用于選擇性切割蜂窩芯的側(cè)壁的自動(dòng)化設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開的領(lǐng)域總體上涉及蜂窩結(jié)構(gòu)，更具體地，涉及蜂窩結(jié)構(gòu)的側(cè)壁的自動(dòng)化切割的設(shè)備和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]也被稱為蜂窩芯的蜂窩結(jié)構(gòu)通常包括被成形為所需形式的多個(gè)六邊形單元。蜂窩結(jié)構(gòu)典型地由諸如金屬、紙張和/或復(fù)合材料的薄平坦基體材料制成。將平坦基體材料切割成窄的細(xì)長(zhǎng)帶，該細(xì)長(zhǎng)帶被折疊或彎曲成半六邊形的峰和谷的成輪廓帶。例如，可按規(guī)則間隔開的間隔劃分材料的細(xì)長(zhǎng)帶。為了形成正六邊形形狀的單元，劃線與帶的端部基本上平行地對(duì)準(zhǔn)并且將材料沿著劃線在一個(gè)方向上以60°折疊兩次，然后以連續(xù)交替的順序在相反方向上折疊兩次。然后，通過粘合劑、點(diǎn)焊、銅焊或其它已知的連接方法將所得的折疊帶連接在一起，以形成具有一系列六邊形形狀的單元的結(jié)構(gòu)，從而形成平坦的蜂窩芯結(jié)構(gòu)。
[0003]至少一些已知的航空器組件實(shí)施了用于使發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲衰減的發(fā)動(dòng)機(jī)艙的隔音板中的蜂窩結(jié)構(gòu)。用于航空器組件的已知隔音板的尺寸通常非常大。制造單個(gè)大隔音板通常需要將多個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)連接在一起。例如，為了形成增大尺寸的隔音板，常常通過將單獨(dú)的蜂窩結(jié)構(gòu)切割成所需形狀和輪廓并且將單獨(dú)的蜂窩結(jié)構(gòu)連接于其各個(gè)側(cè)壁襟翼而將多個(gè)蜂窩結(jié)構(gòu)拼接在一起。通常，必須精確切割蜂窩結(jié)構(gòu)，使得側(cè)壁襟翼具有預(yù)定長(zhǎng)度。然而，精確切割蜂窩結(jié)構(gòu)是耗時(shí)且費(fèi)力的任務(wù)。此外，由蜂窩結(jié)構(gòu)制造過程導(dǎo)致的蜂窩結(jié)構(gòu)中的變形形式使得難以確保以預(yù)定長(zhǎng)度形成側(cè)壁襟翼。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)方面，提供了一種選擇性切割蜂窩芯的側(cè)壁的自動(dòng)化設(shè)備。該設(shè)備包括:末端執(zhí)行器；切割工具，其連接到所述末端執(zhí)行器，其中，所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成基于所述蜂窩芯的示意性幾何形狀而將所述切割工具定位在初始切割位置。所述自動(dòng)化設(shè)備還包括適應(yīng)性視覺系統(tǒng)，該適應(yīng)性視覺系統(tǒng)被構(gòu)造成引導(dǎo)所述末端執(zhí)行器以基于所述適應(yīng)性視覺系統(tǒng)獲取的所述蜂窩芯的實(shí)際幾何形狀來修改所述初始切割位置。
[0005]在另一個(gè)方面，提供了一種用于選擇性切割蜂窩芯的側(cè)壁的自動(dòng)化設(shè)備的末端執(zhí)行器。所述末端執(zhí)行器包括:切割工具，其連接到所述末端執(zhí)行器，其中，所述末端執(zhí)行器被構(gòu)造成基于所述蜂窩芯的示意性幾何形狀而將所述切割工具定位在初始切割位置。所述末端執(zhí)行器還包括適應(yīng)性視覺系統(tǒng)，該適應(yīng)性視覺系統(tǒng)被構(gòu)造成引導(dǎo)所述末端執(zhí)行器以基于所述適應(yīng)性視覺系統(tǒng)獲取的所述蜂窩芯的實(shí)際幾何形狀來修改所述初始切割位置。
[0006]在又一個(gè)方面，提供了一種選擇性切割蜂窩芯的側(cè)壁的方法。所述側(cè)壁通過使用包括切割工具和適應(yīng)性視覺系統(tǒng)的自動(dòng)化設(shè)備而被選擇性切割，所述方法包括:基于所述蜂窩芯的示意性幾何形狀而將所述切割工具定位在初始切割位置，利用所述適應(yīng)性視覺系統(tǒng)獲取所述蜂窩芯的實(shí)際幾何形狀，以及基于所述適應(yīng)性視覺系統(tǒng)獲取的蜂窩芯的實(shí)際幾何形狀來修改所述切割工具的初始切割位置。
【附圖說明】
[0007]圖1是示例性航空器制造和維修方法的流程圖。
[0008]圖2是示例性航空器的框圖。
[0009]圖3是示例性自動(dòng)化設(shè)備的立體圖。
[0010]圖4是可用于圖3中示出的自動(dòng)化設(shè)備的示例性切割工具的放大立體圖。
[0011]圖5是蜂窩芯的示意性圖示。
[0012]圖6是沿著圖5中的區(qū)域6截取的示出蜂窩芯的示意性圖示。
[0013]圖7是圖6中示出的蜂窩芯在被選擇性切割之后的示意性圖示。
【具體實(shí)施方式】
[0014]本文中描述的實(shí)現(xiàn)方式涉及用于選擇性切割蜂窩芯的側(cè)壁的自動(dòng)化設(shè)備。在示例性實(shí)現(xiàn)方式中，自動(dòng)化設(shè)備包括切割工具和適應(yīng)性視覺系統(tǒng)，該適應(yīng)性視覺系統(tǒng)有助于修改切割工具相對(duì)于蜂窩芯的預(yù)定的工具路徑。具體地，切割工具的預(yù)定的工具路徑被編程，以確定沿著蜂窩芯的示意性幾何形狀的多個(gè)初始化切割位置。選擇預(yù)定的工具路徑以形成具有所需幾何形狀的蜂窩芯。因?yàn)橹圃旆涓C芯可能是不精確的過程，所以蜂窩芯的示意性幾何形狀和實(shí)際幾何形狀之間的芯單元偏移將降低沿著預(yù)定的工具路徑切割的蜂窩芯基本上匹配所需幾何形狀的可能性。如此，適應(yīng)性視覺系統(tǒng)有助于修改初始切割位置，以更準(zhǔn)確地切割蜂窩芯的側(cè)壁。
[0015]參照附圖，可在航空器制造和維修方法100(圖1中示出)的背景下并且借助航空器102(圖2中示出)來描述本公開的實(shí)現(xiàn)方式。在預(yù)制造期間，包括在規(guī)格和設(shè)計(jì)104期間，可在制造過程期間使用航空器102的數(shù)據(jù)，并且可采購106與機(jī)身關(guān)聯(lián)的其它材料。在制造期間，在航空器102進(jìn)入其審定和運(yùn)輸過程112之前，發(fā)生組件和子組件制造108以及航空器102的系統(tǒng)整合110。在成功滿足并完成機(jī)身審定之后，航空器102可投入運(yùn)行114。當(dāng)由顧客投入運(yùn)行時(shí)，可安排對(duì)航空器102進(jìn)行周期性、常規(guī)和預(yù)定的維護(hù)和維修116，包括例如任何改裝、重構(gòu)、和/或翻新。在替代實(shí)現(xiàn)方式中，可借助除了航空器之外的交通工具實(shí)現(xiàn)制造和維修方法100。
[0016]可由系統(tǒng)整合商、第三方和/或運(yùn)營商(例如，顧客)執(zhí)行或完成與航空器制造和/維修100關(guān)聯(lián)的各部分和過程。出于進(jìn)行此描述的目的，系統(tǒng)整合商可包括(而不限于)任何數(shù)量的航空器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括(而不限于)任何數(shù)量的售賣方、分包商和供應(yīng)商；并且運(yùn)營商可以是航空公司、租賃公司、軍事單位、服務(wù)組織等。
[0017]如圖2中所示，借助方法100制造的航空器102可包括帶有多個(gè)系統(tǒng)120和內(nèi)部122的機(jī)身118。高級(jí)系統(tǒng)120的示例包括推進(jìn)系統(tǒng)124、電子系統(tǒng)126、液壓系統(tǒng)128和/或環(huán)境系統(tǒng)130中的一個(gè)或多個(gè)?？砂ㄈ魏螖?shù)量的其它系統(tǒng)。
[0018]可在方法100的任一個(gè)或多個(gè)階段期間采用本文中實(shí)施的設(shè)備和方法。例如，可用與航空器102投入運(yùn)行時(shí)制作的組件或子組件類似的方式構(gòu)造或制造與組件制作過程108對(duì)應(yīng)的組件或子組件。另外，例如，通過大幅度加速航空器102的組裝和/或降低組裝航空器102的成本，可以在制造階段108和110期間利用一個(gè)或多個(gè)設(shè)備實(shí)施方式、方法實(shí)施方式、或其組合。類似地，可以在航空器102處于維修或維護(hù)時(shí)(例如，在常規(guī)維護(hù)和維修116時(shí))，利用設(shè)備實(shí)施方式、方法實(shí)施方式、或其組合中的一個(gè)或多個(gè)。
[0019]如本文中使用的，術(shù)語“航空器”可包括但不限于僅僅包括航空器、無人駕駛飛行器(UAV)、滑翔機(jī)、直升航空器、和/或經(jīng)過領(lǐng)空的任何其它物體。另外，在替代實(shí)現(xiàn)方式中，可在任何制造和/或維修操作中使用本文中描述的航空器制造和維修方法。
[0020]圖3是示例性自動(dòng)化設(shè)備200的立體圖，圖4是可用于自動(dòng)化設(shè)備200的示例性切割工具202的放大立體圖。在示例性實(shí)現(xiàn)方式中，自動(dòng)化設(shè)備200包括機(jī)械手臂204、連接到機(jī)械手臂204的末端執(zhí)行器206以及連接到末端執(zhí)行器206的切割工具202。機(jī)械手臂204和末端執(zhí)行器206有助于使切割工具202相對(duì)于諸如蜂窩芯208的工件(未示出)移動(dòng)。蜂窩芯208包括限定多個(gè)基本上六邊形的芯單元210的側(cè)壁216。另選地，可構(gòu)造蜂窩芯208，使得芯單元210具有任何橫截面形狀。
[0021]切割工具202包括引導(dǎo)部分212，確定引導(dǎo)部分212的尺寸以按照間隙配合的方式插入蜂窩芯208的至少一個(gè)芯單元210。具體地，引導(dǎo)部分212包括插入部分214，確定各插入部分214的尺寸以適于插入，并且各插入部分214具有基本上與各個(gè)芯單元210互補(bǔ)的橫截面形狀。將引導(dǎo)部分212插入芯單元210，這有助于當(dāng)切割芯單元210的側(cè)壁216時(shí)穩(wěn)定切割工具202。引導(dǎo)部分212還包括被確定尺寸以在其中接納切割器220的切割器槽218。引導(dǎo)部分212有助于在相對(duì)于蜂窩芯的外表面222基本上正交的方向上引導(dǎo)切割器220。更具體地，切割器槽218在相對(duì)于外表面222基本上正交的方向上延伸，使得基本上在正交的方向上切割芯單元210的側(cè)壁216。切割器220可與引導(dǎo)部分212可滑動(dòng)地連接，更具體地，可在切割器槽218內(nèi)平移，以選擇性切割側(cè)壁216。切割器220可以是使切割工具202如本文所述地作用的任何切割機(jī)構(gòu)。示例性的切割機(jī)構(gòu)包括但不限于超聲切割機(jī)構(gòu)。在替代實(shí)現(xiàn)方式中，切割器220直接連接到末端執(zhí)行器206，使得可不需要引導(dǎo)部分212。
[0022]在示例性實(shí)現(xiàn)