用于衰减工件中的机器引起的振动的系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了用于衰减工件中的机器引起的振动的系统和方法，该系统包括多个工件保持器，以将工件保持在工作单元中。该系统还包括位于工作单元中的机械工具。机械工具在工件被多个工件保持器保持时对工件执行机械加工操作。该系统还包括联接至工件的阻尼装置。阻尼装置在机械加工操作期间控制工件中的机器引起的振动。起的振动。起的振动。

【技术实现步骤摘要】
用于衰减工件中的机器引起的振动的系统和方法


[0001]本公开总体上涉及工件加工，并且更具体地涉及一种用于衰减在机械加工操作期间引起的工件中的机器引起的振动的系统和方法。

技术介绍

[0002]复合零件通常用于需要轻重量和高强度的应用中，诸如在飞机和车辆中的应用。通常，在复合零件上执行一个或多个机械加工或其他加工操作，诸如钻孔、机械加工特征以及修整边缘。但是，复合零件在机械加工操作期间可能会发生振动。这种振动可能对机械加工操作的准确性提出挑战。因此，可能需要机械加工后操作，例如填隙或再加工。这些挑战还可能限制具有复合零件的制造结构的决定性组装或预测性组装的能力。因此，本领域技术人员继续致力于复合材料生产领域中的研究和开发。
[0003]WO 2012/132773 A1的摘要陈述了：“目的是使用简单且廉价的构造，使得容易地执行薄壁机械加工成为可能，例如在弯曲的、薄的、板状的工件的弯曲内表面侧上进行袋成型，并且提高生产率并降低机械加工的工件的成本。一种真空抽吸型支撑夹具配备有弯曲的、刚性的吸力面，形成在该吸力面的每个区段中的凸出/回缩孔以及用于向该凸出/回缩孔施加负压的真空泵，其中，有可能将弯曲的板状工件真空抽吸至吸力面，并且在板状工件的弯曲内表面侧上执行薄壁机械加工。板状工件在被真空抽吸至吸力面之前，首先被抽吸至多个吸入管并由多个吸入管保持，该多个吸入管从凸出/回缩孔中凸出，然后通过将吸入管缩回至凸出/回缩孔中而被拉至吸力面，然后通过对凸出/回缩孔施加负压而被真空抽吸至吸力面”。
[0004]FR 2 861 326 A1的摘要的英文翻译陈述了：“该方法涉及在面板机械加工面的工作区域放置机械加工工具。将保持零件放置在支撑区域处，该支撑区域位于面板的与该面相对的保持面上。该区域与面板相对地放置。工具和零件被同步地移位以保持支撑区域和工作区域相对立以便对该面的一部分进行机械加工”。
[0005]WO 99/46079 A1的摘要陈述了：“一种柔性夹具系统和方法，其中,单个夹具系统可以容纳和保持多个不同的工件，即，构成机翼的不同飞行表面的各种工件。柔性夹具系统系统包括多个柱，每个柱包括多个不同的轮廓成形器，对于由柔性夹具系统容纳和保持的不同工件中的每一个工件，对应一个成形器。根据夹具系统要保持的工件，每个柱上所需的成形器被自动地选择并且移动到与工件操作相关联的位置中。轮廓成形器包括动力夹子以用于保持待紧固至工件的零件。柔性夹具系统的每个柱还包括多个保持装置，诸如吸盘型设备，这些保持设备移动到位以保持工件并保持其曲率”。
[0006]US 2021/187676 A1的摘要陈述了：“一种用于在车辆结构中钻孔并在该孔中安装紧固件的系统和方法。具有开口并与机器可读元件相关联的钻板被定位在该车辆结构上。将钻枪定位在特定的开口中并从相关联的元件中读取孔信息，并且计算机确定钻枪是否正确设置以钻孔。将紧固件插入枪定位在特定的开口中并从元件中读取紧固件信息，并且计算机确定是否已经钻孔，并且如果已钻孔，则确定紧固件插入枪是否正确设置以插入紧固
件。紧固件递送子系统存储、跟踪紧固件并将紧固件递送到紧固件插入枪。系统计算机监测每个孔的钻孔、每个紧固件的插入、以及紧固件递送子系统的整体操作”。

技术实现思路

[0007]本专利技术公开了如下实例：用于衰减工件中的振动的系统、用于控制工件中机器引起的振动的阻尼装置、用于衰减工件中的振动的方法、用于选择性地增加工件的质量的方法、用于修改工件的固有频率的方法、以及使用该系统或阻尼装置并且根据该方法生产的工件。以下是根据本公开的主题的实例的非详尽列表，这些实例可能要求保护或可能不要求保护。
[0008]在第一实例中，公开的系统包括多个工件保持器以将工件保持在工作单元中。该系统还包括位于工作单元中的机械工具(machine tool，机床)。机械工具在工件被多个工件保持器保持时对工件执行机械加工操作。该系统还包括联接至工件的阻尼装置。在机械加工操作期间，阻尼装置控制工件中机器引起的振动。
[0009]在第二实例中，使用第一实例的系统来实施所公开的方法。
[0010]在第三实例中，使用第一实例的系统来生产所公开的工件。
[0011]在第四实例中，所公开的方法是使用第一实例的系统来制造飞机的一部分。
[0012]在第五实例中，所公开的阻尼装置包括夹具底座和联接到夹具底座的多个夹持器(grippers，抓持器)。多个夹持器中的每一个都可相对于夹具底座选择性地延伸和缩回，以选择性地连接至工件。
[0013]在第六实例中，所公开的系统包括第五实例的阻尼装置。
[0014]在第七实例中，使用第五实例的阻尼装置来实施所公开的方法。
[0015]在第八实例中，所公开的方法是使用第五实例的阻尼装置来制造飞机的一部分。
[0016]在第九实例中，使用第一实例的阻尼装置来生产所公开的工件。
[0017]在第十实例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)保持工件；(2)选择性地控制工件的固有频率；以及(3)对工件进行机械加工操作。
[0018]在第十一实例中，所公开的系统根据第十实例的方法来实现。
[0019]在第十三实例中，根据第十实例的方法来生产所公开的工件。
[0020]在第十四实例中，根据第十实例的方法来组装飞机的一部分。
[0021]在第十五实例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)选择工件上的一个或多个定位；以及(2)在该一个或多个定位处将阻尼装置联接至工件；以及(3)通过阻尼装置的质量来增加工件的一部分的质量，工件的该部分包含该一个或多个定位。
[0022]在第十六实例中，所公开的方法包括以下步骤：(1)确定工件的固有频率；以及(2)当机械工具在机械加工操作期间对工件施加振荡力时，通过增加工件的至少一部分的质量或刚度来修改工件的至少一部分的固有频率。
[0023]通过以下详细描述、附图以及所附权利要求书，所公开的系统、阻尼装置、方法和工件的其他实例将变得显而易见。
附图说明
[0024]图1是用于加工工件的生产环境的实例的示意图；
[0025]图2是用于衰减由机器引起的振动的系统的实例的示意方框图；
[0026]图3是系统的一部分的实例的示意性立体图，其描绘了多个工件保持器、由该多个工件保持器保持的工件、以及多个阻尼装置；
[0027]图4是系统的一部分的实例的示意性立体图，其描绘了多个工件保持器、高架工件搬运器、由多个工件保持器和高架工件搬运器保持的工件、多个阻尼装置以及计量系统(metrology system)；
[0028]图5是系统的一部分的实例的示意性立体图，其描绘了多个工件保持器、高架工件搬运器、由多个工件保持器和高架工件搬运器保持的工件、以及多个阻尼装置；
[0029]图6是系统的一部分的实例的示意图，其描绘了多个工件保持器、高架工件搬运器、由多个工件保持器和高架工件搬运器保持的工件、多个阻尼装置中的一个、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于衰减工件(102)中的振动的系统(100)，其中，所述系统(100)包括：工作单元(230)；多个工件保持器(106)，用于将所述工件(102)保持在所述工作单元(230)中；机械工具(134)，所述机械工具位于所述工作单元(230)中，其中，所述机械工具(134)在所述工件(102)被所述多个工件保持器(106)保持时对所述工件(102)执行机械加工操作；以及阻尼装置(174)，所述阻尼装置联接至所述工件(102)，其中，所述阻尼装置(174)在所述机械加工操作期间控制所述工件(102)中的机器引起的振动，其中，所述阻尼装置(174)包括：夹具底座(198)；以及多个夹持器(200)，所述多个夹持器联接到所述夹具底座(198)；并且所述多个夹持器(200)中的每一个夹持器相对于所述夹具底座(198)能选择性地延伸和缩回以连接至所述工件(102)，其中，通过在所述工件(102)的至少一个部分(254)上选择一个或多个定位(222)并且在所述一个或多个定位(222)处将所述多个夹持器(200)中的一个或多个夹持器选择性地连接至所述工件(102)，来修改所述工件(102)的固有频率(250)，还包括计算设备(110)，所述计算设备能操作成：通过分析所述工件(102)在被所述多个工件保持器(106)保持时的实时模型(112)来确定所述工件(102)的所述部分(254)的固有频率(250)；并且在所述工件(102)的所述部分(254)上选择所述一个或多个定位(222)用于连接所述多个夹持器(200)中的一个或多个夹持器，使得所述工件(102)的所述部分(254)的经修改的固有频率(250)小于在所述机械加工操作期间由所述机械工具(134)施加到所述工件(102)的振荡力(256)的频率(260)。2.根据权利要求1所述的系统(100)，其中，所述多个夹持器(200)中的每一个夹持器包括：线性致动器(202)；真空吸盘(204)，所述真空吸盘联接至所述线性致动器(202)，其中，所述真空吸盘(204)利用真空来夹持所述工件(102)；以及致动器控制器件(208)，所述致动器控制器件控制所述线性致动器(202)的延伸和缩回，以将所述真空吸盘(204)放置成与所述工件(102)接触并且所述致动器控制器件控制真空的施加。3.根据权利要求2所述的系统(100)，其中：所述多个夹持器(200)中的每一个夹持器还包括：动力传输部件(212)，所述动力传输部件驱动所述线性致动器(202)的延伸和缩回；以及致动器止动锁(210)，所述致动器止动锁选择性地锁定所述线性致动器(202)的位置；所述致动器控制器件(208)使所述动力传输部件(212)接合，以使所述线性致动器(202)从第一位置(268)延伸到第二位置(270)，所述第二位置将所述真空吸盘(204)放置成与所述工件(102)接触；
在所述真空吸盘(204)与所述工件(102)接触时，所述致动器控制器件(208)使所述动力传输部件(212)脱离以使所述线性致动器(202)能够自由延伸；在所述真空吸盘(204)与所述工件(102)接触并且所述动力传输部件(212)脱离的情况下，所述致动器控制器件(208)施加真空以进一步使所述线性致动器(202)延伸到第三位置(272)；并且在所述真空吸盘(204)与所述工件(102)之间形成真空并且所述动力传输部件(212)脱离的情况下，所述致动器控制器件(208)使所述致动器止动锁(210)接合，以将所述线性致动器(202)锁定在所述第三位置(272)中。4.根据权利要求2或3所述的系统(100)，其中，所述多个夹持器(200)中的每一个夹持器还包括传感器(206)，所述传感器检测所述真空吸盘(204)与所述工件(102)的接触。5.根据权利要求2至4中任一项所述的系统(100)，其中，所述多个夹持器(200)中的每一个夹持器还包括波纹管罩(214)，所述波纹管罩包围所述线性致动器(202)的位于所述夹具底座(198)的外部的部分(254)。6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统(100)，其中：所述夹具底座(198)包括：基座(216)；以及支柱(218)，所述支柱联接至所述基座(216)；并且所述多个夹持器(200)联接至所述支柱(218)并且能够相对于所述支柱(218)移动。7.一种用于在机械加工操作期间控制工件(102)中的机器引起的振动的阻尼装置(174)，所述阻尼装置(174)包括：夹具底座(198)；以及多个夹持器(200)，联接至所述夹具底座(198)，其中，所述多个夹持器(200)中的每一个夹持器相对于所述夹具底座(198)能选择性地延伸和缩回，以选择性地连接至所述工件(102)，其中，所述多个夹持器(200)中的一个或多个夹持器与所述工件(102)的连接修改所述工件(102)的固有频率(250)，其中，通过在所述工件(102)上选择一个或多个定位(222)并且在所述一个或多个定位(222)处将所述多个夹持器(200)中的一个或多个夹持器选择性地连接至所述工件(102)，来修改所述工件(102)的固有频率(250)，还包括计算设备(110)，所述计算设备能操作成：通过分析所述工件(102)在被多个工件保持器(106)保持时的实时模型(112)来确定所述工件(102)的至少一个部分(254)的固有频率(250)；并且在所述工件(102)上选择所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：马修，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：