[发明专利]用于实时可变的针喷丸成形的控制反馈回路

说明书

相关申请的交叉引用

根据美国专利申请号14/031,771，本申请是2013年9月19日提交的题为“Control Feedback Loop for Real-Time Variable Needle Peen Forming”的美国专利申请的相关申请，通过引用将其全部内容结合于本申请中。

技术领域

本公开内容涉及使用机械系统来改变金属部件(part)的物理特性。更具体地说，本公开内容涉及制造用于飞机和航空航天工业中的金属组件(components)的机械加工(诸如喷丸金属工件)的方法和装置。

背景技术

众所周知，通过使用诸如震动喷丸、超声喷丸、和激光喷丸等现有系统将包括片状或板状金属的金属工件加工成有用组件。虽然这种系统非常有效，但在为了达到满足组成部件(component part)的设计要求而需要通过进一步喷丸来额外加工工件或部件时，有时会出现问题。这种额外加工增加了加工的部件的制造成本。

在已通过引用合并于本文的以上确定(above identified)相关的申请中，公开了使用可调参数来控制将金属工件撞击成最终金属组件。与现有系统所得的结果相比，这种控制提供显著更有效的金属组件的加工。

当前，存在一种提供将金属工件加工成最终金属组件的系统的需要，其中，比现有系统进行更为有效的加工，此外，与相关申请中所描述的系统结合以提供高效的多重撞击系统(multiple impacting system)，该系统涉及很少(如果有的话)的额外加工时间来实现最终金属组件。

通过比较这些系统与如参考附图而在本申请的剩余部分中阐述的本公开内容，常规和传统方法的进一步的限制和缺点对本领域的技术人员来说将变的显而易见。

根据美国专利申请号14/013,690，本申请是与其同日，即，2013年9月19日提交的题为“Method and Apparatus for Impacting Metal Parts for Aerospace Applications”的美国专利申请的相关申请。

发明内容

在本公开内容的一个方面中，提供一种用于加工并改变金属工件的物理特性而成为最终金属组件的方法。通过先前的测试建立预定加工参数用于实现最终金属组件。工件在物理特性的变化过程中被牢固地放置。工件的表面被从动构件多次撞击以实现最终金属组件的同时通过预定加工参数控制撞击。方法包括在撞击期间感测工件的当前现有的物理状态(physical condition)。随着工件的物理状态被改变，根据工件的当前现有状态的感测将预定加工参数调整为调整后的加工参数(adjusted processing parameters)。对工件的表面施加进一步的撞击的同时利用调整后的加工参数控制撞击。

本公开内容的另一方面涉及一种用于加工和成形(forming)金属工件的轮廊的方法。建立预定加工参数用于实现(achieving)工件的轮廊。设置控制器并且将预定加工参数安装在控制器中。设置端部执行器并且将从动构件安装在端部执行器上。端部执行器和控制器互相通信。工件被定位成用于加工直到工件被实现(achieving)轮廊。设置从动构件用于多次撞击工件的表面以在预定加工参数的控制下实现工件的轮廊。传感器在撞击期间监测工件的现有的物理状态。操纵器与控制器通信以定位并且在预定加工参数控制下通过预定运动路径移动端部执行器。响应于从传感器接收的工件的现有的物理状态，预定加工参数被调整为调整后的加工参数。对工件的进一步撞击是在调整后的加工参数的控制下。

本公开内容的又一方面涉及提供一种用于改变金属工件的物理特性而成为金属组件的装置。设置支撑件(support)用于安置加工期间的工件。从动构件对工件的表面施加多次撞击。具有预定加工参数的控制器连接至从动构件用于在预定加工参数的控制下对工件的表面施加多次撞击以改变金属工件的物理特性。设置传感器用于当从动构件对工件施加多次撞击时感测工件的现有物理状态。反馈系统将感测的工件的物理状态传输至控制器，以响应于工件的现有的物理状态将预定加工参数调整为调整后的加工参数用于进一步撞击以实现金属组件。

已讨论的特征、功能和优点可以在各实施方式中独立实现，但也可以与其他实施方式组合来实现，其进一步的细节可参照以下的书面说明和附图来理解。

附图说明

图1是表示用于加工金属工件的物理特性而成为最终金属组件的装置、方法和系统的流程图；

图2是撞击金属工件的从动构件的示意性的、简化的示图；