专利名称：制造壳体结构的方法、装置和成套设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造壳体结构的方法、装置和成套设备，尤其涉及但不局限于制造飞 行器的壳体结构的方法、装置和成套设备。
背景技术：
当前，制造大容量用于运送乘客的民用飞机的新技术一直在发展。根据这些技术， 飞行器机身的承载双环(beaannular)结构大都由复合材料制成，这样的复合材料如埋入适 当的树脂中的碳纤维。 一种正在发展的技术是通过将多个圆柱状以及非圆柱状部分连接在 一起装配成飞机机身，这些部分在英语术语中成为"桶段(barrel)",在意大利术语中称为 "桶段(barili)"。
构成飞机的这些桶段可以是由不同的构件商制造的，且在装配整个飞机机身前，这些 桶段中就已经有了地板、座椅、舷窗、门。
以这样的方式制造飞机至少在工业实现以及生产设备上存在问题实际上， 一直在用 的已知的制造方法及制造设备都是用来制造传统的用于运送乘客的民用飞行器，这些飞行 器的机身基本是由金属制成，典型的是用钛合金、铝合金制成。使用这些传统方法以及设 备，即使作相应改造，也是不够的。
本发明的目的在于提供一种用于制造上述新型飞行器的方法及/或设备，该飞行器的机 身机构基本由复合材料制成。
发明内容
在本发明的第一个方面中，该目的通过一种具有权利要求1的特征的方法得以实现。 在本发明的第二个方面中，该目的通过一种具有权利要求22的特征的夹紧装置得以实现。
在本发明的第三个方面中，该目的通过一种具有权利要求29的特征的成套设备得以实现。
在本发明的第四个方面中，该目的通过一种具有权利要求48的特征的设备得以实现。 在本发明的第五个方面中，该目的通过一种具有权利要求52的特征的成套设备得以实现。对于本领域的一般技术人员，本发明所能实现的有益效果将通过以下参照下列附图的， 对本发明的一个非限定性的具体实施例的描述变得显而易见。
图1为组成飞行器机身的一部分的桶段的第一个示例的透视图，该桶段的承载双环结 构基本由复合材料制成，且基本呈空心圆柱形；
图1A图1中的桶段的纵向附加肋的细部图2为组成飞行器机身的一部分的桶段的第二个示例的透视图，该桶段的承载双环结 构基本由复合材料制成，且基本呈空心半圆筒形；
图3、 3A、 3B、 3C为依照本发明的一种实施例用于将生壳体从成型鼓送至壳体固定台 架的方法的四个步骤的透视图3D为图3、 3A-3C的方法的第五步的细节的侧视图4为图3、 3A-3C的方法中的成型鼓的侧视图5为图3、 3A-3C中的方法所使用的止动夹紧器的透视图5A为图5中的加紧器的细部的测试剖视图。
图6为依照本发明的一种实施例的肋装配站处于其的一个工况的透视图7为图6的站的细部的侧视图8为图6中的站处于另一个工况的透视图9为根据本发明的一种肋存储器的透视图10为图6的站处于另一个工况的细部的侧视图，在该工况，肋装配站的内部导向装 置装配于肋存储器中；
图11为图6所示的站在工作时所使用的一种现有技术中的铆钉。
具体描述
图1示意性的示出了依照本发明的方法获得的壳体结构的一种承载结构的第一种实施 例该壳体结构的实施例即所述的"桶段(barile)"(英语技术语言中的"桶段"(barrel))， 为空心。
该结构，用附图标记1指示，包括一个空心圆柱筒形壳体2 ——在本说明中亦称作"初
9始壳体"——，多个大致呈弧形的相对于桶段的纵轴AL横向设置的横向加强肋3，以及一 个地板4。
在本实施方式中，生壳体2由适当的复合材料，如加入碳纤维的聚合物制成，其沿纵 轴AL延伸，定义了一个贯通内腔50。壳体2通过多个相对AL轴纵向设置的纵向肋5在 纵向得到加强(图1A)，肋同样由复合材料制成，如那种与壳体2的圆柱形壁的材料相同 的材料。
在本说明书中，"附加肋"这一术语指的是一类特定的加强肋，这种加强肋被做成单独 的件并固定于需要被加强的结构上；因此横向肋3也可称为"附加肋"3。
横向加强肋3，当前在本例中也被叫做"桁条"，由适当的钛合金制成，其延伸于环绕 纵轴AL的多个整圆上并且位于与该轴垂直的多个平面内。
粗略的说，圆柱形的生壳体2的内径约为六米，长度约为十至十六米。
图3、3A-3D示出了根据本发明的一种壳体结构制造成套设备的实施例中的去模站的多 个工况。
在该例中，标记ll指代一个大致呈圆柱形的支撑结构，该支撑结构被称为"成型鼓" 11;在一个"横向连接站"或"烘烤站"内(未示出)，通过使制造生壳体2所使用的合成 树脂进行横向连接，生壳体2已经形成于成型鼓的侧面。
图4示出了这种成型鼓11的细部在本实施例中，鼓11在其两端提供有支撑部110、 111，这些支撑部也都大致呈圆柱形且直径小于鼓中部的直径。
成型鼓通过一个自移动台架7被运送至去模站9，该自移动台架可以例如是一个遥控基 台或是一个自动驱动台(AGV)。
去模站9包括可平移支撑件11,可平移支撑件在该站的台面上运动并在其上部提供一 个摇篮形支撑部150，该支撑部用于接受并提升鼓11的端部的支撑部110、 111，将这些端 部支撑部保持在一稳定位置(图4)。
去模站9进一步包括一所谓"推动柱"13，该推动柱包括一个呈水平旋臂状并且固定 于一个固定座10上的固定梁17。如图3D所示， 一个鼓耦合装置16设置于梁17的自由端， 其用于与鼓ll的端部支撑部UO、 lll进行耦合，耦合是通过对端部支撑部110、 111进行 垂直支撑，并阻挡端部支撑部110、 111的水平平移实现的。作为图3A中的伸縮针170 (将 在后面对其动作方式作详述)的一个变体，图3D中的鼓耦合装置16包括一个可绕销轴180 转动的运动勾齿18，相对应的，端部支撑部IIO、 lll在各自内部提供有适当的内齿或凸缘， 以与运动勾齿18相啮合。
在图3、 3A至3C中，进一步示出了一个壳体固定台架19，用于将生壳体2从鼓11上 移除，并将生壳体2从去模站9移开以及在下游工作站对壳体进行固定。在本实施例中， 壳体固定台架19为一种自移动台架，其由一个远程或自动控制器控制，并具有两个环状结
10构1卯，将在此后对此环状结构作详细说明。每个环状结构190都定义了一个内部的，生壳 体2能够通过的固定开口 192。
两个环状结构的轴间距设置为允许两个环状结构190同时定位于圆柱形壳体2的端部 边缘20A、 20B (图4)，使得壳体固定台架19平行于鼓11的轴AM作平移(见图3中的 箭头F8)。
在每个该结构190上都设有多个止动的加紧器194 (图5)，用于加紧并固定圆柱形壳 体2的端部边缘20A、 20B的一部分。该加紧器的结构及运动学原理如下，
加紧器194可以通过固定板或固定框198固定，——例如通过螺栓固定——于环状梁 196，并且定位于一个位置，以至于在图5中的三位笛卡儿R、 T、 X坐标系中，X轴对应 图3A中的X轴，R轴以及T轴分别对应加紧器194的设置点的环状梁196的径向方向， 以及固定开口 192的切线方向。
可动基座200与固定框198销接，以使得其可借助销轴204绕旋转轴AMI沿如FM1 所示的方向旋转。在本实施例中，旋转轴AM1与固定板或固定框198所在的平面相平行， 并且还与图5中的R、 T、 X三位坐标系的T轴相平行。
可动基座200上设有一个固定钳口 208和一个可动钳口 210。可动钳口 210在RX平面 内的平移+旋转实现并确定了加紧器194的闭合及张开，从而可以夹住壳体2的圆柱形壁的 厚度；例如，这样的平移+旋转运动可以通过一个第一肘节机构实现。但明显的是，在实施 例中未示出的其他变体中，加紧器194的两个钳口都可以为可动钳口。
借助于滑动导向装置206以及一个适当的执行器——在图5所示的实施例中为气缸207 ——，固定钳口 208以及可动钳口210的整体可以沿与R轴平行的方向平移(箭头FM3的 方向)。
在附图所示的实施例中，在每个环状梁196上都设有一组大约40个止动夹紧器194， 其朝向根据梁196自身的径向方向R确定。
优选的是，由一个肘节机构202 (图5)驱动可动基座绕旋转轴AMI转动。
优选的是，气缸207具有一个挡杆装置，或具有另一个系统，使得即便是在气缸失去 供气的情况下也能够将气缸定位于预定线性位置。
优选的是，由一个第二肘节机构(未示出)驱动可动钳口210的开闭运动。
设置两个肘节机构以及挡杆装置或者其他能够将气缸定位于预定线性位置的系统的好 处是，即便是壳体固定台架19，如本实施例的多个壳体固定步骤中所发生的那样，即使后 者与供气气路-或供液液路-失去了连接，如一个一所空气回路，，其也可以将壳体2固定于 其上并挡住。
图6至10示出了肋安装站20，在肋安装站对圆柱形壳体进行打孔，用于将横向的加强200780026802.8
22以及两个相互平行的侧边或外部导向装 置24， 26。内部导向装置22包括一个承载梁28——在本说明中亦被称做"中间梁"——， 承载梁由设置于中间梁28的一半的位置的一个中间支承件30，以及设置于中间梁28的两 的端部的两个可平移支承件32A、32B支承。在内部导向装置22上设有两个拟人机器人34A、 34B ，在本文中亦被称为"内部机器人34A、 3B"，并可沿内部导向装置滑动(如图6中箭 头F12所指方向)，而在外部导轨24、 26上分别设有移动塔36、 38，移动塔可分别沿其所 在导向装置24、 26滑动。在每个移动塔36、 38上都设有一个拟人机器人40、 42，在本文 中分别被称为"外部机器人"40、 42。
在本实施例中，四个机器人被设置为可同时工作，且外部机器人40、 42具有钻头—— 例如由本申请的申请人/受让人之一于2002年1月11日提交的第TO2002A00030号专利申 请中所说明的类型，同时内部机器人34A、 34B的任务主要是在钻孔时，在外部机器人40、 42钻孔的位置上对壳体2提供牢固的支承。壳体2很容易发生形变，如在本实施例中的待 钻壳体，其由圆筒形的复合材料制成，壁厚为约十毫米，直径约为六米，长于约为9至16 米，既便是这样，上述钻孔方式也使对圆柱形壳体2进行高精度的钻孔的成为可能。如在 后面将要详述的那样，在本实施例中，外部以及内部机器人被设置为还用于将肋3铆接于 生壳体2。
优选的是，内导向装置22和外导向装置24、 26应有足够的长度以同时允许两个圆柱 形壳体2和两个壳体固定台架19在各自的工位21、 23内在导向装置之上滑动(图8):如 下面所详述的那样，这种设置提高了整个成套设备的生产率，尤其是内部机器人34A、 34B 以及外部机器人40、 42的生产率。
图9、 10示出了依照本发明的一种成套设备的肋存储器52的一种实施例。该肋存储器 52是一种运动结构，在本实施例中包括两个上操作台或台面54以及两个下操作台或台面 56，在这些操作台或台面上，工作人员可以行走。该肋存储器还定义了多个肋座，这些肋 座被设置为用于接受并支承——例如顺序的排列的像架子般的(图9)——等待装配至圆柱 形壳体2的多个横向附加或加强肋3，或者多个横向附加或加强肋3的一部分。在本实施例 中，待装配的附加肋3的肋座包括一个形成于上台面54的凹部58，以及同样设置与上台面 的立柱60。还可以在下台面56上设置适当的固定或定位座。同样在本实施例中，每对上台 面56+下台面54都制作于一个整体形状呈C梁形的结构上。 一对C梁62设置于一个驱动 台架64上，该驱动台架例如是遥控台架或自动控制台架。在两个C型结构62之间有一个 空间，该空间被称为导向装置通过座66，例如允许在工位2K 23的内部导向装置62进入 其中。
下面对上述成套设备的动作过程进行描述。
图3示意性的示出了动作过程的第一种情况在该情况中，来自横向连接站或"烘烤 站"(图中未示出)的圆柱形壳体2水平设置或横卧在自动台架7上，被运送至附图标记9 所指代的去模站。与台架7—起运动的生壳体依旧固定于支承件11。所述支承件11大致呈 圆柱形并被称为"横向连接鼓11"或仅称为"鼓11"。根据如WO2005/018917A2，
12WO2005/018918A2或WO2005/082604A2等文件所公开的工艺，通过向该鼓11上包裹碳纤 维并且将其浸入合成树脂中可以形成生壳体2。
通过如箭头图3中Fl、 F2所指的方向运动，台架7与鼓11以及生壳体2 —起到达图2 中的Pl位置，这样，a)鼓的纵轴AM基本与柱13对齐，且b)鼓11的端部支承件110、 111在提升支承件15A、 15B的，在本说明书中也称"可平移支承件15A、 15B"(图3)上 方定位。借助于适当的提升系统，摇蓝形支承150将鼓11 (图3A)升起(图3A中F3所 指方向)，以至于允许台架7从鼓11的下方抽出并移除(图3A的箭头F5)。
当鼓11由支承件15支承时，推动柱13沿与鼓的AL轴的方向相平行的接近鼓11的端 部lll并与其牢固啮合，推动柱充分的对端部lll进行支承，从而通过令靠近柱13的可伸 縮支承15B相对鼓横向的滑动(图3A的箭头F9所示)，使得可伸縮支承15B撤出并移开。 在图3A的实施例中，借助于伸縮针170，推动柱13自行固定并可牢固的固定鼓ll的端部 111，该伸縮针通过伸长与鼓11的端部支承部的110、 111上相应的凹座112相啮合。
在此时，鼓11+壳体2的装配件仅由提升支承件15A以及柱13的悬臂端部支撑，鼓 11+壳体2的装配件还与鼓耦合装置16相啮合(图3D)。
先于将壳体固定台架19配合至柱13的附近壳体固定台架19以与AL轴的平行的方 向平移，从而靠近可平移支承件15A (见箭头F8)，直至其被将两个环状结构190放在圆柱 形壳体2上(图3C)。
当两个环状结构190到达圆柱形壳体2的端部边缘20A、 20B (图4)后，加紧器194 按照适当的序列被驱动并夹住圆柱形壳体2的端部边缘20A、 20B厚度(图4)。鼓11与圆 柱形壳体的分离是借助于将用于形成壳体2的鼓的中段分裂成适当数量的能够径向收张的 三角形长条或扇形条(未示出)，。在图3C所示的阶段，这些三角形长条或扇形条径向收缩 以使得生壳体2从鼓的表面分离；此后壳体固定台架19沿与AL轴平行的方向再次朝向柱 13作平移运动，将圆柱形壳体2从鼓11上拖下。提升支承件15B再次朝向鼓11运动(图 3C中箭头F10所指方向)，从而鼓被可平移支承件15A、 15B转移至台架7并从壳体中撤 出。
壳体固定台架19此时用于固定圆柱形壳体2。在此后的多个工序中可进入该壳体的内部。
在根据本发明的方法的一种实施例中，台架19将壳体2载至一个测量站，在该测量站， 一台监测仪器——例如一台激光形貌测量机一一对整个生壳体2进行勘查，至少检测当移 除鼓ll之后，由于壳体的形变而造成的参照孔("DA孔")的平移实际上"DA孔"是在 后续工序中用作参照的一组孔，且在本实施例中是在鼓11还位于壳体之中就制成的。
为了能够简便的扫描并勘查壳体2的整个外表面，优选的是，壳体固定台架19提供有 一个用于驱动壳体2自身绕纵向AL轴转动的旋转执行器通过驱动壳体2这样旋转，检测 设备的激光头不必伸入壳体下方与台架19底面间的空间内，因此避免了整体尺寸以及送激 光头所涉及的问题，另外，激光头甚至都不需要安装在一个关节臂上，从而避免了由此臂
13产生的精度损失。
还是针对所述用于驱动壳体沿其纵向AL轴旋转的旋转执行器，优选的是，该旋转执行 器可以被阻挡在一个预定的位置，尽管在缺少气力、液力或电力供应时这使得当台架19 与其气力、液力或电力供应回路断开时一一例如与一个压缩空气回路断开时——，这在本 实施例的固定壳体2的几个步骤中都是会发生的，还仍然可以将壳体结构2夹持并且固定 在壳体固定台架19的一个预定位置上，。
回到对工作过程的描述，在本实施例中，在上述勘査之后，台架19将壳体2载至如图 6、 7中附图标记20所指的肋装配站对用于将横向加强肋3铆合至圆柱形壳体2的孔的加 工在该站中通过下述步骤完成。
在离开测量站(未示出)之后，壳体固定台架19沿着导向装置22、 24、 26的方向(图 6中箭头F14的方向)接近肋装配站20，将圆柱形壳体2运送至肋装配站20。可平移支承 件32A移至一旁(沿图6中箭头F16的方向)，从而使得壳体固定台架19配合于圆筒形壳 体2的内腔中的中间梁28的悬臂端上(图7)。
壳体固定台架19继续沿内导向装置22滑动直至到达正确的工位，在该正确工位上壳 体停下并由适当的锁止件，如机械锁止件，锁定。先前曾经为壳体固定台架19提供动力 的台架驱动器64从壳体固定台架分离并离开肋装配站20 (图6A中箭头F20所指方向)； 可平移支承件32A保持其平移位置以使得台架驱动器46可以通过。
此后，可平移支承件32A通过作一次与上一次移动反向相反的移动，再次回到中间梁 28的端部44A的下方，并对中间梁28重新支承。
当壳体固定台架19位于上述工位时，内部机器人34A、 34B以及外部机器人40、 42 对壳体2进行钻孔以铆接待固定至壳体的附加肋或加强肋3。如图7所示，内部机器人34A、 34B从圆柱形壳体2的内部进行操作，而同时外部机器人40、 42从外部操作。
当计划的钻孔工作在工位21完成后，机器人34A、 34B、 40、 42离开刚刚钻过孔的壳 体，并移动——沿着他们各自的导向装置平移——至肋装配站20的第二工位23 (图6、 8); 在站20上，机器人34A、 34B、 40、 42可以在一个第二圆柱形壳体2A上进行如钻孔工作 或后面会提到的铆接工作。
机器人34A、 34B、 40、 42离开工位21后，肋存储器52由台架驱动器64驱动从工位 21的一侧配合在内部导向装置22上；为了实现上述，本实施例中的可平移支承件32A向 一侧平移(图6中的箭头F16)。肋存储器52继而沿内导向装置滑动直至进入其中一个壳体 固定台架19上固定的圆柱形壳体2中(图IO)。
待装配至壳体2的横向附加肋此前已经装载到了肋存储器52的各个座上，这些附加肋 有序设置以使得当肋存储器到达其在圆柱形壳体2中的预定工位时，每个待装配的附加肋3 都定位于壳体上的其将被铆合或焊合的点。这使得后续的将附加肋3紧固在壳体2上的步 骤变的格外简单。此时工作人员可以根据需要走上上台面54或下台面56，从内部将附加肋3装配于壳体2;由于附加肋3在肋存储器52中的有序排列，工作人员可以将肋从其座58、 60中取出并将其装配于壳体上其所对的部分。在本实施例中，工作人员通过一些临时铆钉和铆钉座，例如仅用两组，将附加肋3临时紧固于壳体2上。当对附加肋3的手动以及临时装配完成后，将肋存储器52从内导向装置22移除，并从工位21清出。
此时，本实施例中的机器人34A、 34B、 40、 42再次运动至工位21并将横向附加肋3铆接至圆柱形壳体2。图11中示出了一种适合于此类铆接的铆钉的一个示例。在本实施例中，外部机器人40、 42壳体2的外部将图11所示类型的铆钉插入;此后内部机器人34A、34B拉铆钉70的螺纹端72直至将其拉断，再如公知的那样安装上端帽74。
当铆接完成后，桶段被传送至其他工作站，在这些工作站中，例如插入并紧固地板4(图1)。
应当指出，两个工位21、 23共用一套导向装置22、 24、 28三维坐标系极大程度的减小了两个工序间的等待时间，并且还有助于縮短机器人34A、 34B、 40、 42以及其他装置的平移，从而提高了该成套设备的生产率。实际上，可以按照下述方式将工位21、 23的工作以组合的方式设置于一个生产加工循环中
——在工位21上，机器人34A、 34B、 40、 42对一个第一圆柱形壳体2进行钻孔操作，同时在工位23上，插入第一肋存储器52，而且工作人员手动的并且临时的将附加肋3装配至一个先前已经钻好孔的第二壳体2上；此操作结束后
——机器人34A、 34B、 40、 43沿各自的导向装置22、 24、 26滑动至工位23，并将附加肋3完全的铆接于第二圆柱形壳体2上，同时，将一第二肋存储器21插入工位21，并且工作人员手动的并且临时的将横向附加肋3安装于第一壳体2;此操作结束后
——将壳体固定台架19从工位23移除，同时对第二圆柱形壳体进行完全铆接操作，并且一待打孔的第三圆柱形壳体2由另一个壳体固定台架19载至工位23;机器人34A、34B、40、 42已经位于工位23，并且可以设置为无需离开该工位即可更换用于钻孔操作的刀具；这些机器人可继而对第三圆柱形壳体进行钻孔；同时，将第一肋存储器或一个第三肋存储器52插入工位21，且工作人员手动地将横向附加肋3临时装配于先前已经钻孔的第一壳体2。
优选的是，在前述工序中，圆柱形壳体2在钻孔、临时铆接以及完全铆接三个操作过程中均在工位21或23不动，并且机器人34A、 34B、 40、 42的移动距离也很短。作为补偿，相对于壳体2+壳体固定台架19的组合而言，尺寸和重量都较小的肋存储器52作运动，但是，对于对每个桶段的打孔/临时铆接/完全铆接， 一个肋存储器仅移动一次。进而言之，如上所述的那样，使用肋存储器52具有以下益处附加肋在圆柱形壳体2上的手动定位及装配大大加快，并且产生错误的风险，例如在壳体2上的某一预定位置安装了错误的肋3，也降低了。此外，肋存储器52仅需运动一次就可将大量的不同种类的肋运送至待装配的桶段处。在不背离本发明的保护范围的前提下，也可对前述实施例进行各种改动或变换。例如，根据本发明的加工方法以及设备可以改作用于制造如图2所示的半圆柱形或半筒形的，平头锥体形的或大致呈凸形或凹形壳体的桶段。如果是如图2所示的半圆柱形的情况，壳体固定台架19具有的多个止动的夹紧器194不仅可以夹紧半圆柱形壳体的端部边缘20A、20B，还可以夹紧侧部的边缘68 (图2)。内部机器人34A、 34B以及外部机器人40、 42可以由分别安装于内部导向装置22以及外部导向装置24、 26上并可沿其滑动的一个或多个内部加工台架和一个或多个外部加工台架取代。拟人机器人34A、 34B、 40、 42还可以由其他形式的机械臂取代。内部机器人以及外部机器人的数量可以不是两个。在本说明书中，描述壳体2以及桶段1的"圆柱形"，"圆柱形"以及"平头圆锥形"等用语应理解为分别包括棱柱形、棱锥形以及平头棱锥形。肘节机构202，阻止气缸207的气缸杆的装置以及使得可动钳口 210开合的或者概称为止动夹紧器的肘节机构，可以由例如丝杠副、双稳系统或其他在失去了气力，例如压縮空气，液力或电力源等的供应后，仍能保持一个已确定的锁定、解锁或定位状态的驱动器替代。
权利要求
1. 制造壳体结构的方法，包括以下步骤——提供一个生壳体(2，2’)，该生壳体具有多个沿第一预定方向(AL)定向的加强肋(5)；——在生壳体上设置一横向加强肋(3)，使得该横向加强肋(3)与处于第一预定方向(AL)的加强肋(5)的方向相截，以至于至少从抵抗使壳体的弯曲度发生改变的压缩力的方面使生壳体得到加强。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中该生壳体(2， 2')由复合材料制成。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中该生壳体(2， 2，)定义了至少一个凹形壁。
4. 根据以上权利要求中的一项或多项所述的方法，其中在生壳体上设置一横向加强肋(3) 的步骤包括用铆接、螺纹连接、粘合剂连接，焊接中的一种或多种工艺将横向加强肋(3) 固定于筒形壳体(2， 2')的步骤。
5. 根据权利要求2至4中的一项或多项的方法，其中，生壳体(2， 2')定义的凹形壁由边 缘(20A、 20B、 20A'、 20B')定界，并且该方法包括以下步骤——使生壳体(2， 2')的凹形壁固定于一个成型鼓(11);——用一个夹紧装置(19， 190， 194)将生壳体(2， 2，)的边缘(20A、 20B、 20A，、 20B，)夹紧；——通过夹紧装置(19， 190, 194)将生壳体(2， 2，)从成型鼓(11)上移除。
6. 根据权利要求5所述的方法，包括由夹紧装置(19， 190， 194)从厚度方向夹紧生壳体 的边缘(20A、 20B、 20A，、 20B，)的步骤。
7. 根据权利要求2至6中的一项或多项所述的方法，其中，生壳体大致呈筒形并且定义了 一个贯通内腔(50)，该方法还包括通过抵住一个推动柱(13)的自由端，推动成型鼓(11) 从而使得生壳体(2， 2，)从成型鼓(11)上移除的步骤。
8. 根据权利要求7所述的方法，包括将成型鼓(11)保持在一个水平或横卧的位置，由推 动柱(13)的自由端支承成型鼓(11)的一个端部，其中该自由端是一个悬臂端。
9. 根据以上权利要求中的一项或多项所述的方法，包括将成型鼓(11)保持在一个水平或 横卧的位置，由推动柱(13)的悬臂端以及另一个支承件(15A)支承成型鼓的绝大部分重 量，其中，该另一个支承件支承成型鼓(11)的未由推动柱(13)的悬臂端支承的那个端 部。
10. 根据权利要求7至9种的一项或多项所述的方法，包括以下步骤——将支承外部导向装置(24、 26)及/或内部导向装置(22)的一个端部的一个可平 移支承件(32A)分别从外部导向装置(24、 26)及/或内部导向装置(22)移开，以使得 端部(44A)呈悬臂状态；——将外部导向装置(24、 26)及/或内部导向装置(22)的呈悬臂状态的端部(44A)分别配合进入生壳体(2， 2，)的贯通内腔(50)。
11. 根据权利要求10所述的方法，包括将该可平移支承(32A)重新分别移近外部导向装 置(24、 26)及/或内部导向装置(22)，以及令该可平移支承(32A)重新支承外部导向装 置(24、 26)及/或内部导向装置(22)的呈悬臂状态的端部的步骤。
12. 根据权利要求7至11中的一项或多项所述的方法，包括由两个机械关节臂(34A、 34B、 40、 42)执行以下步骤中的一个或多个的步骤对生壳体(2， 2，)钻孔，将一加强肋(3) 铆接、螺纹连接、粘合剂连接或者焊接至生壳体(2， 2');其中，这些机械臂中的第一个在 生壳体(2， 2，)的贯通内腔(50)内工作，这两个机械臂中的第二个在生壳体(2， 2，)的 外部工作。
13. 根据权利要求12所述的方法，包括在一个内部导向装置(22)上平移这些机械臂中的 第一个(34A、 34B)，并在设置于内部导向装置(22)旁边的并相对于内部导向装置(22) 纵向设置的外部导向装置(24， 26)上平移这些机械臂中的第二个(24、 26)。
14. 根据权利要求3至13中一项或多项所述的方法，包括将一个肋存储器(52)装入由生 壳体(2， 2')的凹形壁定义的空腔(50)内，其中该肋存储器(52)载有多个待设置在生 壳体(2， 2')上的加强肋(3)。
15. 根据权利要求14所述的方法，包括将一个肋存储器(52)引入生壳体(2， 2')的贯通 空腔(50)的步骤，其中，该肋存储器(52)载有多个待设置在生壳体(2， 2')上的加强 肋(3)。
16. 根据权利要求14或15所述的方法，包括将该多个加强肋(3)设置在肋存储器(52) 上，以至于当肋存储器被装入由生壳体(2， 2')的凹形壁所定义空腔(50)时，至少部分 装载于肋存储器(52)上的肋(3)基本正对其在生壳体(2， 2，)上的待安装区域。
17. 根据权利要求10至16中的一项或多项所述的方法，包括以下步骤——由机械臂(34A、 34B、 40、 42)在一个第一生壳体(2， 2，)上开始第一加工， 其中，该第一生壳体(2， 2，)设置于第一工作站(21);——将机械臂(34A、 34B、 40、 42)由该第一工作站移动至第二工作站(23)，其中， 机械臂(34A、 34B、 40、 42)通过沿内部导向装置(22)和外部导向装置(24、 26) 滑动到达第二工作站(23);——由机械臂(34A、 34B、 40、 42)在一个设置于第二工位(23)的第二生壳体(2， 2，)上开始第二加工，同时对位于第一工位(21)的第三生壳体(2， 2，)进行第三加 工。
18. 根据权利要求17所述的方法，其中，该第三生壳体(2， 2，)是第一生壳体(2， 2，)。
19. 根据权利要求17或18所述的方法，其中，该第三加工包括了依照权利要求14至16中的步骤。
20. 根据权利要求17至19中的一项或多项，其中，该第一加工包括钻孔，且该第二加工包括铆接、螺纹连接、焊接、粘合剂连接中的一种。
21. 制造飞行器的方法，包括将两个或多个由上述一项或多项权利要求中的方法所获得的壳体结构(1， l')装配形成飞行器的机身的步骤。
22. 用于制造一种壳体结构(1， 1，)的夹紧装置(194， 19)，该壳体结构(i， r)包括一个生壳体(2, 2，)，该生壳体(2， 2，)定义了边缘(20A 、 20B、 20A，、 20B，)，其中，该夹紧装置(194， 19)包括至少一个止动的夹紧器(194)设置用于至少夹紧生壳体(2， 2，)的边缘厚度(20A、 20B、 20A，、 20B，)。
23. 根据权利要求22的装置，包括一个壳体固定台架(19)，通过该壳体固定台架，夹紧装置(194)自身能够与承载于其上的一个壳体结构(1) 一同运动。
24. 根据权利要求22或23所述的装置，包括一个固定开口 (192)，该固定开口设置为允许壳体(2)通过，其中，临近该固定开口 (192)设置有多个止动夹紧器(194)，以至于止动夹紧器通过夹紧至少部分壳体(2)的边缘(20A、 20B、 20A，、 20B，)来固定在该装置上的生壳体(2、 2，)。
25. 根据权利要求24所述的装置，包括面对面设置的一对固定开口 (192)。
26. 根据权利要求22至25中一项或多项所述的装置，其中，生壳体(2， 2')基本呈筒型并且定义了两个开口端以及在该两个开口端处的两个端部边缘(29A、 20B)，并且止动夹紧器(194)被设置为通过夹紧生壳体(2)的该两个端部边缘(20A、 20B)来在该装置上固定该生壳体(2， 2')。
27. 根据权利要求22至26—项或多项所述的装置，其中，生壳体(2')基本呈圆柱形(2')或圆锥形或平顶圆锥形，并且其定义了一个弯曲的端部边缘(20A，、 20B'),以及一个曲率明显小于端部边缘(20A，、 20B，)的侧部边缘(68)，并且止动夹紧器(194)被设置为阻挡壳体(2)的端部边缘(20A'、 20B')以及侧部边缘(68)从而将生壳体(2')固定于该夹紧装置上。
28. 根据至少权利要求25所述的装置，包括一个旋转执行器，该旋转执行器设置为使生壳体(2)自身旋转，该壳体(2)承载于夹紧装置(19)上并由止动夹紧器(194)阻挡。
29. 用于加工壳体结构(1， al，)的成套设备，该壳体结构包括一个生壳体(2， 2')，该生壳体大体呈筒形并且在该壳体(2， 2')的贯通内腔(50)内配合有一个成型鼓(11)，其中该成套设备包括一个第一固定装置，该第一固定装置设置为用于将成型鼓(11) +生壳体(2， 2')的装配件运载至该成套设备，并且用于将该装配件(11， 2， 2')运离该成套设备；一个推动柱(13)，该推动柱包括一个梁(17)，该梁具有一个设置为用于将生壳体(2,2')从成型鼓(11)上移除的自由端；一对可平移支承件(15A、 15B)，该对可平移支承件设置为用于将成型鼓(11) +生壳体(2)的装配件相对推动柱(13)纵向设置，并且大体设置在所述梁(17)的自由端之前。
30. 根据权利要求29所述的成套设备，其中该第一固定装置(19)设置为用于将成型鼓(11) +生壳体(2， 2，)的装配件运载至该成套设备并且通过将该装配件固定于一个水平或横卧位置来将该装配件运离该成套设备；该第一固定装置(19)包括一对可平移支承件(15A、 15B)，该对可平移支承件设置为用于支承该成型鼓(11) +生壳体(2， 2，)的装配件的两个端部；该第一固定装置(19)包括一个推动柱(13)，该推动柱包括一个大体沿水平方向延伸的悬臂梁(17)。
31. 根据权利要求29或30所述的成套设备，包括一个夹紧及固定系统，该夹紧及固定系统设置为用于夹紧壳体(2)并将壳体从成型鼓(11)送至推动柱(13)上。
32. 根据权利要求31所述的成套设备，其中，该夹紧和固定系统包括一个依照权利要求22至28中的一项或多项的装置。
33. 根据至少权利要求30所述的成套设备，其中，可平移支承件(15A、 15B)中的至少一个设置为用于沿与推动柱(13)相截的方向(F5、 F9、 F10)运动。
34. 根据至少权利要求30所述的成套设备，其中，成型鼓(11) +生壳体(2， 2')的装配件定义了两个端部，并且至少可平移支承件(15A、 15B)中的一个被设置为用于提升及/或降下成型鼓(11) +生壳体(2, 2')的装配件的一个端部。
35. 根据至少权利要求30所述的成套设备，包括一个定义了两个端部(110、 111)的成型鼓，该成型鼓(11)上固定有一个生壳体(2， 2，)，其中，成型鼓的端部(110、 111)中的一个以及推动柱(13)的悬臂端被设置为相互啮合，以至于将成型鼓支承于一个大体水平的位置，其中，鼓(11)的一个端部(111)由推动柱的悬臂端支承，另一个端部(110)座于可平移支承件(15A、 15B)中的一个上。
36. 根据权利要求35所述的成套设备，其被设置为仅由其端部(110、 lll)支承成型鼓(ll)的大部分重量，并由推动柱(13)的悬臂端支承鼓的其中一个端部(111)。
37. 根据权利要求36所述的成套设备，其被设置为大体仅由其端部(110、 111)支承成型鼓(11)、通过推动柱(13)的悬臂端支承鼓的一个端部(111)，以及由可平移支承件(15A、 15B)中的一个支承鼓(11)的另一个端部(10)。
38. 用于加工壳体结构(1， 1，)的成套设备，该壳体结构(1， 1，)包括一个生壳体(2， 2')，其中，该成套设备包括一个内部导向装置(22);一个外部导向装置(24、 26)，其设置于内部导向装置的一侧；一个内部加工台架(34A、 34B)，其设于内部导向装置(22)之上从而可以沿内部导向装置滑动；一个外部加工台架(36、 38)，其设于外部导向装置(24、 26)之上从而可以沿外部导向装置滑动；其中外部工作台架(36， 38)以及内部工作台架G4A、 34B)中的至少一个被设置为在生壳体(2， 2，)上进行加工；一个壳体固定台架(19)，其被设置为相对于内部导向装置(22)以及外部导向装置(24、26)固定待加工的生壳体(2， 2')并且将该生壳体运载至一个预定工位(21、 23)，在该工位中由至少外部加工台架(36、 38)以及内部加工台架(34A、 34B)中的一个对其进行加工。
39. 根据权利要求所述38的成套设备，其中，该壳体固定台架(19)包括一个根据权利要求22至28种的一项或多项的装置。
40. 根据权利要求39所述的成套设备，其中，待加工的生壳体(2， 2')定义了一个外表面以及一个与外表面相对的内表面，其中，该成套设备被设置为内部加工台架(34A、 34B)能够在壳体(2， 2')的内表面进行加工及/或作用，而外部加工台架(36、 38)能够在壳体(2， 2')的外表面进行加工及/或作用。
41. 根据权利要求39或40所述的成套设备，其中，外部加工台架(36、 38)以及内部加工台架G4A、 34B)中的至少一个包括一个关节机械臂。
42. 根据权利要求39至41中的一项或多项所述的成套设备，其中，外部加工台架(36、38)以及内部加工台架(34A、 34B)中的至少一个具有一个加工头，该加工头被设置为能够进行以下加工中的一种钻孔、铆接、螺纹连接、焊接、粘合剂连接。
43. 根据权利要求39至42中的一项或多项所述的成套设备，其中，外部加工台架(36、38)以及内部加工台架(34A、 34B)中的至少一个(34A、 34B; 36、 38)被设置为在待加工的生壳体(2， 2')上进行加工，且外部加工台架以及内部加工台架中的另一个(34A、34B; 36、 38)被设置为抵住待加工的生壳体(2， 2')，从而避免或限制在外部加工台架以及内部加工台架中的至少一个对壳体进行加工时，壳体发生的形变及/或平移。
44. 根据权利要求38至43中的一项或多项所述的成套设备，其中，至少内部导向装置(22)以及外部导向装置(24、 26)中的一个具有使得其能够同时能够接纳两个待加工工件(2，2')并可同时对两工件进行加工的长度。
45. 根据权利要求38至44中的一项或多项所述的成套设备，其中，待加工的生壳体(2，2，)大体呈筒形并且定义了一个贯通内腔(50)，并且至少内部导向装置(22)以及外部导向装置(24、 26)中的一个被设置为穿过该贯通内腔(50)。
46. 根据权利要求38至45中的一项或多项所述的成套设备，包括一个导向装置支承系统(30、 32A、 32B)，导向装置支承系统被设置为用于临时的像悬臂似的固定至少内部导向装置(22)以及外部导向装置(24、 26)的一个端部(44A、 44B)，以允许在生壳体(2,2')的贯通内腔(50)内至少临时的像悬臂似的引入该端部(44A、 44B)。
47. 根据权利要求46所述的成套设备，其中，该导向装置支承系统(30、 32A、 32B)包括一个可平移支承件G2A)，该可平移支承件被设置为可逆的从一个第一位置运动至第二位置，在第一位置，可平移支承件(32A)至少支承内部导向装置(22)以及外部导向装置(24、 26)之一的临时悬臂端(44A)，在第二位置，可平移支承件(32A)不支承该端部(44)并使其至少临时呈悬臂状态。
48. 用于加工壳体结构(1， al，)的设备，该壳体结构包括一个生壳体(2， 2，)，其中，该设备包括一个肋存储器(52)，该肋存储器据以欧多个肋座(58， 60)，每个肋座被设置为用于接收一个待装配至生壳体(2， 2，)的肋(3)并对其进行定位，从而形成飞行器机身的一部分，并且该肋存储器还包括一个平台、台面(54、 56)或另一个上升的地面，工作人员通过该平台、台面(54、 56)或另一个上升的地面能够到达该多个肋座(58、 60)。
49. 根据权利要求48所述的设备，其中，该多个肋座(58、 60)对齐形成一个架。
50. 根据权利要求48或49所述的设备，其中，该多个肋座(58、 60)在肋存储器(52)的两侧相对排列，从而形成两列肋座。
51. 根,权利要求48至50中的一项或多项所述的设备，其中，肋存储器(52)是可动的或可自行移动。
52. 用于加工壳体结构的成套设备，包括根据权利要求38至47中的一项或多项所述的成套设备，以及根据权利要求48至51中的一项或多项所述的设备，其中，所述设备定义了一个设置在两列肋座(58、 60)之间的导向装置通过座(66)，其中，该导向装置通过座(66)用于接受内部导向装置(22)以及外部导向装置(24、 26)中的一个，以允许所述导向装置(22、 24、 26)在两列肋座(58、 60)间滑动。
全文摘要
本发明提供了一种具有夹紧器(19)的壳体固定台架(19)，夹紧器(19)夹持一个由复合材料制成的且固定于一个成型鼓(11)之上的壳体(2)的端部边缘。一个推动柱(13)防止鼓(11)在台架(19)作平移5以将壳体(2)从鼓(11)移开时防止鼓(11)的运动。该壳体继而由台架(19)传送至一个加工站，在该加工站内，由机器人将横向肋铆接于其上。横向肋设置于一个自行移动的肋存储器上有序的到达机器人加工位置，肋存储器自行插入到壳体(2)中。
文档编号B64F5/00GK101506033SQ200780026802
公开日2009年8月12日 申请日期2007年7月12日 优先权日2006年7月14日
发明者拉格尼·吉斯佩, 比西阿齐·布鲁诺 申请人:阿莱尼亚航空股份公司;比西阿齐·布鲁诺