雙隱藏點條的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及雙隱藏點條。
【背景技術】
[0002] 飛機和其它復雜產品的制造商可能在將部件放置在它們的產品中需要精確性。飛 機制造者可以在制造期間將數百個鉚釘、緊固件和其它部件安裝在飛機機身內的各種位置 中。確保正確的鉚釘被放置在預定鉚釘孔中可能提出挑戰。在制造或維修期間將鉚釘安裝 在噴氣式飛機的機身中可能需要鉚釘組件和模具在機身的內表面和外表面兩者上的同時 受控移動。在機身面板的相反表面上的儀器必須被定位在正確的位置處，否則鉚釘或其它 部件將未被適當地安裝。
【發明內容】
[0003] 說明性實施方式提供一種系統。該系統包括接近于在結構的第一側的第一表面的 第一細長對象。該系統還包括接近于在所述結構的第二側的第二表面的第二細長對象，所 述第二表面和所述第二側相對于所述第一表面和所述第一側在所述結構的相反面，所述第 一細長對象在所述第一表面上的第一點處與所述第二細長對象對準。該系統還包括在與彼 此并且與所述第一點相距第一已知距離處附接到所述第一細長對象的第一多個角隅棱鏡， 其中，所述第一細長對象在所述第一點處毗鄰所述第一表面。該系統還包括在與彼此并且 與所述第一點相距第二已知距離處附接到所述第二細長對象的第二多個角隅棱鏡，其中， 所述第二細長對象在與所述第一點相反面的第二點處毗鄰所述第二表面。
[0004] 說明性實施方式還提供一種方法。該方法使用包括第一對、第二對和第三對細長 對象的系統來實現，其中，每對細長對象包括定位于分別在結構的相反的第一表面和第二 表面上的第一點、第二點和第三點之一處的第一細長對象和第二細長對象，并且其中，第一 對、第二對和第三對中的第一細長對象和第二細長對象中的每個細長對象分別包括在與彼 此相距已知距離處并且與分別在第一表面上的第一點、第二點和第三點相距已知距離處附 接在第一細長對象和第二細長對象上的第一多個角隅棱鏡和第二多個角隅棱鏡。該方法包 括接近第一表面布置的第一測量裝置將第一測量指向每個第一細長對象上的第一多個角 隅棱鏡。該方法還包括在第一測量裝置處，從每個第一細長對象上的第一多個角隅棱鏡接 收第一反射測量。該方法還包括接近第二表面布置的第二測量裝置將第二測量指向在第二 表面上的每個第二細長對象上的第二多個角隅棱鏡。該方法還包括在第二測量裝置處，從 每個第二細長對象上的第二多個角隅棱鏡接收第二反射測量。該方法還包括使用第一反射 測量來測量第一表面的第一坐標系統。該方法還包括使用第二反射測量來測量第二表面的 第二坐標系統。該方法還包括將第二坐標系統映射到第一坐標系統。
[0005] 說明性實施方式還提供一種在表面上在預定位置處建立坐標測量參考的計算機 實現的方法。該方法包括計算機接收第一點、第二點和第三點分別在第一表面上的第一參 考坐標、第二參考坐標和第三參考坐標。該方法還包括所述計算機接收第四點、第五點和第 六點分別在第二表面上的第四參考坐標、第五參考坐標和第六參考坐標，其中，所述第二表 面和所述第一表面包括結構的相反側，并且其中，所述第一點、所述第二點、所述第三點和 所述第四點、所述第五點、所述第六點分別在所述相反側彼此相反地排列。該方法還包括所 述計算機在所述第一表面的第一坐標系統中分別將所述第四參考坐標、所述第五參考坐標 和所述第六參考坐標映射到所述第一參考坐標、所述第二參考坐標和所述第三參考坐標。 該方法還包括所述計算機基于所述映射使所述第二表面的外部坐標系統適配到所述內部 坐標系統，其中，所述第一參考坐標、所述第二參考坐標、所述第三參考坐標和所述第四參 考坐標、所述第五參考坐標、所述第六參考坐標分別使用指向定位在與所述第一點、所述第 二點和所述第三點相距已知距離處的目標的測量來確定。
[0006] 特征、功能和優點可以在本公開內容的各種實施方式中獨立地實現，或者可以被 組合在其它的實施方式中，其中能夠參照以下描述和附圖看到另外的細節。
【附圖說明】
[0007] 新穎特征相信在所附權利要求中闡述了說明性實施方式的特性。然而，當結合附 圖閱讀時通過參照本公開內容的說明性實施方式的以下具體描述，將最好地理解說明性實 施方式和優選的使用模式、另外的目的及其特征。
[0008] 圖Ia是依照說明性實施方式的雙隱藏點條（hidden point bar)的系統的框圖；
[0009] 圖Ib是依照說明性實施方式的雙隱藏點條的系統的框圖；
[0010] 圖2是依照說明性實施方式的雙隱藏點目標的方法的流程圖；
[0011] 圖3是依照說明性實施方式的隱藏點條的圖；
[0012] 圖4是依照說明性實施方式的雙隱藏點目標的方法的流程圖；
[0013] 圖5是依照說明性實施方式的隱藏點條的圖；
[0014] 圖6是制造商用飛機的方法的流程圖；
[0015] 圖7是商用飛機的框圖；以及
[0016] 圖8是依照說明性實施方式的數據處理系統的圖示。
【具體實施方式】
[0017] 使用人類技術員來將數千個小部件安裝在飛機中可能是很昂貴的并且易于出錯。 當大量小部件將被安裝在機身中時，指導技術員的團隊四處移動并且在機身的相反側一致 地工作可能是代價高的并且導致生產問題和延遲。即使預先鉆孔，如許多大型飛機的情況 那樣，在相反側指導兩個團隊在數千個預鉆孔之中定位正確的孔可能是非常費時的。
[0018] 飛機制造商和其它制造商已轉向使用計算機化機器人和其它裝置來在生產期間 將鉚釘和其它金屬、塑料及合成部件安裝到飛機中。機器人可以以比人類技術員更高的精 確性、準確性、一致性和速度安裝部件。當數千個部件將被安裝時，機器人可以產生優于人 類安裝者的顯著生產力和質量優點。
[0019] 雖然機器人可以在將鉚釘和其它部件安裝在飛機機身中時提供優于人類技術員 的各種優點，但是飛機制造商仍然面對有機器人在機身的相反側的協調移動的問題。在相 反側的機器人必須移動到正確的孔或其它位置，其中它們將安裝部件或執行其它動作。
[0020] 飛機制造商通常使用機身的內表面的坐標系統來定位和放置部件。雖然機身的平 滑外表面上的參考點可以是幾個，但是更容易可見的參考點在內表面上被找到并且可以包 括框架和縱梁。制造商參照內模線（IML)、用于描述內表面和集合點的框架、折痕，和其中內 表面可以相交的線。內坐標或測量系統被鏈接到內模線并且提供飛機坐標系統。
[0021] 內部坐標測量點被識別用于孔的鉆孔和部件的放置。將相同的坐標測量點精確定 位于外皮表面和內皮表面上提出了不斷的挑戰。外表面和內表面如果僅稍微在適當的位置 中則通常是彎曲的，并且因此不具有相同的形狀。
[0022] 已開發了試圖克服外部坐標系統和內部坐標系統中的差異并且可以促進為外部 參考和內部參考識別單個點的坐標測量系統。已在歷史上采用了包括用于對測量進行校準 的目標的工具。在一些實例中，目標已被放置在窗口開口中。這樣的放置可以導致令人不 滿意的幾何形狀，因為目標沿著線定位。協作可能限于沿著窗口帶發生。窗口目標還可以 具有多個目標，通常為三個或四個，這可能需要對坐標測量機（CMM)的校準或認證。此外， 不能夠在貨運飛機上使用窗口目標。因此，用于在飛機表面（包括機身蒙皮）的相反側更 準確地協調點的識別的有效的新技術是所希望的。
[0023] 說明性實施方式基于識別到相反表面上的對應點來辨識和考慮以上關于機器人 和其它對象在結構（例如飛機機身）的相反表面上的協調移動所描述的問題。說明性實施 方式辨識由制造商在將數千金屬和合成鉚釘、緊固件和其它部件放置在飛機機身和其它產 品的各種表面中時所面對的挑戰。方法和系統被提供來基于第二表面的坐標系統支持對象 在第一表面上的移動和定位，其中，第一表面和第二表面在諸如飛機機身的蒙皮這樣的結 構的相反側。
[0024] 說明性實施方式可以在內部坐標系統中為機身的內表面上的點確定空間坐標。說 明性實施方式在坐標系統中為同一在內部定位的點的外表面確定空間坐標。通過完成在兩 個空間坐標系統中為內表面上的三個單獨地定位的點確定空間坐標的過程，說明性實施方 式使得能實現將外部坐標系統映射到內部坐標系統。三個單獨的點可以是用于將鉚釘放置 在飛機機身中的三個單獨的預鉆孔。在外表面附近移動的對象然后可以根據內部坐標系統 這樣做。
[0025] 飛機制造商可以將機器人部署在相反的表面上以移動到同一孔。說明性實施方式 可以提供可以使得在飛機的外表面上的機器人能夠依照飛機的內部坐標系統移動的方法 和系統。可以通過將外部坐標系統映射到內部坐標系統來實現這樣的移動和對準。
[0026] 說明性實施方式可以提供雙隱藏點條，其中在鉚釘孔的任何一側，例如，可以具有 相似尺寸和組成的條在鉚釘孔處被縱向放置到它們的各自表面。第一條被定位于內部機身 表面上，一端在鉚釘孔處。第二條被定位于外表面上，同樣具有一端在鉚釘孔處。條的放置 可以與它們各自的表面垂直。條可以通過孔連接到彼此，使得條保持不動并且使得接近它 們各自的表面的各個條的端與表面齊平。
[0027] 在機身的任何一側附接到各個條的可以是反射器（可能為球狀地安裝的反射 器）、兩個角隅棱鏡或晶體對象，其反射激光束。對于在內部放置的條和在外部放置的條，至 少兩個角隅棱鏡之