用于生产具有芯的声学结构的设备及声学结构的生产方法
【技术领域】
[0001]本公开总体涉及声学结构，并且更具体地涉及用于将声学装置安装到蜂窝芯(celluar core)中的方法和设备。
【背景技术】
[0002]声学结构被用在各种各样的应用中，以使噪声衰减。例如，用于减少航空发动机的噪声的一种类型的声学结构为声学衬里，该声学衬里包括面板构造，其中蜂窝芯被夹在穿孔的内蒙皮和未穿孔的外蒙皮之间。蜂窝芯在每个隔室中均可具有隔膜(septum)，以便提高衬里的声学性能。
[0003]存在至少三种已知方法用于蜂窝芯的隔膜化(septumizat1n)，每种方法均耗费时间且劳动强度大，部分原因是每个隔膜必须被单独放置到芯的隔室中。第一种方法需要使所述芯裂开并且使用粘合剂将隔膜层结合到裂开的芯之间。第二种方法涉及失蜡工艺(lost wax process)，其创建掩埋的隔膜，其中蜂窝芯被挤压到錯中。液体树脂的薄层在錯的顶部浮动，其然后固化而形成固体层，并且蜡熔融而离开蜂窝芯。第三种方法涉及使用自动化机器人工艺，其中带有翼片的各隔膜件一个接一个地插入每个蜂窝隔室中。通过将蜂窝板仔细浸渍到液体粘合剂中达到某一深度来使各隔膜件的翼片结合到蜂窝隔室壁。
[0004]因此，需要有既快速又有成本效益的用于将诸如隔膜的声学装置放置到蜂窝芯中的方法和设备。还需要有比迄今可行的方法更高度自动化且高效的生产声学结构的方法。
【发明内容】
[0005]所公开的实施方式提供了用于生产声学结构的全自动化方法和设备，所述声学结构比如是用于声音控制的隔膜化的芯。使用计算机控制的激光器将声学材料切割至期望的声学装置形状并且周边焊接所述材料来生产所述声学结构。诸如隔膜的大量声学装置可快速地插入到蜂窝芯的隔室中并且在全自动控制下被结合到位。机器视觉系统和数字控制保证了所述声学装置在所述芯中的准确对准和精确放置。
[0006]根据一个公开的实施方式，提供了一种用于生产具有芯的声学结构的设备，所述芯具有多个隔室。末端执行器被安装在操纵器上，并且包括多个声学装置放置工具，每个声学装置放置工具能够将声学装置放置到所述芯的所述隔室中的一个隔室中。数字控制器包括一组数字指令，用于控制所述操纵器的运动和所述末端执行器的操作。所述声学装置放置工具被布置到对置的第一集合(bank)和第二集合中。所述声学装置放置工具均被安装在所述末端执行器上，以在声学装置拾取位置和声学装置放置位置之间进行枢转运动。所述声学装置放置工具均包括:能够插入到所述声学装置中的芯棒；以及用于将声学装置保持在所述芯棒上的真空拾取装置。所述声学装置放置工具均进一步包括多个指状部，所述多个指状部可移位到所述声学装置的端部中，以使所述声学装置的所述端部成形为匹配所述隔室。所述设备进一步包括视觉系统，所述视觉系统用于引导所述末端执行器并且使所述声学装置放置工具中的每个均与所述芯的所述隔室之一对准。所述视觉系统包括:激光器，所述激光器被安装在所述末端执行器上，以将激光器光斑引到所述芯上；以及相机，所述相机被安装在所述末端执行器上，以观察所述芯的所述隔室。所述设备还包括材料供给系统，所述材料供给系统用于供给重叠的声学材料带以及与所述声学材料带重叠并且粘附至所述声学材料带的粘合剂材料带。与所述数字控制器联接的激光器将所述声学材料带切割成所述声学装置的形状。与所述声学装置放置工具中的每个联接的固化装置使所述粘合剂材料带固化。所述固化装置可包括热辐射发生器，所述热辐射发生器能够将热辐射引到所述粘合剂材料带上。
[0007]根据另一公开的实施方式，提供了一种用于具有多个隔室的声学芯的自动化生产的设备。所述设备包括:材料供给系统，所述材料供给系统用于供给声学材料带；以及激光器，所述激光器用于将所述声学材料带转换为多个声学装置。所述设备进一步包括:末端执行器，所述末端执行器用于拾取所述声学装置并且将所述声学装置放置到所述隔室中；以及控制器，所述控制器与所述激光器和所述末端执行器联接。所述材料供给系统包括声学材料带的两个卷轴，所述声学材料带能够从卷轴拉开而形成彼此重叠的关系。所述材料供给系统进一步包括粘合剂材料带的两个卷轴，所述粘合剂材料带能够从所述卷轴拉开而形成彼此横向间隔开的关系并且与所述声学材料带重叠。所述控制器能够控制所述激光器的操作并且包括一组程序化指令，这一组程序化指令指引所述激光器从所述声学材料带切割出所述声学装置。所述末端执行器包括多个声学装置放置工具，每个声学装置放置工具能够将声学装置放置到所述芯的所述隔室之一中。所述声学装置放置工具均包括:芯棒，所述芯棒可插入到所述声学装置的一个中；以及真空系统，所述真空系统与所述芯棒联接并且能够在所述声学装置内产生真空，以将所述声学装置保持在所述芯棒上。所述声学装置放置工具均可包括成形器，所述成形器可移位到所述声学装置的端部中，以将所述声学装置的所述端部成形为匹配所述隔室的壁几何形状。所述设备进一步包括视觉系统，所述视觉系统与所述控制器联接，以将所述声学装置放置工具与所述芯的所述隔室中的每个对准。
[0008]根据另一公开的实施方式，提供了一种用于将大致中空的声学装置安装到蜂窝芯的隔室中的设备。所述设备包括:工具，所述工具能够插入到所述声学装置中；以及真空拾取装置，所述真空拾取装置位于所述工具上，能够保持所述声学装置抵靠着所述工具。位于所述工具上的成形器可操作，以将所述声学装置的端部成形为基本匹配所述隔室的几何形状。所述工具是细长的并且沿着其长度渐缩，并且所述成形器包括指状部，所述指状部能在所述工具上滑动并且滑入所述声学装置。所述指状部彼此围绕所述工具沿周向间隔开。所述指状部均具有外尖端，所述外尖端成形为使所述声学装置的端部基本匹配所述隔室的形状。所述设备进一步包括辐射发生器，所述辐射发生器与所述工具联接，并且能够在将所述声学装置安装到所述隔室中期间把辐射引向所述声学装置。
[0009]根据进一步公开的实施方式，提供了一种用于制造适于安装到蜂窝芯中的多个声学装置的设备。所述设备包括:粘合剂，所述粘合剂用于将所述声学装置的每个结合到所述芯；以及声学材料片。设备还包括:切割机，所述切割机用于将所述声学材料片切割成期望的形状；以及接合器，所述接合器用于将所述声学材料片接合到一起。所述粘合剂包括能够拉到所述声学材料片上的至少一个粘合剂材料带。所述声学材料片包括被对准而拉成彼此重叠关系的第一声学材料带和第二声学材料带。所述切割机和所述接合器可包括自动控制的激光器。
[0010]根据又一公开的实施方式，提供了一种生产具有多个隔室的声学芯的方法。所述方法包括:制造多个声学装置；拾取成组的声学装置；将成组的声学装置分别放置到所述芯的隔室中；以及将所述声学装置结合到所述芯。制造声学装置经由以下手段执行:重叠放置声学材料带；以及激光器将所述声学材料带切割成所述声学装置的形状，并且将所述声学材料带的至少包围每个声学装置的一部分的边缘焊接在一起。拾取成组的声学装置包括:将多个芯棒分别插入到所述声学装置中，并且使用抽吸力将所述声学装置保持在所述芯棒上。将成组的声学装置分别放置到所述芯的隔室中经由以下手段执行:使用视觉系统将所述声学装置与所述隔室对准。将所述声学装置结合到所述芯包括:在所述声学装置已经被放置到所述芯中之后，将热辐射引到所述声学装置上。
[0011]根据进一步公开的实施方式，提供了一种将大致中空的声学装置安装到蜂窝芯的隔室中的方法。将工具插入到所述声学装置中，并且使用真空将所述声学装置保持在所述工具上。使用成形工艺将所述声学装置的端部成形为匹配所述隔室的形状。所述方法进一步包括:使用所述工具拾取所述声学装置；以及使用所述工具将所述声学装置放置到隔室中。可通过将多个指状部插入到所述声学装置的所述端部中来执行所述成形工艺。使用所述工具的尖端使可将所述工具插入其中的所述声学装置的所述端部展开来执行所述工具的插入。在所述工具已经插入到所述声学装置中之后，将所述指状部插入到所述声学装置中。所述方法可进一步包括:将粘合剂施加到所述声学装置；以及将所述声学装置结合到所述隔室。通过将辐射从所述工具引到所述粘合剂上来使所述粘合剂固化。
[0012]根据又一公开的实施方式，提供了一种制造适于放置到蜂窝芯中的多个声学装置的方法。把声学材料带重叠放置并切割成多个单独工件，每个单独工件具有所述声学装置中的一个声学装置的轮廓。然后沿着所述单独工件的边缘使所述单独工件接合。可使用激光器将所述声学材料带切割并接合在一起。所述方法可进一步包括:将至少一个粘合剂材料带放置在重叠的声学材料带上。可使用所述激光器来切割所述粘合剂材料带。
[0013]特征、功能和优点可以在本公开的各种实施方式中独立实现或者可在其它实施方式中组合，其中参考以下描述和附图可以看到进一步的细节。
【附图说明】
[0014]在随附权利要求书中阐述了例证性实施方式的特点所认为的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，将参考本公开的例证性实施方式的以下详细描述来最佳地理解