[发明专利]五轴孔转换系统和方法

说明书

技术领域

本申请大体涉及用于将孔模式从第一部件转换到第二部件的系统。

背景技术

当修理飞行器、机器或其他零件的组件时，一个零件可以被移除或者被更换为新零件。如果要被更换的零件包含钻孔模式/钻孔布局，则通常需要尽可能地将孔模式复制到新零件上，以保证新零件匹配现有零件。在孔模式的复制期间，应当精确重现每个孔的向量(即取向)，甚至针对孔的变化逐一进行。另外，如果可能的话，应将尺寸、相对位置和相对于每个孔的零件表面的取向复制在新零件上。

目前，有许多复制孔模式的方法。例如，计算机数控(CNC)机床或座标镗床可以被用于将孔模式从一个零件转换到另一个零件上。然而，这样的机器通常需要可靠的电源和训练有素的操作者。即便如此，不同的操作者的复制精度也会有所不同。在世界的某些地方，比如偏远地区或没有可靠电源(即电网)和/或训练有素的操作者的地方，就无法使用计算机数控(CNC)机床和座标镗床进行维修。

发明内容

本申请公开了一个具有万向节组件的孔转换系统，它机械地捕捉五轴孔向量以用于精确地复制孔，并使马达和钻处于该向量，而不需要借助于计算机或其他电子器件。

在一个示例中，公开了将一个或更多个孔从第一工件转换到第二工件的系统，该第二工件基本上是第一工件的复制件。该系统包括一个万向节组件，其被配置成机械地确定在第一工件中的第一孔的第一位置。第一位置包括相对于第一工件的表面的第一组X、Y、Z坐标。万向节组件进一步配置为机械地确定第一工件内第一孔的第一向量，并且保证在第二工件上的第二位置处钻取第二孔的同时钻在与第一孔的第一向量基本相同的向量处。相对于第二工件的第二位置与相对于第一工件的第一位置基本相同。

万向节组件还可包括一个浮动万向节，该浮动万向节由锁紧螺帽围绕，该锁紧螺帽可释放地固定浮动万向节的位置。万向节组件也可以进一步包括一个配置为沿Z-轴线伸缩的对准部件。该对准部件可包括一个空心轴套筒。该对准组件也可以配置为接收和固定多个可互换的钻适配器，其中每个钻适配器对应于一个不同的钻。

在另一个示例中，系统包括由锁紧圈和紧固螺母围绕的万向节以及被装纳在万向节内的一个空心轴套筒。万向节配置为：当紧固螺母松动时在锁紧环内自由旋转；且当紧固螺母拧紧时，保持锁定在锁紧环内的基本固定位置。空心轴套筒配置为调整到相对于万向节的所需竖直位置，并进一步配置以接收和固定钻适配器。

系统还可包括一个调整螺母和一个锥形螺母，二者联接到空心轴套筒并且配置成调整空心轴套筒到相对于万向节的所需竖直位置。系统可还包括一个可滑动地安装到X-Y转换台的台架和一个可滑动地安装到台架的横向滑座组件，其中，万向节被装纳在被联接到横向滑座组件的万向节组件内。系统可还包括一个联接到X-Y转换台的基座模块，其中该基座模块被配置为接收和固定第一工件在沿X-轴线、Y-轴线和Z-轴线的选定第一位置处，第一工件具有以第一孔模式布置的多个孔。基座模块还可以进一步配置为与第一工件基本相同地接收和固定第二工件，其中需要复制第一孔模式，第二工件被固定在选定第二位置处以致第二工件与第一工件在Y-轴线上基本平行并间隔选定偏距d，并且在X-轴线和Z-轴线上与第一工件基本零偏移地基本对齐。系统还可进一步包括一个可滑动地安装到台架的转换杆，其中该转换杆包括间隔开选定偏距d的两个或更多个分度衬套，该衬套被配置成与被联接到横向滑座组件的分度销接合。

在另一个例子中，公开了将孔从第一工件复制到与第一工件基本相同的第二工件的方法。该方法包括将万向节组件放置在相对于第一工件在第一位置处的第一孔之上、将段销(step pin)插入到第一孔中以及将对准销插入万向节组件内。该方法还包括：将对准销与段销机械地对齐，以确定第一孔的第一向量；固定与第一向量对齐的万向节组件；将对准销从万向节组件移除；以及将段销从第一孔移除。该方法还包括：将万向节组件移到第二工件之上的第二位置，其中，相对于第二工件的第二位置与相对于第一工件的第一位置基本相同；以及在第二位置和与第一向量基本相同的第二向量处在第二工件内钻取第二孔。