[发明专利]用于装配时确保多段物理结构维数恒定度的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种可确保在装配中多段物理结构的维数恒定度(dimensional constancy)的方法和装置。

背景技术

本发明及其基于的问题将参考多段飞机结构的装配进行解释，而不受任何对其一般应用的限制。

当前用于飞机机身制造的生产安装具有几何形状限定部件，最终的外皮几何形状由所述部件的使用而产生。这些几何形状限定部件通常由钢组成，并被加工使得机身壳体的内部流线型固定在所述部件上，从而，外部流线型的结果位置与标称轮廓相一致。在这种情况下，在整个使用期间内，尤其是在制造各个飞机机身期间内，有必要确保几何形状限定部件仅在可接受的公差带的量度内变化。

更现代的生产安装技术已经正在省去这些几何形状限定部件，为此目的而正在使用数控(NC)定位轴。在这种情况下，几何形状是通过校正单个机身片段相对于另一个的位置而获得的。在这个生产技术中，如上述的制造技术中，加工结果是在整个加工结束的时候被检查。因为在整个加工时间内，例如，由于温度波动、生产车间地质上的局部下降和升高等等，制造环境不会保持稳定，检查是必须的。

上述生产技术中被发现的一个缺点是，在特定情况下，在整个过程结束时发现测量结果存在着不可以忍受的偏差。所述不可以忍受的偏差产生在所有价值创造阶段已执行完成之后的单个加工步骤中，这种情况使这些生产概念在经济上昂贵和没有吸引力。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种改进的方法和改进的装置以确保在装配中多段物理结构的维数恒定度，允许在生产加工的任意时间，优选地甚至是连续地，监测并且如果必要时校正，维数恒定度。

所表述的飞机结构包括，例如，飞机机身和/或飞机机身零件，主翼面或主翼面零件，以及水平尾翼或水平尾翼部件。

例如，空间固定坐标系可基于制造车间内的固定点或制造车间外的固定点被构成，例如以一个或多个卫星为基础。

举例来说，如果维数恒定度与所需要的不符合，校正这种情况的一个合适方法是在待装配物理结构的将与另一个彼此装配的两个片段被相互紧固连接之前，将这两个片段相对于彼此再次排列。并且提供各个片段或各个已装配片段组位置的校正，从而维数恒定度在预定的误差范围内。换句话说，根据本发明的方法和根据本发明的装置也精确地以与任何其他测量和/或检查方法相同的方式允许特定的误差，优选地是可自由预定的误差。

基本上，以下两个步骤可顺序地采用以监视空间固定三维坐标系内的位置：

a)相对于彼此的片段或片段组的相对位置在空间固定坐标系内被监视，并以记录的位置为基础将片段或片段组相对于彼此进行排列。在这种情况中，完全地装配的物理结构在空间固定坐标系内的空间位置是次重要的；

b)单个片段或片段组在空间固定坐标系内的绝对位置被监视，并在空间固定坐标系内以可预定的标称位置为基础将片段进行排列。在这种情况下，完成的物理结构在空间固定坐标系内的空间位置是主重要的。

根据本发明和权利要求1的方法，以及根据权利要求11的相应的装置比之前的技术更具有优势，这是在于在装配过程中物理结构的装配结果能够在任何时间被预测和/或校正。当使用几何形状限定部件时，在整个物理结构的装配期间内单个的片段或片段组位置的重复记录，优选地连续的记录，可使所希望的维数恒定度通过使用拒绝程序而排除任何偏差成为可能，从而，在装配过程结束时得到所希望的维数恒定度，并且所述物理结构可立刻被进一步处理。

当使用数控定位装置时，在装配过程中被确定的几何数据被立刻处理，并被用作被控变量，这样在理想的装配过程结束时不会与所希望的维数恒定度产生差异。

本发明的一个优选的改进是，对于单个片段或片段组位置的非接触记录，测量点被永久设置在遍布于物理结构装配件的单个片段或片段组上，而且在空间固定坐标系内这些测量点的位置被记录，和/或相对于与不同片段有关的测量点的相对位置被记录。在空间固定坐标系内通过改变测量点的位置和/或通过改变与不同片段的有关测量点的相对位置可进行任何所希望位置的修改。举例来说，测量点包括通常用于数控定位装置的测量点，例如单个片段上的彩色标记。测量点最好包括辅助装置，所述辅助装置被设置在片段或片段组处，例如，能够确定基于卫星的定位数据，并将定位数据发送至中心控制装置。