[發(fā)明專利]用于實(shí)時(shí)可變的針噴丸成形的控制反饋回路

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410392671.7
• 申請(qǐng)日: 2014-08-11
• 公開（公告）號(hào): CN104460511A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 勞倫·K·倫德奎斯特;麥凱·A·孔茨;詹姆斯·E·皮勒斯;詹姆斯·B·卡斯?fàn)?/a>;約翰·Z·林;塞巴斯蒂安·內(nèi)爾維
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號(hào): G05B19/19
• 分類號(hào): G05B19/19
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;吳孟秋

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

根據(jù)美國專利申請(qǐng)?zhí)?4/031,771，本申請(qǐng)是2013年9月19日提交的題為“Control?Feedback?Loop?for?Real-Time?Variable?Needle?Peen?Forming”的美國專利申請(qǐng)的相關(guān)申請(qǐng)，通過引用將其全部內(nèi)容結(jié)合于本申請(qǐng)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容涉及使用機(jī)械系統(tǒng)來改變金屬部件(part)的物理特性。更具體地說，本公開內(nèi)容涉及制造用于飛機(jī)和航空航天工業(yè)中的金屬組件(components)的機(jī)械加工(諸如噴丸金屬工件)的方法和裝置。

背景技術(shù)

眾所周知，通過使用諸如震動(dòng)噴丸、超聲噴丸、和激光噴丸等現(xiàn)有系統(tǒng)將包括片狀或板狀金屬的金屬工件加工成有用組件。雖然這種系統(tǒng)非常有效，但在為了達(dá)到滿足組成部件(component?part)的設(shè)計(jì)要求而需要通過進(jìn)一步噴丸來額外加工工件或部件時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問題。這種額外加工增加了加工的部件的制造成本。

在已通過引用合并于本文的以上確定(above?identified)相關(guān)的申請(qǐng)中，公開了使用可調(diào)參數(shù)來控制將金屬工件撞擊成最終金屬組件。與現(xiàn)有系統(tǒng)所得的結(jié)果相比，這種控制提供顯著更有效的金屬組件的加工。

當(dāng)前，存在一種提供將金屬工件加工成最終金屬組件的系統(tǒng)的需要，其中，比現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行更為有效的加工，此外，與相關(guān)申請(qǐng)中所描述的系統(tǒng)結(jié)合以提供高效的多重撞擊系統(tǒng)(multiple?impacting?system)，該系統(tǒng)涉及很少(如果有的話)的額外加工時(shí)間來實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。

通過比較這些系統(tǒng)與如參考附圖而在本申請(qǐng)的剩余部分中闡述的本公開內(nèi)容，常規(guī)和傳統(tǒng)方法的進(jìn)一步的限制和缺點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說將變的顯而易見。

根據(jù)美國專利申請(qǐng)?zhí)?4/013,690，本申請(qǐng)是與其同日，即，2013年9月19日提交的題為“Method?and?Apparatus?for?Impacting?Metal?Parts?for?Aerospace?Applications”的美國專利申請(qǐng)的相關(guān)申請(qǐng)。

發(fā)明內(nèi)容

在本公開內(nèi)容的一個(gè)方面中，提供一種用于加工并改變金屬工件的物理特性而成為最終金屬組件的方法。通過先前的測(cè)試建立預(yù)定加工參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。工件在物理特性的變化過程中被牢固地放置。工件的表面被從動(dòng)構(gòu)件多次撞擊以實(shí)現(xiàn)最終金屬組件的同時(shí)通過預(yù)定加工參數(shù)控制撞擊。方法包括在撞擊期間感測(cè)工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)(physical?condition)。隨著工件的物理狀態(tài)被改變，根據(jù)工件的當(dāng)前現(xiàn)有狀態(tài)的感測(cè)將預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)(adjusted?processing?parameters)。對(duì)工件的表面施加進(jìn)一步的撞擊的同時(shí)利用調(diào)整后的加工參數(shù)控制撞擊。

本公開內(nèi)容的另一方面涉及一種用于加工和成形(forming)金屬工件的輪廊的方法。建立預(yù)定加工參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)(achieving)工件的輪廊。設(shè)置控制器并且將預(yù)定加工參數(shù)安裝在控制器中。設(shè)置端部執(zhí)行器并且將從動(dòng)構(gòu)件安裝在端部執(zhí)行器上。端部執(zhí)行器和控制器互相通信。工件被定位成用于加工直到工件被實(shí)現(xiàn)(achieving)輪廊。設(shè)置從動(dòng)構(gòu)件用于多次撞擊工件的表面以在預(yù)定加工參數(shù)的控制下實(shí)現(xiàn)工件的輪廊。傳感器在撞擊期間監(jiān)測(cè)工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)。操縱器與控制器通信以定位并且在預(yù)定加工參數(shù)控制下通過預(yù)定運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)端部執(zhí)行器。響應(yīng)于從傳感器接收的工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)，預(yù)定加工參數(shù)被調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)。對(duì)工件的進(jìn)一步撞擊是在調(diào)整后的加工參數(shù)的控制下。

本公開內(nèi)容的又一方面涉及提供一種用于改變金屬工件的物理特性而成為金屬組件的裝置。設(shè)置支撐件(support)用于安置加工期間的工件。從動(dòng)構(gòu)件對(duì)工件的表面施加多次撞擊。具有預(yù)定加工參數(shù)的控制器連接至從動(dòng)構(gòu)件用于在預(yù)定加工參數(shù)的控制下對(duì)工件的表面施加多次撞擊以改變金屬工件的物理特性。設(shè)置傳感器用于當(dāng)從動(dòng)構(gòu)件對(duì)工件施加多次撞擊時(shí)感測(cè)工件的現(xiàn)有物理狀態(tài)。反饋系統(tǒng)將感測(cè)的工件的物理狀態(tài)傳輸至控制器，以響應(yīng)于工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)將預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)用于進(jìn)一步撞擊以實(shí)現(xiàn)金屬組件。

已討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在各實(shí)施方式中獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，但也可以與其他實(shí)施方式組合來實(shí)現(xiàn)，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可參照以下的書面說明和附圖來理解。

附圖說明

圖1是表示用于加工金屬工件的物理特性而成為最終金屬組件的裝置、方法和系統(tǒng)的流程圖；

圖2是撞擊金屬工件的從動(dòng)構(gòu)件的示意性的、簡(jiǎn)化的示圖；