用于打磨物体的表面上的多个表面特征的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于打磨物体的表面上的多个表面特征的方法和设备。可使用第一末端执行器，对物体的表面上的多个表面特征执行第一类型的操作。在已经执行了所述第一类型的操作之后，可使用激光装置产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据。使用第二末端执行器和所述反馈激光数据对所述多个表面特征执行第二类型的操作，以重新加工所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被重新加工至选定公差内。
【专利说明】用于打磨物体的表面上的多个表面特征的方法和设备
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于打磨物体的表面上的多个表面特征的方法和设备。
【背景技术】
[0002]在制造某些物体的过程中，有时会在这些物体的表面上形成不期望的表面不一致。作为一个示例性示例，在制造飞机的机翼期间执行的铣削操作可能会导致超出公差的表面不一致。铣削操作是从工件去除材料的加工操作。可通过例如(但不限于)从工件切除材料、在工件中切割出狭槽、穿线、走线、设计、钻孔和/或执行其它类型的切割操作，执行这个操作。
[0003]可使用铣削机器执行铣削操作。铣削机器可包括一个或多个切割工具。可使用切割工具在将切割工具相对于物体移动时从物体去除材料。在一些情况下，在执行此操作之后，在物体的表面上形成表面特征。这种表面不一致可被称为“不匹配”、“表面不匹配”或“切割器不匹配”。该不匹配可呈例如(但不限于)卷边、锐边或某种其它类型的表面不匹配的形式。该不匹配可以是例如行进方向上的步距造成的。又如，该不匹配可能是用该切割工具取代另一个切割器工具造成的。
[0004]当不匹配在选定公差之外时，需要将该不匹配重新加工至选定公差之内。例如，可能会需要将不匹配打磨到选定公差内。这个打磨操作还可被称为将该不匹配与物体表面的剩余部分“共混”。通常，使用手动操作的打磨装置执行不匹配与表面的共混。然而，使用手动操作的打磨装置共混多个不匹配可能会比期望的更耗时且更费劳力。另外，当手动执行时，共混多个不匹配的质量可能会比期望的更缺乏一致性。
[0005]另外，根据这些不匹配所处的物体的形状、大小和类型，相对而言，将这些不匹配与物体表面手动地共混可能会难以符合操作人员的人体工程学。例如，使用手动操作的打磨装置可能会造成相对于操作打磨装置的操作人员的手、腕部、臂、肩膀和/或背部的人体工程学问题。因此，将期望的是，具有考虑到以上所讨论问题中的至少一些以及其它可能的问题的方法和设备。
【发明内容】
[0006]在一个不例性实施方式中,提供了一种方法。可使用第一末端执行器对物体的表面上的多个表面特征执行第一类型的操作。在已经执行了所述第一类型的操作之后，可使用激光装置产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据。可使用第二末端执行器和所述反馈激光数据对所述多个表面特征执行第二类型的操作，以重新加工所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被重新加工至选定公差内。
[0007]在又一个不例性实施方式中，一种设备可包括第一末端执行器、激光装置和第二末端执行器。第一末端执行器可被构造成对物体的表面上的多个表面特征执行第一类型的操作。激光装置可被构造成在已经执行了所述第一类型的操作之后产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据。第二末端执行器可被构造成使用所述反馈激光数据对所述多个表面特征执行第二类型的操作，以重新加工所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被重新加工至选定公差内。
[0008]在又一个示例性实施方式中，一种自动化打磨系统可包括控制器、第一末端执行器、第一机器人装置、第二末端执行器和第二机器人装置。所述控制器可被构造成使用数字控制数据识别所述物体的表面上的路径，所述数字控制数据之前被用于在所述物体的表面上执行形成所述多个表面特征的多个操作。第一末端执行器可包括被构造用于将所述多个表面特征的反射性涂层消光的消光工具。第一机器人装置可被构造成使所述第一末端执行器沿着所识别的所述路径移动。第一机器人装置还可被构造成将所述消光工具定位在所述多个表面特征中的每个表面特征的上方。第二末端执行器可包括激光装置和打磨工具。所述激光装置可被构造成在将所述多个表面特征的所述反射性涂层消光之后产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据。所述打磨工具可被构造成用于基于所述反馈激光数据打磨所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被打磨至选定公差内。第二机器人装置可被构造成使所述第二末端执行器沿着所识别的所述路径移动。第二机器人装置可进一步被构造成将所述消光工具和所述激光装置定位在所述多个表面特征中的每个表面特征的上方。
[0009]这些特征和功能可独立地在本公开的各种实施方式中实现或者可在其它实施方式中组合，其中，可参照下面的描述和附图发现其它细节。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]在所附的权利要求书中阐述了示例性实施方式的据信是特性的新颖性特征。然而，通过参照下面在结合附图进行阅读时对本公开的示例性实施方式的详细描述，将最佳地理解示例性实施方式以及优选使用模式、其另外的目的和优点，其中:
[0011]图1是根据示例性实施方式的打磨环境的等轴视图的示图；
[0012]图2是根据示例性实施方式的表面的一部分的放大视图的示图；
[0013]图3是根据示例性实施方式的第一机器人装置和第一末端执行器的放大等轴视图的不图；
[0014]图4是根据示例性实施方式的第二机器人装置的放大等轴视图的示图；
[0015]图5是根据示例性实施方式的打磨环境的示图；
[0016]图6是根据示例性实施方式的定位在表面的一部分上方的旋转片刷的放大视图的示图；
[0017]图7是根据示例性实施方式的移动到新位置的第一机器人装置和第二机器人装置的打磨环境的示图；
[0018]图8是根据示例性实施方式的定位在表面的一部分上方的打磨工具的放大视图的示图；
[0019]图9是根据示例性实施方式的移动到最终位置的第一机器人装置和第二机器人装置的打磨环境的示图；
[0020]图10是根据示例性实施方式的框图形式的打磨环境的示图；
[0021]图11是根据示例性实施方式的流程图形式的打磨多个表面特征的过程的示图；
[0022]图12是根据示例性实施方式的流程图形式的打磨机翼蒙皮表面上的多个表面不匹配的过程的示图；
[0023]图13是根据示例性实施方式的流程图形式的对表面不匹配执行打磨操作的过程的示图；
[0024]图14是根据示例性实施方式的框图形式的飞机制造和维修方法的示图；以及
[0025]图15是可实现示例性实施方式的框图形式的飞机的示图。
【具体实施方式】
[0026]示例性实施方式认识并且考虑到不同的考虑因素。例如，示例性实施方式认识并且考虑到可期望的是具有自动进行共混表面不匹配的过程的方法和设备。另外，示例性实施方式认识并且考虑到可期望的是具有能够加工不同类型的表面(包括具有反射性涂层的表面)的自动化打磨系统。
[0027]示例性实施方式认识并且考虑到可期望的是一些当前可用的铣削机器可以是自动化的。例如，计算机数字控制(CNC)铣削机器是一种自动化铣削机器。可由计算机使用数字控制编程代码来控制计算机数字控制铣削机器。示例性实施方式认识并且考虑到可期望的是使用用于沿着特定路径引导铣削机器的数字控制编程代码对自动化打磨系统进行编程，以遵循基本上相同的路径。
[0028]因此，示例性实施方式提供了用于自动化打磨物体(诸如，机翼蒙皮)上的表面不匹配的方法和设备。使用以下示例性实施方式描述的自动化打磨系统可减少这些类型的打磨操作所需的整体时间和劳力资源。
[0029]现在，参照附图，具体地，参照图1，根据示例性实施方式示出打磨环境的等轴视图的示图。如所示出的，打磨环境100包括机翼蒙皮102、第一机器人装置104和第二机器人装置106。
[0030]在这个示例性示例中，第一末端执行器108与第一机器人装置104关联并且第二末端执行器110与第二机器人装置106关联。如本文所使用的，当一个组件与另一个组件“关联”时，在示出的示例中，所述关联是物理关联。
[0031]例如，第一组件(诸如，第一末端执行器108)可因其被固定于第二组件、粘结于第二组件、安装于第二组件、焊接于第二组件、紧固于第二组件和/或以某种其它合适的方式连接到第二组件而被视为与第二组件(诸如，第一机器人装置104)关联。还可使用第三组件将第一组件连接到第二组件。另外，第一组件因其被形成为第二组件的部分和/或第二组件的延伸也可被视为与第二组件关联。
[0032]如所示出的，机翼蒙皮102可具有表面111。在这个示例性示例中，表面111可具有反射性涂层。换句话讲，表面111可以是反射性表面。使用铣削机器(在这个视图中未示出)对机翼蒙皮102的表面111执行切割操作。在这个示例性示例中，铣削机器是计算机数字控制(CNC)铣削机器。使用这个铣削机器执行切割操作在表面111上形成表面不匹配112。表面不匹配112可呈例如机翼蒙皮102的表面111上的卷边或锐边的形式。
[0033]在这个示例性示例中，表面不匹配112可以超出公差。换句话讲，表面不匹配112中的每个表面不匹配可具有在选定公差之外的一个或多个尺寸。例如，表面不匹配112中的每个表面不匹配可卷起或者延伸超出表面111而超过一些选定阈值。可能会需要将表面不匹配112重新加工到选定公差内。具体地，可能会需要打磨和平滑表面不匹配112。更具体地，可能会需要在选定公差内将表面不匹配112与表面111共混。
[0034]可使用第一末端执行器108将各表面不匹配112的上面和周围的反射性涂层消光。将这个反射性涂层消光可允许与第二末端执行器110关联的激光装置(这个视图中未示出)更好地测量表面不匹配112。可使用第二末端执行器110基于来自这个激光装置的反馈激光数据将表面不匹配112中的每个表面不匹配打磨至选定公差内。
[0035]如所不出的,表面不匹配112可能会存在于表面111的不同部分上。例如,表面不匹配112中的一部分可存在于机翼蒙皮102的表面111的部分114上。
[0036]在这个示例性示例中，第一机器人装置104可附接到轨道系统116，而第二机器人装置106可附接到轨道系统118。机翼蒙皮102设置在这些轨道系统之间。第一机器人装置104可在轨道系统116上沿着轴线120在任一方向上移动，以使第一末端执行器108相对于机翼蒙皮102移动。类似地，第二末端执行器110可在轨道系统118上沿着轴线122在任一方向上移动，以使第二末端执行器I1相对于机翼蒙皮102移动。
[0037]如所示出的，第一机器人装置104和第二机器人装置106分别处于初始位置124和初始位置126。这些初始位置可以是当诸如机翼蒙皮102的机翼移动到轨道系统116和轨道系统118之间的选定位置时第一机器人装置104和第二机器人装置106开始所处的位置。以下，在附图中描述使用带有第一末端执行器108的第一机器人装置104和带有第二末端执行器110的第二机器人装置106将机翼蒙皮102的表面111上的表面不匹配112打磨至选定公差内的过程。
[0038]现在参照图2，根据示例性实施方式示出图1中的表面111的部分114的放大视图的示图。如所示出的，在表面111的部分114上存在一组表面不匹配200。该组表面不匹配200可以是图1中示出的表面不匹配112的一部分。
[0039]在这个示例性示例中，该组表面不匹配200可沿着路径202对准。路径202可以是铣削机器对表面111的部分114执行切割操作所使用的路径。表面不匹配204是该组表面不匹配200中的一个表面不匹配的示例。如所示出的,表面不匹配204包括表面111的卷到该表面111的周围部分之上的一部分。可打磨表面不匹配204，使得表面111的被包括在表面不匹配204中的那一部分可与表面111的包围该表面不匹配204的那一部分共混。
[0040]现在，参照你图3，根据示例性实施方式示出第一机器人装置104和第一末端执行器108的放大等轴视图的视图。如所示出的，第一末端执行器108包括附接结构300和消光工具302。附接结构300用于将第一末端执行器108附接到第一机器人装置104。
[0041]在这个示例性示例中，消光工具302采取旋转片刷304的形式。具体地，旋转片刷304可绕着轴线306旋转。旋转片刷304具有外表面308。外表面308可具有纹理，所述纹理被构造成去除涂层，诸如，图1至图2中的机翼蒙皮102的表面111上的反射性涂层。在这个示例性示例中，外表面308可以是粗糙表面。
[0042]如所示出的，第一机器人装置104呈连接到基底312的机器人臂310的形式。机器人臂310可被构造成移动第一末端执行器108，从而在多个不同方向上旋转片刷304。基底312被构造成用于附接到图1中的轨道系统116。
[0043]现在，参照图4，根据示例性实施方式示出图1中的第二机器人装置106的放大等轴视图的示图。如所示出的，第二末端执行器I1包括附接结构400、打磨工具402、激光装置404和控制箱405。附接结构400用于将第二末端执行器110附接到第二机器人装置106。
[0044]在这个示例性示例中，打磨工具402呈打磨垫406的形式。打磨垫406可具有打磨表面408，打磨表面408可用于当打磨垫406绕着轴线410旋转时进行打磨。控制箱405可包括控制单元(未示出)，该控制单元用于控制打磨垫406的操作。该控制单元可以是例如控制多个参数的处理器单元，这些参数可包括(但不限于)打磨垫406绕着轴线410的旋转速度、针对被打磨的各表面不匹配而完成的转数、打磨垫406施加于表面的压力和其它类型的参数。
[0045]可通过控制打磨垫406在沿着轴线410的方向上的移动来控制打磨垫406施加于表面的压力。例如，打磨垫406可向着表面下移，以向表面施加压力。
[0046]在这个示例性示例中，激光装置404附接到控制箱405。以此方式，激光装置404因是第二末端执行器110的一部分而与第二末端执行器110关联。可使用激光装置404产生用于测量表面不匹配的激光束412。这些激光测量值可被发送到控制单元并且被控制单元用于产生用于第二机器人装置106的一个或多个命令和/或调节打磨垫406的操作。
[0047]如所示出的，第二机器人装置106呈连接到基底416的机器人臂414的形式。机器人臂414可被构造成在多个不同方向上移动第二末端执行器110，从而移动打磨垫406。基底416被构造成用于附接到图1中的轨道系统118。
[0048]现在，参照图5，根据示例性实施方式示出图1中的打磨环境100的示图。在这个示例性示例中，第一机器人装置104在箭头500的方向上从图1中的初始位置124移动到位置502。在位置502，第一机器人装置104可将旋转片刷304定位在表面111的部分114的上方，使得所述一组表面不匹配200上的反射性涂层可被消光。
[0049]现在，转到图6，根据示例性实施方式示出定位在表面111的部分114的上方的旋转片刷304的放大视图的示图。具体地，相对于图5中的线6-6示出定位在表面111的部分114的上方的旋转片刷304的放大视图。
[0050]第一机器人装置104被构造成基于数字控制编程代码沿着路径202弓I导旋转片刷304，数字控制编程代码之前被用于控制沿着路径202执行切割操作的铣削机器。在这个示例性示例中，第一机器人装置104被构造成使旋转片刷304绕着轴线306在箭头600的方向上旋转，同时基本上沿着路径202在箭头602的方向上移动旋转片刷304。当旋转片刷304在箭头602的方向上移动时，旋转片刷304接触表面111，因此，将表面111的部分114上的反射性涂层消光。
[0051]具体地，将所述一组表面不匹配200和表面111中包围所述一组表面不匹配200的那一部分上的反射性涂层消光。通过将这个反射性涂层消光，旋转片刷304使这个区域为图4中的激光装置404做准备。当表面111具有反射性时，激光装置404将不能够以所需精度测量表面111。
[0052]现在，参照图7，根据示例性实施方式示出带有移动到新位置的第一机器人装置104和第二机器人装置106的图1中的打磨环境100的示图。在这个示例性示例中，第一机器人装置104完成在表面111的部分114上的消光操作并且移动到位置700。另外，第二机器人装置106在箭头701的方向上移动到位置702。在位置702，第二机器人装置106可将打磨垫406定位在表面111的部分114以及该表面111的部分114上的所述一组表面不匹配200的上方。
[0053]现在，转到图8，根据示例性实施方式示出定位在表面111的部分114的上方的打磨工具402的放大视图的示图。具体地，相对于图7中的线8-8示出定位在表面111的部分114的上方的打磨工具402的放大视图。
[0054]第二机器人装置106被构造成基于数字控制编程代码沿着路径202引导打磨垫406，数字控制编程代码之前被用于控制沿着路径202执行切割操作的铣削机器。第二机器人装置106使打磨垫406绕着轴线410在箭头800的方向上旋转，同时基本上沿着路径202在箭头802的方向上将打磨垫406移动到所述一组表面不匹配200中的每个表面不匹配。
[0055]控制箱405中的控制单元使用激光装置404产生的反馈激光数据来控制打磨垫406在所述一组表面不匹配200中的每个表面不匹配的上方的操作、移动和定位，使得将所述表面不匹配200中的每个表面不匹配打磨至选定公差内。
[0056]现在，参照图9，根据示例性实施方式示出带有移动到最终位置的第一机器人装置104和第二机器人装置106的图1中的打磨环境100的示图。在这个示例性示例中，所有打磨操作都已完成，所有表面不匹配112都已被打磨到选定公差内并且与表面111的剩余部分共混。第一机器人装置104和第二机器人装置106已分别移动到最终位置900和最终位置 902。
[0057]一旦机翼蒙皮102移动到打磨环境100之外，第一机器人装置104和第二机器人装置106就分别移回图1中的初始位置124和初始位置126，以对不同的其它机翼执行打磨操作。以此方式，可自动进行打磨机翼表面上的表面不匹配的过程。
[0058]图1至图9中的打磨环境100、机翼蒙皮102、第一机器人装置104、第二机器人装置106、第一末端执行器108和第二末端执行器110并不旨在对可实现示例性实施方式的方式进行物理或结构上的限制。可使用其它组件来补充或替代图示组件。一些组件可以是任选的。
[0059]图1至图9中示出的不同组件可以是以下图10中以框图形式示出的组件可如何被实现为物理结构的示例性示例。另外，图1至图9中的组件中的一些可与图10中的组件组合，与图10中的组件一起使用，或者这二者的组合。
[0060]现在，参照图10，根据示例性实施方式以框图形式示出打磨环境的示图。图1中的打磨环境100是可实现打磨环境1000的一种方式的示例。如所示出的，打磨环境1000可以是可对物体1002的表面1004执行打磨操作的环境。在这个示例性示例中，物体1002呈机翼蒙皮1006的形式。然而，在其它示例性示例中，物体1002可呈某种其它类型的物体的形式，诸如(但不限于)机身蒙皮、金属门、金属板、翼梁或某种其它类型的物体。
[0061]在表面1004上可存在多个表面特征1008。如本文使用的，“多个”可包括一个或多个。以此方式，多个表面特征1008可包括一个或多个表面特征。
[0062]在这个示例性示例中，多个表面特征1008可呈多个表面不匹配1010的形式。可通过切割工具1012形成多个表面不匹配1010。在一个示例性示例中，切割工具1012可以是铣削机器1014的一部分。具体地，铣削机器1014可呈计算机数字控制铣削机器1016的形式。可通过铣削机器1014控制切割工具1012，以基于数字控制数据1019在表面1004上沿着路径1018执行切割操作。数字控制数据1019可包括数字控制编程代码。
[0063]可使用第一末端执行器1020和第二末端执行器1022将多个表面不匹配1010重新加工至选定公差内。具体地，可使用第一末端执行器1020对多个表面不匹配1010执行第一类型的操作1021，而使用第二末端执行器1022对多个表面不匹配1010执行第二类型的操作1023。
[0064]如所示出的，在这个示例性示例中，第一末端执行器1020与第一机器人装置1024关联，并且第二末端执行器1022与第二机器人装置1026关联。第一机器人装置1024和第二机器人装置1026可呈例如机器人臂的形式。
[0065]第一末端执行器1020可包括消光工具1028。消光工具1028被构造成执行消光操作1031，消光操作1031包括沿着路径1018将表面1004的部分上的反射性涂层1030消光。消光操作1031可以是第一类型的操作1021的示例。以此方式，可沿着路径1018将多个表面不匹配1010和表面1004中包围多个表面不匹配1010的那部分上的反射性涂层1030消光。在一个示例性示例中，消光工具1028呈旋转片刷1034的形式。
[0066]第一机器人装置1024可控制第一末端执行器1020的移动。例如,可使用第一机器人装置1024将第一末端执行器1020的消光工具1028相对于表面1004移动和定位。第一机器人装置1024可基于数字控制数据1019识别形成多个表面不匹配1010所沿着的路径1018。第一机器人装置1024可使消光工具1028沿着路径1018移动，使得可通过消光工具1028将表面1004的部分的沿着路径1018的反射性涂层1030消光。
[0067]第二末端执行器1022可包括打磨工具1036。打磨工具1036被构造成执行打磨操作1037，打磨操作1037包括打磨多个表面不匹配1010。打磨操作1037是第二类型的操作1023的示例。在一个示例性示例中，打磨工具1036呈打磨垫1038的形式。
[0068]第二机器人装置1026可控制第二末端执行器1022的移动。例如，可使用第二机器人装置1026将第二末端执行器1022的打磨工具相对于表面1004移动和定位。第二机器人装置1026可基于数字控制数据1019识别形成多个表面不匹配1010所沿着的路径1018。第二机器人装置1026可使打磨工具1036移动到多个表面不匹配1010中的每个表面不匹配，使得可将多个表面不匹配1010中的每个表面不匹配打磨至选定公差1040内。
[0069]在这个示例性示例中，打磨工具1036基于从激光装置1044接收的反馈激光数据1042执行打磨操作1037。激光装置1044可与第二末端执行器1022关联。在这个示例性示例中，激光装置1044被视为第二末端执行器1022的一部分。然而，在其它示例性示例中，激光装置1044可被视为与第二末端执行器1022分开。
[0070]激光装置1044被构造成当第二末端执行器1022沿着路径1018移动时通过测量多个表面不匹配1010中的每个表面不匹配来产生反馈激光数据1042。在这个示例性示例中，控制器1046可接收反馈激光数据1042并基于反馈激光数据1042控制打磨工具1036的操作。例如，控制器1046可使用反馈激光数据1042调节用于打磨工具1036的多个参数。这些参数可包括例如(但不限于)旋转速度、转数、施加到表面的压力和/或其它类型的参数。
[0071]在一个示例性示例中，控制器1046由第一控制单元1048和第二控制单元1050形成。第一控制单元1048可在第一机器人装置1024内实现并且用于控制第一机器人装置1024和第一末端执行器1020的操作。
[0072]第二控制单元1050可在第二机器人装置1026和第二末端执行器1022中的一者内实现。在一些情况下，第二控制单元1050的一部分可在第二机器人装置1026中实现，而第二控制单元1050的另一部分可在第二末端执行器1022内实现。
[0073]在这个示例性示例中，可使用数字控制数据1019将第一机器人装置1024和第二机器人装置1026编程，使得第一末端执行器1020和第二末端执行器1022分别可顺着路径108的中线移动。然而，在其它示例性示例中，可使用数字控制数据1019识别修改后的路径。这个修改后的路径可与路径1018的中线偏离某个距离。这个距离沿着路径1018可以是恒定的，或者根据实现方式而沿着路径1018变化。然后，可使用修改后的路径沿着物体1002的表面1004而不是沿着路径1018引导第一末端执行器1020和第二末端执行器1022。修改后的路径可更准确地指示多个表面不匹配1010中的每个表面不匹配的位置。
[0074]图10中的打磨环境1000的示图并不旨在对可实现示例性实施方式的方式进行物理或结构上的限制。可使用其它组件来补充或替代图示组件。一些组件可以是任选的。另夕卜，提供示出一些功能组件的块。这些块中的一个或多个当在示例性实施方式中实现时可被组合、划分、或组合且划分成不同的块。
[0075]在一些示例性示例中，多个表面特征1008可包括物体1002的多个边缘。这些边缘可以是物体1002的外边缘。在这些示例中，可使用第一末端执行器1020和/或第二末端执行器1022改变这些边缘的形状。作为一个示例性示例，可使用旋转片刷1034平滑物体1002的外边缘。以此方式，除了消光操作1031之外，旋转片刷1034还可用于执行其它操作。
[0076]物体1002的外边缘可被去毛刺，以使物体1002的表面1004为例如喷丸硬化过程做准备。喷丸硬化过程涉及以足够的力用喷射粒子撞击表面，以造成物体1002的表面1004变形。然而，当喷射粒子撞击锐边(诸如，物体的外边缘)时，喷射例子的力会造成在物体边缘形成不期望的不一致。
[0077]因此，可能期望的是，在执行喷丸硬化过程之前，使用旋转片刷1034平滑物体1002的边缘。这种类型的边缘平滑可被称为“去边角”或“去边毛刺”。数字控制数据1019还可用于将第一机器人装置1024编程，以使旋转片刷1034沿着物体1002的边缘移动，从而平滑或修圆这些边缘。以此方式，可基于用于形成物体1002的数字控制数据1019使用第一末端执行器1020将物体1002的边缘去毛刺。
[0078]现在，参照图11，根据示例性实施方式以流程图形式示出用于打磨多个表面特征的过程的示图。图11中示出的过程可在图1中的打磨环境100中实现。
[0079]该过程开始时使用第一末端执行器对物体的表面上的多个表面特征执行第一类型的操作(操作1100)。然后，在执行了第一类型的操作之后，使用激光装置产生关于多个表面特征的反馈激光数据(操作1102)。
[0080]可使用第二末端执行器和反馈激光数据对多个表面特征执行第二类型的操作，以重新加工这多个表面特征，直到这多个表面特征被重新加工至选定公差内(操作1104)，此后过程终止。
[0081]现在，参照图12，根据示例性实施方式以流程图形式示出打磨机翼蒙皮表面上的多个表面不匹配的过程的示图。图12中示出的该过程可在图1中的打磨环境100中实现。
[0082]该过程开始时使用数字控制数据识别物体表面上的路径，该数字控制数据之前被用于在物体表面上执行形成多个表面特征的多个操作(操作1200)。使第一末端执行器沿着所识别的路径在物体的表面的上方移动(操作1202)。在使第一末端执行器沿着所述路径移动的同时，使用第一末端执行器的消光工具将多个表面特征中的每个表面特征的反射性涂层消光(操作1204)。
[0083]使第二末端执行器沿着所识别的路径在物体的表面的上方移动(操作1206)。在使第二末端执行器沿着所识别的路径移动的同时，使用与第二末端执行器关联的激光装置产生关于多个表面特征的反馈激光数据(操作1208)。在使第二末端执行器沿着所识别的路径移动的同时，使用第二末端执行器的打磨工具和激光装置产生的反馈激光数据将多个表面特征中的各表面特征打磨至选定公差内(操作1210)，此后，过程随后终止。
[0084]现在，参照图13，根据示例性实施方式以流程图形式示出对表面不匹配执行打磨操作的过程的示图。图13中示出的过程可在图1中的打磨环境100中实现。可使用这个过程实现图12中的操作1208和1210。
[0085]该过程开始时使用激光装置产生翼展方向和翼弦方向上的表面特征的不匹配测量结果(操作1300)。确定翼展方向或翼弦方向上的表面特征的不匹配测量结果是否在选定公差内(操作1302)。
[0086]如果翼展方向和翼弦方向上的表面特征的不匹配测量结果都在选定公差内，则过程终止。否则，如果翼展方向或翼弦方向上的表面特征的不匹配测量结果不在选定公差内，则使用打磨工具将表面特征打磨至选定公差内(操作1304)，接着过程返回如上所述的操作1300。以此方式，通过对表面特征进行另一次不匹配测量，可重新评价已被打磨的表面特征。
[0087]可在如图14中所示的飞机制造和运行方法1400和如图15中所示的飞机1500的背景下描述本公开的示例性实施方式。首先，转到图14，根据示例性实施方式以框图形式示出飞机制造和运行方法的示图。在预制造期间，飞机制造和运行方法1400可包括图15中的飞机1500的规格和设计1402以及材料采购1404。
[0088]在制造期间，发生组件和子组件制造1406以及图15中的飞机1500的系统整合1408。此后，图15中的飞机1500可经过合格审定和运输1410，以进入运行1412。当由顾客进行运行1412时，安排对图15中的飞机1500进行常规维护和维修1414(可包括改装、重构、翻新和其它维护或维修)。
[0089]可由系统整合商、第三方和/或运营商执行或进行飞机制造和运行方法1400中的各过程。在这些示例中，运营商可以是顾客。出于进行此描述的目的，系统整合商可包括(而不限于)任何数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可包括(而不限于)任何数量的售卖方、分包商和供应商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军事单位、服务组织等。
[0090]现在，参照图15，以框图形式示出可以实现示例性实施方式的飞机的示图。在这个示例中，通过图14中的飞机制造和运行方法1400制造飞机1500并且飞机1500可包括带有多个系统1504和内部1506的机身1502。系统1504的示例包括一个或多个推进系统1508、电子系统1510、液压系统1512和环境系统1514。可以包括任何数量的其它系统。尽管示出了飞机示例，但不同的示例性实施方式可应用于其它行业(诸如，汽车行业)。
[0091]可在图14中的飞机制造和运行方法1400的至少一个阶段期间采用本文中实施的设备和方法。在一个示例性示例中，可用与图14中飞机1500处于运行1412时制作的组件或子组件类似的方式构造或制造图14中在组件和子组件制造1406中制作的组件或子组件。作为又一个示例，可以在制作阶段(诸如，图14中的组件和子组件制造1406和系统整合1408)期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。可以在飞机1500处于运行1412时和/或在图14中的维护和维修1414期间利用一个或多个设备实施方式、方法实施方式或其组合。使用多个不同的示例性实施方式可大幅度加速完成飞机1500的组装和/或降低飞机1500的成本。
[0092]示出的不同实施方式中的流程图和框图示出示例性实施方式中的设备和方法的一些可能实现方式的结构、功能和操作。就这点而言，流程图或框图中的各框可以表现模块、片段、功能和/或操作或步骤的一部分。
[0093]在示例性实施方式的一些替代实现方式中，框中示出的一个或多个功能可以不按附图中示出的次序出现。例如，在一些情况下，可以基本上同时执行接连示出的两个框，或者，根据涉及的功能，有时可以按倒序执行框。另外，除了用流程图或框图示出的框之外，可以增加其它框。
[0094]另外，本公开包括根据以下条款的实施方式:
[0095]条款1.一种方法，所述方法包括:
[0096]使用第一末端执行器，对物体的表面上的多个表面特征执行第一类型的操作；
[0097]在已经执行了所述第一类型的操作之后，使用激光装置产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据；
[0098]使用第二末端执行器和所述反馈激光数据对所述多个表面特征执行第二类型的操作，以重新加工所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被重新加工至选定公差内。
[0099]条款2.根据条款I所述的方法，其中，执行第一类型的操作包括:
[0100]使用消光工具将所述多个表面特征中的表面特征的反射性涂层消光，以允许所述激光装置测量所述表面特征并产生所述反馈激光数据。
[0101]条款3.根据条款2所述的方法，其中，执行第二类型的操作包括:
[0102]使用打磨工具和所述反馈激光数据打磨所述表面特征，直到所述表面特征被打磨至选定公差内。
[0103]条款4.根据条款I所述的方法，所述方法还包括:
[0104]使用数字控制数据识别所述物体的表面上的路径，所述数字控制数据之前被用于在所述物体的表面上执行形成所述多个表面特征的多个操作。
[0105]条款5.根据条款4所述的方法，其中，执行第一类型的操作包括:
[0106]使所述第一末端执行器沿着所识别的所述路径在所述物体的表面上移动；以及
[0107]在使所述第一末端执行器沿着所述路径移动的同时，使用所述第一末端执行器的消光工具将所述多个表面特征中的每个表面特征的反射性涂层消光。
[0108]条款6.根据条款4所述的方法，其中，执行第二类型的操作包括:
[0109]使所述第二末端执行器沿着所识别的所述路径在所述物体的表面上移动；以及
[0110]在使所述第二末端执行器沿着所述路径移动的同时，使用所述第二末端执行器的打磨工具和所述反馈激光数据将所述多个表面特征中的各表面特征打磨至选定公差内。
[0111]条款7.根据条款I所述的方法，其中，产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据包括:
[0112]使用所述激光装置产生所述多个表面特征中的沿翼展方向和翼弦方向的表面特征的不匹配测量结果，其中所述表面特征是表面不匹配。
[0113]条款8.根据条款7所述的方法，其中，执行第二类型的操作包括:
[0114]确定沿所述翼展方向或所述翼弦方向的所述表面特征的所述不匹配测量结果是否在所述选定公差内；以及
[0115]在确定沿所述翼展方向或所述翼弦方向的所述表面特征的所述不匹配测量结果不在所述选定公差内的情况下，做出响应以使用所述第二末端执行器的打磨工具打磨所述表面特征。
[0116]条款9.根据条款I所述的方法，所述方法还包括:
[0117]基于用于形成所述物体的数字控制数据，使用所述第一末端执行器将所述物体的边缘去毛刺。
[0118]条款10.—种设备，所述设备包括:
[0119]第一末端执行器，其被构造成对物体的表面上的多个表面特征执行第一类型的操作；
[0120]激光装置，其被构造成在已经执行了所述第一类型的操作之后产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据；以及
[0121]第二末端执行器，其被构造成使用所述反馈激光数据对所述多个表面特征执行第二类型的操作，以重新加工所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被重新加工至选定公差内。
[0122]条款11.根据条款10所述的设备，其中，所述第一末端执行器包括:
[0123]消光工具，其被构造成将所述多个表面特征中的表面特征的反射性涂层消光，以允许所述激光装置测量所述表面特征并产生所述反馈激光数据。
[0124]条款12.根据条款11所述的设备，其中，所述消光工具是旋转片刷。
[0125]条款13.根据条款11所述的设备，其中，所述第二末端执行器包括:
[0126]打磨工具，其被构造成使用所述反馈激光数据打磨所述表面特征，直到所述表面特征被打磨至选定公差内。
[0127]条款14.根据条款13所述的设备，其中，所述打磨工具是打磨垫。
[0128]条款15.根据条款10所述的设备，所述设备还包括:
[0129]控制器，其被构造成使用数字控制数据识别所述物体的表面上的路径，所述数字控制数据之前被用于在所述物体的表面上执行形成所述多个表面特征的多个操作。
[0130]条款16.根据条款15所述的设备，其中，所述控制器被构造成控制第一机器人装置，以使所述第一末端执行器沿着所识别的所述路径在所述物体的表面上移动。
[0131]条款17.根据条款15所述的设备，其中，所述控制器被构造成控制第二机器人装置，以使所述第二末端执行器沿着所识别的所述路径在所述物体的表面上移动。
[0132]条款18.根据条款10所述的设备，其中，所述第二末端执行器包括:
[0133]控制单元，其被构造成从所述激光装置接收关于所述多个表面特征中的表面特征的所述反馈激光数据并基于所述反馈激光数据识别用于打磨所述表面特征的多个参数；以及
[0134]打磨工具，其被构造成基于所述多个参数打磨所述表面特征。
[0135]条款19.根据条款10所述的设备，其中，所述多个表面特征中的表面特征是表面不匹配。
[0136]条款20.—种自动化打磨系统，所述自动化打磨系统包括:
[0137]控制器，其被构造成使用数字控制数据识别物体的表面上的路径，所述数字控制数据之前被用于在所述物体的表面上执行形成多个表面特征的多个操作；
[0138]第一末端执行器，其包括被构造用于将所述多个表面特征的反射性涂层消光的消光工具；
[0139]第一机器人装置，其被构造成使所述第一末端执行器沿着所识别的所述路径移动并将所述消光工具定位在所述多个表面特征中的每个表面特征的上方；
[0140]第二末端执行器，其包括:
[0141]激光装置，其被构造成在将所述多个表面特征的所述反射性涂层消光之后产生关于所述多个表面特征的反馈激光数据；以及
[0142]打磨工具，其被构造成用于基于所述反馈激光数据打磨所述多个表面特征，直到所述多个表面特征被打磨至选定公差内；
[0143]第二机器人装置，其被构造成使所述第二末端执行器沿着所识别的所述路径移动并将所述消光工具和所述激光装置定位在所述多个表面特征中的每个表面特征的上方。
[0144]已经出于例示和描述的目的提供了对不同示例性实施方式的描述，该描述不旨在是排他性的或者限于所公开形式的实施方式。对应本领域的普通技术人员而言，许多修改形式和变形形式将是明显的。另外，相比于其它理想的实施方式，不同示例性实施方式可提供不同特征。选择描述所选择的一个或多个实施方式，以最佳地说明这些实施方式、实际应用的原理，并且使本领域的其它普通技术人员能够理解进行了各种适于预期实际使用的修改的各种实施方式的公开。
【权利要求】
1.一种方法，所述方法包括: 使用第一末端执行器(1020)对物体(1002)的表面(1004)上的多个表面特征(1008)执行(1100)第一类型的操作(1021)； 在已经执行了所述第一类型的操作(1021)之后，使用激光装置(1044)产生(1102)关于所述多个表面特征(1008)的反馈激光数据(1042);以及 使用第二末端执行器(1022)和所述反馈激光数据(1042)对所述多个表面特征(1008)执行(1104)第二类型的操作(1023)，以重新加工所述多个表面特征(1008)，直到所述多个表面特征(1008)被重新加工至选定公差(1040)内。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，执行第一类型的操作(1021)包括: 使用消光工具(1028)将所述多个表面特征(1008)中的表面特征的反射性涂层(1030)消光，以允许所述激光装置(1044)测量所述表面特征并产生所述反馈激光数据(1042)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，执行第二类型的操作(1023)包括: 使用打磨工具(1036)和所述反馈激光数据(1042)打磨所述表面特征，直到所述表面特征被打磨至所述选定公差(1040)内。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括: 使用数字控制数据(1019)识别(1200)所述物体(1002)的所述表面(1004)上的路径(1018)，所述数字控制数据(1019)之前被用于在所述物体(1002)的所述表面(1004)上执行形成所述多个表面特征(1008)的多个操作。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，执行第一类型的操作(1021)包括: 使所述第一末端执行器(1020)在所述物体(1002)的所述表面(1004)上沿着所识别的所述路径(1018)移动(1202);以及 在使所述第一末端执行器(1020)沿着所述路径(1018)移动的同时，使用所述第一末端执行器(1020)的消光工具(1028)将所述多个表面特征(1008)中的每个表面特征的反射性涂层(1030)消光(1024)。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，执行第二类型的操作(1023)包括: 使所述第二末端执行器(1022)在所述物体(1002)的所述表面(1004)上沿着所识别的所述路径(1018)移动(1206);以及 在使所述第二末端执行器(1022)沿着所述路径(1018)移动的同时，使用所述第二末端执行器(1022)的打磨工具(1036)和所述反馈激光数据(1042)将所述多个表面特征(1008)中的每个表面特征打磨(1210)至所述选定公差(1040)内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，产生关于所述多个表面特征(1008)的反馈激光数据(1042)包括: 使用所述激光装置(1044)，产生所述多个表面特征(1008)中的沿翼展方向和翼弦方向的表面特征的不匹配测量结果，其中，所述表面特征是表面不匹配。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，执行第二类型的操作(1023)包括: 确定沿所述翼展方向或所述翼弦方向的所述表面特征的所述不匹配测量结果是否在所述选定公差(1040)内；以及 在确定沿所述翼展方向或所述翼弦方向的所述表面特征的所述不匹配测量结果不在所述选定公差(1040)内的情况下，做出响应以使用所述第二末端执行器(1022)的打磨工具(1036)打磨所述表面特征。
9.一种设备，所述设备包括: 第一末端执行器(1020)，其被构造成对物体(1002)的表面(1004)上的多个表面特征(1008)执行第一类型的操作(1021)； 激光装置(1044)，其被构造成在已经执行了所述第一类型的操作(1021)之后产生关于所述多个表面特征(1008)的反馈激光数据(1042);以及 第二末端执行器(1022)，其被构造成使用所述反馈激光数据(1042)对所述多个表面特征(1008)执行第二类型的操作(1023)，以重新加工所述多个表面特征(1008)，直到所述多个表面特征(1008)被重新加工至选定公差(1040)内。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第一末端执行器(1020)包括: 消光工具(1028)，其被构造成将所述多个表面特征(1008)中的表面特征的反射性涂层(1030)消光，以允许所述激光装置(1044)测量所述表面特征并产生所述反馈激光数据(1042)。
11.根据权利要求10所述的设备，其中，所述第二末端执行器(1022)包括: 打磨工具(1036)，其被构造成使用所述反馈激光数据(1042)打磨所述表面特征，直到所述表面特征被打磨至所述选定公差(1040)内。
12.根据权利要求9所述的设备，所述设备还包括: 控制器(1046)，其被构造成使用数字控制数据(1019)识别所述物体(1002)的所述表面(1004)上的路径(1018)，所述数字控制数据(1019)之前被用于在所述物体(1002)的所述表面(1004)上执行形成所述多个表面特征(1008)的多个操作。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，所述控制器(1046)被构造成控制第一机器人装置(1024)，以使所述第一末端执行器(1020)在所述物体(1002)的所述表面(1004)上沿着所识别的所述路径(1018)移动。
14.根据权利要求12所述的设备，其中，所述控制器(1046)被构造成控制第二机器人装置(1026)，以使所述第二末端执行器(1022)在所述物体(1002)的所述表面(1004)上沿着所识别的所述路径(1018)移动。
15.根据权利要求9所述的设备，其中，所述第二末端执行器(1022)包括: 控制单元，其被构造成从所述激光装置(1044)接收关于所述多个表面特征(1008)中的表面特征的所述反馈激光数据(1042)并基于所述反馈激光数据(1042)识别用于打磨所述表面特征的多个参数；以及 打磨工具(1036)，其被构造成基于所述多个参数打磨所述表面特征。
【文档编号】B24B19/00GK104511797SQ201410520694
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2014年9月30日 优先权日:2013年10月8日
【发明者】T·E·特卡 申请人:波音公司