使用工位的机身的脉动生产线制造的制作方法

1.本公开涉及制造领域，具体地，涉及飞行器机身段的制造。


背景技术：

2.机体定义了飞行器的机械结构。机体由提供期望的结构性质的多个部件制成。例如，用于飞行器机身的机体的一部分可包括框架、蒙皮和桁条，其根据设计参数机械联接在一起(例如，经由共结合、共固化或紧固件)。如目前实践的，机体的部件在工厂车间的预定义单元中制造和组装。例如，在一些情况下，飞行器的蒙皮可在一个单元处组装，然后可被运输到新单元，在那里框架被安装到蒙皮中以形成机身段。
3.尽管上面讨论的制造工艺是可靠的，但是当部件的特定部分处的工作完成得比预期慢时，它们遭遇延迟。例如，如果为了安装框架，机身段的特定部分花费比预期更长的时间，则常常进入下一单元，在那里以所谓的“错位工作”错序地完成工作。这常常使新单元中的工作延迟，因为“错位工作”阻止了“错位工作”区域中的其它工作，然后可完成如今完成的“错位工作”区域中需要完成的工作。
4.使制造工艺进一步复杂的是，在机身段内部的工作期间，工位通常被置于行人地板或货物地板上，这使安装和操纵这些部件的工艺复杂化。因此，将可取的是有一种考虑到上面所讨论的至少一些问题以及其它可能的问题的方法和设备。ep 3 378 789 a1的摘要陈述了：本公开涉及一种可准确地组装飞行器面板的飞行器面板生产方法和飞行器面板生产系统。该飞行器面板生产方法具有：保持夹具(1)保持主体面板(10)的步骤，主体面板(10)具有多个弯曲横截面形状的板状构件，使得主体面板(10)的横截面具有向上鼓起的弯曲形状；由保持夹具(1)保持的主体面板(10)的板状构件彼此交叠并且交叠部分通过铆钉接合的步骤；移动保持板状构件已彼此接合的主体面板(10)的保持夹具(1)的步骤；以及遵循主体面板(10)的弯曲形状的框架(32)通过铆钉接合到由移动的保持夹具(1)保持的主体面板(10)的板状构件的步骤。
5.ep 2 952 890 a2的摘要陈述了：提供了用于半筒或全筒形工件(例如，飞行器机身的筒形段)的高速非破坏性检查的系统和方法。可使用移动(例如，平移)拱门系统从外部扫描这些工件，该系统包括：设置在机身段外部的可平移拱形框架；可沿着由拱形框架承载的弯曲轨道行进的拖架；近端固定地联接到拖架的径向向内延伸的伸缩臂；以及联接到伸缩臂的远端的ndi传感器单元。可使用设置在机身段内部的移动扫描仪平台来扫描机身段的加劲肋，该平台包括可旋转地联接到移动(例如，完整或线性运动)平台的径向向外延伸的伸缩臂以及联接到伸缩臂的远端的ndi传感器单元。扫描数据与使用多个跟踪系统中的任一个获取的位置数据进行匹配，以使得ndi特征/缺陷显示在工件的三维表示上。
6.ep 2 221 151 a2的摘要陈述了：提供一种设备包括多个移动机器人(806,808,810,814,816,818)、无线通信系统(712)和运动控制系统(714)。多个移动机器人(806-818)能够移动到组装区域(702)中的多个位置并在组装区域(702)中执行操作以组装结构(800)。无线通信系统(712)能够提供与组装区域(702)内的多个移动机器人(806-818)的通
信。运动控制系统(714)能够为组装区域(702)中的多个移动机器人(806,818)生成位置信息并通信位置。
7.ep 3 718 699 a1的摘要陈述了：提供系统(100)和方法(1100)以用于制造环境中的接近检测。一个实施方式是在组装环境(130)中报告接近的方法(1100)。该方法(1100)包括：将支架(1020)的臂(1026)插入(1102)到由托架(1010)保持并且机器人(140,1030,1250)在其上工作的零件(1000)的内部(1004)；将支架(1020)处的转位特征(1016)放置(1104)为与托架(1010)的转位特征(1023)接触；操作(1106)支架(1020)处的传感器(120,1028,1270)以直接检测技术人员(150,920)所穿戴的第一接近检测器(160,300,410,1260)的位置和机器人(140,1030,1250)处的第二接近检测器(162,300,420,430,1290)的位置；以及如果第一接近检测器(160,300,410,1260)与第二接近检测器(162,300,420,430,1290)之间的距离小于阈值，则引导(1108)第一接近检测器(160,300,410,1260)向技术人员(150,920)提供警告。
8.ep 3 511 252 a1的摘要陈述了：提供了一种用于载具部件(1)的自动化组装，特别是用于飞行器或航天器(100)的结构部件的自动化组装的生产系统(50)。该生产系统(50)包括：载具部件(1)，其设置有状态传感器(10)，各个状态传感器(10)被配置为确定相应载具部件(1)的状态数据(12)；定位器单元(2)，其被配置为在安装点(7)处夹住分别关联的载具部件(1)并且使分别关联的载具部件(1)移动到组装位置(3)；位置测量系统(4)，其被配置为确定各个载具部件(1)的组装位置(3)；力传感器(5)，其被配置为确定在组装位置(3)中的安装点(7)处各个夹住的载具部件(1)的反作用力和力矩中的至少一个；以及基于计算机的控制系统(30)，其与载具部件(1)、定位器单元(2)、位置测量系统(4)和力传感器(5)数据通信，并且被配置为基于所确定的状态数据(12)、所确定的组装位置(3)和所确定的载具部件的反作用力和力矩来控制定位器单元(2)。


技术实现要素：

9.本文所描述的实施方式提供了方便人与横越组装线的轨道的弓形机身分段的相互作用的技术和系统。机身分段取向为使得其凹部指向工厂的地板，从而形成倒置的“u”。这使得技术人员能够容易地进入和/或离开由机身分段形成的“隧道”以方便检查和工作。此外，在机身分段沿着组装线“脉动”的实施方式中，技术人员和材料进出隧道的移动可在脉动之间的暂停期间或在脉动期间执行。
10.下面可描述其它例示性实施方式(例如，与上述实施方式有关的方法和计算机可读介质)。所讨论的特征、功能和优点可在各种实施方式中独立地实现，或者可在其它实施方式中组合，其进一步的细节可参考以下描述和附图看出。
附图说明
11.现在参照附图仅作为示例描述本公开的一些实施方式。在所有附图上相同的标号表示相同的元件或相同类型的元件。
12.图1示出例示性实施方式中的机身组装系统。
13.图2a至图2b是示出例示性实施方式中的机身组装系统的操作方法的流程图。
14.图3是例示性实施方式中的行进通过机身组装系统的机身段的立体图。
15.图4是例示性实施方式中用于机身组装系统的工作台的正视图。
16.图5是例示性实施方式中用于机身组装系统的可延伸工作台的正视图。
17.图6是示出例示性实施方式中的机身组装系统的另一操作方法的流程图。
18.图7描绘了例示性实施方式中跟踪材料和/或人员进入和/或离开组装区的移动的射频标识(rfid)扫描仪。
19.图8是例示性实施方式中的飞行器生产和服务方法的流程图。
20.图9是例示性实施方式中的飞行器的框图。
具体实施方式
21.附图和以下描述提供了本公开的特定例示性实施方式。因此将理解，本领域技术人员将能够想到各种布置方式，其尽管未在本文中明确地描述或示出但是具体实现了本公开的原理并且包括在本公开的范围内。此外，本文所描述的任何示例旨在帮助理解本公开的原理，不应被解释为限于这些具体描述的示例和条件。结果，本公开不限于下面所描述的特定实施方式或示例，而是由权利要求及其等同物限制。
22.本文所讨论的机身分段可被制造成复合零件。本文所描述的机身段包括一个或更多个复合零件。最初将诸如碳纤维增强聚合物(cfrp)零件的复合零件铺设在多个层中，其一起被称为预制件。预制件的各层内的各个纤维彼此平行排列，但不同的层表现出不同的纤维取向以便沿着不同维度增加所得复合零件的强度。预制件包括粘性树脂，其凝固以使预制件硬化成复合零件(例如，用于飞行器中)。以未固化热固性树脂或热塑性树脂浸渍的碳纤维被称为“预浸料”。其它类型的碳纤维包括未以热固性树脂浸渍但可能包括增粘剂或粘结剂的“干纤维”。干纤维在硬化之前灌注树脂。对于热固性树脂，硬化是称为固化的单向工艺，而对于热塑性树脂，如果被重新加热，树脂达到粘性形式，然后可固结成期望的形状并凝固。如本文所使用的，用于使预制件转变为最终硬化形状(即，使预制件转变为复合零件)的工艺的总称术语被称为“硬化”，该术语涵盖热固性预制件的固化和热塑性预制件成型/凝固为最终期望形状二者。
23.图1示出例示性实施方式中的工厂的机身组装系统100。机身组装系统100包括能够操作以使机身819的弓形段120(示出于图9)(例如，半筒段或其它半圆周分段)沿着轨道110迭代地推进/脉动小于其长度的距离的任何系统、装置或部件。机身组装系统100还能够在弓形段120在脉动之间暂停的同时在弓形段120上的内模线(iml)128处执行工作。
24.弓形段120包括机体的一部分，例如机身819的大约40英尺长(其它长度也是可能的，例如25英尺)的半筒段。在一些实施方式中，弓形段120包括硬化的复合零件或金属零件，例如等待安装桁条和框架以增强刚度的飞行器蒙皮段。弓形段120包括外模线(oml)126和iml 128，并且限定设置工位140(包括工作台142)的凹部127。
25.在此实施方式中，弓形段120经由其支撑边缘122沿着轨道110在工艺方向199上移动。轨道110包括一个或更多个导轨、辊114或者方便弓形段120沿着轨道110的运动(例如，滚动或滑动)的其它元件。轨道110使机身819的弓形段120在工艺方向199上同步地脉动，同时保持弓形段120的形状，使得凹部127面向工厂的地板150。即，机身819的上部和下部的弓形段120连续地对准并沿着轨道110前进，使得凹部127面向工厂的地板150。
26.在此实施方式中，轨道110包括设置有辊114的支柱112(例如，离散的一系列支柱
(本文中也称为“pogo”)。支柱112通过支柱间隙(在图1中称为“支柱间隙”)分离，其可为3英尺或更大或更小，这取决于特定工位140中执行的工作以及人员或进料线198对支柱112之间的工位140的访问。支柱间隙使得技术人员能够容易地进入和/或离开轨道110而无需跨过支柱112。在另外的实施方式中，轨道110被抬高或设置在技术人员上方，使得技术人员/人员和/或材料可经过轨道110下方进入工位140。弓形段120的支撑边缘122直接接触轨道110的辊114。辊114物理地支撑弓形段120的支撑边缘122，并且通过在其顺着轨道110前进时在各个支撑边缘122之间强制一定距离而不使弓形段120扭曲来向弓形段120上强制期望的轮廓/放样(loft)。
27.轨道110还包括驱动机身819的弓形段120(例如，通过旋转辊114或者通过拉动弓形段120)的电机115。在另外的实施方式中，轨道110包括链传动、机动车、动力辊114或者能够使弓形段120在工艺方向199上移动的其它动力系统。
28.图1还描绘了设置在轨道110处或附近的射频标识(rfid)扫描仪170(例如，rfid扫描仪170被集成到工位140中)。rfid扫描仪170识别进出由轨道(110)界定的组装区131(更重要地，进入各个工位140)的材料和/或人员流。即，来自rfid扫描仪170的从放置在弓形段120上的rfid芯片372(示出于图3)形式的转位特征124读取的输入指示需要什么材料、部件、工具和/或人员并且将经由进料线198或其它系统(也在那些进料线198中的每一个上进行rfid跟踪)提供给工位140。转位特征124也可用于向工位140提供类似信息，以便帮助协调确定需要哪些材料、部件、工具和/或人员和/或将经由进料线198或其它系统(也在各个进料线198上进行rfid跟踪)提供给工位140。该跟踪技术经由图3的rfid芯片372来允许期望零件的适时(jit)配送，其中，根据需要向工位140配送材料而无需工位140储备超过几小时或足够单班次或一天的材料。因此，进入工位140的各项(例如，框架或窗框等)可具有独特的rfid芯片372，并且进料线198的末端和/或接收工位140可包括一个或更多个rfid扫描仪170，其向工位140发送rfid信息以用于组装。在预硬化侧，rfid芯片372设置在运输预硬化弓形段120的载体(未示出)上。在一个实施方式中，rfid扫描仪170读取设置在材料处的rfid芯片372以确定什么进入和离开了工位140以及甚至组装区131。在另一实施方式中，rfid扫描仪170还通过读取人员(未示出)所穿戴的rfid芯片372来跟踪进出组装区131的人员流。
29.工位140设置在凹部127下方，并且包括物理地支撑至少一个技术人员并直接安装到工厂的地板150的工作台142。随着弓形段120脉动，凹部127在工艺方向199上在工位140上方推进。以这种方式，随着弓形段120的新的部分进入工位140的视界，工位140处的技术人员能够访问iml 128的新的部分。各个工位140适于/专门用于不同类型的任务(例如，钻孔、锁紧螺栓安装、修整、密封、检查等)，并且可包括专门的工具以方便这些任务。在一些实施方式中，工位140包括可延伸(例如，经由自动化致动器、经由弹簧加载的栓孔系统等)的工作台142，并且包括限制在操作期间提供的位置或高度范围的安全停止和/或控制程序以便避免与弓形段120冲突。这确保了在组装期间工位140和/或技术人员不与弓形段120冲突。在另外的实施方式中，工位140在地板网格安装单元和冠部模块安装单元上使用。然而，工位140可在从工厂地板150访问弓形段120的内部的任何地方使用。根据实施方式，本文中设想的工位140可为几英尺长、4英尺长或者6英尺或更高。工位140各自的尺寸被调整为适应弓形段120上要执行的特定类型的工作。工位140的尺寸还被调整为方便人员和/或材料
(例如，消耗性材料)进出工位140。在另外的实施方式中，工位140的尺寸被调整为适应特定类型的工作，例如钻孔、框架安装、组装等。
30.机身组装系统100还包括转位单元130。各个转位单元130被设计为与弓形段120中的转位特征124(例如，诸如孔或狭槽的机加工特征)物理联接。转位特征124沿着弓形段120放置在已知位置处，并且在一个实施方式中，各个转位特征124沿着弓形段120分离开相同的距离。在另外的实施方式中，转位特征124设置在弓形段120的制造余量129中，其在弓形段120投入服务之前被修剪掉。
31.在另外的实施方式中，利用rfid芯片372的跟踪用于转位。即，rfid芯片372可这样用于转位：在弓形段120上安装射频标识(rfid)扫描仪170并读取rfid信息作为弓形段120在特定工位140的视界内的部分的转位的一部分。在这样的实施方式中，rfid芯片372本身是转位特征，并且连续地定位(例如，线性对准或非线性对准)在弓形段120的制造余量129上。rfid芯片372与各个连续定位的工位140(或自动化工位)对准并通信弓形段120的3d表征所需的细节。在一些实施方式中，这些rfid芯片372还包括用于工位140要执行的工作的指令。例如，在工位140在上机身(未示出)的不同弓形段120上工作，然后是下机身(未示出)的不同弓形段120，然后是另一型号的飞行器的不同段的实施方式中，嵌入到各个弓形段120中的rfid芯片372向工位140通信当前在工位140的视界内的特定弓形段120(和/或其部分)上需要完成什么工作(如果有的话)。
32.在此实施方式中，各个转位单元130包括互补特征134以用于插入到、夹住或以其它方式与设置在弓形段120的制造余量129处的转位特征124相互作用。转位单元130相对于工位140和/或甚至轨道110设置在固定的已知位置。在组装期间，弓形段120脉动一定距离(例如，至少等于小于弓形段120的长度的距离并且像框架间距的一小部分一样短的距离)，向转位单元130转位，并且由凹部127内的一个或更多个技术人员或一个或更多个机器人或机构在其上工作。即，弓形段120脉动到转位位置。每当弓形段120中的转位特征124与转位单元130中的互补特征134匹配时，弓形段120的位置被转位到凹部127内的轨道110、转位单元130和工位140共享的坐标空间中的已知位置。经由rfid芯片372的转位使得工位140知道工位140的视界内的特定部分或弓形段120的3d特性。工位140在工位140的视界内的特定部分或弓形段120上要执行的工作也被通信给工位140。具体地，各个转位单元130相对于工位140以已知偏移(例如，沿着三个轴)设置，意味着将弓形段120转位到转位单元130的动作导致弓形段120相对于工位140的位置已知(即，因为转位单元130相对于弓形段120处于已知位置，并且转位单元130相对于工位140处于已知偏移)。转位单元130也可根据需要设置在特定工位140处。在一个rfid转位场景中，使用与rfid扫描组合的转位来将弓形段120的上游3d扫描通信给工位140，并且还指示工位140在工位140的视界内的特定部分或弓形段120上要执行的工作。
33.在一个实施方式中，至少根据以下描述来执行转位。弓形段120形式的结构被承载在轨道110上，轨道110包括附连到工厂地板150的一组支柱112。弓形段120根据精确尺寸在铺设芯轴上制造，这种精确铺设使得转位特征124(和/或rfid)能够被精确地定位在弓形段120的制造余量129中。因此，一旦弓形段120位于精确定位的支柱112(以及可能地附加内模线(iml)或外模线(oml)强制工具)上，当转位特征124接合时弓形段120的3d位置和取向精确已知，而无需在各个工位140和/或其中的工作台142处经由探针或光学技术完整扫描。
34.可连同精确定位的导轨一起依赖脱模或以其它方式形成的弓形段120的相对刚度来帮助弓形段120维持期望的放样/iml 128/oml 126，并且无需在脉动组装期间任何实质的形状限定工具。在这种布置中，转位特征124相对于弓形段120的放样/iml128/oml 126精确地定位在弓形段120上或中，并且精确定位的导轨帮助将弓形段120从工位140无变形地传送到工位140。因此，在每个脉动之后快速且精确地知道(即，转位)弓形段120(例如，包括放样/iml 128/oml 126)的3d位置和取向，而无需每次弓形段120推进均重新扫描弓形段120。可在弓形段120脉动之间的暂停期间在多个工位140处执行转位，并且多个工位140可被转位到同一弓形段120以便在弓形段120的暂停期间执行更大密度的工作。
35.由于所执行的精确转位，各个工位140处的技术人员和/或自动化系统能够基于传达给工位140和/或那里的工具的信息确切知道将工具相对于弓形段120设置和/或定位在工位140处的哪里，以及当弓形段120在转位单元130的视界内时对弓形段120执行什么动作。然后，弓形段120的3d位置和取向和/或放样/iml 128/oml 126被建立或转位到工位140(以及设置在其中的任何工位)处使用的任何数控(nc)编程或自动化系统。因此，在弓形段120的每个脉动之后需要较少的设置时间或扫描。此外，在先前工位140中添加到弓形段120或从弓形段120移除的结构无论任何弓形段120模型或表示在系统内均可添加，而无需扫描弓形段120的改变。
36.即，可通过使弓形段120对准到转位单元130来执行弓形段120的转位。工位140与转位单元130具有已知关系，因此这也将弓形段120直接或间接转位到工位140。当两者处于已知关系时，工位140处的技术人员被转位到弓形段120，因为工位140和弓形段120之间存在已知关系。因此，对机身819的弓形段120进行转位可包括使弓形段120处的转位特征124与相对于工位140具有已知物理偏移的转位单元130处的互补特征134配合，使得该配合即刻导致弓形段120相对于工位140具有已知位置(例如，表征所转位的弓形段120的该段的期望3d特性)。这是因为转位单元130处的互补特征134的位置和尺寸被预先确定为适合弓形段120处于特定且精确确定的位置时。
37.轨道110、工位140和/或其它部件的操作由控制器160管理。在一个实施方式中，控制器160确定弓形段120沿着轨道110的进展(例如，基于来自技术人员的输入，根据自动化过程，例如来自相机或诸如线性或旋转致动器的物理传感器的输入)，并且使用该输入根据存储在数控(nc)程序中的指令来管理各种部件的操作。控制器160可被实现为例如定制电路、执行编程的指令的硬件处理器或其一些组合。在另外的实施方式中，控制器160操作一个或更多个扬声器180以指示脉动即将开始。
38.将关于图2a至图2b来讨论机身组装系统100的操作的例示性细节。对于此实施方式，假设机身819的弓形段120(例如，弓形段、三分之一筒段或任何合适的圆周部分)已脱模并等待组装工作(例如，修整、框架安装、检查或其它活动)。
39.图2a是示出在例示性实施方式中机身组装系统100的操作方法200的流程图。方法200的步骤参照图1的机身组装系统100来描述，但本领域技术人员将理解，方法200可在其它系统中执行。本文所描述的流程图的步骤并非全部包括，并且可包括未示出的其它步骤。本文所描述的步骤也可按替代顺序执行。
40.在步骤202中，将弓形段120(例如，半筒段)设置在工厂的轨道110处，使得弓形段120的凹部127面向工厂的地板150，并且弓形段120的支撑边缘122直接接触轨道110。换句
话说，弓形段120形成倒置的“u”形。在倒置的“u”的每一端，支撑边缘122由轨道110的辊114保持/支撑并且直接接触这些辊114。在一个实施方式中，将弓形段120固定到轨道110包括将弓形段120放置到轨道110上，使得支撑边缘122由辊114保持就位。
41.在步骤204中，弓形段120在工艺方向199上沿着轨道110同步地推进(例如，脉动)。在一个实施方式中，使弓形段120脉动包括使弓形段120脉动彼此相邻的转位特征124之间的距离。在另一实施方式中，弓形段120脉动框架间距(即，将被放置到段中的框架之间的距离)，但可利用任何合适的脉动距离。例如，脉动距离可包括弓形段120的全长或小于全长的一些部分。在一个实施方式中，在脉动期间在机身819的弓形段120之间留有至少3英尺或小于弓形段120的长度的脉动长度的一些其它倍数的间隙。这使得技术人员能够在工位140未被弓形段120占据的时间期间离开工位140。在工位140的这些“停机时段”期间也可执行维护。此外，技术人员可通过经过支撑边缘122下方或离开弓形段120紧邻工位140的末端来离开工位140。
42.在步骤206中，在弓形段120的脉动之间的暂停期间在弓形段120的凹部127内执行工作。经由设置在凹部127下方并且直接安装到工厂的地板150的工位140执行工作。在一些实施方式中，脉动之间的暂停持续几分钟至好多分钟(例如，十五至三十分钟)或一至两小时。对于所有工位，这些暂停相等。在这些暂停期间，工位140处的技术人员在弓形段120的iml 128上执行工作。即，工位140提供对iml工作区域的访问。设置在轨道110之外的工位140处的附加技术人员执行附加工作，并且机器也可参与弓形段120处的工作以执行诸如修整、切割、框架安装等的操作。
43.在暂停完成之后，工作进行到步骤204并且弓形段120脉动(例如，等于其长度的距离、框架间距或小于其长度的其它距离等)。在某些实施方式(例如，安装有地板网格的环境)中，弓形段120在一个或更多个脉动内保持在单个工位处以便多次接收附加工作。因此，在一个实施方式中，控制器160知道指派给各个脉动的时间量，并且确定机身819的弓形段120的脉动将发生在阈值时间段内(例如，在一分钟、十秒钟等内)。然后，控制器160操作扬声器180，扬声器180在阈值时间段期间传送听觉和/或视觉警告以确保技术人员和材料不会阻碍弓形段120的前进并且所有技术人员知道弓形段120即将推进。
44.通过在运输机身819的大弓形段120(例如，数十英尺长)的同时使得人员、工具以及工位140和任何工作台142能够保持静止，方法200提供了技术益处。此外，在机身的弓形段120的每个脉动之后工位(例如，工位140)不必被移除然后再次设置。这使得工位140和工作台142能够专门用于各种任务而无需移动。此外，由于多个工位140设置在单个机身弓形段120的凹部127内，所以可横跨多个工位140的视界内的机身819的弓形段120的各部分在同一暂停期间执行大量类型的工作(例如，钻孔、修整、密封等)。
45.工位140包括为特定工位140内执行的工作定制的工作台142。此特征增加了组装速度以及工厂地板150上的工作密度，因为可在脉动之间的暂停期间在机身819的段120上同时执行许多组装操作，从而增加工作密度。该机身组装系统100将弓形段120带到技术人员、任何工作台和工具处，而非将技术人员和工具带到弓形段120处。通过弓形段120的倒“u”(即，凹部127)提供给技术人员的通道允许固定的工作台142和关联的工具，同时使得弓形段120能够相对于工位140移动并暴露新的部分给工位140的视界。这节省了技术人员、工具和工作台的运输时间以及沿着弓形段120在多个位置处的重复设置。此外，方法200使得
弓形段120的运输时间能够转变为在弓形段120上执行工作的增值时间。
46.图2b是示出在例示性实施方式中操作机身组装系统100的方法250的流程图。步骤252包括使机身819的弓形段120的凹部127在工位140上方在工艺方向199上推进，导致弓形段120的iml 128的新的部分暴露于工位140。步骤254包括暂停机身的弓形段120。步骤256包括在暂停期间使材料(例如，在增材制造期间消耗并且不用作工具的紧固件和密封剂)和人员移入和移出工位140。尽管材料可在绝大多数暂停期间移入，但技术人员无需在每个暂停期间移入和移出工位140。在一个实施方式中，这包括材料和人员通过在弓形段120的末端下方进入或离开来移入和移出工位140。在另一实施方式中，这包括使材料和人员在由轨道110支撑的弓形段120的支撑边缘122下方推进(例如，在支柱112之间、经由工厂地板150下方的孔/滑槽等)。可利用这些技术及其他来将材料从进料线198供应到工位140。步骤258包括在暂停期间经由工位140在机身819的弓形段120上执行工作。可针对连续布置的机身819的一系列弓形段120中的每一个迭代地重复方法250，使得一系列弓形段120在工艺方向199上迭代地同步推进。此外，暂停在弓形段120之间同步，以创建操作工位140的均匀时段。
47.图3是在例示性实施方式中行进通过机身组装系统100的机身(例如，图9中所示的机身819)的弓形段120的立体图。在此实施方式中，弓形段120包括凹部127以及转位到转位单元130的转位特征124。轨道110包括多个支柱112，各个支柱112包括固定并在工艺方向199上驱动弓形段120的辊114。
48.图3还描绘了工厂地板150和射频标识(rfid)扫描仪170。rfid扫描仪170通过读取/扫描设置在/附接到材料上或穿戴在人员上的rfid芯片372来检测进出组装区131的材料(例如，框架、废料、工具等)和/或人员的经过。此外，一个或更多个rfid扫描仪170检测嵌入在弓形段120的制造余量129中的rfid芯片372。基于嵌入的rfid芯片中检测到的信息，针对其各个纵长部分确定弓形段120的3d特性，并且还可由此确定指令。
49.图4是在例示性实施方式中用于机身组装系统100的工作台400的正视图，并且与图3的观察箭头4对应。在图4中，工作台400被细分成分段410，各个分段410物理地支撑平台414处的技术人员416。可经由台阶412到达平台414。工作台400被直接固定到工厂地板150，例如经由螺栓或其它紧固件。这种布置意味着工作台400不需要附连到机身819的弓形段120，并且还使得技术人员能够快速且容易地直接从工厂地板150升高以检查凹部127。这种布置还确保了工作台400的位置相对于轨道110精确地已知。因此，技术人员416能够通过安装框架、窗框和/或门框或其它内部工作来在凹部127上工作。在另外的实施方式中，工位具有适合于在包括工作台400的工位处执行的工作的专门配置。工作台400也可实现于诸如冠部模块单元或地板网格安装单元的静止单元中。
50.图5是在例示性实施方式中用于机身组装系统100的可延伸工作台500的正视图，并且与图3的观察箭头4对应。可延伸工作台500包括直接附连到工厂地板150的基座530。臂520从基座530延伸，并且被驱动以调节平台510相对于凹部127的垂直位置。以这种方式，调节可延伸工作台500的垂直位置使可延伸工作台500处的技术人员朝着机身段的凹部127移动。这使得技术人员能够可控地升高并检查凹部127。从该位置，技术人员还可在凹部127上执行工作，包括安装框架、窗框和/或门框或其它内部工作。工作台500可具有适合于特定工位和该工位140处执行的工作的专门配置。在另外的实施方式中，工作台500为数控的并且包括防止将导致与凹部127的冲突的延伸量的安全传感器。
51.图6是示出在例示性实施方式中操作机身组装系统100的另一方法600的流程图。在步骤602中，将机身819的弓形段(例如，弓形段120)设置在工厂的轨道110处，使得机身819的弓形段120的凹部127面向工厂的地板150，并且机身819的弓形段120的支撑边缘122直接接触轨道110。换句话说，弓形段120形成倒置的“u”形。在倒置的“u”的每一端，支撑边缘122由轨道110的辊114保持/支撑并且直接接触这些辊114。在一个实施方式中，将弓形段120固定到轨道110包括将弓形段120放置到轨道110上，使得支撑边缘122由辊114保持就位。
52.在步骤604中，机身819的弓形段120在工艺方向199上沿着轨道110同步地脉动，凹部127向下取向。在一个实施方式中，使机身819的弓形段120脉动包括使段脉动彼此相邻的转位特征124之间的距离。在另一实施方式中，弓形段120脉动框架间距(即，将被放置到机身段中的框架之间的距离)，但可利用任何合适的脉动距离。在脉动之间的暂停期间，材料经过通道前进到组装区131，并且rfid扫描仪170设置在通道处。这样，在脉动之间的暂停期间，材料经过机身819的弓形段120之间的间隙。
53.在步骤606中，操作rfid扫描仪170。rfid扫描仪170识别经由进料线198适时(jit)提供给增材制造工位(例如，工位140)的材料流。如本文所使用的，材料被jit提供是指它们根据需要提供给工位140，而工位140无需暂停或延迟操作以等待接收材料。同时，材料的jit配送还指示工位140不需要维持大量材料储备(例如，超过一小时或一天的操作的材料)。提供材料以进出由轨道110界定的组装区131。在一个实施方式中，操作rfid扫描仪170包括读取设置在材料处的rfid芯片372。
54.在另外的实施方式中，rfid扫描仪170设置在组装区131的预定义的入口或出口点处。这确保了材料经过rfid扫描仪170并且能够被检测到。材料包括消耗性材料、集成到机体中的材料(例如，用于机身的框架)、工具、传感器、废料或能够接收rfid芯片372的任何其它部件。
55.在一个实施方式中，rfid芯片372从其它唯一地识别每种类型的材料和/或实例，这允许跟踪不同类型的材料、材料的实例等。即，本文所使用的rfid芯片372被构造为包括它们所伴随的事物的类型(例如，框架、紧固件、工具等)的标识符以及该类型的序列号。这唯一地标识各个进入的部件，这对于跟踪并确保向工位140提供材料和/或工具的适时(jit)进料线198的配送时间非常有益。利用rfid芯片372来跟踪各个部件向各个工位的jit配送。因此，进入工位的各项(例如，框架或窗框等)具有提供可唯一标识的rfid信息的rfid芯片372，并且进料线198可包括rfid扫描仪170，其向工位140发送rfid信息以用于组装。在另外的实施方式中，rfid芯片372还由人员穿戴，这允许跟踪组装区131处的人员。以这种方式，操作rfid扫描仪170以跟踪进出由轨道110界定的组装区131的人员流(例如，通过读取人员所穿戴的rfid芯片372)。
56.在另外的实施方式中并且如图3中所讨论的，经由rfid跟踪可用于方便转位。在这样的实施方式中，rfid芯片372被安装到弓形段120并且作为转位的一部分读取特定工位140的视界内的弓形段120的纵长部分。rfid芯片372作为连续定位的转位特征124在弓形段120的制造余量129处操作，但不必与其它rfid芯片372线性对准。rfid芯片372与各个连续定位的工位140对准并且通信弓形段120的控制器160处存储的3d表征的细节以及工位140的指令。图7描绘了在例示性实施方式中跟踪材料和/或人员进入和/或离开制造环境700的
组装区131的移动的射频标识(rfid)扫描仪170。因此，来自rfid扫描仪170的输入可用于在任何时间点确定工位140(例如，增材制造工位)内的人员，或在任何时间点确定工位140内的材料。
57.图7呈现了与图3的观察箭头7对应的俯视图。在图7中，rfid扫描仪170设置在轨道110的边界之外，并且位于通往工位140的通道760中。机身819的弓形段120在工艺方向199上前进，并且间歇地阻挡通道760。然而，多组通道760和rfid扫描仪170按间隔设置，这确保了在脉动期间至少一个通道760始终可用，以便于扫描进入和出去的材料。在另一实施方式中，通道每一侧的rfid扫描仪170不需要扫描材料流和rfid芯片752以便于这些材料被rfid扫描仪170检测到。rfid扫描仪170不需要附接到支柱112，而是应该相对于通道定位。
58.材料750来自进料线198，并且可包括诸如框架、窗框/门框或者甚至紧固件的结构元件。用于紧固件的rfid芯片752可被放置在容器中或以其它方式与紧固件关联。材料750经由通道760进入和离开工位140，在那一点来自rfid扫描仪170的无线电能量激活与相对于(例如，进出)工位140移动的材料750联接(例如，经由可移除粘合剂附连到其上、与材料制成一体、或者伴随材料包装等)的rfid芯片752或联接到相对于工位140移动的人员的rfid芯片。
59.图7还描绘了技术人员770，其是穿戴rfid芯片754(例如，徽章、衣物、安全设备物品等上)的许多人员之一，rfid芯片754允许在技术人员通过通道760前进时跟踪。控制器160跟踪rfid扫描仪170所获取的读数以在任何时间点确定工位或工位140的工位(未示出)内的(人员和材料)内容。在一个实施方式中，控制器160联接到rfid扫描仪170并且还操作向工位140供应材料流的进料线198。rfid扫描仪170联接到进料线198。基于来自rfid扫描仪170的输入，控制器160通过控制进料输入到工位或工位140处的工位中的材料750的进料线198的节拍时间来控制材料进入工位和/或工位140的工位的速率。在一个实施方式中，从进料线198到工位140中的流速基于由控制器160执行的进料线198的节拍时间的反馈控制。即，如果材料太快或太慢流向工位140，则控制器160可根据需要引导进料线198减小或增加制造/配送速率。
60.在另一实施方式中，某些通道760用作专用入口，其它用作专用出口。这增加了控制器160确定技术人员或材料进入还是离开的容易程度。即，出口处的rfid芯片752的检测指示材料正在离开工位140，而入口处的rfid芯片752的检测指示材料正在进入工位140。如果在出口处识别出rfid芯片752，但还未确定为进入组装区131，则控制器160可假设关联的材料或人员正在进入组装区131，更新跟踪数据，和/或可使扬声器180鸣叫以指示试图经由旨在用作出口的通道进入。
61.在另外的实施方式中，控制器160基于所检测到的rfid芯片752维持组装区131内的材料和人员的实时列表。控制器160还利用这些列表生成报告，并且将它们以电子方式发送给人员以便于查看。基于来自人员的输入，控制器160解决列表中的冲突，和/或经由扬声器180和/或组装线中的视觉信号发出通知。
62.图7所示的布置允许基于进料线198的节拍时间的基于反馈的控制来控制从进料线198向增材制造工位中的流速。还允许确定增材制造工位内的材料或人员(例如，通过读取联接到人员/由人员穿戴或联接到材料的rfid芯片752来操作rfid扫描仪170)。该布置还允许材料通过通道进入增材制造工位中，使材料和/或人员经过轨道110下面进入增材制造
工位，使人员在脉动期间在脉动之间的暂停期间通过机身819的弓形段120之间的间隙等。
63.示例
64.在以下示例中，在机身组装系统100的上下文中描述附加工艺、系统和方法。
65.更具体地参照附图，本公开的实施方式可在如图8所示的方法800中的飞行器制造和服务以及如图9所示的飞行器802的上下文中描述。在生产前，方法800可包括飞行器802的规格和设计804以及材料采购806。在生产期间，进行飞行器802的部件和分总成制造808以及系统集成810。此后，飞行器802可经过认证和配送812以便投入服务814。在顾客投入服务时，为飞行器802安排例行维修和保养工作816(也可包括修改、重新配置、改造等)。本文中具体实现的设备和方法可在方法800中描述的任一个或更多个合适的生产和服务阶段(例如，规格和设计804、材料采购806、部件和分总成制造808、系统集成810、认证和配送812、服务814、维修和保养816)期间和/或飞行器802的任何合适部件(例如，机体818、系统820、内部822、推进系统824、电气系统826、液压系统828、环境830)采用。
66.方法800的各个处理可由系统集成商、第三方和/或运营商(例如，顾客)来执行或完成。为了本说明书的目的，系统集成商可包括(但不限于)任何数量的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可包括(但不限于)任何数量的卖方、分包商和供应商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军方实体、服务组织等。
67.如图9所示，通过方法800生产的飞行器802可包括具有多个系统820和内部822的机体818。系统820的示例包括推进系统824、电气系统826、液压系统828和环境系统830中的一个或更多个。可包括任何数量的其它系统。尽管示出了航空航天示例，但本文所描述的原理可应用于其它行业，例如汽车行业。
68.如上面已经提及的，本文中具体实现的设备和方法可在方法800中描述的任一个或更多个生产和服务阶段期间采用。例如，与部件和分总成制造808对应的部件或分总成可按照与飞行器802投入服务时生产的部件或分总成相似的方式来加工或制造。另外，一个或更多个设备实施方式、方法实施方式或其组合可在分总成制造808和系统集成810期间使用(例如，通过显著加快飞行器802的组装或降低飞行器802的成本)。类似地，一个或更多个设备实施方式、方法实施方式或其组合可在飞行器802投入服务时(例如但不限于在维修和保养816期间)使用。因此，新颖实施方式可在本文所讨论的任何阶段或其任何组合(例如，规格和设计804、材料采购806、部件和分总成制造808、系统集成810、认证和配送812、投入服务814、维修和保养816)和/或飞行器802的任何合适部件(例如，机体818、系统820、内部822、推进系统824、电气系统826、液压系统828和/或环境830)中使用。
69.在一个实施方式中，零件包括机体818的一部分，并且在部件和分总成制造808期间制造。零件然后可在系统集成810中被组装成飞行器，然后在服务814中使用，直至磨损使得零件无法使用。然后，在维修和保养816中，零件可被丢弃并用新制造的零件替换。可贯穿部件和分总成制造808使用本发明的部件和方法以便制造新的零件。
70.附图中示出或本文中描述的各种控制元件(例如，电气或电子部件)中的任一个可被实现为硬件、实现软件的处理器、实现固件的处理器或者这些的一些组合。例如，元件可被实现为专用硬件。专用硬件元件可被称为“处理器”、“控制器”或者一些相似的术语。当由处理器提供时，可由单个专用处理器，由单个共享处理器，或者由多个单独的处理器(其中一些可被共享)提供功能。此外，术语“处理器”或“控制器”的明确使用不应被解释为专指能
够执行软件的硬件，可隐含地包括(但不限于)数字信号处理器(dsp)硬件、网络处理器、专用集成电路(asic)或其它电路、现场可编程门阵列(fpga)、用于存储软件的只读存储器(rom)、随机采取存储器(ram)、非易失性存储装置、逻辑或者一些其它物理硬件组件或模块。
71.另外，控制元件可被实现为指令，其可由处理器或计算机执行以执行元件的功能。指令的一些示例是软件、程序代码和固件。指令在由处理器执行时可指示处理器执行元件的功能。指令可被存储在可由处理器读取的存储装置上。存储装置的一些示例是数字或固态存储器、磁存储介质(例如，磁盘和磁带)、硬盘驱动器或光学可读数字数据存储介质。
72.在不偏离范围由随附权利要求限定的事实的情况下，本公开还包括以下例示性条款。
73.1.一种用于制造飞行器(802)的机身(819)的方法，该方法包括：
74.将机身(819)的弓形段(120)设置在工厂的轨道(110)处，使得机身(819)的弓形段(120)的凹部(127)面向工厂的地板(150)，并且机身(819)的弓形段(120)的支撑边缘(122)直接接触轨道(110)；
75.将机身(819)的弓形段(120)在工艺方向(199)上沿着轨道(110)同步地推进；以及
76.在机身(819)的弓形段(120)的脉动之间的暂停期间在机身(819)的弓形段(120)的凹部(127)内经由设置在凹部(127)下方并直接安装到工厂的地板(150)的工位执行工作。
77.2.根据条款1所述的方法，其中：
78.将机身(819)的弓形段(120)推进的步骤包括使机身的弓形段(120)脉动。
79.3.根据条款1或2所述的方法，还包括：
80.调节工位(140)相对于机身(819)的弓形段(120)的凹部(127)的垂直位置。
81.4.根据条款1至3中的任一项所述的方法，还包括调整工位(140)的尺寸以：
82.适应特定类型的工作；
83.方便人员对工位(140)的工位进出；和/或
84.方便材料对工位(140)的工位进出。
85.5.根据条款1至4中的任一项所述的方法，还包括：
86.操作射频标识(rfid)扫描仪(170)，该rfid扫描仪(170)跟踪：
87.进出由轨道(110)界定的组装区(131)的材料流；
88.进出工位(140)的材料流；
89.进出由轨道(110)界定的组装区(131)的人员流；和/或
90.进出工位(140)的人员流。
91.6.根据条款1至5中的任一项所述的方法，还包括：
92.确定机身(819)的弓形段(120)的脉动将发生在阈值时间段内；以及
93.在阈值时间段期间传送听觉警告。
94.7.一种用于制造飞行器(802)的一部分的方法，可选地根据前述条款中的任一项所述的用于制造机身的方法，该方法包括：
95.将机身(819)的弓形段(120)的凹部(127)在静止工位(140)上方在工艺方向(199)上推进；以及
96.在机身(819)的弓形段(120)上经由工位(140)执行工作。
97.8.根据条款7所述的方法，其中：
98.将凹部(127)推进的步骤导致机身(819)的弓形段(120)的内模线(iml)(128)的新的部分暴露于工位。
99.9.根据条款7或8所述的方法，还包括：
100.暂停机身的弓形段(120)。
101.10.根据条款9所述的方法，其中：
102.在机身(819)的弓形段(120)上经由工位(140)执行工作的步骤在暂停期间执行。
103.11.根据条款7至10中的任一项所述的方法，还包括：
104.使材料和人员移入和移出工位。
105.12.根据条款7至11中的任一项所述的方法，其中：
106.弓形段(120)与机身的其它弓形段(120)同步地推进。
107.13.根据条款7至12中的任一项所述的方法，还包括：
108.扫描嵌入在弓形段(120)的制造余量(129)中的射频标识符(rfid)芯片(372)。
109.14.根据条款7至13中的任一项所述的方法，还包括操作射频标识(rfid)扫描仪(170)，其跟踪：
110.进出工位(140)的材料流；和/或
111.进出工位(140)的人员流。
112.15.一种用于制造飞行器(802)的机身(819)的方法，可选地根据先前条款中的任一项所述的方法，该方法包括：
113.使机身(819)的弓形段(120)沿着轨道(110)在工艺方向(199)上同步地脉动，凹部(127)向下取向；以及
114.识别经由进料线(198)适时(jit)提供给在弓形段(120)上执行工作的增材制造工位(140)的材料流。
115.16.根据条款15所述的方法，还包括：
116.将机身(819)的弓形段(120)设置在轨道(110)处，使得机身(819)的弓形段(120)的支撑边缘(122)直接接触轨道(110)。
117.17.根据条款15或16所述的方法，其中：
118.增材制造工位(140)包括工作台(142,400,500)。
119.18.根据条款15至17中的任一项所述的方法，还包括：
120.经由射频标识(rfid)扫描仪(170)识别rfid芯片(372)，所述rfid芯片(372)联接到：
121.相对于增材制造工位(140)移动的材料；和/或
122.相对于增材制造工位(140)移动的人员。
123.19.根据条款15至18中的任一项所述的方法，其中：
124.材料流经由进料线(198)被供应给增材制造工位(140)。
125.20.根据条款15至19中的任一项所述的方法，还包括：
126.使材料通过通道进入增材制造工位(140)。
127.21.根据条款15至20中的任一项所述的方法，还包括：
128.使材料经过轨道(110)下方进入增材制造工位(140)。
129.22.根据条款15至21中的任一项所述的方法，还包括：
130.使人员经过轨道(110)下方进入增材制造工位(140)。
131.23.根据条款15至22中的任一项所述的方法，还包括：
132.在脉动期间使人员在脉动之间的暂停期间通过机身(819)的弓形段(120)之间的间隙。
133.24.根据条款15至23中的任一项所述的方法，还包括：
134.确定增材制造工位(140)内的人员。
135.25.根据条款24所述的方法，其中：
136.确定人员的步骤包括通过读取人员所穿戴的射频标识(rfid)芯片(372)来操作rfid扫描仪(170)。
137.26.根据条款15至25中的任一项所述的方法，还包括：
138.确定增材制造工位(140)内的材料。
139.27.根据条款15至26中的任一项所述的方法，还包括：
140.基于进料线(198)的节拍时间的反馈控制来控制从进料线(198)向增材制造工位(140)中的流速。
141.28.根据前述条款中的任一项所述的方法组装的飞行器(802)的一部分。
142.29.一种具体实现编程的指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由处理器执行时能够操作以用于执行根据条款1至27中的任一项所述的方法。
143.30.一种用于制造飞行器(802)的机身(819)的系统(100)，该系统(100)包括：
144.轨道(110)，其使机身(819)的弓形段(120)在工艺方向(199)上同步地推进，同时保持弓形段(120)，使得机身(819)的弓形段(120)的凹部(127)面向工厂的地板(150)，并且同时机身(819)的弓形段(120)的支撑边缘(122)直接接触轨道(110)；以及
145.工位(140)，其设置在凹部(127)下方，物理地支撑至少一个技术人员，并且直接安装到工厂的地板(150)。
146.31.根据条款30所述的系统(100)，其中：
147.工位包括可延伸的工作台(142,400,500)。
148.32.根据条款30或31所述的系统(100)，其中：
149.轨道(110)包括在工艺方向(199)上分离的离散的一系列支柱(112)。
150.33.根据条款30至32中的任一项所述的系统(100)，其中：
151.轨道(110)包括驱动机身的弓形段(120)的电机(115)。
152.34.根据条款30至33中的任一项所述的系统(100)，还包括：
153.射频标识(rfid)扫描仪(170)，其读取嵌入在机身的弓形段(120)中的rfid芯片(372)。
154.35.根据条款30至34中的任一项所述的系统(100)，其中，工位的尺寸被调整为：
155.适应特定类型的工作；
156.方便人员对工位的工位进出；和/或
157.方便材料对工位的工位进出。
158.36.根据条款30至35中的任一项所述的系统(100)，还包括：
159.射频标识(rfid)扫描仪(170)，其跟踪进出工位(140)的材料流和/或进出工位(140)的人员流。
160.37.一种用于制造飞行器(802)的机身(819)的系统(100)，可选地根据条款30至36中的任一项所述的系统，该系统(100)包括：
161.轨道(110)，其使机身(819)的弓形段(120)在工艺方向(199)上脉动，同时保持弓形段(120)以使得凹部(127)向下取向，并且同时机身(819)的弓形段(120)的支撑边缘(122)直接接触轨道(110)；以及
162.射频标识(rfid)扫描仪(170)，其设置在轨道(110)处，识别相对于工位(140)的材料流。
163.38.根据条款37所述的系统(100)，其中：
164.轨道(110)使机身(819)的弓形段(120)同步地脉动。
165.39.根据条款37或38所述的系统(100)，其中：
166.轨道(110)保持机身(819)的弓形段(120)，使得机身(819)的弓形段(120)的凹部(127)面向工厂的地板(150)。
167.40.根据条款37至39中的任一项所述的系统(100)，其中：
168.rfid扫描仪(170)读取联接到材料的rfid芯片(372)和/或联接到进出工位(140)的人员的rfid芯片(372)。
169.41.使用条款30至40中的任一项所述的系统(100)制造飞行器(802)的一部分。
170.42.一种用于跟踪推进组装线的工位(140)的进出的设备，该设备包括：
171.射频标识符(rfid)扫描仪(170)，其联接到工位(140)；以及
172.rfid芯片(372)，其相对于工位(140)移动。
173.43.根据条款42所述的设备，其中：
174.rfid扫描仪(170)联接到工位(140)的进料线(198)。
175.44.根据条款42或43所述的设备，其中：
176.rfid芯片(372)联接到相对于工位(140)移动的材料或联接到相对于工位(140)移动的人员。
177.45.根据条款42至44中的任一项所述的设备，还包括：
178.控制器(160)，其联接到rfid扫描仪(170)并且操作进料线(198)。
179.46.使用条款42至45中的任一项所述的设备组装的飞行器(802)的一部分。