通過導向孔自動鉆孔的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于通過第一零件和第二零件鉆孔的方法和裝置?？梢允褂贸上裣到y(tǒng)產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像。基于該圖像可以確定與第一零件中的第一導向孔相關(guān)的第一特征?；谠搱D像可以確定與第二零件中的第二導向孔相關(guān)的第二特征?；谠摰谝惶卣骱偷诙卣骺梢源_定用于通過第一零件和第二零件鉆孔的鉆孔向量。
【專利說明】通過導向孔自動鉆孔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開一般涉及鉆孔，并且特別地，涉及通過導向孔鉆孔。更具體地，本公開涉及用于使在疊層中的鉆孔自動化的方法和裝置，在選定的公差內(nèi)穿過疊層來重疊導向孔。

【背景技術(shù)】
[0002]在一些制造工藝中，可通過暫時將兩個零件固定在一起使第一零件緊固至第二零件以形成疊層，從而通過疊層鉆孔，并通過孔安裝緊固件。作為一個說明性的示例，第一零件(如飛行器的蒙皮板)可相對于第二零件(如飛行器的框架)被定位以形成疊層。特別是，第一零件可相對于第二零件被定位，使得在蒙皮板中的第一導向孔與在框架中的第二導向孔至少部分對齊。蒙皮板可通過插入臨時緊固件(如扣釘緊固件)通過兩個導向孔暫時地固定至框架。在鉆孔操作期間，扣釘緊固件可減少或防止蒙皮板和框架之間的相對移動。
[0003]鉆孔機可通過兩個導向孔和扣釘緊固件用于鉆孔，使得鉆得的孔可容納緊固件。鉆得的孔可能需要完全地重疊蒙皮板中的第一導向孔和框架中的第二導向孔兩者以滿足制造要求。然而，用一些當前可用的鉆孔系統(tǒng)和方法，形成的鉆孔不可完全地重疊兩個導向孔。
[0004]一種當前可用的鉆孔系統(tǒng)可將鉆頭居中在扣釘緊固件的暴露端的中心上以定位鉆頭并執(zhí)行鉆孔。定位鉆孔系統(tǒng)的鉆頭可等同于定位鉆孔系統(tǒng)的鉆機柱架。鉆機柱架可以是表示將被鉆的孔的虛構(gòu)的柱架。鉆頭可以定位在第一零件的暴露側(cè)。以這種方式，在第二零件中的第二導向孔對鉆機可以是不可見的。換句話說，第二導向孔可以是“盲孔”。
[0005]當鉆機柱架居中在扣釘緊固件的暴露端時，被鉆得的孔可能不完全重疊在兩個零件中的兩個導向孔。例如，但不限于，鉆得的孔可能不完全重疊盲孔。這種類型的鉆孔可被稱為雙鉆孔，因為盲孔不完全地被重疊并通過鉆孔過程被消耗。通過第二零件的鉆得的孔的直徑可能大于通過第一零件的鉆得的孔的直徑。因此，這樣鉆得的孔可能無法滿足制造要求或不一致。
[0006]當形成雙鉆孔時，操作員可能需要檢查該雙鉆孔以確定該零件是否需要被丟棄或該孔是否可以做的更大以完全重疊盲孔。然后更大的緊固件可安裝在較大的孔中。然而，形成較大的孔不可能總是給出了用于零件中的孔的邊緣界限的要求。
[0007]當多個孔將被鉆入具有扣釘固定的導向孔的疊層時，自動鉆孔系統(tǒng)可能無法以所期望的快速高效地鉆這些孔。操作員可能需要手動檢查每個通過自動系統(tǒng)鉆得的孔以確?？撞皇请p鉆孔。這個過程可能是比期望的更耗時的并且更勞動密集型的且可能減慢制造時間。另外，目前避免鉆出雙鉆孔需要的設(shè)備和/或工具可能比期望的更昂貴。因此，期望有一種方法和裝置，該方法和裝置考慮至少一些上面討論的問題，以及其他可能的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在一個說明性實施例中，可以提供一種用于通過第一零件和第二零件鉆孔的方法。第一零件中的第一導向孔的圖像可利用成像系統(tǒng)來產(chǎn)生?；趫D像可以確定與第一零件中的第一導向孔相關(guān)的第一特征?；趫D像可以確定與第二零件中的第二導向孔相關(guān)的第二特征?；诘谝惶卣骱偷诙卣骺梢源_定通過第一零件和第二零件鉆孔的鉆孔向量。
[0009]在另一說明性實施例中，可以提供一種用于通過第一零件和第二零件鉆孔的方法。鉆孔裝置可被定位在第一零件的外表面的上方的預(yù)先選定的鉆孔位置處。隨著鉆孔裝置定位在預(yù)先選定的鉆孔位置處可利用成像系統(tǒng)來產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像，其中臨時緊固件被定位于第一導向孔內(nèi)。暴露在第一導向孔處的臨時緊固件的第一端的第一中心可基于圖像被確定為第一特征。暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心可基于圖像被確定為第二特征?？梢源_定第一中心和第二中心之間的線?？梢源_定沿該線的鉆孔點。鉆孔點可以是該線上的點，該線與第二零件的內(nèi)表面相交。包含鉆孔點且基本上垂直于第一零件的外表面的向量可被確定為鉆孔向量。沿鉆孔路線的孔可通過第一零件和第二零件被鉆出，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一導向孔和第二導向孔。
[0010]在又一說明性實施例中，一種裝置可包括鉆孔裝置、成像系統(tǒng)和控制器。鉆孔裝置可被配置成通過具有第一導向孔的第一零件和具有第二導向孔的第二零件鉆孔。成像系統(tǒng)可被配置以產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像?？刂破骺山?jīng)配置基于圖像確定與第一導向孔相關(guān)的第一特征和與第二導向孔相關(guān)的第二特征并基于第一特征和第二特征確定將沿其鉆孔的鉆孔向量。
[0011]在又一說明性實施例中，自動鉆孔系統(tǒng)可以包括成像系統(tǒng)，控制器和鉆孔裝置。成像系統(tǒng)可經(jīng)配置產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像，該第一零件相對于具有第二導向孔的第二零件被定位。臨時緊固件可以被定位于第一導向孔和第二導向孔內(nèi)?？刂破骺山?jīng)配置基于圖像確定暴露在第一導向孔處的臨時緊固件的第一端的第一中心和暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心?？刂破骺蛇M一步經(jīng)配置確定第一中心和第二中心之間的線?？刂破骺蛇M一步經(jīng)配置確定沿該線的鉆孔點。鉆孔點是該線上的點，該線與第二零件的內(nèi)表面相交?？刂破骺蛇M一步經(jīng)配置確定包含鉆孔點且基本上垂直于第一零件的外表面的向量作為鉆孔向量。鉆孔裝置可經(jīng)配置沿著確定的鉆孔向量通過第一零件和第二零件鉆孔，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一零件中的第一導向孔和第二零件中的第二導向孔。
[0012]綜上所述，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于通過第一零件和第二零件鉆孔的方法，該方法包括利用成像系統(tǒng)產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像；基于圖像確定與第一零件中的第一導向孔相關(guān)的第一特征；基于圖像確定與第二零件中的第二導向孔相關(guān)的第二特征；以及基于第一特征和第二特征確定用于通過第一零件和第二零件鉆孔的鉆孔向量。
[0013]有利地，該方法進一步包括沿鉆孔向量通過第一零件和第二零件鉆孔，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一導向孔和第二導向孔。
[0014]有利地，該方法中利用成像系統(tǒng)產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像包括利用成像系統(tǒng)產(chǎn)生具有位于第一導向孔內(nèi)的臨時緊固件的第一零件中的第一導向孔的圖像。
[0015]有利地，該方法中基于圖像確定與第一導向孔相關(guān)的第一特征包括基于圖像確定暴露在第一導向孔處的臨時緊固件的第一端的第一中心作為第一特征。
[0016]有利地，該方法中基于圖像確定與第二零件中的第二導向孔相關(guān)的第二特征包括基于圖像確定暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心作為第二特征。
[0017]有利地，該方法中基于圖像確定臨時緊固件的第二端的第二中心作為第二特征包括基于圖像和臨時緊固件的已知長度確定臨時緊固件相對于第一零件的外表面的角度；以及基于所確定的第一中心和所確定的角度確定暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心。
[0018]有利地，該方法中基于第一特征和第二特征確定用于通過第一零件和第二零件鉆孔的鉆孔向量包括確定第一中心和第二中心之間的線；沿該線確定鉆孔點，其中鉆孔點是與第二零件的內(nèi)表面相交的線上的點；以及確定包含鉆孔點且基本上垂直于第一零件的外表面的向量作為鉆孔向量。
[0019]有利地，該方法進一步包括調(diào)節(jié)與第一零件的外表面相關(guān)的鉆孔向量的角度，使得將沿著鉆孔向量被鉆的孔完全地重疊第一導向孔和第二導向孔。
[0020]有利地，該方法中利用成像系統(tǒng)產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像包括在第一零件的外表面上的預(yù)選的鉆孔位置處定位鉆孔裝置；以及隨著鉆孔裝置定位在預(yù)選的鉆孔位置處，利用成像系統(tǒng)產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種用于通過第一零件和第二零件鉆孔的方法，該方法包括在第一零件的外表面上的預(yù)選的鉆孔位置處定位鉆孔裝置；隨著鉆孔裝置定位于預(yù)選的鉆孔位置處，利用成像系統(tǒng)產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像，其中臨時緊固件被定位于第一導向孔內(nèi)；基于圖像確定暴露在第一導向孔處的臨時緊固件的第一端的第一中心作為第一特征；基于圖像確定暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心作為第二特征；確定第一中心和第二中心之間的線；沿該線確定鉆孔點，其中鉆孔點是與第二零件的內(nèi)表面相交的線上的點；確定包含鉆孔點且基本上垂直于第一零件的外表面的向量作為鉆孔向量；以及沿鉆孔向量通過第一零件和第二零件鉆孔，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一導向孔和第二導向孔。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種裝置，其包括經(jīng)配置通過具有第一導向孔的第一零件和具有第二導向孔的第二零件鉆孔的鉆孔裝置；經(jīng)配置產(chǎn)生第一零件中的第一導向孔的圖像的成像系統(tǒng)；經(jīng)配置基于圖像確定與第一導向孔相關(guān)的第一特征和與第二導向孔相關(guān)的第二特征并基于第一特征和第二特征確定將沿其鉆孔的鉆孔向量的控制器。
[0023]有利地，該裝置中鉆孔裝置經(jīng)配置沿著所確定的鉆孔向量鉆孔，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一導向孔和第二導向孔。
[0024]有利地，該裝置中圖像采集第一零件中的第一導向孔和位于第一導向孔內(nèi)的臨時緊固件。
[0025]有利地，該裝置中的臨時緊固件是扣釘緊固件。
[0026]有利地，該裝置中與第一導向孔相關(guān)的第一特征是暴露在第一導向孔處的臨時緊固件的第一端的第一中心。
[0027]有利地，該裝置中與第二導向孔相關(guān)的第二特征是暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心。
[0028]有利地，該裝置中控制器經(jīng)配置基于圖像和臨時緊固件的已知長度確定與第一零件的外表面相關(guān)的臨時緊固件的角度并基于所確定的第一中心和所確定的角度確定暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心。
[0029]有利地，該裝置中控制器經(jīng)配置確定第一中心和第二中心之間的線，沿著該線確定鉆孔點，其中鉆孔點是與第二零件的內(nèi)表面相交的線上的點，以及確定包含鉆孔點且基本上垂直于第一零件的外表面的向量作為鉆孔向量。
[0030]有利地，該裝置中控制器進一步經(jīng)配置調(diào)節(jié)與第一零件的外表面相關(guān)的鉆孔向量的角度，使得將沿著鉆孔向量被鉆的孔將完全地重疊第一導向孔和第二導向孔。
[0031]有利地，該裝置中成像系統(tǒng)是攝像系統(tǒng)。
[0032]有利地，該裝置中第一零件是飛行器的蒙皮板且第二零件是飛行器的框架中的結(jié)構(gòu)。
[0033]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種自動鉆孔系統(tǒng)，其包括:成像系統(tǒng)，其經(jīng)配置產(chǎn)生相對于具有第二導向孔的第二零件定位的第一零件中的第一導向孔的圖像，其中臨時緊固件位于第一導向孔和第二導向孔內(nèi)；控制器，其經(jīng)配置基于圖像確定暴露在第一導向孔處的臨時緊固件的第一端的第一中心和暴露在第二導向孔處的臨時緊固件的第二端的第二中心，確定第一中心和第二中心之間的線，沿著該線確定鉆孔點，其中鉆孔點是在該線上的點，該線與第二零件的內(nèi)表面相交，以及確定包含鉆孔點且基本上垂直于第一零件的外表面的向量作為鉆孔向量；和鉆孔裝置，其經(jīng)配置沿著所確定的鉆孔向量通過第一零件和第二零件鉆孔，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一零件中的第一導向孔和第二零件中的第二導向孔。
[0034]在本公開的各種實施例中的特征和功能可以獨立地實現(xiàn)或可以與其他實施例相結(jié)合，其中進一步的細節(jié)可參照下面的描述和附圖看出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]在所附的權(quán)利要求中，詳盡解釋了說明性實施例的被認為新穎特征的特點。然而，說明性實施例，以及優(yōu)選的使用模式，當與附圖結(jié)合閱讀時，其中進一步的目標和特征，通過參照本公開的說明性實施例的以下詳細描述將最好的理解，其中:
[0036]圖1是根據(jù)說明性實施例的以方框圖形式的制造環(huán)境的圖示；
[0037]圖2是根據(jù)說明性實施例的兩個零件暫時固定在一起的圖示；
[0038]圖3是根據(jù)說明性實施例的為鉆孔所確定的第一特征的圖示；
[0039]圖4是根據(jù)說明性實施例的沿鉆孔向量形成的鉆孔柱架的圖示；
[0040]圖5是根據(jù)說明性實施例的基于所確定的鉆孔向量利用兩個特征形成的鉆孔柱架的圖示；
[0041]圖6是根據(jù)說明性實施例的調(diào)節(jié)后的鉆孔柱架的圖示；
[0042]圖7是根據(jù)說明性實施例的以流程圖的形式的通過第一零件和第二零件鉆孔的過程的圖示；
[0043]圖8是根據(jù)說明性實施例的以流程圖的形式的通過第一零件和第二零件鉆孔的過程的圖示；
[0044]圖9是根據(jù)說明性實施例的以流程圖的形式的飛行器制造和維護方法的圖示；以及
[0045]圖10是以框圖的形式的飛行器的圖示，其中可以實施說明性實施例。

【具體實施方式】
[0046]說明性實施例認識并考慮到不同的考量。例如，說明性實施例認識并考慮可以期望具有能夠鉆孔的自動鉆孔系統(tǒng)，該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊零件的疊層中的導向孔。
[0047]現(xiàn)參照附圖且，特別是，參照圖1，根據(jù)說明性實施例以框圖的形式描述了制造環(huán)境的圖示。制造環(huán)境100可以是環(huán)境的例子，其中可以使用鉆孔系統(tǒng)102。在該說明性示例中，鉆孔系統(tǒng)102可采取自動鉆孔系統(tǒng)104的形式。
[0048]鉆孔系統(tǒng)102可以用于通過零件組件108鉆孔106。零件組件108可以包含至少兩個零件。在一個說明性示例中，零件組件108可包括第一零件110和第二零件112。第一零件110和第二零件112可采用若干不同的形式。在一個說明性示例中，第一零件110可以是第一板且第二零件112可以是第二板。在另一說明性示例中，第一零件110可以是蒙皮板而第二零件112可以是在框架中的結(jié)構(gòu)。
[0049]第一零件110和第二零件112可相對于彼此定位，使得第一零件110被堆疊在第二部分112上。以這種方式，在這個例子中零件組件108可采用零件的疊層的形式。
[0050]如所描述的，第一零件110可具有第一導向孔114且第二零件112可具有第二導向孔116。第一導向孔114可從第一零件110的外表面118延伸至第一零件110的內(nèi)表面120。第二導向孔116可從第二零件112的外表面122延伸至第二零件112的內(nèi)表面124。如所描述的，第一零件110的內(nèi)表面120和第二零件112的內(nèi)表面124可以是這些相互接觸的零件的表面。在一些情況下，第一零件110的外表面118可形成零件組件108的外模線(OML)。另外，第一零件110的內(nèi)表面120和/或第二零件112的內(nèi)表面124可形成零件組件108的內(nèi)模線(IML)。
[0051]在這個說明性示例中，臨時緊固件126可通過第一導向孔114和第二導向孔116被插入以暫時將第一零件110固定于第二零件112。在通過第一零件110和第二零件112鉆孔106期間，臨時緊固件126可阻止在第一零件110和第二零件112之間的相對移動。在鉆孔106期間，可以消耗臨時緊固件126。
[0052]臨時緊固件126可使用例如但不限于扣釘緊固件127來實現(xiàn)。在某些情況下，扣釘緊固件127也可被簡單的稱為大頭釘。臨時緊固件126可具有小于第一導向孔114和第二導向孔116的直徑的基本上恒定的直徑。
[0053]鉆孔系統(tǒng)102可被配置為通過零件組件108鉆孔106，使得孔106在選定的公差內(nèi)基本上重疊第一導向孔114和第二導向孔116兩者。如所描述的，鉆孔系統(tǒng)102可包括鉆孔裝置128、控制器130和成像系統(tǒng)132。
[0054]在該說明性示例中，鉆孔裝置128可以是用于鉆孔106的裝置。基于從成像系統(tǒng)132接收的圖像數(shù)據(jù)134，控制器130可以用于控制鉆孔裝置128的運行。成像系統(tǒng)132可以采取，例如，但不限于，攝像系統(tǒng)135的形式?？刂破?30可使用硬件，軟件或兩者的組合來實現(xiàn)。在一個說明性示例中，控制器130可以使用包括一個或更多個計算機的計算機系統(tǒng)來實現(xiàn)。這些計算機可與鉆孔裝置128相關(guān)聯(lián)或關(guān)于鉆孔裝置128遠程地定位。
[0055]如本文所用的，在所描述的例子中當一個部件與另一部件是“相關(guān)聯(lián)的”時，該關(guān)聯(lián)是物理關(guān)聯(lián)。例如，第一部件(如計算機)可被認為與第二部件(如鉆孔裝置128)相關(guān)聯(lián)，如通過被固定到第二部件、結(jié)合到第二部件、安裝到第二部件、焊接到第二部件、緊固到第二部件和/或以一些其他合適的方式連接到第二部件。第一部件也可以使用第三部件連接至第二部件。另外，第一部件通過被形成為第二部件的部分和/或作為第二部件的延伸可被認為與第二部件相關(guān)聯(lián)。
[0056]在一些說明性示例中，第一導向孔114與第二導向孔116可能不是中心對齊的。換言之，通過第一導向孔114的第一中心軸線115可能不是通過第二導向孔116的第二中心軸線117。這種不對齊可能是由于第一零件110和/或第二零件112移位。由于臨時緊固件126的直徑小于第一導向孔114和第二導向孔116的直徑，所以第一零件110和/或第二零件112可能移位。在其他示例中，這種不對齊可能是由于第一零件110相對于第二零件112堆疊的方式所導致的。
[0057]鉆孔系統(tǒng)102可能需要被定位和定向，使得即使當他們不對齊時鉆孔裝置128形成重疊兩個導向孔的孔106。在該說明性示例中，鉆孔系統(tǒng)102可以經(jīng)配置在第一零件110的外表面116上開始鉆孔106。鉆孔裝置128可移動至第一零件110上方的預(yù)選的鉆孔位置136。成像系統(tǒng)132可以以例如但不限于鉆孔裝置128被定位在預(yù)選的鉆孔位置136的圖像138的形式產(chǎn)生圖像數(shù)據(jù)134。圖像138可采集具有第一導向孔114和臨時緊固件126的第一零件110的外表面118。
[0058]控制器130可使用圖像138以確定與第一導向孔114相關(guān)的第一特征140和與第二導向孔116相關(guān)的第二特征142。在一個說明性示例中，第一特征140可以是第一中心144。第一中心144可以是暴露于鉆孔裝置128的臨時緊固件126的第一端146的中心。在該說明性示例中，第二特征142可以是第二中心148。第二中心148可以是不在鉆孔裝置128的視野中的臨時緊固件126的第二端149的中心。第一中心144和第二中心148可以在三個坐標X、Y和Z中確定。
[0059]第二中心148可以用許多不同的方式來確定。在一個說明性示例中，圖像138可以用于確定相對于零件組件108的臨時緊固件126的角度。當?shù)谝粚蚩?14和第二導向孔116不是同心對齊時，臨時緊固件126可與第一零件110的外表面118成某些角度(除了大約90度)。換言之，當?shù)谝粚蚩?14和第二導向孔116不是同心對齊時，臨時緊固件126可能不是基本垂直于第一零件110的外表面118。
[0060]在一個說明性示例中，在圖像138中的陰影和/或其他特征可以用于確定臨時緊固件126相對于零件組件108的角度?；谠摻嵌群团R時緊固件126的已知長度，可以確定第二中心148。
[0061]控制器130可確定由第一特征140和第二特征142形成的線150。線150可以是通過連接第一特征140和第二特征142形成的線。當?shù)谝惶卣?40和第二特征142分別采用扣釘緊固件127的第一端146的第一中心144和扣釘緊固件127的第二端148的第二中心146的形式時，線150可以是通過扣釘緊固件127的中心線151。在某些情況下，中心線151也可被稱為中心或中心軸線。
[0062]然后控制器130可以確定在線150上的鉆孔點152。鉆孔點152可以是在線150上的點，線150與零件組件108的內(nèi)模線相交。例如，但不限于，鉆孔點152可以是在線150上的點，線150與第二零件112的內(nèi)表面124相交。
[0063]基于在外表面118和內(nèi)表面120之間的第一零件110的已知厚度和在外表面122和內(nèi)表面124之間的第二零件112的已知厚度，控制器130可確定鉆孔點152。
[0064]基于鉆孔點152，控制器130可隨后確定鉆孔向量154和新的鉆孔位置155。鉆孔向量154可以是基本上垂直于包含鉆孔點152的第一零件110的外表面118的向量。新的鉆孔位置155可以是第一零件110的外表面118上方的新位置，在此處鉆孔裝置128將被定位。
[0065]控制器130可控制鉆孔裝置128的運行，使得鉆孔裝置128在新的鉆孔位置155處沿鉆孔向量154鉆入零件組件108。沿鉆孔向量154鉆孔可導致孔106被形成，其中鉆孔向量154形成孔106的中心軸線。
[0066]在一些說明性示例中，沿鉆孔向量154在新的鉆孔位置155處鉆孔106可能不會導致第一導向孔114和第二導向孔116兩者被完全地重疊和/或臨時緊固件126被鉆孔過程完全地消耗。在這些示例中，控制器130可在鉆孔之前調(diào)節(jié)鉆孔向量154的角度以形成調(diào)整后的鉆孔向量156。特別是，在某些選定的角度范圍內(nèi)調(diào)整后的鉆孔向量156可以自鉆孔向量154的偏移。例如，但不限于，調(diào)整后的鉆孔向量156可以自鉆孔向量154的偏移達大約2度，該角度是朝向其中臨時緊固件126相對于第一零件110的外表面118所在的角度。調(diào)整鉆孔向量154的角度也可改變新的鉆孔位置155。
[0067]以這種方式，使用成像系統(tǒng)132，控制器130可控制鉆孔裝置128，使得孔106以完全地重疊第一導向孔114和第二導向孔116并在選定的公差內(nèi)完全地消耗臨時緊固件126的方式來被鉆。雖然第一特征140和第二特征142已被描述為第一中心144和第二中心148，但是在其他說明性示例中，第一特征140和第二特征142可被不同地確定。
[0068]例如，但不限于，第一導向孔114的中心158可被確定為第一特征140而不是第一端146的第一中心144。此外，在某些情況下，第二特征142可被確定為在臨時緊固件126的第二端149處的某個點而不是第二中心148。
[0069]在圖1中制造環(huán)境100的圖示并不意味著可以實現(xiàn)說明性實施例的方式的隱含的物理或結(jié)構(gòu)限制?？梢允褂贸嘶蛱娲境龅哪切┑钠渌考?。一些部件是可選擇的。此外，也提供了為說明一些功能部件的塊。當實現(xiàn)說明性實施例時，一個或更多個這樣的塊可以被組合、分開或組合和分開成不同的塊。
[0070]現(xiàn)參考圖2，根據(jù)說明性實施例，描述了兩個零件暫時固定在一起的圖示。在該說明性示例中，第一零件200和第二零件202被描述堆疊在一起。第一零件200可以具有外表面204和內(nèi)表面206。第二零件202可具有內(nèi)表面208和外表面210。
[0071]如所描述的，第一導向孔212可存在于第一零件200中且第二導向孔214可存在于第二零件202中。第一導向孔212可具有直徑216，同時第二導向孔214可具有直徑218。在該說明性示例中，直徑216和直徑218可以是基本上相等。當然，在其他說明性示例中，直徑216可能大于或小于直徑218。
[0072]在該說明性示例中，第一導向孔212和第二導孔214可能不是同心對齊的。然而，扣釘緊固件220已經(jīng)通過第一導向孔212和第二導孔214兩者被插入?？坩斁o固件220可具有直徑222。直徑222可小于直徑216和直徑218。因此，第一零件200和/或第二零件202可被配置成在箭頭224的方向和/或箭頭226的方向相對于彼此移位。
[0073]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖3，根據(jù)說明性實施例，描述了為鉆孔所確定的第一特征的圖示。在該說明性示例中，已經(jīng)確定第一特征300。第一特征300是扣釘緊固件220的第一端301的中心。
[0074]如所描述的，可以形成鉆孔向量302。鉆孔向量302可以是基本上垂直于第一零件200的外表面204并且包含第一特征300的向量。然而，當僅使用第一特征300以形成鉆孔向量302時，通過沿鉆孔向量302鉆孔形成的孔(未示出)可能不會完全地重疊第一導向孔212和第二導向孔214兩者。
[0075]現(xiàn)參考圖4，根據(jù)說明性實施例，描述了沿圖3的鉆孔向量302形成的鉆孔柱架的圖示。在該說明性示例中，當使用鉆孔向量302時，鉆孔柱架400可表示可通過第一零件200和第二零件202被鉆的孔。鉆孔柱架400可具有直徑402。如所描述的，鉆孔柱架400不能完全地重疊第一導向孔212和第二導向孔214兩者。因此，第二特征可能需要被確定以用于形成鉆孔向量。
[0076]現(xiàn)轉(zhuǎn)至圖5，根據(jù)說明性實施例，描述了利用兩個特征基于所確定的鉆孔向量形成的鉆孔柱架的圖示。在該說明性示例中，除了第一特征300已經(jīng)確定第二特征500。第二特征500可以是扣釘緊固件220的第二端501的中心。特別是，第二特征500可以是基本上垂直于通過扣釘緊固件220的中心線502的扣釘緊固件220的橫截面的中心。
[0077]在該說明性示例中，第一特征300和第二特征500可用于確定通過扣釘緊固件220的中心線502。特別是，通過連接第一特征300和第二特征500形成的線可被確定為中心線502。在圖1中，中心線502可以是用于線150和中心線151兩者的一種實施方式的示例。
[0078]中心線502可用于確定鉆孔點504。鉆孔點504可以是沿中心線502的點，該線與第二零件202的內(nèi)表面208相交。鉆孔柱架506可表示沿鉆孔向量將被鉆的孔，該鉆孔向量包含鉆孔點504且基本上垂直于外表面204被形成。鉆孔柱架506可具有直徑508。如所描述的，鉆孔柱架506完全地重疊第一導向孔212和第二導向孔214兩者。
[0079]現(xiàn)參考圖6，根據(jù)說明性實施例，描述了調(diào)節(jié)后的鉆孔柱架的圖示。在該說明性示例中，調(diào)節(jié)后的鉆孔柱架600可表示將要被鉆的孔。鉆孔柱架600可具有直徑602。如所描述的，調(diào)節(jié)后的鉆孔柱架600已相對于在圖5中的鉆孔柱架506偏移大約2度的角度。
[0080]該角度調(diào)整可以被執(zhí)行以更好地確保將要形成的孔將完全地重疊第一導向孔212和第二導向孔214兩者。在該說明性示例中，調(diào)節(jié)后的鉆孔柱架600可以朝著其中扣釘緊固件220被定向的角度成角度。
[0081]在圖2-6中的圖示并不意味著可以實現(xiàn)說明性實施例的方式的隱含的物理或結(jié)構(gòu)限制?？梢允褂贸嘶蛱娲境龅哪切┑钠渌考?。一些部件可以是可選的。
[0082]在圖2-6中所示出的不同的部件可以是如何能夠作為物理結(jié)構(gòu)實現(xiàn)在圖1中以方框形式示出的部件的說明性示例。此外，在圖2-6中的一些部件可以與在圖1中的部件結(jié)合、與在圖1中的部件一起使用或是兩者的組合。
[0083]現(xiàn)參考圖7，根據(jù)說明性實施例，以流程圖的形式描述了用于通過第一零件和第二零件鉆孔的過程的圖示。在圖7中示出的過程可以使用圖1中的鉆孔系統(tǒng)102來實現(xiàn)。
[0084]該過程可以以使用成像系統(tǒng)132產(chǎn)生零件組件108的第一零件110中的第一導向孔114的圖像138開始，其中第一導向孔114部分地重疊零件組件108的第二零件112中的第二導向孔116 (操作700)。與第一導向孔114相關(guān)的第一特征140可基于圖像138來確定(操作702)。與第二零件112中的第二導向孔116相關(guān)的第二特征142可基于圖像138來確定(操作704)。
[0085]此后，用于通過第一零件110和第二零件112鉆孔106的鉆孔向量154可基于第一特征140和第二特征142來確定(操作706)。接著，孔106可沿鉆孔向量154被鉆，使得孔106在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一導向孔114和第二導向孔116(操作708)，該過程隨后終止。
[0086]現(xiàn)參考圖8，根據(jù)說明性實施例，以流程圖的形式描述了通過第一零件和第二零件鉆孔的過程的圖示。在圖8中所示的過程可以使用圖1中的鉆孔系統(tǒng)102來實現(xiàn)。
[0087]該過程可以通過在第一零件110的外表面118上方的預(yù)選的鉆孔位置136處定位鉆孔裝置128開始(操作800)?？梢栽阢@孔裝置128定位在預(yù)選的鉆孔位置136處的情況下，使用成像系統(tǒng)132產(chǎn)生第一零件110中的第一導向孔114的圖像138，其中臨時緊固件126位于第一導向孔114內(nèi)(操作802)。暴露在第一導向孔114處的臨時緊固件126的第一端146的第一中心144作為第一特征140可基于圖像138來確定(操作804)。暴露在第二導向孔116處的臨時緊固件126的第二端149的第二中心148作為第二特征142可基于圖像138來確定(操作806)。
[0088]可以確定在第一中心144和第二中心148之間的線150 (運行808)?？梢源_定沿線150的鉆孔點152，其中鉆孔點152是線150上的點，該線與第二零件112的內(nèi)表面124相交(操作810)。包含鉆孔點152且基本上垂直于第一零件110的外表面118的向量可被確定為鉆孔向量154 (操作812)?？?06可沿鉆孔向量154通過第一零件110和第二零件112被鉆，使得孔106在選定的公差內(nèi)完全地重疊第一導向孔114和第二導向孔116 (操作814)，該過程隨后終止。
[0089]本公開的說明性實施例可以在圖9中所示的飛行器制造和維護方法900和在圖10中所示的飛行器1000的背景下描述。首先轉(zhuǎn)至圖9，根據(jù)說明性實施例，以流程圖的形式描述了飛行器制造和維護方法的圖示。在預(yù)生產(chǎn)期間，飛行器制造和維護方法900可包括圖10中的飛行器1000的規(guī)格和設(shè)計902以及材料采購904。
[0090]在生產(chǎn)期間，圖10中的飛行器1000的部件和子組件制造906和系統(tǒng)集成908發(fā)生。此后，圖10中的飛行器1000可經(jīng)歷認證和交付910，以便投入使用912。當由顧客使用912時，在圖10中的飛行器1000被安排日常維護和保養(yǎng)914，其可包括修改、再配置、翻新以及其他維護或保養(yǎng)。
[0091]每個飛行器制造和維護方法900的過程可通過系統(tǒng)集成商、第三方和/或操作員來執(zhí)行或?qū)嵤Ｔ谶@些示例中，操作員可以是客戶。對于本描述的目的，系統(tǒng)集成商可包括，但不限于，任何數(shù)目的飛行器制造商和主系統(tǒng)分包商；第三方可包括，但不限于，任何數(shù)目的銷售商、分包商和供應(yīng)商；以及操作員可以是航空公司、租賃公司、軍事實體、服務(wù)組織坐寸ο
[0092]現(xiàn)參考圖10，以方框圖的形式描述了可以實現(xiàn)說明性實施例的飛行器的圖示。在該示例中，飛行器1000通過圖9中的飛行器制造和維護方法900被生產(chǎn)且可包括具有多個系統(tǒng)1004和內(nèi)部1006的機身1002。系統(tǒng)1004的示例包括推進系統(tǒng)1008，電氣系統(tǒng)1010，液壓系統(tǒng)1012和環(huán)境系統(tǒng)1014中的一個或更多個。可以包括任意數(shù)目的其他系統(tǒng)。雖然示出了航空航天的例子，但是不同的說明性實施例可以應(yīng)用于其他行業(yè)，如汽車行業(yè)。
[0093]在圖9中的飛行器制造和維護方法900的至少一個階段期間，本文所體現(xiàn)的裝置和方法可被采用。特別是，在飛行器制造和維護方法900的任一階段期間，來自圖1的鉆孔系統(tǒng)102可用于向飛行器1000的一個或更多個結(jié)構(gòu)鉆孔。例如，但不限于，在部件和子組件制造906、系統(tǒng)集成908、日常維護和保養(yǎng)914或飛行器制造和維護方法900的其他階段中的至少一個期間，來自圖1的鉆孔系統(tǒng)102可用于鉆孔。另外，鉆孔系統(tǒng)102可用于在飛行器1000的一個或更多個結(jié)構(gòu)(如機身1002)中鉆孔。
[0094]在一個說明性示例中，在圖9中的部件和子組件制造906中的部件和子組件生產(chǎn)可以類似于在圖9中的飛行器1000在使用中的部件和子組件生產(chǎn)912的方式。作為又一示例，在生產(chǎn)階段期間(如圖9中的部件和子組件制造906和系統(tǒng)集成908)，一個或更多個裝置實施例、方法實施例或其組合可被使用。當飛行器1000是在圖9中的使用中912和/或維護和保養(yǎng)914期間，一個或更多個裝置實施例、方法實施例或其組合可被使用。許多不同的說明性實施例的使用可以基本上加速飛行器1000的裝配和/或降低飛行器1000的成本。
[0095]在不同的描述實施例中的流程圖和框圖示出了在說明性實施例中的一些可能實施的裝置和方法的架構(gòu)、功能和操作。在這點上，在流程圖或框圖中的每個塊可以表示模塊、段、函數(shù)和/或操作或步驟的一部分。
[0096]在說明性實施例的一些替代實施方式中，在塊中記錄的一種或多種功能可能不會以在圖中記錄的順序發(fā)生。例如，在某些情況下，連續(xù)示出的兩個塊可基本上同時地執(zhí)行或兩個塊有時可能以相反的順序來執(zhí)行，這取決于涉及的功能。另外，除了在流程圖和框圖中的示出的塊可以添加其他塊。
[0097]不同的說明性實施例的描述已經(jīng)提供用于說明和描述的目的，并且不旨在窮盡或受限于所公開的形式的實施例。對于本領(lǐng)域的那些普通技術(shù)人員，許多修改和變化將是顯而易見的。此外，相比于其他期望的實施例不同的說明性實施例可以提供不同的特征。所選擇的實施方案或?qū)嵤├贿x擇并描述以便最好地解釋該實施例的原理、實際應(yīng)用，并且以確保本領(lǐng)域的其他的普通技術(shù)人員能理解本公開的用于具有各種修改的實施例以適合于預(yù)期的特定用途。
【權(quán)利要求】
1.一種用于通過第一零件和第二零件鉆孔的方法，所述方法包含: 使用成像系統(tǒng)產(chǎn)生所述第一零件中的第一導向孔的圖像； 基于所述圖像確定與所述第一零件中的所述第一導向孔相關(guān)的第一特征； 基于所述圖像確定與所述第二零件中的第二導向孔相關(guān)的第二特征；以及 基于所述第一特征和所述第二特征確定用于通過所述第一零件和所述第二零件鉆孔的鉆孔向量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 沿所述鉆孔向量通過所述第一零件和所述第二零件鉆所述孔，使得所述孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊所述第一導向孔和所述第二導向孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的方法，其中使用所述成像系統(tǒng)產(chǎn)生所述第一零件中的所述第一導向孔的所述圖像包括: 使用所述成像系統(tǒng)產(chǎn)生具有位于所述第一導向孔內(nèi)的臨時緊固件的所述第一零件中的所述第一導向孔的所述圖像。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中基于所述圖像確定與所述第一導向孔相關(guān)的所述第一特征包含: 基于所述圖像確定暴露在所述第一導向孔處的所述臨時緊固件的第一端的第一中心作為所述第一特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中基于所述圖像確定與所述第二零件中的所述第二導向孔相關(guān)的所述第二特征包含: 基于所述圖像確定暴露在所述第二導向孔處的所述臨時緊固件的第二端的第二中心作為所述第二特征。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中基于所述圖像確定所述臨時緊固件的所述第二端的所述第二中心作為所述第二特征包括: 基于所述圖像和所述臨時緊固件的已知長度確定與所述第一零件的外表面相關(guān)的所述臨時緊固件的角度；以及 基于確定的所述第一中心和確定的所述角度確定暴露在所述第二導向孔處的所述臨時緊固件的所述第二端的所述第二中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中基于所述第一特征和所述第二特征確定用于通過所述第一零件和所述第二零件鉆所述孔的所述鉆孔向量包括: 確定在所述第一中心和所述第二中心之間的線； 沿所述線確定鉆孔點，其中所述鉆孔點是所述線上的點，所述線與所述第二零件的內(nèi)表面相交；以及 確定包含所述鉆孔點且基本上垂直于所述第一零件的外表面的向量作為所述鉆孔向量。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的方法，還包含: 調(diào)整與所述第一零件的外表面相關(guān)的所述鉆孔向量的角度，使得被鉆的所述孔沿所述鉆孔向量將完全地重疊所述第一導向孔和所述第二導向孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至3或8任一項所述的方法，其中使用所述成像系統(tǒng)產(chǎn)生所述第一零件中的所述第一導向孔的所述圖像包含: 在所述第一零件的外表面上的預(yù)選的鉆孔位置處定位鉆孔裝置；以及在所述鉆孔裝置定位在所述預(yù)選的鉆孔位置的情況下，使用所述成像系統(tǒng)產(chǎn)生所述第一零件中的所述第一導向孔的所述圖像。
10.一種裝置,包含: 鉆孔裝置，其經(jīng)配置通過具有第一導向孔的第一零件和具有第二導向孔的第二零件鉆孔； 成像系統(tǒng)，其經(jīng)配置產(chǎn)生在所述第一零件中的所述第一導向孔的圖像；和控制器，其經(jīng)配置基于所述圖像確定與所述第一導向孔相關(guān)的第一特征和與所述第二導向孔相關(guān)的第二特征并基于所述第一特征和所述第二特征確定沿其鉆所述孔的鉆孔向量。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其中所述鉆孔裝置經(jīng)配置沿確定的所述鉆孔向量鉆所述孔，使得該孔在選定的公差內(nèi)完全地重疊所述第一導向孔和所述第二導向孔。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述圖像采集所述第一零件中的所述第一導向孔和位于所述第一導向孔內(nèi)的臨時緊固件。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中與所述第一導向孔相關(guān)的所述第一特征是暴露在所述第一導向孔處的所述臨時緊固件的第一端的第一中心。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中與所述第二導向孔相關(guān)的所述第二特征是暴露在所述第二導向孔處的所述臨時緊固件的第二端的第二中心，其中所述控制器經(jīng)配置基于所述圖像和所述臨時緊固件的已知長度確定與所述第一零件的外表面相關(guān)的所述臨時緊固件的角度且基于確定的所述第一中心和確定的所述角度確定暴露在所述第二導向孔處的所述臨時緊固件的所述第二端的所述第二中心，其中所述控制器經(jīng)配置確定在所述第一中心和所述第二中心之間的線，沿所述線確定鉆孔點，其中所述鉆孔點是在所述線上的點，所述線與所述第二零件的內(nèi)表面相交，并確定包含所述鉆孔點且基本上垂直于所述第一零件的所述外表面的向量作為所述鉆孔向量。
15.根據(jù)權(quán)利要求10至12任一所述的裝置，其中所述控制器進一步經(jīng)配置調(diào)整與所述第一零件的外表面相關(guān)的所述鉆孔向量的角度，使得沿所述鉆孔向量被鉆的所述孔將完全地重疊所述第一導向孔和所述第二導向孔。
【文檔編號】B23B35/00GK104511616SQ201410493400
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月24日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】N·A·諾爾曼 申請人:波音公司