使用可扩张托盘形成复合结构的方法、装置和系统与流程

文档序号:32434860发布日期:2022-12-06 17:42阅读:31来源:国知局
使用可扩张托盘形成复合结构的方法、装置和系统与流程

1.本公开内容总体上涉及使用可扩张托盘形成复合结构的系统和方法,并且更具体地涉及通过使用可扩张托盘使用多个辊来形成复合结构,以沿连续移动的生产线制造复合部件。


背景技术:

2.现代航空器设计使用各种部件(例如纵梁)来抵抗沿航空器机身的弯曲、扭转、剪切和直接载荷。纵梁通常由轻质复合材料制成,包括例如具有纤维嵌入树脂基质中的带或织物。使用成型工具加工复合叠层(layup)以限定纵梁形状。然而,在成型工具中支持复合叠层一直具有挑战性。例如,一种方法需要用垂直冲压式成型操作预先成型纵梁叠层,并且然后移动到装配线进行进一步加工。与预成型方法相关的循环时间限制了可以产生零件的速度。其他方法需要用于需要被制造的每个零件的独特的成型工具,需要按需更换机床。还有其他方法可能一次仅形成一层,需要多次通过成型设备来构建完整的层压板。
3.需要一种用于沿着连续移动的生产线制造纵梁以提高效率的方法。


技术实现要素:

4.在一个实例中,描述了形成复合结构的方法。该方法包括将层压装料施加到可扩张托盘上,相对于多个辊以线性运动移动可扩张托盘,和使用多个辊将层压装料逐渐推入由可扩张托盘限定的连续扩张凹槽中。多个辊以串联配置取向,以便将层压装料成形为复合结构的形状的至少一部分。
5.在另一个实例中,描述了形成复合结构的装置。该装置包括可扩张托盘,其具有配置为在其上接收层压装料的成型表面;和以串联配置取向的多个辊,其用于当可扩张托盘相对于多个辊以线性运动移动时将层压装料逐渐推入由可扩张托盘限定的连续扩张凹槽中。多个辊将层压装料成形为复合结构的形状的至少一部分。
6.在另一个实例中,描述了用于形成复合结构的系统。该系统包括可扩张托盘,其具有配置为在其上接收层压装料的成型表面;以串联配置取向的多个辊,用于将层压装料逐渐推入由可扩张托盘限定的连续扩张凹槽中,并且多个辊将层压装料成形为复合结构的形状的至少一部分;和进料装配线,在其上定位有带有层压装料的可扩张托盘。进料装配线相对于多个辊以线性运动连续移动可扩张托盘。
7.已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实例中独立实现,或者可以在其他实例中组合实现。参考以下描述和附图可以知晓实例的更多细节。
附图说明
8.在所附权利要求中阐述了被认为是说明性实例特征的新颖特征。然而,当结合附图阅读时,通过参考本公开内容的说明性实例的以下详细描述,将最好地理解说明性实例以及优选的使用模式、进一步的目标和描述。
9.图1图解了根据示例性实施的具有内腔的复合结构(例如纵梁)的实例,其可以使用包括可扩张托盘的心轴来制造。
10.图2图解了根据示例性实施的用于形成复合结构的装置的实例的端视图。
11.图3图解了根据示例性实施的用于形成复合结构的装置的一部分的侧视图。
12.图4图解了根据示例性实施的用于形成复合结构的装置的一部分的透视图。
13.图5图解了根据示例性实施的多个辊的另一示例性配置的透视图。
14.图6图解了根据示例性实施的用于形成复合结构的装置的可选配置的一部分的透视图。
15.图7图解了根据示例性实施的装置的一部分的端部透视图,其中使用成型块形成复合结构。
16.图8图解了根据示例性实施的装置的一部分的另一端部透视图,其中使用成型块形成复合结构。
17.图9图解了根据示例性实施的装置的一部分的另一端部透视图,其中使用成型块形成复合结构。
18.图10图解了根据示例性实施的装置的一部分的端部透视图,其中使用成型块的可选配置形成复合结构。
19.图11图解了根据示例性实施的用于形成复合结构的系统的侧面概念图。
20.图12a图解了根据示例性实施的在囊袋作业台中安装囊袋的第一顺序的实例。
21.图12b图解了根据示例性实施的在囊袋作业台中安装囊袋的第二顺序的实例。
22.图12c图解了根据示例性实施的在囊袋作业台中安装囊袋的第三顺序的实例。
23.图13是图解根据示例性实施的用于形成复合结构的方法的实例的流程图。
具体实施方式
24.现在将在下文中参考附图更全面地描述所公开的实例,其中图解了一些但不是全部的所公开的实例。实际上,可以描述几个不同的示例并且不应将其解释为限于本文所阐述的实例。相反,这些实例被描述为使得本公开内容将是透彻的和完整的,并且将向本领域技术人员充分传达本公开内容的范围。
25.在实例中,用于形成复合结构的系统和方法包括将层压装料施加到可扩张托盘上,相对于多个辊以线性运动移动可扩张托盘,和使用多个辊将层压装料逐渐推入由可扩张托盘限定的连续扩张凹槽中。多个辊以串联配置取向以将层压装料成形为复合结构的形状的至少一部分。
26.现在参考附图,图1图解了根据示例性实施的具有内腔的复合结构100(例如纵梁)的实例,其可以使用包括可扩张托盘的心轴来制造。在一种布置中,复合结构100可以包括预浸料的多层叠层。在图解的布置中,复合结构100包括形成内部纵梁腔104的圆帽形部分102、一对横向延伸的凸缘部分106和在固化期间与凸缘部分106固结在一起的基本平坦的蒙皮部分108。如本领域普通技术人员将认识到的,替代的纵梁几何形状是可能的。
27.在固化后,图1中所示的所有部件形成复合结构100。在本文中描述的实例中,复合结构100使用参考图2-11和图12a-12c所描述的装置和系统制造,并且囊袋被用于填充纵梁腔104以在复合结构100中形成中空梯形空间。
28.用于复合结构100的示例性复合材料通常是轻质材料,比如未固化的预浸渍加强带或织物(即,“预浸料”)。带或织物可以包括多个纤维,比如嵌入在基质材料比如聚合物(例如环氧树脂或酚醛树脂)中的石墨纤维。取决于所需的增强程度,带或织物可以是单向的或编织的。因此,在制造过程中,将预浸料带或织物放置在工具或模制件上,使用部件将带或织物成型为复合结构100的期望形状。复合结构100可以是任何合适的尺寸以提供各种程度的增强,并且可以包括任何数量的预浸料带或织物层。
29.图2图解了根据示例性实施的用于形成复合结构100的装置110的实例的端视图。装置110包括可扩张托盘112,其具有配置为在其上接收层压装料116的成型表面114;和以串联配置取向的多个辊118,其用于当可扩张托盘112相对于多个辊118以线性运动移动时将层压装料116逐渐推入由可扩张装料限定的连续扩张凹槽120中。多个辊118将层压装料116成形为复合结构100的形状的至少一部分。
30.在图2中,图解了装置的端视图,并且多个辊118以串联配置布置。因此,图2中的视图仅图解了多个辊118中的第一个。
31.装置110还包括具有保持多个辊118的支撑结构124a-b的框架122。虽然框架122显示在可扩张托盘112的上方,但其他配置也是可能的,比如将框架122安装在可扩张托盘112的侧面。例如,多个辊118中的每个辊安装在轴杆126上,辊在该轴杆126上旋转。多个辊118的运动通过与层压装料116的接触来驱动。多个辊118可以是机动化的或独立驱动的,或可以不是机动化的或独立驱动的,而是当层压装料116在多个辊118下方以线性运动移动时,由于与层压装料116接触而被动旋转。因此,多个辊118对移动多个辊118下方的层压装料116的可扩张托盘112的线性运动作出反应。
32.因此,在实例中,装置110包括具有轴承架(bearing truck)的轨道128a-b,轴承架由连接到装置110的电机驱动,并且可扩张托盘112定位在轨道128a-b的顶部。随着轨道128a-b由电机驱动,从而导致轴承移动,类似于传送带,可扩张托盘112在多个辊118下方以线性运动移动。
33.多个辊118中的每个连续辊被取向为逐渐比在前的辊更深(基于层压装料116上方的高度),并且多个辊118将层压装料116逐渐压入凹槽120中,使得多个辊118的每个连续辊将层压装料116更深地压入凹槽120中。例如,在多个辊118下方的可扩张托盘112的移动导致多个辊118接触层压装料116。因此,当承载层压装料116的可扩张托盘112在多个辊118下方移动时,由于多个辊118中的每个连续辊将层压装料更深地压入凹槽120中,多个辊118将层压装料116逐渐压入凹槽120中。逐渐压入包括当可扩张托盘112在多个辊118下方移动时,多个辊118中的每个连续辊促成将层压装料116压入凹槽120至少一定深度。例如,它是渐进的,在某种意义上没有一个辊将层压装料116完全冲入凹槽120中。
34.多个辊118中的每个辊限定与复合结构100的期望形状互补的轮廓。在图2所示的实例中,复合结构100是纵梁。
35.图3图解了根据示例性实施的用于形成复合结构100的装置110的一部分的侧视图。图4图解了根据示例性实施的用于形成复合结构100的装置110的一部分的透视图。图3和4图解了可扩张托盘112和多个辊118。在该实例中,有四个辊118a-d,然而,多个辊118中可以包括更多或更少的辊。
36.在一个实例中,多个辊118在各自高度处(与层压装料116上方的高度相关)保持静
止。在图3-4所示的实例中,对于连续辊,层压装料116上方的高度从辊118a到辊118b、以及从辊118b到辊118c、以及从辊118c到辊118d减小。可扩张托盘112在多个辊118下方以线性运动移动,以便从可扩张托盘112的第一端130逐渐扩张到与第一端130相对的可扩张托盘112的第二端132。可扩张托盘112包括一对托盘构件134a-b,它们是两个单独的块,由于互锁的内部特征,它们彼此滑入和滑离。在一对托盘构件134a-b互锁在一起的构造中,凹槽120是如图2所示的小区域。因此,彼此互锁的一对托盘构件134a-b在它们之间限定凹槽120。随着一对托盘构件134a-b滑动分开,凹槽120变得更大。因此,一对托盘构件134a-b是可移动的并且相对于彼此平移以改变凹槽120的尺寸和构造。
37.由于轨道128a-b,可扩张托盘112沿图3-4中标记为“a”的箭头所示的方向向右线性运动,并且随着可扩张托盘112移动,层压装料116(图3-4中未显示)被由多个辊118逐渐推入连续扩张凹槽120中。多个辊118将层压装料116推入凹槽120中,使得可扩张托盘112在基本上垂直于线性运动的方向上扩张。在图3-4中,可扩张托盘112在由标记为“b”的箭头所示的方向上扩张。多个辊118将层压装料116推入连续扩张凹槽120中,使得一对托盘构件134a-b相对于彼此向外移动并使凹槽120连续扩张。
38.多个辊118以楔形构造取向,用于逐渐形成复合结构100的形状,具体地纵梁的帽形部分的期望形状。换句话说,多个辊118中的每个辊逐渐比前一个辊更深,使得多个辊118逐渐压入凹槽120中,迫使一对托盘构件134a-b彼此远离直到当可扩张托盘112从其下方通过时由最后一个辊118d产生期望形状。如所提到的,多个辊118限定了例如与纵梁的帽形部分的期望形状互补的轮廓。
39.当可扩张托盘112在多个辊118下方以线性运动移动时,通过一对托盘构件134a-b滑动分开,可扩张托盘112缓慢打开。例如,当可扩张托盘112在多个辊118下方行进时,可扩张托盘112从第一端130到第二端132逐渐打开。打开一对托盘构件134a-b所需的力例如可以通过装置110的压缩空气和气缸来调节。
40.在另一个实例中,多个辊118被布置成在竖直方向上移动(例如,垂直于可扩张托盘112的线性运动)。在一个实例中,竖直移动由连接到多个辊118的弹簧或气缸被动控制。在另一个实例中,竖直移动由电动机主动控制。竖直移动有助于并适应层压板厚度的变化(例如,层片下降)。
41.图5图解了根据示例性实施的多个辊118的另一种示例性配置的透视图。在图5中,多个辊118a-d被布置成使得随后的辊具有可选形状,例如逐渐变深的辊形状以进一步帮助每个随后的辊保持与例如层压装料116的接触。图5概念性地图解了串联配置的多个辊118a-d的布置,以展现逐渐更深的形状。
42.图6图解了根据示例性实施的用于形成复合结构100的装置110的可选配置的一部分的透视图。在图6中,装置110显示为具有单个辊118a。在图6所示的示例性配置中,层压装料116包括多层织物纵梁,其通过使可扩张托盘112在辊118a下方经过多次循环,例如大约十到十五次循环而形成。对于每个后续循环,降低辊118a以模拟具有辊之间的期望节距深度的多辊装置。
43.在其他实例中,根据所制造的复合结构100的尺寸和形状使用可选深度。此外,除了如图6所示的楔形之外,也可以使用不同形状的辊来形成可选形状的结构。更进一步,使用的辊的数量也可以变化。然而,更进一步,可以使用不同的辊组合,比如在可扩张托盘112
上方具有相同直径和不同高度的辊,或在可扩张托盘112上方保持相同高度但具有不同或变化的直径或几何形状的辊。装置110的不同配置的实例包括多个辊118,每个辊118加深约千分之50-100英寸,以使用二十到三十个辊形成约1-2英寸高的纵梁,并且多个辊118是平坦的,每个辊比先前辊稍深,以模拟进入可扩张托盘112中的冲压。使用多个辊118的数量、多个辊118的深度和多个辊118的形状的不同组合的装置110的其他示例性配置也是可能的。
44.图7-9图解了根据示例性实施的装置110的一部分的端部透视图,其中使用成型块136形成复合结构100。
45.在图7中,在将层压装料116(未图解)施加到可扩张托盘112上之后,将成型块136施加到层压装料116上,并且成型块包括基部138和从基部138延伸的突出部140,其限定了与复合结构100的期望形状互补的轮廓。在操作中,可扩张托盘112然后在多个辊118下方通过以逐渐向下按压成型块136,从而使凹槽120连续扩张并将层压装料116推入凹槽120中。
46.图7图解了按压的第一阶段,其中成型块136的突出部140进入凹槽120。图8图解了在通过多个辊118按压成型块136之后的第二阶段,其中成型块136进一步向下移动并向外推动该对托盘构件134a-b,使得凹槽120扩大。图9图解了在第二阶段之后的第三阶段,其中成形块136被进一步向下按压并将一对托盘构件134a-b进一步向外推动,使得凹槽120扩大。
47.图10图解了根据示例性实施的装置110的一部分的端部透视图,其中使用成型块136的可选配置形成复合结构100。在一些实例中,成型块136进一步限定为平板142和囊袋144(例如,加强囊袋或可固化的工具囊袋),并且囊袋144被逐渐迫使朝向扩张托盘112以形成复合结构100。在该实例中,多个辊118可以限定扁平圆柱形轮廓,并且不直接接合层压装料116。任何形状都可以用于多个辊118,因为囊袋144被压入层压装料116中并且产生复合结构100的期望形状。
48.在一些实例中,在制造复合结构100之后,将复合结构100离线装箱,然后送入成型作业台以进行进一步加工。在这个阶段,复合结构100被预成型并且执行囊袋安装、条状物(noodle)挤出、压实和固化的附加步骤。因此,在一些制造实例中,复合结构100保留在不同的生产区域,同时等待移动到下一生产阶段。
49.在其他实例中,利用系统沿着连续移动的生产线进行高速纵梁制造,以连续生产多个复合结构,例如每分钟大约几个。每个复合结构可以包括准备好进行固化的期望长度的纵梁包。
50.图11图解了根据示例性实施的用于形成复合结构100的系统150的侧面概念图。系统150包括可扩张托盘112,其具有配置为在其上接收层压装料116的成型表面114;以串联配置取向的多个辊118,用于将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120中,并且多个辊118将层压装料116成形为复合结构100的形状的至少一部分;和进料装配线152,在其上定位有带有层压装料116的可扩张托盘112,并且进料装配线152使可扩张托盘112相对于多个辊118以线性运动连续移动。
51.进料装配线152包括用于制造层压装料116并随后对其进行后处理以产生复合结构100的多个不同作业台。不同作业台中的每个驻留在传送带154的一部分上,传送带154使可扩张托盘112相对于每个作业台以线性运动移动。
52.第一作业台包括层压机156,其一次将整组层片施加到可扩张托盘112上。整组层片是层压装料116。
53.传送带154在电机的驱动下以线性运动(如图10中向右的箭头所示)移动可扩张托盘112,并且将当前具有在其上定位的层压装料116的可扩张托盘112推进到包括多个辊118的下一作业台。如上所述,多个辊118将层压装料116逐渐推入可扩张托盘112的凹槽120中。
54.传送带154继续以线性运动移动可扩张托盘112(如图11中向右的箭头所示),并且将当前带有被推入凹槽120中的层压装料116的可扩张托盘112推进到包括囊袋作业台158的下一个作业台。囊袋作业台158定位在进料装配线152内的多个辊118之后,并且当可扩张托盘112移动经过囊袋作业台158时,囊袋144被施加到层压装料116上,进入由多个辊118形成的腔160中。
55.图12a-12c图解了根据示例性实施的将囊袋144安装在囊袋作业台158中的示例性顺序。如图12a所示,囊袋144以纵向方式放置在腔160内,从离开多个辊118的右侧开始。随着可扩张托盘112以线性运动向右移动,如由如图12a-12c中的箭头所示,囊袋144被进一步插入腔160中。在一个实例中,囊袋144被手动插入腔160中。在其他实例中,使用机械(未图解)将囊袋144插入腔160中。
56.图12b图解了当可扩张托盘112继续移动通过囊袋作业台158时,囊袋144进一步插入腔160中。图12c图解了在囊袋作业台158的一端完全安装到腔160中的囊袋144。如图12a-12c中可见,可扩张托盘112连续地移动通过进料装配线152,并且可扩张托盘112的一部分可以在多个辊118下方,而可扩张托盘112的另一部分已经进入囊袋作业台158。
57.返回参考图11,传送带154继续以线性运动移动可扩张托盘112(如图11中由向右的箭头所示),并且将可扩张托盘112与当前安装的囊袋144一起推进到包括圆角填料作业台161的下一个作业台,圆角填料作业台161位于进料装配线152内的囊袋作业台158之后。随着可扩张托盘112移动经过圆角填料作业台161,圆角填料162被安装到层压装料116中。
58.间隙或空隙区域可以由层压装料的任何弯曲片的半径形成。这种间隙或空隙区域通常被称为“圆角填料区”或“条状物区”。圆角填料作业台用圆角填料元件或由复合材料或粘合剂/环氧树脂材料制成并具有大致三角形横截面的“条状物”填充圆角填料区或条状物区,以向这些区域提供额外的结构增强。圆角填料162包括碳纤维增强塑料(cfrp),当可扩张托盘112移动通过圆角填料作业台161时,碳纤维增强塑料(cfrp)通过机械放置到间隙或空隙中。
59.传送带154继续以线性运动移动可扩张托盘112(如图11中由向右的箭头所示)并且将可扩张托盘112与当前安装的圆角填料162一起推进到包括压实作业台164的下一个作业台,压实作业台164位于进料装配线152内的圆角填料作业台161之后。随着可扩张托盘112移动通过压实作业台164,层压装料116被压实成完成包。
60.因此,系统150通过以线性运动连续移动可扩张托盘112来操作进料装配线152,使得能够以大约每分钟多英尺的速度制造复合结构。连续移动的装配线能够显著提高复合材料加强件的生产速度和制造效率,因为无需停止放置可选工具。
61.在使用包括平板142和囊袋144的成型块136的可选实例中,囊袋作业台158被重新排序以将其定位在进料装配线152中的多个辊118之前。
62.图13是图解根据示例性实施的形成复合结构的方法200的实例的流程图。例如,图
13中所示的方法200呈现了可以与整个图中所示的装置110或图10中所示的系统150一起使用的方法的实例。此外,可以使用或配置装置或系统来执行图13中呈现的逻辑功能。在某些情况下,装置和/或系统的部件可以配置为执行功能,使得部件被实际配置和结构化(使用硬件和/或软件)来实现这样的性能。在其他实例中,装置和/或系统的部件可以被布置成适于、能够或适合于执行功能,例如当以特定方式操作时。方法200可以包括如方框202-206中的一个或多个所示的一个或多个操作、功能或动作。尽管以先后顺序图解了这些方框,但是这些方框也可以同时执行,和/或以与本文描述的顺序不同的顺序执行。此外,各种方框可以基于期望的实施组合成更少的方框、划分成额外的方框和/或移除。
63.在实例中,方法200的一个或多个方框可以用程序代码或电路来表示,该程序代码或电路用于控制机器人机构以执行与形成复合结构相关的功能。虽然方法200的至少一些部分及其变型可以使用例如由根据方法200操作的程序代码控制的一个或多个机器人电枢来自动执行,但是一些任务也可以或可选地手动执行。因此,在实例中,关于方法200描述的某些功能可以自动执行,而其他部分可以手动执行。可选地,可以自动执行方法200的所有方框,或者可以手动执行方法200的所有方框。
64.在这点上,对于表示程序代码的模块、区段或一部分的方框或方框的一部分,这种功能包括一个或多个可由处理器执行的指令,用于在由机器或装置执行的过程中实现特定的逻辑功能或步骤。程序代码可以存储在任何类型的计算机可读介质或数据存储器上,例如,包括磁盘或硬盘驱动器的存储装置。此外,程序代码可以以机器可读格式编码在计算机可读存储介质上,或在其他非瞬态介质或制品上。计算机可读介质可以包括非瞬态计算机可读介质或存储器,例如,诸如寄存器存储器、处理器高速缓存和随机存取存储器(ram)等短时间存储数据的计算机可读介质。计算机可读介质还可以包括非瞬态介质,比如二级或持久性长期存储,例如只读存储器(rom)、光盘或磁盘、光盘只读存储器(cd-rom)。计算机可读介质也可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。例如,计算机可读介质可以被认为是有形的计算机可读存储介质。
65.此外,图13中的一些方框或方框的一部分,以及在此公开的其他过程和方法中,可以表示被接线以在过程中执行特定逻辑功能的电路。可选实施包括在本公开内容的实例的范围内,其中功能可以按照所示或讨论的顺序乱序执行,包括基本上同时或以相反顺序执行,这取决于所涉及的功能,正如本领域技术人员所合理理解的那样。
66.在方框202,方法200包括将层压装料116施加到可扩张托盘112上。
67.在方框202,方法200包括相对于多个辊118以线性运动移动可扩张托盘112。在实例中,多个辊118中的一个辊限定了与复合结构100的期望形状互补的轮廓。此外,在一个实例中,复合结构100是纵梁。
68.在方框202,方法200包括使用多个辊118将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120中,并且多个辊118以串联配置取向,以便使层压装料116成形为复合结构100的形状的至少一部分。
69.在一个实例中,多个辊118中的每个连续辊逐渐比前一个辊更深地取向,并且使用多个辊118将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘限定的连续扩张凹槽120中包括通过多个辊118将层压装料116逐渐压入凹槽120中,并且多个辊118中的每个连续辊将层压装料116压入凹槽120的更深处。
70.在一个实例中,相对于多个辊118以线性运动移动可扩张托盘112并使用多个辊118将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120中包括将可扩张托盘112从第一端130至与第一端130相对的第二端132逐渐扩张。
71.在一个实例中,可扩张托盘112包括一对彼此互锁的托盘构件134a-b,在其间限定凹槽120,并且将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120中包括多个辊118将层压装料116推入连续扩张凹槽120中,使得一对托盘构件134a-b相对于彼此向外移动并使凹槽120连续扩张。
72.在一个实例中,多个辊118在各自高度处保持静止,并且方法200进一步包括在多个辊118下方以线性运动移动可扩张托盘112。方法200的额外功能还可以包括多个辊118将层压装料116推入连续扩张凹槽120中,使得可扩张托盘112在基本垂直于线性运动的方向上扩张。
73.在一些实例中,方法200任选地包括在使用多个辊118将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120之后,将囊袋144施加到层压装料116上,进入由多个辊118形成的腔160中。此外,方法200可以任选地包括在将囊袋144施加到层压装料116上之后,将圆角填料162安装到层压装料116中。此外,方法200可以任选地在将圆角填料162安装到层压装料116之后压实层压装料116。在这些实例中,将层压装料116施加到可扩张托盘112上、使用多个辊118将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120中、将囊袋144施加到层压装料116上、将圆角填料162安装到层压装料116中和压实层压装料116沿着进给装配线152通过以线性运动连续移动可扩张托盘112执行。
74.在一些实例中,方法200任选地包括在将层压装料116施加到可扩张托盘112上之后,将成型块136施加在层压装料116上面,并且成型块136包括基部138和从基部138延伸的突出部140,其限定了与复合结构100的期望形状互补的轮廓。在该实例中,使用多个辊118将层压装料116逐渐推入由可扩张托盘112限定的连续扩张凹槽120中包括向下逐渐按压成型块136,由此连续地扩张凹槽120并将层压装料116推入凹槽120中。
75.本文中描述的实例装置、系统和方法支持沿着连续移动的生产线制造复合结构,这显著提高了效率,减少了形成复合结构的时间,并减少了制造所需的空间。总之,复合结构制造中的成本降低也可以通过本文中描述的实例装置、系统和方法来实现。
76.本文使用的术语“基本上”和“约”是指不需要精确实现所列举的特性、参数或值,而是偏差或变化(包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素)可能以不排除该特性旨在提供的效果的量出现。
77.本文公开的系统(一种或多种)、装置(一种或多种)和方法(一种或多种)的不同实例包括各种部件、特征和功能。应当理解,本文公开的系统(一种或多种)、装置(一种或多种)和方法(一种或多种)的各种实例可以包括本文中公开的系统(一种或多种)、装置(一种或多种)和方法(一种或多种)的任何其他实例的任何部件、特征和功能的任何组合或任何子组合,并且所有这些可能性旨在落入本公开内容的范围内。
78.此外,本公开包括根据以下条款的实例:
79.条款1.一种形成复合结构(100)的方法(200),所述方法包括:
80.(202)将层压装料(116)施加到可扩张托盘上;
81.(204)相对于所述多个辊(112)以线性运动移动所述可扩张托盘(112);和
82.(206)使用所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中,其中所述多个辊(112)以串联配置取向以便将所述层压装料(116)成形为所述复合结构(100)的形状的至少一部分。
83.条款2.根据条款1所述的方法,其中所述多个辊(112)中的一个辊限定与所述复合结构(100)的期望形状互补的轮廓。
84.条款3.根据条款1或2所述的方法,其中所述复合结构(100)是纵梁。
85.条款4.根据条款1-3中任一项所述的方法,其中所述多个辊(112)的每个连续辊被取向为逐渐比前一个辊更深,并且其中使用所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中包括:
86.通过所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐压入所述凹槽(120)中,其中所述多个辊(112)的每个连续辊将所述层压装料(116)更深地压入所述凹槽(120)中。
87.条款5.根据条款1-3中任一项所述的方法,其中所述多个辊(112)在各自高度处保持静止,并且所述方法进一步包括:
88.在所述多个辊(112)下方以线性运动移动所述可扩张托盘(112)。
89.条款6.根据条款5所述的方法,进一步包括:
90.所述多个辊(112)将所述层压装料(116)推入所述连续扩张凹槽(120)中,使得所述可扩张托盘(112)在基本上垂直于所述线性运动的方向上扩张。
91.条款7.根据条款1-6中任一项所述的方法,其中相对于所述多个辊(112)以线性运动移动所述可扩张托盘(112),并使用所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中进一步包括:
92.将所述可扩张托盘(112)从第一端(130)至与所述第一端相对的第二端(132)逐渐扩张。
93.条款8.根据条款1-7中任一项所述的方法,其中所述可扩张托盘(112)包括彼此互锁的一对托盘构件(134a-b),在其间限定所述凹槽(120),并且其中将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中包括:
94.所述多个辊(112)将所述层压装料(116)推入所述连续扩张凹槽(120)中,使得所述一对托盘构件相对于彼此向外移动并使所述凹槽(120)连续扩张。
95.条款9.根据条款1-8中任一项所述的方法,进一步包括:
96.在使用所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中之后,将囊袋(144)施加到所述层压装料(116)上,进入由所述多个辊(112)形成的腔。
97.条款10.根据条款9所述的方法,进一步包括:
98.在将所述囊袋施加到所述层压装料(116)上之后,将圆角填料(162)安装到所述层压装料(116)中。
99.条款11.根据条款10所述的方法,进一步包括:
100.在将所述圆角填料安装到所述层压装料(116)中之后压实所述层压装料(116)。
101.条款12.根据条款11所述的方法,其中所述将所述层压装料(116)施加到所述可扩张托盘(112)上、所述使用所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中、所述将所述囊袋施加到所述层压装料(116)上、所
述将所述圆角填料安装到所述层压装料(116)中和所述压实所述层压装料(116)沿着进料装配线(152)通过以线性运动连续移动所述可扩张托盘(112)执行。
102.条款13.根据条款1-12中任一项所述的方法,进一步包括:
103.在将所述层压装料(116)施加到所述可扩张托盘(112)上之后,将成型块(136)施加到所述层压装料(116)上面,其中所述成型块包括基部(138)和从所述基部延伸的突出部(140),其限定与所述复合结构(100)的期望形状互补的轮廓。
104.条款14.根据条款13所述的方法,其中使用所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中包括:
105.向下逐渐按压所述成型块从而使所述凹槽(120)连续扩张并将所述层压装料(116)推入所述凹槽(120)中。
106.条款15.一种形成复合结构(100)的装置(110),所述装置包括:
107.可扩张托盘(112),其具有配置为在其上接收层压装料(116)的成型表面;和
108.以串联配置取向的多个辊(112),其用于在所述可扩张托盘(112)相对于所述多个辊(112)以线性运行移动时将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中,其中所述多个辊(112)将所述层压装料(116)成形为所述复合结构(100)的形状的至少一部分。
109.条款16.根据条款15所述的装置,其中所述多个辊(112)的每个连续辊被取向为逐渐比前一个辊更深,并且其中所述多个辊(112)将所述层压装料(116)逐渐压入所述凹槽(120)中使得多个辊(112)的每个连续辊将所述层压装料(116)更深地压入所述凹槽(120)中。
110.条款17.根据条款15所述的装置,其中所述多个辊(112)在各自高度处保持静止,并且所述可扩张托盘(112)在所述多个辊(112)下方以线性运动移动,以便从所述可扩张托盘(112)的第一端至与所述第一端相对的所述可扩张托盘(112)的第二端逐渐扩张。
111.条款18.一种用于形成复合结构(100)的系统(150),所述系统包括:
112.可扩张托盘(112),其具有配置为在其上接收层压装料(116)的成型表面;
113.以串联配置取向的多个辊(112),其用于将所述层压装料(116)逐渐推入由所述可扩张托盘(112)限定的连续扩张凹槽(120)中,其中所述多个辊(112)将所述层压装料(116)成形为所述复合结构(100)的形状的至少一部分;和
114.进料装配线(152),在其上定位有带有所述层压装料(116)的可扩张托盘(112),其中所述进料装配线相对于所述多个辊(112)以线性运动连续移动所述可扩张托盘(112)。
115.条款19.根据条款18所述的系统,进一步包括:
116.囊袋作业台(158),其定位在所述进料装配线内的所述多个辊(112)之后,其中当所述可扩张托盘(112)移动经过所述囊袋作业台时,囊袋(144)被施加到所述层压装料(116)上,进入由所述多个辊(112)形成的腔。
117.条款20.根据条款19所述的系统,进一步包括:
118.圆角填料作业台(161),其定位在所述进料装配线内的所述囊袋作业台之后,其中当所述可扩张托盘(112)移动经过所述圆角填料作业台时,圆角填料被安装到所述层压装料(116)中。
119.已经出于说明和描述的目的呈现了对不同有利布置的描述,并且不旨在穷举或限
制于所公开的形式的实例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。此外,与其他有利实例相比,不同的有利实例可以描述不同的优点。选择和描述所选择的一个或多个实例是为了解释实例的原理、实际应用,并使本领域的其他普通技术人员能够理解具有考虑的适合特定用途的各种修改的各种实例的公开内容。
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