenden Stringer (S) zu positionieren.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl der Planken auf dem ersten Satz von Köpfen angeordnet wird und wie angeordnet bei der gewünschten Krümmung gehalten wird, bevor der/die Stringer (S) positioniert werden.
Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzechnet, dass eine Mehrzahl der Planken mit den daran befestigten Aussteifungsstringern auf dem ersten Satz von Köpfen (70) angeordnet wird und wie angeordnet bei der gewünschten Krümmung auf der Aufspannvorrichtung (34; 142) gehalten wird, wobei die Aufspannvorrichtung (34; 142) durch den Aufzug (33) in der Grube (32; 120) zum präzisen Einstellen der angeordneten ausgesteiften Flügelplanken in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung getragen wird, dass ein Spleißstringer gegen die angeordneten ausgesteiften Flügelplanken genau entlang benachbarter longitudinaler Kanten davon positioniert und daran durch Betätigen der Werkzeuge (42, 44; 208, 2101 an entlang dem Spleißstringer beabstandeten Befestigungspositionen befestigt wird, dass der Aufzug (33) in eine im Wesentlichen vertikale Richtung bewegt wird, um einen nächsten Satz von benachbarten longitudinalen Kanten der angeordneten Flugzeugplattenplanken in einer gewünschten Höhe entsprechend einem nächsten an den Flügelplanken anzubringenden Spleißstringer zu positionieren.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Stringerpositionierungsschritt Laden eines ersten Stringers (S) auf eine Stringerpositionierungseinrichtung (88; 144; 190) und Betätigen der Stringerpositionierungseinrichtung (88; 144; 190) zum Transferieren des ersten Stringers (S) gegen die Flugzeugplattenplanke an einer durch das Flügeldesign innerhalb spezifizierter Toleranzen spezifizierten Position in dem Flügeldesign umfasst.
Verfahren gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch Laden eines anderen Stringers (S) auf eine gegenüberliegende Seite der Stringerpositionierungseinrichtung (144; 190), während die Stringerpositionierungseinrichtung (144; 190) den ersten Str nger (S) gegen die Flugzeugplattenplanke hält, wodurch der andere Stringer (S) unmittelbar nachdem der erste Stringer (S) an der Flugzeugplattenplanke befestigt worden ist in eine Position gegen die Flugzeugplattenplanke bewegt werden kann.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Abnehmen der Köpfe (70) von der Flugzeugplattenplanke oder -anordnung einer nach dem anderen und Absenken der abgenommenen Köpfe (70) in die Grube (32; 120), um den Bügel (30; 110; 180; 200) und die Werkzeuge (42, 44; 208, 210) daran freizumachen, wenn der Bügel (30; 110; 180; 200) sich auf die Köpfe (70) zubewegt.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stützen der Aufspannvorrichtung (34; 142) das Stützen der Köpfe (70) auf Trägern (72) und Führen der Träger (72) auf Schienen (76) in der Grube (32; 120) zur Bewegung in der im Wesentlichen vertikalen Richtung umfasst, und dass das Bewegen des Aufzugs (33) in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung, das Betätigen eines Treibers (80) bei Steuerung durch einen Controller (100), um den Träger (72) in einer Höhe zu positionieren, welche die Flugzeugplattenplanke oder -anordnung in der gewünschten Höhe positioniert, umfasst.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch das individuelle Zurückziehen der Köpfe (70) weg von der Flugzeugplattenplanke oder -anordnung, um Zugriff auf Befestigungsorte, welche durch die Köpfe (70) bedeckt sind, bereitzustellen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Verkippen des Bügels (30; 110; 180; 200) um eine "A"-Achse parallel zu der "X"-Achse, um eine Aktionslinie der Werkzeuge (42, 44; 208, 210) zu einer Tangente der Krümmung in Sehnenrichtung an einem gewünschten Befestigungsort senkrecht auszurichten.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Rotieren des Bügels (30; 110; 180; 200) um eine vertikale "B"-Achse, um eine Aktionslinie der Werkzeuge (42, 44; 208, 210) mit einer Tangente der Krümmung in Spannweitenrichtung an einem gewünschten Befestigungsort senkrecht auszurichten.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Zurückziehen aller der Köpfe (70) in dem ersten Satz in die Grube (42; 120), Anheben eines zweiten Satzes von Köpfen (70) mit einer zweiten Krümmung in Spannweitenrichtung und Krümmung in Sehnenrichtung für ein zweites Flugzeugplattendesign aus der Grube (42; 120) und Ausführen der Prozessschritte wie in den vorhergehenden Ansprüchen definiert, um eine Flugzeugplatte in Übereinstimmung mit dem zweiten Design herzustellen.
Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Auslöschen einer Schwingung des Bügels (30; 110; 180; 200) beim Bewegen von einem Befestigungsort zu dem nächsten, durch Bewegen des Bügels (30; 110; 180; 200) teilweise jenseits des neuen Befestigungsortes und nachfolgendes Umkehren der Bewegung, um den Bügel (30; 110; 180; 200) an den neuen Befestigungsort zu bewegen.
Vorrichtung zur Herstellung von Flügelplatten mit einer gewünschten, in einem Flügeldesign definierten Krümmung in Sehnenrichtung und Spannweitenrichtung aus einer Mehrzahl von langgestreckten aneinander angebrachten und mit parallel zueinander liegenden Stringern (S) ausgesteiften Flügelplanken, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Aufspannvorrichtung (34; 142) mit einer Vielzahl von Köpfen (70) in einem ersten Satz, wobei die Köpfe (70) Referenzoberflächen und Indexorte aufweisen, an denen mindestens eine der Planken indiziert und bei der gewünschten Krüm mung mit Befestigungseinrichtungen zum Halten der mindestens einen Planke an der Aufspannvorrichtung gehalten werden kann, eine Stringerpositionierungseinrichtung (88; 144; 190), um einen darauf geladenen Stringer (S) gegen die mindestens eine Planke in genauer Übereinstimmung mit dem Flügeldesign zu positionieren, eine erste Stützstruktur (46; 112; 160; 220) mit linearer Mobilität in eine "Z"-Richtung lateral zu der Aufspannvorrichtung (34; 142) und in eine "X"-Richtung in Längsrichtung der Aufspannvorrichtung (34; 142) und zudem mit einer Rotationsbeweglichkeit um eine vertikale "B"-Achse und um eine "A"-Achse parallel zu der "X"-Achse, und an gegenüberliegenden Seiten der Stützstruktur angebrachte Werkzeuge (42, 44; 208, 210) zum Ausführen von Klemm-, Bohr- und Befestigungsinstallationsfunktionen, um den Stringer (S) an der mindestens einen Planke auf der Aufspannvorrichtung (34; 142) zu befestigen, gekennzeichnet durch einen die Aufspannvorrichtung (34; 142) tragenden, Lift (33) in einer langgestreckten Grube (32; 120) zum präzisen Einstellen der Köpfe (70) der Aufspannvorrichtung (34; 142) in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung, einen sich nach unten öffnenden Bügel (30; 110; 180; 200) mit zwei von einem oberen Element (36) abhängenden Armen (38, 40), welcher über der Grube (32; 120) an der Stützstruktur aufgehängt ist, und ein Steuersystem (100) zum Erzeugen von Signalen an einen Aktuator zur Bewegung des Aufzugs (33) in einer im Wesentlichen vertikalen Richtung, um die mindestens eine Flugzeugplattenplanke in einer einem nächsten an der Flügelplanke anzubringenden Stringer (S) entsprechenden Höhe zu positionieren.
Vorrichtung gemäß Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Sattelmechanismus (52; 116; 166), welcher die Stützstruktur (46; 112; 160; 220) auf einer sich in Längsrichtung der Grube (32; 120) in der "X"-Richtung erstreckenden Schiene (54; 122; 168) trägt und welcher einen mit der Schiene (54; 122; 168) in Eingriff stehenden Treiber (56; 124) aufweist, um den Sattel (52; 116; 166) und die Stützstruktur (46; 112; 160; 220) entlang der Schiene (54; 122; 168) zu bewegen, um die lineare Beweglichkeit in die "X"-Richtung bereitzustellen.
Vorrichtung gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine zweite von einem zweiten Sattelmechanismus (116') auf der Schiene (122') in einer Tandembeziehung zu der ersten Stützstruktur (112) getragene zweite Stützstruktur (112'), und einen zweiten sich nach unten öffnenden Bügel (110') mit zwei von einem oberen Element abhängenden Armen, welche über der Grube (120) an der zweiten Stützstruktur (112') aufgehängt sind und einen zweiten Satz von Werkzeugen zum Durchführen von Klemm-, Bohr- und Befestigungsinstallationsfunktionen an demselben oder einem anderen Satz von Flugzeugplattenkomponenten, welche in der Grube (120) getragen werden, trägt.
Vorrichtung gemäß Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine zweite von einem zweiten vertikal einstellbaren in einer Grube (120') angebrachten Aufzug getragene und in Längsrichtung mit der ersten Aufspannvorrichtung ausgerichtete Aufspannvorrichtung, wobei die zweite Aufspannvorrichtung eine Vielzahl von Köpfen (70') zum Tragen und Halten einer zweiten Flugzeugsplattenplanke an einer gewünschten vertikalen Position wie durch den Aufzug eingestellt für Befesti gungsinstallationsvorgänge durch die Werkzeuge auf dem Bügel (110') aufweist, und einen elektrisch mit den ersten und zweiten Bügelanordnungen (110, 110') verbundenen Maschinencontroller, um Befestigungsinstallationsvorgänge auf der zweiten Flügelplattenplanke zu steuern.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 16, gekennzeichnet durch einen zweiten mit den Köpfen (70) des ersten Satzes verschachtelt angeordneten Satz Köpfe (70), wobei die Köpfe (70) des zweiten Satzes Referenzoberflächen und Indexorte aufweisen, auf denen zumindest eine Planke eines zweiten Flügelplattendesigns indiziert und bei einer gewünschten zweiten Krümmung mit einem zweiten Satz von Befestigungseinrichtungen zum Halten der mindestens einen zweiten Flugzeugflugplattendesignplanke auf der Aufspannvorrichtung (34; 142) gehalten werden kann.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet , dass der Aufzug (33) in einem steilen Winkel in der Grube (32; 120) angeordnete Schienen (76) umfasst, wobei die Köpfe (70) auf den Schienen (76) angebracht sind und darauf unter Steuerung eines Aufzugtreibers (80) bewegbar sind, um sich in eine Richtung mit einer vertikalen Komponente und einer horizontalen Komponente zu bewegen, um sich so nach unten in die Grube (32; 120) und horizontal weg von der Plattenplanke zu bewegen, wenn der Aufzugtreiber (80) den Aufzug betreibt, um den Kopf (70) abwärts und weg von der Flugzeugplattenplanke zu bewegen, um den Bügel (30; 110; 180; 200) zur Bewegung an dem Kopf (70) vorbei freizumachen.
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 18, gekennzeichnet durch eine Stringerpositionierungseinrichtung (144; 190), umfassend eine Reihe von in einer geraden Linie entlang einer longitudinalen Kante der Grube (32; 120) angebrachten aufrechten Pfosten (146; 192) und eine Reihe von schwenkbar an den Pfosten (146; 192) angebrachten Balken (148; 194), welche Stringergreifer (150; 196) an beiden Enden aufweisen.
Anlage zur Herstellung von Flügelplatten mit einer in einem Flügeldesign definierten gewünschten Krümmungen in Sehnenrichtung und Spannweitenrichtung aus einer Vielzahl von langgestreckten Flügelplanken, welche aneinander angebracht und mit parallel zueinander liegenden Stringern (S) ausgesteift sind, wobei die Anlage umfasst: eine erste, relativ kleine Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19 mit einer Aufspannvorrichtung, welche zum Indizieren einer einzelnen Flugzeugplattenplanke dimensioniert ist, und eine zweite, relativ große Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19 mit einer Aufspannvorrichtung, welche zum Anordnen einer Vielzahl der Flügelplattenplanken dimensioniert ist.