定位裝配件的測量系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本公開一般涉及制造結構，并且具體地涉及制造飛行器結構。又更具體而言，本公開涉及在制造完整的飛行器結構期間使用可驅動的支撐系統維持結構的選定配置的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]制造飛行器結構可以是復雜的和耗時的過程。例如，制造機翼、機身或一些其它類型的飛行器結構可能需要裝配數百、數千或數以萬計的零件。在飛行器結構的裝配期間，用于形成飛行器結構的一個或多個部件可能需要保持在相對于彼此的特定位置以便可以在這些部件上進行操作。
[0003]作為一個實例，機翼的前翼梁裝配件和后翼梁裝配件可能需要保持在相對于彼此的特定位置，同時進行各種操作以裝配機翼。這些操作可以同時進行，在不同時間下進行，或二者。進行的操作可包括，例如，但不限于鉆孔、鉆埋頭孔、固定、連接、密封、涂覆、檢查、噴涂或其它合適類型的操作的任意組合。
[0004]用于裝配飛行器結構的一些當前可利用的方法使用剛性支撐以在裝配過程期間將部件保持在特定位置。在一些情況下，這些有時被稱為工具的剛性支撐可以固定至工廠地面以形成制造飛行器結構的裝配線。然而，這些支撐可限制裝配線的將來擴展，因為它們通常永久地固定至工廠地面。
[0005]進一步，這些支撐可能不能夠適應不同形狀和尺寸的飛行器結構的制造。一旦被安裝，剛性支撐可能不允許考慮(account for)飛行器設計改變、制造地點的改變、飛行器生產率的改變或其它類型的改變所需的靈活性。因此，使用用于裝配飛行器結構的這些類型的剛性支撐可導致裝配過程比期望的更加耗時和昂貴。另外，隨著時間的推移，剛性支撐可能比期望的需要更多的維護。因此，具有考慮到以上討論的至少一些問題以及其它可能的問題的方法和裝置將是令人期望的。
【發明內容】
[0006]在一個說明性實施方式中，提供了在使用結構形成產品的制造過程期間維持結構的選定配置的方法。接收支撐系統的測量數據。該支撐系統在制造過程期間保持該結構。基于測量數據，關于結構的當前配置是否在結構的選定配置的選定容限之內進行確定。響應于結構的當前配置不在結構的選定配置的選定容限之內的確定，支撐系統被重新配置以將該結構移動進入選定配置。
[0007]在另一個說明性實施方式中，裝置包括支撐系統、測量系統和控制器。支撐系統被配置為在使用結構形成產品的制造過程期間保持該結構。測量系統被配置為生成測量數據。支撐系統在制造過程期間保持該結構。控制器被配置為接收測量數據。控制器進一步被配置為基于該測量數據確定結構的當前配置是否在結構的選定配置的選定容限之內。控制器又進一步被配置為響應于結構的當前配置不在結構的選定配置的選定容限之內的確定生成重新配置支撐系統以將該結構移動至選定配置內的指令。
[0008]在又另一個說明性實施方式中，裝置包括支撐系統和控制器。支撐系統被配置為在使用結構形成產品的制造過程期間保持該結構。控制器被配置為接收在制造過程期間在支撐系統保持該結構的同時為支撐系統生成的測量數據。控制器進一步被配置為基于測量數據確定結構的當前配置是否在結構的選定配置的選定容限之內。控制器又進一步被配置為響應于結構的當前配置不在結構的選定配置的選定容限之內的確定生成重新配置支撐系統以將該結構移動進入選定配置的指令。
[0009]特征和功能可以獨立地在本公開的各種實施方式中實現或者可以在另外的其它實施方式中結合，其中進一步細節參考下面的描述和附圖可見。
【附圖說明】
[0010]認為是說明性實施方式的特性的新穎特征在所附權利要求中陳述。然而，說明性實施方式以及優選的使用模式、進一步目的和其特征當結合附圖理解時參照本公開的說明性實施方式的以下詳細描述將被最佳理解，其中:
[0011]圖1是依據說明性實施方式的制造環境的等距視圖的圖解；
[0012]圖2是依據說明性實施方式的制造環境中的工作單元內定位的支撐系統的等距視圖的圖解；
[0013]圖3是依據說明性實施方式的與前平臺相關聯的支撐的側視圖的圖解；
[0014]圖4是依據說明性實施方式的傾斜的支撐的側視圖的圖解；
[0015]圖5是依據說明性實施方式的制造環境中的工作單元內定位的支撐系統的等距視圖的圖解；
[0016]圖6是依據說明性實施方式的制造環境中的工作單元內定位的支撐系統的等距視圖的圖解；
[0017]圖7是依據說明性實施方式的制造環境中的工作單元內定位的支撐系統的等距視圖的圖解；
[0018]圖8是依據說明性實施方式的制造環境的工作單元中的不同類型的支撐系統的等距視圖的圖解；
[0019]圖9是依據說明性實施方式的以方框圖形式的制造環境的圖解；
[0020]圖10是依據說明性實施方式的以流程圖形式的重新配置支撐系統的過程的圖解；
[0021]圖11是依據說明性實施方式的以流程圖形式的重新配置支撐系統的過程的圖解；
[0022]圖12是依據說明性實施方式的以流程圖形式的移動控制點的過程的圖解；
[0023]圖13是依據說明性實施方式的以流程圖形式的重新配置支撐系統的過程的圖解；
[0024]圖14是依據說明性實施方式的以方框圖形式的數據處理系統的圖解；
[0025]圖15是依據說明性實施方式的以方框圖形式的飛行器制造和保養方法的圖解；和
[0026]圖16是其中可實施說明性實施方式的以方框圖形式的飛行器的圖解。
【具體實施方式】
[0027]說明性實施方式認識到并考慮不同的考慮因素。例如，說明性實施方式認識到并考慮使用這樣的支撐系統可以是期望的，所述支撐系統包括相對于工廠地面是可移動的支撐以支撐裝配飛行器結構中使用的部件。該支撐系統在制造環境內可用于將部件移動至不同地點。這些地點可以是，例如工作單元。使用支撐系統可降低制造飛行器結構所需要的總時間、開銷和努力。
[0028]另外，說明性實施方式認識到并考慮具有這樣的支撐系統可以是期望的，所述支撐系統包括可移動平臺，支撐可以可拆卸地固定至其上。以這種方式，支撐系統允許裝配線根據需要擴展或減小尺寸。進一步，這種類型的支撐系統可提供考慮飛行器設計改變、制造地點的改變、飛行器生產率的改變或其它類型的改變所需的靈活性。
[0029]然而，說明性實施方式也認識到并考慮移動支撐系統可導致由支撐系統保持的部件的位置偏離這些部件的期望的位置。在一些情況下，制造過程期間某些操作的執行可導致由支撐系統支撐的部件的不期望的移動。
[0030]作為一個實例，支撐系統在工廠中制造機翼期間可用于保持用于形成飛行器的機翼的機翼裝配件在選定配置中。說明性實施方式認識到并考慮可以期望的是在制造期間具有能夠維持機翼裝配件的選定配置的支撐系統，從而考慮在支撐系統在工作單元之間移動期間與選定配置的任何偏差和基于制造期間施加至機翼裝配件的增加的重力和負荷的與選定配置的偏差。
[0031]因此，說明性實施方式認識到并考慮具有能夠確保由支撐系統支撐的部件在制造過程期間保持在選定配置的系統可以是期望的。更具體而言，說明性實施方式提供了一種方法、裝置和系統，其用于重新配置支撐系統以確保由支撐系統支撐的結構在制造過程期間保持在選定配置。在一個說明性實例中，支撐系統的測量數據用于確定由支撐系統支撐的結構的當前配置是否在結構的選定配置的選定容限之內。響應于當前配置不在選定配置的選定容限之內的確定，支撐系統被重新配置以將結構移動進入選定配置。可以進行該過程的一種方式的實例在下面的附圖中描述。
[0032]現參照附圖并具體地參照圖1，制造環境的等距視圖的圖解依據說明性實施方式描繪。在該說明性實例中，制造環境100是在其中可以制造飛行器結構的環境的實例。作為一個實例，機翼101可以在制造環境100中裝配。
[0033]制造環境100的地面102用于限定在制造環境100中用于執行不同操作的不同地點。具體而言，多個工作單元104相對于地面102限定。如本文所使用，“工作單元”是在其內執行一個或多個操作的地點或區域。多個工作單元104包括工作單元106、108、110、112、114、116和118。制造機翼101的不同階段在工作單元106、108、110、112、114、116和118的每一個中進行。
[0034]支撐系統120用于支撐裝配機翼101中使用的部件。支撐系統120可以在裝配機翼101期間在多個工作單元104中從一個工作單元移動至下一個。支撐系統120可以是靈活的、可移動的和可重新配置的。例如，支撐系統120在該說明性實例中可采取可驅動的支撐系統的形式。
[0035]如描繪的，支撐系統120包括多個支撐121、平臺結構123和橋連系統125。多個支撐121和橋連結構125與平臺結構123相關聯。
[0036]如本文所使用，當一個部件與另一個部件“相關聯”時，這種關聯在描繪的實例中是物理的關聯。例如，第一部件，比如多個支撐121的一個，可以被認為通過緊固至第二部件、結合至第二部件、安裝至第二部件、焊接至第二部件、固定至第二部件、偶合至第二部件、或以一些其它適合的方式與第二部件相連接的至少一種與第二部件一一比如平臺結構123—一相關聯。第一部件也可以使用第三部件與第二部件相連接。進一步，第一部件可以被認為通過形成為第二部件的一部分、第二部件的延伸、或二者與第二部件相關聯。
[0037]如本文所使用，當短語“……的至少一個”與項目列表一起使用時，意味著可以使用一個或多個列舉的項目的不同組合并且可能僅需要列表中的一個項目。項目可以是具體的對象、事物、行動、過程或種類。換句話說，“……的至少一個”意思是可以使用列表的項目或許多項目的任意組合，但是不是列表中的所有項目可能都是需要的。
[0038]例如，“項目A、項目B和項目C的至少一個”的意思可以是項目A ;項目A和項目B ;項目B ;項目A、項目B和項目C ;或項目B和項目C。在一些情況下，“項目A、項目B和項目C的至少一個”的意思可以是，例如，但不限于兩個項目A、一個項目B和十個項目C;四個項目B和七個項目C ;或者一些其它合適的組合。
[0039]當支撐系統120移動通過多個工作單元104時，在制造過程期間的多個階段，支撐系統120支撐機翼101的結構。隨著支撐系統120移動通過多個工作單元104該結構改變。該結構可包括一個或多個零件、子裝配件或裝配件。
[0040]例如，在裝配機翼101的最初階段，基于規定的要求將支撐系統120移入工作單元106并且配置支撐系統120。將支撐系統120移入工作單元106可包括驅動多個支撐121進入工作單元106。多個支撐121在其它說明性實例中也可以稱為多個可驅動的支撐。
[0041]如本文所使用，“驅動”支撐意思是移動整個支撐和一起組成支撐的所有部件。以這種方式，驅動多個支撐121的一個或多個可包括一起移動多個支撐121的這些一個或多個的全部。
[0042]在一個說明性實例中，多個支撐121的每個可以以接收機翼101的前翼梁裝配件122的方式配置。換句話說，用于保持前翼梁裝配件122的多個支撐121的每個的元件可以被配置為接收前翼梁裝配件122。
[0043]支撐系統120被移入工作單元108，用于下個階段的制造。當支撐系統120在工作單元108中時，將前翼梁裝配件122裝載在支撐系統120上。前翼梁裝配件122在該階段的制造中是由支撐系統120支撐的結構。
[0044]然后，將支撐系統120移入工作單元110中，在工作單元110中，后翼梁裝配件124裝載在支撐系統120上。以這種方式，在這個階段的制造中，由支撐結構120支撐的結構包括前翼梁裝配件122和后翼梁裝配件124。然后，將支撐結構120移入工作單元112中。翼肋126在工作單元112中連接至前翼梁裝配件122和后翼梁裝配件124，同時支撐系統120支撐前翼梁裝配件122和后翼梁裝配件124。在這個階段的制造中，由支撐系統120支撐的結構包括前翼梁裝配件122、后翼梁裝配件124和翼肋126。
[0045]如描繪的，蒙皮壁板128和另一個蒙皮壁板(沒有顯示在這個視圖中)在工作單元114中連接至前翼梁裝配件122、后翼梁裝配件124和翼肋126以形成機翼101。因此，由工作單元114內的支撐系統120支撐的結構包括前翼梁裝配件122、后翼梁裝配件124、翼肋126、蒙皮壁板128和沒有顯不的其它蒙皮壁板。
[0046]支撐系統120和由支撐系統120支撐的結構可以從工作單元114移動至工作單元116。第一多個工具130用于執行工作單元116內的選定操作。然后，支撐系統120和由支撐系統120支撐的結構可以從工作單元116移動至工作單元118。第二多個工具132用于執行工作單元118內的選定操作以完成機翼101的制造。
[0047]當支撐系統120移動至多個工作單元104中的不同的工作單元中時，由支撐系統120支撐的結構可以需要維持在選定配置。該選定配置可以是基于許多制造要求、裝配件規格、安全要求、其它參數、或其組合的期望的配置。
[0048]在一些情況下，移動支撐系統120可導致結構脫離該選定配置。在其它情況下，在制造過程期間施加至結構的重力和負荷可導致結構脫離選定配置。例如，由安裝在結構上的額外部件導致的額外重量可導致結構的至少一部分以不期望的方式彎曲或撓曲。測量系統136和控制器138用于確保由支撐系統120支撐的結構在整個制造過程中保持在選定配置。
[0049]在該說明性實例中，測量系統136包括多個發射機140和多個目標系統141。如描繪的，將多個發射機140的每個提高到地面102以上。在該說明性實例中，多個發射機140的每個發射兩個光學信號。該光學信號可以是激光束。多個目標系統141中的每個目標系統包括至少三個目標。這些目標可采取以下形式，例如，但不限于有源傳感器、無源傳感器或其一些組合。
[0050]測量系統136生成測量數據，該數據用于確定由支撐系統120支撐的結構的配置在制造過程的給定