将薄膜材料施加到伸长构件的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及在基板上方施加薄膜，并且更特别涉及沿着伸长结构构件(例如，复合纵梁)的表面施加和修剪(trim)薄膜材料的方法和装置。
【背景技术】
[0002]复合结构和其他结构可以使用结构性薄膜粘合剂材料而被粘接在一起，所述结构性薄膜粘合剂材料可以包括用于控制粘接层厚度的载体(例如，薄亚麻布(scrim))。例如，在飞行器工业中，复合纵梁可以通过互相粘接或者使用结构性薄膜粘合剂材料以二次粘接操作而与另一复合零件(例如，蒙皮)结合，所述结构性薄膜粘合剂材料被施加在纵梁上的凸缘的表面上方。带有施加的薄膜粘合剂的纵梁凸缘被放置抵靠蒙皮，并且使用热技术或其他技术将薄膜粘合剂固化。
[0003]准备长复合结构构件(例如，飞行器纵梁)以便进行粘合剂粘接操作是一个多阶段过程，其目前是耗时并且劳动密集的。薄膜粘合剂材料被人工铺开到纵梁的长度，在飞行器应用情况下，该长度可以是90英尺或者以上，并且接着必须从薄膜移除保护性聚酯衬料(backer)。整个长度的薄膜材料接着被一组工人翻转，以便将薄膜粘合剂的背面放置在纵梁的基座凸缘上。接着，工人将过多的薄膜材料从基座凸缘的边缘人工修剪掉。该手工修剪技术可以是枯燥、耗时的并且呈现出损伤基座凸缘边缘的风险，特别是在凸缘被切有斜角的情况下。在手工修剪期间，可能产生外来物体碎肩，如果其被粘结到纵梁，则会影响到粘接的期望度。在修剪之后，薄膜材料通过手工平滑，之后纵梁被翻转并且被真空袋处理，以便抵靠纵梁基座凸缘压实薄膜材料。
[0004]因此，需要一种用于将薄膜材料施加到长结构构件的方法和装置，该方法和装置减少对人工劳动的依赖，并且改善处理流程时间。还需要一种用于施加薄膜材料的方法和装置，该方法和装置提供迅速修剪过多的材料以匹配结构细节(detail)，并且消除真空袋压实的需要。
【发明内容】
[0005]所公开的实施例提供了一种用于将成卷的薄膜材料施加在长结构构件(例如，复合纵梁、翼梁、横梁以及加强板(doublers)等)的表面上方的方法和装置。薄膜材料施加器被用于沿着长结构构件的长度在单次行程(single pass)中放置、修剪薄膜材料、移除衬料并且压实薄膜材料。薄膜材料施加器和相关的施加方法可以减少处理流程时间，以及返回成本(包括劳动力和材料)。可以实现改进的材料利用率和改进的薄膜材料均匀性以及装配。在修剪薄膜材料期间对结构构件边缘的潜在损伤也可以被减少或消除。薄膜施加器避免了使用机载马达和自动控件，因此相对简单、可靠并且容易使用。薄膜施加器能够被容易地装配，并且由生产工人人工操作。
[0006]根据一个公开的实施例，提供了一种用于将薄膜施加到伸长构件的表面的装置。该装置包括托架、适于安装托架以便沿着伸长构件移动的辊以及在托架上的用于分配薄膜的薄膜材料的供应装置。该装置进一步包括在托架上的用于抵靠伸长构件的表面压实薄膜的压实辊和用于当托架沿着伸长构件的移动时修剪薄膜材料的两个边缘的薄膜切割器组件。
[0007]伸长构件可以包括顶部、底部以及侧面，并且辊接合伸长构件的顶部、底部以及侧面。辊可以包括安装在托架上的用于夹紧伸长构件的侧面的前辊和后辊，以及安装在托架上的用于接合伸长构件的顶部的前牵引轮胎和后牵引轮胎。薄膜包括衬料，并且该装置进一步包括衬料卷绕卷盘和衬料卷绕驱动组件，衬料卷绕卷盘被安装在托架上，用于当薄膜正在从薄膜的供应装置分配时卷绕并且积累衬料，衬料卷绕驱动组件用于当托架沿着伸长构件移动时驱动衬料卷绕卷盘旋转。薄膜的供应装置包括被安装以便在托架上旋转的薄膜材料供给辊，并且衬料卷绕驱动组件通过薄膜供给辊的旋转而被驱动。薄膜切割器组件可以包括被枢转地附连到托架的一对横向间隔的臂和被分别附连到所述臂用于当托架沿着伸长构件移动时切割薄膜材料的边缘的一对切割器刀。薄膜切割器组件进一步包括用于引导薄膜材料的引导槽和适于滑动地接合伸长构件的边缘的从动件表面。从动件表面与切割器刀耦接并且引导切割器刀沿着伸长构件的边缘切割薄膜材料。
[0008]根据另一实施例，提供了一种用于将薄膜材料施加到伸长复合纵梁的凸缘表面的装置。该装置包括适于被安装在伸长复合纵梁上并且可沿着伸长复合纵梁移动的托架，被安装在托架上的用于当托架沿着纵梁移动时抵靠凸缘表面压实薄膜材料的压实辊，以及在托架上的适于保持一定量的薄膜材料并且将薄膜材料分配给压实辊的材料供给辊组件。该装置可以进一步包括在托架上的适于当薄膜材料正在被分配给压实辊时将薄膜材料上的衬料卷绕的卷绕卷盘，在托架上的用于当托架沿着复合纵梁移动时对凸缘表面加热的加热器，以及在薄膜材料已经抵靠凸缘表面被压实之后修剪薄膜材料的边缘以匹配复合纵梁的外形的薄膜修剪器。托架包括:上框架，其适于被定位在凸缘表面上方并且在其上安装有压实辊、薄膜材料供给辊组件、卷绕卷盘、加热器以及薄膜切割器；和下框架，其适于被布置在凸缘表面下方。该装置可以进一步包括在下框架上的用于抵靠伸长复合纵梁夹紧托架的辊，被安装在上框架上的用于卷绕薄膜材料上的衬料的衬料卷绕卷盘，以及被耦接在薄膜供给辊组件和衬料卷绕卷盘之间的用于驱动衬料卷绕卷盘的旋转的驱动装置。薄膜修剪器包括适于接合并且跟随凸缘表面的相对的边缘的一对从动件和被分别枢转地安装在从动件上的用于沿着凸缘表面的相对的边缘切割薄膜材料的一对切割器刀。
[0009]根据又一实施例，提供了一种用于将薄膜材料施加到伸长构件的表面的方法。该方法包括:沿着伸长构件的表面移动托架；从托架上的材料供应装置分配薄膜；当托架沿着伸长构件的表面移动时，使用托架上的压实辊抵靠伸长构件的表面压实薄膜；以及修剪已经抵靠伸长构件的表面被压实的薄膜的边缘，包括当托架沿着伸长构件的表面移动时使用托架移动至少一个切割器通过薄膜。当托架沿着伸长构件的表面移动时，分配、压实以及修剪在单次行程中被执行。该方法可以进一步包括从正在被分配的薄膜去除衬料并且将衬料积累在托架上的衬料卷绕卷盘上。修剪薄膜的边缘包括:当托架沿着伸长构件的表面移动时，拖动一对切割器刀通过薄膜；跟随伸长构件的边缘；以及移动切割刀以便跟随伸长构件表面的边缘。
[0010]根据又一实施例，提供了一种用于将薄膜材料施加在复合纵梁上的凸缘表面的长度上方的方法。该方法包括:将薄膜材料施加器放置在凸缘表面上；沿着复合纵梁的长度移动薄膜材料施加器；当薄膜材料施加器沿着复合纵梁的长度移动时，使用薄膜材料施加器分配薄膜材料并且将其施加到凸缘表面；以及当薄膜材料施加器沿着复合纵梁的长度移动时，使用薄膜材料施加器修剪薄膜材料的边缘以便基本匹配凸缘表面的边缘。将薄膜材料施加器放置在凸缘表面包括，抵靠复合纵梁的顶部、底部以及侧面夹紧薄膜材料施加器。使用薄膜材料施加器修剪薄膜材料的边缘包括:跟随凸缘表面的边缘；移动切割刀以跟随凸缘表面的边缘；以及使用切割刀以便沿着凸缘表面的边缘切割薄膜材料的边缘。该方法可以进一步包括，将切割薄膜材料的边缘所产生的废料薄膜卷绕在托架上的卷盘上。该方法也可以包括，将薄膜材料衬料卷绕在托架上的卷盘上。卷盘可以被允许在废料薄膜和薄膜材料衬料的卷绕期间使用滑动离合器来滑动。
[0011]特征、功能以及优点能够被独立地实现在本公开的不同实施例中，或者可以与其他实施例组合，通过参考以下描述和附图，能够看出进一步的细节。
【附图说明】
[0012]在所附权利要求书中陈述了被认为是说明性实施例的特性的新颖特征。然而，当结合附图一起阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的以下【具体实施方式】，将充分地理解说明性实施例以及优选的使用模式、进一步的目的以及优点，其中:
[0013]图1是根据公开实施例的薄膜材料施加器的功能性方框图的图示。
[0014]图2是具有基座凸缘表面的纵梁的透视图的图示，其中使用图1中所示的薄膜材料施加器将薄膜材料施加到所述基座凸缘表面。
[0015]图3是图2中所示的纵梁的端视图的图示。
[0016]图4是上透视图的图示，其示出处于将薄膜放置在纵梁凸缘上的过程中的薄膜材料施加器的一个侧面。
[0017]图5是与图4相似的图示，但是其示出薄膜材料施加器的相对/另一侧面。
[0018]图6是示出薄膜材料施加器的一个侧面的下透视图的图示。
[0019]图7是与图6相似的图示，但是其示出薄