用于连结底盘的部分的自动系统及其方法
【专利摘要】本发明的一方面涉及一种用于连结底盘的至少两个部分的自动系统，所述自动系统包括：至少一个致动装置(3)，所述至少一个致动装置能够使至少一个部分在具有三个自由度的空间“XYZ”中运动；中央控制单元(5)，所述中央控制单元适于根据通过多个传感器(7)获得的多个数据来控制每个致动装置(3)。所述多个传感器(7)可以在每个底盘部分上连续地确定多个关键点(A，B，C)，所述多个关键点(A，B，C)对于每个部分而言是单意的。所述中央控制单元(5)依据从所述多个传感器(7)获得的数据起动所述至少一个致动装置(3)，以便使所述至少两个部分接近和连接，而同时通过所述多个传感器(7)监测所述部分的所述多个关键点(A，B，C)之间的相对位置以及所述部分在空间“XYZ”中的绝对位置。本发明的第二方面涉及一种与上述自动连结系统相关联的方法，所述方法用于自动地连结至少两个部分，以便制造底盘。
【专利说明】用于连结底盘的部分的自动系统及其方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种自动系统，其用于在结构上连结组成车辆的底盘或飞机的机身或轮船的船体的至少两个主要部分。所述系统可以自动地和连续地处理相关联的用于连结部分的方法的所有步骤。所述系统可以处理用于制造所述车辆或飞机或轮船的整个运动学/机械链。
【背景技术】
[0002]相关联的组装方法涉及由用于组装底盘或机身或船体部分的系统所执行的步骤，所述步骤被自动地执行并且是可高度再现的。
[0003]优选地，所述系统和相关联的方法可应用于通过连结至少两个机身段来制造飞机机身。
[0004]已知，飞机机身的段的组装是非常复杂的任务，其需要大量的控制，以便产生能够通过飞行阻力测试的飞机。事实上，如果这样的段没有被适当地组装，则所得到的飞机将遭受会危及如此组装的飞机的使用的稳定性问题和空气动力学问题。
[0005]已知用于连结至少两个机身段的系统，所述系统包括多个传感器，所述多个传感器适于帮助定位所述段、使所述段运动和连结所述段的步骤，所述步骤通过组装人员执行。事实上，在现有技术中说明的用于制造飞机的方法的步骤中的大多数在各种性质的机电装置和传感器的帮助下通过人类职员执行。
[0006]为了该原因，当制造飞机时，会在执行用于组装和连结飞机段的方法的一个或多个步骤的同时由于人的成分而产生误差。
[0007]已知这样的自动装置，S卩，所述自动装置适于执行用于制造飞机的方法的一个或多个步骤；所述装置由组装操作员监管。因此，为了连结飞机的段，操作员将不得不监管多个自动装置。遵照组装标准制造飞机强烈地取决于组装操作员的技术，所述组装操作员负责协调各种装置并且还能够负责监管任何手动执行的操作。
[0008]该类型的方法结果具有非常高的成本，这是因为该类型的方法需要使用许多机电装置，所述机电装置必须彼此相互作用，并且还因为该类型的方法涉及大量的手动操作。另夕卜，这种方法也在每一飞机的生产时间方面具有时间成本，这是因为各种步骤必须由负责人员监管，虽然在各种种类的传感器的帮助下，但是所述负责人员必须监管飞机生产处理的每个关键方面。
[0009]最终，需要实施人的成分的该类型的方法引入不确定变量，所述不确定变量使该方法难以是可再现的并且所述不确定变量在概率方面如对于其结果而言导致较高的不确定性。这种不确定性意味着增大平均的飞机生产成本。
[0010]还应当强调的是用于实施该方法的每个机电装置都在适于执行的操作中引入固有的不确定性；因为本【技术领域】中已知的系统不包括这样的中央控制系统，即，所述中央控制系统能够协调这些机电装置以消除任何误差，从而减小整个系统的不确定性，并且结果减小制造方法的不确定性，所以这种不确定性合计到其它机电装置的不确定性。
[0011]依据在正执行组装处理的地点所存在的温度和湿度，联结误差也是由于固有的物理因素，例如，金属部件的热膨胀或机械膨胀。
[0012]还已知，借助在执行连结方法的同时在离散的时刻下所采取的激光测量，对联结进行检查。
[0013]然而，这样的检查不确保联结的可重复性，并且不校正对于适当地连结部件所需要的所有关键点的对准。
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于，通过提供一种用于连结底盘或飞机机身或轮船船体的至少两个主要部分的系统来解决上述问题，所述系统可以通过中央控制单元根据从多个传感器获得的数据自动地控制和管理多个致动装置。
[0015]本发明的目的还在于，通过实施一种新方法来解决上述问题，所述新方法用于以总体上自动的方式连结至少两个主要部分或段，允许用于所有关键点的再对准，以用于确保主要部分或段之间的联结的可重复性的目的。
[0016]本发明的一方面涉及一种用于连结底盘或机身或船体的至少两个主要部分的自动系统，其具有在所附的装置的独立权利要求1中所阐述的特征。
[0017]本发明的另一方面涉及一种用于自动地连结至少两个主要部分或段的方法，其具有在所附的方法的独立权利要求10中所阐述的特征。
[0018]在所附的从属权利要求书中阐述了本发明的辅助特征和步骤。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]根据本发明的自动系统及其相关联的方法的特征和优点将从以下本发明的至少一个实施例的说明及其附图变得更加显而易见，其中:
[0020].图1是根据本发明的连结系统的示意性平面图；
[0021].图2是根据本发明的连结系统的实施例的总体透视图；
[0022]?图3A和图3B示出致动装置；具体地，图3A示出致动装置的一个实施例，并且图3B示出柱的细节；
[0023].图4示出根据本发明的连结方法的一个实施方案的流程图；
[0024]?图5A、图5B是示出图4的流程图的步骤g)和步骤h)的执行的透视图，所述流程图通过图1和图2中所示的系统实施，用于连结飞机机身的前段，其中，图5A示出步骤g)，并且图5B示出步骤h)；
[0025].图6是示出用于通过应用根据本发明的连结方法来组装机身的第三段的定位的透视图；
[0026].图7是包含在根据本发明的自动系统中的控制电路的框图。
【具体实施方式】
[0027]参照上述附图，用于连结例如车辆或飞机或轮船的底盘的至少两个部分的自动系统包括:至少一个致动装置3，优选地每一部分有至少一个所述致动装置3，所述致动装置3适于使至少一个部分在具有三个自由度的空间“XYZ”中运动；中央控制单元5，所述中央控制单元5适于根据通过多个传感器7获得的多个数据来控制每个致动装置3。
[0028]所述多个传感器7可以在每个底盘部分上连续地确定多个关键点(A，B, C)，所述多个关键点(A，B, C)对于每个部分而言是单意的。
[0029]为了本发明的目的，表述“连续地采取的测量”指的是在根据本发明的方法的步骤期间，即，不仅在离散的时刻下，随时间以连续的方式采取的测量。
[0030]所述中央控制单元5依据从所述多个传感器7获得的数据起动所述至少一个致动装置3，以便使所述部分接近和连接，而同时通过所述多个传感器7监测所述部分的所述多个关键点(A，B，C)之间的相对位置以及所述部分在空间“XYZ”中的绝对位置。
[0031]根据图1和图2中所示的系统的优选的实施例，自动系统适于连结飞机“V”的机身的至少两个段“T”，并且所述自动系统包括:对于每个段“T”而言的至少一个致动装置3，所述至少一个致动装置3适于使所述段“T”在具有三个自由度的空间“XYZ”中运动；和中央控制单元5，所述中央控制单元5适于根据从多个传感器7获得的多个数据控制每个致动装置3。所述多个传感器7可以在每个段“T”上连续地确定所述多个关键点(A，B，C)。所述一个中央控制单元5基于从所述多个传感器7获得的数据起动所述至少一个致动装置3，以便使所述段“T”运动，例如使所述段“T”接近和连接。通过所述多个传感器7，在每个段“T”正通过至少一个致动装置3运动的同时，监测多个关键点(A，B, C)之间的相对位置以及所述段“T”在空间(XYZ)中的绝对位置。
[0032]多个关键点(A，B，C)可以单意地与每个段“T”相关联，所述关键点表示这样的点，即，所述点必须通过所述多个传感器7被测量和/或被监测，以用于允许控制单元5使单个段“T”借助所述致动装置3运动的目的。被适当地监测和处理的所述关键点(A，B，C)允许段“T”在空气动力学和机械公差内适当地运动和连结。
[0033]所述关键点被分成:
[0034]-基准点“A”，其表示段基准点，所述段基准点对于段“T”之间的相对对准是重要的；
[0035]-提升点“B”，其表示将脚手架或基部2固定到段“T”的点；所述脚手架或基部2是段与致动装置3之间的界面；
[0036]-检查点“C”，其识别用于连结处理的段“T”的适当位置；
[0037]-点“D”，其识别将所述脚手架或基部2抵接所述致动装置3的点。
[0038]在图3A和图3B中所示的实施例中，每个致动装置3都包括至少一个柱31，所述至少一个柱31适于支撑至少一个机身段“T”和使其运动，从而确保段“T”之间正确联结。所述致动装置3允许段“T”通过与不同的自由度优选地三个自由度相关联而运动。每个柱31都包括至少一个支撑件或臂310，所述至少一个支撑件或臂310适于支撑所述段。
[0039]每个支撑件310则都包括至少一个支撑点311，在该处布置有脚手架或基部2与致动装置3之间的接触点“D”。所述脚手架或基部2则被固定到段“T”的至少一个提升点“B”，如上所述。所述支撑点311优选地是例如半球形状的壳体，所述壳体适于容纳撞击器，所述撞击器定位在脚手架2的点“D”中并且具有与所述壳体互补的形状。为了将脚手架2固定到致动装置3，尤其固定到支撑点311，支撑件或臂310包括至少一个保持机构312，所述至少一个保持机构312适于可去除地锁定脚手架2。优选地，所述至少一个保持元件312是夹钳，所述夹钳与整个致动装置3的运动协同地运动。
[0040]通过附图中未示出的致动器连同存在的至少一个支撑点311 —起能够使所述支撑件或臂310运动，这允许吸收段“T”的内部扭转和应变。
[0041]所述至少一个柱31可以通过提升所述支撑件310而改变所述支撑点311的高度。优选地，所述支撑件或臂310可以例如通过包含在柱31自身中的导引件(未详细地示出)沿着竖直轴线“Z”延伸。所述臂310的延伸确保第一自由度。
[0042]在附图中未示出的实施例中，所述柱31是沿着竖直轴线“Z”自动地伸缩的或可滑动的。
[0043]在图1和图2中所示的实施例中，每个致动装置3都包括三个柱31,所述三个柱31以适当地支撑段“T”的方式合适地布置。例如，如图3A中所示，两个柱沿着与竖直轴线“Z”垂直的第一轴线“Y”对准；优选地，两个外柱31’沿着所述第一轴线“Y”对准，而插置于所述两个外柱之间的第三柱31”相对于所述轴线“Y”偏移，例如，所述第三柱31”位于沿着与竖直轴线“Z”垂直且与第一轴线“Y”垂直的第二轴线“X”的前部处。
[0044]包含在致动装置3中的所述柱中的至少一个可以在适配的第一导引件30上沿着所述第二轴线“X”运动，所述适配的第一导引件30通过未示出的致动器驱动。柱31在第一导引件30上的运动确保第二自由度。
[0045]所述支撑件或基部310借助未示出的致动器运动，所述致动器例如通过支撑点311的转动运动或旋转变换运动而适于为致动装置3给出至少第三自由度。
[0046]优选地，每个致动装置，更具体地，每个柱31，都借助多个电动马达以三个自由度运动，每一个电动马达都通过所述中央控制单元5控制。
[0047]所述柱31当在所述导引件30上沿着所述第二轴线“X”运动时通过所述中央控制单元5控制。
[0048]根据本发明的所述连结系统包括至少一个平台6，所述至少一个平台6适于允许操作员靠近飞机“V”的机身，以便形成联结或检验工作质量，或检查由中央控制单元5报告的任何误差。
[0049]每个平台6都包括多个可延伸的踏足板60，所述多个可延伸的踏足板60借助致动器优选地借助气动的和/或电动的致动器而运动，所述致动器通过所述中央控制单元5控制。所述多个踏足板60适于当使用时延伸，从而产生从所述平台6到飞机“V”的机身的至少一个预定部分的连续路径。所述踏足板60可以采用不同的位置，从而使其自身适合于在沿着竖直轴线“Z”的不同高度下的机身的形状并且适合于不同的飞机或车辆或轮船的不同的轮廓。这样的踏足板60—旦被用过就收回到平台6中，从而允许本发明的自动连结系统继续进行接下来的连结步骤。这样的踏足板60允许操作员在最安全的情况下靠近飞机机身。
[0050]优选地，该系统包括:固定的平台61，在所述固定的平台61附近的是控制站611 ；和可移动的平台62，所述可移动的平台62可以采取打开构造和工作构造。
[0051]所述可移动的平台62当处于打开构造中时允许各段“T”穿过，以便将其定位在致动装置3上，并且允许从致动装置去除段“T”或整个机身。
[0052]当可移动的平台62处于工作构造中时，可移动的平台62靠近各致动装置3，从而允许执行根据本发明的连结方法的步骤。
[0053]控制站611包括在操作员和中央控制单元5之间的用户界面，所述用户界面允许发出用于执行连结方法的命令。所以所述控制站611定位成允许该区域具有完全的可见性，从而对于职员、连结方法和正处理的部件而言进一步提高了安全水平。
[0054]中央控制单元5执行具有双反馈环的连续控制，并且可以通过数据传输网络控制所述多个传感器7和所述多个致动装置3。例如，在图7中示出在中央控制单元5和本发明的系统之间的各种相互作用的框图。
[0055]依据待连结的段“T”，由于双反馈环，中央控制单元5可以基于从多个传感器7获得的实际数据、基于与不同的段“T”相关联的理论数据和基于特定的空气动力学和机械公差而得到各段“T”的最佳位置。
[0056]例如，通过PLC所执行的中央控制单元5允许每个致动装置3都协同地运动以实现段“T”之间的最佳对准。
[0057]所述多个传感器7包括至少一个激光仪71，所述至少一个激光仪71适于在较高的分辨率和较低的不确定性下测量各关键点(A，B，C)的相对和绝对位置和距离。在此将不详细地说明所述激光仪71的操作所基于的本质概念，这是因为对于本领域的技术人员而言它们是已知的。
[0058]每个激光仪71都可运动地安装在至少一个车架72上，所述至少一个车架72在至少一个第二导引件70上滑动，优选地，所述至少一个车架72沿着所述第二轴线“X”布置。所述至少一个车架72由马达驱动，优选地，由电动马达(未示出)驱动，所述马达通过所述中央控制单元5控制。
[0059]所述激光仪71也与第一致动器(未示出)配合，所述第一致动器适于使所述激光仪71沿着轴线“Z”运动并且还通过所述控制单元5控制。
[0060]在所述关键点中，尤其在基准点“A”和检查点“C”中，所述激光仪71连续地采取多个测量。由激光仪71所连续地采取的这些测量的数据通过数据传输网络80发送到所述中央控制单兀5。
[0061]在图1和图2中所示的实施例中，连结系统包括两个激光仪71，所述两个激光仪71的第二导引件70沿着第二轴线“X”平行地布置，在所述两个激光仪71之间具有至少一个致动装置3，所述至少一个致动装置3适于使至少一个段“T”运动。尤其，在所述第二导引件70之间具有三个致动装置3，每个所述致动装置3都包括三个柱31。
[0062]所述多个传感器7包括运动传感器，所述运动传感器适于测量每个致动装置3的单次运动，尤其测量每个柱31的单次运动。另外，所述多个传感器7包括电子传感器，所述电子传感器适于检测由每一个单独的柱31的每一个单独的致动器所吸收的动力的变化，从而检测段“T”在单个致动装置3上的存在。这样的传感器还允许判定是否由每一个单独的柱31正在每一个单独的段上错误地施加力，所述力可能破坏单个段“T”或整个机身。
[0063]每个支撑件310都可以例如在与支撑点311相对应的区域中包括至少一个测压元件，所述至少一个测压元件适于检验段在致动装置3上的存在，并且能够推定出在各柱31上的重量分布。
[0064]所述多个传感器7还包括温度传感器、压力传感器和湿度传感器，从而在两个或更多个段之间形成每个联结的同时对环境状况拍照。通过所述传感器(未示出)测量到的这种环境数据允许预知，并且因此允许依据实际的环境条件充分地补偿每个段“T”的任何固有的物理特性。
[0065]所述中央控制单元5通过所述数据传输网络80连接到至少一个数据存储单元8，所述至少一个数据存储单元8对于每个飞机“V”而言适于不管是周期性地还是连续地存储从单个段和从其联结获得的数据。此外，中央控制单元5将从仓库取得的段“T”的数量和所制造的飞机的数量发送到所述数据存储单元8，将标识码与每个机身相关联，以便确保对于制造飞机及其单独的部件所执行的步骤的全程可追溯性。
[0066]甚至在对单个段“T”钻孔之后或在填隙步骤之前，在所述填隙步骤中薄垫片被拉平以用于适当地定位组成段或飞机自身的部件，存储在所述至少一个数据存储单元8中的数据允许中央控制单元5取回与用于每一个单独的段“T”的所述关键点(A，B, C，D)有关的数据。
[0067]优选地，以下数据被存储到所述数据存储单元8中:
[0068].每一个单独的段“T”的几何形状，尤其每一个单独的段“T”的关键点的几何形状；
[0069].在连结各段“T”之后的机身的几何形状；
[0070].环境的温度、压力和湿度；
[0071].对于每一个单独的柱而言，每个支撑点311在空间“XYZ”中的位置；
[0072].通过每个柱31沿着每个运动轴线所形成的每次运动；
[0073].为了制造每个机身，由数据所产生的参照系(X’ Y’ V )，所述数据从每一个单独的段的关键点获得；
[0074].在连结方法的步骤期间所发生的警报的历史；
[0075]?包含在系统中的装置的完全诊断；
[0076].连结方法的执行的顺序和时间；
[0077].每个平台的每个踏足板的位置和运动。
[0078]通过使用此处未详细地示出的合适的压缩编码方法来存储数据，以便限制内存占用。
[0079]根据本发明的自动连结系统还包括机电装置，所述机电装置用于执行用于在两个段“T”之间形成联结的某些操作或步骤，所述机电装置例如是用于钻孔和对孔扩口的至少一个机械手，在所述孔处将在由联结所涉及的部件上发生铆接。
[0080]通过中央控制单元5控制的、用于自动地连结至少两个部分以便制造底盘的方法包括以下连贯的步骤，所述步骤如在图4的流程图中以示例的方式示出:
[0081 ] a)将第一部分定位在第一致动装置3上；
[0082]b)检测所述第一部分的多个关键点(A，B, C)，并且将数据发送到所述中央控制单元(5)；
[0083]c)根据所述第一部分的特征，从在步骤b)处获得的数据开始产生参照系(X，Y，Z，)；
[0084]d)将第二部分定位在第二致动装置3’上；
[0085]e)检测所述第二部分的多个关键点(A，B, C)，并且将数据发送到所述中央控制单元5 ；
[0086]f)将在步骤e)处获得的数据转化到在步骤c)处产生的参照系(X’ Y’ Z’)中；
[0087]g)通过所述至少一个致动装置(3，3’ )使所述第一部分和所述第二部分彼此接近，而同时通过所述多个传感器(7)连续地监测如由所述中央控制单元(5)处理的、每个部分的所述多个关键点(A，B, C)的相对位置；
[0088]h)连结所述部分；
[0089]i)对于底盘的每个额外的部分而言，重复步骤d)至步骤h)。
[0090]优选地，所述方法通过执行以下连贯的步骤可应用于连结飞机“V”的机身的至少两个段“T”:
[0091]a)将第一段“T”定位在第一致动装置3上；
[0092]b)检测所述第一段“T”的多个关键点(A，B，C)，并且将数据发送到所述中央控制单元(5)；
[0093]c)根据所述第一段“T”的特征，从在步骤b)处获得的数据开始产生参照系(X，VV)-,
[0094]d)将第二机身段“T”定位在第二致动装置3’上；
[0095]e)检测所述第二段“T”的多个关键点(A，B，C)，并且将数据发送到所述中央控制单元5 ；
[0096]f)将在步骤e)处获得的数据转化到在步骤c)处产生的参照系(X’ Y’ Z’)中；
[0097]g)通过所述至少一个致动装置(3，3’ )使所述第一段“T”和所述第二段“T”彼此接近，而同时通过所述多个传感器(7)连续地监测如由所述中央控制单元(5)处理的、每个段(T、T’ )的所述多个关键点(A，B, C)的相对位置；
[0098]h)连结所述部分；
[0099]i)对于机身的每个额外的段“T””而言，重复步骤d)至步骤h)。
[0100]优选地，根据本发明的方法还包括以下步骤:
[0101].使每一个单独的段沿着轴线“Z”运动到预定的高度；
[0102].使已组装的机身运动；
[0103].由操作员执行的检查。
[0104]以下将详细地说明包含在本发明的方法中的每一个步骤，所述步骤优选地实施成用于制造飞机机身。
[0105]在将段“T”定位在致动装置上的每个步骤之前的是使可移动的平台62运动的步骤，其中，所述可移动的平台62从工作构造运动到打开构造，由此允许段“T”朝向致动装置3运动。一旦已经完成定位步骤，则执行又一个运动步骤，在所述又一个运动步骤中所述可移动的平台62从打开构造运动到工作构造。
[0106]在已经执行将第一段“T”定位在第一致动装置3上的步骤a)之后，并且在运动步骤之后，执行检测多个关键点(A，B，C)的步骤b)。所述步骤b)由所述多个传感器7执行，所述多个传感器7测量和确定如先前所述的基准点“A”、提升点“B”和检查点“C”。这样的数据被发送到所述中央控制单元5。优选地，所述中央控制单元5通过所述数据传输网络80将从多个传感器7接收的、与所述关键点(A，B，C)有关的数据发送到所述数据存储单元8，在所述数据存储单元8中这样的数据被存储并且与所述第一段“T”单意地相关联。与诸如第一段“T”的任一个段“T”有关的数据可以在任何时候从所述数据存储单元8例如通过中央控制单元5或通过连接到数据传输网络80的远程计算机取得。优选地，包含在数据存储单元中的每个数据都可以被请求以用于通过中央控制单元5进一步处理。
[0107]在继续进行接下来的根据本发明的方法的步骤之前，将与每一个单独的段相关联的数据与设计图的理论数据相比较，所述设计图的理论数据已经被存储到例如同一个数据存储单元8中。优选地，在每个段被定位在根据本发明的自动连结系统中之前，通过执行最后的检查所述段的步骤，中央控制单元5检验与段“T”相关联的数据关于规定的设计公差是否顺应于理论数据。
[0108]该检查还可以用于确定在执行上述运动步骤之前哪一个段“T”将要进入自动连结系统，用于识别必须与所述段“T”相关联的致动装置3的目的，并且用于确定和组织所述段“T”的搬运，以便将所述段“T”定位在该系统内。
[0109]在接下来的产生参照系(X’Y’Z’)的步骤c)中，所述参照系可以相对于布置有自动组件系统的空间(XYZ)是绝对的，以及相对于已经适当地定位在根据本发明的连结系统中的所述第一段“Τ”是相对的。
[0110]参照系(X’ Y’ V )将根据包含在与所述第一段相关联的致动装置3中的柱31的数量来确定。在具有三个柱31的特定情况下，参照系(X’ Y’ V )将通过九个空间坐标限定，即，由每三个柱31限定。一旦所述参照系(X’Y’Z’)已经被限定，则直到根据本发明的方法的步骤已经完成，尤其直到段已经连结并且整个机身已经组装，才能修改所述参照系。参照系(X’ Y’ V )的确定用于简化必须由中央控制单元5执行的处理，以便将适当的搬运命令发送到单个致动装置3。
[0111]在步骤C)之后且在步骤d)之前，优选地，具有使段“T”运动到预定的高度“ Z ’”的又一个步骤。
[0112]随后，在步骤d)处，第二段“T’”被定位在第二致动装置3’上，所述步骤基本与上述步骤a)类似。尤其，所述步骤将包括使可移动的平台运动的步骤。
[0113]在步骤d)之后的是检测步骤e)。该检测步骤e)基本与先前所述的步骤b)类似，并且因此将不进一步说明。
[0114]在所述步骤e)中获得的数据在接下来的将所获得的数据转化到参照系(X’Y’Z’)中的步骤f)中使用。在该步骤f)期间，以相对于参照系(X’ Y’ V )所表述的方式处理与所述第二段“T”有关的数据，用于使每一个单独的段的数据符合所述参照系的目的。
[0115]优选地，在所述步骤f)之后的是又一个使段“T’ ”运动到预定的高度“ Z ’ ”的步骤。
[0116]然后执行又一个第一对准的步骤fl)，其中，所述第二段“T’”通过相应的致动装置3’以使得第二段“T’”的所述关键点(A，B, C)变得与第一段“T”的相对于参照系(X’ Y’ V )的相对应的关键点基本对准的方式运动。为了本发明的目的，表述“基本对准”意味着用于连结两个段的关键点沿着与参照系(X’Y’Z’)的一个轴线平行的轴线在可允许的公差的限度内对准。
[0117]所述对准能够是由于每个致动装置的多个柱31，尤其是由于支撑件或臂310和由于支撑点311，这允许每一个单独的段以至少三个自由度以自动的、协调的和同步的方式运动。此外，通过多个传感器7在单个段上连续检测而能够实现所述对准。所述第一对准的步骤Π)整体上通过中央控制单元5控制和管理，所述中央控制单元5实施存储在非易失性存储介质中的算法，所述步骤基于从由所述多个传感器7连续地测量到的关键点获得的数据确定对段位置的校正，以便在可允许的公差的限度内达到较好的对准。如此处理的数据被转化成待发送到单个致动装置的命令。
[0118]该步骤通向步骤g)，所述步骤g)是使段借助如图5A中所示的所述致动装置3尤其通过柱31彼此接近，所述柱31可以在所述第一导引件30上沿着所述第二轴线“X”以协调和同步的方式运动。在该运动步骤期间，同时地和连续地执行检测步骤，所述检测步骤依据由所述算法所处理的数据允许控制单元5将适当的命令发送到单个致动装置。优选地，所述算法实施具有逐次近似计算法的解决方案以确定段之间的最佳对准。所述算法还包括计算函数，所述计算函数因为正在执行连结处理的地方的诸如湿度、温度等的物理条件而适当地考虑到每一个单独的段在运动步骤期间会经受的热膨胀、扭转等。
[0119]然后，在对准步骤g)之后的是图5B中所示的连结步骤h)。在该连结步骤h)期间，两个或更多个段“T”被连结在一起。
[0120]在步骤h)之后执行额外的步骤，在所述额外的步骤期间执行以下连贯的操作:
[0121]?对两个段钻孔；
[0122]?对孔扩口；
[0123]?铆接段。
[0124]这些操作优选地在连结步骤h)之后可以不管是整个地还是部分地借助例如由所述中央控制单元5控制的机电装置而由操作员手动地执行或自动地执行。
[0125]依据由所述算法所处理的数据，控制单元5将搬运指令发送到每一个单独的柱，从而校正任何对准误差。
[0126]通过算法处理的数据以及在单个段上执行而得到的作用被适当地存储到所述数据存储单元8中。所述存储的数据可以允许控制单元5通过在步骤b)和步骤e)对于每个段而言已经完成之后将执行的机器学习过程来确定在包含在数据存储单元中的、通过自动连结系统所形成的联结的历史中与当前审查的那些段基本类似的两个段是否已经连结，并且使用这种信息以用于适当地搬运每一个单独的段。所述机器学习过程可以允许加速飞机生产过程，避免需要借助所述算法重新计算最佳对准的每个时间。优选地，进行补充检查，以便对每一个单独的联结执行额外的质量检查。尤其，通过控制单元5执行所述检查，以便检验从数据存储单元8得到的、关于先前形成的联结的数据是否实际上可逐步应用于形成当前的联结。
[0127]该处理允许实现这样的组装方法，S卩，所述组装方法可高度重复最佳结果，而同时确保减少机身生产时间。
[0128]依据具体要求和正执行的方法的步骤，单个段“T”的搬运可以与其它段“T”同步或与其无关。例如，给定的段“T”可以与其余的段无关地运动，以便允许操作员根据需要检验该单个段的某些构造参数。
[0129]在可替代实施例中，借助适当的用于传输数据的系统，例如，时分多路复用系统，从传感器，从致动装置3，和从/至中央控制单元5，根据本发明的方法允许以基本同时的方式并行地执行步骤fl)至步骤h)以用于连结多个段“T”。
[0130]为了本发明的目的，表述“基本同时的联结”意味着，由于控制单元5的计算和处理速度并且由于较高的数据传输速度，数据被适当地调制，可以随时间循环地并行地执行步骤fl)至步骤h)以用于连结多个段。
[0131]优选地，每个段“T”都放置在这种高度下，S卩，所述高度允许操作员从至少一个平台6通过所述踏足板60够到机身段的每一点。
[0132]在使一个或多个段“T”运动的每个步骤之后的是至少一个检测所述第一部分的多个关键点(A，B，C)的步骤，所述第一部分的多个关键点(A，B，C)继而被发送到所述中央控制单元5。
[0133]对于待连接到已组装的段的每个额外的段“T””而言，执行步骤d)至步骤g)的顺序，以便制造完整的机身，如图6中所示。
[0134]在所有段“T”已经连结之后的是额外的使已组装的机身运动的步骤。
[0135]然后，由操作员执行最终检查步骤，以便检验所得到的结果。如果段之间的联结在由单个机身所指定的公差内完全顺应于设计说明，则将指派标识码，所述标识码也与关键点相关联，以便可以追溯飞机生产的所有阶段。
[0136]优选地，仅在由负责的操作员核准时发生从上述方法的一个步骤切换到下一个步骤，所述负责的操作员在每个步骤结束时可以根据需要检验所获得的数据和检查方法的进程。在同相地运行的系统中，其中，所有必要的数据都被存储到数据存储单元中，由于机器学习过程，该系统会能够在不等待操作员核准的情况下通过允许控制单元5从一个系统步骤切换到另一个系统步骤而总体上使连结方法自动化。
[0137]仅需要一个操作员监管该系统，并且因此监管相关联的方法，以便监测该方法的实施，允许该方法步骤在不必检验从系统自身获得的数据的情况下继续下去，并且仅在出现由人为错误导致的严重错误或技术问题的情况下干预。
[0138]自动连结系统及其相关联的方法不管是在如本文所述的航空工业中还是在海军工业中都可应用于任何底盘的连结部分，用于制造轮船或用于制成任何类型的装置，从而显著地增强了连结处理的生产速度和可重复性。
[0139]单个中央控制装置5的存在允许协调无数的装置，以便获得自动处理，因而减小由于人的成分而导致的组件不确定性。
[0140]附图标记
[0141]2脚手架或基部
[0142]3致动装置
[0143]30第一导引件
[0144]31柱 31’外柱 31”第三柱
[0145]310支撑件或臂
[0146]311支撑点或半球体
[0147]312保持元件
[0148]5中央控制单元
[0149]7多个传感器
[0150]70第二导引件
[0151]71激光仪72车架
[0152]6平台60踏足板
[0153]61固定的平台 611控制站
[0154]62可移动的平台
[0155]8数据存储单元
[0156]80数据传输网络
[0157]T 段
[0158]V 飞机
[0159](A, B, C)关键点
[0160]A基准点
[0161]B提升点
[0162]C检查点
[0163]D 点
[0164]XYZ 空间
[0165]Y第一轴线
[0166]X第二轴线
[0167]Z竖直轴线
[0168]V Y，V 参照系
【权利要求】
1.一种用于连结底盘的至少两个部分的自动系统，其包括: ?至少一个致动装置(3)，其能够使至少一个部分在具有三个自由度的空间(XYZ)中运动； ?中央控制单元(5)，其用于根据通过多个传感器(7)获得的多个数据来控制每个致动装置⑶； 其特征在于，所述多个传感器(7)能够在每个底盘部分上连续地确定多个关键点(A，B, C)，所述多个关键点对于每个部分而言是单意的； 所述中央控制单元(5)依据从所述多个传感器(7)获得的数据起动所述至少一个致动装置(3)，以便使所述至少两个部分接近和连接，而同时通过所述多个传感器(7)监测所述部分的所述多个关键点(A，B，C)之间的相对位置以及所述部分在所述空间(XYZ)中的绝对位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统能够连结飞机(V)的机身的至少两个段⑴。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，每个致动装置(3)都包括至少一个柱(31)，所述至少一个柱用于支撑至少一个段(T)和使其运动，所述至少一个柱包括至少一个支撑件或臂(310)以用于使所述段(T)以三个自由度运动。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述关键点被分成: -基准点(A)，其表示段基准点，用于各段(T)之间的相对对准； -提升点(B)，在该处脚手架或基部(2)被固定到所述段(T)； -检查点(C)，其识别用于连结处理的所述段(T)的适当位置。
5.根据权利要求3所述的系统，其中，所述至少一个柱(31)能够以自动的方式沿着竖直轴线(Z)延伸，并且能够在适配的第一导引件(30)上沿着与所述竖直轴线(Z)垂直的第二轴线⑴运动。
6.根据权利要求2所述的系统，其中，所述多个传感器(7)包括至少一个激光仪(71)，用于测量各关键点(A，B，C)的位置和所述关键点(A，B，C)的相对距离和绝对距离。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，每个激光仪(71)都是能运动的，每个激光仪都与至少一个车架(72)相关联，所述至少一个车架在沿着第二轴线(X)布置的至少一个第二导引件(70)上滑动。
8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述中央控制单元(5)执行具有双反馈环的连续控制，并且能够通过数据传输网络(80)控制所述多个传感器(7)和所述至少一个致动装置⑶。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述中央控制单元(5)通过所述数据传输网络(80)连接到数据存储单元(8)，用于存储在连结组成底盘的各部分的步骤期间所获得的数据。
10.通过中央控制单元(5)控制的、用于自动地连结至少两个部分以便制造底盘的方法，其特征在于，所述方法包括以下连贯的步骤: a)将第一部分定位在第一致动装置(3)上； b)检测所述第一部分的多个关键点(A，B,C)，并且将数据发送到所述中央控制单元
(5)； c)根据所述第一部分的特征，从在步骤b)处获得的数据开始产生参照系(X’Y’ Z’)； d)将第二部分定位在第二致动装置(3’)上； e)检测所述第二部分的多个关键点(A，B,C)，并且将数据发送到所述中央控制单元(5)； f)将在步骤e)处获得的所述数据转化到在步骤c)处产生的所述参照系(X’Y’ V )中； g)通过所述至少一个致动装置(3，3’)使所述第一部分和所述第二部分彼此接近，而同时通过所述多个传感器(7)连续地监测由所述中央控制单元(5)处理的、每个部分的所述多个关键点(A，B, C)的相对位置； h)连结所述部分； i)对于所述底盘的每个额外的部分而言，重复步骤d)至步骤h)。
11.根据权利要求10所述的方法，还包括以下步骤: ?使每一个单独的部分沿着竖直轴线“Z”运动到预定的高度； ?使已组装的底盘运动； ?由操作员执行的最终检查。
12.根据权利要求10所述的方法，包括数据存储步骤，其中，与至少一个底盘部分有关的数据被存储到数据存储单元(8)中。
【文档编号】B64F5/00GK104245514SQ201280071705
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2012年12月21日 优先权日:2012年2月9日
【发明者】F·阿图奇, G·纳瓦拉, F·马格里, R·阿夸蒂 申请人:阿丽娜·马基股份公司