用于確定孔深度的方法和設備技術

公開了一種確定在工件中形成的孔的深度的方法。該方法包括：基于表示在形成孔期間在形成孔的工具上的負載的負載信號來確定孔深度。然后，利用偏移對所確定的孔深度進行調整，并且將部件指定與孔長度結合以確定用在孔中以將部件固定在一起的部件指定。針對孔陣列，可以在計算機中自動地執行深度確定和部件指定中的至少一部分。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及多層結構的制造。具體地，本專利技術涉及在結構中(特別是在多層結構中)形成的孔的孔深度的測量。
技術介紹
在制造許多不同產品時，需要將相同或不同材料的多個層彼此附接。這可以通過穿過多個材料層進行鉆孔或機器加工而形成孔并且將伸長的固定裝置(諸如鉚釘(rivet)、螺絲(screw)或螺栓(bolt))插入孔中來執行。在某些情形下，剩余孔的深度或材料的厚度不是關鍵的，或者根據設計圖和來自被鉆孔和固定的部件的制造商的已知因素，已知深度或厚度達到足夠程度。在這些實例中，可以基于根據設計和部件指定處理而已知的設計參數來選擇螺栓或鉚釘。然而，在其他應用中，被固定的材料的厚度可能不是已知的，這可以歸因于由用于使材料緊固在一起的制造處理所產生的制造容限。另外，在某些應用中，準確地將固定裝置的長度與孔的深度非常精確地匹配是重要的。這在高精確性和安全性關鍵產品(諸如飛行器部件和組件)中是特殊問題。該問題會特別出現在使用多個不同材料層的情況下，特別是在使用復合物的情況下，復合物的厚度可以根據復合部件中的纖維制品的特定鋪疊(lay-up)而變化。因此，在一些情況下在選擇用于將多個部件固定在一起的適當尺寸的固定裝置之前需要準確地測量孔深度。因此，本專利技術尋求解決這些問題并且提供改進的制造和組裝處理。
技術實現思路
本專利技術的第一方面提供了一種確定要定位在機器加工孔中的部件的>長度的方法，包括下述步驟：使用機器來在工件中形成從工件的第一表面通過工件而至工件的第二表面的至少一個孔；在形成孔期間，監視表示機器的工具上的負載的工具負載信號；根據工具負載信號來確定從工件的第一表面至工件的第二表面的、孔的深度；以及基于所確定的孔深度來確定針對要定位在孔中的部件的指定長度。本專利技術的方法允許基于在形成孔時所收集的數據來自動確定使用孔形成機器所制成的一個或多個孔的孔深度，這消除了對其他深度測量操作的需求。該方法還可以包括在工件中形成孔陣列。這使得能夠在形成孔陣列期間測量更大的孔陣列。工件可以是包括多個部件的組件，多個部件是使用要定位在要鉆的孔中的固定裝置而固定在一起的。工件可以包括組件，優選地包括多個板材(sheetmaterial)層。工件可以包括飛行器的機翼部件。確定孔深度可以包括將偏移值應用于根據工具負載信號所確定的、計算的孔深度。這使得能夠基于孔形成操作、工件或形成孔的工具的已知參數來對計算的孔深度進行校正。偏移值可以是基于工件的一種或多種材料的性質來選擇的。偏移值可以是基于工具的性質來選擇的。確定孔深度的步驟可以包括：確定閾值，在該閾值以上工具負載指示孔正在被形成；以及確定負載保持在該閾值以上的長度。這使得能夠簡單處理負載信號以確定計算的孔深度。對負載信號的處理可以實時地發生，或者可以在形成孔之后針對負載信號的存儲記錄來執行。確定孔深度可以包括確定針對工具負載信號的工具突破(toolbreakthrough)閾值，基本上在該工具突破閾值處或在該工具突破閾值以下，工具被確定為已穿透工件的相對表面。工具突破表示工具的端部已完全穿透工件的相對表面以形成通過整個工件的完整且基本上一致的最小孔徑(borediameter)。工具突破閾值可以是基于突破之前的工具負載信號的值來確定的。這可以說明在形成孔的主孔(mainbore)期間的工具負載值。工具突破閾值可以是基于突破之后的工具負載信號的值來確定的。這使得在確定工具端部突破時能夠說明甚至在端部已經離開工件之后仍存在工具上的負載。工具突破閾值可以是基于突破之前的工具負載信號的值與突破之后的工具負載信號的值之差來確定的。這使得在確定工具突破的點時能夠說明這兩個值。工具突破閾值可以是基于突破之前的負載信號的平均值來確定的。工具突破閾值可以是基于突破之后的負載信號的平均值來確定的。該求平均使得能夠將由于振動所產生的變化和工件的變化從負載信號中消除，以避免由信號的快速波動引起的顯著誤差。本專利技術還提供了一種電子裝置，該電子裝置被布置成基于工具負載信號來確定在工件中所鉆的孔的、從工件的第一表面至工件的第二表面的深度，該工具負載信號表示在由機器形成孔期間在孔形成機器的工具上的負載。該裝置可以被配置成執行確定步驟、計算步驟或指定步驟中的任一步驟，并且該裝置可以包括在與形成孔的機器分離的計算機中，或者可以包括在形成孔的機器中。本文中所描述的步驟中的一些步驟可以在形成孔的機器上執行，并且之后的步驟或其他步驟可以在第二分離的計算裝置上執行。附圖說明現在將參照附圖來描述本專利技術的實施例，在附圖中：圖1示出了飛行器機翼的示意性機翼圖；圖2示出了圖1的組件上的要鉆孔的位置的示例；圖3示出了可以在執行本專利技術時使用的機器；圖4示出了用在實施例中的計算機控制的鉆孔機的示意圖；以及圖5示出了用在本實施例中的通過鉆孔穿過工件的距離的工具上的負載的曲線圖。具體實施方式圖1示出了機翼圖10。該機翼圖示意性地示出了機翼的一部分的輪廓以及示出了各個孔的行11、12的圖，諸如螺栓的固定裝置將通過各個孔放置以將一個或多個外翼層附接至機翼組件的翼肋(rib)和/或翼梁(spar)，機翼組件包括一個或多個機翼蒙皮(wingcover)以及一個或多個翼梁和翼肋。行11表示下述孔：所述孔將被鉆成使得固定裝置能夠將機翼外蒙皮附接至翼梁。行12表示下述孔：所述孔將被鉆成使得固定裝置能夠將機翼外蒙皮附接至翼肋。組件中要鉆的每個孔的位置將被存儲為相對于基準點13的X維、Y維以及優選地Z維坐標的集合。還將對每個孔分配對于在該部件上的孔而言唯一的單獨標識碼。在初始機翼圖中，不存儲孔的深度值，這是因為孔必須恰好穿過組件。由于在組件中使用的材料的制造容限，所以可能不知道孔深度達到足夠精確度，直到已經鉆了孔為止。這會意味著，由于關于在組件中使用的材料的厚度的容限變化，所以一旦鉆了所有的孔，則需要使用手動操作工具來測量每個孔的精確深度的手動動作。對孔深度的測量可以在單獨的操作中使用在已經鉆了孔之后插入孔中的手動操作工具來執行，以測量從在孔的第一側的表面至在孔的另一側的表面的距離。該手動測量的孔深度然后可以用于針對所測量的孔而選擇適當尺寸的固定裝置。手動測量處理是足夠準確的，但是會需要大量時間和工作量，并且因此會是漫長且耗時的。圖2示出了通過要在圖1的機翼圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種確定要定位在機器加工孔中的部件的長度的方法，包括下述步驟：使用機器來在工件中形成從所述工件的第一表面通過所述工件而至所述工件的第二表面的至少一個孔；在形成所述孔期間，監視表示所述機器的工具上的負載的工具負載信號，根據所述工具負載信號來確定從所述工件的所述第一表面至所述工件的所述第二表面的、所述孔的深度；以及基于所確定的孔深度來確定針對要定位在所述孔中的部件的指定長度，其中，確定所述孔深度包括：設置針對所述工具負載信號的工具突破閾值，基本上在所述工具突破閾值處或在所述工具突破閾值以下，所述工具被確定為已穿透所述工件的相對表面。

【技術特征摘要】
2014.12.19 GB 1422820.91.一種確定要定位在機器加工孔中的部件的長度的方法，包括下述
步驟：
使用機器來在工件中形成從所述工件的第一表面通過所述工件而至
所述工件的第二表面的至少一個孔；
在形成所述孔期間，監視表示所述機器的工具上的負載的工具負載信
號，
根據所述工具負載信號來確定從所述工件的所述第一表面至所述工
件的所述第二表面的、所述孔的深度；以及
基于所確定的孔深度來確定針對要定位在所述孔中的部件的指定長
度，
其中，確定所述孔深度包括：設置針對所述工具負載信號的工具突破
閾值，基本上在所述工具突破閾值處或在所述工具突破閾值以下，所述工
具被確定為已穿透所述工件的相對表面。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括在所述工件中形成孔陣列。
3.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中，所述工件是包
括多個部件的組件，所述多個部件是使用要定位在要鉆的孔中的固定裝置
而固定在一起的。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所述工件包括多個板材層。
5.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中，所述工件包括
飛行器的機翼部件。
6.根據權利要求1所述的方法，其中，確定所述孔深度包括：將偏
移值應用于根據所述工具負載信號確定的、計算的孔深度。
7.根據權利要求6所述的方法，其中，所述偏移值是基于所述工件
的一種或多種材料的性質來選擇的。
8.根據權利要求6或權利要求7所述的方法，其中，所述偏移值是
基于所述工具的性質來選擇的。
9.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中，確定所述孔深
度的步驟包括：確定閾值，在所述閾值以上所述工具負載指示所述孔正在
被形成；以及確定所述負載保持在所述閾值以上的長度。
10.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中，所述工具突破
閾值是基于突破之前的所述工具負載信號的值來確定的。
11.根據權利要求1或權利要求2所述的方法，其中，所述工具突破
閾值是基于突破之后的所述工具負載信號的值來確定的。
12.根據權利要求11所述的方法，其中，所述工具突破閾值是基于
突破之前的所述工具負載信號的值與突破之后的所述工具負載信號的值
之差來確定的。
1...

【專利技術屬性】
技術研發人員：格雷格·安德魯·哈勒，格麗斯·威廉·蘭德格，馬修·李·戈弗雷，理查德·詹姆斯·克萊頓，大衛·約翰·哈爾，
申請(專利權)人：空中客車營運有限公司，
類型：發明
國別省市：英國;GB