RU2483989C1 - Способ и устройство для соединения склеиванием компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении - Google Patents

Способ и устройство для соединения склеиванием компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении Download PDF

Info

Publication number
RU2483989C1
RU2483989C1 RU2011139569/11A RU2011139569A RU2483989C1 RU 2483989 C1 RU2483989 C1 RU 2483989C1 RU 2011139569/11 A RU2011139569/11 A RU 2011139569/11A RU 2011139569 A RU2011139569 A RU 2011139569A RU 2483989 C1 RU2483989 C1 RU 2483989C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
components
gap
docking
pressure
connected components
Prior art date
Application number
RU2011139569/11A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011139569A (ru
Inventor
Дирк НИРМАНН
Хольгер ФРАУЕН
Original Assignee
Фраунгофер-Гезельшафт Цур Фёрдерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Эйрбас Оперэйшнз Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Фраунгофер-Гезельшафт Цур Фёрдерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф., Эйрбас Оперэйшнз Гмбх filed Critical Фраунгофер-Гезельшафт Цур Фёрдерунг Дер Ангевандтен Форшунг Е.Ф.
Publication of RU2011139569A publication Critical patent/RU2011139569A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2483989C1 publication Critical patent/RU2483989C1/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64F—GROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F5/00—Designing, manufacturing, assembling, cleaning, maintaining or repairing aircraft, not otherwise provided for; Handling, transporting, testing or inspecting aircraft components, not otherwise provided for
    • B64F5/10—Manufacturing or assembling aircraft, e.g. jigs therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C11/00—Component parts, details or accessories not specifically provided for in groups B05C1/00 - B05C9/00
    • B05C11/10—Storage, supply or control of liquid or other fluent material; Recovery of excess liquid or other fluent material
    • B05C11/1002—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves
    • B05C11/1015—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to a conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature ; responsive to position or movement of the coating head relative to the target
    • B05C11/1021—Means for controlling supply, i.e. flow or pressure, of liquid or other fluent material to the applying apparatus, e.g. valves responsive to a conditions of ambient medium or target, e.g. humidity, temperature ; responsive to position or movement of the coating head relative to the target responsive to presence or shape of target
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C1/00—Fuselages; Constructional features common to fuselages, wings, stabilising surfaces or the like
    • B64C1/06—Frames; Stringers; Longerons ; Fuselage sections
    • B64C1/068—Fuselage sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C13/00—Means for manipulating or holding work, e.g. for separate articles
    • B05C13/02—Means for manipulating or holding work, e.g. for separate articles for particular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C—APPARATUS FOR APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
    • B05C5/00—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work
    • B05C5/02—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work
    • B05C5/0208—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles
    • B05C5/0212—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles
    • B05C5/0216—Apparatus in which liquid or other fluent material is projected, poured or allowed to flow on to the surface of the work the liquid or other fluent material being discharged through an outlet orifice by pressure, e.g. from an outlet device in contact or almost in contact, with the work for applying liquid or other fluent material to separate articles only at particular parts of the articles by relative movement of article and outlet according to a predetermined path
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D27/00—Connections between superstructure or understructure sub-units
    • B62D27/02—Connections between superstructure or understructure sub-units rigid
    • B62D27/026—Connections by glue bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00—Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • B62D65/02—Joining sub-units or components to, or positioning sub-units or components with respect to, body shell or other sub-units or components
    • B62D65/024—Positioning of sub-units or components with respect to body shell or other sub-units or components
    • B62D65/028—Positioning of sub-units or components with respect to body shell or other sub-units or components by determining relative positions by measurement

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к способу соединения склеиванием крупногабаритных компонентов, используемых в транспортном машиностроении, в частности в авиастроении, и к устройству для осуществления этого способа. Способ включает в себя обнаружение геометрических данных соединяемых компонентов автоматизированным способом и размеров стыковочного зазора соединяемых компонентов на основании геометрических данных, нанесение клеящего материала на одну или обе сопрягаемые поверхности двух соединяемых компонентов. Способ также включает стыковку соединяемых компонентов в положении соединения и последовательное приложение соединительного давления к сопрягаемым поверхностям вдоль стыковочного зазора для приведения соединяемых компонентов в конечное положение соединения. Устройство содержит несущее приспособление компонента, содержащее посадочное место для приема первого соединяемого компонента, центральное несущее приспособление для приема сборочного инструмента, сборочный инструмент для приема и ввода другого соединяемого компонента, вводимого в первый соединяемый компонент. Устройство также содержит измерительную систему для обнаружения геометрических данных соединяемых компонентов и для определения стыковочных зазоров, модульный инструмент для нанесения клеящего материала, инструмент приложения давления и систему управления устройством. Достигается упрощение склеивания крупногабаритных компонентов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 5 ил.

Description

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к способу соединения компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении, путем склеивания, в частности при строительстве фюзеляжей крупногабаритных воздушных судов, в соответствии с преамбулой п.1 формулы изобретения, и соответствующего устройства в соответствии с преамбулой п.10 формулы.
Уровень техники
В последние годы современные легкие конструкции привели к значительным изменениям в транспортном машиностроении, будь то морские суда, воздушные суда, автомобили или железнодорожный транспорт. Таким образом, использование соответствующих материалов приводит к улучшениям в плане веса, безопасности и комфорта и позволяет одновременно снизить себестоимость. Помимо использования соответствующих материалов данный прогресс достигается благодаря умелому применению современной технологии склеивания, которая может сочетаться с традиционными соединительными технологиями, такими как клепка, скрепление болтами или точечная сварка.
Одновременно, технология склеивания также проникла в авиастроение. Так, фюзеляж крупногабаритного воздушного судна соединяется по существу вручную в оболочную конструкцию. Так, в соответственно больших устройствах, фюзеляж воздушного судна оснащают стрингерами, шпангоутами, пассажирскими и грузовыми перекрытиями, пассажирскими и грузовыми дверными рамами, а также оконными рамами на этапах частично механизированной и частично ручной сборки, до закрытия внешней обшивки фюзеляжа. В этом случае фюзеляж, в состав которого входит пластик, армированный углеродным волокном, легкие сплавы и/или материал Glare®, состоит из бочковидного сегмента или неполных оболочек.
Конструктивные соединения выполняют с помощью клепки или сочетанием клепки и соединения склеиванием, именуемым также заклепочно-клеевым соединением. Панели и сегменты фюзеляжа, а также вставные компоненты соединяют с помощью клепки и жидких прокладочных материалов, которые заполняют слегка неровный зазор, остающийся между соединяемыми компонентами во время проведения клепки перед соединением. Данные прокладочные материалы обычно представляют собой двухкомпонентные эпоксидные смолы, которые обладают способностью заполнять зазор размером приблизительно 2-3 мм и имеют время затвердевания 8 ч при комнатной температуре.
Большие зазоры корректируют вручную в процессе длительной операции с помощью твердой прокладки, изготовленной из волоконного композиционного материала. Кроме того, может использоваться сочетание жидких и твердых прокладочных материалов. В целом, обработка прокладочных материалов осуществляется, в основном, вручную и является весьма продолжительной операцией, в частности из-за того, что соединяемые компоненты временно соединяют, чтобы определить размеры зазоров, после чего они должны быть снова отделены друг от друга.
Пример строительства крупногабаритного воздушного судна с оболочечной конструкцией может быть позаимствован из DE 102007061429 А1, откуда становится понятна конструкция фюзеляжа воздушного судна. В этом случае конструкция фюзеляжа включает в себя внешнюю обшивку, детали конструкции, такие как стрингеры и шпангоуты, которые соединены с внешней обшивкой, а также внутреннюю обшивку. Детали конструкции приклеивают, приклепывают и/или приваривают к внешней обшивке, при этом внутренняя обшивка, внешняя обшивка и детали конструкции образуют вместе несущее соединение. В этом случае внутренняя обшивка может быть также присоединена к деталям конструкции и/или к внешней обшивке посредством клеевого соединения.
Системы и технологии склеивания, которые до настоящего времени использовались в области авиации, не обеспечивают быстрое, автоматизированное соединение фюзеляжа и соответствующих компонентов путем склеивания. Кроме того, автоматизированное прижатие компонентов, которые должны быть соединены склеиванием, трудно проконтролировать в случае соединений с большой площадью поверхности, так как для прижатия компонентов и обеспечения полного увлажнения стыковочных поверхностей соединяемых компонентов потребуются весьма значительные соединительные усилия.
Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является обеспечение способа и соответствующего устройства для автоматизированного соединения склеиванием крупных компонентов, используемых в транспортном машиностроении, в частности в авиастроении.
Данная задача решается способом, признаки которого приведены в пункте 1 формулы, и/или устройством, признаки которого приведены в п.10 формулы. Предпочтительные варианты осуществления изобретения охарактеризованы в зависимых пунктах формулы.
Способ согласно изобретению, предназначенный для соединения склеиванием по меньшей мере двух крупногабаритных соединяемых компонентов, используемых в транспортном машиностроении, в частности в авиастроении, включает в себя следующие этапы:
- обнаружение геометрических данных соединяемых компонентов автоматизированным способом;
- обнаружение размеров стыковочного зазора соединяемых компонентов на основании геометрических данных;
- нанесение клеящего материала на одну или обе сопрягаемые поверхности двух соединяемых компонентов, которые должны быть соединены, в зависимости от размеров стыковочного зазора;
- стыковка соединяемых компонентов в положении соединения, и
- последовательное приложение соединительного давления к сопрягаемым поверхностям вдоль стыковочного зазора для приведения соединяемых компонентов в конечное положение соединения.
Желательно, чтобы последовательное приложение соединительного давления осуществлялось в предварительно определенной зоне, которая смещается вдоль стыковочного зазора соответствующих соединяемых компонентов, при этом соединяемые компоненты приводят в конечное положение соединения благодаря соединительному давлению, прикладываемому в предварительно определенной зоне.
Более предпочтительно, чтобы позиция предварительно определенной зоны, в которой происходит последовательное приложение давления, смещалась непрерывно вдоль стыковочного зазора.
В последующем предпочтительном варианте осуществления изобретения позиция предварительно определенной зоны, в которой происходит последовательное приложение давления, смещается с прерываниями вдоль стыковочного зазора. Другими словами, последовательное давление прикладывают с перерывами в предварительно заданном цикле.
В авиастроении соединяемые компоненты, такие как элементы и сегменты фюзеляжа, а также устанавливаемые компоненты имеют допуски. Геометрия соединяемых компонентов может быть определена с помощью современных способов измерения, а размеры стыковочных зазоров при соединении склеиванием могут быть определены с достаточной точностью исходя из обнаруженных цифровых данных. Введение клеящего материала в стыковочный зазор, после или во время стыковки соединяемых компонентов, позволяет соединять соединяемые компоненты автоматизированным способом. Кроме того, поскольку временное соединение соединяемых компонентов для определения размеров зазоров не осуществляется, возможна высокая производительность.
Количество наносимого клеящего материала предпочтительно определяют на основании размеров стыковочного зазора. Таким образом, гарантируется, что данное клеевое соединение является достаточным для обеспечения желаемых условий стабильности, и что клеящий материал используется экономично.
Клеящий материал может быть нанесен в зоне стыковочного зазора, которая расположена непосредственно перед предварительно определенной зоной стыковочного зазора, соединяемой путем последовательного приложения давления. Однако клеящий материал может быть также нанесен перед стыковкой соединяемых компонентов.
Необходимое для данной цели течение клеящего материала может обеспечиваться благодаря его составу, силе гравитации, центробежной силе, магнитным и/или электрическим полям, низкому давлению в месте соединения, а также регулированию температуры соединяемых компонентов и/или клеящего материала, или благодаря сочетанию вышеупомянутых параметров.
Более предпочтительно, чтобы стыковочный зазор содержал боковые или краевые ограничительные элементы для предотвращения вытекания клеящего материала, введенного в стыковочный зазор. В результате неконтролируемое вытекание клеящего материала из стыковочного зазора исключено. Данные ограничительные элементы могут оставаться в клеевом соединении после затвердевания или могут быть удалены, как только достигнута достаточная механическая прочность клеевого соединения. Если данные ограничительные элементы остаются, то они могут состоять из второго клеящего материала. Второй клеящий материал может быть нанесен на одну или обе склеиваемые поверхности до, во время или после того, как соединяемые компоненты приведены в конечное положение соединения. Второй клеящий материал может затвердевать вместе с клеящим материалом, введенным в стыковочный зазор, или отдельно от него. В случае когда ограничительные элементы удаляют, они могут содержать не прилипающую поверхность, которая, например, может быть получена благодаря используемому материалу или ламинированной пленке.
До стыковки соединяемых компонентов желательно, чтобы сопрягаемые поверхности стыковочных зазоров или стыки были подвергнуты автоматизированной предварительной обработке, чтобы оптимизировать их качество с точки зрения склеивания, которое затем определяют. Таким образом, достигается оптимальный результат соединения.
В частности, в авиастроении соединяемые компоненты образованы сегментами и конструктивными элементами фюзеляжа, такими как стрингеры, шпангоуты и т.д., используемыми для построения конструкции фюзеляжа.
Устройство согласно данному изобретению, используемое для осуществления вышеописанного способа соединения компонентов склеиванием, содержит:
- несущее приспособление компонента, содержащее посадочное место компонента для приема первого соединяемого компонента;
- центральное несущее приспособление для размещения, по меньшей мере, одного сборочного инструмента;
- сборочный инструмент для приема и ввода другого соединяемого компонента, вводимого в первый соединяемый компонент;
- измерительную систему для обнаружения геометрических данных соединяемых компонентов и для определения стыковочных зазоров;
- по меньшей мере один модульный инструмент для нанесения клеящего материала;
- по меньшей мере один инструмент приложения давления для приложения соединительного давления вдоль стыковочного зазора, соединяемого склеиванием;
- систему управления для управления устройством.
Инструмент приложения давления предпочтительно выполнен с возможностью приложения соединительного давления последовательно к одной или обеим сторонам стыковочного зазора.
Более предпочтительно, устройство содержит инструменты для обработки поверхности и/или для контроля поверхности и/или для отверждения клеящего материала. В этом случае могут быть использованы отдельные инструменты для обработки устанавливаемых компонентов, при этом другие инструменты выполнены с возможностью размещения на центральном несущем приспособлении для того, чтобы они могли обрабатывать и/или замерять первый соединяемый компонент, расположенный на несущем приспособлении компонента. Данные инструменты могут быть выполнены в виде роботов, которые, в соответствии с требованиями, имеют соответствующие пространственные степени свободы.
Краткое описание чертежей
Предпочтительный вариант осуществления данного изобретения будет описан ниже, со ссылкой на чертежи, где:
фиг.1 представляет собой первое изображение устройства в перспективе в соответствии с данным изобретением, включающее инструмент для установки шпангоутов, который направляется посредством центрального несущего приспособления,
фиг.2 представляет собой второе изображение устройства в перспективе, включающее в себя дополнительный инструмент,
фиг.3 представляет собой детальное изображение устройства согласно фиг.1,
фиг.4 представляет собой схематическое изображение процесса непрерывного, последовательного приложения соединительного давления, и
фиг.5 представляет собой схематическое изображение процесса последовательного приложения соединительного давления с прерыванием.
Осуществление изобретения
фиг.1 представляет собой схематическое изображение устройства в соответствии с данным изобретением для конструктивного выполнения сегментов фюзеляжа на основании принципа использования центрального несущего приспособления. При этом данное устройство использует готовые технологии и системы для преимущественно параллельной установки шпангоутов, пассажирских и грузовых перекрытий, пассажирских и грузовых дверных рам, а также оконных рамам в сегмент фюзеляжа. Сегмент 1 фюзеляжа устанавливают на подвижное несущее приспособление 2 компонента. При этом несущее приспособление 2 компонента содержит посадочное место для размещения компонента и автоматизированные системы для корректировки формы и положения (не показаны). Центральное несущее приспособление 3, которое поддерживается с каждой стороны жесткими и опускающимися опорами 4, 5, проходит внутрь сегмента 1 фюзеляжа, когда сегмент 1 фюзеляжа находится в установленном состоянии.
В зависимости от операции установки различные сборочные инструменты 6 направляют с помощью центрального несущего приспособления 3, которое поддерживается жесткими и опускающимися опорами 4, 5 и может, например, иметь длину приблизительно 22 м. Центральное несущее приспособление 3 может быть отведено назад телескопически, чтобы ввести в данное устройство бочкообразный сегмент 1 фюзеляжа, показанный на фиг.1. Сегмент 1 фюзеляжа вводится в данное устройство, находясь на подвижном несущем приспособлении 2 компонента. Функциональным назначением несущего приспособления 2 компонента является корректировка положения сегмента 1 фюзеляжа и натяжных устройств, которые позволяют задавать и, при желании, корректировать геометрию сегмента 1 фюзеляжа. После того, как сегмент 1 фюзеляжа введен, центральное несущее приспособление 3 может быть перемещено обратно в направлении задней опоры 5. Затем устанавливают соответственно необходимый сборочный инструмент 6, который предварительно собран за пределами системы и оснащен, в данном примере, соответствующими шпангоутами 7.
Для достижения высокого уровня параллелизма этапов сборки предусмотрена одновременная установка максимально возможного числа вышеупомянутых компонентов за один шаг процесса и для одного инструмента.
Сборочный инструмент 6, оснащенный устанавливаемыми компонентами, вводят в сегмент 1 фюзеляжа через центральное несущее приспособление 3, которое служит в качестве направляющего средства и ориентирует себя оптически в пространстве таким образом, чтобы фланцевая поверхность 8 шпангоута позднее представляла нулевую точку отсчета.
Затем устанавливаемые компоненты, в данном случае шпангоуты 7, вводят одновременно в их точные положения соединения с помощью операций складывания, размещения или радиального расширения сборочного инструмента 6. Возможно, например, такое сочетание как одновременное введение шпангоутов 7 и перекрытий (не показано).
Кроме того, данное устройство содержит модульные инструменты 9, 10, 11, известные как оконечные устройства, которые подвижно размещают на рельсовой системе 12 и используют для обработки поверхности, контроля поверхности, нанесения клеящего материала и его отверждения. Для этой цели они могут быть оснащены соответствующими инструментами, причем соответствующее оборудование может применяться автоматически.
На фиг.2 показано устройство с фиг.1, при этом модульный инструмент 13 размещен на центральном несущем приспособлении 3. Данный инструмент используют для автоматической обработки сопрягаемых поверхностей в сегменте 1 фюзеляжа с целью получения оптимального связующего результата. Модульный инструмент 13 также используют для оценки предварительно обработанных сопрягаемых поверхностей в плане качества соединения. Модульный инструмент 13 вводят в сегмент 1 фюзеляжа с целью предварительной обработки и оценки сопрягаемых поверхностей.
Как описано выше, данный способ соединения основан на использовании технологии клеевого соединения без дополнительной клепки, используемой для скрепления компонентов. Если в некоторых точках возникнет необходимость в заклепках, они будут использоваться позже в другом устройстве. Таким образом, функция соединения склеиванием во время сборки заключается в быстрой фиксации вводимых компонентов и корректировке допусков на внутреннюю поверхность фюзеляжа, которая, в зависимости от технологии производства, может иметь допуски с различными пределами.
Помимо выполнения функции корректировки и уплотнения основные требования, предъявляемые к конструкционному клеящему материалу для углепластика, используемому в авиации, включают хорошую технологичность, которая, в частности, определяется длительным временем схватывания и реологией, совместимой со сборкой, а также быстрым затвердеванием и сопротивлением высокому давлению во избежание отсоединения в затвердевших местах соединения вследствие пластической деформации.
По этой причине сопрягаемые поверхности в фюзеляже и в компонентах, таких как приведенные в примере шпангоуты, вначале предварительно обрабатывают автоматически, в данном случае с помощью инструмента 13, а затем проверяют с помощью автоматизированного способа контроля качества склеивания. В результате время необходимой предварительной обработки значительно сокращается, а способность к воспроизводству значительно улучшается по сравнению с ручным исполнением.
На фиг.3 показан технологический процесс подготовительной обработки поверхности шпангоутов 7 с помощью модульных инструментов 9 и 10. В этом случае шпангоуты 7 располагаются на схематически показанных приемниках 14. После подготовительной обработки поверхности сборочный инструмент 6, вместе с устанавливаемыми шпангоутами, вводят в конструкцию 1 фюзеляжа, а шпангоуты 7 автоматически приводят в положение соединения с помощью приемника 14 сборочного инструмента 6. Затем в соответствующие стыковочные зазоры вводят клеящий материал через отверстия 15 для нанесения, расположенные в конструкции фюзеляжа.
Фиг.4 представляет собой схематичное изображение (в поперечном разрезе) процесса непрерывного соединения с последовательным приложением давления. Показан первый внешний соединяемый компонент 20 и второй внутренний соединяемый компонент 21. Внешний соединяемый компонент 20 может, например, представлять собой сегмент фюзеляжа, в который должен быть введен шпангоут как внутренний соединяемый компонент 21. Эти два соединяемых компонента приводят во временную соединительную позицию (не показана) с помощью соответствующих инструментов данного устройства, а именно несущего приспособления 1 компонента и сборочного инструмента 6, т.е. его приемников 14, описанных со ссылкой на предыдущие фигуры. После подготовительной обработки и проверки сопрягаемых поверхностей наносят необходимый клеящий материал 22. На фиг.4 показано, что клеящий материал 22 наносят лишь на внутренний соединяемый компонент 21, однако это не обязательно. Клеящий материал 22 может наноситься на два соединяемых компонента 20 и 21 или лишь на один компонент, в зависимости от применения. Показан внутренний инструмент 24 приложения давления и внешний инструмент 25 приложения давления, которые прикладывают предварительно заданное давление Р к внешнему соединяемому компоненту 20 и к внутреннему соединяемому компоненту 21 в пределах стыковочной зоны 26, что приводит к появлению стыковочного зазора 23 предварительно заданной толщины. Внешний и внутренний инструменты 20 и 21 приложения давления перемещают с предварительно заданной скоростью V вдоль стыковочного зазора 23, что приводит к непрерывному последовательному присоединению соединяемых компонентов 20 и 21. Клеящий материал 22 может быть введен в область 27, находящуюся непосредственно перед текущей стыковочной зоной 26, или клеящий материал 22 может быть введен до стыковки соединяемых компонентов во временную соединительную позицию. Другими словами, на базе примера, приведенного на фиг.1-3, клеящий материал 22 может наноситься на сопрягаемые поверхности шпангоутов 7, прежде чем сборочный инструмент 6 с установленными шпангоутами 7 переместится в сегмент 1 фюзеляжа. В этом случае внутренний инструмент приложения давления может являться компонентом приемников 14 сборочного инструмента 6, в то время как внешний инструмент 25 приложения давления может быть сменным инструментом модульных инструментов 9, 10 и 11, выполненных в виде робота. Ввиду того, что давление прикладывают последовательно и, таким образом, локально, необходимое высокое давление может быть обеспечено локально, и нет необходимости обеспечивать его вдоль всего стыковочного зазора одновременно, что вряд ли целесообразно в случае крупных компонентов.
Фиг.5 представляет собой схематичное изображение (в поперечном разрезе) процесса присоединения соединяемых компонентов с их последующим прижатием частями, т.е. с прерываниями. Внешний соединяемый компонент 20 и внутренний соединяемый компонент 21 соединяют с помощью клеящего материала 22 таким образом, чтобы образовался стыковочный зазор 23 предварительно заданной толщины. В этом случае последовательное приложение давления для соединения соединяемых компонентов происходит циклически, с использованием внутреннего и внешнего инструментов 28, 29 приложения давления. Другими словами, в момент времени "t" к соединяемым компонентам в текущей стыковочной зоне 30 прикладывают давление Р и приводят соединяемые компоненты 20, 21 в конечное положение соединения. Пунктирные линии показывают инструменты приложения давления в предыдущий момент времени "t-1", когда они использовались для соединения соединяемых компонентов 20, 21 в предыдущей стыковочной зоне 32. В последующий момент времени "t+1" инструменты приложения давления вводят в следующую стыковочную зону 31 по линии стыковочного зазора 23 и соединяют в этом месте соединяемые компоненты 20, 21. Другими словами, инструменты приложения давления отводят от текущей стыковочной зоны 30 с каждой стороны и вводят в следующую стыковочную зону 31, где выполняют следующую соединительную операцию путем приложения соответствующего давления.
В текущий момент времени "t" следующая стыковочная зона 31 может использоваться в качестве зоны, в которую вводят клеящий материал 22. Однако это не обязательно, пожалуй, лучше, чтобы клеящий материал 22 мог также наноситься в момент времени, который предшествует введению шпангоутов 7 в сегмент 1 фюзеляжа, как в описании фиг.4.
В описанных в качестве примера способах последовательного приложения давления возможно приложение давление лишь с одной стороны. Если, например, внешний соединяемый компонент 20 имеет достаточную прочность, то прижатие может осуществляться лишь посредством внутреннего инструмента приложения давления, причем непрерывно или с прерыванием.
Перечень ссылочных обозначений
1 сегмент фюзеляжа
2 несущее приспособление компонента
3 центральное несущее приспособление
4 передняя опора
5 задняя опора
6 сборочный инструмент
7 шпангоуты
8 фланцевая поверхность шпангоута
9 модульный инструмент
10 модульный инструмент
11 модульный инструмент
12 рельсовая система
13 модульный инструмент
14 приемник
15 отверстие для нанесения
20 первый соединяемый компонент
21 второй соединяемый компонент
22 клеящий материал
23 стыковочный зазор
24 внутренний инструмент приложения давления
25 внешний инструмент приложения давления
26 стыковочная зона
27 область перед стыковочной зоной
28 внутренний инструмент приложения давления
29 внешний инструмент приложения давления
30 стыковочная зона
31 следующая стыковочная зона
32 предыдущая стыковочная зона
Р давление
V скорость вдоль стыковочного зазора
t время

Claims (12)

1. Способ соединения склеиванием по меньшей мере двух крупногабаритных компонентов (1, 7; 20, 21), используемых в транспортном машиностроении, в частности в авиастроении, отличающийся тем, что он содержит следующие этапы:
- обнаружение геометрических данных соединяемых компонентов (1, 7; 20, 21) автоматизированным способом,
- обнаружение размеров стыковочного зазора соединяемых компонентов (1, 7; 20, 21) на основании геометрических данных,
- нанесение клеящего материала на одну или обе сопрягаемые поверхности двух соединяемых компонентов (1, 7; 20, 21) в зависимости от размеров стыковочного зазора,
- стыковку соединяемых компонентов (1, 7; 20, 21) в положении соединения и
- последовательное приложение соединительного давления (Р) к сопрягаемым поверхностям вдоль стыковочного зазора (23) для приведения соединяемых компонентов (1, 7; 20, 21) в конечное положение соединения.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что последовательное приложение соединительного давления (Р) осуществляют в предварительно определенной зоне (26, 30), которая смещается вдоль стыковочного зазора (23) соответствующих соединяемых компонентов (20, 21), при этом соединяемые компоненты (1, 7; 20, 21) приводят в конечное положение соединения благодаря соединительному давлению (Р), прикладываемому в предварительно определенной зоне (26, 30).
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что позиция предварительно определенной зоны (26), в которой последовательно прикладывают давление (Р), смещается непрерывно вдоль стыковочного зазора (23).
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что позиция предварительно определенной зоны (30), в которой последовательно прикладывают давление (Р), смещается с прерываниями вдоль стыковочного зазора (23).
5. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество наносимого клеящего материала (22) определяют на основании размеров стыковочного зазора.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что клеящий материал (22) наносят в зоне (27, 31) стыковочного зазора (23), которая расположена непосредственно перед предварительно определенной зоной (26, 30) стыковочного зазора (23), соединяемой путем последовательного приложения давления.
7. Способ по п.1, отличающийся тем, что стыковочный зазор (23) содержит боковые или краевые ограничительные элементы для предотвращения вытекания клеящего материала (22), введенного в стыковочный зазор (23).
8. Способ по п.1, отличающийся тем, что до стыковки соединяемых компонентов (1, 7; 20, 21) сопрягаемые поверхности стыковочных зазоров (23) подвергают автоматизированной предварительной обработке, чтобы оптимизировать их качество с точки зрения склеивания, и определяют качество склеивания.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что соединяемые компоненты (1, 7; 20, 21) образованы сегментами (1) фюзеляжа и конструктивными элементами (7), используемыми для построения конструкции фюзеляжа.
10. Устройство для осуществления способа, охарактеризованного в любом из предшествующих пунктов, содержащее:
- несущее приспособление (2) компонента, содержащее посадочное место для приема первого соединяемого компонента,
- центральное несущее приспособление (3) для приема, по меньшей мере, одного сборочного инструмента (6),
- сборочный инструмент (6) для приема и ввода другого соединяемого компонента, вводимого в первый соединяемый компонент,
- измерительную систему для обнаружения геометрических данных соединяемых компонентов и для определения стыковочных зазоров,
- по меньшей мере один модульный инструмент (9, 10) для нанесения клеящего материала,
- по меньшей мере один инструмент приложения давления (24, 25; 28, 29) для приложения соединительного давления (Р) вдоль стыковочного зазора (23), соединяемого склеиванием и
- систему управления устройством.
11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что инструмент приложения давления (24, 25; 28, 29) выполнен с возможностью приложения соединительного давления (Р) к стыковочному зазору (23) последовательно с одной стороны или с каждой стороны.
12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что оно содержит дополнительные модульные инструменты (13) для обработки поверхности, и/или для контроля поверхности, и/или для отверждения клеящего материала.
RU2011139569/11A 2009-03-19 2010-03-18 Способ и устройство для соединения склеиванием компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении RU2483989C1 (ru)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009013540.5 2009-03-19
DE102009013540 2009-03-19
DE102010010686A DE102010010686A1 (de) 2009-03-19 2010-03-08 Verfahren und Vorrichtung zum klebtechnischen Fügen großflächiger Komponenten im Fahrzeugbau
DE102010010686.0 2010-03-08
PCT/EP2010/053523 WO2010106129A1 (de) 2009-03-19 2010-03-18 Verfahren und vorrichtung zum klebtechnischen fügen grossflächiger komponenten im fahrzeugbau

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011139569A RU2011139569A (ru) 2013-04-27
RU2483989C1 true RU2483989C1 (ru) 2013-06-10

Family

ID=42126200

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011139569/11A RU2483989C1 (ru) 2009-03-19 2010-03-18 Способ и устройство для соединения склеиванием компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8968500B2 (ru)
EP (1) EP2408656B1 (ru)
JP (1) JP2012520208A (ru)
CN (1) CN102356016B (ru)
BR (1) BRPI1009126A2 (ru)
CA (1) CA2754699A1 (ru)
DE (1) DE102010010686A1 (ru)
RU (1) RU2483989C1 (ru)
WO (1) WO2010106129A1 (ru)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010010685A1 (de) 2009-03-19 2011-02-03 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur toleranzangepassten Klebstoffapplikation im Fahrzeugbau
DE102010010686A1 (de) 2009-03-19 2011-01-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum klebtechnischen Fügen großflächiger Komponenten im Fahrzeugbau
CN102556366B (zh) * 2012-02-18 2014-07-23 沈阳飞机工业（集团）有限公司 用于飞机部件对接的***底面支撑装置
US10046865B2 (en) 2013-05-09 2018-08-14 The Boeing Company Apparatus and method for installation of a frame assembly to a body
DE202014101000U1 (de) * 2014-03-06 2015-06-12 Kuka Systems Gmbh Fügewerkzeug und Fügeeinrichtung
US10518483B2 (en) * 2017-01-25 2019-12-31 The Boeing Company Compound shimming
EP3543814A1 (de) * 2018-03-21 2019-09-25 balti ag Verfahren zur herstellung von verbundwerkstücken, anlage und fügevorrichtung
US11433990B2 (en) * 2018-07-09 2022-09-06 Rohr, Inc. Active laminar flow control system with composite panel
CN112246560B (zh) * 2020-09-26 2021-08-10 马鞍山贺辉信息科技有限公司 一种用于汽车中控盒装配的涂胶压扣设备及其工作方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU137015A1 (ru) * 1960-05-31 1960-11-30 А.Д. Аничкин Способ прессовани изделий с клееной слоистой оболочкой и упругим заполнителем
WO2004076769A2 (en) * 2003-02-24 2004-09-10 Bell Helicopter Textron Inc. Contact stiffeners for structural skins
WO2007034197A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-29 Airbus Uk Limited Assembly of aircraft components
RU2329183C1 (ru) * 2007-05-18 2008-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Самара ВВВ-Авиа" Способ сборки консоли крыла самолета

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58187479A (ja) * 1982-04-27 1983-11-01 Honda Motor Co Ltd 可撓シ−ル材の外被材貼付方法
EP0644040A1 (en) * 1993-05-27 1995-03-22 Cincinnati Milacron Inc. Method of and apparatus for laying composite material
US6017484A (en) * 1997-01-21 2000-01-25 Harold P. Hale Method for manufacture of minimum porosity, wrinkle free composite parts
GB9825880D0 (en) 1998-11-27 1999-01-20 Rover Group Adhesive dispensing method
GB9926579D0 (en) 1999-11-11 2000-01-12 British Aerospace Reinforcement of a laminated member for an aircraft
DE10319926B4 (de) * 2003-05-02 2006-09-28 Airbus Deutschland Gmbh Verfahren zum Ausgleichen eines Fügespaltes
US7282107B2 (en) 2003-08-22 2007-10-16 The Boeing Company Multiple head automated composite laminating machine for the fabrication of large barrel section components
US7527222B2 (en) * 2004-04-06 2009-05-05 The Boeing Company Composite barrel sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such barrel sections
WO2005105641A2 (en) * 2004-04-21 2005-11-10 Ingersoll Machine Tools, Inc. Automated fiber placement using multiple placement heads, replaceable creels, and replaceable placement heads
US8515424B2 (en) 2004-06-01 2013-08-20 Qualcomm Incorporated Connected-state radio session transfer in wireless communication systems
US7503368B2 (en) * 2004-11-24 2009-03-17 The Boeing Company Composite sections for aircraft fuselages and other structures, and methods and systems for manufacturing such sections
US7410352B2 (en) * 2005-04-13 2008-08-12 The Boeing Company Multi-ring system for fuselage barrel formation
US20070034197A1 (en) 2005-08-15 2007-02-15 Tschech Steven E Rapid-firing projectile launcher
NL1030066C2 (nl) * 2005-09-29 2007-03-30 Gtm Consulting B V Werkwijze voor het vervaardigen van een vormdeel uit een samengesteld materiaal.
US7955548B2 (en) 2006-04-13 2011-06-07 American Gfm Corporation Method for making three-dimensional preforms using electroluminescent devices
JP4327839B2 (ja) 2006-12-13 2009-09-09 本田技研工業株式会社 アルミニウム合金製主翼の組立方法
FR2912680B1 (fr) * 2007-02-21 2009-04-24 Coriolis Composites Sa Procede et dispositif de fabrication de pieces en materiau composite, en particulier de troncons de fuselage d'avion
US9034128B2 (en) * 2007-12-17 2015-05-19 The Boeing Company Fitting doublers using gap mapping
DE102007061429B4 (de) 2007-12-20 2014-08-21 Airbus Operations Gmbh Rumpfstruktur
US8807954B2 (en) 2008-08-25 2014-08-19 Vestas Wind Systems A/S Assembly and method of preparing an assembly
DE102010010686A1 (de) 2009-03-19 2011-01-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum klebtechnischen Fügen großflächiger Komponenten im Fahrzeugbau
DE102010010685A1 (de) 2009-03-19 2011-02-03 Airbus Operations Gmbh Verfahren zur toleranzangepassten Klebstoffapplikation im Fahrzeugbau
US8758538B2 (en) 2010-05-12 2014-06-24 Fives Machining Systems, Inc. Robotic based fiber placement cell with stationary dispensing head and creel

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU137015A1 (ru) * 1960-05-31 1960-11-30 А.Д. Аничкин Способ прессовани изделий с клееной слоистой оболочкой и упругим заполнителем
WO2004076769A2 (en) * 2003-02-24 2004-09-10 Bell Helicopter Textron Inc. Contact stiffeners for structural skins
WO2007034197A1 (en) * 2005-09-22 2007-03-29 Airbus Uk Limited Assembly of aircraft components
RU2329183C1 (ru) * 2007-05-18 2008-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Самара ВВВ-Авиа" Способ сборки консоли крыла самолета

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011139569A (ru) 2013-04-27
EP2408656A1 (de) 2012-01-25
EP2408656B1 (de) 2016-08-24
US8968500B2 (en) 2015-03-03
WO2010106129A1 (de) 2010-09-23
US20120043008A1 (en) 2012-02-23
CN102356016B (zh) 2013-10-09
JP2012520208A (ja) 2012-09-06
CN102356016A (zh) 2012-02-15
DE102010010686A1 (de) 2011-01-05
BRPI1009126A2 (pt) 2016-03-01
CA2754699A1 (en) 2010-09-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2483989C1 (ru) Способ и устройство для соединения склеиванием компонентов с большой площадью поверхности, используемых в транспортном машиностроении
JP5373179B2 (ja) 乗り物構造体における公差に応じた接着剤の塗布方法
US11203054B2 (en) Clamping feet for an end effector
CN101492098B (zh) 模块化复合材料的制造方法
JP6475622B2 (ja) 主翼ボックスを製造するためのシステム及び方法
US7966729B2 (en) Method and device for producing a fuselage cell of an airplane
CN103261021B (zh) 多向负载连接***
US8302312B2 (en) Method for producing a fuselage airframe of an aircraft
CA2721364A1 (en) Method and device for assemblying torsion box structures for an aircraft
JP2016128314A (ja) 構造部品を接合するためのスプライスアセンブリ
US20130266770A1 (en) Method and apparatus for joining parts to be joined which are subject to tolerance
CN101384477A (zh) 复合热塑性基体机身结构及其制造方法
EP2982961B1 (en) Method for testing the fracture toughness of an adhesive joint to be formed
US20120084962A1 (en) Clamping device and method for assembly of stringer couplings
CA2895735C (en) Clamping feet for an end effector
CN115870711A (zh) 壁板装配装置及装配方法

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20150417

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170319