專利名稱：自動(dòng)脫模系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在航空工業(yè)中部件制造中使用的模件的脫模方法。特別是，本發(fā)明應(yīng)用到在航空工業(yè)中自動(dòng)進(jìn)行的在部件制造中使用的模件的脫模，在那些模件的脫模過程中不包括人員。
背景技術(shù)：
飛機(jī)的水平穩(wěn)定器是位于其尾部的一個(gè)部件并用于對(duì)飛機(jī)提供水平穩(wěn)定性。此部件又包括較小的部件，具體地包括至少4塊蒙皮、至少4個(gè)小梁以及各種給結(jié)構(gòu)以剛性的肋。
水平穩(wěn)定器的蒙皮可以用鋁或碳纖維制造。其中，以碳纖維的制造工藝如下首先用膠帶將蒙皮粘貼到通常由殷鋼制造的工具上，用膠帶的粘貼包括將浸漬樹脂的碳纖維層附著到工具上，按照不同的方向以便獲得要求的特性。一旦蒙皮被用膠帶粘貼，它需要賦于剛度，為此使用水平和垂直剛性元件的結(jié)構(gòu)。為了在正確的方向在蒙皮中放置剛性元件，使用安置成排的具有不同幾何形狀的某些模件，在該排之間引入水平和垂直的剛性元件。該模件初始被放置在一個(gè)傾斜框架中，在它們之間引入剛性元件，同時(shí)，一旦處在適當(dāng)位置，轉(zhuǎn)動(dòng)該框架而且整個(gè)組件、剛性元件和模件被放置在蒙皮的正確位置。放在此組件上的是一個(gè)袋子，使用該袋子將產(chǎn)生真空以便防止多孔性。然后該完整的組件(工具+蒙皮+剛性元件+模件+真空袋)被引入到稱為高壓罐的爐內(nèi)以便使組件具有要求的特性。
在固化之后，需要撤回真空袋和蒙皮的模件。手動(dòng)地除去真空袋。
到此為止，已經(jīng)手動(dòng)地做完脫?；虺啡ヌ幵诿善ど系哪＜晌谎b配工登上工具；每個(gè)模件在每一端具有一螺紋孔，裝配工將一桿擰入該螺紋孔中，然后借助于對(duì)模件施加一法向力，它就從蒙皮上分開。每個(gè)模件處于料箱里。在該料箱中，模件被垂直疊置，用貯存在另一料箱中的橡膠隔離墊分隔開每一層以便防止對(duì)那些模件的損壞。重復(fù)該操作直到撤回所有的模件。如果一個(gè)料箱裝滿于是開始用另一料箱。
因此可以希望有一種將自動(dòng)地進(jìn)行拆模的系統(tǒng)，該系統(tǒng)允許以低成本、減少花費(fèi)的時(shí)間及需要的人力資源進(jìn)行部件的脫模。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明借助自動(dòng)脫模系統(tǒng)具有克服上述技術(shù)狀態(tài)的缺點(diǎn)的目標(biāo)。本發(fā)明的目標(biāo)就是減少用于航空部件中蒙皮的脫模的時(shí)間和人力資源。當(dāng)前人工進(jìn)行的工藝包含高的成本。
為處在航空部件在其中固化的固化工具中模制模件的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，一方面包括一個(gè)可編程的機(jī)械手，該機(jī)械手又包括至少一個(gè)具有自由端的鉸接臂、某個(gè)第一致動(dòng)裝置以使該鉸接臂具有水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、某個(gè)第二致動(dòng)裝置以使該鉸接臂具有垂直傾斜運(yùn)動(dòng)，以及一個(gè)處于鉸接臂自由端具有至少一個(gè)真空吸附墊的頭部，當(dāng)給它真空時(shí)，以使其自身粘附到要置換的從所述模件和某些橡膠隔離墊之間選擇的至少一個(gè)目的物的表面。此外，該自動(dòng)脫模系統(tǒng)還包括一個(gè)至少當(dāng)所述吸附墊放置在要置換的目的物的表面上時(shí)為產(chǎn)生真空的真空系統(tǒng)。
所述自動(dòng)脫模系統(tǒng)其特征在于，此外它包括定位裝置，用以定位處在初始位置與最終位置的每個(gè)目的物的垂直與水平位置(在該初始位置發(fā)現(xiàn)目的物，必須將目的物置換到該最終位置)；和可編程的控制裝置，它控制那些致動(dòng)裝置，所以鉸接臂將吸附墊放到處于所述初始位置的目的物的表面上并將它轉(zhuǎn)送到所述最終位置，同時(shí)該控制裝置指令所述真空系統(tǒng)當(dāng)它置于所述初始位置中的所述表面上時(shí)以在吸附墊中產(chǎn)生真空，同時(shí)當(dāng)目的物已經(jīng)被轉(zhuǎn)送到所述最終位置時(shí)中斷產(chǎn)生真空。
為了模件的儲(chǔ)存，該設(shè)備包括至少一個(gè)模件儲(chǔ)存料箱。同樣，為了橡膠隔離墊的儲(chǔ)存，它也具有至少一個(gè)用于它們的儲(chǔ)存料箱。
在自動(dòng)脫模系統(tǒng)的運(yùn)行中，從固化工具中取出模件以便轉(zhuǎn)送到模件儲(chǔ)存料箱中。
同樣，在脫模系統(tǒng)的運(yùn)行中，將橡膠隔離墊裝在橡膠隔離墊料箱中以便轉(zhuǎn)運(yùn)到模件儲(chǔ)存料箱中。
在脫模過程中，在已經(jīng)完成了模件料箱內(nèi)模件疊起的一層之后，控制裝置就控制該頭部位于橡膠隔離墊的一層。這樣，模件疊起的每層之間存在一橡膠隔離墊層以保護(hù)模件克服可能的損壞。
還存在定位裝置，從定位止動(dòng)塊、導(dǎo)向塊、印在底板上的標(biāo)記等之中選擇該定位裝置，這些就使得固化工具、模件料箱、橡膠隔離墊料箱以及機(jī)械手被放置到固定的位置。
該系統(tǒng)包括某些控制裝置，該裝置包括某個(gè)第一傳感器裝置和某個(gè)第一處理器裝置。當(dāng)它們監(jiān)測(cè)到模件料箱是裝滿時(shí)該第一傳感器裝置發(fā)射一裝滿信號(hào)。當(dāng)?shù)谝惶幚砥餮b置收集到那個(gè)裝滿的信號(hào)時(shí)它們就發(fā)送一停止信號(hào)到致動(dòng)裝置。當(dāng)?shù)谝粋鞲衅餮b置中斷發(fā)射裝滿信號(hào)時(shí)所述停止信號(hào)被中斷。
同樣構(gòu)成的控制裝置是某個(gè)第二傳感器裝置和某個(gè)第二處理器裝置。當(dāng)它們監(jiān)測(cè)到橡膠隔離墊料箱是空的時(shí)第二傳感器裝置發(fā)射一空的信號(hào)。當(dāng)?shù)诙幚砥餮b置收集到空的信號(hào)時(shí)它們發(fā)送一停止信號(hào)到致動(dòng)裝置。當(dāng)?shù)诙鞲衅餮b置中止發(fā)射空的信號(hào)時(shí)，中斷所述停止信號(hào)。
上述機(jī)械手可以是一個(gè)帶具有6軸的鉸接臂的球型機(jī)械手。
因此，脫模過程包括以下工序一旦蒙皮或任何其它部件從高壓罐中出來，就借助于橋式起重機(jī)卸載到庫房區(qū)。在此區(qū)域中，人工除去真空袋。然后用橋式起重機(jī)抬起蒙皮并通過止動(dòng)它靠住為此目的放置的定位裝置放到脫模區(qū)域。
將各種箱子放置到由定位裝置限定的適當(dāng)位置，以便為了將模件放置到機(jī)械手的一側(cè)同時(shí)將橡膠隔離墊裝到另一側(cè)。
通過至少一個(gè)位于機(jī)械手頭部的吸附墊在真空下完成模件的脫模，且吸附墊的尺寸適合于對(duì)其應(yīng)用的部件。
借助于適當(dāng)?shù)木幊?，機(jī)械手自身相對(duì)于固化工具放置并開始脫模。它將有吸附墊的頭部放到模件上并施加真空，以該真空固定它，它垂直地從其位置撤回模子并將它放到最近的料箱中，重復(fù)一個(gè)工序直到完成料箱的疊起的第一層，在那一時(shí)刻它將自身置換到保持橡膠隔離墊的料箱，它收集它們中的一個(gè)并將它放到完成的模子的層上。重復(fù)該工序直到所有的模子已被撤回或者直到模子料箱中的一個(gè)裝滿，在該情況中中止設(shè)備，用一個(gè)空料箱替換裝滿的料箱同時(shí)程序繼續(xù)執(zhí)行直到所有的模件已經(jīng)脫模同時(shí)它們被放在料箱的內(nèi)部。倘若有橡膠隔離墊的料箱變了，于是以同樣方式中止設(shè)備，以一個(gè)裝滿的料箱替換空的料箱同時(shí)程序重新開始。
以下為所附的圖和影像；圖1表示飛機(jī)水平穩(wěn)定器的蒙皮的水平和垂直剛性元件的結(jié)構(gòu)，圖2表示脫模的模件，圖3表示自動(dòng)脫模系統(tǒng)的示意圖，圖4表示吸附墊的幾何形狀，圖5表示橡膠隔離墊，圖6表示模件料箱和垂直橫剖視圖，圖7表示橡膠隔離墊料箱的垂直橫剖視圖，圖8A表示機(jī)械手的上平面視圖，以及圖8B表示機(jī)械手的側(cè)面正向視圖。
出現(xiàn)在這些圖中的標(biāo)號(hào)表示以下元件1機(jī)械手1a鉸接臂2頭部3位置定位裝置4由機(jī)械手脫模的模件的料箱5橡膠隔離墊料箱6橡膠隔離墊7模件8水平剛性元件9垂直剛性元件10蒙皮11吸附墊12固化工具13第一致動(dòng)裝置14第二致動(dòng)裝置15真空系統(tǒng)16模件的表面17橡膠隔離墊的表面18控制裝置19第一傳感器裝置
20第一處理器裝置21第二傳感器裝置22第二處理器裝置具體實(shí)施方式
圖1表示固化的蒙皮。在其中一方面可以看到水平的8和垂直的9剛性元件同時(shí)另一方面可以看到模制的模件7。所述剛性元件8和9產(chǎn)生模件7位于其中的格狀結(jié)構(gòu)。在圖2中可以看7那些模子的一個(gè)例子。一旦蒙皮已被固化并從高壓罐中取出就必須撤出所述模件7。這就是脫模過程。本發(fā)明具有對(duì)此過程的應(yīng)用并自動(dòng)地完成它。
當(dāng)前以高成本手動(dòng)地完成脫模工作。本發(fā)明借助于自動(dòng)的脫模系統(tǒng)降低該工作的成本。
圖3表示自動(dòng)脫模系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例。其中可以看到示意的形式自動(dòng)脫模系統(tǒng)的所有元件在平面視圖中的安排。我們可以看到固化工具12、機(jī)械手1、模件料箱、橡膠隔離墊料箱5和控制裝置18。
如已經(jīng)評(píng)說的，該固化工具初始具有大量的必須脫模以便得到蒙皮的模件。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，要脫模的部件可以是通過固化獲得的其它任何部件。所述固化工具根據(jù)由位置定位裝置3標(biāo)出的位置位于平面視圖中。
有關(guān)這些相同的位置定位裝置3、機(jī)械手1、模件料箱4和橡膠隔離墊料箱5位于其各自的位置。
因此，自動(dòng)脫模系統(tǒng)的元件這樣來安排，控制裝置18著手指令固化工具12的脫模?？紤]在由位置定位裝置3的位置限定的空間中的位置，該控制裝置18著手將頭部2放到固化工具上同時(shí)它們一個(gè)接一個(gè)地撤出模件7。完成模件每一個(gè)的撤回如下借助第一致動(dòng)裝置13，機(jī)械手1移動(dòng)將頭部2放置在模件的垂面中的鉸接臂1a。第二致動(dòng)裝置14將吸附墊11放置到模件16的表面上。此刻真空系統(tǒng)15產(chǎn)生真空使該模件7固定并從固化工具12傳送到模件料箱4。一旦頭部1a被放到模件料箱4上，真空系統(tǒng)中斷其作用并釋放模件7。重復(fù)此動(dòng)作直到完成模件料箱4中模件7的一個(gè)儲(chǔ)存層。
一旦完成了模件料箱4中模件7的一儲(chǔ)存層，控制裝置18指令機(jī)械手1移動(dòng)鉸接臂1a到橡膠隔離墊料箱5。在此時(shí)刻頭部2將吸附墊放到橡膠隔離墊17的表面之上，真空系統(tǒng)15產(chǎn)生真空并固定橡膠隔離墊6，使它能從橡膠隔離墊料箱5被傳送到模件料箱4。模件7的疊起的蒙皮每一層由橡膠隔離墊6保護(hù)模件7防止存儲(chǔ)中可能的損壞。
圖4表示這些吸附墊11的一個(gè)的幾何形狀。那些吸附墊11的幾何形狀適合于必須撤回的模件7。
圖5表示一個(gè)橡膠隔離墊。它具有一定的尺寸因此它可以完全地覆蓋模件料箱4中模件疊層的每一個(gè)。這樣，在儲(chǔ)存中保護(hù)模件7。
圖6表示模件料箱4的垂直橫剖面。該圖表示已經(jīng)完成疊起一層的時(shí)刻并因此是在其上放置橡膠隔離墊6之前的時(shí)刻。在該圖中還能看到各種位置定位裝置3。其中，這些裝置可能是某些金屬止動(dòng)件，模件料箱4處于該止動(dòng)件上。這可看到在料箱4的上部是第一傳感器裝置19。當(dāng)它收集到料箱4已經(jīng)變滿時(shí)這些傳感器裝置發(fā)送一個(gè)滿的信號(hào)。由第一處理裝置20處理所述信號(hào)，該第一處理裝置向致動(dòng)裝置13和14發(fā)送中止的指令。這樣中斷脫模直到用另一個(gè)空料箱置換裝滿模件的料箱4。這一置換可以由一位以空料箱替換裝滿的料箱的裝配工借助于撤回裝滿的料箱4和返回一個(gè)空料箱4或其它類似裝置的傳送皮帶來完成。一旦已經(jīng)用一個(gè)空的模件料箱4替換了裝滿模件的料箱4，則中斷裝滿的信號(hào)并對(duì)設(shè)備賦以中止信號(hào)。因此處理將繼續(xù)直到料箱4再裝滿或者部件的脫模已經(jīng)結(jié)束。
圖7表示橡膠隔離墊料箱5。此料箱5以類似于模件料箱4的方式處在設(shè)備的裝置中。在設(shè)備的裝置中有位置定位裝置，該裝置確定橡膠隔離墊5必須占據(jù)的位置。在橡膠隔離墊料箱5中有某個(gè)第二傳感器裝置21，當(dāng)料箱5變空時(shí)該第二傳感器裝置21發(fā)射一個(gè)空的信號(hào)。由第二處理器裝置22收集此空的信號(hào)，該處理器裝置22發(fā)送一中止信號(hào)到致動(dòng)器裝置13和14。這樣中斷脫模直到由另一裝滿的料箱替換該空的橡膠隔離墊料箱5。替換是以類似于替換模件料箱4的方式的狀態(tài)完成。一旦以裝滿的料箱5已經(jīng)替換空的橡膠隔離墊料箱5，就中斷空的信號(hào)同時(shí)賦于它致動(dòng)裝置13和14的中斷信號(hào)，同時(shí)脫模過程繼續(xù)。
圖8A和8B表示機(jī)械手1的上平面視圖和側(cè)向正視圖。在圖中可以看到第一致動(dòng)裝置13和第二致動(dòng)裝置14，(該第一致動(dòng)裝置13允許鉸接臂1a的水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而第二致動(dòng)裝置14使鉸接臂1a具有垂直傾斜運(yùn)動(dòng))。以這些運(yùn)動(dòng)鉸接臂1a可以接近這樣的位置，在該位置使模件7處于固化工具12中以便將它們移到由真空粘附到頭部2的模件料箱4，同時(shí)以同樣的方式它將橡膠隔離墊6從橡膠隔離墊料箱5移到模件料箱4。由控制裝置18通過未在圖8A和8B表示的數(shù)據(jù)電纜控制此機(jī)械手18。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，此機(jī)械手1是球型的帶具有6軸的鉸接臂。
權(quán)利要求
1.一種用于處于固化工具(12)中的模制模件(7)的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，在其中已經(jīng)固化一個(gè)航空部件，它包括可編程的機(jī)械手(1)，其包括至少一個(gè)具有一端自由的鉸接臂(1a)、使該鉸接臂(1a)具有水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的第一致動(dòng)裝置(13)、使該鉸接臂(1a)具有垂直傾斜運(yùn)動(dòng)的第二致動(dòng)裝置(14)、和一個(gè)頭部(2)，該頭部位于鉸接臂(1a)的自由端，具有至少一個(gè)當(dāng)它賦于真空時(shí)能將它自己粘附到至少一個(gè)目的物的表面(16、17)上的真空吸附墊(11)，該目的物是從所述模件(7)和某些橡膠隔離墊(6)之間選擇的且是要替換的；真空系統(tǒng)(15)，用以至少當(dāng)所述吸附墊(11)被放置到替換的目的物(6、7)的表面(16、17)上時(shí)產(chǎn)生真空；其特征在于，該系統(tǒng)還包括定位裝置(3)，用以對(duì)每個(gè)處在初始位置和最終位置的目的物定位垂直位置和水平位置，在該初始位置發(fā)現(xiàn)目的物，目的物(6、7)必須替換到該最終位置，以及可編程的控制裝置(18)，它控制所述致動(dòng)裝置(13、14)，因此鉸接臂(1a)可以將吸附墊(11)設(shè)置到處于所述初始位置的目的物(6、7)的表面(16、17)上并將它傳送到所述最終位置，同時(shí)該控制裝置指令所述真空系統(tǒng)(15)，當(dāng)吸附墊墊(11)被放置在所述初始位置中的所述表面上時(shí)在吸附墊中產(chǎn)生真空，并且當(dāng)目的物(6、7)已經(jīng)被傳送到所述最終位置時(shí)停止產(chǎn)生所述真空。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于它還包括至少一個(gè)用于模件(7)的貯存料箱(4)，至少一個(gè)用于橡膠隔離墊(6)的貯存料箱(5)。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于模件(7)的初始位置是固化工具(12)而模件(7)的最終位置是模件(7)的貯存料箱。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于橡膠隔離墊(6)的初始位置是橡膠隔離墊(6)的貯存料箱(5)而橡膠隔離墊(6)最終位置是模件(7)的貯存料箱(4)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于控制裝置(18)使頭部(2)將橡膠隔離墊(6)的一層放到模件料箱(4)中的模件(7)的疊起的每層之間。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于從定位止動(dòng)塊、導(dǎo)向塊、印在底板上的標(biāo)記等中選擇定位裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于將固化工具(12)、模件料箱(4)、橡膠隔離墊料箱(5)和機(jī)械手(1)設(shè)置在由定位裝置(3)限定的固定位置。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于控制裝置(18)包括第一傳感器裝置(19)，當(dāng)它們監(jiān)測(cè)到模件料箱(4)是裝滿時(shí)該第一傳感器裝置發(fā)射一個(gè)裝滿的信號(hào)，以及為中止的第一處理器裝置(20)，當(dāng)所述第一傳感器裝置(19)發(fā)射個(gè)裝滿的信號(hào)時(shí)，該第一處理器裝置傳送一個(gè)中止信號(hào)到致動(dòng)裝置(13、14)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述第一傳感器裝置(19)中斷發(fā)射裝滿的信號(hào)時(shí)為中止的第一處理器裝置(20)中斷到致動(dòng)裝置(13、14)的中止信號(hào)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于控制裝置(18)包括第二傳感器裝置(21)，當(dāng)它們監(jiān)測(cè)到橡膠隔離墊料箱(5)是空的時(shí)，該第二傳感器裝置發(fā)射一個(gè)空的信號(hào)，以及為中止的第二處理器裝置(22)，當(dāng)所述第二傳感器裝置(21)發(fā)射一個(gè)空的信號(hào)時(shí)，該第二處理器裝置中止到致動(dòng)裝置(13、14)的中止信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)所述第二傳感器裝置(19)中止發(fā)射空的信號(hào)時(shí)為中止的第二處理器裝置(22)中斷到致動(dòng)裝置(13、14)的中止信號(hào)。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求任意一款的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，其特征在于機(jī)械手(1)是球型機(jī)械手，帶具有6軸的鉸接臂。
全文摘要
一種用于處在固化工具(12)中的模壓模件(7)的自動(dòng)脫模系統(tǒng)，包括一個(gè)可編程的機(jī)械手(1)包括一端自由的鉸接臂(1a)，能使該鉸接臂(1a)具有水平旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和垂直傾斜運(yùn)動(dòng)的致動(dòng)裝置(13、14)，以及一個(gè)位于鉸接臂(1a)的自由端的頭部(2)，它具有至少一個(gè)能使之粘附到目的物的表面(16、17)的真空吸附墊(11)；為產(chǎn)生真空的真空系統(tǒng)(15)；用于定位每個(gè)目的物(6、7)的垂直和水平位置的定位裝置(3)；以及可編程的控制裝置(18)，該裝置控制所述致動(dòng)裝置(13、14)，因此鉸接臂(1a)可以將吸附墊(11)定位到處在初始位置的目的物(6、7)的表面(16、17)上并將它轉(zhuǎn)送到最終位置。
文檔編號(hào)B29C43/32GK1986200SQ20061011015
公開日2007年6月27日 申請(qǐng)日期2006年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月23日
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