用于将型材构件装配在飞机结构构件上的方法和装配系统与流程

本发明涉及用于将型材构件(profilbauteils)装配在飞机的框架结构构件处的方法和用于执行该方法的相应的装配系统。尤其，本发明涉及用于将型材构件装配到处于内部的框架结构构件上的方法和装配系统，其中，型材构件通过抓取装置来保持(所述抓取装置从在飞机之外的区域通过开口运动到飞机中)，并且被安置在框架结构构件上。

背景技术：

1、飞机的框架结构构件是布置在飞机的内部中的框架构件，如例如隔框(spante)(框架)、纵桁(stringer)或类似物，所述框架构件部分地必须被组装或必须被加强。为此，型材构件，如例如耦联器(“couplings”)、加倍部(aufdopplungen)和类似物被安设到一个或多个框架构件上并且与框架构件连接。

2、然而，这些工作大多数在飞机的如下区域中发生，所述区域是难以到达的或至少出于人类工程学的观点对于人员而言是不适宜的。框架构件与相应的型材构件的连接例如通过粘接、螺纹连接、铆接或还有夹持来进行。为此需要的工具大多数是重的或至少是不轻便的，由此安装对于人员而言进一步变得困难。

技术实现思路

1、因此，本发明基于如下任务，即，提供一种用于更简单地装配型材构件的方法和装配系统。

2、所述任务通过具有权利要求1的特征的方法以及具有权利要求6的特征的装配系统来解决。

3、根据第一方面，为了更好地理解当前的公开内容，用于将型材构件装配到飞机的处于内部的框架结构构件上的方法包括一系列工作步骤。所述方法以通过布置在工具保持件处的抓取装置接纳型材构件来开始。型材构件能够涉及耦联器(“coupling”)、加倍部、成角度件(winkel)、接片或类似物。但型材构件也能够是窗框架或窗框架的一部分或外蒙皮的一部分。框架结构构件又能够例如是隔框(框架)、纵桁、窗框架、机翼(有时称为承载面)、机翼盒(“wing box”)、外蒙皮或类似物或这些框架结构构件的一个或多个部分/区段。所述方法由此也适用于形成飞机机身的区段和/或适用于连接飞机机身的两个区段，如例如将两个桶形的机身区段在彼此处接合。

4、所述方法以将工具保持件通过在飞机的外蒙皮中的开口引导到飞机的内部中来继续，其中，工具保持件的引导通过机器人臂来进行。在飞机的外蒙皮中的开口能够是在外蒙皮中的每种存在的开口。在此示例性地提及窗开口、门开口、装载舱口、服务开口或还有人孔(mannloch)，其必要时已经存在于飞机机身中。由此，不必创造用于装配的附加的开口。

5、随后，接着是通过工具保持件将型材构件相对于框架结构构件进行定向、将型材构件布置在框架结构构件上的安装位置中，以及利用第一固定器件将型材构件在框架结构构件处固设在安装位置中的方法步骤。型材构件的定向尤其涉及型材构件在框架结构构件旁边的大概的(粗略的)布置并且大多数通过一方面型材构件在将型材构件引导通过开口期间的和另一方面要达到的安装位置的不同的定向来决定。所述定向能够例如通过机器人臂和/或工具保持件和/或抓取装置的任意的运动来进行，如例如围绕一个或多个轴线的旋转和/或线性的运动和/或曲线形的运动来进行。

6、型材构件的布置能够如定向那样包括任意的运动，所述运动通过机器人臂和/或工具保持件和/或抓取装置来执行。在此，型材构件被带到所述型材构件的安装位置中，例如如下位置，在所述位置中，型材构件靠置(aufliegt)或贴靠在框架结构构件上。型材构件的布置能够(有别于定向地)包括型材构件相对于框架结构构件的安放、贴靠或其他的定位。

7、因此，型材构件在框架结构构件处在安装位置中的固设是可行的。对于型材构件的固设而言足够的是，使用第一固定器件，其中，所述第一固定器件尤其能够涉及单个的第一固定器件。由此，型材构件能够被保持在安装位置中。

8、在固设型材构件之后，所述方法能够以如下的步骤继续：将抓取装置从型材构件脱开，并且利用至少一个第二固定器件将型材构件固定在框架结构构件处。通过脱开抓取装置，使型材构件的外部的表面可自由接近，从而另外的固定器件、尤其至少一个第二固定器件能够得到安置。例如，能够安置大量第二固定器件。

9、此外，第一和第二固定器件通过布置在工具保持件处的固定器装置来安置。这实现了必要的装配装置在机器人臂的自由端部处的紧凑的结构形式，也就是说机器人的终端执行器(endeffektor)的紧凑的结构形式。通过固定器装置和抓取装置在工具保持件处的布置，能够一方面使第一固定器件得到安置，而抓取装置将型材构件保持固定。另一方面在脱开抓取装置之后，固定器装置能够无阻碍地并且在型材构件的每个任意的位置处运作。

10、总体上，通过所述方法，型材构件能够以简单的方式安置在正确的部位(安装位置)处。此外，所述方法实现了安装工艺的自动化或半自动化。因为机器人臂的一部分布置在飞机之外，并且尤其机器人的底座布置在飞机之外，所以所述方法附加地简化了型材构件的安置。在飞机的内部中的通常必要的构造和预备工作(以便将在飞机的内部中的工具进行引导和操作)得以省去。委托进行安装的人员必须携带和引导的工具、如例如固定器装置更少。

11、在一种设计变型方案中，第一固定器件和第二固定器件能够是相同类型的。第一和第二固定器件的结构形式在此是一致的。第一和第二固定器件的区别之处仅仅在于在型材构件和框架结构构件处的安置的时间上的顺序。这允许在固定型材构件时使用降低的数量的元件。

12、此外在一种其它的设计变型方案中，所述方法能够包括：在所述型材构件的定向之前和/或在将所述型材构件布置在所述安装位置中之前，将止挡部安置在所述框架结构构件处。所述止挡部简化了型材构件的定向和/或型材构件在安装位置中的布置，因为存在有机械的止挡部。例如，型材构件能够贴靠到止挡部处，而抓取装置保持型材构件。由此，不仅使得安装位置的找到变得容易并且实现(半)自动化。此外，尤其在第一固定器件将型材构件固设之后，止挡部也能够承担一定的(临时的)保持功能。

13、止挡部也能够在时间上独立于型材构件的引入来实行。由此，一旦框架结构构件可供用于这种准备性的工作，则准备性的工作能够独立于型材构件的安置来执行。

14、当然，止挡部也能够以另外的元件的形式来存在，型材构件能够机械地有效地贴靠在所述元件处。仅仅示例性地，已经安置的其它的型材构件、另外的框架结构构件或类似物能够形成另外的元件，所述另外的元件在布置型材构件期间形成用于型材构件的机械的支撑部。同样仅仅示例性地，型材构件的和所述另外的元件的端侧或侧边缘或类似物能够贴靠在彼此处，由此所述另外的元件形成止挡部。

15、在一种另外的设计变型方案中，止挡部的安置能够通过固定器装置进行。例如，在型材构件被定向之前和/或在将型材构件布置在安装位置中之前，固定器装置能够安置止挡部。由此，同样能实现一定的(半)自动化。另一方面，为了安设型材构件而必须使用的工具也更少。

16、备选地或附加地，止挡部能够是固定器件。由此，能够减少必要的构件的数量。此外保证了，固定器件适用于框架结构构件，由此止挡部的附加的能力测试(认证)是不必要的。因为在型材构件与所述框架结构构件连接之前，止挡部安置在框架结构构件处，所以固定器件(止挡部)能够在型材构件完全地固定在框架结构构件处之后也仅仅在框架结构构件中存在并且不承担实际的固定功能。

17、在一种其它的设计变型方案中，型材构件能够具有如下形式，所述形式与止挡部相对应或共同作用。例如，止挡部能够从框架结构构件的表面凸出，而型材构件具有面向框架结构构件的凹陷部或开口，当型材构件处在终端位置中时，所述凹陷部或开口至少部分地包围、覆盖止挡部或贴靠在所述止挡部处。例如，型材构件也能够具有如下侧边缘，所述侧边缘的走向在将型材构件布置在终端位置中时至少部分区段地包围止挡部和/或贴靠在所述止挡部处。换言之，型材构件的至少一个侧边缘能够贴靠在止挡部处，从而型材构件能够以一个侧边缘在止挡部处滑动(例如以用于公差平衡)或能够以两个侧边缘贴靠在止挡部处并且能够仅仅在一个方向上沿着一个侧边缘滑动。当然，能够存在有型材构件的更多侧或型材构件的其它的形式和面，其机械地与止挡部共同作用地起作用。总体上，尤其使得型材构件的定向和型材构件在安装位置中的布置变得容易，并且止挡部还防止型材构件在型材构件的固设期间和直到型材构件的固定为止的滑脱。

18、在还一种另外的设计变型方案中，所述方法能够包括将工具保持件通过开口移回。例如，机器人臂能够将工具保持件又通过开口引导返回，以便重复所述方法以及接纳另外的型材构件并且将其固定在飞机的内部中。

19、在一种其它的设计变型方案中，型材构件能够在安装位置中将框架结构构件与另外的框架结构构件连接，和/或加强框架结构构件，和/或在所述框架结构构件处形成用于飞机部件的连接元件。由此，型材构件是耦联器、耦联件、连接器、加强元件、加倍部、接片、成角度件或类似物。

20、根据第二方面，为了更好地理解当前的公开内容，用于将型材构件装配到飞机的处于内部的框架结构构件上的装配系统包括：机器人臂，所述机器人臂安装在飞机之外；和工具保持件，所述工具保持件布置在机器人臂的自由端部处。在飞机之外安装的机器人臂尤其具有底座，所述底座布置在飞机之外并且承载机器人臂。机器人臂的自由端部是机器人臂的与底座相反的端部。

21、此外，装配系统包括：抓取装置，所述抓取装置布置在工具保持件处；固定器装置，所述固定器装置布置在工具保持件处并且设立用于安置固定器件；和控制单元，所述控制单元与机器人臂、工具保持件、抓取装置和固定器装置耦联并且设立用于执行根据第一方面的方法或其设计变型方案中的一种设计变型方案的方法。控制单元尤其设立用于，使机器人臂、工具保持件和抓取装置运动，以及将抓取装置和固定器装置激活和停用。

22、抓取装置的激活尤其当型材构件被接纳并且被保持时发生。抓取装置的停用意味着从型材构件脱开抓取装置。附加地，抓取装置的停用也能够包括从型材构件移去抓取装置。

23、固定器装置的激活例如包括施加电压到固定器装置的促动器或马达处，以便安设固定器件。

24、在一种设计变型方案中，抓取装置能够包括保持弓，所述保持弓设立用于，将型材构件从至少一个侧进行支撑并且在安装位置中保持在框架结构构件上。保持弓能够至少部分区段地包围型材构件。此外，保持弓能够贴靠在型材构件处或以其他方式与型材构件机械地耦联。

25、备选地或附加地，抓取装置能够包括至少一个压紧单元，所述压紧单元设立用于，将型材构件在安装位置中挤压到框架结构构件上。由此，压紧单元能够支持型材构件的布置和固设。压紧单元能够例如包括一个或多个弹簧元件、促动器、马达或类似物，借此通过至少一个压紧单元将型材构件保持在终端位置中。仅仅示例性地，压紧单元能够如下地塑造和布置，使得所述压紧单元支撑在工具保持件和/或抓取装置和/或保持弓处并且将弹簧力施加到型材构件上。所述弹簧力能够优选地在如下方向上作用于型材构件，框架结构构件处在所述方向上。

26、此外，压紧单元能够包括压紧枕(anpresskissen)、垫(polster)或类似的支承部，所述压紧枕、垫或支承部贴靠在型材构件处。由此，能够保护型材构件的表面。

27、同样备选地或附加地，抓取装置能够包括至少一个夹持装置，所述夹持装置设立用于，将型材构件能脱开地保持在抓取装置中。夹持装置能够要么包括弹性的元件，所述弹性的元件将型材构件夹紧，要么包括促动器，所述促动器设立用于，将型材构件夹紧或释放。

28、此外备选地或附加地，抓取装置能够包括磁体和/或抽吸保持件。在磁体方面，型材构件包括至少一个磁性材料，如例如金属，而在抽吸保持件方面，型材构件在相应的部位处的表面尽可能是平滑的。

29、在一种设计变型方案中，固定器装置能够包括开孔器、铆钉安设器、螺纹件安设器(schraubsetzer)、螺丝刀、焊接头部，和/或粘接枪。换言之，固定器件是：销栓、螺纹件、螺纹杆等等，其能够通过由开孔器制造的开孔来引导通过型材构件和框架结构构件；铆钉，所述铆钉通过铆钉安设器来穿过型材构件和框架结构构件安设；螺纹件，所述螺纹件(自攻地)旋拧到型材构件和框架结构构件的材料中；或粘接剂，所述粘接剂经由粘接枪来施加。在焊接头部的情况下，固定器件是型材构件的材料与框架结构构件的材料的焊接部。如果需要，也能够将附加的材料施加在型材构件与框架结构构件之间，所述附加的材料通过焊接头部熔化并且与型材构件和框架结构构件的材料连接。

30、当然，固定器装置也能够包括在上面提及的工具的组合。仅仅示例性地提到开孔器和铆钉安设器，其中，开孔器首先实行开孔，随后通过所述开孔安设铆钉。

31、在上面描述的方面、设计方案、变型方案和示例当然能够被组合，而不明确描述这一点。所描述的设计变型方案中的每个设计变型方案和每个示例由此能够看待成可选于所述方面、设计方案、变型方案和示例中的每种或已经是它们的组合。当前的公开内容由此不限于以所述方面和设计变型方案的所描述的顺序或特定组合实现的各个的设计方案和设计变型方案。