用于實(shí)時(shí)可變的針噴丸成形的控制反饋回路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了用于實(shí)時(shí)可變針噴丸成形的控制反饋回路。提供一種用于加工并改變金屬工件的物理特性而成為最終金屬組件的方法和裝置。設(shè)立預(yù)定加工參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。在物理特性的改變過(guò)程中，金屬工件被固定地放置在支撐件上。當(dāng)利用預(yù)定加工參數(shù)控制撞擊時(shí)，對(duì)工件的表面施加多次撞擊以實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。設(shè)置傳感器用于連續(xù)地感測(cè)工件在撞擊過(guò)程中的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)。響應(yīng)于來(lái)自感測(cè)的工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)，預(yù)定加工參數(shù)被改變?yōu)檎{(diào)整后的加工參數(shù)并改變撞擊，并且加工工件直到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。
【專利說(shuō)明】用于實(shí)時(shí)可變的針噴丸成形的控制反饋回路
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]根據(jù)美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?4/031,771，本申請(qǐng)是2013年9月19日提交的題為^ 00111:1~01 ^66(11380^ [0(?) 1？681~111116& ^66(116 ？6611的美國(guó)專利申請(qǐng)的相關(guān)申請(qǐng)，通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于本申請(qǐng)中。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本公開(kāi)內(nèi)容涉及使用機(jī)械系統(tǒng)來(lái)改變金屬部件的物理特性。更具體地說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容涉及制造用于飛機(jī)和航空航天工業(yè)中的金屬組件(001111)0116111:8)的機(jī)械加工(諸如噴丸金屬工件)的方法和裝置。

【背景技術(shù)】
[0004]眾所周知，通過(guò)使用諸如震動(dòng)噴丸、超聲噴丸、和激光噴丸等現(xiàn)有系統(tǒng)將包括片狀或板狀金屬的金屬工件加工成有用組件。雖然這種系統(tǒng)非常有效，但在為了達(dá)到滿足組成部件(⑶1111)0116111: 的設(shè)計(jì)要求而需要通過(guò)進(jìn)一步噴丸來(lái)額外加工工件或部件時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。這種額外加工增加了加工的部件的制造成本。
[0005]在已通過(guò)引用合并于本文的以上確定(￡1)30^6 1(16111:1116(1)相關(guān)的申請(qǐng)中，公開(kāi)了使用可調(diào)參數(shù)來(lái)控制將金屬工件撞擊成最終金屬組件。與現(xiàn)有系統(tǒng)所得的結(jié)果相比，這種控制提供顯著更有效的金屬組件的加工。
[0006]當(dāng)前，存在一種提供將金屬工件加工成最終金屬組件的系統(tǒng)的需要，其中，比現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行更為有效的加工，此外，與相關(guān)申請(qǐng)中所描述的系統(tǒng)結(jié)合以提供高效的多重撞擊系統(tǒng)(皿111:11)16 11111)801:1118 8781:6111)，該系統(tǒng)涉及很少(如果有的話)的額外加工時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。
[0007]通過(guò)比較這些系統(tǒng)與如參考附圖而在本申請(qǐng)的剩余部分中闡述的本公開(kāi)內(nèi)容，常規(guī)和傳統(tǒng)方法的進(jìn)一步的限制和缺點(diǎn)對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將變的顯而易見(jiàn)。
[0008]根據(jù)美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?4/013,690，本申請(qǐng)是與其同日，即，2013年9月19日提交白勺題為 “161:110(1 811(1 ^1)81-81:11816七已1^61-08^806八卯11(^1:10118”的美國(guó)專利申請(qǐng)的相關(guān)申請(qǐng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]在本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)方面中，提供一種用于加工并改變金屬工件的物理特性而成為最終金屬組件的方法。通過(guò)先前的測(cè)試建立預(yù)定加工參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。工件在物理特性的變化過(guò)程中被牢固地放置。工件的表面被從動(dòng)構(gòu)件多次撞擊以實(shí)現(xiàn)最終金屬組件的同時(shí)通過(guò)預(yù)定加工參數(shù)控制撞擊。方法包括在撞擊期間感測(cè)工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)0011(111:1011) 0隨著工件的物理狀態(tài)被改變，根據(jù)工件的當(dāng)前現(xiàn)有狀態(tài)的感測(cè)將預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)￠11-006881118即以郵。對(duì)工件的表面施加進(jìn)一步的撞擊的同時(shí)利用調(diào)整后的加工參數(shù)控制撞擊。
[0010]本公開(kāi)內(nèi)容的另一方面涉及一種用于加工和成形金屬工件的輪廊的方法。建立預(yù)定加工參數(shù)用于實(shí)現(xiàn)工件的輪廊。設(shè)置控制器并且將預(yù)定加工參數(shù)安裝在控制器中。設(shè)置端部執(zhí)行器并且將從動(dòng)構(gòu)件安裝在端部執(zhí)行器上。端部執(zhí)行器和控制器互相通信。工件被定位成用于加工直到工件被實(shí)現(xiàn)輪廊。設(shè)置從動(dòng)構(gòu)件用于多次撞擊工件的表面以在預(yù)定加工參數(shù)的控制下實(shí)現(xiàn)工件的輪廊。傳感器在撞擊期間監(jiān)測(cè)工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)。操縱器與控制器通信以定位并且在預(yù)定加工參數(shù)控制下通過(guò)預(yù)定運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)端部執(zhí)行器。響應(yīng)于從傳感器接收的工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)，預(yù)定加工參數(shù)被調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)。對(duì)工件的進(jìn)一步撞擊是在調(diào)整后的加工參數(shù)的控制下。
[0011]本公開(kāi)內(nèi)容的又一方面涉及提供一種用于改變金屬工件的物理特性而成為金屬組件的裝置。設(shè)置支撐件(811卯04)用于安置加工期間的工件。從動(dòng)構(gòu)件對(duì)工件的表面施加多次撞擊。具有預(yù)定加工參數(shù)的控制器連接至從動(dòng)構(gòu)件用于在預(yù)定加工參數(shù)的控制下對(duì)工件的表面施加多次撞擊以改變金屬工件的物理特性。設(shè)置傳感器用于當(dāng)從動(dòng)構(gòu)件對(duì)工件施加多次撞擊時(shí)感測(cè)工件的現(xiàn)有物理狀態(tài)。反饋系統(tǒng)將感測(cè)的工件的物理狀態(tài)傳輸至控制器，以響應(yīng)于工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)將預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)用于進(jìn)一步撞擊以實(shí)現(xiàn)金屬組件。
[0012]已討論的特征、功能和優(yōu)點(diǎn)可以在各實(shí)施方式中獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，但也可以與其他實(shí)施方式組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，其進(jìn)一步的細(xì)節(jié)可參照以下的書(shū)面說(shuō)明和附圖來(lái)理解。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是表示用于加工金屬工件的物理特性而成為最終金屬組件的裝置、方法和系統(tǒng)的流程圖；
[0014]圖2是撞擊金屬工件的從動(dòng)構(gòu)件的示意性的、簡(jiǎn)化的示圖；
[0015]圖3是示意性示圖，除了在通過(guò)從動(dòng)構(gòu)件對(duì)金屬工件施加撞擊時(shí)，工件被示出通過(guò)夾具固定在支撐件上的位置的實(shí)例之外與圖2類似；
[0016]圖4是示出用于加工金屬工件的物理特性而成為最終金屬組件的方法的流程圖；[001 7]圖 5 是飛機(jī)生產(chǎn)和保養(yǎng)方法(已土!'。!'#!: ^1-0(11101:1011 811(1 861~^106 11161:110(1010^7)的流程圖；以及
[0018]圖6是飛機(jī)的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參考附圖，可以在如圖5所示的飛機(jī)制造和保養(yǎng)方法100并且在如圖6所示的飛機(jī)102的背景下描述本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例。在預(yù)制造過(guò)程中，示例性方法100可包括:飛機(jī)102的規(guī)格和設(shè)計(jì)104以及材料采購(gòu)106。在制造過(guò)程中，進(jìn)行組件和子組裝件(811)3218861111317)制造108以及飛機(jī)102的系統(tǒng)集成110。此后，飛機(jī)102可以通過(guò)認(rèn)證和交付112以便被投入服役(111 86^106)114.在經(jīng)由客戶服役時(shí)，飛機(jī)102被定期進(jìn)行日常維修和保養(yǎng)116(也可以包括變型、改變外形、翻新等)。
[0020]方法100的各個(gè)過(guò)程可以由系統(tǒng)集成商、第三方、和/或運(yùn)營(yíng)商(例如，客戶)來(lái)執(zhí)行或?qū)嵤榱嗽撁枋龅哪康?，系統(tǒng)集成商可以包括但不限于任何數(shù)量的飛機(jī)制造商和主要系統(tǒng)分包商；第三方可以包括但不限于任何數(shù)量的賣方(7611(1610、分包商(8111300^^0^01-)和供應(yīng)商；以及運(yùn)營(yíng)商可以是航空公司、租賃公司、軍事實(shí)體、服務(wù)組織坐寸。
[0021]如圖6中所示，通過(guò)示例性方法100制造的飛機(jī)102可包括:具有多個(gè)系統(tǒng)120與內(nèi)部122的機(jī)身118。高級(jí)別系統(tǒng)120的實(shí)例包括:一個(gè)或多個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)124、電氣系統(tǒng)126、液壓系統(tǒng)128、和環(huán)境系統(tǒng)130。還可以包括任意數(shù)量的其他系統(tǒng)。雖然示出航空航天的實(shí)例，但本公開(kāi)內(nèi)容的原理可以應(yīng)用于其他工業(yè)，諸如汽車工業(yè)。
[0022]本文體現(xiàn)的裝置和方法可以在制造和保養(yǎng)方法100的任何一個(gè)或多個(gè)階段過(guò)程中被采用。例如，對(duì)應(yīng)于制造過(guò)程108的組件或者子組裝件可以與飛機(jī)102在服役時(shí)制造組件或者子組裝件類似的方式來(lái)制作或者制造。此外，在制造階段108和110的過(guò)程中可以利用一種或多種裝置實(shí)施例、方法實(shí)施例或者其組合，例如，通過(guò)顯著地加速飛機(jī)102的組裝或者降低成本。類似地，當(dāng)飛機(jī)102服役時(shí)，例如但不限于維修和保養(yǎng)116，可以利用一個(gè)或多個(gè)裝置實(shí)施例、方法實(shí)施例、或者其組合。
[0023]參考圖5和圖6，在下文中提供的本公開(kāi)內(nèi)容的說(shuō)明通常歸入分類108 “組件和子組裝件制造”以及還通常歸入分類118 “機(jī)身”。
[0024]本公開(kāi)內(nèi)容涉及用于通過(guò)多次撞擊改變金屬工件或者部件的物理特性的裝置和方法。工件可以是片狀金屬或者板狀金屬或者壓出品或者組裝件(￡18861111317)并且可以具有介于0.062至2.00英寸范圍的厚度。各工件I可以具有不同的長(zhǎng)度、寬度和厚度尺寸。各工件I可以具有承受多次撞擊的多個(gè)表面。金屬本身可以是諸如鋁、鈦或者金屬合金的金屬。本質(zhì)上，金屬或者金屬合金工件可以存在各種幾何形狀和構(gòu)造。
[0025]在以上確定的相關(guān)的共同未決專利申請(qǐng)中，在其中描述的裝置和方法涉及改變金屬工件的物理特性，包括工件I的輪廊。此處參考圖2，簡(jiǎn)化的示意圖示出放置于支撐件202上的工件I。雖然在圖2中示出了以水平位置存在的支撐件202，但應(yīng)當(dāng)理解的是，工件評(píng)的支撐件202可以安裝成垂直位置，以及可能安裝在垂直與水平之間的任何角度。
[0026]支撐件202，類似工件I，具有特定設(shè)計(jì)的尺寸并且能夠接納和加工各工件I。在一些情況下，工件I可以被從動(dòng)構(gòu)件204將其全部撞擊在給定的支撐件202上。在其它情況下，長(zhǎng)工件I可以被加工為同一工件的連續(xù)部分。當(dāng)長(zhǎng)工件I被固定在支撐件上時(shí)，其前端部分可以被加工。在整個(gè)過(guò)程中，當(dāng)以逐步的方式隨后撞擊類似尺寸的相鄰的后端部分1:1-8111118 86(^1011)的同時(shí)，向前移動(dòng)前端部分。
[0027]在所有工件I被加工中，在由從動(dòng)構(gòu)件204的撞擊過(guò)程中，各個(gè)工件I被支撐在與撞擊覆蓋區(qū)域00^61-8^6 811~651，撞擊覆蓋面積)相等的整個(gè)表面206上。如在下文中詳細(xì)地描述的，從動(dòng)構(gòu)件204由操縱器和端部執(zhí)行器控制用于當(dāng)工件I被置于支撐件202上時(shí)撞擊整個(gè)工件I的整個(gè)覆蓋區(qū)域或者長(zhǎng)工件I的各部分。
[0028]從動(dòng)構(gòu)件204被設(shè)置用于對(duì)工件I的表面206施加多次撞擊，如在圖2中示意性地示出。撞擊能量作為撞擊波通過(guò)從動(dòng)構(gòu)件204移動(dòng)至工件I的表面206。撞擊波從工件表面206轉(zhuǎn)移給工件I內(nèi)部的內(nèi)部壓縮層。壓縮層用作將工件改變?yōu)榫哂懈淖兒蟮奈锢硖匦缘淖罱K金屬組件，諸如期望的輪廊。從動(dòng)構(gòu)件204期望地具有大于工件I的硬度。
[0029]參考以上確定的相關(guān)的申請(qǐng)，設(shè)置一種類型的機(jī)械設(shè)備(本文未示出)用于當(dāng)工件I被放在支撐件202上時(shí)引起從動(dòng)構(gòu)件施加多次撞擊至工件I的表面206。具體地，該設(shè)備(相關(guān)申請(qǐng)的圖1中的標(biāo)號(hào)210)被詳細(xì)地描述并且該設(shè)備是可以用來(lái)操作本公開(kāi)內(nèi)容中的從動(dòng)構(gòu)件的撞擊的一種類型的設(shè)備。
[0030]在以上確定的相關(guān)申請(qǐng)中描述了用于工件I的支撐件202的多個(gè)實(shí)施例。這些支撐件中的一種在本文的圖3中示出。相關(guān)申請(qǐng)中描述的各示例支撐件202在加工過(guò)程中固定工件I當(dāng)從動(dòng)構(gòu)件204施加至工件I的表面206的多次撞擊時(shí)，各個(gè)示例支撐件202擔(dān)當(dāng)工件I的相對(duì)側(cè)上的砧座。此外，在從動(dòng)構(gòu)件204的撞擊過(guò)程中，待描述的夾具(圖2中未示出)與支撐件202配合將工件I固定在位置中。各個(gè)夾具是延伸的(61011職仏(1)，并且在經(jīng)由從動(dòng)構(gòu)件204撞擊的過(guò)程中各個(gè)夾具可以延長(zhǎng)為支撐件202的整個(gè)長(zhǎng)度。
[0031]參考圖3，工件I被安裝在平板230上，平板230是工件I的支撐件202。來(lái)自從動(dòng)構(gòu)件204的撞擊能量作為應(yīng)力波移動(dòng)至工件的表面206。夾具232，其可以是延伸的，相對(duì)平板230固定工件I，從而避免由撞擊產(chǎn)生的壓縮力不期望地抬高工件I的部分并且引起撞擊過(guò)程中的能量損失。在上文論述的現(xiàn)有金屬加工系統(tǒng)中已出現(xiàn)工件的部分的此類抬高。在以上確定的相關(guān)申請(qǐng)中描述各種附加的支撐件和夾具。應(yīng)當(dāng)理解的是，可以用于本文描述的方法和裝置的支撐件和夾具的類型可以在很寬范圍上變化。
[0032]設(shè)置預(yù)定加工參數(shù)用于改變工件I的物理特性而成為期望的最終組件。用于改變工件I的物理特性的預(yù)定加工參數(shù)包括:用于在工件I上撞擊的預(yù)定的能量水平、在工件I上撞擊的施加速率和在工件I上的撞擊的覆蓋區(qū)域。
[0033]在本公開(kāi)內(nèi)容中，設(shè)置一種用于在加工工件I過(guò)程中實(shí)時(shí)改變預(yù)定加工參數(shù)以控制從動(dòng)構(gòu)件204的撞擊的方法和裝置。傳感器被設(shè)置用于監(jiān)測(cè)或者感測(cè)在預(yù)定加工參數(shù)的控制下工件在撞擊過(guò)程中的現(xiàn)有的物理狀態(tài)。傳感器可以提供的信息的一種類型是待要被從動(dòng)構(gòu)件204撞擊的工件I的下一部分的深度或者厚度。深度信息促使預(yù)定加工參數(shù)實(shí)時(shí)改變?yōu)檎{(diào)整后的加工參數(shù)，然后調(diào)整后的加工參數(shù)控制工件I的待撞擊的下一部分的撞擊。此類實(shí)時(shí)改變通過(guò)減小或者避免工件I的額外加工量來(lái)降低制造成本。理想的，避免工件I的額外的撞擊而成為最終金屬組件是非常期望的。
[0034]參考圖1，示出流程圖。通過(guò)參考流程圖描述用于經(jīng)由從動(dòng)構(gòu)件204施加撞擊的方法和裝置?？刂破鞅辉O(shè)置用于操作操縱器和端部執(zhí)行器?？刂破髟陬}為“操縱器6端部執(zhí)行器的控制器”的流程圖方框210中被表示。操縱器在題為“操縱器”的流程圖方框212中被表示。從動(dòng)構(gòu)件204被安裝在端部執(zhí)行器上用于對(duì)工件I施加多次撞擊。從動(dòng)構(gòu)件204被包括在題為“端部執(zhí)行器噴丸設(shè)備丨傳感器丨反饋系統(tǒng)”的流程圖方框214中的術(shù)語(yǔ)“噴丸設(shè)備”的含義內(nèi)。在這一個(gè)實(shí)施例中，傳感器被安裝在端部執(zhí)行器噴丸設(shè)備上。然而，應(yīng)當(dāng)理解，一個(gè)或多個(gè)傳感器可以被定為在除端部傳感器之外的各位置或者另外具有位于除端部執(zhí)行器之外的傳感器。因?yàn)閭鞲衅鞅话惭b在非常接近于被從動(dòng)構(gòu)件撞擊的區(qū)域，所以在端部執(zhí)行器上定位至少一個(gè)傳感器是有利的。工件I在流程圖方框216中被識(shí)別為“部件”。對(duì)工件I在支撐件202上的位置的控制在流程圖(方框218)中被識(shí)別為“位置控制”。將簡(jiǎn)要地描述流程圖中公開(kāi)的各操作部件連同他們各自的功能。
[0035]當(dāng)工件評(píng)被固定安裝在支撐件202上時(shí)，工件評(píng)的位置信息被傳輸至操縱器和端部執(zhí)行器的控制器(方框210)。操縱器和端部執(zhí)行器的控制器從系統(tǒng)控制(圖1的流程圖中未示出)接收用于端部執(zhí)行器的路徑信息。操縱器和端部執(zhí)行器的控制器通過(guò)編程的行程路徑(1)社11 0？ ^61)驅(qū)動(dòng)操縱器和端部執(zhí)行器噴丸設(shè)備的移動(dòng)控制系統(tǒng)。操縱器與端部執(zhí)行器在端部執(zhí)行器相對(duì)于工件I的表面的當(dāng)前位置連接(⑶!!皿!111(3社6，通信操縱器定位并且控制端部執(zhí)行器以便在預(yù)定加工參數(shù)的控制下在預(yù)計(jì)劃的運(yùn)動(dòng)路徑中移動(dòng)。按照控制器(方框210)所命令的，端部執(zhí)行器噴丸設(shè)備(方框214)引起從動(dòng)構(gòu)件204在預(yù)定加工參數(shù)的控制之下施加多次撞擊至工件I。工件I被固定在支撐件202上的位置中。位置控制(方框218)向操縱器和端部執(zhí)行器控制器提供工件I在支撐件204上的位置。
[0036]在啟動(dòng)工件I的操作方法時(shí)，操縱器和端部執(zhí)行器的控制器設(shè)置有用于改變工件I的物理特性而成為期望的最終組件的預(yù)定加工參數(shù)。用于改變工件I的物理特性的預(yù)定加工參數(shù)包括:用于在工件I上撞擊的能量水平、在工件I上撞擊的施加速率和在工件評(píng)上撞擊的覆蓋區(qū)域。撞擊的能量水平介于1至35焦耳的范圍。撞擊由從動(dòng)構(gòu)件204，端部執(zhí)行器噴丸設(shè)備(方框214)的組件來(lái)施加。從動(dòng)構(gòu)件204的撞擊受到操縱器和端部執(zhí)行器的控制器(方框210)的控制?？刂破鲗惭b在控制器中的預(yù)定加工參數(shù)傳輸至操縱器和端部執(zhí)行器。端部執(zhí)行器和操縱器的移動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件的撞擊受到預(yù)定的加工參數(shù)的控制。
[0037]在本公開(kāi)內(nèi)容中，可以在端部執(zhí)行器噴丸設(shè)備(方框214)上安裝至少一個(gè)傳感器。傳感器感測(cè)關(guān)于工件I的實(shí)時(shí)信息，諸如工件I的即將到來(lái)的(即(301111118)部分的深度或者厚度。操縱器和端部執(zhí)行器的控制器(方框210)接收此類實(shí)時(shí)信息以質(zhì)量控制被裝置200加工的工件I。如先前描述的，可以使用其他傳感器，但是安裝在端部執(zhí)行器上的傳感器被有利地使用，但不是必需的。
[0038]設(shè)置反饋系統(tǒng)(方框214)用于接收來(lái)自傳感器的實(shí)時(shí)信息用于將預(yù)定的加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)。通過(guò)收集并且存儲(chǔ)實(shí)時(shí)信息，預(yù)定的加工參數(shù)被改變?yōu)檎{(diào)整后的加工參數(shù)以便通過(guò)避免所加工的工件I的額外的撞擊來(lái)提高加工的效率，使得最終的金屬組件滿足質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。類似預(yù)定的加工參數(shù)，調(diào)整后的加工參數(shù)包括:用于工件I上的撞擊的預(yù)定能量水平、在工件I上撞擊的施加速率(￡1 1-^6 0？ ￡1^110^1011)和在工件I上撞擊的覆蓋區(qū)域。傳感器傳輸工件I的實(shí)時(shí)進(jìn)程并且減少或者期望避免工件I的額外加工直到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。目標(biāo)是在一個(gè)步驟或者工件的連續(xù)加工中完成工件I的加工，無(wú)需進(jìn)程的中間或者離線的評(píng)估。這產(chǎn)生包括制造成本的總加工效率的顯著提高。
[0039]將參考圖4的流程圖，進(jìn)一步描述用于將金屬工件I加工為最終的金屬組件的方法。工件250設(shè)置有至少一個(gè)表面并且被加工為改變工件的物理特性而成為最終的金屬組件。設(shè)置控制器252，其中，已在控制器中安裝用于實(shí)現(xiàn)最終金屬組件的預(yù)定的加工參數(shù)。工件在用于加工的位置254。工件一旦在位置中，在預(yù)定加工參數(shù)256的控制之下撞擊工件I，繼續(xù)實(shí)現(xiàn)最終組件。撞擊在實(shí)時(shí)感測(cè)的工件的現(xiàn)有狀態(tài)258的整個(gè)表面上。預(yù)定加工參數(shù)被調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)，因此撞擊響應(yīng)于通過(guò)感測(cè)工件的物理狀態(tài)所提供的工件260的現(xiàn)有狀態(tài)進(jìn)行改變。在調(diào)整后的加工參數(shù)的控制下繼續(xù)對(duì)工件撞擊，直到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最終組件262。應(yīng)當(dāng)理解的是，在工件I的連續(xù)加工過(guò)程中，可以基于通過(guò)感測(cè)工件的物理狀態(tài)所提供的工件260的現(xiàn)有狀態(tài)的進(jìn)一步改變而相應(yīng)地進(jìn)一步調(diào)整調(diào)整后的加工參數(shù)。
[0040]項(xiàng)1.一種用于加工金屬工件的方法，以改變所述金屬工件的物理特性，其中，所述工件具有表面，所述方法包括以下步驟:
[0041]設(shè)立用于實(shí)現(xiàn)最終金屬組件的預(yù)定加工參數(shù)；
[0042]在所述物理特性的改變期間定位所述工件；
[0043]對(duì)所述工件的所述表面施加撞擊的同時(shí)利用所述預(yù)定加工參數(shù)控制所述撞擊；
[0044]在所述施加撞擊步驟期間，感測(cè)所述工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)；
[0045]響應(yīng)于來(lái)自所述工件的所述當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)的所述感測(cè)的所述工件的所述當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)，將用于所述撞擊的所述預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)；并且
[0046]當(dāng)利用所述調(diào)整后的加工參數(shù)控制所述撞擊時(shí)，對(duì)所述工件的所述表面進(jìn)一步施加撞擊。
[0047]項(xiàng)2.根據(jù)項(xiàng)1所述的方法，其中，所述進(jìn)一步施加撞擊的步驟持續(xù)，直到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。
[0048]項(xiàng)3.根據(jù)項(xiàng)1所述的方法，包括:在對(duì)所述工件的所述表面進(jìn)一步施加撞擊時(shí)，感測(cè)所述工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)。
[0049]項(xiàng)4.根據(jù)項(xiàng)1所述的方法，其中，所述預(yù)定加工參數(shù)和所述調(diào)整后的加工參數(shù)都包括:所述工件上的撞擊覆蓋區(qū)域、所述撞擊的能量水平、所述撞擊在所述工件的所述覆蓋區(qū)域上的施加速率。
[0050]項(xiàng)5.根據(jù)項(xiàng)1所述的方法，包括:設(shè)置從動(dòng)構(gòu)件，并且利用所述從動(dòng)構(gòu)件施加所述撞擊。
[0051]項(xiàng)6.根據(jù)項(xiàng)5所述的方法，包括:設(shè)置端部執(zhí)行器并且將所述從動(dòng)構(gòu)件安裝在所述端部執(zhí)行器上。
[0052]項(xiàng)7.根據(jù)項(xiàng)6所述的方法，包括:將傳感器安裝在所述端部執(zhí)行器上并且利用所述傳感器執(zhí)行所述感測(cè)的步驟。
[0053]項(xiàng)8.根據(jù)項(xiàng)6所述的方法，包括:設(shè)置操縱器，以控制用于利用所述從動(dòng)構(gòu)件將所述撞擊施加在所述工件的所述表面上的所述端部執(zhí)行器。
[0054]項(xiàng)9.根據(jù)項(xiàng)8所述的方法，包括:設(shè)置與用于定位并且通過(guò)運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)所述端部執(zhí)行器的所述操縱器通信的控制器。
[0055]項(xiàng)10.根據(jù)項(xiàng)1所述的方法，其中，所述工件的物理特性包括所述工件的輪廊。
[0056]項(xiàng)11.一種用于加工并且成形金屬工件的輪廊的方法，其中，所述工件具有表面，所述方法包括以下步驟:
[0057]設(shè)立用于實(shí)現(xiàn)所述工件的所述輪廊的預(yù)定加工參數(shù)；
[0058]設(shè)置控制器；
[0059]將所述預(yù)定加工參數(shù)安裝在所述控制器中；
[0060]定位所述工件以加工直到將所述工件做成所述輪廊；
[0061]設(shè)置端部執(zhí)行器并且將從動(dòng)構(gòu)件安裝在所述端部執(zhí)行器上；
[0062]利用所述控制器向所述端部執(zhí)行器傳輸所述預(yù)定加工參數(shù)；
[0063]在所述預(yù)定加工參數(shù)的控制下利用所述從動(dòng)構(gòu)件多次撞擊所述工件的所述表面，以做成所述工件的所述輪廊；
[0064]設(shè)置用于監(jiān)測(cè)所述工件在撞擊期間的現(xiàn)有的物理狀態(tài)的傳感器；
[0065]設(shè)置用于與所述控制器通信的操縱器，以在所述預(yù)定加工參數(shù)控制下定位并且通過(guò)預(yù)定運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)所述端部執(zhí)行器和所述從動(dòng)構(gòu)件；并且
[0066]響應(yīng)于從所述傳感器接收的所述工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)將所述預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)，以利用所述調(diào)整后的加工參數(shù)進(jìn)一步加工所述工件，從而實(shí)現(xiàn)所述工件的輪廊。
[0067]項(xiàng)12.根據(jù)項(xiàng)11所述的方法，其中，所述預(yù)定加工參數(shù)和所述調(diào)整后的加工參數(shù)都包括所述工件上的所述撞擊的能量水平、所述工件上的所述撞擊的施加速率和所述工件上的所述撞擊的覆蓋區(qū)域。
[0068]項(xiàng)13.—種用于將金屬工件加工成金屬組件的裝置，其中，所述工件具有表面，所述裝置包括:
[0069]支撐件，用于所述加工期間的所述工件；
[0070]從動(dòng)構(gòu)件，用于對(duì)所述工件的所述表面施加多次撞擊；
[0071]控制器，連接至所述從動(dòng)構(gòu)件、具有預(yù)定加工參數(shù)，用于在所述預(yù)定加工參數(shù)的控制下對(duì)所述工件的所述表面施加多次撞擊，以改變所述金屬工件的物理特性。
[0072]傳感器，當(dāng)所述從動(dòng)構(gòu)件對(duì)所述工件施加多次撞擊時(shí)，用于持續(xù)地感測(cè)所述工件的現(xiàn)有物理狀態(tài)；以及
[0073]反饋系統(tǒng)，用于將所述工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)從所述傳感器傳輸至所述控制器，以響應(yīng)于所述工件的所述現(xiàn)有的物理狀態(tài)將所述預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)，用于進(jìn)一步加工以實(shí)現(xiàn)所述金屬組件。
[0074]項(xiàng)14.根據(jù)項(xiàng)13所述的方法，其中，所述金屬工件是片狀金屬并且所述金屬組件是飛機(jī)上使用的組件。
[0075]項(xiàng)15.根據(jù)項(xiàng)13所述的方法，其中，所述金屬工件是板狀金屬并且所述金屬組件是飛機(jī)上使用的組件。
[0076]項(xiàng)16.根據(jù)項(xiàng)13所述的方法，其中，所述預(yù)定加工參數(shù)和所述調(diào)整后的加工參數(shù)都包括:所述工件上的撞擊覆蓋區(qū)域、所述從動(dòng)構(gòu)件的撞擊能量水平、所述工件上的撞擊覆蓋區(qū)域和所述撞擊在所述工件上的所述覆蓋區(qū)域施加速率。
[0077]項(xiàng)17.根據(jù)項(xiàng)13所述的方法，包括:端部執(zhí)行器和安裝在所述端部執(zhí)行器上用于對(duì)所述工件的所述表面施加所述多次撞擊的所述從動(dòng)構(gòu)件。
[0078]項(xiàng)18.根據(jù)項(xiàng)17所述的方法，包括:操縱器，用于控制用于通過(guò)所述從動(dòng)構(gòu)件對(duì)所述工件的表面施加所述撞擊的所述端部執(zhí)行器的移動(dòng)和定位。
[0079]項(xiàng)19.根據(jù)項(xiàng)17所述的方法，其中，所述傳感器被安裝在所述端部執(zhí)行器上。
[0080]雖然已經(jīng)參考某些實(shí)施例描述了本公開(kāi)內(nèi)容，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，在不偏離本公開(kāi)內(nèi)容的主旨和范圍的情況下，可以做出各種改變并且可以用等價(jià)物取代。另外，在工件沒(méi)有偏離本公開(kāi)內(nèi)容的范圍的情況下，可以做出許多修改以適配于本公開(kāi)內(nèi)容的教導(dǎo)的特定的情形或者材料。因此，意圖是本公開(kāi)內(nèi)容不限于公開(kāi)的具體實(shí)施例，而是本公開(kāi)內(nèi)容將包括在所附權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有的實(shí)施例。
【權(quán)利要求】
1.一種用于加工金屬工件的方法，用于改變所述金屬工件的物理特性，其中，所述工件具有表面，所述方法包括以下步驟: 設(shè)立用于實(shí)現(xiàn)最終金屬組件的預(yù)定加工參數(shù)； 在改變物理特性期間定位所述工件； 對(duì)所述工件的所述表面施加撞擊的同時(shí)利用所述預(yù)定加工參數(shù)控制所述撞擊； 在所述施加撞擊步驟期間，感測(cè)所述工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)； 響應(yīng)于來(lái)自所述工件的所述當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)的所述感測(cè)的所述工件的所述當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)，將用于所述撞擊的所述預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)；并且當(dāng)利用所述調(diào)整后的加工參數(shù)控制所述撞擊時(shí)，對(duì)所述工件的所述表面進(jìn)一步施加撞擊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述進(jìn)一步施加撞擊的步驟持續(xù)直到已經(jīng)實(shí)現(xiàn)最終金屬組件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括:在對(duì)所述工件的所述表面進(jìn)一步施加撞擊時(shí)，感測(cè)所述工件的當(dāng)前現(xiàn)有的物理狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)定加工參數(shù)和所述調(diào)整后的加工參數(shù)都包括:所述工件上的撞擊覆蓋區(qū)域、所述撞擊的能量水平和所述撞擊在所述工件的所述覆蓋區(qū)域上的施加速率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，包括:設(shè)置從動(dòng)構(gòu)件，并且利用所述從動(dòng)構(gòu)件施加所述撞擊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，包括:設(shè)置端部執(zhí)行器并且將所述從動(dòng)構(gòu)件安裝在所述端部執(zhí)行器上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括:將傳感器安裝在所述端部執(zhí)行器上并且利用所述傳感器執(zhí)行所述感測(cè)的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，包括:設(shè)置操縱器，以控制用于利用所述從動(dòng)構(gòu)件將所述撞擊施加在所述工件的所述表面上的所述端部執(zhí)行器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，包括:設(shè)置控制器，所述控制器與用于定位并且通過(guò)運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)所述端部執(zhí)行器的所述操縱器通信。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述工件的物理特性包括所述工件的輪廊。
11.一種用于加工并且成形金屬工件的輪廊的方法，其中，所述工件具有表面，所述方法包括以下步驟: 設(shè)立用于實(shí)現(xiàn)所述工件的所述輪廊的預(yù)定加工參數(shù)； 設(shè)置控制器； 將所述預(yù)定加工參數(shù)安裝在所述控制器中； 定位所述工件以加工直到將所述工件做成所述輪廊； 設(shè)置端部執(zhí)行器并且將從動(dòng)構(gòu)件安裝在所述端部執(zhí)行器上； 利用所述控制器向所述端部執(zhí)行器傳輸所述預(yù)定加工參數(shù)； 在所述預(yù)定加工參數(shù)的控制下利用所述從動(dòng)構(gòu)件多次撞擊所述工件的所述表面，以做成所述工件的所述輪廊； 設(shè)置用于監(jiān)測(cè)在撞擊期間所述工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)的傳感器； 設(shè)置用于與所述控制器通信的操縱器，以在所述預(yù)定加工參數(shù)的控制下定位并且通過(guò)預(yù)定運(yùn)動(dòng)路徑移動(dòng)所述端部執(zhí)行器和所述從動(dòng)構(gòu)件；并且 響應(yīng)于從所述傳感器接收的所述工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)將所述預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)，以利用所述調(diào)整后的加工參數(shù)進(jìn)一步加工所述工件，從而實(shí)現(xiàn)所述工件的輪廊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述預(yù)定加工參數(shù)和所述調(diào)整后的加工參數(shù)都包括所述工件上的所述撞擊的能量水平、所述工件上的所述撞擊的施加速率和所述工件上的所述撞擊的覆蓋區(qū)域。
13.一種用于將金屬工件加工成金屬組件的裝置，其中，所述工件具有表面，所述裝置包括: 支撐件，用于所述加工期間的所述工件； 從動(dòng)構(gòu)件，用于對(duì)所述工件的所述表面施加多次撞擊； 具有預(yù)定加工參數(shù)的控制器，連接至所述從動(dòng)構(gòu)件，用于在所述預(yù)定加工參數(shù)的控制下對(duì)所述工件的所述表面施加多次撞擊，以改變所述金屬工件的物理特性。 傳感器，當(dāng)所述從動(dòng)構(gòu)件對(duì)所述工件施加多次撞擊時(shí)，用于持續(xù)地感測(cè)所述工件的現(xiàn)有物理狀態(tài)；以及 反饋系統(tǒng)，用于將所述工件的現(xiàn)有的物理狀態(tài)從所述傳感器傳輸至所述控制器，以響應(yīng)于所述工件的所述現(xiàn)有的物理狀態(tài)將所述預(yù)定加工參數(shù)調(diào)整為調(diào)整后的加工參數(shù)，用于進(jìn)一步加工以實(shí)現(xiàn)所述金屬組件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述金屬工件是片狀金屬并且所述金屬組件是飛機(jī)上使用的組件。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述金屬工件是板狀金屬并且所述金屬組件是飛機(jī)上使用的組件。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述預(yù)定加工參數(shù)和所述調(diào)整后的加工參數(shù)都包括:所述工件上的撞擊覆蓋區(qū)域、所述從動(dòng)構(gòu)件的撞擊能量水平、所述工件上的撞擊覆蓋區(qū)域和所述撞擊在所述工件上的所述覆蓋區(qū)域上的施加速率。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，包括:端部執(zhí)行器和安裝在所述端部執(zhí)行器上用于對(duì)所述工件的所述表面施加所述多次撞擊的所述從動(dòng)構(gòu)件。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，包括:操縱器，用于控制用于通過(guò)所述從動(dòng)構(gòu)件對(duì)所述工件的表面施加所述撞擊的所述端部執(zhí)行器的移動(dòng)和定位。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述傳感器被安裝在所述端部執(zhí)行器上。
【文檔編號(hào)】G05B19/19GK104460511SQ201410392671
【公開(kāi)日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年8月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】勞倫·K·倫德奎斯特, 麥凱·A·孔茨, 詹姆斯·E·皮勒斯, 詹姆斯·B·卡斯?fàn)? 約翰·Z·林, 塞巴斯蒂安·內(nèi)爾維 申請(qǐng)人:波音公司