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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Flugzeugherstellung
und insbesondere ein System und ein Verfahren zur Montage eines Flugzeugs.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
Bau eines Flugzeuges beginnt mit der Montage von Einzelteilen zu
Flugzeug-Teilanordnungen. Diese Flugzeug-Teilanordnungen werden später zur
Endmontage des Flugzeugs aneinander angrenzend angeordnet. Während des
gesamten Montageprozesses werden Spannwerkzeuge genutzt, um zu verhindern,
dass Einzelteile und Flugzeug-Teilanordnungen falsch angeordnet
und zusammengebaut werden. Eine Art von Spannwerkzeug kann beispielsweise
Anschläge
mit fixierter Position umfassen, an welchen das einzelne Passstück oder
die Flugzeug-Teilanordnung in Anlage gebracht wird, um das Einzelteil
oder die Flugzeug-Teilanordnung
in drei Dimensionen zu positionieren. Nach dem Positionieren des
Einzelteils oder der Flugzeug-Teilanordnung mit dem Spannwerkzeug
kann das Einzelteil oder die Flugzeug-Teilanordnung gebohrt werden oder kann
an der zu paarenden Flugzeugstruktur angebracht werden.
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Zusätzlich zu
den Spannwerkzeugen weisen Einzelteile und Flugzeug-Teilanordnungen
oft Schnittstellenkontrollpunkte auf, um die zu paarende Flugzeugstruktur
richtig zu positionieren. Beispielsweise stellt ein Flugzeugzulieferer
möglicherweise die
Tragflächen
des Flugzeugs her und liefert diese, während ein anderer Flugzeugzulieferer
möglicherweise
den Rumpf des Flugzeugs herstellt und liefert. Die Tragflächen- und
Rumpf-Teilanordnungen
können
Schnittstellenkontrollpunkte enthalten, um eine Fehlplatzierung
oder Fehlausrichtung der Tragflächen-Teilanordnungen mit
der Rumpf-Teilanordnung während
der Endmontage des Flugzeugs zu verhindern.
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Herkömmliche
Werkzeuge zur Flugzeugmontage weisen jedoch verschiedene Nachteile
auf. Beispielsweise verhindern Schwankungen bei den Werkzeugtoleranzen
von einem Spannwerkzeug zu einem anderen und Schwankungen von einem
Einzelteil oder einer Flugzeug-Teilanordnung zu einer anderen, eine
richtige Positionierung oder Ausrichtung der Flugzeug-Teilanordnungen
während
der Endmontage des Flugzeugs. Infolgedessen repräsentiert das zusammengebaute
Flugzeug das Flugzeug nicht so, wie es entworfen worden ist. Außerdem bieten
herkömmliche
Spannwerkzeuge keine Kontrolle oder die Fähigkeit, das Leistungsverhalten oder
andere globale Eigenschaften des Flugzeugs während der Montage zu messen.
Beispielsweise werden Abweichungen zwischen der linken Seite des Flugzeugs
und der rechten Seite des Flugzeugs solche Funktionseigenschaften
des Flugzeugs wie etwa Reichweite und Treibstoffverbrauch beeinträchtigen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Demzufolge
hat sich ein Bedarf an einem verbesserten Flugzeugmontagesystem
und -verfahren ergeben, welche eine bes sere Kontrolle der Funktionscharakteristiken
des Flugzeugs während der
Montage bieten. Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes
Flugzeugmontageverfahren und -system zur Verfügung, welche den Nachteilen
früherer
Flugzeugmontageverfahren und -systeme begegnen.
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Entsprechend
einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein Verfahren zur Bearbeitung einer ersten
und einer zweiten Flugzeugstruktur: das Bestimmen einer dreidimensionalen
Darstellung der ersten und zweiten Flugzeugstruktur unter Verwendung
einer optischen Positionsbestimmungsvorrichtung; das Erzeugen eines
vorausgesagten Gegenstücks
der ersten und zweiten Flugzeugstruktur mit Hilfe eines Prozessors
sowie der dreidimensionalen Darstellungen der ersten und zweiten
Flugzeugstruktur; und das Erzeugen eines angepassten Gegenstücks der
ersten und zweiten Flugzeugstruktur, um zumindest eine Funktionscharakteristik
des Flugzeugs durch elektronische Manipulation der dreidimensionalen
Darstellung der zweiten Flugzeugstruktur in Bezug auf die dreidimensionale
Darstellung der ersten Flugzeugstruktur in einem elektronischen
Format mit Hilfe des Prozessors zu verbessern.
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Entsprechend
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung umfasst ein System zur Bearbeitung erster und zweiter
Strukturen eines Flugzeugs: ein optisches Positionsbestimmungssystem,
das dafür
ausgelegt ist, eine dreidimensionale Darstellung der ersten und
zweiten Flugzeugstruktur zu generieren; einen Prozessor, der mit
dem optischen Positionsbestimmungssystem gekoppelt ist und der dafür ausgelegt
ist, ein vorausgesagtes Gegenstück
der ersten und der zweiten Flugzeugstruktur aus den dreidimensionalen
Darstellungen der ersten und der zweiten Flugzeugstruktur zu generieren;
und ein Anpassungssystem, das mit dem Prozessor gekoppelt ist und
dafür ausgelegt
ist, die dreidimensionale Darstellung der zweiten Flugzeugstruktur
in Bezug auf die dreidimensionale Darstellung der ersten Flugzeug struktur
in einem elektronischen Format zu manipulieren, wobei der Prozessor
dafür ausgelegt
ist, in Reaktion auf die von dem Anpassungssystem ausgeführten Manipulationen
ein angepasstes Gegenstück
der ersten und zweiten Flugzeugstruktur zu generieren, um zumindest
eine Funktionscharakteristik des Flugzeugs zu verbessern.
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Die
Erfindung bietet mehrere technische Vorteile. Beispielsweise misst
und reguliert das System bei einer Ausführungsform der Erfindung Funktionscharakteristiken
des Flugzeugs während
der Montage des Flugzeugs, beispielsweise etwa das Rollmoment und
den Rollfaktor, die aus einer Differenz der Tragflächenpfeilung,
Differenz der V-Stellung und Differenz der Tragflächenverwindung
zwischen einer linken Tragfläche
und einer rechten Tragfläche
resultieren. Daher verbessert das System Funktionscharakteristiken
des Flugzeugs, welche das Leistungsverhalten des Flugzeugs beeinflussen,
beispielsweise den Treibstoffverbrauch und die Reichweite. In der gleichen
Ausführungsform
misst und überwacht
das System Schnittstellenkontrollpunkte des Flugzeugs und kann die
Schnittstellenkontrollpunkte anpassen, um die Funktionscharakteristiken
des Flugzeugs zu verbessern.
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Andere
technische Vorteile werden für
einen Fachmann auf dem Gebiet anhand der folgenden Figuren, Beschreibungen
und Ansprüche
leicht nachzuvollziehen sein.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Für ein umfassenderes
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und deren Vorteile sei nun auf die nachfolgenden
Beschreibungen verwiesen, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
gegeben werden, wobei:
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1 eine
Draufsicht eines Systems zur Montage eines Flugzeugs entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
isometrische Ansicht einer entsprechend der vorliegenden Erfindung
aufgebauten Kontrollpunktanordnung ist;
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3 eine
Computerdarstellung eines Anpassungssystems entsprechend der vorliegenden Erfindung
veranschaulicht; die
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4A und 4B ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Montage eines Flugzeugs entsprechend
der vorliegenden Erfindung darstellen; und
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5 ein
Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ausrichtung von Flugzeug-Koordinatensystemen entsprechend
der vorliegenden Erfindung darstellt.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 stellt
eine Draufsicht eines Systems 10 zur Montage eines Flugzeugs
entsprechend der vorliegenden Erfindung dar. Bei der in 1 dargestellten
Ausführungsform
sind ein linker Tragflächenabschnitt 12 und
ein rechter Tragflächenabschnitt 14 in unmittelbarer
Nähe für eine Montage
entlang einer Mittellinie 16 des Flugzeugs gezeigt. Der
linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 werden
oft als Flugzeug-Teilanordnungen bezeichnet. Bei einer anderen Ausführungsform
können
der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 auch
an einen (nicht gezeigten) Mittelkasten des Flugzeugs montiert werden.
Bei einem Flugzeug mit Mittelkasten ähnelt die Haltestruktur einem
Kasten, der entlang der Mittellinie 16 angeordnet ist und
sich auf jeder Seite der Mittellinie 16 nach außen, zu
den Außenrändern eines
Rumpfes des Flugzeugs erstreckt. Der Mittelkasten bietet eine Montagestruktur
zum Anbringen des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 an
entgegengesetzten Seiten des Rumpfes des Flugzeugs.
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Wie
in 1 dargestellt ist, weisen der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 eine
Mehrzahl von Hinterkanten-Passstücken 18,
eine Mehrzahl von Vorderkanten-Passstücken 20 sowie eine
Mehrzahl von Rumpf-Passstücken 22 auf.
Die Hinterkanten-Passstücke 18,
die Vorderkanten-Passstücke 20 und
die Rumpf-Passstücke 22 werden
zum Anbringen an anderen Flugzeug-Teilanordnungen oder zum Zusammenfügen mit
diesen genutzt. Daher sind die Positionen der Hinterkanten-Passstücke 18,
der Vorderkanten-Passstücke 20 und
der Rumpf-Passstücke 22 wesentlich
für die
richtige Montage des Flugzeugs. Die Hinterkanten-Passstücke 18,
Vorderkanten-Passstücke 20 und
Rumpf-Passstücke 22 können allgemein
als Schnittstellenkontrollpunkte des Flugzeugs bezeichnet werden.
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Der
linke Tragflächenabschnitt 12 wird
durch eine Mehrzahl von Sockeln 24 abgestützt, und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 wird
durch eine Mehrzahl von Sockeln 26 abgestützt. Die
Sockel 24 und 26 sind in solcher Weise unterhalb
des linken Tragflächenabschnitts 12 bzw.
des rechten Tragflächenabschnitts 14 angeordnet,
dass die äußersten
Ränder des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 nicht
abgestützt
sind, wodurch während
der Montage eine im Wesentlichen mit 1 g beaufschlagte Stellung
des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 widergespiegelt
wird. Beispielsweise werden die Außenbordkante 28 des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
die Außenbordkante 30 des
rechten Tragflächenabschnitts 14 während der
Montage nicht abgestützt,
um die Stellung widerzuspiegeln, welche der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 nach
der Endmontage des Flugzeugs aufweisen werden. Die Außenbordkante 28 des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
die Außenbordkante 30 des
rechten Tragflächenabschnitts 14 bleiben
also während
der Flugzeugmontage unabgestützt,
wodurch sich die Möglichkeit
ergibt, den linken Tragflächenabschnitt 12 und
den rechten Tragflächenabschnitt 14 im
Hinblick auf verschiedene Funktionscharakteristiken zu betrachten
und zu überprüfen, beispielsweise
den Rollfaktor und das Rollmoment, die aus der Differenz der Tragflächenpfeilung,
der Differenz der Tragflächenverwindung
sowie der Differenz der V-Winkelstellung der Tragflächen zwischen
dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 resultieren,
und zwar vor der Montage oder dem Zusammenfügen des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14.
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Das
System 10 zur Montage eines Flugzeugs umfasst ein optisches
Positionsbestimmungssystem 32, einen Prozessor 34 und
ein Anpassungssystem 36. Das optische Positionsbestimmungssystem 32 erzeugt
eine dreidimensionale Darstellung oder ein vorausgesagtes Gegenstück 38 des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 vor
der Montage des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14.
Der Prozessor 34 umfasst einen Computer, eine Workstation,
einen Minicomputer, einen Großrechner
oder eine andere Rechnereinrichtung, der ein Display 98 sowie
ein flüchtiger
oder nichtflüchtiger
Speicher 99 zugeordnet sind. Der Prozessor 34 führt Transformationsfunktionen
an dreidimensionalen Daten aus, die von dem optischen Positionsbestimmungssystem 32 erhalten
werden, um vor der Montage des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 den
rechten Tragflächenabschnitt 14 zu
manipulieren, um Funktionscharakteristiken des Flugzeugs zu verbessern.
Das Anpassungssystem 36 ermöglicht eine graphische und
mechanische Manipulation des rechten Tragflächenabschnitts 14,
um vor der Montage die gewünschten
Funktionscharakteristiken des Flugzeugs zu erhalten. Das optische
Positionsbestimmungssystem 32, der Prozessor 34 und
das Anpassungssystem 36 sollen nun detaillierter diskutiert werden.
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Das
optische Positionsbestimmungssystem 32 umfasst optische
Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 sowie
eine Mehrzahl von Reflektoren 44, die an verschiedenen
Stellen entlang des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 angebracht
sind. Bei einer Ausführungsform
empfangen die Reflektoren 44 optische Signale und senden
diese zurück;
es können
jedoch auch andere geeignete Einrichtungen zum Empfangen und Zurücksenden
eines Signals, beispielsweise in Form von elektromagnetischer, akustischer
oder anderer Energie verwendet werden. Wie in 1 dargestellt
ist, sind die Reflektoren 44 entlang einer Vorderkante 46 und
einer Hinterkante 48 des linken Tragflächenabschnitts 12 sowie
einer Vorderkante 50 und einer Hinterkante 52 des
rechten Tragflächenabschnitts 14 angebracht.
Zusätzlich
sind Reflektoren 44 an den Hinterkanten-Passstücken 18,
den Vorderkanten-Passstücken 20 und
den Rumpf-Passstücken 22 angebracht.
Bei einer Ausführungsform
der Erfindung umfassen die optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 Laser
zur dreidimensionalen Lagebestimmung, um die Position eines jeweiligen
Reflektors 44 zu bestimmen. Ein Beispiel für eine geeignete
optische Positionsbestimmungsvorrichtung 40 und 42 wird
von LEICA unter der Artikelnummer LTD500 hergestellt, es können jedoch
auch andere geeignete elektromagnetische, akustische oder optische
Positionsbestimmungsvorrichtungen zum Bestimmen der dreidimensionalen
Position jedes Reflektors 44 genutzt werden.
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Im
Betrieb sind der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 an einer
vorgegebenen Stelle in Bezug auf eine Endmontagekonfiguration auf
Sockeln 24 und 26 angeordnet. Beispielsweise können eine
Innenbordkante 54 des linken Tragflächenabschnitts 12 und
eine Innenbordkante 56 des rechten Tragflächenabschnitts 14 in
einem vorgegebenen Abstand von der Mittellinie 16 positioniert
sein. Obgleich der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 letztendlich
möglicherweise
auf der Mittellinie 16 montiert werden, können der
linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 zur
Erzeugung des vorausgesagten Gegen- stücks 38 des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 in
einem beliebigen vorgegebenen Abstand von der Mittellinie 16 oder
in einer anderen geeigneten Ausrichtung positioniert sein.
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Sobald
sich der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 in
einer festen Stellung befinden, werden die Reflektoren 44 an
vorbestimmten oder Anvisierungsstellen 58 des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 angebracht.
Die Anvisierungsstellen 58 an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 werden in
dem Speicher 99 gespeichert, sodass das optische Positionsbestimmungssystem 32 die
ungefähren
Positionen der Reflektoren 44 erfassen und bestimmen kann.
Beispielsweise können
die Reflektoren 44 an Schnittstellenkontrollpunkten an
dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
werden, um die richtige Positionierung einer anderen Flugzeugstruktur
bei nachfolgenden Flugzeugmontagevorgängen zu unterstützen. Außerdem können Reflektoren 44 entlang
der Vorderkanten 46 und 50 sowie der Hinterkanten 48 und 52 des
linken Tragflächenabschnitts 12 bzw.
des rechten Tragflächenabschnitts 14 positioniert
werden. Das optische Positionsbestimmungssystem 32 nutzt
Anvisierungsstellen 58, um optische Signale von den optischen
Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 an
die ungefähren
Positionen der Reflektoren 44 zu richten. Ein wesentlicher
technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Anordnung
von Reflektoren 44 an den Tragflächenspitzen oder in der Nähe derselben,
um genauere Funktionscharakteristiken des Flugzeugs zu bestimmen, beispielsweise
das Rollmoment und den Rollfaktor, die aus der Differenz der Tragflächenpfeilung,
der Differenz der V-Stellung der Tragflächen und der Differenz der
Tragflächenverwindung
zwischen dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 resultieren.
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Wenn
die Reflektoren 44 an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
sind, beginnt das optische Positionsbestimmungssystem 32 mit
der Erfassung dreidimensionaler Koordinatendaten für jeden
Reflektor 44. Die optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 strahlen
optische Signale in Richtung der in dem Speicher 99 gespeicherten
Anvisierungsstellen 58 ab, um das dreidimensionale Profil
des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 zu
bestimmen. Das optische Positionsbestimmungssystem 32 nutzt
die in dem Speicher 99 gespeicherten Anvisierungsstellen 58,
um die optischen Signale in Richtung der ungefähren Positionen der Reflektoren 44 zu
richten. Die optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 suchen
oder scannen die Anvisierungsstellen 58 mit einem optischen
Signal ab, bis jeder Reflektor 44 mit einer akzeptablen
Genauigkeit lokalisiert ist. Somit kann jeder Reflektor 44 in
einem den Anvisierungsstellen 58 entsprechenden Bereich
lokalisiert werden, wodurch sich die Anforderung erübrigt, jeden
Reflektor 44 präzise
an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 zu
lokalisieren.
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Die
optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 lokalisieren
jeden an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebrachten
Reflektor 44 und bestimmen eine dreidimensionale Koordinate
für diesen.
Physikalische Merkmale des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 verhindern
möglicherweise,
dass eine einzelne optische Positionsbestimmungsvorrichtung jeden Reflektor 44 sieht.
Also erfasst bei der in 1 dargestellten Ausführungsform
die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 40 jeden Reflektor 44,
der von den Vorderkantenbereichen des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 aus
sichtbar ist, und die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 42 erfasst
jeden Reflektor 44, der von den Hinterkantenbereichen des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 sichtbar ist.
Somit erzeugt bei der dargestellten Ausführungsform die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 40 einen
dreidimensionalen Datensatz 60 von vorn, und die optische
Positionsbestimmungsvorrichtung 42 erzeugt einen dreidimensionalen
Datensatz 62 von hinten, und zwar von dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14,
zur Speicherung in dem Speicher 99.
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Jeder
Eintrag in den Datensätzen 60 und 62 umfasst
eine Kennung für
den Reflektor 44 sowie dessen ungefähre Koordinaten im dreidimensionalen Raum.
Das System 10 korreliert dann den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn und
den dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten, um ein vorausgesagtes
Gegenstück 38 des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 zu
generieren. Bei einer Ausführungsform
korreliert das System 10 den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn und
den dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten mit Hilfe einer Mehrzahl
von Kontrollpunktanordnungen 64, die an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
sind. 2 stellt eine Ausführungsform einer Kontrollpunktanordnung 64 dar,
welche drei optische Reflektoren 66, 68 und 70 umfasst,
die an einer Kontrollpunktbefestigung 71 angebracht sind.
Die Kontrollpunktbefestigung 71 umfasst einen Befestigungsblock 72 und
eine Mehrzahl von Halterungen 73. Die Reflektoren 66, 68 und 70 sind
in solcher Weise mit den Halterungen 73 verbunden, dass
eine selektive Anpassung der Ausrichtung der Reflektoren 66, 68 und 70 in
drei Freiheitsgraden möglich
ist. Beispielsweise können
die Reflektoren 66, 68 und 70 magnetisch
mit den Halterungen 73 verbunden sein, es können jedoch
auch andere geeignete Methoden zur Kopplung der Reflektoren 66, 68 und 70 genutzt werden,
um drei Freiheitsgrade bereitzustellen. Außerdem können alle Reflektoren 44 in ähnlicher
Weise an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
sein.
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Die
optischen Reflektoren 66 und 70 werden an der
Kontrollpunktbefestigung 71 in einem vorgegebenen Kontrollpunktabstand 74 von
dem optischen Reflektor 68 positioniert. Der Kontrollpunktabstand 74 wird
in dem Speicher 99 gespeichert und wird, wie noch nachstehend
diskutiert wird, genutzt, um den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn und den
dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten zu korrelieren. Bei
einer Ausführungsform
ist der Abstand 74 zwischen den Reflektoren 66 und 68 gleich dem
Abstand 74 zwischen den Reflektoren 68 und 70,
der Abstand 74 zwischen den Reflektoren 66 und 68 kann
jedoch auch einen anderen Wert als der Abstand 74 zwischen
den Reflektoren 68 und 70 aufweisen.
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Der
Reflektor 68 ist an der Kontrollpunktbefestigung 71 derart
ausgerichtet, dass er ein optisches Signal von einer der optischen
Positionsbestimmungsvorrichtungen, beispielsweise der optischen
Positionsbestimmungsvorrichtung 42, empfängt. Die
Reflektoren 66 und 70 sind an der Kontrollpunktbefestigung 71 derart
ausgerichtet, dass sie ein optisches Signal von einer zweiten optischen
Positionsbestimmungsvorrichtung, beispielsweise der optischen Positionsbestimmungsvorrichtung 40,
empfangen. Die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 42 bestimmt
eine dreidimensionale Koordinate des Reflektors 68 und
legt den Reflektor 68 als einen Kontrollpunkt 76 fest.
Somit ist der Kontrollpunkt 78 für den dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten festgelegt.
Die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 40 bestimmt
dreidimensionale Koordinaten für
die Reflektoren 66 und 70. Mit Hilfe des in dem Speicher 99 gespeicherten
Kontrollpunktabstands 74 bestimmt das optische Positionsbestimmungssystem 32 die äquivalente
Position des Kontrollpunkts 76 für den dreidimensionalen Datensatz 60 von
vorn und richtet den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn mit
dem dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten aus. In einer speziellen
Ausführungsform,
bei welcher der Abstand 74 zwischen den Reflektoren 66 und 68 gleich
dem Abstand 74 zwischen den Reflektoren 68 und 70 ist,
stellt die äquivalente
Position des Kontrollpunkts 76 den Mittelpunkt einer im
dreidimensionalen Raum zwischen den Positionen der Reflektoren 66 und 70 gezogenen
Linie dar. Außerdem
ist der vorstehend beschriebene Vorgang der Ausrichtung unabhängiger Koordinatensysteme
auf andere Anwendungen anwendbar, bei denen die Behinderung einer
Sichtlinie gegeben ist.
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Außerdem ist
in dem Speicher 99 ein Entwurfsdatensatz 78 gespeichert,
der eine dreidimensionale Entwurfsdarstellung des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 in
einem Entwurfskoordinatensystem wiedergibt. Wenn der dreidimensionale
Datensatz 60 für
vorn und der dreidimensionale Datensatz 62 für hinten ausgerichtet
sind, transformiert das optische Positionsbestimmungssystem 32 den
dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn und den dreidimensionalen
Datensatz 62 für
hinten mit Hilfe des Entwurfsdatensatzes 78 in das dreidimensionale
Entwurfskoordinatensystem. Das Ergebnis der Transformation ist eine Bauzustandsgeometrie 80,
welche eine dreidimensionale Darstellung des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 in
dem Entwurfskoordinatensystem widerspiegelt. Beispielsweise kann
das Entwurfskoordinatensystem einen auf der Mittellinie 16 positionierten
Satz aus drei orthogonalen Achsen darstellen, wobei sich eine y-Achse
in einer Außenbordrichtung
erstreckt und sich eine x-Achse in einer Heckrichtung erstreckt.
Die Bauzustandsgeometrie 80 wird in dem Speicher 99 gespeichert.
Wie noch später
diskutiert wird, wird die Bauzustandsgeometrie 80 genutzt,
um den linken Tragflächenabschnitt 12 mit
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 zu
vergleichen, um ein vorausgesagtes Gegenstück 38 zu generieren.
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Der
Prozessor 34 erzeugt mit Hilfe der Bauzustandsgeometrie 80 ein
dreidimensionales Koordinatensystem 82 für die linke
Tragfläche
und ein dreidimensionales Koordinatensystem 84 für die rechte Tragfläche. Der
Prozessor 34 richtet das dreidimensionale Koordinatensystem 82 für die linke
Tragfläche
mit dem dreidimensionalen Koordinatensystem 84 für die rechte
Tragfläche
aus und generiert das vorausgesagte Gegenstück 38 des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14.
Ein wesentlicher technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung
besteht in der Generierung des vorausgesagten Gegenstücks 38 in
einem elektronischen Format mit Hilfe des Prozessors 34.
Dadurch ist es möglich,
Montagemodifikationen und Anpassungen elektronisch auszuführen, bevor
irgendwelche mechanischen Anpassungen oder die Montage erfolgen.
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Wie
noch detaillierter in Verbindung mit 3 diskutiert
wird, vergleicht der Prozessor 34 das vorausgesagte Gegenstück 38 mit
dem Entwurfsdatensatz 78 und generiert eine Computerdarstellung 86.
Die Computerdarstellung 86 zeigt Schnittstellenkontrollpunkte
des Flugzeugs und Funktionscharakteristiken des Flugzeugs wie etwa
eine Differenz der Tragflächenpfeilung,
Differenz der V-Winkelstellung der Tragflächen und Differenz der Tragflächenverwindung
zwischen dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 an.
Wie nachstehend noch diskutiert wird, wird das Anpassungssystem 36 genutzt,
um die Funktionscharakteristiken des Flugzeugs zu verbessern und
die Koordination der Schnittstellenkontrollpunkte mit einer anderen
Flugzeugstruktur während
der Montage des Flugzeugs aufrechtzuerhalten.
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3 stellt
eine Computerdarstellung 86 des vorausgesagten Gegenstücks 38 dar.
Die Computerdarstellung 86 umfasst Schnittstellenkontrollpunktdaten
für die
Hinterkanten-Passstücke 18,
die Vorderkanten-Passstücke 20 und
die Rumpf-Passstücke 22.
Außerdem
umfasst die Computerdarstellung 86 Funktionscharakteristiken
für den
linken Tragflächenabschnitt 12 und
den rechten Tragflächenabschnitt 14 wie
etwa die Differenz der Tragflächenpfeilung, die
Differenz der V-Stellung der Tragflächen und die Differenz der
Tragflächenverwindung.
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Wie
in 3 dargestellt ist, geben die Toleranzumfänge für die Schnittstellenkontrollpunkte
an den Hinterkanten-Passstücken 18,
den Vorderkanten-Passstücken 20 und
den Rumpf-Passstücken 22 die
Fehlausrichtung der Passstücke 18–22 nach vorn,
nach hinten, nach innen, nach außen, nach oben oder nach unten
wieder. Die Computerdarstellung 86 ist eine interaktive
Darstellung des vorausgesagten Gegenstücks 38. Das Anpassungssystem 36 ermöglicht also
die graphische Manipulation des rechten Tragflächenabschnitts 14 in
Bezug auf den linken Tragflächenabschnitt 12,
um die Schnittstellenkontrollpunkte und die Funktionscharakteristiken des
Flugzeuges vor der Montage des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 zu
regulieren oder zu ändern.
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Beispielsweise
ist jedem in 3 dargestellten Schnittstellenkontrollpunkt
ein Schnittstellenkontroll-Toleranzblock 88 zugeordnet.
Der rechte Tragflächenabschnitt 14 kann
um einen gewünschten
Betrag graphisch verschoben werden, in einem Versuch, alle fehlausgerichteten
Schnittstellenkontrollpunkte an den Hinterkanten-Passstücken 18,
den Vorderkanten-Passstücken 20 und
den Rumpf-Passstücken 22 in
akzeptable Toleranzgrenzen zu bringen. Die Toleranzblöcke 88 können Optionen
vom Typ eines Pull-down-Menüs
enthalten, um die Lage der Schnittstellenkontrollpunkte zu ändern, oder
können
andere geeignete Methoden zur Anpassung der Positionen der Schnittstellenkontrollpunkte
enthalten. Beispielsweise kann ein bestimmter Tolleranzblock 88 ausgewählt werden,
um einen speziellen Schnittstellenkontrollpunkt innerhalb eines
akzeptablen Toleranzbereiches zu verschieben.
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Die
Funktionscharakteristiken des Flugzeuges können in ähnlicher Weise geändert werden,
indem der rechte Tragflächenabschnitt 14 graphisch
in eine gewünschte
Lage bewegt wird. Beispielsweise können die Funktionscharakteristiken
des Flugzugs, wie in 3 dargestellt, in einer Tabelle
90 für
Funktionscharakteristiken gezeigt werden. Eine spezielle Funktionscharakteristik
wie etwa der Tragflächenpfeilungswinkel
kann geändert
werden, indem die gewünschte
Charakteristik ausgewählt
wird und der Wert der Charakteristik geändert wird. Jedes Mal, wenn
der rechte Tragflächenabschnitt 14 graphisch umpositioniert
wird, bestimmt der Prozessor 34 ein angepasstes Gegenstück 92 auf
Basis der gewünschten
Position des rechten Tragflächenabschnitts 14 und
speichert dieses. Die Schnittstellenkontrollpunkte und Funktionscharakteristiken
des Flugzeuges können
wiederholt und iterativ geändert werden,
bevor der rechte Tragflächenabschnitt 14 mechanisch
bewegt wird. Auf diese Weise positioniert das System 10 den
rechten Tragflächenabschnitt 14,
um die Schnittstellenkontrollpunkte und die Funktionscharakteristiken
des Flugzeugs zu optimieren.
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Ein
weiterer technischer Vorteil des Systems 10 ist die Möglichkeit,
bestimmte Schnittstellenkontrollpunkte als akzeptabel festzulegen,
während
für andere
Schnittstellenkontrollpunkte mit Hilfe der Computerdarstellung 86 des
vorausgesagten Gegenstücks 38 eine
Umarbeitung festgelegt wird. Wenn beispielsweise alle bis auf einen
Schnittstellenkontrollpunkt an den Hinterkanten-Passstücken 18, den
Vorderkanten-Passstücken 20 und
den Rumpf-Passstücken 22 in
akzeptable Toleranzbereiche fallen, kann das eine Passstück, welches
den außerhalb
der Toleranz liegenden Schnittstellenkontrollpunkt enthält, von
dem Flugzeug entfernt werden und umgearbeitet werden. Bei einer
Ausführungsform
der Erfindung, wie sie in 3 dargestellt
ist, stellt die Computerdarstellung 86 den Betrag und die Richtung
dar, um welchen und in welcher sich der Schnittstellenkontrollpunkt
außerhalb
der Toleranz befindet. Die Computerdarstellung 86 kann
auch in anderer geeigneter Weise außerhalb der Toleranz liegende
Zustände
anzeigen, bei spielsweise als farbcodierte Toleranzbereiche oder
blinkende Schnittstellenkontrollpunktpositionen. Die Computerdarstellung 86 liefert
exakte Messungen, was die speziellen Richtungen betrifft, in der
sich der Schnittstellenkontrollpunkt außerhalb der Toleranz befindet.
Wenn sich der Schnittstellenkontrollpunkt beispielsweise um 0,025
Zoll in der Richtung nach hinten außerhalb der Toleranz befindet,
kann das Passstück
derart umgearbeitet werden, dass der Schnittstellenkontrollpunkt 0,025
Zoll nach vorn gebracht wird. So kann die Montage des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 fortgeführt werden, während der
Schnittstellenkontrollpunkt umgearbeitet wird. Nach der Umarbeitung
kann das umgearbeitete Passstück
an dem Flugzeug wieder an der ursprünglichen Position des umgearbeiteten
Passstücks
angebracht werden.
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Ein
weiterer technischer Vorteil des Systems 10 ist die Möglichkeit,
die Funktionscharakteristiken des Flugzeug mit Hilfe der Computerdarstellung 86 des
vorausgesagten Gegenstücks 38 vor
der Montage des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 zu ändern. Beispielsweise
können
aufgrund von Abweichungen bei der Herstellung des linken Tragflächenabschnitts 12 und des
rechten Tragflächenabschnitts 14 die
Differenz der Tragflächenpfeilung,
die Differenz der V-Stellung der
Tragflächen
und die Differenz der Tragflächenverwindung
zwischen dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 zu
inakzeptablen Funktionscharakteristiken des Flugzeugs führen. Der
rechte Tragflächenabschnitt 14 kann
mit Hilfe der Computerdarstellung 86 graphisch verschoben
werden, um die Funktionscharakteristiken zu verbessern. Außerdem können, falls mehr
als eine Tragflächen-Teilanordnung zur
Verfügung
steht, der linke Tragflächenabschnitt 12 oder der
rechte Tragflächenabschnitt 14 entfernt
werden und durch eine neue Tragflächen-Teilanordnung ersetzt
werden, die besser zu ihrem Gegenstück passt. Somit bietet das
System 10 eine größere Flexibilität bei der
Montage eines Flugzeugs als herkömmliche Montagesysteme.
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Sobald
eine Position des rechten Tragflächenabschnitts 14 mit
Hilfe der Computerdarstellung 86 festgelegt worden ist,
löst das
System 10 das Anpassungssystem 36 aus, um den
rechten Tragflächenabschnitt 14 mechanisch
in die gewünschte Lage
zu bewegen. Das Anpassungssystem 36 umfasst eine Mehrzahl
von Stellgliedern 94, die an dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
sind, um den rechten Tragflächenabschnitt 14 an
die gewünschte
Position zu bewegen; es können
aber auch Stellglieder 94 an dem linken Tragflächenabschnitt 12 anstatt
an dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
sein oder es können
Stellglieder 94 an sowohl dem linken Tragflächenabschnitt 12 als
auch dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht sein,
um die Positionen des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 in
Bezug aufeinander anzupassen. Jedes Stellglied 94 vermag
eine dreidimensionale Bewegung auszuführen, um sechs Freiheitsgrade
für den
rechten Tragflächenabschnitt 14 bereitzustellen.
Zusätzlich können die
Stellglieder 94 eine lokale Rückkopplungsmöglichkeit
für die
exakte Bestimmung der Positionsänderung
des rechten Tragflächenabschnitts 14 aufweisen.
Die Stellglieder 94 können
elektrisch angetriebene Motoren umfassen oder können andere Arten von Motoren
umfassen, beispielsweise hydraulisch oder pneumatisch gesteuerte
Motoren.
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Sobald
der rechte Tragflächenabschnitt 14 mechanisch
mit Hilfe der Stellglieder 94 in die gewünschte Stellung
bewegt worden ist, generiert der Prozessor 34 ein angepasstes
Gegenstück 92 und speichert
dieses. Das angepasste Gegenstück
kann auf der Computerdarstellung 86 und der mit Hilfe der Stellglieder 94 ausgeführten projizierten
Verschiebung basieren oder kann bestimmt werden, indem das optische
Positionsbestimmungssystem 32 reinitialisiert wird, um
neue dreidimensionale Koordinaten der Reflektoren 44 zu
erfassen. Der Prozessor 34 generiert außerdem Schnittstellenkontrollpunkttoleranzen
sowie Funktionscharakteristiken auf Basis des angepassten Gegenstücks 92.
Diese Daten können als
Bericht auf ein externes Kommunikationsmedium 96 heruntergeladen
werden, beispielsweise einen Drucker, ein Faxgerät, eine Speicherplatte oder
eine andere geeignete Ausgabeeinrichtung.
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Außerdem können nach
der Positionierung des rechten Tragflächenabschnitts 14 mit
Hilfe der Stellglieder 94 der linke Tragflächenabschnitt 12 und der
rechte Tragflächenabschnitts 14 montiert
werden. Bei einer Ausführungsform
werden der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 an
ihrem Platz gehalten, es werden Löcher in den linken Tragflächenabschnitt 12 und
den rechten Tragflächenabschnitt 14 gebohrt
und Befestigungselemente installiert, welche den linken Tragflächenabschnitt 12 und
den rechten Tragflächenabschnitt 14 verbinden.
Das System 10 ermöglicht
also eine bessere Messung und Kontrolle von Schnittstellenkontrollpunkten
und Funktionscharakteristiken des Flugzeugs vor der Montage des
Flugzeugs als herkömmliche
Flugzeugmontagesysteme.
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Bei
einer Ausführungsform
der Erfindung nutzt das System 10 die Entwurfssoftware
CATIA, die dem optischen Positionsbestimmungssystem 32 zugeordnete
Steuersoftware AXYZ, die bei LEICA erhältlich ist, die Betriebssoftware
Windows 95 und Visual Basic 5.0, die von Microsoft erhältlich sind,
die Steuersoftware PTALK und PMAC, die bei Delta Tau Data Systems
erhältlich
sind, und die mit den Stellgliedern 94 verknüpfte Software
930 Dialog, die von Pacific Scientific erhältlich ist. Diese Softwarepakete können von
Fachleuten in einfacher Weise integriert werden.
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Die 4A und 4B stellen
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Montage eines Flugzeugs
entsprechend der vorliegenden Erfindung dar. In Schritt 100 werden
der linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 auf
Sockeln 24 und 26 montiert. Das System 10 positioniert den
linken Tragflächenabschnitt 12 und
den rechten Tragflächenabschnitt 14 auf
den Sockeln 24 und 26 derart, dass Stellen an
dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14, die
Reflektoren 44 aufnehmen sollen, mit den im Speicher 99 gespeicherten
Anvisierungsstellen 58 koordiniert werden, und zwar in
Schritt 110.
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Die
Reflektoren 44 werden in Schritt 120 an dem linken
Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht.
In Schritt 130 löst
der Prozessor 34 das optische Positionsbestimmungssystem 32 aus,
um eine dreidimensionale Koordinate für jeden Reflektor 44,
der an dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
ist, zu bestimmen. Das optische Positionsbestimmungssystem 32 legt
einen in Schritt 140 zu erfassenden Reflektor 44 fest,
und die optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 scannen
oder suchen einen Bereich ab, welcher der Anvisierungsstelle 58 für den festgelegten
Reflektor 44 entspricht, bis der festgelegte Reflektor 44 lokalisiert
ist, und zwar in Schritt 150. In Schritt 160 bestimmen
die optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 eine
dreidimensionale Koordinate für
einen Reflektor 44, beispielsweise indem exakte Winkelkoordinaten
in der kardanischen Aufhängung
der optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 abgelesen
werden. Die optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen 40 und 42 können unabhängig voneinander
arbeiten oder können
in einer speziellen Reihenfolge der Reflektoren 44 arbeiten.
Der Prozessor 34 speichert die dreidimensionale Koordinate
für einen
Reflektor 44 in einem Datensatz in dem Speicher 99,
und zwar in Schritt 170. Beispielsweise wird ein Reflektor 44,
der nur für
die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 40 sichtbar
ist, in dem dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn gespeichert.
Das optische Positionsbestimmungssystem 32 stellt im Schritt 180 fest,
ob ein weiterer Reflektor 44 erfasst werden muss. Wenn ein
weiterer Reflektor 44 zu erfassen ist, wird das Verfahren
mit Schritt 140 fortgesetzt. Wenn keine weiteren Reflektoren 44 zu
erfassen sind, wird das Verfahren mit Schritt 190 fortgesetzt.
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Der
Prozessor 34 richtet den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn und
den dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten aus, um eine Bauzustandsgeometrie 80 des
linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 zu
generieren, und zwar in Schritt 190. Wie bereits erwähnt kann
es sein, dass eine einzige optische Positionsbestimmungsvorrichtung
nicht in der Lage ist, alle Reflektoren 44, die an dem
linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 angebracht
sind, zu sichten. Wie in 1 dargestellt ist, erfasst die
optische Positionsbestimmungsvorrichtung 40 die Reflektoren 44,
welche von den Vorderkanten des linken Tragflächenabschnitts 12 und des
rechten Tragflächenabschnitts 14 sichtbar
sind, und die optische Positionsbestimmungsvorrichtung 42 erfasst
die Reflektoren 44, die von den Hinterkanten des linken
Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 sichtbar
sind. Bei einer Ausführungsform,
bei welcher die Kontrollpunktanordnungen 64 und der in
dem Speicher 99 gespeicherte Kontrollpunktabstand 74 genutzt
werden, richtet das System 10 den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn und
den dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten aus, um eine Bauzustandsgeometrie 80 zu generieren.
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Der
Prozessor 34 generiert ein dreidimensionales Koordinatensystem 82 für die linke
Tragfläche und
ein dreidimensionales Koordinatensystem 84 für die rechte
Tragfläche
unter Nutzung der Bauzustandsgeometrie 80 und des in dem
Prozessor 34 gespeicherten Entwurfsdatensatzes 78,
und zwar in Schritt 200. Der Prozessor 34 transformiert
die Bauzustandsgeometrie 80 unter Nutzung des Entwurfsdatensatzes 78,
um das dreidimensionale Koordinatensystem 82 für die linke
Tragfläche
und das dreidimensionale Koordinatensystem 84 für die rechte Tragfläche derart
zu generieren, dass das dreidimensionale Koordinatensystem 82 für die linke
Tragfläche
und das dreidimensionale Koordinatensystem 84 für die rechte
Tragfläche
in Übereinstimmung
mit dem Entwurfskoordinatensystem für das Flugzeug betrachtet werden
können.
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Der
Prozessor 34 richtet das dreidimensionale Koordinatensystem 82 für die linke
Tragfläche mit
dem dreidimensionalen Koordinatensystem 84 für die rechte
Tragfläche
aus, um ein vorausgesagtes Gegenstück 38 des linken Tragflächenabschnitts 12 und
des rechten Tragflächenabschnitts 14 zu
generieren, und zwar in Schritt 210. Die Anzeigeeinrichtung 98 generiert
eine Computerdarstellung 86 des vorausgesagten Gegenstücks 38,
welche Toleranzen der Schnittstellenkontrollpunkte und Funktionscharakteristiken
für den
linken Tragflächenabschnitt 12 und
den rechten Tragflächenabschnitt 14 darstellt.
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Das
System 10 stellt fest, ob für den rechten Tragflächenabschnitt 14 eine
Positionsanpassung erforderlich ist, um die Schnittstellenkontrollpunkte
des Flugzeugs in akzeptable Toleranzbereiche zu bringen, und zwar
in Schritt 240. Wenn eine Anpassung erforderlich ist, kann
der rechte Tragflächenabschnitt 14 graphisch
auf eine gewünschte
Stellung angepasst werden. Die Computerdarstellung 86 zeigt
die Toleranzen der Schnittstellenkontrollpunkte auf Basis der graphischen
Verschiebung des rechten Tragflächenabschnitts 14 an.
Wenn keine Anpassung erforderlich ist, fährt das Verfahren mit Schritt 250 fort.
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Bei
Schritt 250 bestimmt das System 10, ob für den rechten
Tragflächenabschnitt 14 eine
Positionsanpassung erfor derlich ist, um die Funktionscharakteristiken
des Flugzeugs zu verbessern. Wenn eine Anpassung erforderlich ist,
kann der rechte Tragflächenabschnitt 14 graphisch
auf eine gewünschte
Stellung angepasst werden oder kann mit Hilfe des Prozessors 34 automatisch
angepasst werden, um die Toleranzen für die Schnittstellenkontrollpunkte
sowie die Funktionscharakteristiken des Flugzeugs zu optimieren.
Die Computerdarstellung 86 zeigt die Funktionscharakteristiken
auf Basis der graphischen Verschiebung des rechten Tragflächenabschnitts 14 an.
Wenn keine Anpassung erforderlich ist, fährt das Verfahren mit Schritt 260 fort.
Bei Schritt 260 geht das Verfahren zu Schritt 230 über, falls
eine weitere Anpassung des rechten Tragflächenabschnitts 14 erforderlich
ist. Falls keine weitere Anpassung an dem rechten Tragflächenabschnitt 14 erforderlich
ist, wird das Verfahren mit Schritt 270 weitergeführt.
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Bei
Schritt 270 generiert der Prozessor 34 ein angepasstes
Gegenstück 92 auf
Grundlage der graphischen Positionsänderungen des rechten Tragflächenabschnitts 14.
Das angepasste Gegenstück 92 spiegelt
eine Optimierung der Toleranzen der Schnittstellenkontrollpunkte
sowie der Funktionscharakteristiken des Flugzeugs auf Basis der
an der Computerdarstellung 86 vorgenommenen Änderungen
der Stellung des rechten Tragflächenabschnitts 14 wider.
In Schritt 280 weist der Prozessor 34 die Stellglieder 94 an,
den rechten Tragflächenabschnitt 14 entsprechend
dem angepassten Gegenstück 92 mechanisch
zu positionieren.
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In
Schritt 290 generiert der Prozessor 34 eine Computerdarstellung 86,
welche das angepasste Gegenstück 92 widerspiegelt.
Die Computerdarstellung 86, die das angepasste Gegenstück 92 widerspiegelt,
kann basierend auf den graphischen Verschiebungen generiert werden,
die an dem rechten Tragflächenabschnitt 14 erfolgt
sind, oder kann generiert werden, indem erneut das optische Positionsbestimmungssystem 32 initia lisiert
wird, um neue dreidimensionale Koordinaten für die Reflektoren 44 zu
erfassen. So kann der vorstehend beschriebene Prozess beliebig oft
wiederholt werden, um die Schnittstellenkontrollpunkttoleranzen
und die Funktionscharakteristiken in einen Bereich akzeptabler Grenzen
zu bringen. In Schritt 300 stellt das System 10 fest,
ob eine weitere mechanische Anpassung an dem rechten Tragflächenabschnitt 14 erforderlich
ist. Wenn eine weitere Anpassung erforderlich ist, fährt das
Verfahren mit Schritt 280 fort. Wenn keine weitere Anpassung
an dem rechten Tragflächenabschnitt 14 erforderlich
ist, geht das Verfahren zu Schritt 310 über.
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Der
linke Tragflächenabschnitt 12 und
der rechte Tragflächenabschnitt 14 werden
in Schritt 310 zusammengefügt oder montiert. Der Prozessor 34 generiert
einen Schnittstellenkontrollbericht, welcher die Toleranzbereiche
und die Umarbeitungsdaten der Schnittstellenkontrollpunkte an dem
linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 enthält, und
zwar in Schritt 320. In Schritt 330 generiert
der Prozessor 34 einen Bericht zu den Funktionscharakteristiken,
welcher Daten enthält,
die das Rollmoment, den Rollfaktor, die Differenz der Tragflächenpfeilung,
die Differenz des V-Stellungswinkels
der Tragflächen,
die Differenz der Tragflächenverwindung
und andere Funktionsmaße
zwischen dem linken Tragflächenabschnitt 12 und
dem rechten Tragflächenabschnitt 14 enthält. Die
in dem Schnittstellenkontrollbericht und dem Funktionscharakteristikbericht
enthaltenen Informationen werden auf dem angepassten Gegenstück 92 basieren, wenn
Anpassungen an der Stellung des rechten Tragflächenabschnitts 14 vorgenommen
worden sind. Wenn keine Anpassungen an der Stellung des rechten
Tragflächenabschnitts 14 vorzunehmen
waren, werden die in dem Schnittstellenkontrollbericht und dem Funktionscharakteristikbericht
enthaltenen Informationen auf dem vorausgesagten Gegenstück 38 basieren.
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5 stellt
ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Ausrichtung von Datensätzen dar,
die von unabhängigen
optischen Positionsbestimmungsvorrichtungen erzeugt worden sind,
beispielsweise zur Ausrichtung des dreidimensionalen Datensatzes 60 für vorn und
des dreidimensionalen Datensatzes 62 für hinten, wie sie in Verbindung
mit 2 diskutiert wird, entsprechend der vorliegenden
Erfindung. Der Reflektor 68 wird an der Kontrollbefestigung 71 derart
positioniert und ausgerichtet, dass er ein optisches Signal von
der optischen Positionsbestimmungsvorrichtung 42 empfängt, und
zwar in Schritt 350. In Schritt 360 wird der Reflektor 66 an
der Kontrollbefestigung 71 in einem Kontrollpunktabstand 74 von
dem Reflektor 68 derart positioniert und ausgerichtet,
dass er ein optisches Signal von der optischen Positionsbestimmungsvorrichtung 40 empfängt. In
Schritt 370 wird der Reflektor 70 an der Kontrollbefestigung 71 in
einem Kontrollpunktabstand 74 von dem Reflektor 68 derart
positioniert und ausgerichtet, dass er ein optisches Signal von
der optischen Positionsbestimmungsvorrichtung 40 empfängt. Der
Prozessor 34 speichert in Schritt 380 den Kontrollpunktabstand 74 und
die ungefähren
Positionen der Reflektoren 66, 68 und 70 in
dem Speicher 99.
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Das
optische Positionsbestimmungssystem 32 generiert in Schritt 390 eine
dreidimensionale Koordinate für
den Reflektor 68 mit Hilfe der optischen Positionsbestimmungsvorrichtung 42.
Der Prozessor 34 legt die dreidimensionale Koordinate des
Reflektors 68 als Kontrollpunkt 76 fest und speichert
die dreidimensionale Koordinate des Reflektors 68 in dem
dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten in dem Speicher 99,
und zwar in Schritt 400. In Schritt 410 generiert
das optische Positionsbestimmungssystem 32 dreidimensionale
Koordinaten für
die Reflektoren 66 und 70 mit Hilfe der optischen
Positionsbestimmungsvorrichtung 40. Der Prozessor 34 speichert
in Schritt 420 die dreidimensionalen Koordinaten der Reflektoren 66 und 70 in
dem dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn in dem Speicher 99.
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Der
Prozessor 34 bestimmt in Schritt 430 eine äquivalente
Position des Kontrollpunkts 76 für den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn unter Nutzung
der dreidimensionalen Koordinaten der Reflektoren 66 und 70 sowie
des Kontrollpunktabstands 74, die in dem Speicher 99 gespeichert
sind. Bei einer Ausführungsform
beispielsweise, bei welcher der Kontrollpunktabstand 74 zwischen
den Reflektoren 66 und 68 gleich dem Kontrollpunktabstand 74 zwischen
den Reflektoren 68 und 70 ist, kann der Prozessor 34 die äquivalente
Position des Kontrollpunkts 76 als den Mittelpunkt auf
einer Linie zwischen den Reflektoren 66 und 70 berechnen.
Der Prozessor 34 richtet den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn mit
dem dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten mit Hilfe des Kontrollpunkts 76 aus dem
dreidimensionalen Datensatz 62 für hinten und der äquivalenten
Position des Kontrollpunkts 76 für den dreidimensionalen Datensatz 60 für vorn aus, und
zwar in Schritt 440.