用于将飞行器或航天器部件附接至飞行器或航天器的机身部段的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明总体上涉及飞行器或航天器机身的制造。具体地，本发明涉及用于将飞行器部件附接至飞行器的机身部段的方法，并且涉及用于将飞行器部件附接至飞行器的机身部段的装置。
【背景技术】
[0002]飞行器机身的组装是一项复杂的工作，其需要相当大的人力。这个过程使用的工具有数种。由于工作人员通常必须通过使用不同的工具而进行一系列的工作，因此更换工具会中断工作流程。
[0003]US 8，266，778 B2描述了一种用于将飞行器或航天器的机身部段支承在可调节的组装位置中的组装设备。设置了旋转式支承件和用于以可拆装的方式加固机身部段的至少一个加固弓形件。
[0004]US 2014/0145128 Al描述了一种用于将接线装具安装在飞行器中的方法。在该方法中，线缆被紧固至接线装具和卷绕装置，线缆中的一个线缆在卷绕装置中的每一者上缠绕以使得通过施加拉力而实现接线装具的提升。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于使飞行器或航天器的机身的制造更高效。
[0006]这个目的通过独立权利要求的主题而得以实现。根据从属权利要求和以下描述，另外的示例性实施方式是明显的。
[0007]根据本发明的第一方面，提供了一种用于将部件附接至飞行器或航天器的机身部段的方法。所述部件可以是飞行器或航天器部件。在该方法的步骤中，轨道被布置在飞行器的机身部段内，其中，轨道沿机身部段的纵向方向延伸。在该方法的另一步骤中，支承结构以可移动的方式安装至轨道使得支承结构能够沿着轨道沿机身部段的纵向方向移动。支承结构包括定位单元，该定位单元用于将用来将部件附接至机身部段的工具定位在部件待被附接至机身部段的位置处。
[0008]该方法提供用于在飞行器机身内进行组装过程的人的支承系统。换言之，人由安装至轨道的支承结构支承，从而使整合在支承结构中的工具能够被送到实际需要工具的位置中。支承结构能够沿着轨道移位，其中，轨道可以附接至飞行器机身的一部分，或者可以附接至机库或工厂厂房的一部分。在第一情况下，轨道可以附接至飞行器机身的主要结构元件，在轨道已经附接至飞行器的主要结构元件之后，支承结构能够以可移动的方式安装至轨道，并且提供用于对进行不同任务(例如像是铆接、钻孔、旋拧、成型、焊接)或者使用不同工具(例如像是夹钳、螺旋扳手或钻孔机)的人进行支承的装置。在第二情况下，轨道附接至在其中对机身进行组装的机库或工厂厂房内的支架。这意味着，轨道相对于工厂厂房的地面水平地布置并且机身移位到轨道上或者在轨道上方移位使得在工作过程期间机身围绕着轨道，其中，在工作过程中，支承结构以可移动的方式安装至轨道并且在进行不同的任务时对人进行支承。在第三情况下，轨道和/或支承结构是飞行器或航天器的主要结构的部件，从而在组装过程之后不拆掉轨道和/或支承结构。然而，轨道和/或支承结构可以用于一操作阶段，例如，在飞行期间或者在太空操作期间进行使用。特别地，轨道和/或支承结构可以应用于自动化维修、检查及太空站的其他操作目的。有利地，能够减小宇航员进行重复任务，比如清洁过滤器、设备或居住区域，的工作量。另外的应用可以有通常需要在太空站外部太空行走的工作:使物体移动或者检查部件。
[0009]轨道可以是长形的金属结构，多个支承结构能够以可移动的方式安装至轨道。在将轨道布置在飞行器的机身部段内时，可以将轨道定位成大致平行于管状的机身部段的轴线，例如平行于管状的机身部段的弯曲的侧向表面。在轨道附接至工厂厂房内的支架的情况下，轨道延伸到机身部段中。换言之，轨道延伸到机身部段中，就像是榫舌伸入到由管状或管形的机身部段围绕的自由空间中。然而，轨道可以伸入到机身部段中而不附接至机身部段。机身部段的纵向方向表示与机身部段的管状元件的弯曲的侧向表面大致平行的方向，例如与管形的机身部段的轴线平行的方向。机身部段可以是飞行器的管形的机身部段。
[0010]多个支承结构可以安装至轨道使得附接至支承结构或者为支承结构的一部分的工具能够被独立地使用。因此，支承结构可以安装至轨道使得支承结构能够被独立地移位或定位。例如，同时工作的两个支承结构可以沿着轨道沿相对的方向移动，或者甚至可以经过彼此。这有利地实现待组装的机身部段的有效生产。
[0011]此外，多个支承结构中的不同的支承结构可以以多模式工作，这意味着同一部件可以由两个或更多个不同的支承结构(即工具)安装至机身部段。例如，第一支承结构可以对焊接工具进行定位，并且第二支承结构可以对铆接工具进行定位，从而可以对部件同时进行焊接和铆接。
[0012]为了实现支承结构沿着轨道独立地移动，支承结构可以以可拆装的方式安装至同一轨道或者安装至以平行的方式布置的不同的轨道。在一个轨道安装有多个支承结构的情况下，轨道可以包括旁路区域，在旁路区域中，支承结构可以经过彼此。
[0013]支承结构可以是长形的结构，例如像是机器人手臂。支承结构可以包括铰链轴承或数个铰链轴承，这些铰链轴承连接支承结构的各个部件。支承结构例如可以借助辊子或者通过滑动机构而以可移动的方式安装至轨道。因此，轨道可以适于使得支承结构能够通过导引结构而沿着轨道滑动或滚动。导引结构可以适于使得支承结构只能够沿着轨道沿轨道和/或机身部段的纵向方向移位。因此，支承结构可以包括如下的第一端和第二端，所述第一端提供用于将支承结构以可移动的方式安装至轨道的装置，工具在所述第二端处附接至支承结构。支承结构可以构造成使得附接至支承结构的工具可以到达机身部段内的每个位置。支承结构可以大致沿例如与机身部段的纵向方向垂直的横向方向延伸。这样，用于操作用途的工具能够到达机壁或壳状结构部件，所述机壁或壳状结构部件包括对机身部段的壳状结构部件进行加固的加固单元。这些操作目标例如可以包括需要附接至机身部段的部件。这种部件例如可以是结构部件、铆钉、螺钉、托架或供给管线。例如，包括用于对工具进行定位的定位单元的支承结构可以是梁或梁状元件，其以可枢转的方式和/或以可移动的方式附接至轨道，从而既可以实现绕机身部段的纵向方向或轴线旋转，又可以实现支承结构沿机身部段的纵向方向移位。轨道例如可以是T形梁。支承结构的这种布置提供了这样的可能性:工具由支承结构承载，从而在支承结构附近或旁边的区域中工作的人在其工作流程中被支承并且不不需要在进行工作过程的同时拿着或握着工具。此外，可以通过支承结构来更换工具，从而人不需要离开其工作位置，这可以使所进行的工作过程所需的时间减少。支承结构还可以构造成使得:在整个工作过程中支承结构能够伴随人并且还能够递送人在其工作任务期间所需的部件或装置。例如，柔性支承结构在距人的工作点舒适的距离处给人提供气动装置、工具、铆钉和托架。工具和部件的重量由支承结构承载，支承结构可以设想为是章鱼臂。另外，可以用绳索或吊带来保持人员以改进其身体姿势。因此，可以通过外部控制单元自动地将支承结构控制成使得由吊带固定的人能够被送到允许将部件附接至机身部段的适当的位置中。
[0014]使用这个方法能够改进在组装机身部段时的人体工程学因素，这也可以使得减少将部件附接至机身部段的交付时间。人在进行其任务时的舒适因素通过灯、工具箱及附接至支承结构的其他特征而得到进一步地支持，从而人不需要改变其身体姿势以获取他当前需要以进行他的工作的工具或部件。由于支承结构附接有工具并且支承结构包括定位单元从而支承结构能够到达机身部段内部件待组装的每个位置，因此能够通过支承结构自主地进行通常由人进行的任务。这些任务包括但不限于钻孔、镌刻、密封、对铆钉进行定位、用专用工具牵拉铆钉、对H1-1ok进行定位、对重型钳进行定位、安装托架、一些铆接过程等等。此外，能够通过支承结构自主地或者至少部分自主地处理必须由人处理的许多不同的材料、型板和工具，从而人只是由支承结构支承。此外，能够避免处理许多气动软管及开关或工具，例如像是缠结在一起的软管或管线。
[0015]支承结构可以自主地更换工具。例如，支承结构可以用铆接工具来替换焊接工具。可以通过将工具从支承结构拆下并且将另一工具附接至支承结构来进行工具的自主更换。因此，支承结构可以将当前不需要的工具放置到箱中或者放置在地面上，并且从承载单元或供给单元抓取下一工作任务所需的另一工具。这种承载单元或供给单元也可以是待进行各工作任务的区域中的箱或仓库。
[0016]根据本发明的另一实施方式，飞行器或航天器部件在另一步骤中通过工具而被附接至机身部段。
[0017]这种工具可以适于进行像是铆接、旋拧、钻孔、焊接、成型这类的任务。工具可以通过绳索或吊带而连接至支承结构和/或支承结构的定位单元。工具还可以直接附接至支承结构和/或定位单元。然而，工具可以附接至支承结构和/或定位单元使得工具可以到达机身部段内的每个位置。支承结构可以通过轴承而与工具连接以便提供工具的旋转运动，例如，工具可以以可枢转的方式安装至支承结构。
[0018]根据本发明的另一实施方式，在将飞行器或航天器部件附接之后，支承结构从轨道拆卸下来。
[0019]例如，支承结构只是暂时在机身部段内安装至轨道。支承结构能够经由货门被运送到或者驱动到机身部段中。同样地，在将支承结构从轨道拆下来之后，支承结构可以被传送出或者驱动出机身部段。换言之，支承结构和/或轨道只是在机身部段的组装过程