壓力腳偏移突出件的制作方法
【專利摘要】一種用于自動(dòng)翼梁裝配工具的突出件組件包含基座和接合構(gòu)件。偏移構(gòu)件在所述基座和所述接合構(gòu)件之間延伸。所述偏移構(gòu)件具有基本U形從而允許所述接合構(gòu)件通達(dá)到結(jié)構(gòu)組件在銳角后方的部分。
【專利說明】壓力腳偏移關(guān)出件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]公開的實(shí)施例大體涉及自動(dòng)化制造系統(tǒng)，并且更具體地涉及鉆孔工具壓力腳，其具有幾何離隙以加強(qiáng)在銳角后方的緊固件上的定位。

【背景技術(shù)】
[0002]自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)應(yīng)用于各種工業(yè)，以實(shí)現(xiàn)大型結(jié)構(gòu)部件的快速匹配鉆孔和裝配。在大型商業(yè)飛機(jī)或軍用飛機(jī)的裝配中，結(jié)構(gòu)常常需要承重腹板的復(fù)雜成形，所述腹板將緊固件置于銳角后方的相關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)法蘭上。為了有效鉆孔，自動(dòng)化系統(tǒng)需要壓力腳以與鉆腳相反地偏移鉆孔力?，F(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中，矩形或圓柱形壓力腳被附接于自動(dòng)壓力機(jī)。這兩種配置都不可應(yīng)用于銳角腹板。
[0003]因此期望提供用于允許通達(dá)到銳角腹板后方的自動(dòng)鉆孔的壓力腳。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本文描述的實(shí)施例提供一種用于包括基座和接合構(gòu)件的自動(dòng)翼梁裝配工具的突出件組件。偏移構(gòu)件在基座和接合構(gòu)件之間延伸。偏移構(gòu)件大致為U形，從而允許接合構(gòu)件通達(dá)到結(jié)構(gòu)組件在銳角后方的部分。
[0005]突出件組件在某些實(shí)施例中可以被結(jié)合到用于具有銳角的結(jié)構(gòu)組件的自動(dòng)鉆孔臺(tái)中，其包括具有鉆軸的鉆孔臺(tái)和用于反作用于由鉆軸施加的鉆孔力的補(bǔ)償臺(tái)。突出件組件安裝于補(bǔ)償臺(tái)。
[0006]實(shí)施例提供了用于具有銳角的結(jié)構(gòu)組件的自動(dòng)鉆孔的方法，其中偏移突出件附接于反作用臺(tái)。之后隨反作用臺(tái)定位偏移突出件以接收阻擋結(jié)構(gòu)元件。通過使用反作用臺(tái)反作用于鉆孔力，驅(qū)使偏移突出件的突出部分與延伸出阻擋結(jié)構(gòu)元件的結(jié)構(gòu)接觸。
[0007]以上討論的特征、功能和優(yōu)勢(shì)可以在本公開各種實(shí)施例中獨(dú)立實(shí)現(xiàn)或者可以在另一些實(shí)施例中結(jié)合，參照下面的描述和附圖可以看到更多詳細(xì)內(nèi)容。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是具有帶有附接法蘭和成角度腹板的翼梁的航空結(jié)構(gòu)的等距視圖，成角度腹板相對(duì)于穿過法蘭的所需緊固件布置成銳角；
[0009]圖2是圖1的結(jié)構(gòu)的底部截面圖，其示出了銳角腹板、法蘭和緊固件孔；
[0010]圖3是圖1的結(jié)構(gòu)的放大的部分前視圖，其在如虛線所示被遮擋的緊固件和特征的情況下示出了對(duì)緊固件孔位置的遮擋；
[0011]圖4具有用于結(jié)構(gòu)組件的鉆孔區(qū)段和反作用區(qū)段的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)的圖示；
[0012]圖5是應(yīng)用于圖4的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)的突出件的詳細(xì)仰視圖；
[0013]圖6是現(xiàn)有技術(shù)突出件的等距視圖；
[0014]圖7是反作用區(qū)段的壓力腳的偏移突出件的詳細(xì)仰視圖；
[0015]圖8是圖7的偏移突出件的等距視圖；
[0016]圖9是應(yīng)用于圖1的銳角腹板和結(jié)構(gòu)的偏移突出件和壓力腳的仰視圖；和
[0017]圖10是使用所公開的偏移突出件的實(shí)施例以便為由銳角結(jié)構(gòu)元件覆蓋的孔的鉆孔提供反作用力的方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0018]本文公開的實(shí)施例提供一種壓力腳偏移突出件，其允許諸如自動(dòng)化翼梁裝配工具(ASAT)的自動(dòng)化制造機(jī)器到達(dá)銳角零件后方以便數(shù)控(NC)定位和鉆孔，以使在終端配件或其他銳角零件上鉆取成排緊固件自動(dòng)化。突出件中的偏移允許通達(dá)到之前對(duì)于直突出件不能到達(dá)的區(qū)域，并且因而為夾具或反作用力提供加載路徑，從而允許在使用偏移在結(jié)構(gòu)中具有銳角的一側(cè)上提供夾緊力的同時(shí)從結(jié)構(gòu)組件的可通達(dá)側(cè)鉆孔。所公開的實(shí)施例擴(kuò)展了 ASAT型機(jī)器的多功能性和潛在的數(shù)控自動(dòng)化應(yīng)用。
[0019]參見附圖，圖1示出了示例性結(jié)構(gòu)組件10，如燃料箱蒙皮和大型商用飛機(jī)的樣板。結(jié)構(gòu)組件10包含蒙皮12和樣板14。樣板14具有法蘭16和腹板18。法蘭16用多個(gè)延伸通過孔22的緊固件20緊固于蒙皮12，如圖2所示。如圖3所示，法蘭16和腹板18形成的銳角遮擋了法蘭中的孔位置。
[0020]如圖4所示的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)24包含鉆孔臺(tái)(drilling stat1n) 26和補(bǔ)償臺(tái)(bucking stat1n)28。所示例子可應(yīng)用于商用飛機(jī)機(jī)翼箱組件的潮濕側(cè)(翼梁的內(nèi)部燃料箱側(cè))與干燥側(cè)(不與燃料接觸的翼梁的外側(cè))之間的翼梁附接孔的鉆孔。鉆孔臺(tái)可以具有多個(gè)鉆軸或鉆頭，例如鉆軸30，鉆軸或鉆頭延伸以與待鉆孔的結(jié)構(gòu)組件10接觸。為防止在鉆孔期間形成層間毛邊，作用于潮濕側(cè)上的突出件補(bǔ)償臺(tái)28提供反作用的夾緊力，其與鉆軸30和作用于干燥側(cè)上的鉆孔臺(tái)26所施加的突出件夾緊力相等并且相反。通常，突出件31從居中于待鉆的孔位置上的反作用臺(tái)28延伸以便為鉆軸提供反作用力，允許碎屑收集及其他功能。鉆孔臺(tái)26和補(bǔ)償臺(tái)28適于在NC自動(dòng)控制下定位運(yùn)動(dòng)以便對(duì)齊鉆軸30和突出件31并接合結(jié)構(gòu)組件以通過鉆軸30和突出件31對(duì)鉆孔力的反作用力而鉆孔。對(duì)于如結(jié)構(gòu)組件10的銳角構(gòu)造，如圖5和圖6所示的突出件31的現(xiàn)有技術(shù)示例的直突出件32，由于腹板18的阻礙而不能通達(dá)到孔位置。
[0021]如圖7和圖8示出了當(dāng)前的偏移構(gòu)造實(shí)施例。偏移突出件40被提供用作突出件31。偏移突出件40包含旋轉(zhuǎn)法蘭附件42。嵌入旋轉(zhuǎn)法蘭附件42中的多個(gè)稀土磁體43提供與補(bǔ)償臺(tái)28的基石29 (如圖4所見)的磁性接合。偏移突出件40與基石的磁性附接允許當(dāng)補(bǔ)償臺(tái)28使突出件與結(jié)構(gòu)的一部分處于強(qiáng)制橫向接觸時(shí)有“分離”能力。主體44由旋轉(zhuǎn)法蘭42延伸且具有補(bǔ)償角部分46以提供離隙48，腹板18能夠延伸到離隙48內(nèi)從而允許附接有壓力頭(pressure nose) 52的突出部分50通達(dá)到孔22的位置以便為鉆軸提供反作用壓力，如圖9所示。對(duì)于實(shí)施例所示的，偏移突出件40的主體44、偏移成角度部分46和突出部分50形成基本U形或C形以接納。旋轉(zhuǎn)法蘭42允許偏移突出件40的偏移成角度部分46的取向可由補(bǔ)償臺(tái)28定位以接受來自任何期望方向(以角度53表示)的銳角法蘭。壓力頭52是帶有孔54的大致圓柱形，鉆頭通過孔54被接納。作為結(jié)構(gòu)的接合構(gòu)件的壓力頭52和作為容納產(chǎn)生盲孔條件的結(jié)構(gòu)元件的成角度構(gòu)件的偏移成角度部分46的組合允許鉆孔的自動(dòng)化操作。圖9中，作為示例,鉆頭55被示為延伸通過軸側(cè)壓力頭56,然而，在正常操作中，鉆頭可以不延伸直至加工件10的法蘭16和蒙皮12在壓力頭52和壓力頭56之間被夾緊。
[0022]如圖10所示，當(dāng)前實(shí)施例可通過將偏移突出件附接于反作用臺(tái)而應(yīng)用于在銳角結(jié)構(gòu)中鉆孔，步驟1002。然后，偏移突出件在反作用臺(tái)上旋轉(zhuǎn)到特定角度以接納阻擋孔位置的結(jié)構(gòu)元件，步驟1004。然后，反作用臺(tái)定位偏移突出件以接納阻擋結(jié)構(gòu)元件，步驟1006。然后，反作用臺(tái)驅(qū)使偏移突出件的突出部分上的壓力頭與結(jié)構(gòu)接觸以夾緊或反作用于鉆孔力，步驟1008。然后，定位鉆孔臺(tái)使得鉆軸和位于結(jié)構(gòu)的用于鉆孔的相反側(cè)上的偏移突出件的突出部分對(duì)齊，步驟1010。使得鉆軸上的壓力頭與結(jié)構(gòu)接觸以防止鉆孔期間形成層間毛邊，步驟1012。然后，鉆孔，步驟1014。然后，鉆孔臺(tái)撤回，步驟1016，并且反作用臺(tái)使得偏移突出件的突出部分從結(jié)構(gòu)脫離，步驟1018。然后，鉆孔臺(tái)和反作用臺(tái)被重新定位，步驟1020，以針對(duì)下一個(gè)孔位置，并且過程針對(duì)該位置適當(dāng)?shù)刂匦麻_始步驟1004、1006或1008。
[0023]根據(jù)本公開的發(fā)明主題的示例性，非排他性的例子在下面的條款A(yù)1-C16中描述:
[0024]Al.用于自動(dòng)翼梁裝配工具的突出件組件40，包括:
[0025]基座；
[0026]接合構(gòu)件；以及
[0027]偏移構(gòu)件46，其在所述基座和所述接合構(gòu)件之間延伸，所述偏移構(gòu)件46具有基本U形從而允許所述接合構(gòu)件通達(dá)到結(jié)構(gòu)組件10在銳角后方的部分。
[0028]A2.如條款A(yù)l定義的突出件組件40，其中所述基座包括附接到補(bǔ)償臺(tái)28的旋轉(zhuǎn)法蘭42。
[0029]A3.如條款A(yù)2定義的突出件組件40，還包括嵌入到旋轉(zhuǎn)法蘭42內(nèi)以附接到補(bǔ)償臺(tái)28上的基石29的多個(gè)磁體。
[0030]A4.如條款A(yù)2和條款A(yù)3中一項(xiàng)定義的突出件組件40，其中接合構(gòu)件包括適于接合法蘭16的壓力頭52以針對(duì)鉆軸30產(chǎn)生反作用壓力。
[0031]A5.如條款A(yù)4定義的突出件組件40，其中壓力頭52具有圓柱形腔54以便在從鉆軸30伸出的鉆頭55穿透法蘭16時(shí)接納該鉆頭。
[0032]B6.用于具有銳角的結(jié)構(gòu)組件10的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)24，其包括:
[0033]具有鉆軸30的鉆孔臺(tái)26 ；
[0034]用于反作用于由鉆軸30施加的鉆孔力的補(bǔ)償臺(tái)28，所述補(bǔ)償臺(tái)28包括突出件40，其具有:
[0035]基座；
[0036]接合構(gòu)件；和
[0037]在所述基座和所述接合構(gòu)件之間延伸的偏移構(gòu)件46，所述偏移構(gòu)件46具有基本U形從而允許所述接合構(gòu)件通達(dá)到結(jié)構(gòu)組件10在銳角后方的部分。
[0038]B7.如條款B6定義的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)24，其中突出件40還包括從基座延伸以附接至補(bǔ)償臺(tái)28的旋轉(zhuǎn)法蘭42。
[0039]B8.如條款B6和B7中一項(xiàng)定義的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)24，其中接合構(gòu)件包括壓力頭52，其適于接合針對(duì)鉆軸產(chǎn)生反作用壓力的法蘭。
[0040]B9.如條款B8定義的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)24，其中壓力頭52具有圓柱形腔54以便在從鉆軸30伸出的鉆頭55穿透法蘭時(shí)接納該鉆頭。
[0041]B10.如條款B7、B8和B9之一定義的自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)24，還包括嵌入在旋轉(zhuǎn)法蘭42中以附接至補(bǔ)償臺(tái)28上的基石29的多個(gè)磁體43。
[0042]Cll.用于具有銳角的結(jié)構(gòu)組件的自動(dòng)鉆孔的方法，包括:
[0043]將偏移突出件40附接1002至反作用臺(tái)28 ；
[0044]用反作用臺(tái)28定位1006偏移突出件40以接納阻擋結(jié)構(gòu)元件18 ;和
[0045]通過使用反作用臺(tái)28來驅(qū)使1008偏移突出件40的突出部分52與延伸出阻擋結(jié)構(gòu)元件18的結(jié)構(gòu)10接觸以便反作用于鉆孔力。
[0046]C12.如條款Cll和C15中一項(xiàng)的方法，還包括:
[0047]定位1010鉆孔臺(tái)26，使鉆軸30和位于結(jié)構(gòu)10的用于鉆孔的相反側(cè)上的偏移突出件40的突出部分52對(duì)齊；和
[0048]鉆1014 孔。
[0049]C13.如條款C12、C15和C16之一的方法，還包括:
[0050]撤回1016鉆孔臺(tái)26 ;和
[0051]使用補(bǔ)償臺(tái)28，脫離1018偏移突出件40的突出部分。
[0052]C14.如條款C13、C15和C16之一的方法，還包括:
[0053]重新定位1020鉆孔臺(tái)26和反作用臺(tái)28到下一個(gè)孔位置。
[0054]C15.如條款11的方法，還包括將反作用臺(tái)28上的偏移突出件40旋轉(zhuǎn)1004到特定角度以接納阻擋孔位置的結(jié)構(gòu)元件18。
[0055]C16.如條款12的方法，還包括使得鉆軸30上的壓力頭56接合1012結(jié)構(gòu)10以防止層間毛邊。
[0056]以上根據(jù)專利法規(guī)的要求詳細(xì)描述了本公開的各種實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到本文公開的具體實(shí)施例的改變和替代。這些改變屬于本公開的如以下權(quán)利要求限定的范圍和目的。
【權(quán)利要求】
1.一種用于自動(dòng)翼梁裝配工具的突出件組件(40)，包括: 基座； 接合構(gòu)件；和 偏移構(gòu)件(46)，所述偏移構(gòu)件(46)在所述基座和所述接合構(gòu)件之間延伸，所述偏移構(gòu)件(46)具有基本U形從而允許所述接合構(gòu)件通達(dá)到結(jié)構(gòu)組件(10)在銳角后方的部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的突出件組件(40)，其中所述基座包括附接到補(bǔ)償臺(tái)(28)的旋轉(zhuǎn)法蘭(42)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的突出件組件(40)，還包括嵌入到所述旋轉(zhuǎn)法蘭(42)中以附接到所述補(bǔ)償臺(tái)(28)上的基石(29)的多個(gè)磁體(43)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3中一項(xiàng)所述的突出件組件(40)，其中所述接合構(gòu)件包括適于接合法蘭(16)以針對(duì)鉆軸(30)產(chǎn)生反作用壓力的壓力頭(52)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的突出件組件(40)，其中所述壓力頭(52)具有圓柱形腔(54)以便在從所述鉆軸(30)伸出的鉆頭(55)穿透所述法蘭(16)時(shí)接納該鉆頭。
6.用于具有銳角的結(jié)構(gòu)組件的自動(dòng)鉆孔的方法，包括: 將偏移突出件(40)附接(1002)至反作用臺(tái)(28)； 用所述反作用臺(tái)(28)定位(1006)所述偏移突出件(40)以接納阻擋結(jié)構(gòu)元件(18)；和 通過使用所述反作用臺(tái)(28)驅(qū)使(1008)所述偏移突出件(40)的突出部分(52)與結(jié)構(gòu)(10)接觸以便反作用于鉆孔力，其中所述阻擋結(jié)構(gòu)元件(18)從該結(jié)構(gòu)延伸。
7.根據(jù)權(quán)利要求6和9中一項(xiàng)所述的方法，還包括: 定位(1010)鉆孔臺(tái)(26)，使得鉆軸(30)和位于所述結(jié)構(gòu)(10)的用于鉆孔的相反側(cè)上的所述偏移突出件(40)的所述突出部分(52)對(duì)齊；和鉆(1014)所述孔。
8.根據(jù)權(quán)利要求7、9和10中一項(xiàng)所述的方法，還包括: 撤回(1016)所述鉆孔臺(tái)(26);和 通過使用所述補(bǔ)償臺(tái)(28)，脫離(1018)所述偏移突出件(40)的所述突出部分(52)。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，還包括旋轉(zhuǎn)(1004)在所述反作用臺(tái)(28)上的所述偏移突出件(40)到特定角度以接納阻擋孔位置的所述結(jié)構(gòu)元件(18)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括使得所述鉆軸(30)上的壓力頭(56)接合于所述結(jié)構(gòu)(10)以防止層間毛邊。
【文檔編號(hào)】B23B47/00GK104275510SQ201410255105
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月2日
【發(fā)明者】D·S·拉塞爾 申請(qǐng)人:波音公司