[發明專利]自動化夾具

在審

• 申請號: 202110466465.6
• 申請日: 2021-04-28
• 公開（公告）號: CN113580175A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 安東尼·杰克遜;邁克爾·雷德曼;大衛·坎特;馬修·福斯特
• 申請（專利權）人: 空中客車營運有限公司
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 董敏;李新燕

本發明涉及一種自動化夾具，其具有夾具框架、機動夾具爪部和機器人端部執行器連接器。夾具爪部中的一個夾具爪部可以接納鉆削工具和/或緊固工具。夾具爪部中的一個夾具爪部具有用于檢測夾具的位置的位置傳感器。夾具形成自動化夾緊系統的一部分。夾緊系統用于將肋腹板自動地夾緊至飛行器機翼盒的肋支柱或集成的肋支腳，以用于對肋腹板肋支柱或集成的肋支腳進行自動化鉆削和/或將肋腹板緊固至肋支柱或集成的肋支腳。

技術領域

本發明涉及自動化夾具，并且涉及將肋腹板自動地夾緊至飛行器機翼盒的肋支柱或集成的肋支腳以用于對肋腹板以及肋支柱或集成的肋支腳進行自動化鉆削和/或將肋腹板緊固至肋支柱或集成的肋支腳的方法。

背景技術

飛行器的機翼通常包括扭力盒，該扭力盒在結構框架的任一側上包括上翼型蓋和下翼型蓋(或上蒙皮和下蒙皮)，結構框架包括翼展方向上的翼梁和翼弦方向上的肋。每個機翼設置有至少一個翼梁，但兩個或更多個翼梁更常見。在飛行器機翼中，扭力盒通常被稱為機翼盒。蓋也可以用縱梁加強，縱梁大體上沿翼展方向延伸。

在傳統的飛行器機翼盒中，每個肋均螺栓連接至上蓋和下蓋以及前翼梁和后翼梁。每個肋均具有大體平坦的腹板和用于連結至翼梁和蓋中的每一者的凸緣。由于需要制造、鉆削、填充墊片(shim)，然后將許多部件螺栓連接在一起，因此這種機翼盒的組裝可能既費時又復雜。

為了減少零件數量以及改進組裝，已經對機翼盒的結構和制造進行了各種改進。例如，肋可以通過肋支柱連結至翼梁。肋支柱具有連結至翼梁的肋支柱支腳和用于連結至肋腹板的直立的肋支柱腹板。可以在組裝機翼盒之前將肋支柱連結至翼梁。

肋可以通過肋支腳連結至上蓋或下蓋。肋支腳具有與蓋的內表面連結或集成的肋支腳凸緣和用于連結至肋腹板的直立的肋支腳腹板。蓋可以包括一體式縱梁/加強件，并且每個肋支腳均可以具有與其中一個一體式加強件連結或一體地形成的第二凸緣。肋支腳可以在組裝機翼盒之前與蓋連結或一體地形成。

蓋中的至少一個蓋可以與翼梁中的至少一個翼梁集成。例如，翼梁和蓋可以由復合層壓材料一體地形成以形成翼梁-蓋，使得翼梁的復合材料經形成在翼梁與蓋之間的折疊區域連續地延伸到蓋中。翼梁-蓋可以呈Z形。翼梁-蓋可以呈歐米伽形(Omega-shaped)。

盡管進行了這些結構改進，但是組裝機翼盒通常仍需要鉆削出緊固件孔，并且因此需要拆卸以對鉆削出的孔進行清潔以及去毛刺，然后重新組裝這些部件以便進行最終緊固。

期望以“單向組裝”過程來制造機翼。單向組裝涉及對組件進行鉆削和緊固而無需在鉆削之后和緊固之前進行拆卸的中間步驟。如果未施加夾緊力，則單向組裝通常不可行，因為在鉆削期間可能進行層間去毛刺(inter-laminar burring)，并且使在重新組裝和最終緊固之前進行拆卸和清潔成為必需。

為了使飛行器機翼的單向組裝成為可能，一旦組裝開始，需要在不移除蒙皮蓋中的一個蒙皮蓋或另一蒙皮蓋的情況下對所有肋和翼梁進行鉆削并且將所有肋和翼梁緊固至上蒙皮蓋和下蒙皮蓋。如果主機翼結構的任意一個部件不能通過這種單向組裝過程進行組裝，則就無法實現單向組裝過程的減少構建時間的益處。

發明內容

本發明的第一方面提供了一種用于將肋腹板夾緊至飛行器機翼盒的肋支柱或集成的肋支腳的自動化夾具，該自動化夾具包括：夾具框架，該夾具框架具有第一臂和第二臂；機器人端部執行器連接器，該機器人端部執行器連接器聯接至夾具框架；夾具爪部，該夾具爪部包括位于第一臂和第二臂中的一者的近端端部處的第一爪部和位于第一臂和第二臂中的另一者的近端端部處的第二爪部，其中，夾具爪部中的至少一個夾具爪部能夠通過馬達朝向和遠離夾具爪部中的另一夾具爪部移動以使爪部打開和閉合，其中，夾具爪部中的至少一個夾具爪部構造成接納工具模塊并且具有孔口，鉆削工具和緊固工具中的一者或更多者能夠穿過該孔口而插入，并且其中，夾具爪部中的至少一個夾具爪部具有用于檢測夾具相對于飛行器機翼盒的位置的至少一個位置傳感器。