[發明專利]用于生產具有芯的聲學結構的設備及聲學結構的生產方法

有效

• 申請號: 201510315713.1
• 申請日: 2015-06-10
• 公開（公告）號: CN105280176B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: E·赫雷拉;N·T·格肯;J·S·鮑曼
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G10K11/168
• 分類號: G10K11/168;G05B19/18
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東

本發明涉及用于生產具有芯的聲學結構的設備及聲學結構的生產方法。激光器(62)將重疊的聲學材料帶(58)切割為聲學裝置(34)。自動控制的操縱器(66)包括末端執行器(60)，該末端執行器具有成組的放置工具(68)，用于同時將多個聲學裝置(34)放置到蜂窩芯(32)中。放置工具(68)包括芯棒(104)，該芯棒設置有真空拾取裝置，用于在運送到芯(32)期間拾取并保持聲學裝置(34)。視覺系統將放置工具(68)與芯(32)的隔室(42)對準。末端執行器(60)包括熱輻射(138)裝置，用于將聲學裝置(34)結合到芯(32)。

技術領域

本公開總體涉及聲學結構，并且更具體地涉及用于將聲學裝置安裝到蜂窩芯(celluar core)中的方法和設備。

背景技術

聲學結構被用在各種各樣的應用中，以使噪聲衰減。例如，用于減少航空發動機的噪聲的一種類型的聲學結構為聲學襯里，該聲學襯里包括面板構造，其中蜂窩芯被夾在穿孔的內蒙皮和未穿孔的外蒙皮之間。蜂窩芯在每個隔室中均可具有隔膜(septum)，以便提高襯里的聲學性能。

存在至少三種已知方法用于蜂窩芯的隔膜化(septumization)，每種方法均耗費時間且勞動強度大，部分原因是每個隔膜必須被單獨放置到芯的隔室中。第一種方法需要使所述芯裂開并且使用粘合劑將隔膜層結合到裂開的芯之間。第二種方法涉及失蠟工藝(lost wax process)，其創建掩埋的隔膜，其中蜂窩芯被擠壓到蠟中。液體樹脂的薄層在蠟的頂部浮動，其然后固化而形成固體層，并且蠟熔融而離開蜂窩芯。第三種方法涉及使用自動化機器人工藝，其中帶有翼片的各隔膜件一個接一個地插入每個蜂窩隔室中。通過將蜂窩板仔細浸漬到液體粘合劑中達到某一深度來使各隔膜件的翼片結合到蜂窩隔室壁。

因此，需要有既快速又有成本效益的用于將諸如隔膜的聲學裝置放置到蜂窩芯中的方法和設備。還需要有比迄今可行的方法更高度自動化且高效的生產聲學結構的方法。

發明內容

所公開的實施方式提供了用于生產聲學結構的全自動化方法和設備，所述聲學結構比如是用于聲音控制的隔膜化的芯。使用計算機控制的激光器將聲學材料切割至期望的聲學裝置形狀并且周邊焊接所述材料來生產所述聲學結構。諸如隔膜的大量聲學裝置可快速地插入到蜂窩芯的隔室中并且在全自動控制下被結合到位。機器視覺系統和數字控制保證了所述聲學裝置在所述芯中的準確對準和精確放置。

根據一個公開的實施方式，提供了一種用于生產具有芯的聲學結構的設備，所述芯具有多個隔室。末端執行器被安裝在操縱器上，并且包括多個聲學裝置放置工具，每個聲學裝置放置工具能夠將聲學裝置放置到所述芯的所述隔室中的一個隔室中。數字控制器包括一組數字指令，用于控制所述操縱器的運動和所述末端執行器的操作。所述聲學裝置放置工具被布置到對置的第一集合(bank)和第二集合中。所述聲學裝置放置工具均被安裝在所述末端執行器上，以在聲學裝置拾取位置和聲學裝置放置位置之間進行樞轉運動。所述聲學裝置放置工具均包括：能夠插入到所述聲學裝置中的芯棒；以及用于將聲學裝置保持在所述芯棒上的真空拾取裝置。所述聲學裝置放置工具均進一步包括多個指狀部，所述多個指狀部可移位到所述聲學裝置的端部中，以使所述聲學裝置的所述端部成形為匹配所述隔室。所述設備進一步包括視覺系統，所述視覺系統用于引導所述末端執行器并且使所述聲學裝置放置工具中的每個均與所述芯的所述隔室之一對準。所述視覺系統包括：激光器，所述激光器被安裝在所述末端執行器上，以將激光器光斑引到所述芯上；以及相機，所述相機被安裝在所述末端執行器上，以觀察所述芯的所述隔室。所述設備還包括材料供給系統，所述材料供給系統用于供給重疊的聲學材料帶以及與所述聲學材料帶重疊并且粘附至所述聲學材料帶的粘合劑材料帶。與所述數字控制器聯接的激光器將所述聲學材料帶切割成所述聲學裝置的形狀。與所述聲學裝置放置工具中的每個聯接的固化裝置使所述粘合劑材料帶固化。所述固化裝置可包括熱輻射發生器，所述熱輻射發生器能夠將熱輻射引到所述粘合劑材料帶上。