專利名稱：使用逆向工程的部件修復的制作方法
技術領域：
本公開一般涉及部件改良，并且具體地涉及用于改良/修正飛行器部件的方法和裝置。更具體地，本公開涉及通過使用機器人/機器來逆向處理部件并且然后使用相同機器人/機器來返工/再加工部件來返工由復合材料形成的飛行器部件的方法和裝置。
背景技術：
隨著在飛行器部件(例如但不限于機翼和機身部件)制造中越來越普遍地使用復合材料，也相應地逐漸需要能夠對這種部件進行超出公差(tolerance area)地有效返工。 返工復合材料的表面可要求實施嵌接(scarf)機加工操作，例如研磨或砂磨操作，以便為表面返工做準備。
返工復合材料形成的部件(例如但不限于嵌接機加工由復合材料形成的部件)， 通常是由技術工人使用大量人力過程來實施的。由于被返工的典型部件的幾何尺寸的復雜性并且由于通常要求的極高準確性的原因，這種過程會耗費大量時間并且需要非常熟練的技術。
此外，由于在返工過程期間產(chǎn)生的碳灰塵以及在嵌接機加工操作期間施加在部件上的負荷的原因，所以可對使用人力來返工由復合材料形成的部件產(chǎn)生挑戰(zhàn)。此外，在當前生產(chǎn)的復合材料飛行器進入市場并需要維護時，存在的技術工人的數(shù)量可能不足量。
因此，有利的是具有克服在以上返工或其他方式改良由復合材料形成的部件的過程中存在的問題的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
在一個優(yōu)選的實施例中，改良部件的一種方法可包括使用改良工具測量部件。部件的位置數(shù)據(jù)可基于測量被記錄。可使用位置數(shù)據(jù)為改良工具提供路徑，并且可通過移動同一改良工具基于所提供的路徑來改良部件。
在另一有利的實施例中，改良由復合材料形成的部件的方法可包括使用改良工具測量有待改良的部件的表面。表面的位置數(shù)據(jù)基于測量被記錄。可使用位置數(shù)據(jù)提供改良工具的路徑，并且部件的表面可通過同一改良工具基于所提供的路徑被改良。
在另一有利的實施例中，改良部件的裝置可以包括用于測量部件的改良工具。控制器可提供改良工具的路徑以基于測量來改良部件。驅動器可沿所提供的路徑移動同一改良工具來改良部件。
在另一有利的實施例中，計算機程序產(chǎn)品包括計算機可記錄媒介，計算機可記錄媒介存儲計算機可用程序代碼以改良部件。計算機程序產(chǎn)品可包括用于使用改良工具來測量部件的計算機可用程序代碼。計算機程序產(chǎn)品還可包括用于基于測量來記錄部件位置數(shù)據(jù)的計算機可用程序代碼和用于使用位置數(shù)據(jù)為改良工具提供路徑的計算機可用程序代碼。計算機程序產(chǎn)品還包括用于基于所提供的路徑通過移動同一改良工具來改良部件的可使用程序代碼。
在另一有利的實施例中，改良部件的裝置可包括具有機器人臂的機器人。裝置還包括機器人臂上的測量工具和機器人臂上的機加工工具，測量工具用于測量部件的表面來提供表面測量值，機加工工具用于對部件的表面進行機加工。裝置還包括控制器和機器人驅動器，控制器用于接收表面測量值并且基于表面測量值提供機加工工具路徑來改良部件，機器人驅動器用于在所提供的路徑上移動機加工工具以改良部件。測量工具可包括套管，套管在測量部件的表面期間環(huán)繞機加工工具，并且套管具有在測量工具環(huán)繞機加工工具時相對機加工工具的接觸尖端在固定位置定位的接觸尖端。在改良部件期間，測量工具可從機器人臂被移除以露出機加工工具。
11.改良由復合材料形成的部件表面的方法，包括 使用改良工具測量有待改良的部件表面； 基于測量記錄部件表面的位置數(shù)據(jù)； 使用位置數(shù)據(jù)提供改良工具的路徑；并且 基于所提供的路徑通過移動同一改良工具改良部件的表面。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中使用改良工具測量有待改良的部件的表面包括 使用改良工具的受力控制的運動來測量部件的表面。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中改良包括在部件的表面上實施嵌接操作。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中部件包括飛行器部件。
22. 一種計算機程序產(chǎn)品，包括 存儲用于改良部件的計算機可使用程序代碼的計算機可記錄媒介，計算機程序產(chǎn)品包括 使用改良工具來測量部件的計算機可使用程序代碼； 基于所述測量來記錄部件的位置數(shù)據(jù)的計算機可使用程序代碼； 使用所述位置數(shù)據(jù)來為改良工具提供路徑的計算機可使用程序代碼； 基于所提供的路徑通過移動同一改良工具來改良部件的計算機可使用程序代碼。
23.根據(jù)權利要求22所述的計算機程序產(chǎn)品，其中使用改良工具來測量部件的計算機可使用程序代碼包括 使用所述改良工具的受力控制的運動來測量所述部件的計算機可使用程序代碼。
24.根據(jù)權利要求22所述的計算機程序產(chǎn)品，其中使用所述位置數(shù)據(jù)來為改良工具提供路徑的計算機可使用程序代碼包括 由所記錄的位置數(shù)據(jù)來提供部件圖譜的計算機可使用程序代碼； 使用圖譜來改良CAD文檔的計算機可使用程序代碼；以及 基于CAD文檔為改良工具產(chǎn)生數(shù)控路徑的計算機可使用程序代碼。
25.改良部件的裝置，該裝置包括 具有機器人臂的機器人； 在機器人臂上用于測量部件的表面以提供表面測量值的測量工具； 在機器人臂上用于機加工部件的表面的機加工工具； 用于接收表面測量值并且用于基于表面測量值來為機加工工具提供路徑以改良部件的控制器；以及 用于在所提供的路徑上移動機加工工具以改良部件的機器人驅動器，其中測量工具包括在測量部件的表面期間環(huán)繞機加工工具的套管，并且套管具有在測量工具環(huán)繞機加工工具時相對機加工工具的接觸尖端被定位在固定位置的接觸尖端，并且其中在改良部件期間測量工具從機器人臂被移除以露出機加工工具。
能夠在本公開的多種實施例中單獨地實現(xiàn)所述特征、功能和優(yōu)點，或者可在參考以下說明和附圖可觀察到更多細節(jié)的其他實施例中組合所述特征、功能和優(yōu)點。


由有利實施例確定特征的新穎特征被展示在所附權利要求中。然而，當結合閱讀附圖時，有利實施例以及優(yōu)選的使用模型、關于其的其他目的和優(yōu)點將參考以下本公開有利實施例的具體實施方式
被最好地理解，在這些附圖中 圖1是說明可實施有利實施例的飛行器制造和服役方法的示圖； 圖2是根據(jù)有利實施例的飛行器的示圖； 圖3是說明根據(jù)有利實施例的部件改良系統(tǒng)的方塊示圖； 圖4是說明根據(jù)有利實施例的改良工具的示圖； 圖5A是說明根據(jù)有利實施例圖4的改良工具的測量工具的示圖； 圖5B是說明根據(jù)有利實施例圖4的改良工具的機加工工具的示圖； 圖6是根據(jù)有利實施例的控制器的示圖； 圖7是根據(jù)有利實施例改良部件過程的流程圖；以及 圖8是根據(jù)有利實施例改良部件表面過程的流程圖。
具體實施例方式更具體地參考附圖，在圖1中顯示的飛行器制造和服役方法100以及圖2中顯示的飛行器200的背景下說明本公開的實施例。在預生產(chǎn)期間，飛行器制造和服役方法100 可包括飛行器200的規(guī)格和設計102以及材料采購104。
在生產(chǎn)期間，進行飛行器200的部件和子組件制造106和系統(tǒng)整合108。之后，飛行器200可通過認證和交付110以便處于服役112。當服務于用戶時，飛行器200還受到維修和維護114(這也包括改良、重整、翻新等等)。
飛行器制造和服役方法100的每個過程可通過系統(tǒng)整合商、第三方和/或操作者 (例如，用戶)實施或者執(zhí)行。為此說明的目的，系統(tǒng)整合商包括但不限于任何數(shù)目的飛行器制造商和主要系統(tǒng)轉包商；第三方包括例如但不限于任何數(shù)目的銷售商、轉包商和供應商；并且操作者可包括航空公司、租賃公司、軍事實體、服務團體等等。
如在圖2中顯示的，由飛行器制造和服役方法100生產(chǎn)的飛行器200可包括帶有多個系統(tǒng)204和內(nèi)部空間206的機身202。系統(tǒng)204的示例包括推進系統(tǒng)208、電子系統(tǒng) 210、液壓系統(tǒng)212和環(huán)境系統(tǒng)214中的一個或多個。在此示例中可包括任何數(shù)目的其他系統(tǒng)。雖然航空示例被顯示，但是本公開的原理可應用至其他工業(yè)，例如汽車工業(yè)。
在此展示的裝置和方法可用于飛行器制造和服役方法100的任何一個或多個階段中。例如但不限于，可通過與飛行器200在服役時生產(chǎn)的部件或子組件相似的方式構造或者制造對應于部件和子組件制造106的部件或子組件。
同樣地，可在部件和子組件制造106以及系統(tǒng)整合108期間利用一個或多個裝置實施例、方法實施例或其組合，以便例如但不限于基本上加速飛行器200的組裝或降低飛行器200的成本。
相似地，在飛行器200服役時，例如但不限于維修和維護114期間，可以利用一個或多個裝置實施例、方法實施例或其組合。作為具體示例，可在維修和維護114期間實施有利的實施例，以便修復由復合材料形成的飛行器部件。
為了適當返工或其他方式改良部件的表面，有必要充分精確地了解表面的輪廓 (表面幾何形狀)以能夠精確實施改良。如果表面由標準逆向工程技術測量，例如通過激光跟蹤器、掃描儀或測量臂，則非常難以最小化誤差以及傳遞測量值至實施改良的機器所需的時間。
當改良是返工由復合材料制成的飛行器部件表面的嵌接操作時，操作的精度和質量必須特別精確。
從不同的有利實施例中認識到可通過使用同一工具來測量有待改良的表面并且來改良表面從而最小化誤差。由于改良期間的工具配置將和使用工具測量表面時的工具配置相似，所以誤差被最小化。如果通過與實施改良的工具所不同的工具來實施測量，那么由于單獨的工具將具有不同的不確定特征，所以誤差不可避免地變得更大。
從不同的有利實施例中認識到并且考慮使用力控制，以在部件的改良操作中允許誤差最小化。具體地，隨著工具在部件逆向工程期間在表面上移動，使用力控制來實現(xiàn)抵于 /施加于被工具測量的部件的表面的穩(wěn)定且恒定的接觸力，并且然后逆向工程被用于產(chǎn)生由實施測量的同一工具所進行的部件改良的有利路徑。
現(xiàn)參考圖3，根據(jù)有利實施例描繪了說明部件改良系統(tǒng)的方塊圖。在此示例中， 部件改良系統(tǒng)由附圖標記300指明，并且一般包括用于改良部件(例如部件304)的改良工具302和用于控制改良工具302操作的控制器306。在圖3說明的有利實施例中，改良工具302被實施為機器人302，以便返工在部件304的表面320上的受損區(qū)域。在此使用的術語“返工”可被定義為使用部件改良系統(tǒng)的公差內(nèi)的超容忍度條件(out oftolerance condition)0 機器人302包括支承機器人臂310的機器人本體308。機器人臂310能夠經(jīng)由機器人驅動機構305(由控制器306控制)沿多條軸線(例如，五條或六條軸線)移動，并且在其外端運載測量工具312和機加工工具314。
機加工工具314可以是在部件304上實施期望操作的任何適當?shù)墓ぞ摺Ｔ谝粋€優(yōu)選的實施例中，部件304可以是由復合材料形成的部件，例如，飛行器部件，并且機加工工具314可以是在需要返工的部件304的表面320的區(qū)域(例如，表面區(qū)域332)上實施嵌接操作(例如研磨或砂磨操作)的嵌接工具。根據(jù)其他有利實施例，機加工工具314可以是對部件304實施其他類型改良的工具，例如在部件的表面320上施加或移除噴漆或其他涂層或板層。
測量工具312使用力控制來測量部件304的當前輪廓。具體地，機器人臂310經(jīng)由機器人驅動器305控制，從而在測量過程中不論測量工具在部件304的表面320上的位置如何均使用被保持成穩(wěn)定且恒定的接觸力來沿路徑325在被測量的部件304的表面320 上方移動測量工具312。根據(jù)本公開的有利實施例，測量工具312包括被定位成環(huán)繞機加工工具314的可移除安裝的套管330 (機加工工具314在圖3中以虛線被顯示)。套管330 可在其末端具有接觸尖端332，其適合于保持與部件304的表面區(qū)域322接觸，從而經(jīng)由一般由箭頭334指示的力方向的力控制來測量區(qū)域322的表面幾何形狀。套管330的接觸尖端332可以是半球形尖端，其被定位成當套管330環(huán)繞機加工工具安裝時，半球的曲率中心在機加工工具314的接觸尖端336上。
隨著機器人臂310由機器人驅動器305移動，進而導致套管330遵循部件304的表面區(qū)域322的表面輪廓，同時套管330的尖端332經(jīng)由力控制334與部件表面力接觸(force contact)，則可通過測量工具312檢測套管遵循的路徑325。具體地，代表套管330的位置的位置數(shù)據(jù)338可隨著套管330在部件304的表面區(qū)域322上方移動而被周期性測量，并且位置數(shù)據(jù)338被記錄在控制器306中以形成位置數(shù)據(jù)記錄340。然后，表面區(qū)域322的圖譜342可由位置數(shù)據(jù)產(chǎn)生，并且該圖譜可用于修改CAD文檔344，以允許產(chǎn)生用于操作機加工工具來改良部件304的表面區(qū)域322的理想數(shù)控(NC)路徑346。NC路徑可被轉換為機器人語言，如在348顯示。然后，轉換后的NC路徑被下載到如在350顯示的機器人中，從而控制機器人臂310的移動，并且因此經(jīng)由機器人驅動器305控制機加工工具314的移動。
套管330具有可以是半球形的接觸尖端332，這在測量過程期間適于接觸被機加工的部件304的表面320。當套管330被安裝到機器人臂310以環(huán)繞機加工工具314時，接觸尖端322的半球的曲率中心在機加工工具314的接觸尖端336上。因此，測量工具上的接觸尖端332總是被關聯(lián)回到機加工工具314的接觸尖端336-工具中心點(TCP) 360。
現(xiàn)參考圖4，根據(jù)有利的實施例描繪了圖示說明改良工具的示圖。在此示例中，改良工具400被實施為機器人400以及圖3中機器人302的一個實施方式的一個示例。在此示例中，機器人400包括機器人本體402和機器人臂404。機器人400可以是獨立的結構， 其被定位成鄰接被返工或以其他方式改良的部件406，如在圖4中顯示的，或者機器人本體 402可經(jīng)由吸盤、帶狀物或其他安裝機構被直接安裝到部件上。有待返工的部件406是圖3 中部件304的一個實施方式的一個示例。
圖4說明了安裝到機器人臂404的末端408上的測量工具410和機加工工具412。 測量工具410是圖3中測量工具312的一個實施方式的一個示例，并且機加工工具412是圖3中機加工工具314的一個實施方式的一個示例。根據(jù)圖4中說明的有利實施例，測量工具410適于在測量過程中，例如通過平頭螺釘420 (夾住機加工工具的側面)或其他附接機構被可移除地附接至機器人臂404的末端408，并且之后被移除以便為機加工過程露出機加工工具412。圖4說明了機器人臂404，其在測量過程中被定位成使得測量工具410的接觸尖端422接觸部件406的接觸表面414。
在有利的實施例中，部件406包括由復合材料形成的部件，例如飛行器的部件，并且機加工工具412包括嵌接工具。在其他有利的實施例中，機加工工具可以是對任何類型的部件實施多種類型改良的任何類型的工具，其包括例如施加或移除噴漆、涂覆、拋光等寸。
現(xiàn)轉向圖5A和圖5B，圖5A是根據(jù)有利實施例的圖4的改良工具的測量工具的視圖，并且圖5B是根據(jù)有利實施例的圖4的改良工具的機加工工具的視圖。具體地，圖5A是圖4中機器人臂404的末端408的放大視圖，并且圖5B是機器人臂404的末端408的放大視圖且其中移除測量工具410以便為機加工過程露出機加工工具412。
如在圖5A中顯示的，測量工具410包括在附接至機器人臂的末端408時環(huán)繞機加工工具412的套管。套管410可具有半球形接觸尖端422，其適于在測量過程中與部件406 的表面414力接觸。半球512的曲率中心510處于由套管410環(huán)繞的機加工工具412的接觸尖端514上。因此，半球512的接觸尖端420以及因而測量工具410的接觸尖端能夠總是關聯(lián)回機加工工具412的接觸尖端(TCP) 514。
套管410可由金屬或另一材料形成，其被選擇成不損壞和/或劃破被測量的表面并且保持它的形狀。用于測量表面的力的大小應該小于會損壞和/或劃破部件的力但足以保證在測量操作中與表面保持接觸，即，不會由于力太小而自表面回彈/跳動或漂移。根據(jù)有利實施例，用于測量表面的力的大小可以是從大約5牛到大約20牛。
在測量過程完成之后，測量工具410可被移除以露出機加工工具412從而用于機加工過程，如圖5B所示。然后機器人臂可被操作以相對部件406的表面414移動機加工工具412，從而返工或以其他方式改良表面。由于機加工工具的接觸尖端514可關聯(lián)于測量工具的接觸尖端420，并且由于機器人本身通過相對部件不移動或者如果移動則通過與部件重新對齊而被保持成與部件對齊，所以由測量工具做出的測量值能夠用于設計機加工工具的路徑，例如但不限于圖3中的路徑325，以精確地改良部件。
現(xiàn)轉向圖6，根據(jù)有利實施例描繪了控制器的示圖。在此有利的實施例中，控制器 600是圖3中控制器306的一個實施方式的示例，并且可例如但不限于被結合到PC或手提電腦中。在此示例中，控制器600包括通信組織(communications fabric) 602，其提供了在處理器單元604、存儲器606、永久存儲器608、通信單元610、輸入/輸出(I/O)單元612和顯示器614之間的通信。
處理器單元604用來執(zhí)行可以被下載到存儲器606中的軟件的指令。根據(jù)具體的實施方式，處理器單元604可以是一組一個或多個處理器或者可以是多處理器的核心。
存儲器606和永久存儲器608是存儲裝置的示例。存儲裝置是能夠暫時和/或永久存儲信息的任何硬件體。在這些示例中，存儲器606可例如但不限于隨機存取存儲器或任何其他適當?shù)囊资曰蚍且资源鎯ρb置。根據(jù)具體的實施方式，永久存儲器608可采取各種形式。
例如，永久存儲器608可包含一個或多個部件或裝置。例如但不限于，永久存儲器 608可以是硬件驅動器、閃存、可重寫光盤、可重寫磁帶或以上一些組合。由永久存儲器608 使用的媒介可以是可移除的。例如，可移除硬件驅動器可被用于永久存儲器608。
在這些示例中并且沒有限制意義，通信單元610提供了與其他數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)或裝置的通信。在這些示例中，通信單元610是網(wǎng)絡接口卡。通信單元610可通過使用物理和無線通信鏈接中的一種或者同時使用二者來提供通信。
輸入/輸出單元612允許與聯(lián)接至控制器600的其他裝置的數(shù)據(jù)的輸入和輸出。 例如但不限于，輸入/輸出單元612可通過鍵盤和鼠標來提供用戶輸入的連接。此外，輸入 /輸出單元612可發(fā)送輸出至打印機。顯示器614提供了為用戶顯示信息的機制。
操作系統(tǒng)和應用或程序的指令可位于永久存儲器608上。這些指令可被裝載到存儲器606中用于由處理器單元604執(zhí)行。不同實施例的過程可使用計算機實施的指令(這可位于存儲器中，例如儲存器606)通過處理器單元604被執(zhí)行。這些指令被稱為可由處理器單元604中的處理器讀取并且執(zhí)行的程序代碼、計算機可用程序代碼或計算機可讀程序代碼。不同實施例中的程序代碼可被包含在不同物理或有形的計算機可讀媒介上，例如存儲器606或永久存儲器608上。
程序代碼616可以以功能化形式位于計算機可讀媒介618上，其可以是選擇性可移除的并且可被裝載到或者被傳送到控制器600以便由處理器單元604執(zhí)行。在這些示例中，程序代碼616是軟件的示例，其可用于產(chǎn)生表面區(qū)域圖譜342、CAD文檔344、NC路徑346 并且被轉換為NC路徑348，如圖3所示。
在這些示例中，程序代碼616和計算機可讀媒介618形成計算機程序產(chǎn)品620。在一個示例中并且沒有限定意義，計算機可讀媒介618可以是有形形式，例如被插入或者置于驅動器或其他裝置中的光盤或磁盤以用于傳送到存儲裝置上，驅動器或其他裝置是永久存儲器608 —部分，諸如是永久存儲器608 —部分的硬盤驅動器。
在有形形式中，計算機可讀媒介618還可采用永久存儲器的形式，例如被連接至控制器600的硬盤驅動器、拇指驅動器或閃存。計算機可讀媒介618的有形形式還被稱為計算機可記錄存儲媒介。在一些示例中，計算機可讀媒介618可以是不可移除的。
可替代地，程序代碼616可從計算機可讀媒介618通過連接至通信單元610的通信鏈接和/或通過連接至輸入/輸出單元612的連接被傳送到控制器600。在說明性的示例中，通信鏈接和/或連接可以是物理的或者無線的。計算機可讀媒介還可采用非有形媒介形式，例如包含程序代碼的通信鏈接或無線傳輸。
所述的控制器600的不同部件不意味著在不同實施例所實現(xiàn)的方式上提供結構性限制。不同的說明性實施例可在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中實施，該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括除那些所述的控制器600的部件之外的部件或者替換那些所述的控制器600的部件。在圖6中顯示的其他部件可不同于所示的說明性示例。
現(xiàn)參考圖7，根據(jù)有利實施例描繪了改良部件的過程的流程圖。該過程一般由附圖標記700指示，并且可開始于使用改良工具來測量部件(操作702)。部件的位置數(shù)據(jù)可基于測量被記錄(操作704)，并且改良工具的路徑可使用位置數(shù)據(jù)被提供，例如但不限于通過產(chǎn)生改良工具的數(shù)字化產(chǎn)生的路徑(操作706)?？苫谒峁┑穆窂酵ㄟ^移動同一改良工具來改良部件(操作708)。
現(xiàn)參考圖8，根據(jù)有利實施例描繪了改良部件表面的過程的流程圖。過程一般由附圖標記800指示，并且在圖8中說明的有利實施例中，過程可以是用于返工部件表面的過程，該部件例如由復合材料形成的飛行器部件。過程300可以開始于穩(wěn)定有待返工的部件 (操作802)。穩(wěn)定可以通過例如安裝部件以便最小化部件的彎曲運動和振動來完成。然后， 有待返工的部件的表面可為返工過程做準備(操作804)。例如但不限于，阻止返工操作的任何材料可從表面被移除。
然后，返工工具可以被定位成實施返工(操作806)。在一個有利實施例中，返工工具可以是機器人，例如但不限于圖3中的機器人302或圖4中的機器人400，并且定位可將機器人置于鄰接有待返工的部件或者有待返工的部件上，例如但不限于，圖3中的部件304 或者圖4、圖5A和圖5B中的部件406，以保證機器人完全通達(full access)有待返工的部件的表面區(qū)域。然后，機器人302或400相對于有待返工的部件304或406被鎖定就位， 以防止機器人302或400與部件304或406之間的相對移動(操作808)。例如，機器人可被鎖定在鄰接部件的自支撐位置或者其可通過吸盤或其他安裝機構被直接安裝于部件。
然后，機加工構件或工具，例如但不限于，圖3中的機加工工具314或圖4、圖5A 和圖5B中的機加工工具412可被附接至機器人的臂(操作810)，并且測量構件或工具，例如但不限于，圖3中的測量工具312或圖4、圖5A和圖5B中的測量工具410也可以被安裝到機器人的臂(操作812)。在有利實施例中，測量構件可以包括測量套管，例如但不限于圖3中的套管330，其被安裝成在測量過程中環(huán)繞機加工構件并且然后被移除從而露出機加工構件以用于機加工過程。在有利的實施例中，套管具有半球形接觸尖端，例如但不限于圖3中的接觸尖端332或圖4和圖5A中的接觸尖端422，并且可以以如下方式被安裝于機器人臂，即使得機加工構件的接觸尖端(例如但不限于圖3中的接觸尖端336或者圖5A和圖5B中的接觸尖端514)處于半球的中心，以便將測量工具312或410的套管330的接觸尖端332或422關聯(lián)到機加工工具314或412的接觸尖端336或514。
然后，有待返工的部件的表面可使用測量構件的受力控制的運動而使用測量構件來測量(操作814)。隨著測量構件在部件表面上方移動，表面的位置數(shù)據(jù)，例如但不限于圖 3中的位置數(shù)據(jù)338，被記錄(操作816)。在有利的實施例中，測量工具的位置以編程的間隔被記錄，例如但不限于，在每次絕對移動近似5mm之后記錄?？墒褂梦恢脭?shù)據(jù)來產(chǎn)生被測量(并且有待被返工)的表面區(qū)域的圖譜(例如但不限于圖3中的圖譜342)(操作818)， 并且該圖譜可用于基于圖譜來改良CAD文檔，例如但不限于圖3中的CAD文檔344(操作 820)。然后，機加工工具的數(shù)控(NC)路徑(例如但不限于圖3中的NC路徑346)可被產(chǎn)生 (操作822)，產(chǎn)生的NC路徑可被轉換為機器語言(操作824)并且轉換的NC路徑(例如但不限于圖3中被轉換的NC路徑348)可以被下載至機器人(例如但不限于圖3中的下載NC 路徑350)(操作826)。
然后，測量構件可從機器人臂被移除以露出機加工構件(操作828)，并且部件表面可基于下載的NC路徑通過移動機加工構件被返工(操作830)。在此方面，應該認識在到返工部件表面期間，機加工工具的接觸尖端可以被定位在部件的被測量表面下方，以完成返工操作。
在部件表面的返工之后，被返工的表面可被清潔(操作832)并且檢測(操作 834)。可準備檢測報告以便能夠批準返工操作，從而之后后續(xù)操作可被實施在被返工的表面上(例如但不限于，施加修補塊或類似物)，或者以便指明應該被實施的任何必要的額外返工動作(操作836)。
為說明和描述的目的敘述了不同有利實施例的說明，并且這并不意味著無遺漏地或限制在所公開的形式的實施例。對于本領域的技術人員很多改良和變型將是明顯的。此外，和其他有利實施例相比較，不同有利的實施例可提供不同的優(yōu)點。選擇并且描述被選擇的一個或多個實施例以便最好地說明實施例的原理和實際應用，并且使其他本領域的技術人員為適于考慮具體應用的帶有多種修改的多種實施例目的理解本公開。
權利要求
1.一種改良部件的方法，包括 使用改良工具來測量所述部件；基于所述測量來記錄所述部件的位置信息； 使用所述位置數(shù)據(jù)為所述改良工具提供路徑；以及基于所提供的路徑移動同一改良工具來改良所述部件。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中使用改良工具來測量所述部件包括 使用所述改良工具的受力控制的運動來測量所述部件。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中使用所述位置數(shù)據(jù)為所述改良工具提供路徑包括由被記錄的位置數(shù)據(jù)來提供所述部件的圖譜； 使用所述圖譜來改良CAD文檔；以及基于所述CAD文檔來產(chǎn)生所述改良工具的數(shù)控路徑。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，并且還包括；將所述數(shù)控路徑下載到所述改良工具，其中通過基于所提供的路徑移動同一改良工具來改良所述部件，其包括基于下載的數(shù)控路徑移動同一改良工具來改良所述部件。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述改良工具包括機器人。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中使用改良工具來測量所述部件包括使用附接至所述機器人的臂的測量工具來測量所述部件的表面，并且其中基于所提供的路徑使用同一改良工具來改良所述部件，其包括使用也附接至所述機器人的所述臂的機加工工具來改良所述部件的所述表面。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其中所述測量工具在所述測量期間環(huán)繞所述機加工工具，并且還包括在所述測量之后移除所述測量工具。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，并且還包括當所述測量工具環(huán)繞所述機加工工具時， 將所述測量工具的接觸尖端相對所述機加工工具的接觸尖端定位在固定位置處。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述部件包括由復合材料形成的部件，并且其中所述改良包括返工所述部件的表面。
10.一種改良部件的裝置，所述裝置包括 測量所述部件的改良工具；基于所述測量為所述改良工具提供路徑以改良所述部件的控制器； 沿所提供的路徑移動同一改良工具以改良所述部件的驅動器。
11.根據(jù)權利要求10所述的裝置，其中所述改良工具包括 測量所述部件的測量構件；以及改良所述部件的機加工構件。
12.根據(jù)權利要求11所述的裝置，其中所述改良工具包括機器人，并且其中所述測量構件和所述機加工構件被附接至所述機器人的臂。
13.根據(jù)權利要求12所述的裝置，其中所述測量構件被附接至所述機器人的所述臂， 以便在測量所述部件期間環(huán)繞所述機加工構件，并且其中在改良所述部件期間，所述測量構件從所述機器人臂被移除以露出所述機加工構件。
14.根據(jù)權利要求13所述的裝置，其中當所述測量構件環(huán)繞所述機加工構件時，所述測量構件的接觸尖端相對所述機加工構件的接觸尖端被定位在固定位置處。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其中所述測量構件的所述接觸尖端包括半球形接觸尖端。
全文摘要
本發(fā)明涉及改良部件的一種方法，該方法可以包括使用改良工具測量部件并且基于所述測量來記錄部件的位置數(shù)據(jù)。改良工具的路徑可使用所述位置數(shù)據(jù)來提供，并且基于所提供的路徑移動同一改良工具來改良部件。
文檔編號G05B19/42GK102187286SQ200980141741
公開日2011年9月14日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2008年12月19日
發(fā)明者P·J·克羅瑟斯, R·C·弗拉瑟 申請人:波音公司