[发明专利]具有孔测量能力的钻孔机

说明书

背景技术

在商用飞机的制造期间，成千上万的精确定位的直孔可以被钻孔。这些孔由包括钻孔末端受动器的自动系统被钻取。

在一组孔被钻完之后，被钻的孔被检查以确保其在公差范围内。该检查不是简单地包含核对单一的孔的直径。更确切的说，该检查包含核对每个孔在不同深度的直径和圆度以确保每个孔是直的（而不是圆锥或者沙漏状）。通常，该检查由品质保证（QA）员执行，他同时检查一大批孔。

考虑钻头在钻孔时变得有缺口的情况。由于有缺口的钻头，钻孔超出公差范围。随后由有缺口的钻头钻出的孔也是超出公差范围的。不幸的是，那些随后超出公差的孔直到QA检查才能被识别。

使由损坏的钻头钻的孔的数量最小化是期望的。更加通常地，使超出公差的孔的数量最小化是期望的。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种系统，其包括钻孔机；电容性探针；和安装到该机器的探针部署系统，其用于在被该机器钻的孔内移动电容性探针以在不同的深度测量孔。

有利地，探针部署系统包括用于在钻孔内逐渐移动探针的压电电机。有利地，探针部署系统进一步包括用于从初始位置移动探针到在钻孔上的部署位置的执行器被附接到臂上。有利地，该探针部署系统进一步包括减震器和限位开关，该减震器减少由停止臂带来的突然震动，该减震器和限位开关准确地定位探针。有利地，该钻孔机包括钻孔末端受动器；并且其中该系统进一步包括用于移动该末端受动器的自动机械或者起重机架；和被安装到钻孔末端受动器的控制盒，其用于控制探针部署系统、处理探针数据以及将处理的数据与自动机械或者起重机架通信。有利地，该系统进一步包括被安装到钻孔机上的环规，该环规具有用于校准探针的校准开口。

根据本公开的另一方面，一种方法被提供，其包括使用文中描述的系统，以在工件内钻孔并在钻孔后立即测量钻孔。有利地，该方法进一步包括报告孔测量数据用于后处理，其中后处理包括执行钻头寿命估计。有利地，测量钻孔包括使用在探针与钻孔壁之间的间隙尺寸用于调整探针与钻孔二者的同心度。

根据本公开的另一方面，一种系统被提供，其包括钻孔末端受动器；包括杆和多个围绕该杆的电容传感器的电容性探针；和安装到末端受动器的探针部署系统，其为了在由末端受动器钻的孔内移动电容性探针以在不同深度测量孔。所述探针部署系统包括用于在钻的孔上移动探针的执行器和用于逐渐地移动探针到钻孔内的不同深度的压电电机。该系统进一步包括安装到钻孔末端受动器的控制盒，其用于控制执行器和电机并且用于处理探针数据以确定钻孔是否在公差范围内。

有利地，该装置进一步包括被安装到钻孔末端受动器的校准环规，该环规具有用于校准探针的校准开口。有利地，该钻孔末端受动器包括具有钻孔通道的压力脚；并且其中该探针部署系统包括用于从压力脚外侧的初始位置摇摆探针到钻孔通道内的部署位置的臂，该臂由执行器移动。有利地，该探针通过活动支架被附接到臂上。有利地，该探针部署系统进一步包括用于减少由停止臂带来的突然震动并且还准确定位探针的减震器。

根据本公开的另一个方面，一种孔测量装置被提供，其包括电容性探针，其包括杆和多个围绕杆的电容传感器；和压电电机，其用于在孔内移动该传感器以测量孔的轮廓。

有利地，该装置进一步包括具有用于校准探针的校准开口的环规。有利地，该装置进一步包括被安装到末端受动器的臂，该末端受动器具有压力脚，所述臂用于从压力脚外侧的初始位置摇摆探针到压力脚内的部署位置。有利地，该探针通过活动支架被附接到臂上。

附图说明

图1是包括钻孔机和孔测量装置的系统的图示。

图2是电容性探针的图示。

图3A和3B是钻孔末端受动器和孔测量装置的图示。

图4A和4B是探针部署系统的实施例的图示。

图5是控制盒的实施例的图示。

图6A-6D是使用钻取末端受动器和孔测量装置的方法的图示。

具体实施方式

参照图1，其示出了一种系统110，其包括用于在工件上制造精确孔的钻孔机120。该系统110还包括用于移动钻孔机120的自动机械或者起重机架130。

该系统110进一步包括孔测量装置140，其包括探针150、探针部署系统160和控制器170。在控制器170的控制下，该探针部署系统160在钻孔上移动孔探针150并随后进入被钻取的孔。一旦探针150在钻孔内，部署系统160可以移动探针150到钻孔的不同深度。在每个深度，该探针150可以测量钻孔的直径和圆度。通过在钻孔的不同深度采取这些测量，钻孔的轮廓被获得。