用于用加固件组装复合机翼蒙皮的方法、系统和装置的制造方法

用于用加固件组装复合机翼蒙皮的方法、系统和装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于形成复合机翼蒙皮的夹具装置以及相关系统和方法，其包括提供具有工作表面的框架。多个引导块耦接于框架的工作表面。所述多个引导块中的每个引导块均具有垂直于框架的工作表面定向的第一引导表面以及大致平行于框架的工作表面定向的第二引导表面。多个夹持块中的每个夹持块均能移动地耦接于所述多个引导块中的一个引导块。所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹持表面，夹持表面垂直于框架的工作表面定向，并且处于面向相邻的引导块的第一引导表面的关系中，从而限定多个通道。
【专利说明】
用于用加固件组装复合机翼蒙皮的方法、系统和装置
技术领域
[0001]本公开总体地设及用于形成复合机翼蒙皮(composite wing skin)的夹具装置、 组装系统和方法，特别地，设及使用加固件(stiffeners)和袋式处理部(bag treatment)来 形成复合机翼蒙皮的夹具装置、组装系统和方法。
【背景技术】
[0002] 被称为加固件的成形复合部件（例如层接层(ply-by-ply，逐层）的飞机机翼纵梁 (stringer))通常用在期望重量轻和强度高的应用中，诸如航空器和车辆。将运些复合部件 定位和放置在复合机翼蒙皮上在传统上通过手动方式完成，因而需要工人爬上机翼蒙皮的 顶部。运可能导致对机翼蒙皮的损害，并且在人体工学方面不能令人满意。该过程还是费时 的，并且根据具体应用而可能需要高达40工时。
[0003] 因此，需要一种用于形成复合机翼蒙皮的夹具装置和改进的组装系统W及方法， 其避免现有已知方法的手工过程或使该手工过程最小化。

【发明内容】

[0004] 所公开的实施方式提供用于利用加固件形成复合机翼蒙皮的夹具装置、系统与方 法。
[0005] 在第一方面中，提供了一种夹具装置，其包括具有工作表面的框架。多个引导块 (索引块，indexing blocks)禪接于框架的工作表面。所述多个引导块中的每个引导块均具 有垂直于框架的工作表面定向的第一引导表面W及大致平行于框架的工作表面定向的第 二引导表面。多个夹持块(clamping blocks,锁定块）中的每个夹持块均能移动地禪接于所 述多个引导块中的一个引导块。所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹持表面，夹持表 面垂直于框架的工作表面定向，并且处于面向相邻的引导块的第一引导表面的关系中，从 而限定多个通道。
[0006] 第二个方面设及一种用于形成复合机翼蒙皮的组装系统，所述系统包括根据第一 方面的夹具装置。平台是该系统的一部分，并且能在夹具装置的第一端与夹具装置的第二 端之间移动。该系统进一步包括袋式处理部，袋式处理部禪接于夹具装置的至少第一端，W 使得袋式处理部邻近于所述多个引导块的第二引导表面中的一个或多个第二引导表面定 向。该系统中还包括凹腔工具（cavitation tool,用于形成凹部的工具），并且凹腔工具具 有构造成容纳在夹具装置的所述多个通道中的每个通道内的突出部。
[0007] 第=方面还公开了一种用于形成复合机翼蒙皮的方法，所述方法包括提供根据本 公开的第一方面的夹具装置。夹具装置包括所述多个引导块中的第一引导块和所述多个夹 持块中的第一夹持块，所述第一引导块和所述第一夹持块布置在夹具装置的第一端处并且 限定第一通道。将袋式处理部禪接于夹具装置的至少第一端，W使得袋式处理部邻近于所 述多个引导块的第二引导表面中的一个或多个第二引导表面定位。接着，将凹腔工具的突 出部按压抵靠袋式处理部，且按压到第一通道中，然后从第一通道移除所述凹腔工具的所 述突出部，W使得袋式处理部留在第一通道中。并且然后，将第一加固件的延伸部分按压到 第一通道中。然后，将第一夹持块从打开位置移动到夹持位置，从而将第一加固件在第一通 道中锁定在位。
[0008] 已经讨论的特征、功能、W及优点可在各种实施方式中独立地实现、或者可在另一 些实施方式中组合，所述实施方式的更多细节可参考W下描述和附图而看到。
【附图说明】
[0009] 从下面所给出的更详细的描述W及附图将更充分地理解本公开，附图仅通过示意 的方式呈现，并且因此并不是对本公开的限制，并且在附图中：
[0010] 图IA是根据本公开的一个实施方式的夹具装置的侧视图的示意图；
[0011] 图IB是示出图IA的夹具装置的详细侧视图的示意图；
[0012] 图2是组装系统的示意图，该组装系统包括图IA的夹具装置、W及袋式处理部、平 台和凹腔工具；
[0013] 图3A是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中夹持块处于打开位置中；
[0014] 图3B是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中凹腔工具被按压抵靠袋式处理部 并且进入到夹具装置的第一通道中；
[0015] 图3C是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中凹腔工具已被移除，从而在第一通 道中留下袋式处理部，并且第一加固件被示出为按压到第一通道中，且第一夹持块位于夹 持位置中；
[0016] 图3D是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中凹腔工具被按压抵靠袋式处理部 并且进入到夹具装置的第二通道中；
[0017] 图3E是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中凹腔工具已被移除、从而在第二通 道中留下袋式处理部，并且第二加固件被示出为按压到第二通道中，且第二夹持块位于夹 持位置中；
[0018] 图4A是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中夹具装置位于第一位置中，其中袋 式处理部和多个加固件被按压到多个通道中，并且袋式处理部被夹持在夹具装置的每一端 处；
[0019] 图4B是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中位于第二位置中的夹具装置用于 与机翼蒙皮禪接；
[0020] 图5A是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中夹具装置被按压抵靠机翼蒙皮，并 且袋式处理部禪接于夹具装置的两端；
[0021] 图5B是图2的组装系统的侧视图的示意图，其中袋式处理部从夹具装置脱离，并围 绕机翼蒙皮密封，W使得可施加真空；W及
[0022] 图6是加固件W及真空密封于机翼蒙皮的袋式处理部的侧视图的示意图，其中在 准备蒸压(autoclave，热压，高压)时夹具装置被移除；
[0023] 图7是航空器的透视图的示意图，所述航空器可结合根据本文所公开的一个或多 个实施方式制造的一个或多个复合机翼蒙皮；
[0024] 图8是本公开的航空器生产和保养方法的实施方式的流程图；W及
[0025] 图9是航空器的功能框图。
[0026] 在所有的图中，相应的部件用相同的参考符号标记。
【具体实施方式】
[0027] 针对结合本文所描述的公开内容的各种实施方式所描述的方法和系统所共有的 第一步骤设及提供一种合适的夹具装置，W用于用加固件为复合机翼蒙皮组装袋状处理 部。
[0028] 从参考图IA和图IB开始，利用例如作为组装系统105(参见图2)的一部分的夹具装 置100来详细描述本公开的示例性实施方式。夹具装置100具有第一端101和第二端102,并 包括具有工作表面111的框架110。框架110优选地由诸如侣的轻重量的材料制成，尽管还可 使用例如钢的更重的材料。框架110的工作表面111优选地是平面的，尽管还可构想其它轮 廓或角度W在复合机翼蒙皮170(参见图6)上容纳理想定向的加固件120。
[0029] 夹具装置100包括禪接于框架110的工作表面111的多个引导块(indexing block) 115。所述多个引导块115中的每一个均具有垂直于框架110的工作表面111定向的第一引导 表面116并具有平行于框架110的工作表面111定向的第二引导表面117。在操作中，运些表 面116、117与多个加固件120的相应表面配合，从而帮助加固件120相对于夹具装置100对 准。第二引导表面117还可帮助引导加固件-袋式处理部的组件163(参见图4A)并使该组件 与机翼蒙皮170对准。在一个实施方式中，第一引导表面116和第二引导表面117可禪接于运 样的材料，即，该材料具有比框架110的材料低的硬度(durometer)，但是仍足够坚硬W基本 上保持它的形状，该材料诸如为尼龙或橡胶，W便在组装期间防止损坏复合机翼蒙皮170或 加固件120。如图IA至图6中所示，引导块115可具有相对于彼此隔开的布置，并且可在夹具 装置100的第一端101与第二端102之间延伸。
[0030] 夹具装置100还包括多个夹持块125,每个夹持块都可移动地禪接于所述多个引导 块115中的一个。所述多个夹持块125中的每一个均具有夹持表面126,夹持表面垂直于框架 110的工作表面111并且W面向相邻引导块115的第一引导表面116的关系定向，从而限定多 个通道130。在一个实施方式中，每个夹持块125的夹持表面126可禪接于能够轻微变形的坚 固材料124(诸如高密度泡沫），W便在组装期间略微地贴合(conform to)并容纳加固件120 (参见图4A)，如下所述。每个夹持块125均可具有平行于框架110的工作表面111定向的引导 表面127。在一个实施方式中，每个夹持块125的引导表面127可禪接于运样的材料，即，该材 料具有比框架110的材料低的硬度，但是仍足够坚硬W基本上保持它的形状，该材料诸如为 尼龙或橡胶，W便在组装期间防止损坏复合机翼蒙皮或加固件120。引导表面127还可帮助 引导加固件-袋式处理部的组件163(参见图4A)并使该组件与机翼蒙皮170(参见图4B)对 准。每个夹持块125均可具有打开位置128(参见图3A)和夹持位置129(参见图3C)。在夹持位 置129中，各个夹持块125的夹持表面126可定位得比在打开位置128中更靠近于相邻引导块 115的第一引导表面116。在操作中，打开位置128的尺寸可形成为接收袋式处理部150(参见 图3B)的一部分和凹腔工具155(参见图3B)的突出部156(参见图3B)或一个加固件120的延 伸部121，如下面所讨论的。在一个实施方式中，夹具装置100还可包括多个致动器145,每个 致动器均具有第一端146和第二端147。每个致动器145的第一端146可禪接于所述多个夹持 块125中的一个，而每个致动器145的第二端147可禪接于所述多个引导块115中的一个。在 图IA至图6中示出的实施方式中，除了第一引导块135之外，每个引导块115通过致动器145 禪接于夹持块125中的一个。致动器145可独立地或共同地操作，W便使夹持块125在打开位 置128与夹持位置129之间移动。在加固件的放置期间，致动器145优选地独立地激活，W便 移动到夹持位置129中，并且将每个相应的加固件120锁定在单独的通道130中。在将加固 件-袋式处理部的组件163粘附于机翼蒙皮170之后，如下面更详细地讨论的，致动器优选地 共同地激活W便移动到打开位置128中，W帮助使夹具装置100与机翼蒙皮支撑表面171(参 见图4B)分离。尽管致动器145还可独立地移回到打开位置128中。
[0031] 如图4A和4B中所示，夹具装置100可在第一位置160与第二位置165之间移动。在第 一位置160中，框架110的工作表面111可相对于支撑夹具装置100的表面(例如组装车间的 地面或地板）W成大约90度至大约135度(a)定向。夹具装置100的该成角度的竖直定向可具 有多个优点。例如，该角度可在夹持块125移动到夹持位置129中之前帮助防止相应的加固 件120或凹腔工具155滑出通道130。此外，如下文相对于组装系统105和方法所论述的，该定 向允许平台从通道移动到通道，W便通过在夹具装置100的顶部处开始并定位平台180(参 见图2)来放置加固件120,从而工人可在人体工学方面友好的环境中操作。此外，该定向可 允许袋式处理部150通过重力而悬垂并被拉动抵靠夹具装置100。在第二位置165中，框架 110的工作表面111可平行于支撑机翼蒙皮170的表面171并且处于面向该表面的关系中。
[0032] 在另一实施方式中，第一夹持部175(参见图5A)可禪接于夹具装置100的第一端 101，并且第二夹持部176(参见图5A)可禪接于夹具装置100的第二端102。运些第一夹持部 175可在沿夹具装置100的长度组装加固件120的期间将袋式处理部150(参见图5A)保持在 位。当加固件120放置成抵靠于袋式处理部150并且被按压到所述多个通道130(参见图1A) 中时，该布置可允许袋式处理部150的第二端自由地悬垂。
[0033] 参照图2,其示出了用于形成复合机翼蒙皮170的组装系统105。组装系统105包括 根据上述实施方式中的任一个实施方式的夹具装置100。如图4A和图4B中所示，夹具装置 100能在第一位置160与第二位置165之间移动。运可通过液压装置、气动装置或能移动的机 械支撑件来实现。在可替换的实施方式中，可利用高架式起重机或耳轴(trim ion)来在机翼 蒙皮170的顶表面172上转动且定位夹具装置100。在第一位置160中，框架110的工作表面 111可相对于平台180(参见图2)的顶表面181W大约90度至大约135度(a)定向。在第二位置 165中，框架110的工作表面111平行于用于支撑复合机翼蒙皮170的表面171并且处于面向 该表面的关系中。该第二位置165可W更有效、耗费时间更少、且W人体工学的方式使加固 件120和袋式处理部150与机翼蒙皮170对准，而没有已知制造系统和方法中所存在的相同 的损坏风险。
[0034] 组装系统105还包括能在夹具装置100的第一端101与第二端102之间移动的平台 180。平台180可利用液压的或气动的升降机或任何其它已知的提升机构而升高和降低。平 台180构造成保持至少一个操作者和多个加固件120, W用于放置在夹具装置100中。袋式处 理部150的卷绕或折叠部分157(包括袋式处理部150的未被夹持的第二端)可承载于平台 180上。当平台180朝向夹具装置100的第二端102移动时，袋式处理部150可被展开。
[0035] 组装系统105进一步包括禪接于夹具装置100的至少第一端101的袋式处理部150， 从而袋式处理部150邻近于所述多个引导块115的一个或多个第二引导表面117定位。在另 一实施方式中，袋式处理部150可包括袋式材料层、呼吸材料层和释放膜层。袋式材料优选 地由尼龙构成，但是，还可使用适于真空成形的其它已知的隔膜，诸如娃树脂或聚乙締醇类 的膜。在操作中，释放膜层可W面向框架110的工作表面111的关系布置。优选地，本公开的 组装系统中所使用的释放膜具有运样的组分，即，该组分可适于W与未固化的预浸溃材料 接触的方式使用，并且提供一个或多个非粘性的或低粘着性的表面。例如，运种释放膜优选 地由氣化乙締-丙締(FEP)组成，并且选择成不会不利地影响本方法中所使用的复合机翼蒙 皮的树脂含量和/或树脂与纤维的比例。可使用其它类型的释放膜，所述其它类型的释放膜 包括但不限于聚四氣乙締(PTFE)、乙締基四氣乙締化TFE)、聚氣乙締(PVF)和TOOLTEC's (具有粘合剂的涂覆有加强PTFE的玻璃纤维）。
[0036] 此外，组装系统105包括凹腔工具155。该凹腔工具155具有突出部156,该突出部构 造成容纳在所述多个通道130中的每一个内。凹腔工具155的突出部156优选地具有运样的 轮廓，即，该轮廓与所述多个加固件120中的至少一个加固件的延伸部121基本上相同。凹腔 工具155还优选地由具有光滑表面的且具有加固件120的形状的塑料模型制成，W避免刺破 或损害袋式处理部150。凹腔工具155还优选地具有与突出部156相对的手抓握部，W允许操 作者将突出部156按压到通道130中并且随后将突出部156从通道130移除。
[0037] 组装系统105可进一步包括多个加固件120,每个加固件均具有延伸部121。飞机机 翼加固件120可包括纵梁或其它主要的或次要的结构，例如，Z形梁、工形梁、帽式加固件、C 形通道、J形加固件、叶片式加固件、底梁、肋条、框架或翼梁。运些加固件120中的每个均包 括可夹持在夹具装置100的夹持块125与引导块115之间的延伸部121或部段。
[0038] 转向图3A至图3E，示出了用于形成复合机翼蒙皮170的方法。夹具装置100根据上 述实施方式中的任一个实施方式来提供。夹具装置100包括所述多个引导块115中的第一引 导块135W及所述多个夹持块125中的第一夹持块140,第一引导块和第一夹持块设置在夹 具装置100的第一端101处并且限定第一通道131。该方法包括将袋式处理部150禪接于夹具 装置100的至少第一端101，从而使得袋式处理部150邻近于所述多个引导块115的一个或多 个第二引导表面117定位。接着，将凹腔工具155的突出部156按压抵靠于袋式处理部150并 且按压到第一通道131中。将凹腔工具155的突出部156从第一通道131移除，从而使得袋式 处理部150留在第一通道131中。部分地由于袋式处理部150、第一引导表面116与第一夹持 部表面126之间的摩擦，袋式处理部150可留在通道130中。然后，将第一加固件185的延伸部 分186按压到第一通道131中。第一夹持块140从打开位置128移动到夹持位置129,从而将第 一加固件185在第一通道131中锁定在位。
[0039] 如上所述，所述多个引导块115相对于彼此可具有隔开的布置，并可在夹具装置 100的第一端101与夹具装置100的第二端102之间延伸。因而，该方法可进一步包括，对于所 述多个通道130中的剩余通道中的每一个重复下列的步骤，运些步骤从邻近于第一通道131 的第二通道132开始并且朝向夹具装置的第二端102顺序地进行。所述可重复的步骤可包 括：（i)将凹腔工具155的突出部156按压抵靠于袋式处理部150并且按压到所述多个通道 130中的相应的剩余通道132中；（i i)将凹腔工具155的突出部156从所述相应的剩余通道 132中移除，从而使得袋式处理部150留在所述相应的剩余通道132中；（iii)将所述多个加 固件120中的相应加固件187的延伸部分188按压到所述相应的剩余通道132中；W及(iv)将 限定所述相应的剩余通道132的相应夹持块125从打开位置128移动到夹持位置129,从而将 相应的加固件187在相应的通道132中抵靠相应的夹持块125而锁定在位。
[0040] 在一个实施方式中，夹具装置100的第一端101可在竖直定向上布置于可移动平台 180上方。因而，该方法可包括在夹具装置100的第一端101与夹具装置100的第二端102之间 将该平台180从通道移动至通道，直到加固件和袋式处理部的一部分已在每个相应通道132 中均被夹持在位。如上所述，运对于在平台180上的操作者来说可允许更具有人体工学的环 境，运是因为操作者可在例如胸部水平面处工作。
[0041] 在将所述多个加固件120均按压到多个通道130中，并且将夹持块125移动到夹持 位置129中之后，该方法可包括将袋式处理部150夹持于夹具装置100的第二端102。通过将 袋式处理部150的第一端和第二端固定抵靠于夹具装置100,加固件-袋式处理部的组件163 可就绪，W便被放置于机翼蒙皮170上。
[0042] 为了实现将加固件与袋式处理部放置在机翼蒙皮170上，该方法可包括将夹具装 置100从第一位置160转动至第二位置165。运可通过液压装置、气动装置或能移动的机械支 撑件来实现。然后，可通过定位工具将所述多个加固件120与机翼蒙皮170上的目标区域对 准。例如，定位工具可W是一个或多个定位销，所述定位销禪接于夹具且构造成通过由用于 支撑机翼蒙皮170的表面171限定的相应通道而被接收，或反之亦然。目标区域根据机翼蒙 皮170的规格而对应于加固件120的预定位置。然后，将机翼蒙皮170的顶表面172放置成与 所述多个加固件120和袋式处理部150接触。
[0043] 该方法还可包括:通过所述多个引导块115的所述多个第二引导表面117并且通过 所述多个夹持块125的所述多个引导表面127(所述多个第二引导表面和所述多个引导表面 两者均在夹具装置100的重量下作用），夹具装置100将所述多个加固件120和袋式处理部 150按压抵靠于机翼蒙皮170的顶表面172。该步骤可在从大约15分钟至大约30分钟的范围 的一段时间内发生。在该段时间期间，袋式处理部150和所述多个加固件120可至少部分地 粘附于机翼蒙皮170的顶表面172。由于布置在机翼蒙皮170的顶表面172、袋式处理部150或 所述多个加固件120的底表面中的至少一者上的粘合剂，该粘附可被允许。
[0044] 该方法还可包括将袋式处理部150从夹具装置100松开夹持。然后，可将袋式处理 部150围绕机翼蒙皮170的周边边缘密封。密封部优选地包括施加于机翼蒙皮周边及袋式处 理部150的下侧的下基橡胶或其它常见的真空袋式密封剂带。可替换地，可使用弹性体叶片 密封部(elastomer blade seal)来提供可再次使用的且可容易地释放的密封部。密封部W 运样的方式将袋式处理部150的边缘部分保持在机翼蒙皮170的周边边缘之处或附近，所述 方式使得，当抽真空时，运导致袋式处理部150被向下拉，从而使得袋式处理部150贴合 (conformto,符合)于机翼蒙皮170的顶表面172,贴合于所述多个加固件120,并贴合于设置 在机翼蒙皮170的顶表面172上的任何其他主要的或次要的结构，如图6所示。接着，可将所 述多个夹持块125从夹持位置129移动至打开位置128。然后，例如，可向袋式处理部150施加 真空，从而使得袋式处理部150进一步地贴合所述多个加固件120及机翼蒙皮170的顶表面 172。此外，可施加真空，W帮助从机翼蒙皮170移除夹具装置100。在运个实施方式中，可施 加减少的释放真空，其在完全密封真空的例如30%下操作。该释放真空可使操作者能够操 纵袋式处理部150,例如，在向袋式处理部150施加完全密封真空之前平滑任何權皱或其它 缺陷。例如，图6的机翼蒙皮170现在可就绪，W用于在蒸压中固化。
[0045] 虽然可使用多种方法来抽真空，W使得成形的隔膜贴合工具表面的形状，但是优 选的方法是W已知的方式将真空源操作性地禪接于机翼蒙皮支撑表面171，W便操作真空 源，并通过位于机翼蒙皮支撑表面171的基底的下侧上的通道抽取或抽出（pull)真空。运些 通道将与在由将袋式处理部150固定至机翼蒙皮支撑表面171的密封部限定的周边内部的 区域中向上延伸的孔或孔口流体地连通。在一些情况中，真空可使用内部具有呼吸材料的 尼龙管袋状物(nylon Uibe bag)而被输送。
[0046] 图7示出了航空器300的透视图，该航空器可包括通过本公开的实施方式中的一个 实施方式制造的一个或多个复合层压板。如图7中所示，航空器300包括机身312、机首314、 驾驶舱316、操作地禪接于机身312的机翼318、一个或多个推进单元320、尾部竖直稳定器 322W及一个或多个尾部水平稳定器324。虽然图7中所示的航空器300是商用客机的一般代 表，但是，如本文所公开的，所述一个或多个复合层压板还可应用在其它类型的航空器或空 中运载工具中。更具体地，所公开的实施方式的教导可应用于到其它客机、货运机、军用航 空器、旋翼机及其它类型的航空器或空中运载工具中，W及航空航天器、人造卫星、空间发 射运载工具、火箭、及其它航空航天器。还可W理解的是，根据本公开的结构和方法的实施 方式可利用在其它运输工具中，诸如船和其它水运工具、火车、汽车、卡车、公共汽车或者通 过或利用如本文所公开的复合层压板所形成的其它合适的运输车辆。
[0047] 本公开的实施方式可应用在各种潜在应用中，特别地，可应用在运输行业中，所述 运输行业包括例如航天、航海、汽车应用W及可使用热塑性复合管状结构的其它应用。因 此，现在参考图8和图9,本公开的实施方式可在图8中所示的航空器制造和保养方法430W 及图9中所示的航空器450的背景中使用。所公开的实施方式的航空器应用可例如但非限制 性地包括通过如本文所公开的铺叠（lay-up,叠积)方法和系统所制造的复合层压板的设计 和制造。
[0048] 在预生产期间，示例性的方法430可包括航空器450的规格和设计432和材料采购 434。仅作为一个实例，在此步骤可确定使用本文所公开的夹具装置、系统和方法所形成的 与航空器相关的复合机翼蒙皮的规格和设计。仅作为一个实例，在该步骤可确定需要用于 复合机翼蒙皮170的特定加固件和布置W及所要求的夹具装置100。
[0049] 在生产期间，进行航空器450的部件和子组件制造436和系统集成438。如上面所更 具体地解释的，图IA至图6示出了用于利用根据本公开的一个方面的加固件-袋式处理部的 组件来形成复合机翼蒙皮的一种优选类型的过程步骤。在运种部件和子组件制造步骤之 后，航空器450可经过认证和交付440, W便投入使用442。当由客户使用时，航空器450定期 进行例行维修和保养444，所述例行维修和保养还可包括修改、重新配置、翻新等。
[0050] 示例性方法430的过程步骤中的每一个可由系统集成商、第=方和/或操作者（例 如，客户）来执行或实施。为了本说明的目的，系统集成商可非限制性包括任意数量的航空 器制造商和主要系统分包商;第=方可非限制性包括任意数量的销售商、分包商及供应商； 并且操作者可为航公公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
[0051] 如图9中所示，由示例性方法430所生产的航空器450可包括具有多个高级系统454 和内部456的机架452。高级系统454的实例可包括W下一种或多种:推进系统458、电气系统 460、液压系统462W及环境系统464。可包括任意数量的其它系统。虽然示出了航空实例，但 是本公开的原理还可应用于其它工业，诸如航海和汽车工业。
[0052] 本文所实施的装置、系统和方法可在航空器制造和保养方法430的阶段中的任何 一个或多个期间被采用。例如，与生产步骤相对应的部件或子组件可W类似于在航空器450 投入使用的同时所生产的部件或子组件的方式被生产或制造。此外，一个或多个设备实施 方式、方法实施方式或它们的组合可在生产阶段432和434期间被使用，例如，通过显著加快 组装航空器450或降低航空器的成本而被使用。类似地，一个或多个设备实施方式、方法实 施方式或它们的组合可在航空器450投入使用的同时被使用，例如并非限制性地，W便进行 维修和保养444。
[0053] 此外，本公开包括根据W下条款的实施方式：
[0054] 1.-种用于形成复合机翼蒙皮的夹具装置，所述夹具装置包括：
[0055] 框架，具有工作表面；
[0056] 多个引导块，禪接于所述框架的所述工作表面，其中所述多个引导块中的每个引 导块均具有垂直于所述框架的所述工作表面定向的第一引导表面W及平行于所述框架的 所述工作表面定向的第二引导表面;W及
[0057] 多个夹持块，每个夹持块均能移动地禪接于所述多个引导块中的一个引导块，其 中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹持表面，所述夹持表面垂直于所述框架的所 述工作表面定向，并且处于面向相邻的引导块的所述第一引导表面的关系中，从而限定多 个通道。
[005引2.根据条款1所述的夹具装置，进一步包括：
[0059] 多个致动器，每个致动器均具有第一端和第二端，其中，所述多个致动器中的每个 致动器的所述第一端禪接于所述多个夹持块中的一个夹持块，其中，所述多个致动器中的 每个致动器的所述第二端禪接于所述多个引导块中的一个引导块。
[0060] 3.根据条款1所述的夹具装置，其中，尼龙禪接于所述多个引导块中的每个引导块 的所述第一引导表面和所述第二引导表面，并且其中，高密度泡沫禪接于所述多个夹持块 中的每个夹持块的所述夹持表面。
[0061] 4.根据条款1所述的夹具装置，其中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有打开 位置和夹持位置，其中，在所述夹持位置中，相应夹持块的所述夹持表面比在所述打开位置 中更靠近于相邻的引导块的所述第一引导表面。
[0062] 5.根据条款1所述的夹具装置，其中，所述多个引导块具有相对于彼此隔开的布 置，并且在所述夹具装置的第一端与所述夹具装置的第二端之间延伸。
[0063] 6.根据条款1所述的夹具装置，其中，所述夹具装置能在第一位置与第二位置之间 移动，其中在所述第一位置中，所述框架的所述工作表面相对于用于支撑所述夹具装置的 表面W大约90度至大约135度定向，并且其中，在所述第二位置中，所述框架的所述工作表 面大致平行于用于支撑所述夹具的所述表面，并且处于面向所述表面的关系中。
[0064] 7.根据条款1所述的夹具装置，进一步包括：
[0065] 第一夹持部，禪接于所述夹具装置的第一端；W及
[0066] 第二夹持部，禪接于所述夹具装置的第二端。
[0067] 8.根据条款1所述的夹具装置，其中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有平行 于所述框架的所述工作表面定向的引导表面。
[0068] 9.根据条款8所述的夹具装置，其中，尼龙禪接于所述多个夹持块中的每个夹持块 的所述引导表面。
[0069] 10.-种用于形成复合机翼蒙皮的组装系统，所述系统包括：
[0070] 夹具装置，所述夹具装置包括：（i )框架，具有工作表面；（i i )多个引导块，禪接于 所述框架的所述工作表面，其中，所述多个引导块中的每个引导块均具有垂直于所述框架 的所述工作表面定向的第一引导表面W及平行于所述框架的所述工作表面定向的第二引 导表面；W及(iii)多个夹持块，每个夹持块均能移动地禪接于所述多个引导块中的一个引 导块，其中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹持表面，所述夹持表面垂直于所述框 架的所述工作表面定向，并且处于面向相邻的引导块的所述第一引导表面的关系中，从而 限定多个通道；
[0071] 平台，能在所述夹具装置的第一端与所述夹具装置的第二端之间移动；
[0072] 袋式处理部，禪接于所述夹具装置的至少所述第一端，W使得所述袋式处理部邻 近于所述多个引导块的所述第二引导表面中的一个或多个第二引导表面定位;W及
[0073] 凹腔工具，具有构造成容纳在所述多个通道中的每个通道内的突出部。
[0074] 11.根据条款10所述的组装系统，进一步包括：
[0075] 多个加固件，每个加固件均具有延伸部。
[0076] 12.根据条款11所述的组装系统，其中，所述凹腔工具的所述突出部具有与所述多 个加固件中的至少一个加固件的所述延伸部基本上相同的轮廓。
[0077] 13.根据条款10所述的组装系统，其中，所述袋式处理部包括尼龙袋式材料层、呼 吸材料层和释放膜层，并且其中，所述释放膜层W面向所述框架的所述工作表面的关系布 置。
[0078] 14.根据条款10所述的组装系统，其中，所述夹具装置能在第一位置与第二位置之 间移动，其中，在所述第一位置中，所述框架的所述工作表面相对于所述平台的顶表面W大 约90度至大约135度定向，并且其中，在所述第二位置中，所述框架的所述工作表面大致平 行于用于支撑所述夹具装置的表面，并且处于面向所述表面的关系中。
[0079] 15.-种用于形成复合机翼蒙皮的方法，所述方法包括：
[0080] 提供夹具装置，所述夹具装置包括：（i)框架，具有工作表面；（ii)多个引导块，禪 接于所述框架的所述工作表面，其中，所述多个引导块中的每个引导块均具有垂直于所述 框架的所述工作表面定向的第一引导表面W及平行于所述框架的所述工作表面定向的第 二引导表面；W及(iii)多个夹持块，每个夹持块均能移动地禪接于所述多个引导块中的一 个引导块，其中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹持表面，所述夹持表面垂直于所 述框架的所述工作表面定向，并且处于面向相邻的引导块的所述第一引导表面的关系中， 从而限定多个通道，其中，所述多个引导块中的第一引导块和所述多个夹持块中的第一夹 持块布置在所述夹具装置的第一端处并且限定第一通道；
[0081] 将袋式处理部禪接于所述夹具装置的至少所述第一端，W使得所述袋式处理部邻 近于所述多个引导块的所述第二引导表面中的一个或多个第二引导表面定位；
[0082] 将凹腔工具的突出部按压抵靠所述袋式处理部，且按压到所述第一通道中；
[0083] 从所述第一通道移除所述凹腔工具的所述突出部，W使得所述袋式处理部留在所 述第一通道中；
[0084] 将第一加固件的延伸部分按压到所述第一通道中；W及
[0085] 将所述第一夹持块从打开位置移动到夹持位置，从而将所述第一加固件在所述第 一通道中锁定在位。
[0086] 16.根据条款15所述的方法，其中，所述多个引导块具有相对于彼此隔开的布置， 并且在所述夹具装置的第一端与所述夹具装置的第二端之间延伸，并且
[0087] 对于所述多个通道中的剩余通道中的每个通道重复下列的步骤，所述下列的步骤 从邻近于所述第一通道的第二通道开始并且朝向所述夹具装置的所述第二端按顺序进行：
[0088] 将所述凹腔工具的所述突出部按压抵靠于所述袋式处理部并且按压到所述多个 通道中的相应的剩余通道中；
[0089] 将所述凹腔工具的所述突出部从所述相应的剩余通道移除，W使得所述袋式处理 部留在所述相应的剩余通道中；
[0090] 将所述多个加固件中的相应加固件的延伸部分按压到所述相应的剩余通道中；W 及
[0091] 将限定所述相应的剩余通道的相应夹持块从打开位置移动到夹持位置，从而将相 应的加固件在相应的通道中抵靠相应的夹持块而锁定在位。
[0092] 17.根据条款15所述的方法，进一步包括：
[0093] 在所述夹具装置的第一端与所述夹具装置的第二端之间移动平台；W及
[0094] 将袋式处理部夹持于所述夹具装置的所述第二端。
[00巧]18.根据条款16所述的方法，进一步包括：
[0096] 将所述夹具装置从第一位置转动到第二位置；
[0097] 通过定位工具使所述多个加固件与机翼蒙皮上的目标区域对准；W及
[0098] 使所述机翼蒙皮的顶表面与所述多个加固件和所述袋式处理部接触。
[0099] 19.根据条款18所述的方法，进一步包括：
[0100] 通过在所述夹具装置的重量下作用的所述多个引导块的多个第二引导表面W及 所述多个夹持块的多个引导表面，所述夹具装置将所述多个加固件和所述袋式处理部按压 抵靠所述机翼蒙皮的所述顶表面;W及
[0101] 将所述袋式处理部和所述多个加固件至少部分地粘附于所述机翼蒙皮的所述顶 表面。
[0102] 20.根据条款18所述的方法，进一步包括：
[0103] 将所述袋式处理部从所述夹具装置松开夹持；
[0104] 围绕所述机翼蒙皮的周边边缘密封所述袋式处理部；
[0105] 将所述多个夹持块从所述夹持位置移动到所述打开位置;W及
[0106] 向所述袋式处理部施加真空，从而使得所述袋式处理部贴合于所述多个加固件及 所述机翼蒙皮的所述顶表面。
[0107] 特定实施方式的上述描述将披露本公开的总体性质，因此，其他人可通过应用当 前的知识而在不脱离总体构思的情况下为了不同的应用来容易地修改和/或改变运些特定 的实施方式，并且因此，运些改变和修改旨在被认为落在所公开的实施方式的等同物的意 义和范围之内。应当理解的是，本文的用语或术语是为了描述的目的、并且不是限制性的。
【主权项】
1. 一种用于形成复合机翼蒙皮的夹具装置(100)，所述夹具装置包括： 框架（110)，具有工作表面(111); 多个引导块（115)，耦接于所述框架的所述工作表面，其中所述多个引导块中的每个引 导块均具有垂直于所述框架的所述工作表面定向的第一引导表面(116)以及平行于所述框 架的所述工作表面定向的第二引导表面(117);以及 多个夹持块（125)，每个夹持块均能移动地耦接于所述多个引导块中的一个引导块，其 中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹持表面(126)，所述夹持表面垂直于所述框架 的所述工作表面定向，并且处于面向相邻的引导块的所述第一引导表面的关系中，从而限 定多个通道(130)。2. 根据权利要求1所述的夹具装置(100 )，进一步包括： 多个致动器（145)，每个致动器均具有第一端（146)和第二端（147)，其中，所述多个致 动器中的每个致动器的所述第一端耦接于所述多个夹持块(125)中的一个夹持块，其中，所 述多个致动器中的每个致动器的所述第二端耦接于所述多个引导块（115)中的一个引导 块。3. 根据权利要求1所述的夹具装置，其中，尼龙耦接于所述多个引导块（115)中的每个 引导块的所述第一引导表面（116)和所述第二引导表面（117)，并且其中，高密度泡沫耦接 于所述多个夹持块(125)中的每个夹持块的所述夹持表面(126)。4. 根据权利要求1所述的夹具装置（100)，其中，所述多个夹持块（125)中的每个夹持块 均具有打开位置（128)和夹持位置(129)，其中，在所述夹持位置中，相应夹持块的所述夹持 表面(126)比在所述打开位置中更靠近于相邻的引导块(115)的所述第一引导表面(116)。5. 根据权利要求1至4中任一项所述的夹具装置（100)，其中，所述多个引导块（115)具 有相对于彼此隔开的布置，并且在所述夹具装置的第一端（101)与所述夹具装置的第二端 (102)之间延伸。6. 根据权利要求1至4中任一项所述的夹具装置（100)，其中，所述夹具装置能在第一位 置(160)与第二位置(165)之间移动，其中在所述第一位置中，所述框架（110)的所述工作表 面（111)相对于用于支撑所述夹具装置的表面以大约90度至大约135度定向，并且其中，在 所述第二位置中，所述框架的所述工作表面大致平行于用于支撑所述夹具的所述表面，并 且处于面向所述表面的关系中。7. 根据权利要求1至4中任一项所述的夹具装置(100)，进一步包括： 第一夹持部（175)，耦接于所述夹具装置的第一端（101);以及 第二夹持部（176 )，耦接于所述夹具装置的第二端（102)。8. 根据权利要求1至4中任一项所述的夹具装置（100)，其中，所述多个夹持块（125)中 的每个夹持块均具有平行于所述框架(110)的所述工作表面(111)定向的引导表面(127)。9. 根据权利要求8所述的夹具装置（100)，其中，尼龙耦接于所述多个夹持块（125)中的 每个夹持块的所述引导表面(127)。10. -种用于形成复合机翼蒙皮（170)的组装系统（105)，所述组装系统包括： 夹具装置（100)，所述夹具装置包括：（i)框架（110)，具有工作表面（111); (ii)多个引 导块（115)，耦接于所述框架的所述工作表面，其中，所述多个引导块中的每个引导块均具 有垂直于所述框架的所述工作表面定向的第一引导表面(116)以及平行于所述框架的所述 工作表面定向的第二引导表面(117);以及(iii)多个夹持块（125)，每个夹持块均能移动地 耦接于所述多个引导块中的一个引导块，其中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具有夹 持表面（126)，所述夹持表面垂直于所述框架的所述工作表面定向，并且处于面向相邻的引 导块的所述第一引导表面的关系中，从而限定多个通道(130); 平台（180)，能在所述夹具装置的第一端（101)与所述夹具装置的第二端（102)之间移 动； 袋式处理部（150)，耦接于所述夹具装置的至少所述第一端，以使得所述袋式处理部邻 近于所述多个引导块的所述第二引导表面中的一个或多个第二引导表面定位;以及 凹腔工具（155)，具有构造成容纳在所述多个通道中的每个通道内的突出部（156)。11. 根据权利要求10所述的组装系统（105)，进一步包括： 多个加固件（120)，每个加固件均具有延伸部（121)。12. 根据权利要求11所述的组装系统（105)，其中，所述凹腔工具（155)的所述突出部 (156)具有与所述多个加固件（120)中的至少一个加固件的所述延伸部（121)基本上相同的 轮廓。13. 根据权利要求10至12中任一项所述的组装系统，其中，所述袋式处理部（150)包括 尼龙袋式材料层、呼吸材料层和释放膜层，并且其中，所述释放膜层以面向所述框架（110) 的所述工作表面(111)的关系布置。14. 根据权利要求10至12中任一项所述的组装系统（105)，其中，所述夹具装置（100)能 在第一位置（160)与第二位置（165)之间移动，其中，在所述第一位置中，所述框架（110)的 所述工作表面（111)相对于所述平台（180)的顶表面以大约90度至大约135度定向，并且其 中，在所述第二位置中，所述框架的所述工作表面大致平行于用于支撑所述夹具装置的表 面，并且处于面向所述表面的关系中。15. -种用于形成复合机翼蒙皮（170)的方法，所述方法包括： 提供夹具装置（100)，所述夹具装置包括：（i)框架（110)，具有工作表面（111); (ii)多 个引导块（115)，耦接于所述框架的所述工作表面，其中，所述多个引导块中的每个引导块 均具有垂直于所述框架的所述工作表面定向的第一引导表面(116)以及平行于所述框架的 所述工作表面定向的第二引导表面（117);以及(iii)多个夹持块(125)，每个夹持块均能移 动地耦接于所述多个引导块中的一个引导块，其中，所述多个夹持块中的每个夹持块均具 有夹持表面(126)，所述夹持表面垂直于所述框架的所述工作表面定向，并且处于面向相邻 的引导块的所述第一引导表面的关系中，从而限定多个通道（130)，其中，所述多个引导块 中的第一引导块和所述多个夹持块中的第一夹持块布置在所述夹具装置的第一端（101)处 并且限定第一通道； 将袋式处理部（150)耦接于所述夹具装置的至少所述第一端，以使得所述袋式处理部 邻近于所述多个引导块的所述第二引导表面中的一个或多个第二引导表面定位； 将凹腔工具（155)的突出部（156)按压抵靠所述袋式处理部，且按压到所述第一通道 中； 从所述第一通道移除所述凹腔工具的所述突出部，以使得所述袋式处理部留在所述第 一通道中； 将第一加固件（120)的延伸部（121)按压到所述第一通道中；以及 将所述第一夹持块从打开位置（128)移动到夹持位置(129)，从而将所述第一加固件在 所述第一通道中锁定在位。16. 根据权利要求15所述的方法，其中，所述多个引导块（115)具有相对于彼此隔开的 布置，并且在所述夹具装置（100)的所述第一端（101)与所述夹具装置的第二端（102)之间 延伸，并且 对于所述多个通道（130)中的剩余通道中的每个通道重复下列步骤，下列步骤从邻近 于所述第一通道的第二通道开始并且朝向所述夹具装置的所述第二端按顺序进行： 将所述凹腔工具（155)的所述突出部（156)按压抵靠所述袋式处理部（150)并且按压到 所述多个通道中的相应的剩余通道中； 将所述凹腔工具的所述突出部从相应的剩余通道移除，以使得所述袋式处理部留在相 应的剩余通道中； 将多个加固件（120)中的相应加固件的延伸部（121)按压到相应的剩余通道中；以及 将限定相应的剩余通道的相应夹持块（125)从打开位置（128)移动到夹持位置（129)， 从而将相应的加固件在相应的通道中抵靠相应的夹持块而锁定在位。17. 根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括： 在所述夹具装置（I00)的第一端（101)与所述夹具装置的第二端（102)之间移动平台 (180);以及 将所述袋式处理部（150)夹持于所述夹具装置的所述第二端。18. 根据权利要求16所述的方法，进一步包括： 将所述夹具装置(100)从第一位置(160)转动到第二位置(165); 通过定位工具将所述多个加固件（120)与机翼蒙皮（170)上的目标区域对准；以及 使所述机翼蒙皮的顶表面(172)与所述多个加固件和所述袋式处理部（150)接触。19. 根据权利要求18所述的方法，进一步包括： 通过在所述夹具装置的重量下作用的所述多个引导块（115)的多个第二引导表面 (117)以及所述多个夹持块(125)的多个引导表面(127)，所述夹具装置(100)将所述多个加 固件（120)和所述袋式处理部（150)按压抵靠所述机翼蒙皮（170)的所述顶表面(172);以及 将所述袋式处理部和所述多个加固件至少部分地粘附于所述机翼蒙皮的所述顶表面。20. 根据权利要求18或19所述的方法，进一步包括： 将所述袋式处理部（150)从所述夹具装置(100)松开夹持； 围绕所述机翼蒙皮(170)的周边边缘密封所述袋式处理部； 将所述多个夹持块（125)从所述夹持位置（129)移动到所述打开位置（128);以及 向所述袋式处理部施加真空，从而使得所述袋式处理部贴合于所述多个加固件（120) 及所述机翼蒙皮的所述顶表面(172)。
【文档编号】B64F5/00GK105905311SQ201610097224
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年2月22日
【发明人】多恩·迪恩·帕姆, 马克·查尔斯·艾登
【申请人】波音公司