专利名称：使用反向加工使部件共形的制作方法
使用反向加工使部件共形
背景技术：
本公开一般地涉及制造共形部件(conforming component)，和具体地涉及通过使用机器人/机械反向加工(reverse engineer)第一部件并且然后使用相同机器人/机械修改第二部件使其与第一部件共形，从而使第一和第二部件共形的方法和设备。飞行器的主要结构部件的连接，例如，机翼至机身的连接，是飞行器最后装配所需全部时间的重要部分。飞行器最后装配的总的周期时间可以是例如且不限于三天，并且连接主要结构部件所需时间的减少是通常通过彼此相邻放置部件和然后使用多级钻孔过程穿过部件钻孔，连接飞行器的主要结构部件。多级钻孔保证较高的孔质量和部件中最小的毛刺。在多级钻孔过程中钻每一个孔可能需要大约15分钟，并且可能需要钻数百个孔以便于将机翼连接至飞行器机身。因此，整个的飞行器装配过程可能相当缓慢。同样地，在多级钻孔过程中存在产生超出公差之外的孔的相当大的可能性，这可导致进一步的延迟。已提议许多解决方案以加速钻孔操作以便减少飞行器部件的连接周期时间。提议的解决方案包括在要连接的两个部件中钻尺寸不足的孔，和然后当连接部件时扩孔至全尺寸。该提议的解决方案避免多级钻孔过程并且可以减少装配时间。但是，提议的解决方案仍需要大量的钻孔工作并且超出公差之外的孔的可能性仍然存在。在另一提议的解决方案中，钻要连接的部件至例行尺寸，S卩，不使用任何反向加工绘制尺寸。但是，在该提议的解决方案中公差要求严格得多。具体地，每一个部件的公差要求被最大化，因为每一个部件是在没有关于其它部件的所钻孔位置的最新信息下钻孔的。 当考虑可能影响部件的最终配合的所有方面时，该公差要求可能成为难以实现的。另一提议的解决方案是反向加工第一部件并且然后机械加工第二部件以共形于第一部件。通过计量学进行反向加工，并且可能引入除机械误差之外的第二套误差。因此，具有克服在使部件共形中的上述问题的方法和设备是有利的。发明简述在一个有利的实施方式中，使部件共形的方法可以包括使用共形工具 (conforming tool)测量第一部件，和基于测量记录第一部件的位置数据。使用位置数据可以产生共形工具的路径，并且基于产生的路径通过移动相同共形工具可以修改第二部件。在另一有利的实施方式中，使部件共形的方法可以包括使用共形工具测量第一部件的第一特征，和基于测量记录第一特征的位置数据。使用位置数据可以提供共形工具的路径，并且基于提供的路径通过移动相同共形工具在第二部件上可以形成与第一部件上的第一特征共形的第二特征。在仍另一有利的实施方式中，使部件共形的设备可以包括测量第一部件的共形工具，和基于测量提供共形工具的路径以修改第二部件的控制器。设备还可以包括用于沿提供的路径移动相同共形工具以修改第二部件的驱动器。在仍另一有利的实施方式中，计算机程序产品可以包括存储用于使部件共形的计算机可用程序代码的计算机可记录介质。计算机程序产品也可以包括使用共形工具测量第一部件的计算机可用程序代码，和基于测量记录第一部件的位置数据的计算机可用程序代码。计算机程序产品也可以包括使用测量的位置数据提供共形工具的路径的计算机可用程序代码，和基于提供的路径通过移动相同共形工具修改第二部件的计算机可用程序代码。在仍另一有利的实施方式中，使飞行器部件上的孔共形的方法可以包括用连接至机器人臂的测量构件测量第一飞行器部件的第一孔，并且基于测量记录第一孔的位置数据。可以根据记录的位置数据提供第一孔的图，可以使用图修改CAD文件，基于CAD文件可以为机器人产生数字控制的路径，并且可以下载数字控制的路径至机器人。可以从机器人臂移去测量构件以使同样连接至机器人臂的钻暴露，和基于下载的数字控制的路径，通过移动同样连接至机器人臂的钻，可以在与第一飞行器部件上的第一孔共形的第二飞行器部件上钻第二孔。13.用于使部件共形的方法，包括使用共形工具测量第一部件的第一特征；基于所述测量记录所述第一特征的位置数据；使用所述位置数据提供所述共形工具的路径；和基于所提供的路径，通过移动相同共形工具在第二部件上形成与所述第一部件上的所述第一特征共形的第二特征。14.根据权利要求13所述的方法，其中使用共形工具测量第一部件的第一特征包括使用所述共形工具的力量控制运动测量所述第一部件的所述第一特征。15.根据权利要求13所述的方法，其中使用所述位置数据提供所述共形工具的路径包括根据所记录的位置数据提供所述第一特征的图；使用所述图修改CAD文件；基于所述CAD文件产生所述共形工具的数字控制的路径；和下载所述数字控制的路径至所述共形工具，且其中基于所述提供的路径通过移动相同共形工具在所述第二部件上形成所述第二特征包括基于所下载的数字控制的路径，通过移动相同共形工具在所述第二部件上形成所述第二特征。16.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一特征包括第一孔，且其中基于所述提供的路径，通过移动相同共形工具在第二部件上形成与所述第一部件上的所述第一特征共形的第二特征包括在所述第二部件中形成第二孔。17.根据权利要求16所述的方法，其中在所述第二部件中形成第二孔包括在所述第二部件中钻所述第二孔。18.根据权利要求16所述的方法，其中所述第一部件和所述第二部件包括要连接的飞行器部件。19.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一特征包括表面特征，且其中基于所述提供的路径，通过移动相同共形工具在第二部件上形成与所述第一部件上的所述第一特征共形的第二特征包括在所述第二部件上形成第二表面特征。26.计算机程序产品，包括存储用于使部件共形的计算机可用程序代码的计算机可记录介质，所述计算机程序产品包括使用共形工具测量第一部件的计算机可用程序代码；基于所述测量记录所述第一部件的位置数据的计算机可用程序代码；使用所述位置数据提供所述共形工具的路径的计算机可用程序代码；和基于所提供的路径，通过移动相同共形工具修改第二部件的计算机可用程序代码。27.根据权利要求沈所述的计算机程序产品，其中使用共形工具测量所述第一部件的所述计算机可用程序代码包括使用所述共形工具的力量控制的运动测量所述第一部件的计算机可用程序代码。28.根据权利要求沈所述的计算机程序产品，其中使用所述位置数据提供所述共形工具的路径的所述计算机可用程序代码包括根据所记录的位置数据提供所述部件的图的计算机可用程序代码；使用所述图修改CAD文件的计算机可用程序代码；基于所述CAD文件，产生所述共形工具的数字控制的路径的计算机可用程序代码。29.根据权利要求沈所述的计算机程序产品，其中使用共形工具测量所述第一部件的所述计算机可用程序代码包括用连接至机器人臂的测量构件测量所述第一部件的第一特征的计算机可用程序代码，且其中基于所述提供的路径使用相同共形工具修改所述第二部件的所述计算机可用程序代码包括用同样连接至所述机器人臂的修改构件在所述第二部件上形成第二特征的计算机可用程序代码。30.根据权利要求四所述的计算机程序产品，其中所述第一特征包括所述第一部件中的第一孔，且其中用同样连接至所述机器人臂的修改构件在所述第二部件上形成第二特征的所述计算机可用程序代码包括在所述第二部件中钻第二孔的计算机可用程序代码。31.使在飞行器部件上的孔共形的方法，包括用连接至机器人臂的测量构件测量第一飞行器部件的第一孔；基于所述测量记录所述第一孔的位置数据；根据所记录的位置数据提供所述第一孔的图；
使用所述图修改CAD文件；基于所述CAD文件产生所述机器人的数字控制的路径；和下载所述数字控制的路径至所述机器人；从所述机器人臂移去所述测量构件以使同样连接至所述机器人臂的钻暴露；和基于所下载的数字控制的路径，通过移动同样连接至所述机器人臂的所述钻在第二飞行器部件上钻与所述第一飞行器部件上的所述第一孔共形的第二孔。在本公开的各种实施方式中特征、功能和优点可以独立地实现，或者可以在仍其他实施方式中结合，其中进一步的细节可以通过参考下列描述和附图可见。
在所附权利要求中阐明据信为有利的实施方式的特性的新颖特征。但是，当连同附图阅读时，通过参考本公开有利的实施方式的下列详细描述将最好地理解有利的实施方式、以及使用的优选方式、其进一步的目的及优点，其中图1是图解飞行器制造和维修方法的图，在其中可以实施有利的实施方式；图2是根据有利的实施方式的飞行器的图；图3是图解根据有利的实施方式的部件共形系统的方框图；图4是图解根据有利的实施方式的共形工具的图；图5A是图解根据有利的实施方式的测量构件的图；图5B是图解根据有利的实施方式的修改构件的图；图6是根据有利的实施方式的控制器的图；图7是根据有利的实施方式的使部件共形的方法的流程图；和图8是根据有利的实施方式的使第一和第二部件共形的方法的流程图。发明详述更具体地参考附图，可以在如图1中所示的飞行器制造和维修方法100以及如图2 中所示的飞行器200的情况中描述公开的实施方式。在生产前的期间，飞行器制造和维修方法100可以包括飞行器200的计划书和设计102和材料采购104。在生产期间，进行部件和子配件制造106和飞行器200的系统集成108。其后，飞行器200可以进行证书的发给和交付110，以置于使用112中。当客户使用时，安排飞行器 200的常规维护和维修114的时间表(其也可包括修改、重新配置、重新磨光等等)。飞行器制造和维修方法100的每一个过程可以由系统集成者、第三方和/或经营者(例如，客户)完成或者进行。为描述的目的，系统集成者可以包括而不限于任意数量的飞行器制造商和主要系统分包商；第三方可以包括例如而不限于任意数量的供货商、分包商和供应商；以及经营者可以是航空公司、租赁公司、军事实体、维修组织等等。如图2中所示，飞行器制造和维修方法100生产的飞行器200可以包括机体202 与多个系统204以及内部206。系统204的实例包括一个或多个推进系统208、电系统210、 水力系统212和环境系统214。在该实例中可以包括任意数量的其他系统。尽管显示的是航空航天实例，但公开的原理可用于其他工业，诸如汽车工业。在飞行器制造和维修方法100的任意一个或多个阶段期间可以使用在此实施的设备和方法。例如，不限于，当飞行器200在使用中时，以与生产的部件或者子配件相似的方式可以加工或者制造对应于部件和子配件制造106的部件或者子配件。同样地，在部件和子配件制造106和系统集成108期间可以利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式、或者其结合，例如，不限于，通过显著加速飞行器200的装配或者减少飞行器200的成本。作为具体的实例，在部件和子配件制造106和系统集成108期间可以实施有利的实施方式以连接飞行器部件。有利的实施方式提供使部件——例如，当装配飞行器时要连接的飞行器部件—— 共形的方法和设备。不同的有利的实施方式认识到，当通过使用相同工具测量第一部件和修改第二部件以共形于第一部件，使第一和第二部件共形时，可以使超出公差的情形最小化。因为在第二部件修改期间工具结构将与在第一部件测量期间的工具结构相似，可以使超出公差的情形最小化。如果通过与修改第二部件的工具不同的工具完成第一部件的测量，超出公差的情形可能是较多的，因为不同的工具具有不同的误差特性。通过使用相同机
7械反向加工第一部件和修改第二部件，减少超出误差的情形，并且可以减少连接第一部件和第二部件所需要的总时间。不同的有利的实施方式认识到并且考虑使用力量控制以在修改第二部件以共形于第一部件中使超出误差的情形最小化。具体地，当在第一部件上移动共形工具以反向加工第一部件时，使用力量控制对通过共形工具测量的第一部件实现稳定和一致的接触压力，并且然后使用反向加工，以通过完成测量的相同工具产生用于修改第二部件的有利的路径，以使第二部件与第一部件共形。现在参考图3，根据有利的实施方式描述图解部件共形系统的方框图。在该实例中，以参考数字300表示部件共形系统，并且一般地包括共形工具302，其用于测量第一部件诸如部件304和用于修改第二部件诸如部件305，以使第二部件305与第一部件304共形，以及控制器306，其用于控制共形工具302的操作。在图3中图解的有利的实施方式中， 共形工具302作为机器人302执行。在其他有利的实施方式中，共形工具可以作为机械工具或者并联运动机床(parallel kinematic machine)执行。机器人302包括支持机器人臂310的机器人主体308。机器人臂310起着自动化操作器的功能并且通过运动驱动器311能够沿着多个轴例如五个或和六个轴运动，并且在其外部末端具有测量构件312和修改构件314。修改构件314可以是用于在第二部件305上完成期望的修改操作的任何适当工具。在一个有利的实施方式中，修改构件314可以作为钻实施，以将孔322钻入或者钻过第二部件305。根据其他有利的实施方式，修改构件314可以是对第二部件305进行其他类型修改以使第二部件与第一部件304共形的工具。测量构件312可以使用力量控制测量第一部件304的特征的当前位置和/或情况。具体地，通过机器人驱动器311控制机器人臂310以在用接触力测量的第一部件304 的第一特征320上移动测量构件312，在测量期间保持该接触力稳定和一致，不管测量工具相对于第一部件304的第一特征320的位置如何。根据本公开有利的实施方式，第一特征 320包括孔320和测量构件312包括围绕修改构件314的可拆卸地安装的套筒330。可以使套筒330的尺寸合适以延伸进入孔320内并且在孔320内恰好地配合，以便可以保持套筒330的接触表面323与孔320的侧壁表面3M接触，以通过方量控制在箭头334大体表示的力量方向测量侧壁表面324的表面几何形状，给出孔位置和方向。在另一有利的实施方式中，测量构件可以是代替测量构件的固体块(solid piece) 0当通过机器人驱动器311移动机器人臂310以使套筒330沿着第一部件304的侧壁表面3 的表面轮廓前进时——其中套筒330的接触表面323通过力量控制334与侧壁表面3M有效地接触，通过测量构件312可以探测套筒前进的路径。具体地，当在第一部件 304中的孔320中移动套筒330时可以测量代表套筒330的位置的位置数据338，并且在控制器306中记录位置数据338以形成位置数据记录340。然后可以根据位置数据产生孔 320的侧壁表面324的图342，并且使用该图修改CAD文件344以允许产生需要的数字控制的(NC)路径346，用于操作修改构件修改第二部件305以共形于第一部件304。可以转化 NC路径为机器语言，如348所示。如350所示，然后可以下载转化的NC路径至机器人臂以控制机器人臂310的运动，并且因此，通过机器人驱动器311控制修改构件314的运动。相对于修改构件314的中心线(轴)335，套筒330的接触表面323在固定的位置。因此，测量构件上的接触表面323总是可以追溯到适合于修改第二部件306的修改构件。在修改构件包括钻的有利的实施方式中，测量构件312上的接触表面323总是可以追溯到钻末端336和钻的中心线(轴)335。在测量操作期间，套筒330可以完全延伸进入第一部件304中的孔320。套筒330 可以具有与孔320的预期的内部形状匹配的形状。在这点上，如果用埋头钻形成孔320，套筒330可以具有相同的埋头钻几何形状。使套筒330的尺寸合适以滑配合地进入孔320，以便可以使用力量控制精确地完成该配合。结果，可以精确地测量第一部件304中的孔320的方向和位置。在测量操作之后，机器人臂310相对于第二部件305定位并且除去套筒330以使修改构件314暴露，或者可选地，可以除去测量构件并且以修改构件代替测量构件。根据有利的实施方式，通过用第二部件代替第一部件或者通过移动机器人302至邻近第二部件 305或者到第二部件305上，可以实现机器人臂相对于第二部件的定位。在机器人相对于第二部件定位之后，操作修改构件314以在第二部件305中形成孔322，例如且不限于，通过在第二部件305中钻孔322。如上所指出，如350所示下载至机器人臂310的转化的NC路径可以用于控制机器人臂310的运动，并且因此，通过机器人驱动器311控制修改构件314的运动以形成孔。现在参考图4，根据有利的实施方式描述图解共形工具的图。在该实例中，共形工具400作为机器人400实施并且是图3中机器人302的一种实施的实例。在该实例中，机器人400包括机器人主体402和机器人臂404。机器人400可以是独立式的结构，可以邻近要测量的第一部件406并且邻近要修改的第二部件408进行放置，或者可以通过吸盘、带、 或者另一安装机构直接安装机器人主体402至部件。第一部件406是图3中第一部件304 的一种实施的实例，而第二部件408是图3中第二部件305的一种实施的实例。图4图解安装在机器人臂404的末端407的测量构件410和修改构件412。测量构件410是图3中测量构件312的一种实施的实例，并且修改构件412是图3中修改构件 314的一种实施的实例。根据图4中图解的有利的实施方式，例如，通过夹住测量构件的侧面的平头螺丝418，或者通过另一连接机构，测量构件410适合于在第一部件406上的测量过程期间可拆卸地连接至机器人臂404的末端407，并且然后被除去以使修改构件412暴露，用于第二部件408上的修改过程。根据另一有利的实施方式，可以除去测量构件并且用修改构件代替。图4图解机器人臂404，其被放置以使测量构件410在测量过程期间延伸进入第一部件406的孔420。在有利的实施方式中，第一和第二部件406和408包括彼此共形的第一和第二部件，并且测量构件410包括用于测量第一部件406中的孔420的侧壁表面424的套筒，和修改构件412包括用于在第二部件408中钻共形于第一部件406中的孔420的孔的钻，使得部件可以，例如且不限于，适当地连接在一起。在其他有利的实施方式中，修改构件412可以是用于在第二部件上形成特征以与第一部件上的特征共形的任意种类的工具。现在转向图5A和5B，图5A是图解根据有利的实施方式的测量构件的图，和图5B 是图解根据有利的实施方式的修改构件的图。具体地，图5A是图4中机器人臂404的末端 407的放大图，和图5B是机器人臂404的末端407的放大图，其中测量构件410被除去以便于使修改构件412暴露用于修改过程。
如图5A中所示，当连接至机器人臂的末端407时测量构件410包括围绕修改构件 412的套筒。套筒410具有接触表面522，其适合在测量过程期间与第一部件406的侧壁表面523有效地接触。可以由金属或者另一选择的材料形成套筒410以便于不损坏和/或刮划被测量的表面并且保持其形状。用于测量侧壁表面523的力的量应小于将损坏、变形和/或刮划第一部件的力，但是足以保证在测量过程期间保持与侧壁表面523的接触，即，没有由于力量太小从表面跳动或者偏移。根据有利的实施方式，用于测量第一部件406的侧壁表面523 的力的量可以是大约5至大约20牛顿，取决于所用力传感器的灵敏度和容量。完成测量过程之后，可以除去测量构件410以使修改构件412暴露用于加工过程， 如图5B中图解。然后可以操作机器人臂404相对于第二部件408移动修改构件412以修改第二部件408(即形成孔320)。因为修改构件412的中心线(轴)535和轴535上的修改构件的接触末端536可以与测量构件410的接触表面522有关，测量构件410进行的测量可用于设计修改构件412的路径以适当地修改第二部件408。在这点上，可以移动机器人或者部件以相对于第二部件定位机器人臂404。在每一个阶段期间必须保持机器人相对于每一个部件的位置的准确索引，以保证第二部件中加工的特征将与第一部件中的特征共形。在这点上，可以期望的是，第一和第二部件相对于机器人的定位是相似的。现在转向图6，根据有利的实施方式描绘的是控制器的图。在该实例中，控制器 600是图3中控制器308的一种实施的实例。在该说明性的实例中，控制器600包括通信光纤602，其提供处理器单元604、内存606、永久性存储器608、通信单元610、输入/输出(I/ 0)单元612和显示器614之间的通信。处理器单元604起到执行可以加载进入内存606的软件的指令作用。处理器单元 604可以是一组一个或多个处理器或者可以是多处理器核，取决于具体的实施。内存606和永久性存储器608是存储装置的实例。存储装置是能够临时或永久存储信息的任一件硬件。在这些实例中，内存606可以是例如随机存取存储器或者任意其他适当的易失性或者非易失性存储装置。根据具体的实施，永久性存储器608可以采用各种形式。例如，永久性存储器608可以包含一个或多个部件或者装置。例如，永久性存储器 608可以是硬盘、闪速内存、可重写光盘、可重写磁带、或者上述的一些结合。永久性存储器 608使用的介质也可以是可拆卸的。例如，可拆卸的硬盘可用于永久性存储器608。在这些实例中，通信单元610提供与其他数据处理系统或者装置的通信。在这些实例中，通信单元610是网络接口卡。通信单元610通过使用物理的和无线的通信连接之一或者二者可以提供通信。输入/输出单元612允许用可连接至控制器600的其他装置输入和输出数据。例如，输入/输出单元612可以提供使用者通过键盘和鼠标输入的连接。进一步，输入/输出单元612发送输出信号至打印机。显示器614提供为使用者显示信息的机构。操作系统和应用或者程序的指令位于永久性存储器608上。这些指令可以被加载进入内存606用于通过处理器单元604执行。通过处理器单元604使用计算机执行的指令可以实现不同实施方式的过程，所述指令可以位于内存中，诸如内存606中。这些指令被称为可以由处理器单元604中的处理器读取和执行的程序代码、计算机可用程序代码、或者计算机可读程序代码。在不同的物理的或者有形的计算机可读介质诸如内存606或者永久性存储器608上，可以包含不同实施方式中的程序代码。程序代码616以功能型位于计算机可读介质618上，该可读介质是选择性地可移动的并且可以加载至控制器600上或者传输至控制器600，用于通过处理器单元604执行。 在这些实例中，程序代码616是可以用于产生图3中表面区域图342、CAD文件344、NC路径 346和转化的NC路径348的软件的实例。在这些实例中程序代码616和计算机可读介质618形成计算机程序产品620。在一个实例中，计算机可读介质618可以是有形的形式，诸如，例如插入或者置于驱动器或者其他装置中的光盘或者磁盘，其是用于转移至存储装置上的永久性存储器608的一部分， 诸如是永久性存储器608的一部分的硬盘。在有形的形式中，计算机可读介质618也可以采用永久性存储器的形式，诸如硬盘、优盘(thumb drive)、或者连接至控制器600的闪速内存。计算机可读介质618的有形的形式也被称为计算机可记录存储介质。在一些情况下，计算机可读介质618可以不是可移动的。可选地，程序代码616可以经过到通信单元610的通讯连接从计算机可读介质618 传输至控制器600，和/或经过到输入/输出单元612的通讯连接从计算机可读介质618 传输至控制器600。在说明性的实例中通信连接和/或连接可以是物理的或者无线的。计算机可读介质也可以表现为非有形介质的形式，诸如包含程序代码的通信连接或者无线传输。现在参考图7，描述根据有利实施方式的使部件共形的方法的流程图。用参考数字 700总体上表示该方法，并且可以始于使用共形工具测量第一部件(操作702)。基于测量可以记录第一部件的位置数据(操作704)，并且使用位置数据可以提供工具的路径，例如且不限于，通过产生工具的数字控制的路径(操作706)。基于提供的路径通过移动相同工具可以修改第二部件(操作708)。现在参考图8，描述根据有利实施方式的使第一和第二部件共形的方法的流程图。 用参考数字800总体地表示该方法，并且，在图8中图解的有利实施方式中，该方法可以是在第二部件——例如且不限于第二飞行器部件——中钻第二孔以共形于第一部件——例如且不限于第一飞行器部件——中的第一孔的方法。方法800可以始于稳定要测量的第一部件，例如且不限于，图3中的第一部件304或者图4和5A中的第一部件406(操作802)。 例如，通过安装第一部件以使第一部件的弯曲运动和振动最小化可以实现稳定。然后可以放置共形工具以测量第一部件(操作804)。在一个有利的实施方式中， 共形工具可以是机器人，例如且不限于，图3中的机器人302或者图4中的机器人400，并且所述放置可以放置机器人邻近或者在要测量的第一部件上以保证机器人完全接近要测量的第一部件的特征，例如且不限于，图3中的孔320或者图4和5A中的孔420。然后相对于要测量的第一部件304或者406可以锁定机器人302或者400在适当的位置，以防止机器人302或者400与第一部件304或者406之间的相对运动(操作806)。例如，可以在邻近第一部件的自立位置锁定机器人，或者可以通过吸盘或者其他安装机构直接安装机器人至第一部件。然后可以连接修改构件——例如且不限于图3中的修改构件314或者图4、5A和
115B中的修改构件412——至机器人臂，例如且不限于图3中的机器人臂310或者图4、5A和 5B中的机器人臂404(操作808)，并且也可以安装测量构件——例如且不限于图3中的测量构件312或者图4和5A中的测量构件410——至机器人臂310或者404(操作810)。在一个有利的实施方式中，测量构件可以包括测量套筒，例如且不限于图3中的套筒330，其在测量过程期间围绕修改构件安装，并且然后除去以使修改构件暴露用于修改过程。在有利的实施方式中，套筒具有接触表面，例如且不限于图3中的接触表面323和图5A中的接触表面422，并且可以以这种方式安装至机器人臂404，使得套筒330的接触表面323或者 422与轴系统诸如TCP——例如且不限于图3中的轴335和图4和5A中的轴535——和修改工具的接触末端——例如且不限于图3中的接触末端336和图5B中的接触末端536有关。然后可以使用测量构件的力量控制的运动，用测量构件测量要测量的第一部件的特征(操作812)。当在第一部件的第一特征——例如且不限于图3中的孔322和图4和 5A中的孔420——上移动测量构件时，记录特征的位置数据，例如且不限于图3中的位置数据338(操作814)。使用位置数据可以产生要测量的特征的图，例如且不限于图3中的图342(操作816)，并且图可用于基于图修改CAD文件，例如且不限于图3中的CAD文件 344(操作818)。然后可以产生加工工具的数字控制的(NC)路径，例如且不限于图3中的 NC路径346 (操作820)，可以转化产生的NC路径为机器语言，例如且不限于图3中的转化的NC路径348 (操作822)，并且可以下载转化的NC路径至机器人，例如且不限于图3中的下载的NC路径350(操作824)。然后可以相对于要修改的第二部件，例如且不限于图3中的第二部件305或者图 4和5B中的第二部件408放置机器人(操作826)。根据有利的实施方式，通过从邻近或者第一部件上的位置至邻近或者第二部件上的位置移动机器人，或者通过以第二部件代替第一部件可以实现所述放置。无论如何，所述放置是这样的，在测量操作期间，第二部件和机器人的相对位置与第一部件和机器人的相对位置相似。然后相对于第二部件，将机器人锁定在位置(操作828)。然后从机器人臂可以除去测量构件以使加工构件暴露(操作830)，并且基于下载的NC路径，通过在第二部件上移动修改构件可以修改第二部件，以在第二部件上形成第二特征(操作832)。例如且不限于，修改构件可以是钻，并且修改操作可以是在第二部件中钻第二孔以与第一部件中的第一孔共形。在另一有利的实施方式中，修改构件可以是磨铣钻头(milling bit)并且修改操作可以是表面加工第二部件的表面以与第一部件表面共形。在第二部件的修改之后，可以清洁(操作834)并且检查(操作836)第二部件，以便在共形的部件上进行后来的操作，例如且不限于通过延伸紧固件经过第一和第二孔连接第一和第二部件。表面也共形，减少或者消除垫补的需要。为说明和描述的目的已提供不同的有利实施方式的描述，并且并非意欲穷举性的或者限于公开形式的实施方式。对本领域普通技术人员，许多修改和变型是明显的。另外， 与其他有利的实施方式相比，不同的有利实施方式可以提供不同的优点。选择并且描述所选择的实施方式或者多个实施方式是为了最好地解释实施方式的原理、实际应用，并且使得本领域其他普通技术人员理解具有各种修改的各种实施方式的公开内容，所述各种修改适合于预期的具体应用。
1权利要求
1.使部件共形的方法，其包括 使用共形工具测量第一部件；基于所述测量记录所述第一部件的位置数据； 使用所述位置数据提供所述共形工具的路径；和基于所提供的路径通过移动相同共形工具修改第二部件。
2.根据权利要求1所述的方法，其中使用共形工具测量所述第一部件包括 使用所述共形工具的力量控制的运动测量所述第一部件。
3.根据权利要求1所述的方法，其中使用所述位置数据提供所述共形工具的路径包括根据所记录的位置数据提供所述第一部件的图； 使用所述图修改CAD文件；和基于所述CAD文件产生所述共形工具的数字控制的路径。
4.根据权利要求3所述的方法，并且还包括下载所述数字控制的路径至所述共形工具，其中基于所述提供的路径通过移动相同共形工具修改所述第二部件包括基于所下载的数字控制的路径，通过移动相同共形工具修改所述第二部件。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述共形工具包括机器人、加工工具或者并联运动机床之一。
6.根据权利要求5所述的方法，其中使用共形工具测量所述第一部件包括用连接至所述机器人的臂的测量构件测量所述第一部件的第一特征，并且其中基于所述提供的路径使用相同共形工具修改所述第二部件包括用同样连接至所述机器人的所述臂的修改构件在所述第二部件上形成第二特征。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第一特征包括所述第一部件中的第一孔，并且其中用连接至所述机器人的臂的测量构件测量所述第一部件的第一特征包括测量所述第一孔的侧壁表面，并且其中用同样连接至所述机器人的所述臂的修改构件在所述第二部件上形成第二特征包括在所述第二部件中形成第二孔。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述修改构件包括钻。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在所述测量期间所述测量构件围绕所述钻，并且还包括在所述测量之后除去所述测量构件。
10.根据权利要求9所述的方法，并且还包括当所述测量构件围绕所述钻时，在相对于所述钻的钻轴的固定位置定位所述测量构件的接触表面。
11.使部件共形的设备，所述设备包括 共形工具，其用于测量第一部件；控制器，其用于提供所述共形工具的路径以基于所述测量修改第二部件；和驱动器，其用于沿所提供的路径移动相同共形工具用于修改所述第二部件。
12.根据权利要求11所述的设备，其中所述共形工具包括 测量构件，用于测量所述第一部件；和修改构件，用于修改所述第二部件。
13.根据权利要求11所述的设备，其中所述共形工具包括机器人，并且其中所述测量构件和所述修改构件连接至机器人臂。
14.根据权利要求13所述的设备，其中所述测量构件连接至所述机器人臂以在测量所述第一部件期间围绕所述修改构件，并且其中在修改所述第二部件期间从所述机器人臂除去所述测量构件以使所述修改构件暴露。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述测量构件测量所述第一部件中的第一孔， 并且其中所述修改构件包括用于在所述第二部件中钻第二孔的钻，并且其中在相对于所述钻的钻轴的固定位置定位所述测量构件的接触表面。
全文摘要
使部件共形的方法可以包括使用共形工具测量第一部件，并且基于该测量记录第一部件的位置数据。使用位置数据可以提供共形工具的路径，并且基于提供的路径，通过移动相同共形工具可以修改第二部件。
文档编号G05B19/4097GK102257447SQ200980151549
公开日2011年11月23日 申请日期2009年12月18日 优先权日2008年12月19日
发明者P·J·克劳泽斯 申请人:波音公司