生产系统技术方案

本发明专利技术涉及用于制造飞机结构构件的生产系统，带有开孔单元（2）用于在由至少两个材料层（4a、4b）制成的材料组（4）中产生开孔（3）以用于插入固定元件、尤其铆接元件，并且带有测量单元（5）用于测定在用于之前产生的开孔（3）的几何结构参数。提出，所述测量单元（5）具有带有光学的传感元件（7）的测量电子机构（6）、测量光学机构（8）和测量枪（9），所述测量单元（5）为了测定在所述测量枪（9）与在相应的开孔内面（12）上的测量点（11）之间的距离（10）而产生光学的测量射束（13），所述测量射束经由所述测量光学机构（8）从所述测量枪（9）中逸出并且碰到在所述相应的开孔内面（12）上的测量点（11）上，在测量循环中在测量枪（9）和材料组（4）之间设置有测量运动并且所述测量单元（5）在所述测量运动期间循环地以一扫描率测定与不同的测量点（11）的距离数值并且由所述距离数值测定用于相应的开孔（3）的至少一个几何结构参数。

production system

The present invention relates to a production system for manufacturing of aircraft structural components, with the opening unit (2) for by at least two layers (4a, 4b) made of materials (4) produced in the hole (3) for insertion of a fixed element, especially riveting components, and a measurement unit (5) for the determination of open hole in used before (3) the geometrical structure parameters. Put forward the measurement unit (5) has a sensing element with optical (7) measurement of electronic institutions (6), (8) measurement of optical mechanism and measurement of the gun (9), the measurement unit (5) for the determination of the measurement of gun (9) and in the opening corresponding to the inner surface (12) measuring points on (11) the distance between the measuring beam (10) and optical (13), the measuring beam through the optical measurement mechanism (8) from the measured gun (9) escape and met in the corresponding hole surface (12) measurement point (11), in the measurement of the gun in the amount of cycles (9) and material group (4) is arranged between the measurement of motion and the measurement unit (5) during the movement of the measurement cycle at a scan rate were measured with different measuring points (11) and by the numerical distance the value of distance measurement At least one geometric parameter determined for the corresponding opening (3).

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的用于制造飞机结构构件的生产系统以及根据权利要求24的前序部分的用于运行这种生产系统的方法。
技术介绍
在制造飞机结构构件时，能够通常建立大的数量的铆接连接，其中，铆接连接的建立越来越自动化地进行。所提及的生产系统用于此，利用生产系统能够实现自动化的序列的开孔和铆接循环。所已知的生产系统（EP0600614A1）（本专利技术以其为出发点）配备有开孔单元用于在材料组（Materialpaket）中产生开孔以及配备有铆接单元。此外所已知的生产系统具有测量单元用于测定用于开孔的几何结构参数，详细地用于测定开孔的相应的直径。所已知的生产系统的测量单元设计为电容的测量单元。在该处的、电容的测量感测器在测量循环中定位于在待测量的开孔之内的预确定的测量位置中。接下来通过相应操控电容的测量感测器进行电容的测量。测量感测器沿着开孔轴线细分成多个区段。待测量的区段由电容的测量感测器的几何结构固定地预设，从而生产系统的灵活性受限。特别鉴于在飞机结构构件的铆接连接的区域中的使用方面所已知的生产系统不太有利。这一方面在于，沿着开孔轴线的开孔轮廓不能够或仅仅能够以小的分辨率来测量。例如沉头部（Senkung）的几何结构或在两个材料层之间的分离平面的位置利用所已知的生产系统的测量单元不能够或仅仅可不准确地测定。此外在所已知的生产系统中成问题的是如下事实，材料层在在此提到的区域中常常由不同的材料形成，这在使用电容的测量感测器的情况下能够极大影响测量准确度。这在如下材料组中变得特别明显，在其中材料层设计为纤维复合物原料层。在这种材料组（其在飞机工业的领域中越来越重要）中不能够应用所已知的生产系统的电容的测量单元。
技术实现思路
本专利技术基于如下问题，即将所已知的生产系统如下设计和改进，使得用于在由至少两个材料层构成的材料组中的开孔的几何结构参数的测定鉴于灵活性和测量准确度方面进行改善。上面的问题在根据权利要求1的前序部分的生产系统中通过权利要求1的特征部分的特征来解决。重要的是如下原则上的考虑，即于在此提及的由至少两个材料层构成的材料组中逐点地、光学地扫描所述开孔内面是特别有利的。只要相应的材料表面保证所述光学的测量射束的足够的反射，则在合适的设计的情况下很大程度上无关于材料地测定所述几何结构参数是可行的。由此同样在所述材料组之内的最不同的材料组合是无问题的。此外只要实行相应的测量运动，则所述开孔内面的逐点的扫描允许在所述扫描时的几乎不受限的灵活性。最后能够沿相对于所述测量射束的横向方向实现高的测量分辨率，所述测量分辨率描述，在哪个最小的间距中两个沿横向方向相邻的测量点仍是可区分的。所述测量分辨率在下面称为“面分辨率”。对于高的面分辨率的前提为所述测量运动的高的准确度以及所述测量射束的小的射束直径。详细地此时提出，所述测量单元具有带有光学的传感元件的测量电子机构、测量光学机构和测量枪（Messlanze）。为了测定在所述测量枪与在所述开孔内面上的测量点之间的距离，所述测量单元产生光学的测量射束，所述测量射束经由所述测量光学机构从所述测量枪中逸出并且碰到在所述开孔内面上的测量点上。所述测量单元在此并且优选地为干涉仪组件，在其中相应的距离的测定借助于光干涉来进行（“专业词典-ABC测量技术”,VGB专业书籍出版社莱比锡1985,ISBN3—87144-846-X,214页（“Fachlexikon-ABCMesstechnik”,VGBFachbuchverlagLeipzig1985,ISBN3-87144-846-X,Seite214））。这种测量单元能够例如如在DE102005023353A1中示出的那样来构建。根据所述测量单元的设计方案，所测定的距离数值能够为绝对的距离或仅仅为距离变化。在最后提及的情况中能够需要的是，通常例如通过在校准开孔处的测量实行所述测量单元的校准。上面的、根据提出的扫描在如下测量循环中来实行，在其中分别在所述测量枪与所述材料组之间设置有测量运动。在所述测量运动期间，所述测量单元循环地以一扫描率来测定与不同的测量点的距离数值。由所述距离数值所述测量单元又测定对于所述开孔的至少一个几何结构参数。上面的测量运动为在测量枪与材料组之间的相对运动。为此能够设置有不仅所述测量枪的而且所述材料组的或这些部件中的仅仅一个的运动。在根据权利要求5的特别优选的设计方案中将所述测量循环集成到生产流程中。由此尤其可行的是，在所述生产流程之内并且由此快速地对在所测定的几何结构参数中的偏差作出反应。优选地根据权利要求5的生产程序控制器还包括所测定的几何结构参数鉴于预确定的公差标准方面的公差访问（Toleranzabfrage）。取决于对所述公差标准的接近或取决于所述公差标准的超过或低过，能够在所述生产程序控制器方面导入相应的措施。这种措施能够例如为开孔器更换（Bohrerwechsel），为开孔参数的匹配或类似物。在根据权利要求8的特别优选的设计方案中，所述测量运动、尤其所述测量枪的测量运动如下地为基本上螺旋形的运动，使得所述测量点处在基本上螺旋形的测量曲线上。由此利用唯一的、连续的运动可行的是，将所述开孔内面在整个的开孔深度上进行扫描。根据权利要求10至16的进一步优选的设计方案涉及用于几何结构参数的优选的变型方案，所述几何结构参数由所测量的距离数值来求得。在此特别显著的是，所根据提出的解决方案随之带来高的程度的灵活性用于测定几何结构参数。从根据权利要求17至20的进一步优选的设计方案中显著的是，各个的材料层能够由根据提出的解决方案针对性地并且各个地来扫描。这此外涉及如下测量循环的可行性，所述测量循环指向于在两个材料层之间的分离平面的区域和/或指向于围绕在两个材料层之间的分离平面周围的区域。特别有意义的是权利要求21的主题，所述主题规定，对于不同的测量循环或子测量循环能够设置有不同的测量参数。例如能够将所述测量循环分成粗测量循环（所述粗测量循环实现快速的、然而不准确的测量）和细测量循环（所述细测量循环实现准确的、然而耗时的测量）。也就是说利用根据提出的解决方案可行的是，仅仅当确实需要高的测量准确度时，才设置所述高的测量准确度。由此能够在自动化的生产中减少节拍时间。按照根据权利要求24的另一教导（所述教导具有独立的意义），要求保护用于运行根据提出的生产系统的方法。重要的是如下原则上的考虑，即使得所述测量循环在根据提出的生产系统中如上面提及的那样集成到所述生产程序中。可以参阅关于根据提出的生产程序控制器的运行方式的所有的实施方案。附图说明在下面将本专利技术按照示出仅仅一个实施例的附图来进一步阐述。在附图中：图1以相当示意性的图示示出根据提出的生产系统，图2以细节图示示出根据图1的生产系统的加工头部的区域，图3以沿着剖面线III-III的剖面视图示出根据图2的在测量循环期间的加工头部，以及图4示出根据图3的带有所述测量枪的标明的测量运动的a）在带有大的螺距的螺旋形的测量路径的情况下的布置，b）在带有小的螺距的螺旋形的测量路径的情况下的布置，以及c）在带有不同的螺距的螺旋形的测量路径的情况下的布置。具体实施方式在图1中示出的生产系统1设立成用于在飞机结构构件处、在此尤其在用于飞机的机身的或机翼的结构构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造飞机结构构件的生产系统，带有开孔单元（2）用于在由至少两个材料层（4a、4b）制成的材料组（4）中产生开孔（3）以用于插入固定元件、尤其铆接元件，并且带有测量单元（5）用于测定用于之前产生的开孔（3）的至少一个几何结构参数，其特征在于，所述测量单元（5）具有带有光学的传感元件（7）的测量电子机构（6）、测量光学机构（8）和测量枪（9），所述测量单元（5）为了测定在所述测量枪（9）与在相应的开孔内面（12）上的测量点（11）之间的距离（10）而产生光学的测量射束（13），所述测量射束经由所述测量光学机构（8）从所述测量枪（9）中逸出并且碰到在所述相应的开孔内面（12）上的测量点（11）上，在测量循环中在测量枪（9）和材料组（4）之间设置有测量运动并且所述测量单元（5）在所述测量运动期间循环地以一扫描率测定与不同的测量点（11）的距离数值并且由所述距离数值测定用于相应的开孔（3）的至少一个几何结构参数。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.18 DE 102014108629.51.用于制造飞机结构构件的生产系统，带有开孔单元（2）用于在由至少两个材料层（4a、4b）制成的材料组（4）中产生开孔（3）以用于插入固定元件、尤其铆接元件，并且带有测量单元（5）用于测定用于之前产生的开孔（3）的至少一个几何结构参数，其特征在于，所述测量单元（5）具有带有光学的传感元件（7）的测量电子机构（6）、测量光学机构（8）和测量枪（9），所述测量单元（5）为了测定在所述测量枪（9）与在相应的开孔内面（12）上的测量点（11）之间的距离（10）而产生光学的测量射束（13），所述测量射束经由所述测量光学机构（8）从所述测量枪（9）中逸出并且碰到在所述相应的开孔内面（12）上的测量点（11）上，在测量循环中在测量枪（9）和材料组（4）之间设置有测量运动并且所述测量单元（5）在所述测量运动期间循环地以一扫描率测定与不同的测量点（11）的距离数值并且由所述距离数值测定用于相应的开孔（3）的至少一个几何结构参数。2.根据权利要求1所述的生产系统，其特征在于，所述生产系统（1）具有铆接单元（14）用于铆接所述材料组（4）。3.根据权利要求1或2所述的生产系统，其特征在于，在测量循环期间所述测量枪（9）沉入到所述相应的开孔（3）中并且测量射束（13）基本上垂直于开孔轴线（3a）伸延。4.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，所述开孔单元（2）和所述测量单元（5）联合成加工头部（15），优选地，所述开孔单元（2）、所述铆接单元（14）和所述测量单元（5）联合成加工头部（15）。5.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，设置有用于操控所述生产系统（1）的部件的生产程序控制器（17）并且所述生产程序控制器（17）通过操控所述生产系统（1）的部件根据生产指令借助于所述开孔单元（2）做完一序列的开孔循环并且如有可能借助于所述铆接单元（14）的铆接循环并且根据测量指令在预确定的开孔循环或铆接循环之间做完预确定的测量循环。6.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，所述测量运动（19）具有旋转的份额，优选地，所述旋转的份额为围绕所述测量枪（9）的纵轴线的旋转运动。7.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，所述测量运动（19）具有线性的份额，优选地，所述线性的份额沿所述测量枪（9）的纵轴线的方向取向。8.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，所述测量运动（19）如下地为基本上螺旋形的运动，使得所述测量点处在基本上螺旋形的测量曲线上。9.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，设置有驱动器组件（20）用于所述开孔单元（2）的和/或所述测量单元（5）的和/或如有可能设置的铆接单元（14）的马达驱动式的运动，优选地，配属于所述驱动器组件（20）的是头部驱动器组件（21），所述头部驱动器组件带有至少一个驱动器用于所述加工头部（15）相对于所述材料组（4）的马达驱动式的定位。10.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，几何结构参数为所述相应的开孔（3）的直径（D）或圆度。11.根据前述权利要求中任一项所述的生产系统，其特征在于，所述相应的开孔（3）具有沉头部...

【专利技术属性】
技术研发人员：W菲肯，BM沃尔夫，
申请(专利权)人：布勒特耶自动控制设备有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE