[发明专利]复合物制造系统及相关方法

说明书

提供了一种复合物制造系统。该复合物制造系统包括机器人臂和连接到该机器人臂的修整系统。该修整系统包括刀具、旋转装置、若干个激光器和与刀具相关联的负荷传感器。旋转装置构造成使刀具的刀片围绕中心点旋转。若干个激光器构造成确定相对于刀片的期望位置的刀片位置。负荷传感器构造成在修整未固化复合结构期间感测施加到刀片的力的大小。控制器基于从其部件所接收的信息来控制修整系统的行为。

技术领域

本公开总体上涉及制造复合结构。更具体地说，本公开涉及在制造用于飞机应用的复合结构时所使用的修整系统。

背景技术

制造商使用复合结构以向各种应用提供轻质且结构坚固的零件。对于飞机制造商来说，增加复合制造工艺的效率是其优先考虑的事情。他们追求成本的降低和飞机生产速率的增加，同时在加工期间使复合零件的返工或丢弃的风险最小化。

在制作零件时，将复合结构修整成所需要的构造。修整是耗时且复杂的工艺。用于飞机应用的一些复合结构的长度是70+英尺。关于制造地面定向和移动这种大型结构需要时间、空间和人力。

可在固化之前或之后将复合结构修整成其所期望的构造。当在固化或结合之前修整复合结构时，复合材料是软的，使得其难以保持切割的完整性。为了解决这个挑战，在真空下使用超声刀来切割复合结构。尽管如此，未固化复合材料的易碎状态可能导致刀具刀片偏转或不同区域的切割厚度不一致。在一些情况下，偏离很大以致具有变形或破坏刀具刀片的风险。

因此，所需要的是具有考虑到上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和设备。

发明内容

本公开的说明性实施例提供了一种复合物制造系统，其包括机器人臂和连接到该机器人臂的修整系统。修整系统包括刀具、旋转装置、若干个激光器以及与刀具相关联的负荷传感器。旋转装置构造成使刀具的刀片围绕中心点旋转。若干个激光器构造成确定相对于刀片的期望位置的刀片位置。负荷传感器构造成在修整未固化复合结构期间感测施加到刀片的力的大小。

本公开的另一说明性实施例提供了一种用于修整未固化复合结构的方法。相对于未固化复合结构定位修整系统。将修整系统连接到机器人臂。将修整系统中的刀具的刀片与用于切割的开始位置对齐。沿着路径修整未固化复合结构。基于修整期间施加到刀片的力的大小来调整刀具的参数。

本公开的又一说明性实施例提供了一种用于修整用于飞机的未固化复合结构的复合物制造系统。该复合物制造系统包括工具、机器人臂和连接到机器人臂的修整系统。修整系统包括刀具、旋转装置、若干个激光器、与刀具相关联的负荷传感器以及控制器。未固化复合结构铺放在工具上。

可在本公开的各个实施例中独立地实现特征和功能，或者可与其他实施例组合而实现这些特征和功能，其中，可参考下文的描述和附图来观察进一步的细节。

附图说明

在下文中陈述了说明性实施例的特征中认为新颖的特征。然而，在与附图一起阅读时，通过参考本公开的说明性实施例的下文具体实施方式来最佳地理解说明性实施例以及其所使用的优选模式、进一步目标和特征，在附图中：

图1是根据说明性实施例的复合物制造系统的立体图的图示；

图2是根据说明性实施例的制造环境的框图的图示；

图3是根据说明性实施例的修整系统的立体图的图示；

图4是根据说明性实施例的修整系统的侧视图的图示；

图5是根据说明性实施例的修整系统的俯视图的图示；

图6是根据说明性实施例的修整系统的分解图的图示；

图7是根据说明性实施例的刀具刀片的图示；

图8是根据说明性实施例的刀具刀片的另一个图示；