用于選擇性切割蜂窩芯的側壁的自動化設備及方法
【技術領域】
[0001]本公開的領域總體上涉及蜂窩結構，更具體地，涉及蜂窩結構的側壁的自動化切割的設備和方法。
【背景技術】
[0002]也被稱為蜂窩芯的蜂窩結構通常包括被成形為所需形式的多個六邊形單元。蜂窩結構典型地由諸如金屬、紙張和/或復合材料的薄平坦基體材料制成。將平坦基體材料切割成窄的細長帶，該細長帶被折疊或彎曲成半六邊形的峰和谷的成輪廓帶。例如，可按規則間隔開的間隔劃分材料的細長帶。為了形成正六邊形形狀的單元，劃線與帶的端部基本上平行地對準并且將材料沿著劃線在一個方向上以60°折疊兩次，然后以連續交替的順序在相反方向上折疊兩次。然后，通過粘合劑、點焊、銅焊或其它已知的連接方法將所得的折疊帶連接在一起，以形成具有一系列六邊形形狀的單元的結構，從而形成平坦的蜂窩芯結構。
[0003]至少一些已知的航空器組件實施了用于使發動機噪聲衰減的發動機艙的隔音板中的蜂窩結構。用于航空器組件的已知隔音板的尺寸通常非常大。制造單個大隔音板通常需要將多個蜂窩結構連接在一起。例如，為了形成增大尺寸的隔音板，常常通過將單獨的蜂窩結構切割成所需形狀和輪廓并且將單獨的蜂窩結構連接于其各個側壁襟翼而將多個蜂窩結構拼接在一起。通常，必須精確切割蜂窩結構，使得側壁襟翼具有預定長度。然而，精確切割蜂窩結構是耗時且費力的任務。此外，由蜂窩結構制造過程導致的蜂窩結構中的變形形式使得難以確保以預定長度形成側壁襟翼。
【發明內容】
[0004]在一個方面，提供了一種選擇性切割蜂窩芯的側壁的自動化設備。該設備包括:末端執行器；切割工具，其連接到所述末端執行器，其中，所述末端執行器被構造成基于所述蜂窩芯的示意性幾何形狀而將所述切割工具定位在初始切割位置。所述自動化設備還包括適應性視覺系統，該適應性視覺系統被構造成引導所述末端執行器以基于所述適應性視覺系統獲取的所述蜂窩芯的實際幾何形狀來修改所述初始切割位置。
[0005]在另一個方面，提供了一種用于選擇性切割蜂窩芯的側壁的自動化設備的末端執行器。所述末端執行器包括:切割工具，其連接到所述末端執行器，其中，所述末端執行器被構造成基于所述蜂窩芯的示意性幾何形狀而將所述切割工具定位在初始切割位置。所述末端執行器還包括適應性視覺系統，該適應性視覺系統被構造成引導所述末端執行器以基于所述適應性視覺系統獲取的所述蜂窩芯的實際幾何形狀來修改所述初始切割位置。
[0006]在又一個方面，提供了一種選擇性切割蜂窩芯的側壁的方法。所述側壁通過使用包括切割工具和適應性視覺系統的自動化設備而被選擇性切割，所述方法包括:基于所述蜂窩芯的示意性幾何形狀而將所述切割工具定位在初始切割位置，利用所述適應性視覺系統獲取所述蜂窩芯的實際幾何形狀，以及基于所述適應性視覺系統獲取的蜂窩芯的實際幾何形狀來修改所述切割工具的初始切割位置。
【附圖說明】
[0007]圖1是示例性航空器制造和維修方法的流程圖。
[0008]圖2是示例性航空器的框圖。
[0009]圖3是示例性自動化設備的立體圖。
[0010]圖4是可用于圖3中示出的自動化設備的示例性切割工具的放大立體圖。
[0011]圖5是蜂窩芯的示意性圖示。
[0012]圖6是沿著圖5中的區域6截取的示出蜂窩芯的示意性圖示。
[0013]圖7是圖6中示出的蜂窩芯在被選擇性切割之后的示意性圖示。
【具體實施方式】
[0014]本文中描述的實現方式涉及用于選擇性切割蜂窩芯的側壁的自動化設備。在示例性實現方式中，自動化設備包括切割工具和適應性視覺系統，該適應性視覺系統有助于修改切割工具相對于蜂窩芯的預定的工具路徑。具體地，切割工具的預定的工具路徑被編程，以確定沿著蜂窩芯的示意性幾何形狀的多個初始化切割位置。選擇預定的工具路徑以形成具有所需幾何形狀的蜂窩芯。因為制造蜂窩芯可能是不精確的過程，所以蜂窩芯的示意性幾何形狀和實際幾何形狀之間的芯單元偏移將降低沿著預定的工具路徑切割的蜂窩芯基本上匹配所需幾何形狀的可能性。如此，適應性視覺系統有助于修改初始切割位置，以更準確地切割蜂窩芯的側壁。
[0015]參照附圖，可在航空器制造和維修方法100(圖1中示出)的背景下并且借助航空器102(圖2中示出)來描述本公開的實現方式。在預制造期間，包括在規格和設計104期間，可在制造過程期間使用航空器102的數據，并且可采購106與機身關聯的其它材料。在制造期間，在航空器102進入其審定和運輸過程112之前，發生組件和子組件制造108以及航空器102的系統整合110。在成功滿足并完成機身審定之后，航空器102可投入運行114。當由顧客投入運行時，可安排對航空器102進行周期性、常規和預定的維護和維修116，包括例如任何改裝、重構、和/或翻新。在替代實現方式中，可借助除了航空器之外的交通工具實現制造和維修方法100。
[0016]可由系統整合商、第三方和/或運營商(例如，顧客)執行或完成與航空器制造和/維修100關聯的各部分和過程。出于進行此描述的目的，系統整合商可包括(而不限于)任何數量的航空器制造商和主系統分包商；第三方可包括(而不限于)任何數量的售賣方、分包商和供應商；并且運營商可以是航空公司、租賃公司、軍事單位、服務組織等。
[0017]如圖2中所示，借助方法100制造的航空器102可包括帶有多個系統120和內部122的機身118。高級系統120的示例包括推進系統124、電子系統126、液壓系統128和/或環境系統130中的一個或多個。可包括任何數量的其它系統。
[0018]可在方法100的任一個或多個階段期間采用本文中實施的設備和方法。例如，可用與航空器102投入運行時制作的組件或子組件類似的方式構造或制造與組件制作過程108對應的組件或子組件。另外，例如，通過大幅度加速航空器102的組裝和/或降低組裝航空器102的成本，可以在制造階段108和110期間利用一個或多個設備實施方式、方法實施方式、或其組合。類似地，可以在航空器102處于維修或維護時(例如，在常規維護和維修116時)，利用設備實施方式、方法實施方式、或其組合中的一個或多個。
[0019]如本文中使用的，術語“航空器”可包括但不限于僅僅包括航空器、無人駕駛飛行器(UAV)、滑翔機、直升航空器、和/或經過領空的任何其它物體。另外，在替代實現方式中，可在任何制造和/或維修操作中使用本文中描述的航空器制造和維修方法。
[0020]圖3是示例性自動化設備200的立體圖，圖4是可用于自動化設備200的示例性切割工具202的放大立體圖。在示例性實現方式中，自動化設備200包括機械手臂204、連接到機械手臂204的末端執行器206以及連接到末端執行器206的切割工具202。機械手臂204和末端執行器206有助于使切割工具202相對于諸如蜂窩芯208的工件(未示出)移動。蜂窩芯208包括限定多個基本上六邊形的芯單元210的側壁216。另選地，可構造蜂窩芯208，使得芯單元210具有任何橫截面形狀。
[0021]切割工具202包括引導部分212，確定引導部分212的尺寸以按照間隙配合的方式插入蜂窩芯208的至少一個芯單元210。具體地，引導部分212包括插入部分214，確定各插入部分214的尺寸以適于插入，并且各插入部分214具有基本上與各個芯單元210互補的橫截面形狀。將引導部分212插入芯單元210，這有助于當切割芯單元210的側壁216時穩定切割工具202。引導部分212還包括被確定尺寸以在其中接納切割器220的切割器槽218。引導部分212有助于在相對于蜂窩芯的外表面222基本上正交的方向上引導切割器220。更具體地，切割器槽218在相對于外表面222基本上正交的方向上延伸，使得基本上在正交的方向上切割芯單元210的側壁216。切割器220可與引導部分212可滑動地連接，更具體地，可在切割器槽218內平移，以選擇性切割側壁216。切割器220可以是使切割工具202如本文所述地作用的任何切割機構。示例性的切割機構包括但不限于超聲切割機構。在替代實現方式中，切割器220直接連接到末端執行器206，使得可不需要引導部分212。
[0022]在示例性實現