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Hintergrund der Erfindung
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1. Bereich der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein portables Bearbeitungssystem und
insbesondere ein portables Befestigungssystem zum Einsatz bei der
Montage von mechanischen Strukturen.
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2. Hintergrund der Erfindung
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Herkömmliche
Montagetechniken zur Montage von Komponenten, um große mechanische Strukturen
einer bestimmten Kontur zu erzeugen, beruhen auf vorgespannten Werkzeugausstattungstechniken,
welche Montagevorrichtungen und Vorlagen verwenden, um die Teile
korrekt zueinander anzuordnen. Leider ergab dieses Verfahren oft
Teile, welche außerhalb
einer akzeptablen Toleranz lagen, da Fehler in den Vorlagen oder
Veränderungen
in der vorgespannten Werkzeugausstattung, welche durch Temperaturänderungen
verursacht wurden, auftraten.
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Um
die Probleme zu lösen,
welche bei den herkömmlichen
Techniken auftreten, wurde ein System und ein Verfahren zur Montage
von Komponenten entwickelt, welche räumliche Beziehungen zwischen
Schlüsselmerkmalen
von Baugruppen verwendeten, die sich als in die Baugruppen gebohrte Koordinationslöcher darstellen,
wobei numerische Datensätze
von Teildefinitionen verwendet werden. Die Baugruppen wurden derart
hergestellt, dass sie intrinsisch die Abmessungen und die Kontur
der Anordnung bestimmen.
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Die
Verwendung von Schlüsselmerkmalen, um
die Abmessungen und die Kontur eines Flugzeugrumpfabschnitts zu
bestimmen, ist in 1 dargestellt. Dabei weist eine
Außenhaut 20 eine
Mehrzahl von Stringern 22 und eine Mehrzahl von Scherverbindungen 24 auf,
welche daran genietet sind. Ein Rahmenteil 30 mit einer
gebogenen Kontur, welche dieselbe wie die angestrebte Kontur des
Flugzeugrumpfes ist, wird dann an die Scherverbindungen 24 und die
Stringerhaltevorrichtungen 26 genietet.
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Die
Stringer 22, die Scherverbindungen 24 und die
Stringerhaltevorrichtungen 26 müssen mit äußerster Genauigkeit und Gleichheit
an der Rumpfaußenhaut 20 befestigt
werden. Eine Genauigkeit bei der Montage von Teilen stellt sicher,
dass das Flugzeug perfekt ohne vorbelastete Teile und ohne kosmetische
Fehlstellen zusammengesetzt wird.
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Anfangs
führt ein
von einem Computer numerisch gesteuertes (CNC) Bearbeitungswerkzeug Bearbeitungsvorgänge an der
Außenhaut 20 durch. Koordinationslöcher werden
in die Außenhaut 20 und die
Stringer 22 gebohrt. Entsprechend werden auch Koordinationslöcher in
die Scherverbindungen 24 und die Stringerhaltevorrichtungen 26 gebohrt.
Ein letzter Bearbeitungsvorgang einer Anordnung von Kanten wird
durch einen Hochgeschwindigkeitsleitendeffektor durchgeführt, um
die Kanten der Rumpfaußenhaut 20 mit
den korrekten Abmessungen anzuordnen, wie sie durch die Datenbasis
der originalen Teildefinitionen spezifiziert sind, indem die Kanten
der Außenhaut
genau relativ zu den Koordinationslöchern in der Außenhaut
angeordnet werden.
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Die
Stringer 22 werden durch ihre ausgerichteten Koordinationslöcher an
der Außenhaut 20 angeheftet.
Dann werden die Scherverbindungen 24 und die Stringer 22 gebohrt
und an die Außenhaut 20 genietet.
Die Stringerhaltevorrichtungen 26 werden an der richtigen
Stelle eingeführt
und an dieser Stelle gehalten, während
gebohrt und genietet wird, um eine Platte 34 auszubilden.
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Die
Außenhaut 20 weist
auch eine Reihe von Koordinationslöchern 32 von Platte
zu Platte auf, welche entlang der Kante der Außenhaut 20 gebohrt sind.
Die Koordinationslöcher 32 von
Platte zu Platte werden verwendet, um die Platten 34 relativ
zueinander anzuordnen. Die Platten 34 sind noch relativ nachgiebig,
so dass die endgültige
Konfiguration durch die Teile und ihre angepassten Koordinationslöcher bestimmt
wird.
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Die
Koordinationslöcher 32 von
Platte zu Platte werden auf benachbarte Löcher ausgerichtet, und ein
Dichtungsmittel wird zwischen den sich gegenüberliegenden Oberflächen der
Plattenkanten aufgebracht. Die Platten 34 sind derart ausgerichtet, dass
die Koordinationslöcher 32 von
Platte zu Platte auf benachbarten Platten 34 genau ausgerichtet
sind und die zwei Platten an ihren benachbarten Kanten durch temporäre Cleco-Befestigungsmittel
durch die Koordinationslöcher
befestigt werden. Die Platten werden dann gebohrt und genietet,
um sie dauerhaft zusammen zu befestigen, um eine Superplatte 36 auszubilden.
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Die
Koordinationslöcher
werden in die Rahmen 30 gebohrt und mit den Koordinationslöchern in den
Stringerhaltevorrichtungen 26 ausgerichtet. Die Rahmen 30 werden
befestigt und ihre Ausrichtung bestimmt die Kontur der Superplatte 36.
Somit ist die Kontur unabhängig
von irgendwelchen Werkzeugen. Wenn die Superplatte 36 einmal
ausgebildet ist, werden die temporären Cleco-Befestigungsmittel,
welche die Teile in Position halten, durch dauerhafte Befestigungsmittel
ersetzt.
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Die
Superplatten 36 werden temporär befestigt, wobei die Koordinationslöcher 32 von
Platte zu Platte verwendet werden, um die Rumpfviertelplatten auszubilden,
welche wiederum temporär
befestigt werden, um einen Unterdeckrumpf 38A und einen Oberdeckrumpf 38b auszubilden,
wie es in 2A und 2B dargestellt
ist. Ein Bodenraster 40 ist mit dem Unterdeck 38A ausgerichtet,
wobei Koordinationslöcher
verwendet werden, und ist an Ort und Stelle befestigt. Die Spannvorrichtung 44 bestimmt
nicht die Kontur oder die Abmessungen des Rumpfes. Stattdessen bestimmen
Koordinationslöcher,
welche in das Bodenraster 40 gebohrt sind, die Querschnittsabmessungen
des Rumpfes 42.
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Wenn
die Rahmenteile 30 und die Koordinationslöcher 46 der
Deckaußenhaut
alle ausgerichtet und temporär
mit Cleco-Befestigungsmitteln
befestigt sind, werden sie gebohrt, um den endgültigen Rumpfabschnitt 42 auszubilden,
wie es in 2B dargestellt ist. Der Rumpfabschnitt 42 wird
dann demontiert, entgratet, gesäubert
und ein Dichtungsmittel wird hinzugefügt.
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Nach
dem Abdichten wird jede Superplatte 36 wieder ausgerichtet,
wobei die Koordinationslöcher
verwendet werden. Der Überlappungsabschnitt der
Platten 36, eine Überlappung
bzw. Überlappungsverbindung 48,
ist in 2B und 2C darge stellt.
Jede Überlappungsverbindung 48 weist
eine Mehrzahl von Spalten auf, wobei jede der Spalten 50 3
Reihen von Nieten 52A–C
besitzt. Zwei Niete der Reihen 52A und 52C sind
für Nieten,
welche ein Absenken wie auch ein Bohren erfordern.
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Die
Superplatten
36 können
durch eine Montagevorrichtung befestigt werden, um eine Viertelplatte
auszubilden, wie es z. B. in dem
US-Patent
Nr. 4,662,556 (dem '556-Patent)
beschrieben ist. Die Vorrichtung, welche in dem '556-Patent beschrieben ist, bewegt jedoch
eine Arbeitseinheit entlang eines Leitbalkens, welcher durch zwei
riesige bogenförmige
Träger
gehalten wird, und kann aufgrund seiner Größe und seines Entwurfs nicht
eingesetzt werden, um den Unterdeckrumpf oder den Oberdeckrumpf
38A bzw.
38B auszubilden.
Einfach gesagt, würde die
in dem '556-Patent
beschriebene Einheit oder irgendeine Variation davon nicht in die
Deckrümpfe
38A und
38B und
sicherlich nicht in die Rumpfanordnung
42 passen. Versuche,
die Montagevorrichtung, welche in dem '556-Patent diskutiert wird, weiter zu entwickeln,
um größere Abschnitte
der Rumpfanordnung
42 zu bearbeiten, sind wegen schwerwiegender Probleme
mit Vibrationen fehlgeschlagen, welche den richtigen Sitz der Befestigungsmittel,
wie z. B. von Niete, negativ beeinflussen. Darüber hinaus ist die in dem '556-Patent diskutierte
Vorrichtung nicht anpassungsfähig
und erfordert eine teure und schwere Haltestruktur.
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Zurzeit
werden die Viertelrumpfplatten 36 und das Unter- und Oberdeck 38A und 38B und
die endgültige
Rumpfanordnung 42 wieder in Stellung geheftet, nachdem
sie gefeilt, gesäubert
und abgedichtet worden sind. Dann werden die Platten 36 von Hand
zusammengenietet, wobei eine Person auf einer Plattform (nicht dargestellt)
außerhalb
des Rumpfes steht, eine Nietbefestigungsvorrichtung einführt und
dann pneumatisch antreibt, während
eine andere Person innerhalb des Rumpfes steht, einen großen Gegenhaltestab
gegen einen Nietschaft drückt und
ihn an Ort und Stelle hält,
indem er mit seiner Schulter gegen den Gegenhaltestab lehnt. Offensichtlich
birgt ein solches Verfahren ein Verletzungsrisiko. Darüber hinaus
führt das
manuelle Verfahren zu Nieten, welche ungleichmäßig verformt sind, schlecht
sitzen oder zu dicht an einer Kante der Überlappungsverbindung 48 genietet
sind.
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Unglücklicherweise
ist das manuelle Verfahren gefährlich,
zeitaufwändig,
teuer und führt
oft zu einer teuren Nacharbeit. Folglich gibt es nach dem Stand
der Technik ein Bedürfnis
nach einem Befestigungssystem, welches die Herstellung beschleunigt, die
Genauigkeit des Nietens und des Rohrens sicherstellt, den erforderlichen
Schritt einer Demontage des gesamten Rumpfes, um ihn zu entgraten,
zu reinigen und abzudichten, vermeidet und innerhalb der endgültigen Rumpfanordnung 42 betrieben
werden kann.
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Von
dem
britischen Patent Nr. 839 ist
eine portable hydraulische Nietvorrichtung zum Nieten eines Rumpfes
eines Schiffes oder eines Kessels einer Dampfmaschine bekannt. Diese
portable hydraulische Nietvorrichtung umfasst einen Nietblock auf
der Innenseite des Rumpfes oder des Kessels und ein Nietwerkzeug
oder eine hydraulische Ramme auf der Außenseite des Rumpfes oder des
Kessels. Diese zwei Teile sind wechselseitig mittels Verbindungsbolzen
zum Zweck einer Konstruktion und wechselseitigen Koordination verbunden.
Diese Bolzen erstrecken sich durch Löcher in dem Rumpf oder in dem Kessel.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
mit Bezug auf die folgenden beigefügten Zeichnungen verständlicher,
wobei gilt:
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1 ist
eine Perspektivansicht einer montierten Superplatte nach dem Stand
der Technik, wobei eine Außenhaut,
Stringer, Scherverbindungen, Stringerhaltevorrichtungen und Rahmenteile
dargestellt sind;
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2A ist
eine Perspektivansicht eines Rumpfes des Unterdecks nach dem Stand
der Technik, wobei ein Bodenraster dargestellt ist;
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2B ist
eine Perspektivansicht eines vollständig zusammengebauten Rumpfabschnittes
nach dem Stand der Technik;
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2C ist
eine Draufsicht einer Außenhautüberlappungsverbindung
zwischen zwei Superplatten nach dem Stand der Technik;
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3 ist
eine Seitenansicht eines Mininietsystems gemäß einer erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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4A ist
eine Seitenansicht eines Indexstifts des Mininietsystems;
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4B ist
eine Vorderansicht des Indexstiftes;
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4C ist
eine Vorderansicht eines reflektierenden Kopfes des Indexstiftes;
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5 ist
eine Perspektivansicht von Außenführungsschienen
und einem Außenendeffektorhilfssystem
des Mininietsystems;
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6 ist
eine schematische Darstellung einer Mehrzahl von Vakuumgeneratoren
der Außenführungsschienen;
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7 ist
eine Draufsicht eines Kontaktabschnitts einschließlich Vakuumabdichtungen
der primären
Führungsschienen
der Außenführungsschienen;
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8A ist
eine Perspektivansicht des Außenendeffektors
von oben links;
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8B ist eine Perspektivansicht des Außenendeffektors
von unten links;
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8C ist
eine Perspektivansicht des Außenendeffektors
von oben rechts;
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8D ist
eine Perspektivansicht des Außenendeffektors
von unten rechts;
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8E ist
eine Perspektivansicht des Bodens des Außenendeffektors;
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9A ist
eine Perspektivansicht einer Druckfußhilfsanordnung des Außenendeffektors;
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9B ist
eine Seitenansicht eines Rahmens und eines Mittelgestänges der
Druckfußhilfsanordnung;
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10A ist eine Ansicht eines Befestigungsmittelzufuhrfingers
des Außenendeffektors
von unten;
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10B ist eine Seitenansicht des Befestigungsmittelzufuhrfingers
des Außenendeffektors;
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11 ist
eine Perspektivansicht des Innenendeffektors und von Innenführungsschienen
des Mininietsystems;
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12A ist eine Perspektivansicht des Innenendeffektors;
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12B ist eine Perspektivansicht des Innenendeffektors
von unten;
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13A–13C sind Seitenansichten eines Nietvorsprungsensors
des Innenendeffektors, wobei gilt:
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13A stellt einen Gegenhaltestab in einer Anfangshaltung
dar;
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13B stellt einen Gegenhaltestab kurz vor einer
Verformung dar;
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13C stellt einen Gegenhaltestab, welcher auf einem
Knopf nach Beendigung eines Befestigungszyklus aufsitzt, dar;
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14A ist eine Perspektivansicht eines geradlinigen
Gegenhaltestabes;
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14B ist eine Perspektivansicht eines linken Gegenhaltestabes;
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14C ist eine Perspektivansicht eines rechten Gegenhaltestabes;
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14D ist eine Seitenansicht eines linken Gegenhaltestabes,
welcher zwischen einer Überlappungsverbindung
und einem Stringer eingeführt
ist;
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15 ist
eine Perspektivansicht eines Systemwagens einschließlich eines
Steuersystems des Mininietsystems;
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16 ist
ein Flussdiagramm, welches den Hauptbetriebsablauf, welcher von
einer Zentraleinheit (CPU) des Steuersystems implementiert ist,
darstellt;
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17 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Unterprogramm zum Klemmen und Bohren
darstellt, welches durch den Betriebsablauf aufgerufen wird; und
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18 ist
ein Flussdiagramm, welches ein Befestigungsunterprogramm darstellt,
welches durch das Arbeitsprogramm aufgerufen wird.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Definitionen:
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- Zelle: Die strukturelle Anordnung, welche den Körper eines
Flugzeuges ohne Flügel
oder horizontale und vertikale Stabilisatoren umfasst;
- Boelube: Cetylalkohol, ein nicht toxisches Schmiermittel, welches
zum Schneiden von Metall verwendet wird;
- Gegenhaltestab: Ein Metallwerkzeug, welches verwendet wird,
um den Schaft eines Niets während
des Nietverfahrens in einen getriebenen Knopf abzuflachen. Der Gegenhaltestab
wird als ein Amboss verwendet, um gegen die Kräfte zu wirken, mit welchen der
Niet mit einer Nietmaschine eingetrieben wird, wodurch der Niet
verformt wird;
- Festklemmen: Das Zusammenhalten von zwei oder mehr Stücken der
Zelle, so dass keine Zwischenräume
zwischen den Hauptoberflächen
auftreten; die Fähigkeit,
Werkstücke
zusammenzuhalten;
- Absenkungstiefe: Tiefe einer Absenkung in einem Befestigungsmittelloch;
- Absenken: Bearbeiten eines konischen Loches, welches koaxial
zu einem Durchgangsloch ist, um einen Befestigungsmittelkopf aufzunehmen,
so dass er bündig
mit dem das Loch umgebenden Material ist (d. h. dieselbe Höhe wie das
das Loch umgebende Material aufweist);
- Haltezeit: Ein Zeitintervall, welches als Anteil eines normalen
Befestigungsvorgangs verstreichen darf: z. B. zum Ausquetschen eines
Dichtungsmittels, zum Aufrechterhalten einer E nergiezufuhr zu der
Nietmaschine während
eines Nietvorgangs, usw.
- Endeffektor: Eine Werkzeugpositioniervorrichtung mit montierten
Modulen;
- E-Stop: (Nothalt): Ein Software unabhängiges Haltesignal, welches
bewirkt, dass das System sofort nach der Aktivierung angehalten
wird;
- Störungssicher:
Umfassen einiger Merkmale, um automatisch der Auswirkung einer vorherzusehenden möglichen
Fehlerquelle entgegenzuwirken; keine Möglichkeit eines Fehlers aufweisend;
unfehlbar, ohne Probleme;
- Befestigungsmittel: Der allgemeine Ausdruck, welcher verwendet
wird, um Nieten und Bolzen zu beschreiben;
- Transportstopp: Ein Software gesteuerter Halt des Systems an
irgendeinem Punkt bei dem Verfahren; (die Leistungszufuhr zu Motoren
und Antrieben sollte nicht unterbrochen werden müssen.)
- Überlappungsverbindung:
Ein Bereich einer Überlappung
zwischen zwei zu befestigenden Platten, wobei Spalten von Nieten
entlang einer Länge
der Überlappungsverbindung
und Reihen von Nieten entlang der Breite der Überlappungsverbindung angebracht
sind.
- Maschinensteuerdaten (MCD): Das Programm, welches in die Steuerung
geladen wird und den Betrieb der MRS leitet, um das Überlappungsbefestigungsverfahren
durchzuführen;
- Modal: Betriebsarten der numerischen Steuerung (N/C), welche
für alle
nachfolgenden Vorgänge
in einem Betriebszustand beibehalten (gehalten) werden, bis sie
durch einen anderen N/C-Befehl
verändert werden;
- Modul: Eine unabhängige
betriebsfähige
Einheit, welche Teil des Gesamtsystems ist. Beispiele sind das Bohr-/Absenkungs-Modul, das Niettreib-
und Zufuhrmodul;
- Rc (Rockwell "C"): Standardverfahren
zum Messen und Kennzeichnen der Härte von Metallen;
- Niet: Ein Metallbolzen oder Metallstift, welcher verwendet wird,
um zwei oder mehr Objekte zu verbinden, indem er durch ein Loch
in jedem Objekt eingeführt
und dann an dem schmalen Ende gehämmert wird, um einen anderen
Kopf (oder Knopf) auszubilden;
- Abdichtung: Ein haltbares, wasserdichtes Material, welches auf
ausgewählte
Anordnungen aufgetragen wird, um zu verhindern, dass Wasser eindringt
und diese Anordnungen korrodieren;
- Softwareprogrammcode: Die editierbaren Softwareskripten, welche
ein Softwareentwickler für
eine Computeranwendung schreibt;
- Nicht zu verlassende Hülle:
Eine imaginäre
Hülle, über welche
sich das System, wenn es auf den auf einer Zelle montierten Führungsschienen
montiert ist, nicht hinaus erstrecken darf;
- Wirbelmarkierungen: Markierungen in der Oberfläche eines
zu bohrenden Materials, welche konzentrisch mit dem Loch sind. Das
ausgeschnittene Material, welches aus dem Loch herausgedrängt wird,
verursacht die Wirbelmarkierungen; und
- Werkstück,
Komponente, Platte: Zelle oder irgendeine Struktur oder ein Teil,
an welchen das System Elemente des Befestigungsverfahrens ausführt.
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Mininietsystem
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mininietsystem, welches in der
Lage ist, zwei Platten an einer überlappungsverbindung
schnell und genau zu befestigen, ohne eine große lästige Maschinerie zu verwenden.
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Wie
in 3 dargestellt ist, weist das Mininietsystem 100 Außenführungsschienen 102,
welche durch eine äußere Oberfläche der überlappenden Platten 110 gehalten
werden und darauf angeordnet sind, und ein Außenendeffektorhilfssystem 104 auf, welches
entlang der Außenführungsschienen 102 bewegbar
ist, um die Platten 110 festzuklemmen, die Platten 110 zu
bohren und eine Absenkung vorzunehmen, Befestigungsmittel zuzuführen und
in die Platten 110 einzuführen und einen Niet zu treiben, um
die Platten 110 zu befestigen. Das Mininietsystem 100 weist
auch Innenführungsschienen 106,
welche durch eine innere Oberfläche
der Platten 110 gehalten werden und darauf an geordnet sind,
und ein Innenendeffektorhilfssystem 108 auf, welches entlang der
Innenführungsschienen 106 bewegbar
ist, um die Platten 110 festzuklemmen und gegen einen Niet
zu halten, um die Platten zu befestigen, auch wenn das Befestigungsmittel
durch eine Einrichtung, welche an einer der Platten 110 angebracht
ist, behindert wird.
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Das
Mininietsystem 100 ist einfach auf einem Steuersystemwagen 112 zu
transportieren, wie es in 15 dargestellt
ist, welcher ein Steuersystem 114 trägt. Das System 100 kann
schnell auf zwei Platten 110 angebracht werden, ohne dass
spezielle Werkzeuge erforderlich sind. Darüber hinaus ist das System 100 kompakt
genug, dass es einfach aufgebaut und um die Innenseite und Außenseite
eines Rahmenzellenabschnitts herum bewegt werden kann. Schließlich ist
das System 100 flexibel genug, um individuelle Platten,
Kombinationen von Platten, Untergruppen eines Zellenrumpfes oder
einen gesamten Zellenrumpf zu befestigen.
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Der
Außenendeffektor 104 und
der Innenendeffektor 108, welche in 3 dargestellt
sind, drücken
einen Abschnitt einer Überlappungsverbindung 116,
welche durch zwei Platten 110 ausgebildet ist, lokal nieder,
ohne andere in der Nähe
stattfindende Vorgänge
negativ zu beeinflussen. Darüber
hinaus verhindert der lokale Druck, welcher sich während des
Niederdrückens
ausbreitet, ein Abgraten und verhindert, dass Späne zwischen die Überlappungsverbindung 116 fallen.
Daher ermöglicht
der lokale Druck, dass die Schritte des Abdichtens und Rohrens der Überlappungsverbindung 116 dem
Schritt der Befestigung der Überlappungsverbindung 116 sofort folgen.
Dieses schnelle Verfahren ersetzt das vorhergehende Verfahren eines Entfernens
von Bohrkomponenten, eines Feilens von ihnen, eines Säuberns von
ihnen, eines Abdichtens von ihnen und eines wieder Anheftens und
Ausrichtens von ihnen und dann eines zusammen Befestigens der Platten
an der Überlappungsverbindung 116.
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Das
System 100 bietet auch einen hohen Grad an Modularität, ermöglicht einen
schnellen und einfachen Austausch von Bohrern, Absenkungsvorrichtungen,
Nietmaschinen und Gegenhaltestäben. Diese
Anordnung sorgt für
einen hohen Grad an Flexibilität
und ermöglicht
dem System, dass es einen hohen Prozentsatz von Befestigungsaufgaben,
welche bei einer Zelle erforderlich sind, beinhaltet.
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Die
geringe Größe und das
geringe Gewicht des Mininietsystems 100 sind ideal für eine Befestigung
in Serie, wobei mehrere Versionen des Systems 100 an verschiedenen
Stellen entlang einer größeren mechanischen
Struktur, wie z. B. einer Zelle, angebracht sind, um gleichzeitige
Vorgänge
auf der selben Überlappungsverbindung
durchzuführen
oder um gleichzeitige Vorgänge
auf verschiedenen Überlappungsverbindungen
der Struktur/des Zellenrumpfes durchzuführen. Diese Fähigkeit
des Systems 100 verbessert die Herstellungsgeschwindigkeit
bei einem Flugzeugrumpf wesentlich.
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Anders
als Befestigungsvorrichtungen nach dem Stand der Technik, welche
ihre Koordinatensysteme auf einer Spannvorrichtung ausrichten oder darauf
zielen, ist das Mininietsystem 100 in der Lage, sich auf
die Koordinationslöcher
auszurichten, welche verwendet werden, um die zwei Platten 110 auszurichten.
Die Verwendung der Koordinationslöcher, um den Inne nendeffektor 104 und
den Außenendeffektor 108 auszurichten,
erhöht
die Genauigkeit beider Endeffektoren, und indem der Innenendeffektor bzw.
der Außenendeffektor 104 bzw. 108 an
jedem der Koordinationslöcher
entlang einer Überlappungsverbindung 116 wieder
ausgerichtet wird, wird eine Abweichung aufgrund einer thermischen
Veränderung
oder einer von einem Befestigungsmittel verursachten Entwicklung
minimiert.
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Direktindexstifte:
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Das
Mininietsystem 100 richtet sich auf dieselben Koordinationslöcher aus
oder zielt auf diese, welche verwendet werden, um die überlappenden Platten 110 an
der Überlappungsverbindung 116 auszurichten.
Um dies zu bewerkstelligen werden Direktindexstifte 120,
wie es in 4A–4C dargestellt
ist, in den Koordinationslöchern
an der Überlappungsverbindung 116 angebracht.
Die Direktindexstifte 120 weisen einen hervorragenden Teil 122 auf, welcher
einen Gewindeschaft, welcher fest in die Koordinationslöcher passt,
wie auch einen Abschnitt besitzt, welcher sich von der äußeren Oberfläche der Überlappungsverbindung 116 erstreckt,
und einen äußeren Rand 124,
welcher verwendet wird, um die Außenführungsschienen auszurichten,
und eine Vertiefung 125 besitzt, welche verwendet wird,
um den Außenendeffektor 104 auszurichten.
Die Direktindexstifte 120 weisen auch einen reflektierenden
Kopf 126 auf, welcher sich mittels eines Gewindes mit dem Schaft
des hervorragenden Teiles 122 in Eingriff befindet. Der
reflektierende Kopf 126, welcher sich von der inneren Oberfläche der Überlappungsverbindung 116 nach
außen
erstreckt, weist ein reflektierendes Quadrat 128 auf, welches
verwendet wird, um den Innenendeffektor 108 auszurichten.
Das reflek tierende Quadrat weist eine Breite w parallel zu der Länge der Überlappungsverbindung 116 auf.
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Das
Mininietsystem 100 ermittelt relativ zu den Indexstiften 120,
welche in der Überlappungsverbindung 116 angebracht
sind, ein Positionsreferenzkoordinatensystem. Die Verwendung der
Indexstifte 120 erlaubt den Aufbau von lokalen Koordinatenpunkten,
um sowohl den Außenendeffektor 104 als
auch den Innenendeffektor 108 wieder auszurichten. Indem
die Endeffektoren periodisch wieder ausgerichtet werden, ist die
Wahrscheinlichkeit einer ungeeigneten Anordnung von Löchern und
Befestigungsmitteln aufgrund einer Entwicklung oder Störung entlang
der Überlappungsverbindung 116 deutlich
verringert. Es besteht auch durch das Ausrichten auf den Koordinationslöchern kein
Bedarf nach einer Spannvorrichtung, um die Endeffektoren auszurichten.
Die Verwendung einer Spannvorrichtung, würde die allgemeinen Vorteile,
welche durch das Ausrichten der Komponenten mit den Koordinationslöchern erzielt
werden, verringern.
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Außenführungsschienen:
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Die
Außenführungsschienen 102,
welche in 5 dargestellt sind, weisen eine
primäre
Schiene 130, eine sekundäre Schiene 132 und
eine Mehrzahl von Schienenverbindungen 134A–134C auf.
Die Schienenverbindungen 134A–134C sind jeweils
mit dem Keil 122 eines der Indexstifte 120 ausgerichtet. Dann
werden die Schienenverbindungen 134 mit der primären und
sekundären
Schiene 130 und 132 gekoppelt und verwendet, um
die primäre
und die sekundäre
Schiene 130 und 132 mit der Überlappungsverbindung 116 auszurichten.
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Die
primäre
Schiene 130 bzw. die sekundäre Schiene 132 hat
jeweils einen Rohrabschnitt 135A bzw. 135B für einen
gleitbaren Eingriff mit dem Außenendeffektor 104 wie
auch entsprechende erste und zweite Kontaktstandflächen 136A und 136B für einen Kontakt
mit der Überlappungsverbindung 116.
Die Rohrabschnitte 135A und 135B sind mechanisch
mit ihren entsprechenden Kontaktstandflächen 136A und 136B gekoppelt.
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Die
Standflächen 136A und 136B weisen jede
eine Mehrzahl von Ansätzen 138A–138F auf, wobei
sich jeder zu der Überlappungsverbindung 116 hin
erstreckt. Jeder der Ansätze 138A–F weist
ein Gewindeloch 140 auf, welches verwendet wird, um die
Schiene mit einem ihrer entsprechenden Schienenverbindungen 134A–C auszurichten.
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Vakuumsystem:
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Die
Kontaktstandflächen 136A und 136B, welche
in 5 dargestellt sind, weisen ein Vakuumsystem mit
einer Mehrzahl von Vakuumgeneratoren 144A–F auf. 6 ist
eine schematische Darstellung der Vakuumgeneratoren 144A–144C für die primäre Kontaktstandfläche 136A,
wobei jeder der Generatoren 144A–144C eine entsprechende
Vakuumpumpe 146A–146C,
ein entsprechendes Vakuummessinstrument 148A–148C und
einen Vakuumschalter 150A–150C aufweist. Die
Vakuumgeneratoren 144A–144C sind
vorzugsweise PIABTM-Generatoren (Teilenr.
X 10). Jeder der Vakuumgeneratoren 144A–144C steht in pneumatischer
Verbindung mit entsprechenden Gummidichtungsvakuumauflagen 152A–152C,
welche in 7 dargestellt sind und welche
auf einer Seite der Kontaktstandflächen 136A benachbart zu
den Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 ausbilden,
angeordnet sind. Die sekundäre
Kontaktstandfläche 136B weist
identische Vakuumpumpen 146D–146F, Vakuummessinstrumente 148D–148F und
Vakuumschalter 150D–150F wie
auch Vakuumauflagen 152D–152F auf.
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Die
Rohrabschnitte 135A und 135B sind hohl und befördern einen
unter Druck stehenden Luftstrom von ungefähr 130–145 kPa (90–100 psi).
Die Luft wird von den Rohrabschnitten 135A bzw. 135B über Luftabgriffe
(nicht dargestellt) zu den Vakuumgeneratoren 144A–144C bzw. 144D–144F der
primären
bzw. sekundären
Standfläche 136A bzw. 136B zugeführt. Der
positive Luftdruck, welcher durch die Rohrabschnitte 135A und 135B zugeführt wird,
dehnt sich in einer oder mehreren Öffnungen von Auslassdüsen (nicht
dargestellt) der Vakuumgeneratoren 144A–144F aus, wodurch
der Druck und die Wärmeenergie
in Bewegungsenergie umgesetzt wird. Der komprimierte Luftstrom erhöht eine
Geschwindigkeit schnell, während
die Temperatur der unter Druck stehenden Luft abnimmt, wobei eine
hohe Vakuumströmung
herbeigeführt
wird, wodurch ein Vakuum auf einer Ansaugseite der Vakuumpumpen 146A–146F erzeugt
wird. Sowohl die primäre
Schiene 130 als auch die sekundäre Schiene 132 sind
in derselben Weise verbunden und werden in derselben Weise betrieben,
wobei die Vakuumgeneratoren 144A–144F ein Vakuum in
entsprechenden Vakuumauflagen 152A–152F erzeugen. Die
Vakuumauflagen sind voneinander isoliert, so dass, wenn sich eine
der Auflagen 152A–152F löst, das
Vakuum in den verbleibenden Auflagen nicht beeinflusst wird.
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Wie
in 6 dargestellt ist, weist jeder der Vakuumgeneratoren 144A–144F eine
pneumatische Logikschaltung mit drei AND-Gattern 154A–154C und
drei Vakuumschaltern 150A–150C auf. Die Logikschaltung
verifiziert, dass ein Vakuum durch einen bestimmten Vakuumgenerator
erzeugt worden ist. Wenn die Vakuumauflagen 152A–152F ein
akzeptables Vakuumniveau erreicht haben, kreiert und sendet die
pneumatische Logikschaltung ein Signal, dass ein Vakuum vorhanden
ist, zu dem nächsten
Vakuumgenerator 144. Jede Logikschaltung verknüpft mittels "AND" das vorherige Vakuumsignal
mit dem momentanen Vakuumsignal und sendet es zu dem nächsten Vakuumgenerator 144.
Das Verfahren wird wiederholt, bis die gesamte Schiene überprüft worden
ist und das sich ergebende Signal zu der CPU 398 zur Verarbeitung
gesendet ist, was zu einer Warnanzeige oder zu einer E-Halt-Systemabschaltung
führt.
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Das
durch die Vakuumgeneratoren 144A–144F aufgebrachte
Vakuum muss ausreichend groß sein,
um die Außenführungsschienen 102 mit
der Überlappungsverbindung 116 zu
koppeln, während
es den Außenendeffektor 104 hält, wie es
in 5 dargestellt ist. Die Kopplungskraft bezüglich der
Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 bilden,
muss für
die Außenschienen 102 ausreichend
groß sein,
um eine Kraft von bis zu 3000 N (700 lbs.) zu übertragen, welche durch den
Außenendeffektor 104 während Befestigungsvorgängen auf
die Platten 110 ausgeübt
wird.
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Das
Vakuumsystem ermöglicht,
dass die Außenführungsschienen 102 vollständig gehalten
werden, ohne eine Haltespannvorrichtung zu benötigen. Dies ermöglicht,
dass das System 100 an irgendein zu bearbeitendes Teil
gebracht wird, auch wenn sich eine Verbindung in einem ungelegenen
Bereich befindet, welchem keine vorspannende oder große automatisierte
Maschinerie zugeführt
werden könnte. Da
die Außenschienen 102 mittels
Vakuum mit der Überlappungsverbindung 116 gekoppelt
sind, folgen die Außenschienen 102 auch
der Kontur der Platten, welche die Verbindung ausmachen, wobei der
Außenendeffektor
relativsenkrecht dazu gehalten wird. Da die Vakuumauflagen 152A–152F aus
Neopren oder Gummi hergestellt sind, werden darüber hinaus die Platten während der
Befestigungsvorgänge
nicht beschädigt.
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Die
entfernbaren Schienenverbindungen 134A–134C weisen Aufnahmen 156A–156C auf,
um einen Keil 122 eines entsprechenden Indexstifts 120 in
Eingriff zu bringen. Wenn sich einmal eine der Aufnahmen 156A–156C mit
dem Keil in Eingriff befindet, positioniert sie die Schienenverbindung 134 an
geeigneten x-, y-Koordinaten relativ zu der Überlappungsverbindung 116.
Wie in 5 dargestellt ist, weist die Schienenverbindung 134B,
wie jede der Schienenverbindungen 134A–134C, zwei per Hand festgezogene
Bolzen 158A und 158B auf, welche sich mittels
Gewinde mit den Gewindelöchern 140 in den
Ansätzen 138B und 138E der
primären
Schiene 130 bzw. der sekundären Schiene 132 in
Eingriff befinden. Die Bolzen 158A und 158B ordnen
die primäre
Schiene 130 und die sekundäre Schiene 132 geeignet
entlang der X-Achse an. Wenn sich einmal entsprechende Bolzen von
einer anderen Schiene mit ihren entsprechenden Ansätzen in
Eingriff befinden, sind die primäre
Schiene 130 und die sekundäre Schiene 132 auch
entlang der y-Achse
ausgerichtet.
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Die
Anordnung der Außenführungsschienen 102 erlaubt,
dass sie vollständig
durch die Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 bilden, gehalten
werden, wobei die Koordinati onslöcher 142 als
Referenzpunkte verwendet werden. Die Schienenverbindungen 134A–134C sind
mit ihren entsprechenden Koordinationslöchern ausgerichtet, wobei der
Keil 122 des Indexstifts 120 verwendet wird. Die Schienenverbindungen 134A 134C werden
dann an der primären
Schiene 130 und der sekundären Schiene 132 befestigt,
wobei Einrichtungen, d. h. die Koordinationslöcher, der Platten 110 als
die einzigen Ausrichtungsmittel der Außenschienen 102 zu
der Überlappungsverbindung 116 verwendet
werden. Danach wird das Vakuum aufgebracht, was bewirkt, dass die
Außenschienen 102 und
der Außenendeffektor 104 vollständig durch
die Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 bilden,
gehalten werden.
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Außenendeffektorhilfssystem
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Das
Außenendeffektorhilfssystem 104 weist, wie
es in 8A–8E dargestellt
ist, eine Außenendeffektoreingriffsanordnung
auf, um den Außenendeffektor 104 anzuheben
und damit sich der Außenendeffektor 104 gleitend
auf den Außenschienen 102 in
Eingriff befindet. Der Außenendeffektor 104 weist auch
eine Außenwerkzeugpositionierungsanordnung auf,
um modulare Komponenten, wie Bohrer und Befestigungsmittel, relativ
zu den Indexstiften 120 anzuordnen. Die Außenwerkzeugpositionierungsanordnung
weist eine äußere Positionserfassungshilfsanordnung
auf, um die Indexstiften 120 zu erfassen und die von dem
Außenendeffektor 104 von
der letzten Ausgangsposition zurückgelegte
Entfernung zu messen. Die Außenwerkzeugpositionierungsanordnung weist
auch eine Außenendeffektorantriebshilfsanordnung,
um den Außenendeffektor 104 entlang
der x-Achse auf
den Außenführungsschienen 102 zu
bewegen, und eine Druckfußhilfsanordnung 236 auf, um
die Überlappungsverbindung an
dem Bereich, an welchem ein Befestigungsvorgang stattfinden soll, festzuklemmen.
Der Außenendeffektor 104 weist darüber hinaus
eine Modulbewegungshilfsanordnung 250 auf, um ein Bohr/Absenkungsmodul
und ein Niettreib-/Befestigungsmittelzufuhrmodul
anzuordnen.
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Außenendeffektoreingriffsanordnung:
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Die
Außenendeffektoreingriffsanordnung weist,
wie in 8A und 8D dargestellt
ist, einen primären
Griff 200 und einen sekundären Griff 202 auf,
welche von einer Bedienperson verwendet werden, um den Außenendeffektor 104 auf
die primäre Schiene 130 und
die sekundäre
Schiene 132 zu heben.
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Die
Außeneingriffsanordnung
weist auch ein primäres
Greifertragesystem 204 und ein sekundäres Greifertragesystem 206 auf,
wie es in 8D dargestellt ist, damit der
Außenendeffektor 104 irgendwo
entlang der Länge,
d. h. der x-Achse, der Außenführungsschienen 102 angebracht
oder davon entfernt werden kann. Ein primärer Schwenkarm 208 des
primären
Tragesystems 204 wird auf der primären Schiene 130 durch
einen primären
Druckluftzylinder bzw. Luftzylinder 212 geöffnet oder
geschlossen, wie es in 8D dargestellt ist. Auf dieselbe
Weise wird ein zweiter Schwenkarm 210 des zweiten Tragesystems 206 auf
der sekundären
Schiene 132 durch einen sekundären Druckluftzylinder 214 geöffnet oder
geschlossen, wie es in 8C dargestellt ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform kann
der primäre
und der sekundäre
Schwenkarm 208 und 210 geschlossen verriegelt werden,
um zu verhindern, dass der Außenendeffektor 104 von
den Außenführungsschienen 102 fällt, wenn
die Einheit einen Druckluftverlust erfährt. Dies wird bewerkstelligt,
indem ein Verriegelungsdruckluftzylinder (nicht dargestellt) verwendet' wird, um einen Werkzeugstift (nicht
dargestellt) durch den primären
bzw. sekundären
Arm 208 bzw. 210 und den Hauptkörper 216 des Außenendeffektors 104 zu
bewegen. Der Werkzeugstift verhindert ein Öffnen der Schwenkarme, wenn ein
Druckverlust auftritt. Ein optionaler Druckknopf (nicht dargestellt),
welcher auf dem Hauptkörper
angeordnet ist, ermöglicht
der Bedienperson, den Verriegelungsdruckluftzylinder auf Wunsch
zu bedienen.
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Außenendeffektor-Werkzeugpositionierungsanordnung:
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Außenpositionserfassungshilfsanordnung:
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Die
Außenpositionserfassungshilfsanordnung
weist, wie in 8A dargestellt ist, einen Ausgangspositionssensor 218 und
einen Endaußenpositionsencoder 220 auf.
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Der
Ausgangspositionssensor 218, welcher in 8A dargestellt
ist, ist vorzugsweise ein Annäherungssensor.
Wenn es durch die CPU 398 angefordert wird, erfasst der
Ausgangspositionssensor 218 die Aussparung 125 innerhalb
des Keils 122 des ausgewählten Indexstiftes 120,
an welchem sich ausgerichtet werden soll, und ermittelt sein x,
y-Koordinatensystem basierend auf dem in der Nähe erfassten Indexstift 120,
d. h. er richtet sich wieder daran aus. Wenn an einem Flugzeugrumpf
gearbeitet wird, fordert das Steuersystem 144 vorzugsweise
den Ausgangspositionssensor 218 auf, einen Indexstift 120 entlang
des Rumpfes an jedem Raumabteil des Rumpfes zu lokalisieren, d.
h. sich wieder auszurichten, wobei ein Raumabteil durch zwei Rahmen
des Flugzeugrumpfes definiert ist. Indem sich an jedem Raumabteil
wieder ausgerichtet wird, können
Ungenauigkeiten entweder aufgrund einer von durch Befestigungsmitteln
verursachten Entwicklung des Materials oder aufgrund einer Temperaturänderung
wesentlich verringert werden. Daher kann der Außenendeffektor 104 einen
hohen Grad einer Positionierungsgenauigkeit aufrechterhalten, indem
seine Ausrichtung periodisch basierend auf derselben Struktur der
Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 bilden
und welche den Außenendeffektor 104 halten,
wieder kalibriert wird.
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Der
Endaußenpositionsencoder 220 umfasst,
wie es in 8A und 8B dargestellt
ist, eine Mehrzahl von ersten Rädern 222A–222C,
welche sich oberhalb und unterhalb der primären Schiene 130 in
Eingriff befinden. Die ersten Rädern 222A–222C bewegen
sich, wenn sich der Außenendeffektor 104 relativ
zu der primären
Schiene 130 bewegt. Der Außenencoder 220 arbeitet
in einem geschlossenen Regelsystem, welches die Position des Außenendeffektors 104 dem
Steuersystem 114 relativ zu der letzten Ausgangsposition
meldet.
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Antriebshilfsanordnung des Außenendeffektors:
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Die
Antriebshilfsanordnung des Außenendeffektors
zum Bewegen des Außenendeffektors 104 entlang
der x-Achse auf den Außenführungsschienen 102 weist,
wie es in 8C und 8D dargestellt
ist, ein erstes Friktionsantriebsrad 224 und einen ersten
Friktionsdruckluftzylinder 226 auf, um das erste Friktionsantriebsrad 224 mit
der primären Schiene 130 in
Eingriff zu bringen. Das erste Friktionsantriebsrad 224 wird
durch einen x-Achsenstellmotor 228, welcher den Außenendeffektor 104 entlang
der x-Achse antreibt, gedreht. Da das erste Friktionsantriebsrad 224 weder
Getriebe noch Zähne aufweist,
tritt keine Beschädigung
der Überlappungsverbindung 116 oder
des Mininietsystems 100 auf, wenn der Außenendeffektor 104 auf
ein Hindernis stößt, während er
sich entlang der x-Achse bewegt. Anstatt dass ein Motor ausbrennt
oder Komponenten "abgekaut
werden", dreht sich
das erste Friktionsantriebsrad 122 einfach an Ort und Stelle,
ohne irgendeine Beschädigung
zu verursachen. Der Außenencoder 220 berichtet
den Ort des Außenendeffektors 104 dem
Steuersystem 114, welches wiederum den x-Achsenstellmotor 228 deaktiviert,
wenn eine gekennzeichnete Position erreicht ist.
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Hilfsanordnungen des Druckfußes:
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Die
Hilfsanordnung 230 des Druckfußes, welche in 8C–8E, 9A und 9B dargestellt
ist, bringt einen festklemmenden Druck auf einen relativ kleinen
Bereich der Überlappungsverbindung 116 auf,
um Befestigungs- und Bohrvorgänge
zu unterstützen.
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Die
Hilfsanordnung 230 des Druckfußes weist eine Porthole-Klemmvorrichtung 232 auf,
welche in 9A dargestellt ist und welche
eine Öffnung 234 aufweist,
welche derart ausgelegt ist, dass eine Durchführung einer Bohr-, Absenkungs-
oder Befestigungsvorrichtung ermöglicht
wird. Die Porthole-Klemmvorrichtung 232 wird
gegen einen relativ kleinen Bereich der Überlappungsverbindung 116 gepresst,
um um einen zu bohrenden und zu befestigenden Bereich herum einen
Druck auszu üben.
Vorzugsweise besteht die Porthole-Klemmvorrichtung 232 aus
Stahl, welcher mindestens bis Rc 65 gehärtet und bis 16 Rhr oder glatter
poliert ist, um Kratzer an den Platten 110 während eines
Einklemmens zu verhindern.
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Der
Druckfuß 230 weist
auch einen U-förmigen
Rahmen 235, welcher in 8E und 9B dargestellt
ist, auf. Ein unterer Arm 238 des Rahmens 236 ist
mit der Porthole-Klemmvorrichtung 232 gekoppelt. Ein Mittelgestänge 242 koppelt
flexibel ein Ende eines oberen Arms 240 und ein Ende des
unteren Arms 238. Das Mittelgestänges 242 weist ein Verbindungselement 244,
welches in einem physischen Kontakt mit einem Klemmdruckluftzylinder 246 steht,
auf. Wenn der Klemmdruckluftzylinder 246 ausgezogen ist,
sind das Mittelgestänge 242 und
der U-förmige
Rahmen 236 ausgezogen, wodurch ein Druck zwischen den Außenendeffektor 104 und
die Überlappungsverbindung 116 aufgebracht
wird.
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Ein
Sensor 248, welcher in 9B dargestellt
ist, ist geeignet, Einklemmkräfte,
welche auf die Überlappungsverbindung 116 aufgebracht
werden, von bis zu 3000 N (700 lbs) zu erfassen. Vorzugsweise ist
der Druckfuß 230 mittels
der Porthole-Klemmvorrichtung 232 in
der Lage, einen manuell einstellbaren Einklemmdruck in einem Bereich
von 100–500 lbs
bereitzustellen. Für
optimale Ergebnisse, wird ein Druck von 300 lbs aufgebracht. Darüber hinaus
liegt die Haltezeit der Klemmvorrichtung 232 bei einer
bevorzugten Ausführungsform
vor einem Bohren zwischen 1 und 20 Sekunden.
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Indem
ein Einklemmdruck auf einen lokalen Bereich während des Rohrens aufgebracht
wird, tritt kein Abgraten zwischen den Platten 110 der Überlappungsverbindung 116 auf.
Wenn ein innerer Grat erzeugt und verbleiben würde, würde er die Dauerfestigkeit
der Platten 110 stark verringern. Darüber hinaus fallen keine Späne oder
Stückchen
zwischen die Platten 110 der Überlappungsverbindung 116.
Daher müssen
die Platten 110 nicht demontiert, gefeilt/entgratet, gesäubert, abgedichtet
und dann wieder montiert werden, wie es früher erforderlich war. Die Vermeidung
dieser Schritte bedeutet eine wesentliche Ersparnis bezüglich Zeit
und Kosten. Darüber
hinaus ist die Verwendung eines Einklemmsystems, welches an den
zu montierenden Teilen/Platten 110, welche zusammengebaut
werden, angebracht ist, einzigartig und ermöglicht ein viel flexibleres
Einklemmsystem.
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Die
Hilfsanordnung 230 des Druckfußes, welche in 8E dargestellt
ist, bewegt sich durch einen Klemmvorrichtungsdruckluftmotor 248 und eine
Klemmvorrichtungskugelgewindespindel 250 entlang der y-Achse
von Nietreihe zu Nietreihe entlang der Breite der Überlappungsverbindung 116.
Die Position der Hilfsanordnung 230 wird durch eine LVDT-Positionsmessvorrichtung 251 bestimmt,
welche mit dem Druckfuß 230 verbunden
ist, wie es in 9A dargestellt ist. Das Steuersystem 114 liest ein
Signal, welches durch die Vorrichtung 251 erzeugt wird,
um die Position der Porthole-Klemmvorrichtung 232 zu überprüfen. Wenn
sich die Klemmvorrichtung 232 außerhalb einer Position befindet, wird
ein Druckluftventil (nicht dargestellt) betätigt, um den Klemmvorrichtungsdruckluftmotor 248 anzutreiben,
welcher dann die Klemmvorrichtung 232 in die richtige Position
bewegt.
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Modulbewegungshilfsanordnung:
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Der
Außenendeffektor 104 verwendet
die Modulbewegungsanordnung 250, welche in 8C–8E dargestellt
ist, um eine Maschinenachse eines Bohr-/Absenkungsmoduls 252 oder
eines Niettreib-/Befestigungsmittelzufuhrmoduls 254 mit
der Öffnung 234 der
Porthole-Klemmvorrichtung 232 und dem Abschnitt oder dem
Bereich der zu befestigenden Überlappungsverbindung 116 auszurichten.
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Die
Modulbewegungsanordnung 250 weist einen äußeren Modulwagen 256 auf,
welcher sich gleitend mit dem Hauptkörper 216 des Außenendeffektors 104 entlang
eines linearen Lagers 258 in Eingriff befindet. Ein Modulstellmotor 260 bewegt
das Bohr-/Absenkungsmodul 252 und das Niettreib-/Befestigungsmittelzufuhrmodul 254 von
einer Position, in welcher das Bohr-/Absenkungsmodul 252 ausgerichtet
war, um zu arbeiten, zu einer Position, in welcher das Niettreib-/Befestigungsmittelzufuhrmodul 260 ausgerichtet
ist, um zu arbeiten, von Reihe zu Reihe entlang einer ausgewählten Spalte
von Nieten.
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Bohr-/Absenkungsmodul:
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Das
Bohr-/Absenkungsmodul 252, welches in 8A–8E dargestellt
ist, bereitet eine Position oder einen Bereich der Überlappungsverbindung 116 für eine Aufnahme
eines Befestigungsmittels vor, indem ein Loch an der Position gebohrt
oder angesenkt wird. Das Bohrmodul 252 weist eine Bohreinheit 262 auf,
welche pneumatisch angetrieben und austauschbar ist. Die Bohreinheit 262 kann
mit einer Einheit einer anderen Grö ße ausgetauscht werden, indem
sie aus einer Bohrhalterung 264 entfernt wird, welche horizontal
befestigt und vertikal relativ zu dem äußeren Wagen 256 der
Modulbewegungsanordnung 250 bewegbar ist. Die Bohreinheit 262 wird
von der Bohrhalterung 264 entfernt, indem ein Schnelllösebohrknopf 266 aufgeschraubt
wird, wie es in 8A dargestellt ist.
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Die
Bohreinheit 262 dreht einen integralen Bohr- und Versenkbohrer 268,
wie es in 8C und 8E dargestellt
ist. Der integrale Bohr- und Versenkbohrer 268 ermöglicht,
dass die Position der Überlappungsverbindung 116 mit
einem Durchzug der Bohreinheit 262 sowohl gebohrt als auch
angesenkt wird.
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Das
Bohr-/Absenkungsmodul 252 weist darüber hinaus einen ersten bzw.
zweiten pneumatisch betriebenen Druckluftzylinder 270 bzw. 272 zum
Versenken eines Bohrers auf, welcher mit dem äußeren Wagen 256 der
Modulbewegungsanordnung 250 und der Bohrhalterung 264 verbunden
ist, um die Bohreinheit 262 entlang der z-Achse senkrecht
zu der Überlappungsverbindung 116 zu
bewegen. Das Bohrmodul 252 weist einen Halt 274 auf,
um die Bewegung des integralen Bohr- und Versenkbohrers 268 in
die Überlappungsverbindung 116 zu
begrenzen, um für
die erwünschte
Absenkungstiefe zu sorgen. Der Halt 274 wirkt auch störungssicher,
wobei ein Überdrehen
des Bohr- und Versenkbohrers 268 in der Überlappungsverbindung
verhindert wird. Ein Boelube-Vorratsbehälter 275, welcher
in 8A und 8C dargestellt
ist, sorgt für
ein Schmiermittel während
des Bohrverfahrens, um die Lochqualität zu erhöhen und die Betriebsdauer des
Bohr- und Versenkbohrers 268 zu verlängern.
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Niettreib-/Befestigungsmittelzufuhrmodul:
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Das
Niettreib-/Befestigungsmittelzufuhrmodul 254, welches in 8A–8E dargestellt
ist, lädt
einen Niet/ein Befestigungsmittel in ein Loch, welches durch das
Bohrmodul 252 gebohrt ist und bringt dann den Niet in dem
Loch in einer Weise auf, welche ein hohes Maß an Genauigkeit sicherstellt, wobei
eine Nacharbeit vermieden wird.
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Das
Nietmodul 284 weist eine Niettreibeinheit 276 auf,
welche pneumatisch angetrieben und austauschbar ist. Die Niettreibeinheit 276 kann
mit einer anderen Treibeinheit ausgetauscht werden, wodurch das
Nietmodul 254 verschiedene Befestigungsmittelanforderungen
erfüllen
kann. Der Austausch der Treibeinheiten wird bewerkstelligt, indem die
Niettreibeinheit 276 aus einer Niettreibhalterung 278 entfernt
wird, welche horizontal befestigt ist und vertikal relativ zu dem äußeren Wagen 256 der
Modulbewegungsanordnung 250 gleitbar ist, und indem sie
durch eine neue Nieteinheit ersetzt wird. Die Niettreibeinheit 276 wird
aus der Niettreibhalterung 278 entfernt, indem ein erster
bzw. zweiter Schnelllösenietknopf 280A bzw. 280B losgeschraubt
wird, wie es in 8A dargestellt ist.
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Das
Nietmodul 254 weist darüber
hinaus einen ersten bzw. zweiten pneumatisch betriebenen Plunger 282 bzw. 284 zum
Setzen eines Niets auf, wie es in 8D dargestellt
ist, welcher sowohl mit der Niettreibhalterung 278 als
auch mit einem zylindrischen Abschnitt 279 des äußeren Wagens 252 gekoppelt
ist, um die Nieteinheit 276 entlang der z-Achse zu bewegen.
Die Niettreibeinheit 276 treibt einen Niettreibkopf (nicht dargestellt),
welcher verwendet wird, um einen Kopf des Niets zu schlagen, wodurch die
Deformationen/das Aufbringen des Niets erfolgt. Der erste und zweite
Plunger 282 und 284 zum Setzen eines Niets setzen
den Niettreibkopf gegen den Kopf des aufzubringenden Niets.
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Das
Nietmodul 254 weist auch ein Befestigungsmittelzufuhrmodulsystem
auf. Eine Mehrzahl von Nieten wird sortiert und durch eine vibrierende Wanne 286,
wie es in 15 dargestellt ist, eingereiht
und pneumatisch (wobei Druckluft verwendet wird) dem Nietmodul über Zufuhrleitungen 288A und 288B zugeführt.
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Die
durch die Nietzufuhrleitungen 288A und 288B angelieferten
Nieten werden einem Satz von Befestigungsmittelzufuhrfingern 290 zugeführt, wie es
in 8E, 10A und 10B dargestellt
ist. Die Nietfinger 290 werden pneumatisch betrieben, um
den Niet zu halten, während
er in das zu befestigende Loch eingeführt wird.
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Wie
in 10A und 10B dargestellt
ist, weisen die Zufuhrfinger 290 eine kreisförmige Struktur 291 mit
einer inneren Öffnung
auf, wobei vier Finger 292A–292D an einer entsprechenden
Seite der inneren Öffnung
der kreisförmigen
Struktur 291 angebracht sind. Die Zufuhrfinger 290 senken
den Niet in das zu befestigende Loch, wobei der erste bzw. zweite
pneumatisch aufsitzende Plunger 282 bzw. 284 verwendet
wird.
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Schnittstellen:
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Der
Außenendeffektor 104 weist
auch eine Mehrzahl von elektrischen und pneumatischen Schnittstellen
auf. Zum Beispiel" ist
eine Mehrzahl von pneumatischen und elektrischen Verbindungen an
Bodenverbindern 294, welche in 8D und 8E dargestellt
sind, angeordnet. Die pneumatischen Bodenverbinder 294 führen Luft
zu den Druckluftzylindern und pneumatischen Niet- und Bohreinheiten,
welche vorab diskutiert sind. Die elektrische Gruppe der Bodenverbinder 294 führt Energie
zu den vorab diskutierten Stellmotoren mittels eines elektrischen
Betriebskastens 296, welcher in 8A dargestellt
ist. Vorzugsweise sind die Bodenverbinder Schnell-Trennkupplungen,
wodurch der Außenendeffektor 104 einfach
bewegt, gewartet und montiert werden kann.
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Innenführungsschienen:
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Die
Innenführungsschienen 106,
welche in 11 dargestellt sind, sind auf
der inneren Oberfläche
der Überlappungsverbindung 116 angeordnet. Die
Innenführungsschienen 106 halten
den Innenendeffektor 108 und übertragen Kräfte, welche
durch den Innenendeffektor 108 während Befestigungsvorgängen auf
den Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 ausbilden,
erzeugt werden.
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Die
Innenführungsschienen 106 weisen
eine obere Schiene 300 und eine untere Schiene 302 auf. Sowohl
die obere als auch die untere Schiene 300 und 302 weisen
einen oberen und einen unteren Rohrabschnitt 304A und 304B zum
gleitbaren Eingriff mit dem Innenendeffektor 108 auf. Die
obere und die untere Schiene 300 und 302 weisen
einen oberen und einen unteren Strebenabschnitt 306A und 306B auf,
welche mechanisch mit dem entsprechenden Rohrabschnitt 304A und 304B gekoppelt
sind. Der obere bzw. der untere Strebenabschnitt 306A bzw. 306B ist
mit einer Mehrzahl von oberen bzw. unteren Befestigungshalterungen 308A–308C bzw. 310A–310C gekoppelt,
wie es in 11 dargestellt ist.
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Befestigungshalterungen:
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Wie
in 11 dargestellt ist, hängt die obere Führungsschiene 300 durch
die oberen Befestigungshalterungen 308A–308C, indem die Halterungen 308A–308C an
einem Merkmal haken, welches vorab mit der inneren Oberfläche der
Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 ausbilden, gekoppelt
ist. In einer ähnlichen
Weise steht die untere Führungsschiene 302 auf
den Befestigungshalterungen 310A–310C. Bei einer Ausführungsform, welche
in 11 dargestellt ist, wird das vorliegende System
in einem Flugzeugrumpfabschnitt eingesetzt, wobei die Merkmale eine
Mehrzahl von Stringern 311 umfassen, welche horizontal
mit Abständen
entlang der inneren Oberfläche
der Platten 110 angeordnet sind und durch eine Mehrzahl
von Rahmen 312, welche die Raumabteile innerhalb des Rumpfabschnitts definieren,
geteilt werden.
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Die
Befestigungshalterungen 308A–308C und 310A–310C werden
hinter einen T-förmigen
Abschnitt der Stringer und neben einem der Rahmenteile 312 gehakt.
Wie in 11 dargestellt ist, sind die Befestigungshalterungen 308A–308C und 310A–310C jeweils
mit entsprechenden kreisförmigen
Platten 314A–314F und 315A–315F an
die Stringer 311 geklemmt, welche ei ne Fläche der
Stringer 311 und entsprechende Haken 316A–316F und 317A–F berühren, welche
hinter den T-Abschnitt der Stringer 311 reichen. Entsprechende
Hebel 318A–318F und 319A–319F ziehen
die kreisförmigen
Platten 314A–314F, 314A–315F und
die Haken 316A–316F, 317A–317F zusammen,
um sowohl die obere als auch die untere Führungsschiene 300 und 302 an
ihren entsprechenden Stringern 311 zu verriegeln.
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Die
Befestigungshalterungen 308A–308C und 310A–310C,
welche in 11 dargestellt sind, bringen
die Innenführungsschienen 106 an
der inneren Oberfläche
der Platten 110 oder Zelle, welche die Überlappungsverbindung 116 ausbilden,
an. Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind die Stringer 311 und Rahmenteile 312 durch
die Koordinationslöcher ausgerichtet.
Daher profitieren die Innenführungsschienen 106 von
den selbst ausrichtenden Merkmalen, welche mit den Plattenaußenschichten 110 und wiederum
mit der Überlappungsverbindung 116 gekoppelt
sind und werden ohne das Erfordernis nach einer außen gehaltenen
Spannvorrichtung mit der Überlappungsverbindung
ausgerichtet.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
können
die Befestigungshalterungen 308A–308C und 310A–310C in
der Länge
veränderbar
oder in der Länge
einstellbar sein, um an unregelmäßige Merkmale,
welche auf der inneren Oberfläche
der Platten 110 gekoppelt sind, angebracht werden zu können. Wenn
die innere Oberfläche
keine Merkmale aufweist, dann können
die vorab beschriebenen Vakuumgeneratoren und Auflagen verwendet
werden, um die Befestigungshalterungen 308A–308C und 310A–310C zu
ersetzen.
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Die
Anordnung der Innenführungsschienen 106 ermöglicht,
dass ein Endeffektor innerhalb eines Rumpfes oder eines anderen
beschränkten
Bereiches montiert werden kann, welcher normalerweise keine Spannvorrichtung
oder keinen großen
Mechanismus halten kann, der erforderlich ist, um dieselbe Aufgabe
zu bewerkstelligen.
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Innenendeffektor
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Der
Innenendeffektor 108, welcher in 12A und 12B dargestellt ist, weist eine Innenendeffektoreingriffanordnung,
damit der Innenendeffektor 108 entlang der Innenführungsschienen 106 gleiten
kann, eine innere Werkzeugpositionierungsanordnung, um die Haltemodule
entlang einer x'-Achse
(parallel zu den Innenführungsschienen 106)
relativ zu den Indexstiften 120, welche in die Überlappungsverbindung 116 eingeführt sind,
genau zu positionieren, und eine Drehwagenanordnung auf, um die Gegenhaltestabmodule
entlang einer y-Achse
(senkrecht zu den Innenführungsschienen 106)
relativ zu den Indexstiften 120 zu bewegen.
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Eingriffanordnung:
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Die
Innenendeffektoreingriffanordnung weist vier innere Standardhalterungen 320A–320D auf,
wie in 12A und 12B dargestellt
ist. Der Innenendeffektor 108 ist auf das äußere Ende
der Innenführungsschienen 106 geladen,
indem die Innenführungsschienen 106 in
den Bereich, welcher durch die Standardhalterungen 320A–320D definiert
ist, geschnitten sind. Indem der Innenendeffektor 108 auf diese
Weise an den Innenführungsschienen 106 verriegelt
ist, ist der Innenendeffektor 108 betriebssicher und bezüglich des
Gewichts viel leichter als eine Einheit, welche an Ort und Stelle
mit Druckluftzylindern verriegelt ist.
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Werkzeugpositionierungsanordnung:
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Die
Werkzeugpositionierungsanordnung weist eine innere Positionsserfassungshilfsanordnung
und eine Innenendeffektorantriebshilfsanordnung 336 auf.
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Innere Positionserfassungshilfsanordnung:
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Die
innere Positionserfassungshilfsanordnung, welche in 12B dargestellt ist, weist einen inneren Ausgangssensor 322 mit
einem ersten und einem zweiten Helium-Neon-Laser 324A und 324B und
entsprechende erste und zweite ladungsgekoppelte Schaltungen (CCDs) 326A und 326B auf.
Der erste und der zweite Laser 324A und 324B werden zu
dem reflektierenden Quadrat 128 der Indexstifte 120 gerichtet
und ihre Strahlen sind parallel und um einen Abstand beabstandet,
welcher geradeso kurz wie die Breite des reflektierenden Quadrats 128 zwischen
1 und 5 mm, vorzugsweise 3 mm, ist. Dementsprechend ist der Innenendeffektor 108,
wenn der Innenendeffektor entlang der Länge der Überlappungsverbindung 116 bewegt
wird und sowohl die erste als auch die zweite CCD 326A und 326B gleichzeitig
ihre entsprechenden Laserstrahlen lesen, welche durch das reflektierende
Quadrat 128 reflektiert werden, auf eine Nullposition auf
dem x', y'-Koordinatensystem,
welches die innere Oberfläche
der Überlappungsverbindung 116 definiert,
ausgerichtet. Vorzugsweise wird die Bestimmung, dass der Innenen deffektor 108 ausgerichtet
worden ist, durch das Steuersystem 114 vorgenommen.
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Die
innere Positionserfassungshilfsanordnung weist auch einen inneren
Endpositionsencoder 328 auf, welcher in 12B dargestellt ist und welcher die Entfernung Δx', welche sich der
Innenendeffektor 108 entlang der Innenführungsschienen 106 von
der zuletzt gemessenen Ausgangspositionen entlang bewegt hat, erfasst,
wie es durch die Indexstifte 120 definiert ist.
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Der
innere Encoder 328, welcher in 12A und 12B dargestellt ist, weist einen zweirädrigen Detektor 330 auf,
der sich relativ zu der oberen Führungsschiene 130 bewegt,
wobei die Anzahl der Umdrehungen und damit die von dem Detektor 330 zurückgelegte
Entfernung durch ein Signal dem Steuersystem 114 angezeigt
wird und verwendet wird, um die Position des Innenendeffektors 108 zu
bestimmen. Wie in 12A und 12B dargestellt
ist, befindet sich der zweirädrige
Detektor 330 mit der oberen Schiene 300 in Eingriff,
wobei ein Druckluftzylinder 332 des Detektors verwendet
wird, welcher, wenn er aktiviert ist, einen Arm 334 schwenkt,
damit sich der zweirädrige
Detektor 330 gegen die obere Schiene 300 bewegt.
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Antriebshilfsanordnung des Innenendeffektors:
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Die
Antriebshilfsanordnung 336 des Innenendeffektors, welche
in 12A dargestellt ist, bewegt den Innenendeffektor 108 entlang
der inneren Führungsschienen 106.
Die innere Antriebshilfsanordnung 336 weist ein inneres
Friktionsantriebsrad 338 auf, welches durch einen Stellmotor 340 für die x'-Achse angetrieben wird. Die Verwendung
des inneren Friktions antriebrades 338 vermeidet Probleme,
welche auftreten, wenn ein Getriebe oder Zähne verwendet werden. Wenn
der Innenendeffektor 108 einem Hindernis begegnet, dreht
sich das innere Friktionsantriebsrad 338 einfach an Ort
und Stelle, ohne eine" Beschädigung des
Innenendeffektors 108 oder der inneren Führungsschiene 106 zu
bewirken.
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Das
innere Friktionsantriebsrad 338 befindet sich durch einen
zweiten Antriebsdruckluftzylinder 342 in Eingriff mit der
oberen Schiene 300, welcher, wenn er aktiviert ist, einen
Antriebsarm 344 schwenkt, was bewirkt, dass sich das innere
Friktionsrad 338 gegen die obere Schiene 300 nach
oben bewegt.
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Drehwagenanordnung:
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Die
Drehwagenanordnung des Außenendeffektors 108 dreht
einen linken (LH) Gegenhaltestab 350 und einen rechten
(RH) Gegenhaltestab 352, wie es in 12B dargestellt
ist, relativ zu einem inneren Rahmen 354 und der oberen
bzw. unteren Führungsschiene 300 bzw. 302.
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Gegenhaltestabmodule:
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Die
Drehwagenanordnung weist ein linkes (LH) Gegenhaltestabmodul 356 und
ein rechtes (RH) Gegenhaltestabmodul 358 auf, wie es in 12A und 12B dargestellt
ist.
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Sowohl
das linke (LH) Gegenhaltestabmodul 356 als auch das rechte
(RH) Gegenhaltestabmodul 358 weisen einen linken (LH) bzw.
rechten (RH) Schnelllöseknopf 360A bzw. 360B auf,
wie es in 12A dargestellt ist, welche
ermöglichen,
dass die zwei Gegenhaltestäbe
einfach mit Gegenhaltestäben
ausgetauscht werden, welche Gegenhalteformen von verschiedenen Formen,
Größen und
Materialien, welche für
eine bestimmte Aufgabe geeignet sind, aufweisen. Durch diese Anordnung
können
die Gegenhaltestäbe
fliegend gewechselt werden.
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Darüber hinaus
weisen das linke (LH) Gegenhaltestabmodul 356 und das rechte
(RH) Gegenhaltestabmodul 358 einen linken (LH) sich zurückziehenden/verlängernden
Zylinder 362A bzw. rechten (RH) sich zurückziehenden/verlängernden
Zylinder 362B auf. Der linke (LH) und der rechte (RH) sich
zurückziehende/verlängernde
Zylinder 362A und 362B werden pneumatisch angetrieben
und bewirken, dass sich der linke (LH) Gegenhaltestab 350 bzw. rechte
(RH) Gegenhaltestab 352 entlang der Z'-Achse
senkrecht zu der Überlappungsverbindung 116 auf
der inneren Oberfläche
der Platten 110 bewegt.
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Vorsprungssensor:
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Das
linke (LH) bzw. das rechte (RH) Gegenhaltestabmodul 356 bzw. 358 weist
auch einen linken (LH) Vorsprungssensor 364A bzw. einen
rechten (RH) Vorsprungssensor 364B auf, wie es in 12A, 12B und 13A–C
dargestellt ist, welcher verwendet wird, um die Länge des
Schaftes eines Niets 372, welche von der inneren Oberfläche der Überlappungsverbindung 116 hervorragt,
zu messen.
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Das
linke (LH) und das rechte (RH) Gegenhaltestabmodul 356 und 358 bewegen
den entsprechenden linken (LH) und rechten (RH) Gegenhaltestab 350 und 352 entlang
der z'-Achse zu
drei Grundpositionen. Bei einer ersten Position ist der linke (LH) und
der rechte (RH) Gegenhaltestab 350 bzw. 352 vollständig zurückgezogen,
um sich von behindernden Merkmalen, welche auf der inneren Oberfläche der
Platten 110 angebracht sind, fern zuhalten, wodurch der
Innenendeffektor 108 einen Bewegungsfreiraum bekommt. Bei
der zweiten Position, welche in 13A dargestellt
ist, ist eines der Gegenhaltestäbe 350 und 352 gegen
die innere Oberfläche
der Platten 110 vor und während eines Bohrvorgangs gegen
einen zu befestigenden Bereich geklemmt. Während dieses Vorgangs messen
die Vorsprungssensoren 364A und 364B eine Entfernung
(d1) von einer ortsfesten Sensorkomponente 368A und 368B.
Bei der dritten Position wird eines der Gegenhaltestäbe 350 und 352 gegen
einen Schaft 366 eines Niets 372, welcher in das
neu gebohrte Loch eingeführt
ist, welches verwendet wird, um die Stellung der Überlappungsverbindung 116 zu
befestigen, getrieben. Dabei misst der Vorsprungssensor 364A eine
Entfernung (d2) von der ortsfesten Sensorkomponente 368A.
Die zwei Werte (d1) und (d2) werden zu dem Steuersystem 114 gesendet,
welches diese Information verarbeitet, um die Länge des Schaftes 366 zu bestimmen,
welcher von der inneren Oberfläche
hervorragt. Die Länge
des Schaftes 366 wird mit einem Tabellenwert von Nietlängen verglichen,
um zu bestimmen, ob der richtige Niet in dem Loch montiert worden
ist und, wenn dies der Fall ist, ob er innerhalb einer Toleranz
liegt.
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Wie
in 13C dargestellt ist, setzt der linke (LH) Vorsprungssensor 364A fort,
die Länge
(d3) des Schaftes zu überwachen,
wenn er in einen Knopf 370 verformt wird. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
wird das Signal von dem linken (LH) Vorsprungssensor 364 durch
das Steuersystem 114 verar beitet, um zu bestimmen, wann
ein geeignet ausgelegter Knopf ausgebildet worden ist (d. h. d3
= geeignetes Knopfausmaß,
welches durch eine Tabelle gekennzeichnet ist) und um die Nietantriebseinheit sofort
beim Aufbringen des Niets anzuhalten. Das System mit Rückkopplung
stellt einen geeignet ausgelegten und sitzenden Niet bei jedem Befestigungsvorgang
sicher.
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Der
Betrieb des rechten (RH) Gegenhaltestabmoduls 358 und des
rechten (RH) Vorsprungssensors 364B ist mit dem des linken
(LH) Gegenhaltestabmoduls 356 und des linken (LH) Vorsprungssensors 364A,
wie er vorab in 13A–13C beschrieben
ist, identisch.
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Gegenhaltestabformen:
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Das
linke (LH) bzw. rechte (RH) Gegenhaltemodul 356 bzw. 358 hält und positioniert
das linke bzw. rechte Gegenhaltestabmodul 350 bzw. 352. Entweder
das linke (LH) oder das rechte (RH) Gegenhaltemodul 356 bzw. 358 kann
einen geraden Gegenhaltestab 371 halten und positionieren,
wie es in 13A–13C und 14A dargestellt ist. Der gerade Gegenhaltestab 371 kann
entweder mit dem linken (LH) oder dem rechten (RK) Gegenhaltestab 350 und 352 gewechselt
werden, wenn der Innenendeffektor 108 einen Niet, wie z.
B. den in 13B dargestellten Niet 372,
aufbringt, das heißt, wenn
er nicht durch einen T-förmigen
Abschnitt 374 des Stringers 311 behindert wird.
Der gerade Gegenhaltestab 371 weist eine Form mit einem
ersten Spalt 376 auf, um einen Bohrer während des Bohrvorgangs aufzunehmen.
Die Ausrichtung des ersten Spalts 376 und des Bohrers verlängert die
Lebenszeit des Bohr- und Versenkbohrers 268 wie auch des geraden
Gegenhaltestabes 371.
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Um
das Problem des Befestigens von behinderten Nieten, wie z. B. eines
in 13A dargestellten oberen Niets 378, zu
lösen,
bewirkt das linke (LH) bzw. das rechte (RH) Gegenhaltemodul 356 bzw. 358,
dass der linke (LH) bzw. rechte (RH) Gegenhaltestab 350 bzw. 352 hinter
den T-förmigen
Abschnitt 374 des Stringers 311 gedreht wird,
wie es in 14D dargestellt ist. Der linke
(LH) und rechte (RH) Gegenhaltestab 350 und 352 weisen
jeweils einen linken (LH) und rechten (RK) Aluminiumarm 380A und 380B und
eine linke (LH) und eine rechte (RH) "L-förmige" Gegenhalteform 382A und 382B auf,
wie es in 12B, 14B und 14C dargestellt ist. Die linke (LH) und die rechte
(RH) "L-Form" der Gegenhalteform 382A und 382B ermöglicht den Formen,
hinter ein Hindernis, wie z. B. dem T-Abschnitt 374 des Stringers 311,
zu gleiten. Die Gegenhalteformen 382A und 382B können doppelte
darin eingebaute Versätze
aufweisen, wobei ein Versatz vorhanden ist, um hinter Rahmen zu
gelangen und der andere Versatz vorhanden ist, um hinter die Stringer 311 zu
gelangen.
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Herkömmliche
Gegenhalteformen sind aus Stahl ausgebildet. Wenn die L-förmigen Formen
aus Stahl ausgebildet sind, sind die Niete, welche durch die Verwendung
dieser Formen ausgebildet werden, unglücklicherweise umgeschlagene
(d. h. Klumpfuß-) Knöpfe. Darüber hinaus
werden ungewöhnlich
lange Treibzeiten benötigt,
um den Niet aufzubringen. Um diesen Problemen entgegenzuwirken,
wurde festgestellt, dass ein dünner
Abschnitt 384A und 384B der Gegenhalteformen 382A und 382B,
wie in 12B dargestellt ist, während den
Nietvorgängen
in ei nem unakzeptablen Maß vibrierte.
Nachdem das Problem identifiziert wurde, wurden Lösungen untersucht,
wobei die Endliche-Elementen-Analyse, Untersuchungen zur Sammlung
von Daten und verschiedene Konfigurationen eingesetzt wurden. Als
Ergebnis wurde festgestellt, dass ein Material mit einer Dichte zwischen
14,3–14,5
G/cm3 erforderlich war. Darüber hinaus
sollte das Material eine Druckbelastbarkeit von 5 MPa (650,000 psi),
eine Biegebruchspannung von 3 MPa (420.000 psi) und eine Härte von
72–74 Rc
aufweisen. Dementsprechend sind die L-förmigen Gegenhalteformen 382A und 382B vorzugsweise unter
Verwendung von Tungsten CarbideTM von der Carbide
Corporation ausgebildet, was die vorab genannten Anforderungen erfüllt. Noch
besser wird Tungsten CarbideTM der Klasse
CD-337 oder ISO-Code G-20 oder C-Code C-11 verwendet, um die linke
(LH) und die rechte (RH) Gegenhalteform 382A und 382B auszubilden.
Tungsten CarbideTM weist die zweifache Dichte
von Stahl auf und besitzt nahezu die zweifache Festigkeit. Indem
Tungsten CarbideTM als das Material verwendet
wird, um die linke (LH) bzw. die rechte (RH) Gegenhalteform 382A bzw. 382B auszubilden,
wurde das Umklappproblem vermieden und die Treibzeiten wurden auf
ein normales Maß verringert.
Dieses Material könnte
verwendet werden, um das Nietverfahren zu jeder Zeit zu verbessern,
wenn eine Form einer Torsion oder einer anderen ein Moment hervorrufenden
Verformung während
der Nietverformung einschließlich
des manuellen Verfahrens unterzogen wird.
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Drehrevolverkopfhilfsanordnung:
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Die
Drehwagenanordnung des Innenendeffektors 108 weist eine
Drehrevolverkopfhilfsanordnung zum Drehen des linken (LH) bzw. rechten
(RH) Gegenhaltestabes 350 bzw. 352 entlang einer a-Achse,
welche sich um die z'-Achse
dreht, auf. Der linke (LH) und der rechte (RH) Gegenhaltestab 350 und 352 werden
derart gedreht und erstrecken sich derart, dass die L-förmige Gegenhalteform 382A bzw. 382B zwischen
dem Nietschaft 366 und einem Hindernis, wie z. B. dem Stringer 310,
angeordnet werden kann, wie es in 14D dargestellt
ist. Eine Drehung der Revolverkopfhilfsanordnung bewegt eigentlich
die Nietgegenhalteform 382A und 382B zu einer vorgewählten Position
(x', y'), indem der linke
(LH) und der rechte (RH) Gegenhaltestab 350 und 352 auf der
a-Achse gedreht werden.
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Die
Drehrevolverkopfhilfsanordnung, welche in 12B dargestellt
ist, weist ein Revolverkopflager 386 auf, welches eine
Drehung des linken (LH) und des rechten (RH) Gegenhaltestabmoduls 356 und 358 ermöglicht,
welche an einem sich drehenden Träger 388 relativ zu
dem inneren Rahmen 354 angebracht sind. Die Drehung des
sich drehenden Trägers 385 wird
durch einen Drehstellmotor 390 bewirkt, wie es in 12A dargestellt ist.
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Die
Position des sich drehenden Trägers 388 und
damit des linken (LH) und des rechten (RH) Gegenhaltestabes 350 und 352 wird
durch einen Drehencoder 392 beobachtet und an das Steuersystem 114 berichtet,
wie es in 12B dargestellt ist. Wenn ein
ausgewählter
Gegenhaltestab 350 und 352 seine vorbestimmte
Position erreicht hat, schaltet die CPU 398 den Drehstellmotor 390 ab
und fährt
mit einem Bohr- oder Befestigungsvorgang fort.
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Der
Innenendeffektor 108 weist eine Mehrzahl von pneumatischen
und elektrischen Verbindungen 394 auf. Vorzugsweise sind
diese Verbindungen Schnell-Trennkupplungen, wodurch eine einfache Montage
und ein einfaches Entfernen des Innenendeffektors 108 ermöglicht wird.
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Steuersystemwagen
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Das
Mininietsystem 100 weist den Steuersystemwagen 112,
welcher in 15 dargestellt ist und die Vibrationswanne 286 zum
Zuführen
der Befestigungsmittel aufweist, und das Steuersystem 114 mit
einer CPU 398 und einer Anzeige 400 auf. Der Steuersystemwagen 112 weist
auch eine Zufuhr 402 von elektrischer Energie und eine
Druckluft-/pneumatische Quelle 404 auf. Der Wagen 112 ist
entworfen, um den Innenendeffektor 108 und den Außenendeffektor 104 mit
minimalem Aufwand zu einem Arbeitsbereich zu transportieren und
Vorgänge
mit einer nominalen Zahl an Bedienpersonen zu beginnen. Der Wagen 112 besitzt
die Fähigkeit,
alle erforderlichen Vorgänge
zum Befestigen der Überlappungsverbindung 116 auszuführen, einschließlich eines Verfahrens
zur Überprüfung/Verifikation,
sogar bevor das Mininietsystem 106 auf den Flugzeugrumpf
geladen worden ist.
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Vorgänge:
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Bei
der ersten Ausführungsform
wird das Mininietsystem 100 verwendet, um zwei überlappende Außenschichtplatten 110,
welche eine Überlappungsverbindung 116 ausbilden,
zu befestigen. Anfangs wird jede der Platten 110 gesäubert und
die überlappende
Oberfläche
der Platten 110 wird mit einem Dichtungsmittel behandelt.
Die Platten 110, welche die Überlappungsverbindung 116 ausbilden, werden
dann temporär
mit einem Cleco- Befestigungsmittel
an mindestens zwei Punkten befestigt, wobei die Koordinationslöcher als
Ausrichtungsmittel verwendet, werden. Die Platten 110 können auch temporär mit anderen
Platten befestigt werden, um einen Teil eines temporär befestigten
Rumpfanordnungsabschnitts auszubilden.
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Wenn
ein Rumpf einmal zusammengeheftet worden ist, führt eine Bedienperson Indexstifte 120 in mindestens
drei Koordinationslöcher
ein, welche den Schlüsselabschnitt 122 positionieren,
damit sie von der äußeren Oberfläche der Überlappungsverbindung 116 hervorragen
und den reflektierenden Kopf 126 positionieren, damit er
von der inneren Oberfläche
der Überlappungsverbindung 116 hervorragt. Außenschienen 106 werden
dann an den Indexstiften 120 mit den drei Schienenverbindungen 134A–C positioniert
und ausgerichtet. Wenn sie einmal richtig ausgerichtet sind, wird
mittels der Rohrabschnitte 135A und 135B der primären Schiene 130 und
der sekundären
Schiene 132 Druckluft an die Vakuumgeneratoren 144A–F angelegt,
welche ein Vakuum zwischen den Platten 110 und den Schienen
erzeugen, wobei diese in Position gehalten werden. Der Außenendeffektor 104 wird
dann auf den Außenführungsschienen 102 angehoben,
wobei der primäre
Griff 200 und der sekundäre Griff 202 verwendet
werden. Das erste und das zweite Greiferträgersystem 204 und 206 werden
dann durch die Aktivierung des primären und des sekundären Druckluftzylinders 212 und 214 geschlossen,
wobei der Außenendeffektor 104 in
einem gleitenden Eingriff mit den Außenführungsschienen 102 verriegelt
wird.
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Die
Innenführungsschienen 106 sind
auf der inneren Oberfläche
der Platten 110 angebracht, welche die Überlappungsverbindung 116 ausbilden,
indem die oberen und unteren Befestigungshalterungen 308A–C und 310A–C benachbart
zu den Rahmen innerhalb des Rumpfes angeordnet und hinter dem T-förmigen Abschnitt
der parallelen Stringer gehakt werden, welche mit einer entsprechenden
der Platten 110 gekoppelt sind, die die Überlappungsverbindung 116 ausbilden.
Die oberen und die unteren Befestigungshalterungen 308A–C und 310A–C werden
dann an Ort und Stelle verriegelt, indem die Hebel 318A–F und 319A–F, welche
jeweils den Haken 316A und 317A–F zugeordnet
sind, angezogenen werden. Dieser Schritt stellt grob sicher, dass
die Innenführungsschienen 106 geeignet
auf der x'- und y'-Achse auf der inneren
Oberfläche
der Überlappungsverbindung 116 ausgerichtet
sind.
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Wenn
die Innenführungsschienen 106 einmal
geeignet angebracht und im Allgemeinen ausgerichtet sind, gleitet
das Innenendeffektorhilfssystem 108 auf den Enden der Innenführungsschienen 106 und
wird dann geeignet mit den ersten Indexstiften 120 ausgerichtet,
wobei ihr reflektierendes Quadrat 128 verwendet wird. Dann
wird der Außenendeffektor 104 an
der Vertiefung 125 des Keils 122 eines ersten der
Indexstifte 120 ausgerichtet, wodurch sowohl der Außenendeffektor 104 als
auch der Innenendeffektor 108 unabhängig voneinander ausgerichtet
werden.
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Das
Mininietsystem 100 wird angewiesen, eine Mehrzahl von Spalten
innerhalb der Überlappungsverbindung 116 zu
bohren, anzusenken, und dann zu nieten, wobei jede Spalte aus drei
Reihen von Nieten besteht. Zuerst wird das Mininietsystem 100 des
Außenendeffektors 104 von
der Ausgangsposition oder seiner letzten bekannten Position eine Strecke
entlang der x- Achse,
auf welcher die ausgewählte
Spalte liegt, gefahren. Als nächstes
wird die Druckfußhilfsanordnung 230 entlang
der, y-Achse zu der mittleren zu befestigenden Reihe gefahren und dann
gegen die Überlappungsverbindung
gepresst, wobei ein Druck zwischen 5–25 N (100 und 500 lbs) aufgebracht
wird. Der Innenendeffektor 108 wird eine identische Strecke
entlang seiner x'-Achse
gefahren, damit er die Position des Außenendeffektors 104 widerspiegelt.
Dann wird einer der linken (LH), rechten (RH) oder geraden Gegenhaltestäbe 350, 352 oder 371 auf
einer x'- und y'-Position ausgefahren
und gedreht, so dass er die Position der Porthole-Klemmvorrichtung 237 des
Außenendeffektors 104 widerspiegelt.
Darüber
hinaus wird der erste Lückenabschnitt 376 des
Gegenhaltestabes entlang der z'-Achse
angeordnet, um mit der z-Achse übereinzustimmen,
welche die Maschinenachse, entlang welcher die Bohreinheit 262 arbeitet,
definiert, und ein Druck zwischen 5–25 N (100 und 500 lbs) wird
auf die innere Oberfläche
der Überlappungsverbindung 116 durch
den Gegenhaltestab ausgeübt.
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Der äußere Wagen 256,
welcher sowohl das Bohr-/Absenkungsmodul 252 als
auch das Niet-/Befestigungsmittelzufuhrmodul 254 hält, wird
bewegt, um den Bohr- und Versenkbohrer 268 entlang der y-Achse
auszurichten. Als nächstes
wird das Bohrmodul 256 aktiviert und entlang der z-Achse
bewegt, bis ein Loch und eine Ansenkung mit den geeigneten Abmessungen
innerhalb der Überlappungsverbindung 116 gebohrt
worden sind. Nachdem der Bohrer wieder herausgezogen worden ist,
bewegt der äußere Wagen 256 das
Niet-/Befestigungsmittelzufuhrmodul 254 entlang
der y-Achse in eine Position in Ausrichtung mit dem neu gebohrten
Loch. Das Befestigungsmittelzufuhrmodul 254 lädt einen
ausgewählten Niet
in die Nietzufuhrhaltefinger 292A–D. Dann setzt der Innenendeffektor 108 den
Gegenhaltestab zurück
während
die Haltefinger 292A–D
den ausgewählten
Niet in das neu gebohrte Loch laden. Der Treiber des Nietmoduls 254 wird
dann gegen den Kopf des Niets gesetzt, und der Gegenhaltestab wird zu
der inneren Oberfläche
bewegt, bis er den Schaft des Niets berührt. Der Niet wird durch den
Treiberkopf der pneumatischen Nieteinheit 276 an Ort und Stelle
gehalten. Der Niet wird dann durch eine Serie von pneumatisch verursachten
Pulsen von dem Treiberkopf der Nieteinheit 276 aufgebracht,
bis er geeignet sitzt.
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Einer
der Nietvorsprungssensoren 364A und 364B vergleicht
die Länge
des Nietschafts mit der Länge
des erwünschten
Niets, um sicherzustellen, dass der geeignete Niet geladen wurde,
bevor die Treibfolge beginnt, und überwacht die Verformung des
Schaftes, um sicherzustellen, dass das Nietverfahren beendet wird,
wenn einmal ein erwünschter Knopf
ausgebildet worden ist. Der Gegenhaltestab und die Druckfußhilfsanordnung 230 werden
dann gelöst
und zu einer neuen Reihe bewegt. Dieses Verfahren wird wiederholt,
bis jede der drei Reihen innerhalb der Spalte gebohrt, angesenkt
und geeignet genietet worden ist. Dann werden der Innen- bzw. Außenendeffektor 104 bzw. 108 entlang
der x- bzw. x'-Achse
bewegt, um entlang einer neuen Spalte positioniert zu werden. Dieses
Verfahren wird wiederholt, bis die gesamte Überlappungsverbindung 116 geeignet
befestigt worden ist.
-
Das
vorab beschriebene Verfahren kann bei einer Mehrzahl von Mininietsystemen
eingesetzt werden, welche gleichzeitig auf verschiedenen Raumabteilen
eines Flugzeugrumpfs eingesetzt werden. Bei dieser Ausführungsform
kann eine Gruppe von Bedienpersonen zwei oder mehr Systeme betreiben,
indem ein zweites System eingestellt wird, während ein erstes System einen
Betrieb auf einer Überlappungsverbindung
durchführt.
Auf diese Weise können
Produktionsraten stark erhöht
werden, ohne dass zusätzliche
Arbeitskräfte
erforderlich sind.
-
16 stellt
eine Reihe von Programmanweisungen dar, welche durch die CPU 398 des
Steuersystems 114 koordiniert werden, um das Mininietsystem 100 während Positionierungs-,
Bohr- und Befestigungsvorgängen
zu lenken. Flussdiagramme, von welchen ein Programmcode von einem
Fachmann geschrieben werden kann, sind in 16–18 dargestellt.
-
Mit
Bezug auf 16 beginnt ein Hauptprogramm 500,
welches durch die CPU 398 ausgeführt wird, bei Schritt 502,
indem eine Eingabe von Daten angefordert wird, welche die x- und
y- wie auch die
x'- und die y'-Position eines Befestigungsmittels
auf einer bestimmten Reihe und Spalte der Überlappungsverbindung wie auch
die Position, an welcher das Befestigungsverfahren beginnt, und
die Anzahl der zu verwendenden Befestigungsmittel umfasst. Als nächstes bestimmt
die CPU 398 in Schritt 504, ob die nächste zu
befestigende Position diejenige eines mittleren Befestigungsmittels
ist. Wenn nicht, setzt dann die CPU 398 bei Schritt 506 fort
und setzt einen Merker "zuerst
die Mittelreihe" und
kehrt zu Schritt 502 zurück, wo sie das Mininietsystem 100 anweist, sich
zu der nächsten
bestimmten Position zu bewegen. Wenn die CPU 398 bei Schritt 504 feststellt, dass
die ausgewählte
Nietposition eine mittlere Befestigungsmittelposition ist, setzt
sie bei Schritt 510 fort, wo sie überprüft, ob ein Loch bereits bei dieser Position
gebohrt worden ist. Wenn ein Loch gebohrt worden ist, setzt die
CPU 398 bei Schritt 512 fort und setzt einen Merker "kein doppeltes Bohren" und kehrt zu Schritt 502 zurück. Wenn
jedoch noch kein Loch gebohrt worden ist, setzt" die CPU 398 bei Schritt 514 fort
und überprüft, ob das
geeignete Bohr-/Absenkungsmodul und das Niet-/Befestigungsmittelzufuhrmodul montiert
worden sind. Wenn nicht, setzt die CPU 398 bei Schritt 516 fort
und beginnt eine Halteschleife und setzt einen Merker "Modul austauschen". Wenn jedoch die
geeigneten Module montiert worden sind, setzt die CPU 398 dann
bei Schritt 518 fort und überprüft, ob der Außenendeffektor 104 ausgerichtet
werden muss. Wenn ja, setzt die CPU 398 bei Schritt 520 fort
und lenkt den Außenendeffektor 104,
um ihn an dem nächsten
Indexstift 120 auszurichten. Wenn der Ausrichtungsschritt
nicht erforderlich ist, dann setzt die CPU 398 bei Schritt 522 fort,
welcher das Lochbohrunterprogramm 550 aufruft.
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Bei
dem ersten Schritt 552 des Lochbohrunterprogramms 550,
welches in 18 dargestellt ist, weist die
CPU 398 den Außen-
bzw. Innenendeffektor 104 bzw. 108 an, sich entlang
der x- bzw. x'-Achse zu
der zu bohrenden Position zu bewegen. Als nächstes bewegt die CPU 398 in
Schritt 554 die Porthole-Klemmvorrichtung 232 der Druckfußanordnung 230 entlang
der y-Achse, während das
Gegenhalteeisen zu einer spiegelbildlichen Position auf der y'-Achse bewegt und
gedreht wird. Als nächstes weist
die CPU 398 in Schritt 556 die Druckfußanordnung 230 an,
eine Kraft auf die Überlappungsverbindung 116 für eine bestimmte
Dauer, welche in Schritt 558 ausgewählt wird, aufzubringen. Dann
setzt die CPU 398 bei Schritt 560 fort, in welchem
sie den äußeren Modulwagen 256 bewegt,
um das Bohr- /Absenkungsmodul 268 an
der gewünschten
Position entlang der (x, y)-Achsen der Überlappungsverbindung 116 zu
positionieren. Die CPU 398 setzt dann bei Schritt 562 fort,
in welchem sie die Verwendung eines Boelube auf dem zu bohrenden
Bereich anweist. Nach dem Schritt 562 setzt die CPU 398 bei Schritt 564 fort,
wo sie das Bohr-/Absenkungsmodul 268 anweist, sich entlang
der y-Achse zu einem bestimmten Punkt zu bewegen, um das Loch geeignet zu
bohren und anzusenken. Dann setzt die CPU 398 bei Schritt 566 fort
und weist optional die Anwendung von Druckluft auf dem Bereich,
um irgendwelche Bohrspäne
zu entfernen, an. Als nächstes
setzt die CPU 398 bei Schritt 568 fort, bei welchem
sie die Überprüfung des
Loches anweist. Die CPU 398 setzt dann bei Schritt 570 fort,
wo das Unterprogramm 550 beendet und zu dem Hauptprogramm 500 zurückgekehrt
wird.
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Wenn
das Lochbohrunterprogramm 550 abgeschlossen worden ist,
setzt die CPU 398 bei Schritt 524 des Hauptprogramms 500 fort
und ruft das Befestigungsunterprogramm 600 auf.
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Bei
dem ersten Schritt 602 des Befestigungsunterprogramms 600,
welches in 17 dargestellt ist, weist die
CPU 398 den äußeren Modulwagen 256 an,
das Nietreib-Befestigungsmittelzufuhrmodul 254 zu
positionieren, um es in Ausrichtung mit dem neu gebohrten Loch anzuordnen.
Als nächstes
setzt die CPU 398 bei Schritt 624 fort und weist
das Befestigungsmittelzufuhrmodulsystem an, einen Niet in die Fingereinheiten 292A–D der Anordnung
zu laden. Die CPU 398 setzt dann bei Schritt 626 fort,
in welchem sie die Innenendeffektoranordnung 108 anweist,
den Gegenhaltestab freizugeben, welcher Druck auf die innere Oberfläche der Überlappungsverbindung 116 aufgebracht
hat. In Schritt 628 setzt die CPU 398 den Gegenhaltestab
in eine Bereitschaftsposition zurück und die Befestigungsmittelzufuhrfinger 292A–D bringen
den Niet in, das neu gebohrte Loch. Die CPU 398 setzt dann
bei Schritt 630 fort, wo es den Nietkopfvorsprungssensor
anweist, die Länge
des Schafts zu messen, welcher von der inneren Oberfläche der Überlappungsverbindung 116 hervorragt.
Von dort setzt die CPU 398 bei Schritt 632 fort,
bei welchem sie die gemessene Länge
des Schaftvorsprungs mit einem Bereich von Tabellenwerten vergleicht,
welche für
den ausgewählten
Niet erlaubt sind, um sicherzustellen, dass der richtige Niet in
das Loch geladen wurde. Wenn die CPU 398 feststellt, dass
ein falscher Niettyp in das Loch geladen wurde oder dass der Niet
einen abnormalen Schaft aufweist, setzt sie bei Schritt 634 fort
und setzt einen Merker und hält
eine weitere Bearbeitung an. Wenn jedoch festgestellt wird, dass
der Niet den geeigneten Typ und die geeignete Größe besitzt, setzt die CPU 398 bei
Schritt 636 fort und weist die pneumatische Nietmaschineneinheit 276 an,
gegen den Niet zu halten. Die CPU 398 setzt dann bei Schritt 638 fort,
wo sie damit fortfährt,
zu beobachten und mit dem Vorsprungssensor 364A und 364B fortfährt zu bestimmen,
ob der verformte Schaft mit einem geeigneten Knopf einer bestimmten
Höhe ausgebildet worden
ist. Wenn der Knopf noch zu groß ist,
kann die CPU 398 das Nietverfahren anweisen, fortzufahren,
bis die geeignete Knopfhöhe
erreicht worden ist. Wenn die geeignete Knopfhöhe nicht erreicht werden kann,
nachdem ihre Höhe
in Schritt 640 überprüft wurde,
setzt die CPU 398 bei Schritt 642 fort und setzt
einen Merker und hält
das System 100 an. Wenn die CPU 398 jedoch feststellt,
dass die Knopfhöhe
innerhalb geeigneter Toleranzen liegt, beendet sie das Unterprogramm
und kehrt zu Schritt 524 des Hauptprogramms 500 zurück.
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Wenn
das Befestigungsunterprogramm 600 einmal abgeschlossen
worden ist, setzt die CPU 398 des Steuersystems 114 bei
Schritt 526 des Hauptprogramms 500 fort, wo sie überprüft, um festzustellen, ob
ein anderer Befestigungsvorgang durchzuführen ist, oder ob dies das
letzte Befestigungsmittel auf der Überlappungsverbindung 116 war.
Wenn die CPU 398 feststellt, dass noch nicht das letzte
Befestigungsmittel montiert worden ist, dann setzt sie bei Schritt 528 fort
und bewegt das Mininietsystem 100 zu der nächsten gewünschten
Position und kehrt zu Schritt 502 zurück. Wenn die CPU 398 jedoch
feststellt, dass dies der letzte Befestigungsvorgang war, welcher
auf der Überlappungsverbindung 116 stattzufinden
hat, setzt sie bei Schritt 530 fort und zeigt eine Anweisung
auf einer Anzeige 400 an, damit das Mininietsystem von
den zu bearbeitenden Raumabteilen entfernt wird.
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Das
Mininietsystem 100 ist einfach aufzustellen und zu verwenden
und benötigt
nur eine geringe Menge an Arbeitskräften und Arbeitsstunden, um
aufgestellt und betrieben zu werden. Darüber hinaus passt das Mininietsystem 100 aufgrund
seiner Fähigkeit
durch die Komponenten, welche es zu befestigen hat, gehalten und
ausgerichtet zu werden, und aufgrund seiner geringen Größe in Bereiche, welche
zuvor für
Bohr- und Befestigungsmaschinen nicht zugänglich waren. Vorzugsweise überschreitet das
gesamte Mininietsystem 100 90 kg (200 lbs.) nicht, wobei
die Endeffektoren entworfen sind, weniger als 20 kg (40 lbs.) und
die Schienen noch weniger zu wiegen. Darüber hinaus ist das Mininietsystem klein
und wurde entworfen, eine Einhüllende
von 17'' entlang der y- und
y'-Achsen und von
24'' entlang der z- und
z'-Achsen nicht
zu überschreiten.
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Dasselbe
Entwurfskonzept, bei welchem ein kleiner, leichtgewichtiger Endeffektor
durch die zusammenzubauenden Teile gehalten und relativ zu diesen
ausgerichtet wird, kann in vielen anderen Bereichen einer Montage
von Teilen eingesetzt werden.
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Außer wenn
es hier anderweitig offenbart ist, sind die verschiedenen Komponenten,
welche mit einer Kontur oder Blockform dargestellt sind, individuell gut
bekannt und ihre innere Konstruktion und Arbeitsweise ist nur für das Ausbilden
und die Verwendung dieser Erfindung wesentlich.
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Während die
detaillierte Beschreibung vorab in Form von bestimmten Beispielen
formuliert worden ist, ist es für
den Fachmann verständlich,
dass viele andere Konfigurationen verwendet werden könnten, um
den Zweck der offenbarten erfinderischen Vorrichtung zu bewerkstelligen.
Dementsprechend ist es klar, dass verschiedene äquivalente Modifikationen der
vorab beschriebenen Ausführungsformen
vorgenommen werden können,
ohne den Umfang der Erfindung, wie er nur durch die folgenden Ansprüche beschränkt ist,
zu verlassen.