压力脚偏移突出件的制作方法
【专利摘要】一种用于自动翼梁装配工具的突出件组件包含基座和接合构件。偏移构件在所述基座和所述接合构件之间延伸。所述偏移构件具有基本U形从而允许所述接合构件通达到结构组件在锐角后方的部分。
【专利说明】压力脚偏移关出件
【技术领域】
[0001]公开的实施例大体涉及自动化制造系统，并且更具体地涉及钻孔工具压力脚，其具有几何离隙以加强在锐角后方的紧固件上的定位。
【背景技术】
[0002]自动钻孔系统应用于各种工业，以实现大型结构部件的快速匹配钻孔和装配。在大型商业飞机或军用飞机的装配中，结构常常需要承重腹板的复杂成形，所述腹板将紧固件置于锐角后方的相关联的结构法兰上。为了有效钻孔，自动化系统需要压力脚以与钻脚相反地偏移钻孔力。现有技术系统中，矩形或圆柱形压力脚被附接于自动压力机。这两种配置都不可应用于锐角腹板。
[0003]因此期望提供用于允许通达到锐角腹板后方的自动钻孔的压力脚。
【发明内容】
[0004]本文描述的实施例提供一种用于包括基座和接合构件的自动翼梁装配工具的突出件组件。偏移构件在基座和接合构件之间延伸。偏移构件大致为U形，从而允许接合构件通达到结构组件在锐角后方的部分。
[0005]突出件组件在某些实施例中可以被结合到用于具有锐角的结构组件的自动钻孔台中，其包括具有钻轴的钻孔台和用于反作用于由钻轴施加的钻孔力的补偿台。突出件组件安装于补偿台。
[0006]实施例提供了用于具有锐角的结构组件的自动钻孔的方法，其中偏移突出件附接于反作用台。之后随反作用台定位偏移突出件以接收阻挡结构元件。通过使用反作用台反作用于钻孔力，驱使偏移突出件的突出部分与延伸出阻挡结构元件的结构接触。
[0007]以上讨论的特征、功能和优势可以在本公开各种实施例中独立实现或者可以在另一些实施例中结合，参照下面的描述和附图可以看到更多详细内容。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1是具有带有附接法兰和成角度腹板的翼梁的航空结构的等距视图，成角度腹板相对于穿过法兰的所需紧固件布置成锐角；
[0009]图2是图1的结构的底部截面图，其示出了锐角腹板、法兰和紧固件孔；
[0010]图3是图1的结构的放大的部分前视图，其在如虚线所示被遮挡的紧固件和特征的情况下示出了对紧固件孔位置的遮挡；
[0011]图4具有用于结构组件的钻孔区段和反作用区段的自动钻孔系统的图示；
[0012]图5是应用于图4的自动钻孔系统的现有技术的突出件的详细仰视图；
[0013]图6是现有技术突出件的等距视图；
[0014]图7是反作用区段的压力脚的偏移突出件的详细仰视图；
[0015]图8是图7的偏移突出件的等距视图；
[0016]图9是应用于图1的锐角腹板和结构的偏移突出件和压力脚的仰视图；和
[0017]图10是使用所公开的偏移突出件的实施例以便为由锐角结构元件覆盖的孔的钻孔提供反作用力的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018]本文公开的实施例提供一种压力脚偏移突出件，其允许诸如自动化翼梁装配工具(ASAT)的自动化制造机器到达锐角零件后方以便数控(NC)定位和钻孔，以使在终端配件或其他锐角零件上钻取成排紧固件自动化。突出件中的偏移允许通达到之前对于直突出件不能到达的区域，并且因而为夹具或反作用力提供加载路径，从而允许在使用偏移在结构中具有锐角的一侧上提供夹紧力的同时从结构组件的可通达侧钻孔。所公开的实施例扩展了 ASAT型机器的多功能性和潜在的数控自动化应用。
[0019]参见附图，图1示出了示例性结构组件10，如燃料箱蒙皮和大型商用飞机的样板。结构组件10包含蒙皮12和样板14。样板14具有法兰16和腹板18。法兰16用多个延伸通过孔22的紧固件20紧固于蒙皮12，如图2所示。如图3所示，法兰16和腹板18形成的锐角遮挡了法兰中的孔位置。
[0020]如图4所示的自动钻孔系统24包含钻孔台(drilling stat1n) 26和补偿台(bucking stat1n)28。所示例子可应用于商用飞机机翼箱组件的潮湿侧(翼梁的内部燃料箱侧)与干燥侧(不与燃料接触的翼梁的外侧)之间的翼梁附接孔的钻孔。钻孔台可以具有多个钻轴或钻头，例如钻轴30，钻轴或钻头延伸以与待钻孔的结构组件10接触。为防止在钻孔期间形成层间毛边，作用于潮湿侧上的突出件补偿台28提供反作用的夹紧力，其与钻轴30和作用于干燥侧上的钻孔台26所施加的突出件夹紧力相等并且相反。通常，突出件31从居中于待钻的孔位置上的反作用台28延伸以便为钻轴提供反作用力，允许碎屑收集及其他功能。钻孔台26和补偿台28适于在NC自动控制下定位运动以便对齐钻轴30和突出件31并接合结构组件以通过钻轴30和突出件31对钻孔力的反作用力而钻孔。对于如结构组件10的锐角构造，如图5和图6所示的突出件31的现有技术示例的直突出件32，由于腹板18的阻碍而不能通达到孔位置。
[0021]如图7和图8示出了当前的偏移构造实施例。偏移突出件40被提供用作突出件31。偏移突出件40包含旋转法兰附件42。嵌入旋转法兰附件42中的多个稀土磁体43提供与补偿台28的基石29 (如图4所见)的磁性接合。偏移突出件40与基石的磁性附接允许当补偿台28使突出件与结构的一部分处于强制横向接触时有“分离”能力。主体44由旋转法兰42延伸且具有补偿角部分46以提供离隙48，腹板18能够延伸到离隙48内从而允许附接有压力头(pressure nose) 52的突出部分50通达到孔22的位置以便为钻轴提供反作用压力，如图9所示。对于实施例所示的，偏移突出件40的主体44、偏移成角度部分46和突出部分50形成基本U形或C形以接纳。旋转法兰42允许偏移突出件40的偏移成角度部分46的取向可由补偿台28定位以接受来自任何期望方向(以角度53表示)的锐角法兰。压力头52是带有孔54的大致圆柱形，钻头通过孔54被接纳。作为结构的接合构件的压力头52和作为容纳产生盲孔条件的结构元件的成角度构件的偏移成角度部分46的组合允许钻孔的自动化操作。图9中，作为示例,钻头55被示为延伸通过轴侧压力头56,然而，在正常操作中，钻头可以不延伸直至加工件10的法兰16和蒙皮12在压力头52和压力头56之间被夹紧。
[0022]如图10所示，当前实施例可通过将偏移突出件附接于反作用台而应用于在锐角结构中钻孔，步骤1002。然后，偏移突出件在反作用台上旋转到特定角度以接纳阻挡孔位置的结构元件，步骤1004。然后，反作用台定位偏移突出件以接纳阻挡结构元件，步骤1006。然后，反作用台驱使偏移突出件的突出部分上的压力头与结构接触以夹紧或反作用于钻孔力，步骤1008。然后，定位钻孔台使得钻轴和位于结构的用于钻孔的相反侧上的偏移突出件的突出部分对齐，步骤1010。使得钻轴上的压力头与结构接触以防止钻孔期间形成层间毛边，步骤1012。然后，钻孔，步骤1014。然后，钻孔台撤回，步骤1016，并且反作用台使得偏移突出件的突出部分从结构脱离，步骤1018。然后，钻孔台和反作用台被重新定位，步骤1020，以针对下一个孔位置，并且过程针对该位置适当地重新开始步骤1004、1006或1008。
[0023]根据本公开的发明主题的示例性，非排他性的例子在下面的条款A1-C16中描述:
[0024]Al.用于自动翼梁装配工具的突出件组件40，包括:
[0025]基座；
[0026]接合构件；以及
[0027]偏移构件46，其在所述基座和所述接合构件之间延伸，所述偏移构件46具有基本U形从而允许所述接合构件通达到结构组件10在锐角后方的部分。
[0028]A2.如条款Al定义的突出件组件40，其中所述基座包括附接到补偿台28的旋转法兰42。
[0029]A3.如条款A2定义的突出件组件40，还包括嵌入到旋转法兰42内以附接到补偿台28上的基石29的多个磁体。
[0030]A4.如条款A2和条款A3中一项定义的突出件组件40，其中接合构件包括适于接合法兰16的压力头52以针对钻轴30产生反作用压力。
[0031]A5.如条款A4定义的突出件组件40，其中压力头52具有圆柱形腔54以便在从钻轴30伸出的钻头55穿透法兰16时接纳该钻头。
[0032]B6.用于具有锐角的结构组件10的自动钻孔系统24，其包括:
[0033]具有钻轴30的钻孔台26 ；
[0034]用于反作用于由钻轴30施加的钻孔力的补偿台28，所述补偿台28包括突出件40，其具有:
[0035]基座；
[0036]接合构件；和
[0037]在所述基座和所述接合构件之间延伸的偏移构件46，所述偏移构件46具有基本U形从而允许所述接合构件通达到结构组件10在锐角后方的部分。
[0038]B7.如条款B6定义的自动钻孔系统24，其中突出件40还包括从基座延伸以附接至补偿台28的旋转法兰42。
[0039]B8.如条款B6和B7中一项定义的自动钻孔系统24，其中接合构件包括压力头52，其适于接合针对钻轴产生反作用压力的法兰。
[0040]B9.如条款B8定义的自动钻孔系统24，其中压力头52具有圆柱形腔54以便在从钻轴30伸出的钻头55穿透法兰时接纳该钻头。
[0041]B10.如条款B7、B8和B9之一定义的自动钻孔系统24，还包括嵌入在旋转法兰42中以附接至补偿台28上的基石29的多个磁体43。
[0042]Cll.用于具有锐角的结构组件的自动钻孔的方法，包括:
[0043]将偏移突出件40附接1002至反作用台28 ；
[0044]用反作用台28定位1006偏移突出件40以接纳阻挡结构元件18 ;和
[0045]通过使用反作用台28来驱使1008偏移突出件40的突出部分52与延伸出阻挡结构元件18的结构10接触以便反作用于钻孔力。
[0046]C12.如条款Cll和C15中一项的方法，还包括:
[0047]定位1010钻孔台26，使钻轴30和位于结构10的用于钻孔的相反侧上的偏移突出件40的突出部分52对齐；和
[0048]钻1014 孔。
[0049]C13.如条款C12、C15和C16之一的方法，还包括:
[0050]撤回1016钻孔台26 ;和
[0051]使用补偿台28，脱离1018偏移突出件40的突出部分。
[0052]C14.如条款C13、C15和C16之一的方法，还包括:
[0053]重新定位1020钻孔台26和反作用台28到下一个孔位置。
[0054]C15.如条款11的方法，还包括将反作用台28上的偏移突出件40旋转1004到特定角度以接纳阻挡孔位置的结构元件18。
[0055]C16.如条款12的方法，还包括使得钻轴30上的压力头56接合1012结构10以防止层间毛边。
[0056]以上根据专利法规的要求详细描述了本公开的各种实施例，本领域的技术人员将认识到本文公开的具体实施例的改变和替代。这些改变属于本公开的如以下权利要求限定的范围和目的。
【权利要求】
1.一种用于自动翼梁装配工具的突出件组件(40)，包括: 基座； 接合构件；和 偏移构件(46)，所述偏移构件(46)在所述基座和所述接合构件之间延伸，所述偏移构件(46)具有基本U形从而允许所述接合构件通达到结构组件(10)在锐角后方的部分。
2.根据权利要求1所述的突出件组件(40)，其中所述基座包括附接到补偿台(28)的旋转法兰(42)。
3.根据权利要求2所述的突出件组件(40)，还包括嵌入到所述旋转法兰(42)中以附接到所述补偿台(28)上的基石(29)的多个磁体(43)。
4.根据权利要求2和3中一项所述的突出件组件(40)，其中所述接合构件包括适于接合法兰(16)以针对钻轴(30)产生反作用压力的压力头(52)。
5.根据权利要求4所述的突出件组件(40)，其中所述压力头(52)具有圆柱形腔(54)以便在从所述钻轴(30)伸出的钻头(55)穿透所述法兰(16)时接纳该钻头。
6.用于具有锐角的结构组件的自动钻孔的方法，包括: 将偏移突出件(40)附接(1002)至反作用台(28)； 用所述反作用台(28)定位(1006)所述偏移突出件(40)以接纳阻挡结构元件(18)；和 通过使用所述反作用台(28)驱使(1008)所述偏移突出件(40)的突出部分(52)与结构(10)接触以便反作用于钻孔力，其中所述阻挡结构元件(18)从该结构延伸。
7.根据权利要求6和9中一项所述的方法，还包括: 定位(1010)钻孔台(26)，使得钻轴(30)和位于所述结构(10)的用于钻孔的相反侧上的所述偏移突出件(40)的所述突出部分(52)对齐；和钻(1014)所述孔。
8.根据权利要求7、9和10中一项所述的方法，还包括: 撤回(1016)所述钻孔台(26);和 通过使用所述补偿台(28)，脱离(1018)所述偏移突出件(40)的所述突出部分(52)。
9.根据权利要求6所述的方法，还包括旋转(1004)在所述反作用台(28)上的所述偏移突出件(40)到特定角度以接纳阻挡孔位置的所述结构元件(18)。
10.根据权利要求7所述的方法，还包括使得所述钻轴(30)上的压力头(56)接合于所述结构(10)以防止层间毛边。
【文档编号】B23B47/00GK104275510SQ201410255105
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2013年7月2日
【发明者】D·S·拉塞尔 申请人:波音公司