[發(fā)明專利]復合物制造系統(tǒng)及相關方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010469344.2
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN112008797A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設計）人: 喬納森·揚·安;賽拉斯·勞頓·斯塔德利;利薩·克里斯蒂娜·卡爾森;杰克·A·里夫斯;格雷戈里·P·弗里德;達雷爾·達爾文·瓊斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: B26D7/08
• 分類號: B26D7/08;B26D7/00;B25J11/00;B26D1/00
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 李佳佳

提供了一種復合物制造系統(tǒng)。該復合物制造系統(tǒng)包括機器人臂和連接到該機器人臂的修整系統(tǒng)。該修整系統(tǒng)包括刀具、旋轉裝置、若干個激光器和與刀具相關聯(lián)的負荷傳感器。旋轉裝置構造成使刀具的刀片圍繞中心點旋轉。若干個激光器構造成確定相對于刀片的期望位置的刀片位置。負荷傳感器構造成在修整未固化復合結構期間感測施加到刀片的力的大小。控制器基于從其部件所接收的信息來控制修整系統(tǒng)的行為。

技術領域

本公開總體上涉及制造復合結構。更具體地說，本公開涉及在制造用于飛機應用的復合結構時所使用的修整系統(tǒng)。

背景技術

制造商使用復合結構以向各種應用提供輕質且結構堅固的零件。對于飛機制造商來說，增加復合制造工藝的效率是其優(yōu)先考慮的事情。他們追求成本的降低和飛機生產(chǎn)速率的增加，同時在加工期間使復合零件的返工或丟棄的風險最小化。

在制作零件時，將復合結構修整成所需要的構造。修整是耗時且復雜的工藝。用于飛機應用的一些復合結構的長度是70+英尺。關于制造地面定向和移動這種大型結構需要時間、空間和人力。

可在固化之前或之后將復合結構修整成其所期望的構造。當在固化或結合之前修整復合結構時，復合材料是軟的，使得其難以保持切割的完整性。為了解決這個挑戰(zhàn)，在真空下使用超聲刀來切割復合結構。盡管如此，未固化復合材料的易碎狀態(tài)可能導致刀具刀片偏轉或不同區(qū)域的切割厚度不一致。在一些情況下，偏離很大以致具有變形或破壞刀具刀片的風險。

因此，所需要的是具有考慮到上述問題中的至少一些以及其他可能的問題的方法和設備。

發(fā)明內(nèi)容

本公開的說明性實施例提供了一種復合物制造系統(tǒng)，其包括機器人臂和連接到該機器人臂的修整系統(tǒng)。修整系統(tǒng)包括刀具、旋轉裝置、若干個激光器以及與刀具相關聯(lián)的負荷傳感器。旋轉裝置構造成使刀具的刀片圍繞中心點旋轉。若干個激光器構造成確定相對于刀片的期望位置的刀片位置。負荷傳感器構造成在修整未固化復合結構期間感測施加到刀片的力的大小。

本公開的另一說明性實施例提供了一種用于修整未固化復合結構的方法。相對于未固化復合結構定位修整系統(tǒng)。將修整系統(tǒng)連接到機器人臂。將修整系統(tǒng)中的刀具的刀片與用于切割的開始位置對齊。沿著路徑修整未固化復合結構。基于修整期間施加到刀片的力的大小來調(diào)整刀具的參數(shù)。

本公開的又一說明性實施例提供了一種用于修整用于飛機的未固化復合結構的復合物制造系統(tǒng)。該復合物制造系統(tǒng)包括工具、機器人臂和連接到機器人臂的修整系統(tǒng)。修整系統(tǒng)包括刀具、旋轉裝置、若干個激光器、與刀具相關聯(lián)的負荷傳感器以及控制器。未固化復合結構鋪放在工具上。

可在本公開的各個實施例中獨立地實現(xiàn)特征和功能，或者可與其他實施例組合而實現(xiàn)這些特征和功能，其中，可參考下文的描述和附圖來觀察進一步的細節(jié)。

附圖說明

在下文中陳述了說明性實施例的特征中認為新穎的特征。然而，在與附圖一起閱讀時，通過參考本公開的說明性實施例的下文具體實施方式來最佳地理解說明性實施例以及其所使用的優(yōu)選模式、進一步目標和特征，在附圖中：

圖1是根據(jù)說明性實施例的復合物制造系統(tǒng)的立體圖的圖示；

圖2是根據(jù)說明性實施例的制造環(huán)境的框圖的圖示；

圖3是根據(jù)說明性實施例的修整系統(tǒng)的立體圖的圖示；

圖4是根據(jù)說明性實施例的修整系統(tǒng)的側視圖的圖示；

圖5是根據(jù)說明性實施例的修整系統(tǒng)的俯視圖的圖示；

圖6是根據(jù)說明性實施例的修整系統(tǒng)的分解圖的圖示；

圖7是根據(jù)說明性實施例的刀具刀片的圖示；

圖8是根據(jù)說明性實施例的刀具刀片的另一個圖示；