WO2018172316A1 - Positioniervorrichtung - Google Patents

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WO2018172316A1
WO2018172316A1 PCT/EP2018/056944 EP2018056944W WO2018172316A1 WO 2018172316 A1 WO2018172316 A1 WO 2018172316A1 EP 2018056944 W EP2018056944 W EP 2018056944W WO 2018172316 A1 WO2018172316 A1 WO 2018172316A1
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WO
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positioning device
manipulator
receiving element
rotation
aircraft
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/056944
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English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Höfener
Thorsten SCHÜPPSTUHL
Original Assignee
Lufthansa Technik Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/40—Maintaining or repairing aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/30—Cleaning aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/60—Testing or inspecting aircraft components or systems

Definitions

  • the present invention relates to a positioning device for positioning a processing machine on an outer wall of an aircraft and a processing or diagnostic system with such a positioning device.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastics
  • Stationary milling robots are known from the prior art with which the outer wall of an aircraft made of carbon fiber reinforced plastic can be processed.
  • the problem is that with such stationary milling robots not every area of the fuselage can be processed.
  • mobile robot which are positioned by means of a support or lifting device, such as a overhead crane or a forklift, relative to the aircraft.
  • a support or lifting device such as a overhead crane or a forklift
  • a disadvantage of such a solution is that, furthermore, only certain areas of the aircraft fuselage can be reached or several devices are necessary in order to position a robot corresponding to the aircraft fuselage.
  • several people and a complicated lifting device are needed to align a milling robot relative to the outer skin of the aircraft and to position for the planned processing.
  • robots are known from the prior art, for example from US Pat. No. 7,155,307 B2, which by means of suction feet a surface of an aircraft can be attached to clean or inspect the outer skin of the aircraft.
  • a robot is not suitable for processing the outer skin of an aircraft and in particular for separating parts of the outer skin from the aircraft fuselage.
  • the object of the invention is to propose a positioning device with which a mobile device for diagnosis or processing of an outer wall of an aircraft can be aligned in a simple manner to an outer wall of an aircraft and / or attached to the outer wall to a simplified diagnosis or processing allow the outer wall and in particular to allow the positioning by a single person.
  • a positioning device for positioning a manipulator, in particular an industrial robot, on an outer wall of an aircraft, in particular an aircraft, wherein the positioning device comprises a bracket with a first bracket arm and a second bracket arm and a receiving element for receiving a manipulator, wherein the hanger arms each have a first end for at least indirect attachment to a lifting means, wherein the hanger arms respectively at its second end facing away from the first end a receptacle for preferably positive reception of the receiving element, wherein the receiving element in the manner of a gimbal bearing rotatable in the bracket is mounted about a first axis of rotation and about a second axis of rotation, wherein the second axis of rotation is perpendicular to the first axis of rotation.
  • the first axis of rotation is also referred to below as A-axis and the second axis of rotation as B-axis.
  • an industrial robot as a manipulator on the outer skin of an aircraft, in particular on an aircraft part made of a fiber composite material, particularly preferably made of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) are mounted to allow a mobile diagnosis and repair of the aircraft if necessary ,
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the receiving element is received in the receptacles at the second ends of the bail arms such that a connecting line between the receptacles extends substantially through the center of gravity of the receiving element and / or a received in the receiving element manipulator.
  • the respective first ends of the hanger arms are connected to one another via a crossbar.
  • a bracket which is composed of two bracket arms and a crossbar, a particularly simple and cost-effective production of the bracket is possible.
  • a crossbar the rigidity of the bracket can be improved, so that the risk of bending or twisting of the hanger arms is reduced against each other under an externally applied load.
  • a fastening element for attachment to the lifting means is formed on the crossbar.
  • the risk of twisting or slipping of the bracket is significantly reduced if the crossbar or preferably the fastener have a deviating from a circular outer contour, so that a positive reception of the crossbar, in particular the fastener is possible on the lifting means.
  • the first ends of the hanger arms have a greater distance from each other than the second ends.
  • the distance between the two hanger arms in the region of the lifting means can be increased in order to create additional space for the manipulator and also to allow a rotation about the B axis in the horizontal position of the manipulator.
  • the receiving element zer- is undisturbed divisible.
  • the receiving element zer- is undisturbed divisible.
  • the receiving element has a first ring and a second ring, wherein the second ring is arranged concentrically to the first ring, wherein the first ring is rotatably supported via first bearing in the receiving element and the second ring on the second Bearing is rotatably mounted in the first ring.
  • first bearing and the second bearing are each arranged offset by 90 ° to the first ring. This ensures that the cutting axes of the two axes of rotation lie in the center of gravity of the receiving element.
  • first ring carries on its side facing away from the intersection of the axes of rotation a bearing element of the respective first bearing and at its the
  • the receiving element has a first carrier element and a second carrier element, wherein a collar for receiving the manipulator is formed on the first carrier element or on the second carrier element.
  • a support surface is created with a smaller inner diameter than the diameter of the remaining opening in the receiving element, whereby a resting of the manipulator on the collar is possible.
  • a simplified recording of the manipulator in the receiving element is possible.
  • a bearing cup is added to the collar or the collar is designed as a bearing cup to receive the manipulator such that the center of gravity of the manipulator is at least substantially at the height of the intersections of the first and second axis of rotation.
  • the manipulator can be accommodated in such a way that the
  • the positioning device has at least one fastening means for non-destructive, reversible connection of the positioning device to the outer wall of the aircraft and at least one connecting or securing element for securing a position of the manipulator accommodated in the positioning device relative to the positioning device.
  • a fastening means By a fastening means, the positioning device can be fixed after alignment in any position on the outer wall of the aircraft. It will the position of the manipulator is also fixed relative to the positioning device, in order to allow processing after the alignment or analysis of the outer wall.
  • the positioning device has at least two arms, preferably exactly two arms, with which the positioning device is attached to the outer wall of the aircraft.
  • the support points can be mounted relatively far away from the center of gravity of the positioning device, resulting in several positive effects.
  • the load can be distributed over a larger area, so that the risk of damage to the structure of the aircraft is reduced by the positioning device.
  • the arms of the lever when supporting, so that the risk of tilting of the positioning device is reduced by a received in the positioning device processing and the force exerted by this processing device on the positioning forces.
  • the ends of the two arms and at the receiving opening fastening means are arranged, with which a three-point support on the outer wall of the aircraft can be formed.
  • a statically determined system can be formed, which is characterized by three support points on the outer wall of the aircraft and thus enables a particularly stable positioning.
  • the fastening means comprise suction cups.
  • suction cups is a particularly simple and reversible detachable attachment of the positioning device to the outside wall of the running vehicle possible.
  • mounting holes for temporarily fixing the positioning device can be provided on the aircraft.
  • necessary openings may preferably be embedded in the CFRP structure of the aircraft fuselage and be closed during operation by blind plugs.
  • the receiving opening is circular.
  • the circular recording facilitates the recording of an industrial robot.
  • Industrial robots preferably have a cylindrical foot, which can be accommodated in this circular recess and thus is easy to connect to the positioning device.
  • locking pins for temporary connection of the positioning device with the manipulator are arranged on the receiving opening.
  • locking pins are provided on the receiving element, with which the manipulator can be positively and / or non-positively connected to the positioning device.
  • locking elements are provided on the bracket and / or on the receiving element.
  • the locking elements in particular by ball lock pins, the two webs of the receiving element are connected to one another. By removing the ball locking pin, the webs can be opened and remove the pot with the manipulator from the receiving element.
  • the two systems can be separated by removing the other two ball lock pins at the end of the arms.
  • the bracket between a mounting position for receiving the manipulator and an operating position is pivotable. As a result, the bracket can serve as fall protection for a manipulator received in the positioning device.
  • guiding of the manipulator accommodated in the positioning device can be facilitated by the bracket so that the manipulator can be positioned and operated by a single person.
  • the bracket and / or on the receiving element locking elements are provided to fix the position of the receiving element and / or the manipulator relative to the bracket and a rotation about the first axis of rotation and the second To prevent rotation axis.
  • a processing or diagnostic system for the outer wall of an aircraft which has a positioning device according to the invention and a manipulator, which is accommodated in the positioning device.
  • a processing system the machining of the outer wall of the aircraft, in particular a separation of a fuselage segment, is possible to exchange the corresponding fuselage segment.
  • a diagnostic device the outer wall of the aircraft for damage be examined in order to detect a possible pre-damage to the aircraft before it leads to greater consequential damage.
  • the processing or diagnostic system comprises an industrial robot.
  • An industrial robot is a widespread and relatively inexpensive variant of a manipulator.
  • Industrial robots can be used for various tasks through appropriate programming and a choice of tools. So both a diagnosis, as well as a processing and repair of the outer wall of the aircraft can be performed both by an appropriate tool selection.
  • Focus is stored in the positioning device.
  • the industrial robot carries at least one tool for machining the outer wall of the aircraft.
  • a tool for machining a part of the outer wall can be cut out for the repair of the aircraft from the rest of the outer wall and replaced by a new, matching component.
  • a component from a fiber composite material in particular a carbon fiber reinforced plastic (CFRP), provided, with a corresponding spare part replaces the separated-out component.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • the new component is preferably fixed by means of an adhesive process, whereby no additional processing of the remaining outer wall of the aircraft is necessary and thus the remaining outer wall is not additionally weakened.
  • the processing or diagnostic system according to the invention can also be used for machining exterior walls made of metal, in particular aluminum, in order to enable rapid checking and, if necessary, repair of the exterior wall.
  • the industrial robot has a cutting tool, preferably a drilling or milling tool, which is provided for machining the surface of the aircraft.
  • the industrial robot has a glue tool.
  • the industrial robot for fitting a spare part has a glue tool, with which the spare part can be glued into the remaining outer wall of the aircraft.
  • the industrial robot carries at least one device for nondestructive testing of the outer wall of the aircraft.
  • a non-destructive examination of the outer wall at regular inspection intervals is necessary.
  • a destructive free material testing done is made possible by the industrial robot.
  • the device for non-destructive testing has at least one source for emitting radar waves, ultrasound, X-rays or for thermography.
  • the abovementioned methods are suitable for non-destructive testing of an outer wall of a metallic material and / or a fiber composite material. It is preferred if the industrial robot carries at least one test head with which such a non-destructive test can be performed.
  • FIG. 1 shows a bracket of a positioning device according to the invention.
  • Figure 2 shows an embodiment of a Posi invention tioniervorraum.
  • FIG. 3 shows a receiving element of a positioning device according to the invention
  • Figure 4 is a further view of a positioning invention niervorraum.
  • FIG. 5 shows an embodiment of the positioning device, in which a bearing cup is received in the receiving element.
  • FIG. 6 shows the receptacle of FIG. 5 in a further illustration; FIG.
  • FIG. 7 shows several views of a positioning device according to the invention, in which an industrial robot is accommodated
  • FIG. 10 shows a securing element for fixing a position of the receiving element relative to the bracket of the positioning device
  • FIG. 11 is a view of the opening of a retaining clip of the positioning device in detail
  • Fig. 12 is another view of the retaining clip
  • Fig. 13 is a view of the boundary of the receiving opening of
  • Fig. 15 shows the processing or diagnostic system on a wing of an aircraft
  • 16 shows a processing or diagnostic system according to the invention
  • 17 shows a further illustration of a processing or diagnostic system according to the invention.
  • the positioning device 10 comprises a bracket 30 shown in detail in FIG. 1 and a receiving element 19 shown in FIG. 3.
  • the bracket 30 comprises a first bracket arm 58 and a second bracket arm 59, which at their respective first ends 68, 69 via a crossbar 60th connected to each other.
  • the crossbar 60 has a substantially round profile.
  • the crossbar 60 may also have a polygonal profile, in particular a triangular, square or hexagonal profile.
  • a fastening element 63 is arranged, which is non-rotatably, for example by means of a welded joint, connected to the crossbar 60.
  • the bail arms 58, 59 have in their course from the respective first end 68, 69 to their respective second end 70, 71 an S-beat 72 on.
  • the first ends 68, 69 at a greater distance from each other than the second ends 70, 71.
  • additional space can be created to a manipulator 11 in a horizontal position to a in Fig. 3rd to rotate shown B-axis.
  • receptacles 61 are formed for receiving the receiving element 19 shown in Fig. 3, which allow a positive or non-positive reception of the receiving element 19.
  • the bracket 30 can also be designed without a crossbar 60, the bracket arms 58, 59 then being received directly by a lifting means 75.
  • the receiving element 19 has a first ring 76 and a concentric with the first ring 76 arranged second ring 77, which serves as a cardanic support for one in the second ring 77 recorded manipulator 11 serve.
  • the first ring of the receiving element 19 is rotatably mounted in a first bearing 78 with a first hinge 62 about an axis A - A in the receptacles 61 of the bracket 30.
  • the second ring 77 is rotatably mounted in a second bearing 79 with a second joint 64 about an axis B - B which is perpendicular to the first axis A - A.
  • FIG. 3 shows a further view of the receiving element 19 of the positioning device 10.
  • the receiving element 19 comprises a receiving ring with a first carrier element 73 and a second carrier element 74.
  • the carrier elements 73, 74 are connected by bearings of a plain bearing 36.
  • the receiving ring of the receiving element 19 is non-destructively divisible and can be opened at shown in Fig. 9 hinges 35, so that a manipulator 11, in particular an industrial robot 21, can be inserted into the receiving element 19 and received in this.
  • the receiving ring on a first web 44 and a second web 45, which are each connected via a hinge 35 with the remaining portion of the receiving ring.
  • the respective first bearings 78 are preferably designed as sliding bearings and allow a rotational movement about the first axis of rotation A - A.
  • the respective second bearings 79 are formed as sliding bearings 36 and can a collar 67 on the manipulator 11 or a bearing element 66 for supporting the manipulator 11 take up.
  • a securing element 14 is provided to secure the position of the receiving element 19 and the recorded in the receiving element 19 manipulator 11 relative to the positioning device 10 after a rotation.
  • a gap 80 is formed, which, in the case of an interrupted collar 67, has a gap 67. natively or in addition to the sliding bearing 36 can be used as a bearing.
  • the receiving element 19 is inserted into the bracket 30 of the positioning device 10.
  • the manipulator 11 can optionally be used in the already assembled positioning device 10, or alternatively first be inserted into the receiving element 19, wherein the receiving element 19 together with the received in the receiving element 19 manipulator 11 then into the receptacles 61 at the respective second ends 70, 71 of the hanger arms 58, 59 used and connected to these.
  • FIG. 5 an inserted into the receiving element 19 bearing element 66 for supporting the manipulator 11 is shown.
  • the bearing element 66 has a collar 67 shown in FIG. 6, which can be accommodated in the bearing points of the sliding bearing 36 and thus allows a simple rotation of the manipulator 11 about the second axis of rotation B - B.
  • the manipulator 11 received in the positioning device 10 can be rotated around two axes as in the gimbal bearing shown in FIG. 2 and adjusted in height by the lifting means 75, so that virtually any position relative to the outer wall 101 of the aircraft 100 is reached can be.
  • FIG. 7 shows a positioning device 10 according to the invention for positioning a manipulator 11 on an outer wall 101 of an aircraft 100, in particular of an aircraft 102.
  • the manipulator 11 has attachment means 12 in the form of of suction cups 17 for non-destructive, reversibly detachable connection of the positioning device 10 with the outer wall 101 of the aircraft 100 on.
  • the positioning device 10 has in the receiving element 19 a receiving opening 13 for receiving the manipulator 11, in particular an industrial robot 21, on. Furthermore, two arms 15, 15a, 15b are formed on the manipulator 11.
  • the arms 15 and the fastening means 12, 17 are arranged, with which a three-point -Avemläge the manipulator 11 and the positioning device 10 on the outer wall 101 of the aircraft 100th is possible.
  • the arms 15 and the fastening means 12, 17 can also be part of a base frame 20 of the manipulator 11 or of the positioning device 10, in which the receiving element 19 is rotatably or pivotally mounted.
  • the positioning device 10 further comprises a bracket 30, with which the positioning device 10 can be fastened to a lifting means 75, wherein the bracket 30 about the first axis of rotation A - A on the receiving element 19 is pivotable.
  • the positioning device 10 has a sufficient bending stiffness and torsional stiffness to accommodate heavy manipulators 11 such as industrial robots 21 weighing more than 50 kg can.
  • FIG. 8 shows a connection region of the positioning device 10 for a cylindrical foot of the manipulator 11.
  • the connection region has a connection screw 40 for fixing the basic structure 20 of the manipulator 11.
  • the side mount further has a foot plate 41, which can be connected by means of a further connection screw 52 with the basic structure 20 of the manipulator 11.
  • the manipulator 11 is fixed to the base plate 41 of the positioning device 10 via a threaded bore.
  • the foot plate 41 a Have opening 54 for a dowel pin 39 to allow a more accurate positioning of the foot of the manipulator 11.
  • connection elements 43 are provided, with which a sheet metal lining 42, the base plate 41 connects to the collar 67 and thus allows storage of the manipulator 11 in the center of gravity.
  • the skeleton 20 may also be part of the positioning device 10.
  • a side bracket of the positioning device 10 is shown.
  • the side support encloses the cylindrical receiving opening 13 and has a hinge 35, with which a web 44, 45 of the receiving element 19 shown in FIG. 3 is pivotally attached to the main frame 20 of the positioning device 10.
  • the side bracket further comprises a sliding bearing 36, a plate 37 and a retaining ring 38.
  • FIG. 10 shows a securing element 14 for fixing a position of a manipulator 11 accommodated in the positioning device 10.
  • the securing element 14 comprises a locking pin 18 and a perforated disc 53.
  • a terminal 31 is fixed to the bracket 30, so that the position of the bracket 30 can be fixed by a locking of the locking pin 18 in the perforated disc 53 and a Locking relative to the first axis of rotation A - A is possible.
  • FIG. 11 shows a further view of the receiving opening 13 of the receiving element 19 of the positioning device 10.
  • the receiving element 19 comprises a first web 44 and a second web 45, which are connected by means of a closure 47 shown in FIG.
  • a securing element 14 in the form of a locking bolt 33 is provided on the receiving element 19, a securing element 14 in the form of a locking bolt 33 is provided. formed with which on a lock 55, a fixation relative to the second axis of rotation B - B is possible.
  • the first and the second web 44, 45 are each connected via hinge pins 46 to the backbone 20 of the positioning device 10.
  • a securing tab 34 and a ring holder 32 are formed on the receiving element 19, a securing tab 34 and a ring holder 32 are formed on the receiving element 19, a securing tab 34 and a ring holder 32 are formed.
  • FIGS. 12 and 13 show further views of the boundary of the receiving opening 13 of the positioning device 10.
  • FIG. 12 shows a further view of the portion of the boundary of the receiving opening 13 shown in FIG. 11. It can be seen that a locking bolt 18 for fixing a position is arranged on the web 45.
  • FIG. 13 shows a semicircular arc of the receiving element 19 opposite the FIGS. 11 and 12.
  • the receiving element 19 has a third web 48, on which a rear support 50 for receiving the foot of the manipulator 11 is formed.
  • the third web 48 is attached to a side part 49 of the skeleton 20 by means of a screw 51.
  • dowel pins 39 are provided to allow a more accurate relative position of the third web 48 with respect to the side parts 49.
  • FIG. 14 shows an application of the processing or diagnostic system 1 on an outer wall 101 of an aircraft 102, in particular of an aircraft fuselage 103.
  • the positioning device 10 is attached by means of the suction cups 17 at the ends 16 of the two arms 15 and a suction cup 17 at the center of gravity with a three-point position on the outer wall 101, so tilting of the positioning device 10 and the processing or diagnostic system 1 is excluded.
  • the industrial robot 21 is additionally provided by the bracket 30. ensures that falling out of the industrial robot 21 from the positioning device 10 is prevented by this additional security measure.
  • FIG. 15 shows a further use of the positioning device 10.
  • the positioning device is attached to the underside of a support surface 104.
  • the positioning device 10 or the processing or diagnostic system 1 can also be attached to a tailplane 105 of the aircraft 102 and used.
  • a processing or diagnostic system 1 for an aircraft 100 is shown.
  • the processing or diagnostic system 1 comprises a positioning device 10 and a manipulator 11, in particular an industrial robot 21.
  • the manipulator 11 is received with a cylindrical foot 57 near its center of gravity 56 in the receiving element 19 of the positioning device 10.
  • the industrial robot 21 is equipped with at least one tool 22, preferably with a plurality of tools 22, with which a diagnosis and / or processing of an outer wall 101 of an aircraft 100 is possible.
  • the industrial robot 21 enters
  • the industrial robot 21 may further comprise an adhesive tool 27 or a device 28 for non-destructive testing, in particular an ultrasonic unit 26, wherein the device 28 is a source for emitting ultrasound, radar waves, X-rays or for thermography.
  • the industrial robot 21 may further include a source for emitting visible light, in particular laser beams, to enable nondestructive testing of the aircraft 100.
  • the positioning device 10 is attached by means of the bracket 30 to a tripod.
  • FIG. 17 shows a further use of the processing or diagnostic system 1 on an outer wall 101 of an aircraft fuselage 103. In this case, the positioning device 10 is connected via the bracket 30 with a stand, which facilitates positioning of the positioning device 10 on the outer wall 101 of the aircraft 102.
  • the positioning and / or assembly of the processing or diagnostic system 1 can be done with simple tools such as a overhead crane or a forklift or a mobile load lift, so that a simple and quick installation is possible.
  • the positioning device 10 is a recording of the industrial robot 21 at or near its center of mass 56 possible. Moving the processing or diagnostic system 1 including the positioning device 10 is possible both from the floor and from a ceiling.
  • the securing of the position during operation can also be done by means of a crane or a mobile load lift.
  • the invention allows a use of the processing or diagnostic system 1 above and below an aircraft 100.
  • the storage which is located near the center of gravity 56, it is possible, the industrial robot 21 manually, in particular by only one person within the positioning device 10th to move.
  • the position is secured by the locking bolts 18 and the securing elements 14.
  • the processing system 1 can be mounted on arbitrarily oriented structures.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung (10) zur Positionierung eines Manipulators (11) an einer Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100), welche mindestens einen Bügel (30) mit einem ersten Bügelarm (58) und einem zweiten Bügelarm (59) sowie ein Aufnahmeelement (19) zur Aufnahme des Manipulators (11) umfasst, wobei die Bügelarme (58, 59) jeweils ein erstes Ende (68, 69) zur zumindest mittelbaren Befestigung an einem Hebemittel (74) aufweisen, wobei die Bügelarme (58, 59) jeweils an ihrem dem ersten Ende (68, 69) abgewandten zweiten Ende (70, 71) eine Aufnahme (61) zur formschlüssigen Aufnahme des Aufnahmeelements (19) aufweisen, wobei das Aufnahmeelement (19) in dem Bügel (30) drehbar um eine erste Drehachse (A - A) gelagert ist, und wobei eine Aufnahme des Aufnahmeelements (19) oder ein in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommener Manipulator (11) um eine zweite Drehachse (B - B) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (B - B) senkrecht zu der ersten Drehachse (A - A) verläuft. Die Erfindung betrifft ferner ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) für die Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100), welche eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung (10) sowie einen Manipulator (11) aufweist.

Description

Positioniervorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Positioniervorrichtung zur Positionierung einer Bearbeitungsmaschine an einer Außenwand eines Luftfahrzeuges sowie ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem mit einer solchen Positioniervorrichtung.
Die zunehmende Automatisierung von Instandhaltungsmaßnahmen in der Luftfahrt macht es erforderlich, Bearbeitungs- und/oder Diagnosesysteme relativ zu dem instandzuhaltenden Flugzeug zuverlässig positionieren zu können. Insbesondere bei Instandhaltungsmaßnahmen an der Außenseite eines Flugzeugrumpfs ist eine zuverlässige Befestigung von Bearbeitungs- und/oder Diagnosesystemen nicht ohne Weiteres möglich. Zum einen muss sichergestellt werden, dass eine Beschädigung des Flugzeugrumpfes vermieden wird, d.h. die entsprechenden Befestigungslasten müssen über eine ausreichend große Fläche auf den Flugzeugrumpf übertragen werden, zum anderen ist die Außenfläche eines Flugzeugrumpfs keine idealebene Fläche, sondern sie ist durch Unebenheiten gekennzeichnet. Ferner ist der Flugzeugrumpf gekrümmt, was die Befestigung an der freigeformten Oberfläche des Flugzeuges zusätzlich erschwert.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, zur Befestigung von Gerätschaften an Oberflächen Saugfüße zu verwenden. Es existieren einfache Ausführungsformen von Saugfüßen, die im Wesentlichen aus einem elastischen Material bestehen, das zusammen mit einer glatten Oberfläche einen Druckraum bilden kann. Durch Andrücken eines solchen Saugfußes in Richtung der Oberfläche strömt Luft aus dem Druckraum in die Umgebung, sodass in dem Druckraum ein den Saugfuß an der Oberfläche haltender Unterdruck entsteht. Problematisch an dieser einfachen Art des Saugfußes ist, dass aufgrund des elastischen Materials keine stabile Befestigung von Gerätschaften an dem Saugfuß und damit auch keine zuverlässige Positionierung gegenüber dem Flugzeugrumpf möglich ist. Ferner sind sehr glatte und ebene Oberflächen für eine Befestigung erforderlich.
Eine Weiterentwicklung der vorangehend dargestellten einfachen Saugfußart bilden industrielle Saugfüße, die eine formstabile Befestigungsstruktur aufweisen, wobei durch eine Dichtung zwischen der Befestigungsstruktur und der Oberfläche ein Druckraum gebildet werden kann. Die Befestigung von Gerätschaften erfolgt über eine Befestigungseinrichtung, die an der formstabilen Befestigungsstruktur vorgesehen ist. Die Erzeugung eines Unterdrucks in dem Druckraum kann bei diesen industriellen Saugfüßen beispielsweise durch eine Vakuumpumpe oder einen Vakuumej ektor erfolgen. Typischerweise weisen industrielle Saugfüße eine Tellerform auf, sodass über eine Dichtung eine ringförmige Kontaktfläche zu der Oberfläche entsteht. Die Dichtung, bei der es sich in der Regel um eine elastische Gummidichtung handelt, kann nur eine geringe Höhe aufweisen, da sonst keine stabile Verbindung zwischen dem Saugfuß und der Oberfläche hergestellt werden kann. Demzufolge kann ein solcher industrieller Saugfuß allenfalls geringfügige Unebenheiten der Oberfläche ausgleichen. An Stellen mit größeren Unebenheiten kann durch die aus dem Stand der Technik bekannten Saugfüße keine zuverlässige Befestigung gewährleistet werden.
Problematisch an den vorangehend genannten Lösungen ist, dass diese nur auf ebenen, glatten Oberflächen zuverlässig verwendet werden können. Für die Anwendung an der Oberfläche eines Flugzeugrumpfs ist es jedoch erforderlich, dass der Saugfuß an gekrümmten Oberflächen und an unebenen Stellen, z.B. an den eingangs beschriebenen Überlappungskanten, befestigt werden kann .
Im Flugzeugbau finden zunehmend Verbundwerkstoffe eine Verwendung. Diese werden verstärkt z.B. im Bereich des Leitwerks, aber auch im Bereich des Flugzeugrumpfes eingesetzt. Die überaus hohe Festigkeit, Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit in Kombination mit ihrem geringen Gewicht machen moderne Verbundwerkstoffe, insbesondere kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) zu einem wichtigen Werkstoff für die Luftfahrtindustrie. Der verstärkte Einsatz dieser Verbundwerkstoffe bedingt jedoch zugleich auch die Entwicklung und Anwendung geeigneter Diagnose- und Reparaturverfahren.
Aus dem Stand der Technik sind stationäre Fräsroboter bekannt, mit denen die Außenwandung eines Flugzeuges aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff bearbeitet werden kann. Problematisch ist jedoch, dass mit solchen stationären Fräsrobotern nicht jeder Bereich des Flugzeugrumpfes bearbeitet werden kann. Zusätzlich sind aus dem Stand der Technik mobile Roboter bekannt, welche mittels einer Trag- oder Hebevorrichtung, beispielsweise einem Deckenkran oder einem Gabelstapler, relativ zum Flugzeug positioniert werden. Nachteilig an einer solchen Lösung ist jedoch, dass weiterhin nur bestimmte Bereiche des Flugzeugrumpfes erreicht werden können oder mehrere Vorrichtungen notwendig sind, um einen Roboter entsprechend zum Flugzeugrumpf zu positionieren. Zudem werden mehrere Personen und eine aufwendige Hebevorrichtung benötigt, um einen Fräsroboter relativ zu der Außenhaut des Flugzeugs auszurichten und für die geplante Bearbeitung zu positionieren.
Ferner sind aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US 7 155 307 B2 , Roboter bekannt, welche mittels Saugfüßen an einer Oberfläche eines Flugzeuges befestigt werden können, um die Außenhaut des Flugzeuges zu reinigen oder zu inspizieren. Ein solcher Roboter ist jedoch nicht geeignet, um die Außenhaut eines Flugzeuges zu bearbeiten und insbesondere Teile der Außenhaut aus dem Flugzeugrumpf zu trennen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Positioniervorrichtung vorzuschlagen, mit der eine mobile Vorrichtung zur Diagnose oder Bearbeitung einer Außenwand eines Luftfahrzeuges auf einfache Art und Weise zu einer Außenwand eines Luftfahrzeuges ausgerichtet und/oder an der Außenwand befestigt werden kann, um eine vereinfachte Diagnose oder Bearbeitung der Außenwand zu ermöglichen und insbesondere die Positionierung durch eine einzelne Person zu ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung zur Positionierung eines Manipulators, insbesondere eines Industrieroboters, an einer Außenwand eines Luftfahrzeuges, insbesondere eines Flugzeuges, gelöst, wobei die Positioniervorrichtung einen Bügel mit einem ersten Bügelarm und einem zweiten Bügelarm sowie ein Aufnahmeelement zur Aufnahme eines Manipulators umfasst, wobei die Bügelarme jeweils ein erstes Ende zur zumindest mittelbaren Befestigung an einem Hebemittel aufweisen, wobei die Bügelarme jeweils an ihrem dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende eine Aufnahme zur vorzugsweise formschlüssigen Aufnahme des Aufnahmeelements aufweisen, wobei das Aufnahmeelement nach Art einer kardanischen Lagerung in dem Bügel drehbar um eine erste Drehachse und um eine zweite Drehachse gelagert ist, wobei die zweite Drehachse senkrecht zu der ersten Drehachse verläuft . Die erste Drehachse wird im Folgenden auch als A-Achse und die zweite Drehachse als B-Achse bezeichnet. Durch eine solche Positioniervorrichtung kann ein ansonsten zur stationären Anordnung vorgesehener Manipulator auf einfache Art und Weise durch eine einzelne Person an der Außenwand des Luftfahrzeuges positioniert und temporär angebracht werden, sodass bekannte Bearbeitungs- oder Diagnosevorrichtungen für einen mobilen Einsatz adaptiert werden können. Unter einer Außenwand eines Luftfahrzeuges sind in diesem Zusammenhang sämtliche außenliegenden Oberflächen eines Luftfahrzeuges zu verstehen, also bei einem Flugzeug beispielsweise der Rumpf, die Tragflächen und das Leitwerk. Durch eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung kann beispielsweise ein Industrieroboter als Manipulator an der Außenhaut eines Flugzeuges, insbesondere an einem Flugzeugteil aus einem Faserverbundwerkstoff, besonders bevorzugt aus einem mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff (CFK) , angebracht werden, um eine mobile Diagnose und gegebenenfalls Reparatur des Luftfahrzeuges zu ermöglichen.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Merkmale sind vorteilhafte Verbesserungen und Weiterbildungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Positioniervorrichtung möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement derart in den Aufnahmen an den zweiten Enden der Bügelarme aufgenommen ist, dass eine Verbindungslinie zwischen den Aufnahmen im Wesentlichen durch den Schwerpunkt des Aufnahmeelements und/oder eines in dem Aufnahmeelement aufgenommenen Manipulators verläuft. Durch eine Aufnahme des Manipulators an oder nahe seinem Schwerpunkt können die durch den Manipulator auf das Aufnahmeelement ausgeübten Momente gering gehalten werden, sodass ein Verdrehen des Aufnahmeelements entlang der beiden Drehachsen mit relativ geringen Kräften, insbesondere mit Kräften von weniger als 350N möglich ist, sodass die Positionierung von einer einzelnen Person mit durchschnittlichen Körperkräften möglich ist.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die jeweils ersten Enden der Bügelarme über eine Querstange miteinander verbunden sind. Durch einen Bügel, welcher aus zwei Bügelarmen und einer Querstange zusammengesetzt wird, ist eine besonders einfache und kostengünstige Fertigung des Bügels möglich. Zudem kann durch eine Querstange die Steifigkeit des Bügels verbessert werden, sodass die Gefahr eines Verbiegens oder Verwindens der Bügelarme gegeneinander unter einer von außen einwirkenden Last reduziert wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn an der Querstange ein Befestigungselement zur Befestigung an dem Hebemittel ausgebildet ist. Durch ein solches Befestigungselement ist eine besonders einfache und komfortable Aufnahme der Positioniervorrichtung an einem Hebemittel möglich. Zudem wird die Gefahr eines Verdrehens oder Verrutschens des Bügels deutlich reduziert, wenn die Querstange oder vorzugsweise das Befestigungselement eine von einer Kreisform abweichende Außenkontur aufweisen, sodass eine formschlüssige Aufnahme der Querstange, insbesondere des Befestigungselements an dem Hebemittel möglich ist.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die ersten Enden der Bügelarme einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die zweiten Enden. Dadurch kann der Abstand der beiden Bügelarme im Bereich des Hebemittels vergrößert werden, um zusätzlichen Platz für den Manipulator zu schaffen und auch bei horizontaler Lage des Manipulators eine Drehung um die B-Achse zu ermöglichen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Positioniervorrichtung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement zer- störungsfrei teilbar ist. Dadurch ist eine vereinfachte Aufnahme eines Manipulators möglich, da der Manipulator seitlich in die Positioniervorrichtung eingebracht werden kann und nicht durch die vergleichsweise enge Öffnung in der Stirnseite. Besonders vorteilhaft ist dabei, wenn das Ausnahmeelement mindestens ein Scharnier aufweist, an dem ein Teilsegment des Aufnahmeelements aufklappbar ist. Durch ein aufklappbares Teilsegment ist ein besonders einfaches Einbringen des Manipu lators in die Positioniervorrichtung möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement einen ersten Ring und einen zweiten Ring aufweist, wobei der zweite Ring konzentrisch zu dem ersten Ring angeordnet ist, wobei der erste Ring über erste Lager drehbar in dem Aufnahmeelement gelagert ist und der zweite Ring über zweite Lager drehbar in dem ersten Ring gelagert ist. Durch zwei jeweils drehbar gelagerte Ringe ist eine kar- danische Lagerung eines in dem Aufnahmeelement aufgenommenen Manipulators möglich, sodass eine unabhängige Verdrehung um zwei Achsen möglich ist. Dadurch wird eine besonders einfache Positionierung des Manipulators an der Außenwand des Luftfahr zeuges ermöglicht. Zudem können durch entsprechende Lager die zur Drehung des Manipulators benötigten Kräfte reduziert werden, sodass eine Bedienung durch eine einzelne Person erleich tert wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die ersten Lager und die zweiten Lager jeweils um 90° versetzt an dem ersten Ring angeordnet sind. Dadurch wird sichergestellt, dass die Schnittachsen der beiden Drehachsen im Schwerpunkt des Aufnahmeelements liegen. Dabei trägt der erste Ring an seiner dem Schnittpunkt der Drehachsen abgewandten Seite ein Lagerelement des jeweils ersten Lagers und an seiner dem
Schnittpunkt der Drehachsen zugewandten Seite jeweils ein Lagerelement für die jeweils zweiten Lager. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Aufnahmeelement ein erstes Trägerelement und ein zweites Trägerelement aufweist, wobei an dem ersten Trägerelement oder an dem zweiten Trägerelement ein Kragen zur Aufnahme des Manipulators ausgebildet ist. Dadurch wird eine Auflagefläche mit einem kleineren Innendurchmesser als der Durchmesser der übrigen Öffnung im Aufnahmeelement geschaffen, wodurch ein Aufliegen des Manipulators auf dem Kragen möglich ist. Dadurch ist eine vereinfachte Aufnahme des Manipulators in dem Aufnahmeelement möglich. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn an dem Kragen ein Lagertopf aufgenommen oder der Kragen als Lagertopf ausgebildet ist, um den Manipulator derart aufzunehmen, dass der Schwerpunkt des Manipulators zumindest im Wesentlichen auf der Höhe der Schnittpunkte der ersten und zweiten Drehachse liegt. Durch einen Lagertopf kann der Manipulator derart aufgenommen werden, dass der
Schwerpunkt des aufgenommenen Manipulators auf Höhe des
Schnittpunkts der Drehachsen liegt. Somit werden durch den Manipulator keine oder nur sehr geringe Momente auf das Aufnahmeelement übertragen, sodass eine Verdrehung der Positioniervorrichtung ohne größere Kraftanstrengung möglich ist.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Positioniervorrichtung mindestens ein Befestigungsmittel zur zerstörungsfreien, reversiblen Verbindung der Positioniervorrichtung an der Außenwand des Luftfahrzeuges und mindestens ein Verbindungs- oder Sicherungselement zur Sicherung einer Position des in der Positioniervorrichtung aufgenommenen Manipulators relativ zur Positioniervorrichtung aufweist. Durch ein Befestigungsmittel kann die Positioniervorrichtung nach der Ausrichtung in einer beliebigen Position an der Außenwand des Luftfahrzeuges fixiert werden. Dabei wird die Position des Manipulators relativ zu der Positioniervorrichtung ebenfalls fixiert, um nach der Ausrichtung eine Bear beitung oder Analyse der Außenwand zu ermöglichen.
Gemäß einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfin dung ist vorgesehen, dass die Positioniervorrichtung mindestens zwei Arme, vorzugsweise genau zwei Arme, aufweist, mit denen die Positioniervorrichtung an der Außenwand des Luftfahrzeuges befestigt ist. Durch zwei Arme an der Positioniervorrichtung können die Auflagepunkte relativ weit von dem Schwerpunkt der Positioniervorrichtung entfernt angebracht werden, wodurch sich mehrere positive Effekte ergeben. Zum ei nen kann die Last auf eine größere Fläche verteilt werden, so dass die Gefahr einer Beschädigung der Struktur des Luftfahrzeuges durch die Positioniervorrichtung verringert wird. Zum anderen verlängert sich durch die Arme der Hebel beim Abstützen, sodass die Gefahr eines Verkippens der Positioniervorrichtung durch über eine in der Positioniervorrichtung aufgenommene Bearbeitungsvorrichtung und die von dieser Bearbeitungsvorrichtung auf die Positioniervorrichtung ausgeübten Kräfte verringert wird. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn a: den Enden der zwei Arme sowie an der Aufnahmeöffnung Befestigungsmittel angeordnet sind, mit denen eine Dreipunktauflage auf der Außenwand des Luftfahrzeuges gebildet werden kann. Dadurch kann ein statisch bestimmtes System gebildet werden, welches sich durch drei Auflagepunkte an der Außenwand des Luftfahrzeuges auszeichnet und somit eine besonders stabile Positionierung ermöglicht.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Befestigungsmittel Saugnäpfe umfassen. Durch Saugnäpfe ist eine besonders einfache und reversibel lösbare Befestigung der Positioniervorrichtung an der Außen- wand des Lauffahrzeuges möglich. Alternativ können an dem Luftfahrzeug Aufnahmebohrungen zur temporären Fixierung der Positioniervorrichtung vorgesehen sein. Hierzu notwendige Öffnungen können vorzugsweise in die CFK- Struktur des Flugzeugrumpfes eingelassen sein und im Betrieb durch Blindstopfen verschlossen werden.
In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmeöffnung kreisrund ausgebildet ist. Durch die kreisrunde Aufnahme wird die Aufnahme eines Industrieroboters erleichtert. Industrieroboter weisen vorzugsweise einen zylindrischen Fuß auf, welcher in dieser kreisrunden Ausnehmung aufgenommen werden kann und somit einfach mit der Positioniervorrichtung zu verbinden ist.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Aufnahmeöffnung Arretierbolzen zur temporären Verbindung der Positioniervorrichtung mit dem Manipulator angeordnet sind. Um den Manipulator, insbesondere einen Industrieroboter, an der Positioniervorrichtung zu fixieren, sind an dem Aufnahmeelement Arretierbolzen vorgesehen, mit welcher der Manipulator formschlüssig und/oder kraftschlüssig mit der Positioniervorrichtung verbunden werden kann. Dadurch lässt sich der Manipulator gegen ein Verdrehen sichern und ermöglicht so die sichere Ausrichtung des Manipulators am Flugzeug .
In einer weiteren Verbesserung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Bügel und/oder an dem Aufnahmeelement Verriegelungselemente vorgesehen sind. Durch die Verriegelungselemente, insbesondere durch Kugelsperrbolzen, sind die beiden Stege des Aufnahmeelements miteinander verbindbar. Durch das Entfernen des Kugelsperrbolzens lassen sich die Stege aufklappen und der Topf mit dem Manipulator aus dem Aufnahmeelement entnehmen. Alternativ lassen sich die beiden Systeme auch durch Entfernen der beiden anderen Kugelsperrbolzen am Ende der Arme trennen. Zusätzlich ist vorgesehen, dass der Bügel zwischen einer Montageposition für eine Aufnahme des Manipulators und einer Bedienposition schwenkbar ist. Dadurch kann der Bügel als Absturzsicherung für einen in der Positioniervorrichtung aufgenommenen Manipulator dienen. Zudem kann durch den Bügel ein Führen des in der Positioniervorrichtung aufgenommenen Manipulators erleichtert werden, sodass der Manipulator von einer einzelnen Person positioniert und bedient werden kann.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass an dem Bügel und/oder an dem Aufnahmeelement Verriegelungselemente vorgesehen sind, um die Position des Aufnahmeelements und/oder des Manipulators relativ zu dem Bügel zu fixieren und eine Verdrehung um die erste Drehachse und um die zweite Drehachse zu unterbinden. Dadurch kann nach einer groben Vorpositionierung des Manipulators der Manipulator relativ zu dem Luftfahrzeug fixiert werden, sodass eine spätere genaue und exakte Positionierung zur Bearbeitung oder Analyse der Außenwand des Luftfahrzeuges durch eine Person erfolgen kann .
Erfindungsgemäß wird ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem für die Außenwand eines Luftfahrzeuges vorgeschlagen, welches eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung sowie einen Manipulator aufweist, welcher in der Positioniervorrichtung aufgenommen ist. Durch ein solches Bearbeitungssystem ist die spanende Bearbeitung der Außenwand des Luftfahrzeuges, insbesondere ein Heraustrennen eines RumpfSegmentes , möglich, um das entsprechende Rumpfsegment auszutauschen. Durch eine Diagnosevorrichtung kann die Außenwand des Luftfahrzeuges auf Beschädigungen untersucht werden, um eine mögliche Vorschädigung des Luftfahrzeuges zu erkennen, bevor es zu einem größeren Folgeschaden kommt .
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem einen Industrieroboter umfasst. Ein Industrieroboter ist eine weit verbreitete und vergleichsweise kostengünstige Variante eines Manipulators. Industrieroboter können durch eine entsprechende Programmierung und eine Auswahl von Werkzeugen für verschiedene Aufgaben genutzt werden. So können sowohl durch eine entsprechende Werkzeugauswahl sowohl eine Diagnose, als auch eine Bearbeitung und Reparatur der Außenwand des Luftfahrzeuges durchgeführt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Manipulator an oder nahe seinem
Schwerpunkt in der Positioniervorrichtung gelagert ist. Durch eine Lagerung des Manipulators am Schwerpunkt bzw. in unmittelbarer Nähe des Schwerpunkts können die auftretenden Kräfte und Momente gleichmäßig in die Positioniervorrichtung eingeleitet werden, sodass die Gefahr eines Verkippens des Manipulators gegenüber der Positioniervorrichtung verringert wird.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Industrieroboter mindestens ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung der Außenwand des Luftfahrzeuges trägt. Durch ein Werkzeug zur spanenden Bearbeitung kann ein Teil der Außenwand zur Reparatur des Luftfahrzeuges aus der restlichen Außenwand herausgetrennt werden und durch ein neues, passendes Bauteil ersetzt werden. Dabei ist vorzugsweise das Heraustrennen eines Bauteils aus einem Faserverbundwerkstoff, insbesondere einem mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff (CFK) , vorgesehen, wobei ein entsprechendes Ersatzteil das herausgetrennte Bauteil ersetzt. Das neue Bauteil wird vorzugsweise mittels eines Klebeprozesses fixiert, wodurch keine zusätzliche Bearbeitung der restlichen Außenwand des Luftfahrzeuges notwendig ist und somit die restliche Außenwand nicht zusätzlich geschwächt wird. Alternativ kann das erfindungsgemäße Be- arbeitungs- oder Diagnosesystem auch zur Bearbeitung von Außenwänden aus Metall, insbesondere aus Aluminium, genutzt werden, um eine schnelle Überprüfung und ggf. Reparatur der Außenwand zu ermöglichen.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn der Industrieroboter ein Schneidwerkzeug, vorzugsweise ein Bohr- oder Fräswerkzeug, aufweist, welches zur spanenden Bearbeitung der Oberfläche des Flugzeuges vorgesehen ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Industrieroboter ein Klebewerkzeug aufweist. Bei der Reparatur einer Außenwand aus einem Faserverbundwerkstoff ist es vorteilhaft, wenn der Industrieroboter zur Einpassung eines Ersatzteiles ein Klebewerkzeug aufweist, mit welchem das Ersatzteil in die restliche Außenwand des Luftfahrzeuges eingeklebt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Industrieroboter mindestens eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung der Außenwand des Luftfahrzeuges trägt. Um die Funktionsfähigkeit des Luftfahrzeuges nicht zu gefährden, ist eine zerstörungsfreie Prüfung der Außenwand in regelmäßigen Inspektionsintervallen notwendig. Dabei kann neben einer Sichtprüfung auf oberflächliche (sichtbare) Beschädigungen oder Risse auch eine zerstörungs- freie Materialprüfung erfolgen, welche durch den Industrieroboter ermöglicht wird.
Besonders bevorzugt ist dabei, wenn die Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung mindestens eine Quelle zur Emittierung von Radarwellen, Ultraschall, Röntgenstrahlen oder zur Thermo- graphie aufweist. Die oben genannten Verfahren sind geeignet, um eine Außenwand aus einem metallischen Werkstoff und/oder einem Faserverbundwerkstoff zerstörungsfrei zu untersuchen. Dabei ist bevorzugt, wenn der Industrieroboter mindestens einen Prüfköpf trägt, mit dem eine solche zerstörungsfreie Prüfung durchgeführt werden kann.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert . Dabei zeigt
Fig. 1 einen Bügel einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung ;
Fig 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Posi tioniervorrichtung ;
Fig 3 ein Aufnahmeelement einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung ;
Fig 4 eine weitere Ansicht einer erfindungsgemäßen Positio niervorrichtung ;
Fig 5 ein Ausführungsbeispiel der Positioniervorrichtung, bei der ein Lagertopf in dem Aufnahmeelement aufgenommen ist; Fig. 6 den Aufnahmetopf aus Fig. 5 in einer weiteren Darstellung;
Fig. 7 mehrere Ansichten einer erfindungsgemäßen Positioniervorrichtung, in der ein Industrieroboter aufgenommen ist;
Fig. 8 den Anschlussbereich der Positioniervorrichtung für einen Fuß eines Manipulators in Detaildarstellung;
Fig. 9 eine Seitenhalterung der Positioniervorrichtung in
Detaildarstellung;
Fig. 10 ein Sicherungselement zur Fixierung einer Position des Aufnahmeelements relativ zu dem Bügel der Positioniervorrichtung ;
Fig. 11 eine Ansicht der Öffnung eines Haltebügels der Positioniervorrichtung in Detaildarstellung;
Fig. 12 eine weitere Ansicht des Haltebügels;
Fig. 13 eine Ansicht der Begrenzung der Aufnahmeöffnung der
Positioniervorrichtung ;
Fig. 14 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungs- oder Diagnosesystem an einer Außenwand eines Flugzeugrumpfes;
Fig. 15 das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem an einer Tragfläche eines Flugzeuges;
Fig. 16 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungs- oder Diagnosesystem; Fig. 17 eine weitere Darstellung eines erfindungsgemäßen Be- arbeitungs- oder Diagnosesystems.
In Fig. 2 ist eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Die Positioniervorrichtung 10 umfasst einen in Fig. 1 detailliert dargestellten Bügel 30 sowie ein in Fig. 3 dargestelltes Aufnahmeelement 19. Der Bügel 30 umfasst einen ersten Bügelarm 58 und einen zweiten Bügelarm 59, welche an ihren jeweils ersten Enden 68, 69 über eine Querstange 60 miteinander verbunden sind. Die Querstange 60 weist ein im Wesentlichen rundes Profil auf. Alternativ kann die Querstange 60 auch ein Mehrkant-Profil, insbesondere ein Dreikant-, Vierkant- oder Sechskant-Profil, aufweisen. An der Querstange 60 ist ein Befestigungselement 63 angeordnet, welches drehfest, beispielsweise mittels einer Schweißverbindung, mit der Querstange 60 verbunden ist. Die Bügelarme 58, 59 weisen in ihrem Verlauf von dem jeweils ersten Ende 68, 69 zu ihrem jeweils zweiten Ende 70, 71 einen S-Schlag 72 auf. Dadurch weisen die ersten Enden 68, 69 einen größeren Abstand voneinander auf als die zweiten Enden 70, 71. Dadurch kann zwischen den beiden ersten Enden 68, 69 zusätzlicher Platz geschaffen werden, um einen Manipulator 11 auch in horizontaler Lage um eine in Fig. 3 dargestellte B-Achse drehen zu können. An den jeweils zweiten Enden 70, 71 sind Aufnahmen 61 zu Aufnahme des in Fig. 3 dargestellten Aufnahmeelements 19 ausgebildet, welche eine formschlüssige oder kraftschlüssige Aufnahme des Aufnahmeelements 19 ermöglichen. Alternativ kann der Bügel 30 auch ohne eine Querstange 60 ausgeführt werden, wobei die Bügelarme 58, 59 dann direkt von einem Hebemittel 75 aufgenommen werden. Das Aufnahmeelement 19 weist einen ersten Ring 76 und einen konzentrisch zum ersten Ring 76 angeordneten zweiten Ring 77 auf, welche als kardanische Lagerung für einen in dem zweiten Ring 77 aufgenommenen Manipulator 11 dienen. Der erste Ring des Aufnahmeelements 19 ist in einem ersten Lager 78 mit einem ersten Gelenk 62 um eine Achse A - A drehbar in den Aufnahmen 61 des Bügels 30 gelagert. Der zweite Ring 77 ist in einem zweiten Lager 79 mit einem zweiten Gelenk 64 drehbar um eine Achse B - B gelagert, welche senkrecht zu der ersten Achse A - A verläuft .
In Fig. 3 ist eine weitere Ansicht des Aufnahmeelements 19 der Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Das Aufnahmeelement 19 umfasst einen Aufnahmering mit einem ersten Trägerelement 73 und einem zweiten Trägerelement 74. Die Trägerelemente 73, 74 sind durch Lagerstellen eines Gleitlagers 36 verbunden. Dabei ist der Aufnahmering des Aufnahmeelements 19 zerstörungsfrei teilbar und kann an in Fig. 9 dargestellten Scharnieren 35 aufgeklappt werden, sodass ein Manipulator 11, insbesondere ein Industrieroboter 21, in das Aufnahmeelement 19 eingeführt und in diesem aufgenommen werden kann. Dabei weist der Aufnahmering einen ersten Steg 44 und einen zweiten Steg 45 auf, welche jeweils über ein Scharnier 35 mit dem restlichen Abschnitt des Aufnahmerings verbunden sind. Die jeweils ersten Lager 78 sind vorzugsweise als Gleitlager ausgebildet und erlauben eine Drehbewegung um die erste Drehachse A - A. Die jeweils zweiten Lager 79 sind als Gleitlager 36 ausgebildet und können einen Kragen 67 an dem Manipulator 11 oder einem Lagerelement 66 zur Lagerung des Manipulators 11 aufnehmen. Dabei sind sowohl an dem jeweils ersten Lager 78 als auch an dem zweiten Lager 79 ein Sicherungselement 14 vorgesehen, um nach einer Verdrehung die Position des Aufnahmeelements 19 bzw. des in dem Aufnahmeelement 19 aufgenommenen Manipulators 11 relativ zu der Positioniervorrichtung 10 zu sichern. Zwischen dem ersten und dem zweiten Trägerelement 73, 74 ist ein Spalt 80 ausgebildet, welcher bei einem unterbrochenen Kragen 67 alter- nativ oder zusätzlich zu dem Gleitlager 36 als Lagerstelle genutzt werden kann.
In Fig. 4 ist das Aufnahmeelement 19 in den Bügel 30 der Positioniervorrichtung 10 eingesetzt. Dabei kann der Manipulator 11 wahlweise in die bereits fertig montierte Positioniervorrichtung 10 eingesetzt werden, oder alternativ zunächst in das Aufnahmeelement 19 eingesetzt werden, wobei das Aufnahmeelement 19 mitsamt des im Aufnahmeelement 19 aufgenommenen Manipulators 11 dann in die Aufnahmen 61 an den jeweils zweiten Enden 70, 71 der Bügelarme 58, 59 eingesetzt und mit diesen verbunden werden.
In Fig. 5 ist ein in das Aufnahmeelement 19 eingesetztes Lagerelement 66 zur Lagerung des Manipulators 11 dargestellt. Dabei kann durch das Lagerelement 66 die Position des Manipulators 11 relativ zu dem Aufnahmeelement 19 angepasst werden, um eine Aufnahme des Manipulators 11 nahe seinem Schwerpunkt zu ermöglichen. Das Lagerelement 66 weist einen in Fig. 6 dargestellten Kragen 67 auf, welcher in den Lagerstellen des Gleitlagers 36 aufgenommen werden kann und somit eine einfache Verdrehung des Manipulators 11 um die zweite Drehachse B - B ermöglicht. Somit kann der in der Positioniervorrichtung 10 aufgenommene Manipulator 11 ebenso wie bei der in Fig. 2 dargestellten kardanischen Lagerung um zwei Achsen gedreht werden und durch das Hebemittel 75 in der Höhe angepasst werden, sodass quasi jede Position relativ zu der Außenwand 101 des Luftfahrzeuges 100 erreicht werden kann.
Fig. 7 zeigt eine erfindungsgemäße Positioniervorrichtung 10 zur Positionierung eines Manipulators 11 an einer Außenwand 101 eines Luftfahrzeuges 100, insbesondere eines Flugzeuges 102. Der Manipulator 11 weist Befestigungsmittel 12 in Form von Saugnäpfen 17 zur zerstörungsfreien, reversibel lösbaren Verbindung der Positioniervorrichtung 10 mit der Außenwand 101 des Luftfahrzeuges 100 auf. Die Positioniervorrichtung 10 weist in dem Aufnahmeelement 19 eine Aufnahmeöffnung 13 zur Aufnahme des Manipulators 11, insbesondere eines Industrieroboters 21, auf. Ferner sind an dem Manipulator 11 zwei Arme 15, 15a, 15b ausgebildet. An den Enden 16, 16a, 16b der Arme 15, 15a, 15b sowie in Verlängerung der Aufnahmeöffnung 13 sind drei Befestigungsmittel 12, 17 angeordnet, mit denen eine Dreipunkt -Aufläge des Manipulators 11 bzw. der Positioniervorrichtung 10 an der Außenwand 101 des Luftfahrzeuges 100 möglich ist. Die Arme 15 und die Befestigungsmittel 12, 17 können alternativ auch Teil eines Grundgerusts 20 des Manipulators 11 oder der Positioniervorrichtung 10 sein, in welchem das Aufnahmeelement 19 drehbar bzw. schwenkbar gelagert ist. Die Positioniervorrichtung 10 umfasst ferner einen Bügel 30, mit welchem die Positioniervorrichtung 10 an einem Hebemittel 75 befestigbar ist, wobei der Bügel 30 um die erste Drehachse A - A an dem Aufnahmeelement 19 schwenkbar ist. Die Positioniervorrichtung 10 weist eine hinreichende Biegesteifigkeit und Torsionssteifigkeit auf, um auch schwere Manipulatoren 11 wie beispielsweise Industrieroboter 21 mit einem Gewicht von mehr als 50 kg aufnehmen zu können.
In Fig. 8 ist ein Anschlussbereich der Positioniervorrichtung 10 für einen zylindrischen Fuß des Manipulators 11 gezeigt. Der Anschlussbereich weist eine Anschlussschraube 40 zur Fixierung des Grundgerüstes 20 des Manipulators 11 auf. Die Sei- tenhalterung weist ferner eine Fußplatte 41 auf, welche mittels einer weiteren Anschlussschraube 52 mit dem Grundgerüst 20 des Manipulators 11 verbindbar ist. Der Manipulator 11 wird an der Fußplatte 41 der Positioniervorrichtung 10 über eine Gewindebohrung fixiert. Zusätzlich kann die Fußplatte 41 eine Öffnung 54 für einen Passstift 39 aufweisen, um eine exaktere Positionierung des Fußes des Manipulators 11 zu ermöglichen. An dem Grundgerüst 20, insbesondere an der Fußplatte 41, sind Anschlusselemente 43 vorgesehen, mit denen eine Blechverkleidung 42 die Fußplatte 41 mit dem Kragen 67 verbindet und somit eine Lagerung des Manipulators 11 im Schwerpunkt ermöglicht. Alternativ kann das Grundgerüst 20 auch Teil der Positioniervorrichtung 10 sein.
In Fig. 9 ist eine Seitenhalterung der Positioniervorrichtung 10 gezeigt. Die Seitenhalterung umschließt die zylindrische Aufnahmeöffnung 13 und weist ein Scharnier 35 auf, mit welchem ein in Fig. 3 dargestellter Steg 44, 45 des Aufnahmeelements 19 schwenkbar an dem Grundgerüst 20 der Positioniervorrichtung 10 befestigt ist. Die Seitenhalterung weist ferner ein Gleitlager 36, ein Blech 37 und einen Haltering 38 auf.
In Fig. 10 ist ein Sicherungselement 14 zur Fixierung einer Position eines in der Positioniervorrichtung 10 aufgenommenen Manipulators 11 dargestellt. Das Sicherungselement 14 umfasst einen Arretierbolzen 18 und eine gelochte Scheibe 53. An der gelochten Scheibe 53 ist ein Anschluss 31 für den Bügel 30 befestigt, sodass die Position des Bügels 30 durch ein Einrasten des Arretierbolzens 18 in der gelochten Scheibe 53 fixiert werden kann und eine Arretierung relativ zu der ersten Drehachse A - A möglich ist.
In Fig.11 ist eine weitere Ansicht der Aufnahmeöffnung 13 des Aufnahmeelements 19 der Positioniervorrichtung 10 gezeigt. Das Aufnahmeelement 19 umfasst einen ersten Steg 44 und einen zweiten Steg 45, welche mittels eines in Fig. 12 dargestellten Verschlusses 47 verbunden sind. An dem Aufnahmeelement 19 ist ein Sicherungselement 14 in Form eines Arretierbolzens 33 aus- gebildet, mit welchem an einer Arretierung 55 eine Fixierung relativ zu der zweiten Drehachse B - B möglich ist. Der erste und der zweite Steg 44, 45 sind jeweils über Gelenkbolzen 46 mit dem Grundgerüst 20 der Positioniervorrichtung 10 verbunden. An dem Aufnahmeelement 19 sind eine Sicherungslasche 34 und eine Ringhalterung 32 ausgebildet.
In Fig. 12 und Fig. 13 sind weitere Ansichten der Begrenzung der Aufnahmeöffnung 13 der Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Fig. 12 zeigt eine weitere Ansicht des in Fig. 11 dargestellten Abschnitts der Begrenzung der Aufnahmeöffnung 13. Dabei ist zu erkennen, dass an dem Steg 45 ein Arretierbolzen 18 zur Fixierung einer Position angeordnet ist.
Fig. 13 zeigt einen dem in Fig. 11 und Fig. 12 gegenüberliegenden Halbkreisbogen des Aufnahmeelements 19. Das Aufnahmeelement 19 weist einen dritten Steg 48 auf, an dem eine Rück- halterung 50 zur Aufnahme des Fußes des Manipulators 11 ausgebildet ist. Der dritte Steg 48 ist an einem Seitenteil 49 des Grundgerüstes 20 mittels einer Schraubverbindung 51 befestigt. Dabei sind Passstifte 39 vorgesehen, um eine genauere relative Lage des dritten Steges 48 bezüglich der Seitenteile 49 zu ermöglichen .
In Fig. 14 ist ein Einsatz des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 an einer Außenwand 101 eines Flugzeuges 102, insbesondere eines Flugzeugrumpfes 103 dargestellt. Dabei ist die Positioniervorrichtung 10 mittels der Saugnäpfe 17 an den Enden 16 der beiden Arme 15 sowie mit einem Saugnapf 17 am Schwerpunkt mit einer Dreipunktlage auf der Außenwand 101 befestigt, sodass ein Verkippen der Positioniervorrichtung 10 bzw. des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 ausgeschlossen ist. Dabei ist der Industrieroboter 21 durch den Bügel 30 zusätzlich ge- sichert, sodass ein Herausfallen des Industrieroboters 21 aus der Positioniervorrichtung 10 durch diese zusätzliche Sicherungsmaßnahme unterbunden wird.
In Fig. 15 ist ein weiterer Einsatz der Positioniervorrichtung 10 dargestellt. Dabei wird die Positioniervorrichtung an der Unterseite einer Tragfläche 104 angebracht. Alternativ kann die Positioniervorrichtung 10 bzw. das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem 1 auch an einem Leitwerk 105 des Flugzeugs 102 befestigt und eingesetzt werden.
In Fig. 16 ist ein Bearbeitungs- oder Diagnosesystem 1 für ein Luftfahrzeug 100 dargestellt. Das Bearbeitungs- oder Diagnosesystem 1 umfasst eine Positioniervorrichtung 10 und einen Manipulator 11, insbesondere einen Industrieroboter 21. Der Manipulator 11 ist dabei mit einem zylindrischen Fuß 57 nahe seinem Schwerpunkt 56 in dem Aufnahmeelement 19 der Positioniervorrichtung 10 aufgenommen. Der Industrieroboter 21 ist mit mindestens einem Werkzeug 22, vorzugsweise mit mehreren Werkzeugen 22 ausgerüstet, mit denen eine Diagnose und/oder Bearbeitung einer Außenwand 101 eines Luftfahrzeuges 100 möglich ist. Vorzugsweise trägt der Industrieroboter 21 ein
Schneidwerkzeug 23, insbesondere ein Bohrwerkzeug 24 oder ein Fräswerkzeug 25. Der Industrieroboter 21 kann ferner ein Klebewerkzeug 27 oder eine Vorrichtung 28 zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, insbesondere eine Ultraschalleinheit 26, aufweisen, wobei die Vorrichtung 28 eine Quelle zur Emittierung von Ultraschall, Radarwellen, Röntgenstrahlen oder zur Thermographie aufweist. Der Industrieroboter 21 kann ferner eine Quelle zur Emittierung von sichtbarem Licht, insbesondere von Laserstrahlen, aufweisen, um eine zerstörungsfreie Prüfung des Luftfahrzeuges 100 zu ermöglichen. Die Positioniervorrichtung 10 ist mittels des Bügels 30 an einem Stativ befestigt. In Fig. 17 ist ein weiterer Einsatz des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 an einer Außenwand 101 eines Flugzeugrumpfes 103 dargestellt. Dabei ist die Positioniervorrichtung 10 über den Bügel 30 mit einem Stativ verbunden, welches eine Positionierung der Positioniervorrichtung 10 an der Außenwand 101 des Flugzeuges 102 erleichtert.
Die Positionierung und/oder Montage des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 kann mit einfachen Hilfsmitteln wie einem Deckenkran oder einem Gabelstapler oder einem mobilen Lastenlift erfolgen, sodass eine einfache und schnelle Montage möglich ist. Durch die Positioniervorrichtung 10 ist eine Aufnahme des Industrieroboters 21 an oder nahe seinem Massenschwerpunkt 56 möglich. Ein Bewegen des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 inklusive der Positioniervorrichtung 10 ist sowohl vom Boden als auch von einer Decke aus möglich. Die Sicherstellung der Position während des Betriebes kann ebenfalls mittels eines Krans oder eines mobilen Lastenliftes erfolgen. Somit ermöglicht die Erfindung eine Verwendung des Bearbeitungs- oder Diagnosesystems 1 oberhalb und unterhalb eines Luftfahrzeuges 100. Durch die Lagerung, welche sich nahe dem Schwerpunkt 56 befindet, ist es möglich, den Industrieroboter 21 manuell, insbesondere von nur einer Person, innerhalb der Positioniervorrichtung 10 zu bewegen. Die Sicherung der Lage erfolgt durch die Arretierbolzen 18 bzw. die Sicherungselemente 14. Durch eine Rotation des Bearbeitungssystems 1 in der Positioniervorrichtung 10 lässt sich das Bearbeitungssystem 1 auf beliebig ausgerichteten Strukturen anbringen.

Claims

Ansprüche :
1. Positioniervorrichtung (10) zur Positionierung eines Manipulators (11) an einer Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100) , umfassend
- einen Bügel (30) mit einem ersten Bügelarm (58) und einem zweiten Bügelarm (59) ,
- ein Aufnahmeelement (19) zur Aufnahme eines Manipulators (11) , wobei
- die Bügelarme (58, 59) jeweils ein erstes Ende (68, 69) zur zumindest mittelbaren Befestigung an einem Hebemittel (75) aufweisen, wobei
- die Bügelarme (58, 59) jeweils an ihrem dem ersten Ende (68, 69) abgewandten zweiten Ende (70, 71) eine Aufnahme (61) zur Aufnahme des Aufnahmeelements (19) aufweisen, wobei
- das Aufnahmeelement (19) in dem Bügel (30) drehbar um eine erste Drehachse (A - A) gelagert ist, und wobei
- eine Aufnahme des Aufnahmeelements (19) oder ein in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommener Manipulator (11) um eine zweite Drehachse (B - B) drehbar gelagert ist, wobei die zweite Drehachse (B - B) senkrecht zu der ersten Drehachse (A - A) verläuft .
2. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) derart in den Aufnahmen (61) an den zweiten Enden (70, 71) der Bügelarme (58, 59) aufgenommen ist, dass eine Verbindungslinie zwischen den Aufnahmen (61) im Wesentlichen durch den Schwerpunkt des Aufnahmeelements (19) und/oder eines in dem Aufnahmeelement (19) aufgenommenen Manipulators (11) verläuft .
3. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils ersten Enden (68, 69) der Bügelarme (58, 59) über eine Querstange (60) miteinander verbunden sind.
4. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Querstange (60) ein Befestigungselement (63) zur Befestigung an dem Hebemittel (75) ausgebildet ist.
5. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Enden (68, 69) der Bügelarme (58, 59) einen größeren Abstand voneinander aufweisen als die zweiten Enden (70, 71) .
6. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bügelarm (58) und der zweite Bügelarm (59) jeweils einen S-Schlag (72) aufweisen.
7. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) zerstörungsfrei teilbar ist.
8. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) mindestens ein Scharnier (35) aufweist, an dem ein Teilsegment (44, 45) des Aufnahmeelements (19) aufklappbar ist.
9. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem aufklappbaren Teilsegment (44, 45) ein Sicherungselement (14) zugeordnet ist, mit welchem das aufklappbare Teilsegment (44, 45) an dem Aufnahmeelement (19) verriegelbar ist.
10. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) einen ersten Ring (76) und einen zweiten Ring (77) aufweist, wobei der zweite Ring (77) konzentrisch zu dem ersten Ring (76) angeordnet ist, wobei der erste Ring
(76) über erste Lager (78) drehbar in dem Aufnahmeelement (19) gelagert ist und der zweite Ring (77) über zweite Lager (79) drehbar in dem ersten Ring (76) gelagert ist.
11. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Lager (78) und die zweiten Lager (79) jeweils um 90° versetzt an dem ersten Ring (76) angeordnet sind.
12. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufnahmeelement (19) ein Gleitlager (36) aufweist, wobei ein Kragen (67) des Manipulators (11) oder ein Kragen (67) eines Lagerelements (66) zur Aufnahme des Manipulators (11) in dem
Gleitlager (36) drehbar gelagert ist.
13. Positioniervorrichtung (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerelement (66) als ein Lagertopf mit einem Kragen (67) ausgebildet ist, welcher derart ausgebildet ist, um den Manipulator (11) so aufzunehmen, dass der Schwerpunkt des Manipulators (11) zumindest im Wesentlichen auf Höhe der ersten Drehachse (A - A) und der zweiten Drehachse (B - B) liegt.
14. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniervorrichtung (10) mindestens ein Befestigungsmittel (12) zur zerstörungsfreien, reversiblen Verbindung der Positioniervorrichtung (10) an der Außenwand (101) des Luftfahrzeu- ges (100) , und mindestens ein Verbindungs- oder Sicherungselement (14) zur Sicherung einer Position des in der Positioniervorrichtung (10) aufgenommenen Manipulators (11) relativ zur Positioniervorrichtung (10) aufweist.
15. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aufnahmeelement (19) Arretierbolzen (14, 18) zur temporären Unterbindung einer Drehung des Manipulators (11) um die zweite Drehachse (B - B) der Positioniervorrichtung (10) angeordnet sind .
16. Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis
15, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Bügel (30) und/oder an dem Aufnahmeelement (19) Verriegelungselemente (14, 18) vorgesehen sind, um die Position des Aufnahmeelements (19) und/oder des Manipulators (11) relativ zu dem Bügel (30) zu fixieren und eine Verdrehung um die erste Drehachse (A - A) und um die zweite Drehachse (B - B) zu unterbinden.
17. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) für die Außenwand (101) eines Luftfahrzeuges (100) , umfassend eine Positioniervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 16 sowie einen Manipulator (11) , welcher in der Positioniervorrichtung (10) aufgenommen ist.
18. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (11) einen Industrieroboter (21) umfasst.
19. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 17 o- der 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Manipulator (11) nahe oder an seinem Schwerpunkt (56) in der Positionier- Vorrichtung (10) aufgenommen ist.
20. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (21) mindestens ein Werkzeug (22) zur spa nenden Bearbeitung der Außenwand (101) des Luftfahrzeuge (100) trägt.
21. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (22) zur spanenden Bearbeitung der Außenwand (101) ein Schneidwerkzeug, vorzugsweise ein Bohrwerkzeug (24) oder ein Fräswerkzeug (25) , ist.
22. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter (21) ein Klebewerkzeug (27) aufweist.
23. Bearbeitungs- oder Diagnosesystem (1) nach Anspruch 18 b 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Industrieroboter
(21) mindestens eine Vorrichtung (28) zur zerstörungsfreien Prüfung der Außenwand (101) des Luftfahrzeuges
(100) trägt.
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