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_2

文档序号:9525202阅读:来源:国知局
例证性实施方式以及其优选的使用模式、进一步的目标和优点,其中:
[0015]图1是隔膜化的蜂窝芯的立体图的图示,隔室壁的各部分被剖开以露出各隔膜。
[0016]图2是声学衬里的一部分的横截面图的图示。
[0017]图3是用于生产声学结构的系统的框图的图示。
[0018]图4是示出拉到切割台上的声学材料带和粘合剂材料带的立体图的图示。
[0019]图5是类似于图4的图示,但示出的带已经被拉下切割台,并且激光器已经将带切割为一组单独的隔膜。
[0020]图6是安装在机器人上的末端执行器的立体图的图示。
[0021]图7是末端执行器的端视图的图示,其中放置工具的折叠位置以虚线表示。
[0022]图8是图7示出的末端执行器的侧视图的图示。
[0023]图9是定位成拾取一组单独的隔膜的末端执行器的立体图的图示。
[0024]图10是示出处于拾取隔膜的过程中的放置工具的放大立体图的图示。
[0025]图11是示出处于完全折叠位置中的放置工具的末端执行器的端视图的图示。
[0026]图12是类似于图11的图示,但示出了放置工具的已经部分旋转成准备拾取一组隔膜的一个集合。
[0027]图13是类似于图11的图示,但示出了放置工具的已经部分旋转成准备拾取另一组隔膜的另一集合。
[0028]图14是示出即将拾取一个隔膜的一个放置工具的侧视图的图示。
[0029]图15是类似于图14的图示,但示出的放置工具已经展开并进入隔膜。
[0030]图16是类似于图15的图示,但示出的形成在放置工具上的指状部已经移位到并形成在隔膜的开口端中。
[0031]图17是示出蜂窝芯的弯曲段的等距视图的图示,其中由末端执行器来放置隔膜。
[0032]图18是示出了已经将放置工具定位在所述芯的单独隔室上方的末端执行器的立体图的图示。
[0033]图19是示出了视觉系统如何相对于隔室使放置工具对准的等距视图的图示,并且其中一个隔膜由一个放置工具放置在隔室中。
[0034]图20是示出了经由辐射热能使粘合剂固化的立体图的图示。
[0035]图21是放大立体图的图示,更佳地示出了辐射热能如何从放置工具传送到粘合剂的区域。
[0036]图22是示出了用于将声学装置结合到蜂窝芯的热辐射能的示意图的图示,隔室壁的各部分被剖开以露出粘合剂材料带。
[0037]图23是在若干隔膜已经放置并结合到位之后的图17示出的蜂窝芯的一部分的立体图的图示。
[0038]图24是声学结构的自动化生产的方法流程图的图示。
[0039]图25是飞行器生产及维修方法的流程图的图示。
[0040]图26是飞行器的框图的图示。
【具体实施方式】
[0041]所公开的实施方式涉及包含大量声学装置的诸如声学蜂窝芯(cellularacoustic core)的声学结构的自动化生产的方法和设备。例如,参照图1,声学结构30具有包含多个单独隔室42的声学蜂窝芯(本文中有时被称为蜂窝芯)32。每个隔室42包含大致中空的声学装置34,用于改变蜂窝芯32的声学特性,诸如声音衰减。在图示的示例中,声学装置34包括离散的锥形隔膜34,隔膜34被结合到蜂窝芯32,然而,其它类型的声学装置34也可使用下面描述的方法和设备安装到蜂窝芯32中。
[0042]现在参照图2,例如而非限制性地,所公开的方法和设备可用于使被用作声学衬里30的声学结构30的蜂窝芯32隔膜化。声学衬里30可用在喷气发动机的各个部分中,以使噪声衰减。声学衬里30是夹层面板构造,广泛地包括分别夹在内面片36和外面片38之间的蜂窝芯32。内面片36包括位于其中的多个穿孔40,多个穿孔40允许包括噪声的声波穿过内面片36而进入蜂窝芯32。经由诸如粘合剂结合的任何合适的工艺将内面片36附接至蜂窝芯32的顶部。类似地,外面片38可经由粘合剂结合而附接至蜂窝芯32的底部。
[0043]在图示的实施方式中,内面片36和外面片38均可包括复合材料层压板,诸如CFRP(碳纤维增强塑料),然而,这些面片中的任一者可包括其它材料。蜂窝芯32由多个单独的多边形隔室42形成,隔室42由多个隔室壁44限定。在图示的示例中,隔室42为六边形,然而其它的隔室几何形状是可行的。蜂窝芯32由多个单独的复合材料隔膜34隔膜化,使用下面描述的方法和设备将隔膜34准确地放置到并结合到芯32中。隔膜34是穿孔的,或者可由诸如网的多孔材料形成,这允许一部分声波穿过隔膜34,向下朝向外面片38穿过隔室42。
[0044]可统称为隔膜34的各隔膜34具有上段46和下段48。隔膜34的上段46基本具有与隔室42 (在图示的实施方式中为六边形)的形状相同的横截面,并被粘接地结合到隔室壁44,从而将隔膜34的位置固定到隔室42内。在图示的实施方式中,隔室壁44和隔膜34可由诸如PEEK热塑性塑料的(机织或针织)的复合织物形成,然而其它材料也是可行的。
[0045]大致中空的隔膜34的下段48在隔室42中向下延伸期望的深度,在预选的体积、形状和表面积的隔室42内形成腔50,针对所选择的应用,这实现了期望的声学性能。例如,隔膜34的大小、形状和表面积可选择成形成谐振腔50,谐振腔50协助抵消或减弱在声学结构30上流动的声波/噪声,该声波/噪声经由内面片36中的穿孔40而进入蜂窝芯32。
[0046]在图示的实施方式中,隔膜34的下段48为大体锥形的形状,然而隔膜34也可具有在蜂窝芯32的整个区域内恒定或变化的其它形状,从而允许声学结构30在不同的区域中调整,以使不同类型的噪声(诸如不同频率范围的噪声)衰减。另外,虽然在图示的实施方式中隔膜34的上段46被定位在隔室42的顶部,但在其它实施方式中,隔膜34可定位在隔室42内的下部,使得上段46在隔室42顶部的下面间隔开。如先前指出的,隔膜34仅仅例示了根据所公开的方法可以安装到蜂窝芯32中的范围宽广的声学装置34。
[0047]现在将注意力转向图3,图3广泛地图示了用于声学结构30的自动化生产的设备55的功能部件,声学结构30具有多个单独的隔室42,隔室42包含大致中空的声学装置34,诸如隔膜。设备55包括材料供给系统56、自动控制激光切割机/焊机62、末端执行器60和数字控制器80。材料供给系统56提供:采取声学材料带58形式的声学材料片;以及采取粘合剂材料带65形式的粘合剂。声学材料带58被激光切割机/焊机62切割成各声学装置34的期望形状。将粘合剂材料带65 (下文中有时被称为“粘合剂”)施加到各隔膜34,用于将声学装置34结合到蜂窝芯32的单独的隔室42内。虽然在图示的实施方式中,结合的粘合剂65被示出为带,但在其它实施方式中,粘合剂65可采取使用任何的各种技术施加到声学装置34的其它形式,诸如膏状粘合剂、液体粘合剂或粘合剂条。将激光切割机/焊机62安装在操纵器64上,操纵器64可包括机器人(未示出)、龙门(未示出)或由控制器80以数字的方式控制并且能够使激光切割机/焊机62在期望的程序化路径上移动的类似机器。如将在下面讨论的,激光切割机/焊机62同时作为:将声学材料片切割成期望形状的切割机,以及在所述片已经被切割成期望的轮廓形状之后接合所述片的边缘的接合器。
[0048]将末端执行器60安装在操纵器66上,操纵器66可与用于控制激光切割机/焊机62的操纵器64相同或不同。在图示的示例中,如将在下面讨论的,操纵器66包括在数字控制器80的控制下具有多自由度并且能够使末端执行器60沿着多轴移动的机器人。例如而非限制性地,数字控制器80可包括PC (个人计算机)、通用程序计算机或PLC (可编程逻辑控制器)。数字控制器80可包括或可访问采取一个或多个软件程序的形式的一组数字程序化指令82。
[0049]末端执行器60包括机器视觉系统72、多个声学装置放置工具68、真空系统70以及可包括辐射发生器的一个或多个固化装置78。每个声学装置放置工具68均与真空系统70联接,真空系统70的功能是保持声学装置34,直到声学装置34已被放置并结合到隔室42内。机器视觉系统72可包括:用于将激光器光斑(未示出)引到蜂窝芯32上的激光器74 ;以及用于观察芯32的相机系统76,并且相机系统76用于检测激光器光斑和关于对准以及将声学装置34准确放置到芯隔室42中所需要的蜂窝芯32的其它细节。每个固化装置78均可操作,以产生在安装过程期间使粘合剂65固化的辐射,以便把声学装置34结合到已将声学装置34安装到其中的隔室42的隔室壁44 (图2)。由固化装置78产生的辐射可以是热(例如红外)、UV(紫外线)或适合使针对应用而选择的特定粘合剂65固化的其它波长。
[0050]现在将注意力转向图4和图5,图4和图5图示了材料供给系统56以及用于使用激光切割机/焊机62来生产声学装置34的工艺的另外细节。材料供
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