Гибкая система держателей для механической обработки деталей

Гибкая система держателей для механической обработки деталей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится, по существу, к устройствам для позиционирования деталей, в частности к устройствам позиционирования, способным поддерживать детали, которые обрабатывают, обрезают, сверлят, фрезеруют и/или осматривают.

Уровень техники

Производственные системы часто включают в себя опору и обрабатывающий инструмент для механической обработки детали, удерживаемой опорой. Может быть необходимым обработать детали (например, сборочные секции самолетов, фюзеляжи, обшивки крыла, корпуса двигателей или другие конструкции), которые имеют сложную геометрию. Традиционные опоры часто имеют группу вертикально выдвигаемых модулей, способных принимать различные конфигурации таким образом, что модули взаимодействуют, чтобы поддерживать детали. Модули могут перемещаться горизонтально вдоль рельсов в различные положения под деталью. К сожалению, для перемещения этих модулей вдоль рельсов используются сложные приводные устройства. Эти сложные приводные устройства часто требуют значительного количества тренингов для пользователей, частого обслуживания, рекалибровки и дорогих управляющих устройств. Кроме того, может быть сложно или невозможно увеличить или уменьшить число модулей, установленных на рельсах, если приводные устройства сконструированы специально для постоянного числа модулей, за счет этого ограничивая производственную гибкость. Соответственно, эти типы производственных систем могут быть непригодными для обработки конструкций, которые обычно используются во многих отраслях, таких как аэрокосмическая промышленность.

Устройства крепления группы держателей часто используются, чтобы поддерживать относительно большие обрабатываемые детали, такие как сборочные секции самолета. Группа неподвижных или подвижных панелей с держателями постоянной высоты может опираться на два горизонтальных рельса. Такие типы устройств для крепления группы держателей могут быть непригодны для обработки деталей, имеющих различную геометрию, особенно деталей с большой кривизной (например, участок фюзеляжа) со сложной геометрией. Соответственно, группы держателей с постоянной высотой часто могут быть заменены группой держателей, имеющих различную высоту или которые были неоднократно переустановлены, чтобы обработать различные детали, приводя к значительному простою при обработке и потере производительности.

Раскрытие изобретения

Производственная система может включать в себя установку для водоструйной резки или фрезерный станок для обработки детали, удерживаемой гибкой системой держателя. Гибкая система держателя может иметь различные конфигурации для удержания деталей различных типов, таких как панели, фюзеляжи, обшивки крыла, корпуса двигателей или другие большие сложные конструкции. Система держателя, в некоторых вариантах осуществления изобретения, включает в себя первый несущий рельс и второй несущий рельс, расположенный на расстоянии от первого несущего рельса. Первый и второй несущие рельсы поддерживают множество составляемых держателей, которые содействуют позиционированию детали. Держатели имеют высоту, регулируемую вдоль их длины для согласования с формой детали. Система держателя может удерживать деталь неподвижно или может перемещать деталь между любым числом требуемых положений.

В некоторых вариантах осуществления изобретения система для поддерживания детали включает в себя раму и перестраиваемый держатель. Рама включает в себя первый несущий рельс, второй несущий рельс и принимающее окно между первым несущим рельсом и вторым несущим рельсом. Первый несущий рельс имеет множество дискретных первых установочных областей, разнесенных друг от друга вдоль длины первого несущего рельса. Второй несущий рельс имеет множество дискретных вторых установочных областей, разнесенных друг от друга вдоль длины второго несущего рельса. Первые установочные области и соответствующие вторые установочные области образуют множество установочных положений, проходящих в поперечном направлении между первым несущим рельсом и вторым несущим рельсом. Держатель имеет такие размеры, чтобы опираться на первый несущий рельс и на второй несущий рельс и поддерживать, по меньшей мере, один участок детали.

Держатель может включать в себя один или более жестких элементов (например, балки), группу исполнительных механизмов, закрепленные инструменты, распорки или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления изобретения группа исполнительных механизмов жестко соединена с балкой таким образом, что свободные концы исполнительных механизмов для контакта с деталью перемещаются от балки к балке. В некоторых вариантах осуществления изобретения держатель дополнительно включает в себя первый блокирующий механизм на первом конце держателя и второй блокирующий механизм на втором конце держателя, который противоположен первому концу. Первый и второй блокирующие механизмы выполнены с возможностью соединения с парой из первой и второй установочных областей для удержания держателя в известном установочном положении, проходящем между парой из первой и второй установочных областей при нахождении первого блокирующего механизма и второго блокирующего механизма в заблокированных положениях. Держатель является подвижным по отношению к раме при нахождении первого и второго блокирующих механизмов в разблокированных положениях.

В некоторых вариантах осуществления изобретения предложена производственная система для обработки деталей. Производственная система включает в себя неподвижную раму и множество держателей, а также устройство для механической обработки, такое как устройство для водоструйной обработки или фрезерное устройство. Неподвижная рама имеет первый несущий рельс и второй несущий рельс. Первый несущий рельс включает в себя множество образованных в нем дискретных первых установочных областей. Второй несущий рельс включает в себя множество образованных в нем дискретных вторых установочных областей. Соответствующие поперечные пары первой и второй установочных областей образуют установочные положения. Множество держателей размещают в соответствующих установочных положениях. В некоторых вариантах осуществления изобретения каждый из держателей включает в себя ряд подвижных исполнительных механизмов, выполненных с возможностью поддержания, по меньшей мере, одного участка детали. Система механической обработки расположена рядом с неподвижной рамой. Система механической обработки имеет один или более инструментов (например, режущий инструмент, устройство для водоструйной обработки, сопло и т.п.), которые подвижны относительно детали, поддерживаемой множеством держателей для обработки детали.

В других вариантах осуществления изобретения система для позиционирования детали включает в себя первый несущий рельс и второй несущий рельс. Первый и второй несущие рельсы образуют множество дискретных установочных областей вдоль осевой длины первого и второго несущих рельсов. Система дополнительно включает в себя множество удлиненных вертикальных держателей, выполненных с возможностью независимого перемещения вдоль осевой длины первого и второго несущих рельсов и жесткого соединения с первым и вторым несущими рельсами в соответствующих дискретных установочных положениях. Каждый из держателей выполнен с возможностью опирания на первый и второй несущий рельсы.

В некоторых вариантах осуществления изобретения предложен способ обработки детали. Способ включает в себя расположение множества держателей рядом с множеством первых установочных областей, образованных в первом несущем рельсе, и множеством вторых установочных областей, образованных во втором установочном рельсе таким образом, что множество держателей проходят в поперечном направлении между первым и вторым рельсами. Держатели жестко соединены с первым и вторым рельсами с использованием блокирующих механизмов держателей, таким образом, что каждый блокирующий механизм принимается одной из первой и второй установочных областей. Деталь размещают, по меньшей мере, на некоторых из исполнительных механизмов держателей. Деталь обрабатывают с использованием инструментов механической обработки. Затем обработанную деталь извлекают с исполнительных механизмов. Затем отсоединяют держатели от первого и второго рельсов с использованием блокирующих механизмов.

В некоторых вариантах осуществления изобретения исполнительный механизм держателя может быть расположен эксцентрично относительно балки держателя, поддерживающей исполнительный механизм. В некоторых вариантах осуществления изобретения исполнительный механизм перемещается в различные положения вдоль балки при прохождении через балку. Например, исполнительный механизм может быть перемещен из первого установочного положения во второе установочное положение при прохождении исполнительного механизма через отверстие в балке. Балка поддерживает исполнительный механизм и в первой и во второй установочных областях.

В некоторых вариантах осуществления изобретения держатель содержит основной корпус, выполненный с возможностью размещения множества исполнительных механизмов. Основной корпус включает в себя, по меньшей мере, один проход для текучей среды, соединяемый с множеством исполнительных механизмов, которые находятся на основном корпусе. В некоторых вариантах осуществления изобретения основной корпус является экструдированным. Проход может быть интегральным проходом, выполненным посредством выдавливания.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет собой вид в перспективе производственной системы согласно одному проиллюстрированному варианту осуществления изобретения.

Фиг.2 представляет собой вид спереди устройства механической обработки, обрабатывающего деталь, опирающуюся на вертикально перестраиваемый держатель с группой исполнительных механизмов в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.3А представляет собой вид в перспективе двух вертикально перестраиваемых держателей, установленных на несущем рельсе в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.3В представляет собой вид в перспективе одного из вертикально перестраиваемых держателей, показанных на фиг.3А, расположенного на расстоянии от несущего рельса.

Фиг.4 представляет собой вид сверху участков двух несущих рельсов в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.5 представляет собой вид в перспективе производственной системы в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.6 представляет собой вид спереди производственной системы, показанной на фиг.5.

Фиг.7 представляет собой вид в перспективе производственной системы с модульным устройством для позиционирования в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.8 представляет собой вид в перспективе модульного устройства для позиционирования детали.

Фиг.9 представляет собой вид сверху устройства позиционирования с исполнительными механизмами, неподвижными устройствами фиксации и крышками в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.10 представляет собой вид сверху четырех исполнительных механизмов устройства позиционирования, показанного на фиг.9.

Фиг.11 представляет собой вид в перспективе устройства позиционирования с исполнительными механизмами и неподвижными опорами в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.12 представляет собой вид в перспективе устройства позиционирования, поддерживающего секцию фюзеляжа в соответствии с одним проиллюстрированным вариантом осуществления изобретения.

Фиг.13 представляет собой наглядный вид близко расположенных пустых держателей и крышек.

Фиг.14 представляет собой вид сбоку двух держателей, входящих в зацепление друг с другом.

Фиг.15 представляет собой подробный вид в разрезе уплотнительного устройства держателя, показанного на фиг.14.

Фиг.16 представляет собой подробный вид в разрезе альтернативного уплотнительного устройства.

Фиг.17 представляет собой вид сбоку двух держателей и уплотнительного устройства на держателях.

Фиг.18 представляет собой вид сбоку уплотнительного устройства между двумя держателями в соответствии с другим вариантом осуществления изобретения.

Фиг.19 представляет собой наглядный вид основания держателя.

Подробное описание изобретения

Следующее описание относится к производственным системам, которые включают в себя одну или более систему обработки, подходящую для отделки, фрезерования, сверления, осмотра, очистки, шлифовки и/или другой обработки деталей. Производственные системы могут включать в себя устройство позиционирования детали и устройство механической обработки, подвижное относительно устройства позиционирования детали. Устройство механической обработки может быть устройством водоструйной обработки, фрезерным устройством или системой другого типа для осуществления требуемой обработки. Одна или более деталей (например, сборочные секции, фюзеляжи, обшивки крыла, корпуса двигателей, составные элементы самолета и тому подобное) могут находиться на устройстве позиционирования, которое уменьшает, ограничивает или существенно предотвращает нежелательное перемещение деталей, пока устройство механической обработки использует инструмент для обработки деталей. Устройство позиционирования может по существу включать в себя один или более составляемых вертикальных держателей, которые могут перемещаться от или к друг к другу. Каждый держатель может независимо принимать конфигурацию, основанную на геометрии детали. Например, вертикально ориентированный держатель может иметь регулируемую и/или программируемую высоту вдоль своей продольной длины таким образом, что держатель, по существу, повторяет форму детали. Такие держатели могут включать в себя панель из независимо управляемых подвижных исполнительных механизмов, предназначенных для поддержания, расположения (например, поднятия и/или опускания), удерживания и/или другим образом поддерживания детали.

Для содействия описанию проиллюстрированных вариантов осуществления изобретения, термины, такие как вверх, верхний, вниз, нижний, вертикально, вертикальный и горизонтальный используются для описания приложенных чертежей. Однако, следует понимать, что проиллюстрированные варианты осуществления изобретения могут быть расположены или ориентированы во множестве требуемых положений, включая различные углы, боком и даже сверху вниз.

Если из контекста не следует иного, в описании и в нижеследующей формуле изобретения слово «содержат» и его варианты, такие как «содержит» и «содержащий», должны быть истолкованы в широком, охватывающем смысле, таком как «включающий, но не ограниченный».

На фиг.1 показана производственная система 100 для обработки широкого диапазона деталей различного типа. Производственная система 100 включает в себя устройство 102 позиционирования детали и систему 103 обработки, которая перемещается относительно устройства 102 позиционирования с помощью системы 115 приведения в действие. Система 117 управления контролирует траекторию перемещения устройства 114 механической обработки. Устройство 114 механической обработки включает в себя один или более инструментов, пригодных для отделки, обрезки, фрезерования, сверления, осмотра, очистки, шлифования или другой обработки одной или более деталей (не показаны на фиг.1), опирающихся на устройство 102 позиционирования. Система 103 обработки может быть, но не ограничиваясь, системой водоструйной обработки, системой фрезерования или т.п. Проиллюстрированная система 103 обработки является системой водоструйной обработки с соплом, пригодным для создания и доставки водяной струи. Различные типы известных систем водоструйной обработки могут быть встроены в производственные системы, описанные здесь, такие как система водоструйной обработки, описанная в патенте США № 6000308. Проиллюстрированное устройство 102 позиционирования, показанное на фиг.1, включает в себя жесткую раму 128 с первым несущим рельсом 130, вторым несущим рельсом 132 и принимающим окном 134 между первым и вторым несущими рельсами 130, 132. Группа держателей находится между самыми крайними держателями 140а, 140с. Вертикально перестраиваемые держатели 140а, 140b, 140c (обозначенные по существу позицией 140) находятся на и проходят между первым и вторым несущими рельсами 130, 132. Держатели 140 могут быть составлены (например, горизонтально составлены) вдоль первого и второго несущих рельсов 130,132 и иметь изменяемую высоту вдоль своей длины. Такие держатели 140 могут принимать верхний профиль, который подобен профилю поверхности детали.

Каждый из держателей 140 включает в себя группу независимо подвижных исполнительных механизмов, которые могут действовать вместе, чтобы поддерживать детали (см. фиг.2). Например, верхние концы исполнительных механизмов могут быть расположены, чтобы приблизительно соответствовать форме детали. Поэтому держатели 140 могут служить опорой и располагать детали, имеющие широкий диапазон геометрии. В некоторых вариантах осуществления изобретения, включая проиллюстрированный вариант осуществления изобретения, показанный на фиг.1, держатели 140 имеют группы с близко разнесенными исполнительными механизмами и расположены по существу вертикально вверх.

Оператор может вручную плавно перемещать любой из держателей 140 вдоль первого и второго несущих рельсов 130, 132 в направлениях, указанных стрелками 164, 166, чтобы соответствующим образом переконфигурировать устройство 102 позиционирования. Держатели 140 затем могут быть жестко соединены (например, блокированы) с первым и вторым несущими рельсами 130, 132, чтобы разместить деталь на держателях 140.

Проиллюстрированное устройство 102 позиционирования, показанное на фиг.1, имеет одиннадцать держателей 140. На первом и втором несущих рельсах 130, 132 может быть установлено большее или меньшее число держателей. Например, дополнительные держатели могут быть установлены между держателями 140а, 140b, чтобы обработать относительно широкую деталь. Эти дополнительные держатели могут быть транспортированы и размещены вручную на несущих рельсах 130, 132 для быстрой установки. Это обеспечивает большую гибкость в обработке, чем традиционные держатели детали, которые имеют постоянное число модулей для поддержания детали. Дополнительно или в качестве альтернативы, крышки могут быть размещены между держателями 140, как более подробно описано ниже.

Со ссылкой снова на фиг.1, система 115 приведения в действие включает в себя вертикальные салазки 170 для перемещения вдоль вертикальной оси Z. Вертикальные салазки 170 соединены с возможностью скольжения с порталом 172 для перемещения вдоль горизонтальной оси Y, которая по существу параллельна продольной оси 174 портала 172. Портал 172 установлен на двух разнесенных рельсах 180, 182 таким образом, что портал 172 может перемещаться в направлении, по существу перпендикулярном его продольной оси 174. Например, портал 172 может перемещаться вдоль оси X, которая, по существу, перпендикулярна оси Y. Таким образом, устройство 114 механической обработки может быть перемещено вдоль оси X, вдоль оси Y и/или вдоль оси Z, чтобы обработать деталь на устройстве 102 позиционирования. Другие виды систем приведения в действия, использующие салазки линейного перемещения, системы рельс, каретки, двигатели и т.п. могут быть применены, чтобы избирательно перемещать и приводить в действие устройство 114 механической обработки, когда это необходимо или требуется. В патенте США № 6000308 и публикации заявки на патент США 2003/0037650 (номер заявки 09/940689), содержания которых полностью включены сюда путем ссылки, описаны системы, составные элементы и механизмы, которые могут быть встроены в производственную систему 100. Например, обрабатывающая головка может быть использована для обрезания, сверления, фрезерования, проверки, чистки, шлифовки, их комбинаций или другой обработки детали 150, показанной на фиг.2

Настраиваемый держатель 140, показанный на фиг.2 включает в себя удлиненную балку 200 и группу вертикальных исполнительных механизмов 204, жестко соединенных с балкой 200. Балка 200 проходит между и находится на рельсах 130, 132 таким образом, что группа исполнительных механизмов 204 располагается внутри принимающего окна 134. Проиллюстрированная балка 200 расположена, по существу, на середине вдоль группы исполнительных механизмов 204, которые проходят через балку 200.

Первые и вторые концы 210, 212 балки 200 накладываются на несущие рельсы 130, 132 соответственно. Использованный здесь термин «балка» толкуется широко, как включающий, но не ограничивающий, по существу, жесткий элемент или конструкцию, способную устанавливаться на каждом конце. Например, проиллюстрированная балка 200 является просто установленным жестким элементом, который избирательно соединяют с первым и вторым несущими рельсами 130, 132. Балка 200 может быть I-образной балкой, квадратной балкой (полой или твердой квадратной балкой), прямоугольной балкой (полой или твердой прямоугольной балкой), балкой типа С-образного швеллера или балкой другого типа, имеющей подходящие механические свойства, и она может быть выполнена, полностью или частично, из одного или более металлов (например, стали, алюминия или т.п.), дерева, композиционных материалов или их комбинаций, а также из других материалов с подходящими механическими свойствами.

Держатели 140 могут быть, по существу, перпендикулярными первому и второму несущим рельсам 130, 132. Например, держатель 140а, показанный на фиг.1 имеет продольную ось 220, которая, по существу, перпендикулярна одной или обеим продольным осям 230, 232 рельсов 130, 132 соответственно. Группа исполнительных механизмов 204 держателя 140а также может быть перпендикулярна одной или обеим продольным осям 230, 232.

Исполнительные механизмы 204, показанные на фиг.2, могут быть, по существу, подобны друг другу и, соответственно, нижеследующее описание одного из исполнительных механизмов равноценным образом применимо к другим, если не указано иное. Исполнительные механизмы 204 могут быть механическими исполнительными механизмами, электрическими исполнительными механизмами, пневматическими исполнительными механизмами и/или гидравлическими исполнительными механизмами, а также исполнительными механизмами других типов, подходящих для зацепления с деталью. Например, исполнительные механизмы 204 могут быть линейными исполнительными механизмами с сервоуправлением.

Исполнительный механизм 204а (показанный полностью в нижнем положении на фиг.2) включает в себя линейно перемещаемую опору 250а детали, имеющую контактную головку 252а для взаимодействия с нижней поверхностью детали. Поскольку исполнительный механизм 204а не находится под проиллюстрированной деталью 150, он может быть оставлен в нижнем положении. Исполнительный механизм 204b (показанный в полностью верхнем положении на фиг.2) имеет контактную головку 252b, взаимодействующую с нижней поверхностью 254 детали 150. Каждый из исполнительных механизмов 204 может быть перемещен вертикально между верхним положением и нижним положением, чтобы служить опорой, располагать, держать или другим образом войти в зацепление с деталями.

Линии действия исполнительных механизмов 204 могут проходить через принимающее окно 134. Например, исполнительный механизм 204а имеет линию 270а действия, вдоль которой перемещается держатель 250а детали. Линия 270а действия проходит через принимающее окно 134.

Балка 200 может удерживать любое число исполнительных механизмов. Число исполнительных механизмов может быть увеличено, чтобы поддерживать детали со сверхсложной геометрией (например, с нижней поверхностью, имеющей большую кривизну), могут быть использованы держатели с большим числом близко разнесенных исполнительных механизмов.

Исполнительные механизмы 204 закреплены на балке 200 таким образом, что ориентации исполнительных механизмов 204, даже на различных высотах, могут поддерживаться в ходе всего процесса обработки. Исполнительные механизмы 204 различных держателей 140 также могут оставаться, по существу, параллельными друг другу для обеспечения того, чтобы деталь 150 оставалась, по существу, неподвижной во время процесса обработки, за счет этого уменьшая производственные допуски по сравнению с традиционными системами.

Исполнительные механизмы 204 могут быть выполнены с возможностью контролирования поперечного перемещения детали 150. Контактная головка 252а, показанная на фиг.2, например, может быть выполнена с возможностью уменьшения, ограничения или, по существу, предотвращения поперечного перемещения детали 150. Например, контактная головка 252а может иметь обращенную наружу клеевую, текстурированную поверхность и/или зажим для сопряжения/стыковки с нижней поверхностью 254 детали 150. Дополнительно или в качестве альтернативы, контактная головка 252а может быть выполнена с возможностью создания вакуума между ней и деталью 150. Вакуум может быть достаточен, чтобы предотвратить или ограничить поперечное перемещение детали 150. Также могут быть использованы другие типы контактных головок для требуемого взаимодействия между исполнительными механизмами 204 и деталью 150. В качестве примера, контактная головка 252а может включать в себя мягкую прокладку для защиты и поддержания деталей.

На фиг.3А показаны концы 300, 210 вертикально конфигурируемых держателей 140b, 140c соответственно, прикрепленных к первому несущему рельсу 130. Конец 300 включает в себя область 316 соединения и блокирующий механизм 320 для соединения с несущим рельсом 130. Конец 210 включает в себя область 318 соединения и блокирующий механизм 322 для соединения с несущим рельсом 130. Блокирующие механизмы 320, 322 могут быть, по существу, похожими друг на друга, и, соответственно, нижеследующее описание одного из блокирующих механизмов равноценным образом применимо к другому, если не указано иное.

Блокирующий механизм 320, показанный на фиг.3А, включает в себя множество разнесенных крепежных элементов 330, 332, 334, которые проходят вниз через область 316 соединения (показанную в виде отверстий 340, 342, 344 на фиг.3В) нижнего участка 341 конца 300 и через соответствующие отверстия 350, 352, 354 в рельсе 130 (см. фиг.3В). Когда конец 300 находится на верхней поверхности 362 рельса 130, отверстия 340, 343, 344 могут быть вертикально выровнены с соответствующими отверстиями 350, 352, 354 в рельсе 130.

Использованный здесь термин «крепежный элемент» толкуется широко, включая, но не ограничиваясь, один или более элементов, которые могут скреплять вместе два элемента. Крепежные элементы включают в себя, но не ограничиваются, механические крепежные узлы (например, узел болта с гайкой), винты, штифты (например, блокирующие штифты), заклепки и т.п. Например, крепежные элементы 330, 334, показанные на фиг.3А являются болтами, которые проходят через соответствующие отверстия 340, 344 и отверстия 350, 354. Крепежный элемент 332, показанный на фиг.3А, является подвижным в вертикальном направлении блокирующим штифтом.

Блокирующий механизм 320 может быть соответствующим образом установлен, чтобы жестко соединять конец 300 с рельсом 130. Например, блокирующий штифт 332 может быть пропущен через отверстие 342 нижнего участка 341 и отверстие 352, чтобы расположить конец относительно рельса 130. Крепежные элементы 330, 334 затем устанавливают таким образом, что блокирующий механизм 320 находится в заблокированном положении. Таким образом, конец 300 может быть быстро и соответствующим образом прикреплен к рельсу 130 без использования сложного инструмента и оборудования.

В некоторых вариантах осуществления изобретения блокирующий механизм 320 может быть выполнен в виде одного или более зажимов. Зажимы могут иметь открытое положение (например, разблокированное положение) и закрытое положение (т.е. заблокированное положение). Когда зажим находится в открытом положении, конец 300 может быть свободно перемещен относительно рельса 130. Зажимы в закрытом положении могут надежно зажимать и фиксировать рельс 130 с концом 300. Также могут быть применены другие типы блокирующих механизмов.

Со ссылкой на фиг.4, первый и второй несущие рельсы 130, 132, по существу, параллельны друг другу. Первый несущий рельс 130 включает в себя множество дискретных установочных областей 370а-f (обозначенных в общем позицией 370), при этом второй несущий рельс 132 включает в себя множество дискретных установочных областей 372а-f (обозначенных в общем позицией 372). Соответствующие поперечные пары установочных областей 370, 372 определяют установочные положения 380 а-f (обозначенные в общем позицией 380 и показанные линией воображаемого контура), представляющие собой поперечные установочные положения для держателей, которые соединены с соответствующими поперечными парами установочных областей 370, 372.

Расстояние между установочными областями 370 и расстояние между установочными областями 372 может быть выбрано на основании требуемого наклона установочных областей 380. Например, установочные области 370, 372 могут быть равномерно или неравномерно разнесены вдоль продольной длины рельсов 130, 132, соответственно. Проиллюстрированные установочные области 370, 372 равномерно разнесены вдоль продольной длины рельсов 130, 132 соответственно.

Чтобы установить держатель в установочном положении 380а, например, держатель может быть сопряжен с установочными областями 380а, 372а. Блокирующий механизм на одном конце держателя может сопрягаться с установочной областью 370а, при этом другой блокирующий механизм на другом конце держателя может сопрягаться с установочной областью 372а. Оба блокирующих механизма затем могут быть перемещены в положения блокирования, чтобы жестко соединить держатель с рельсами 130, 132. Блокирующие механизмы могут быть перемещены в положения разблокирования для того, чтобы держатель скользил вдоль рельсов 130, 132. Таким образом, держатели могут быть избирательно соединены с рельсами 130, 132 в любом из положений 380.

Установочные области 370, 372 могут быть похожими или идентичными друг другу и, соответственно, нижеследующее описание одной из установочных областей равноценным образом применимо к другим, если не указано иное. Установочная область 370а, показанная на фиг.3B и 4, включает в себя отверстия 350, 352, 354, выполненные с возможностью сопряжения с ответными отверстиями 340, 342, 344 области 316 соединения. В других вариантах осуществления изобретения установочная область 370а может включать в себя один или более проходящий в вертикальном направлении резьбовой элемент (например, стержни), штифты (например, подвижные установочные штифты), шпоночные элементы или другие удерживающие конструкции.

Снова со ссылкой на фиг.4, размеры зазоров между соседними положениями 380 могут быть выбраны на основании требуемого расстояния между держателями. Например, ширина W зазора 390 может быть увеличена или уменьшена, чтобы уменьшить или увеличить число установочных областей. В некоторых вариантах осуществления изобретения ширина W меньше, чем среднее расстояние между соседними исполнительными механизмами одного из держателей. В некоторых вариантах осуществления изобретения ширина W равна или меньше чем 0,1 дюйм. Другая ширина W также возможна, особенно если будут применены уплотнительные устройства. Кроме того, ширина W может быть уменьшена, чтобы получить близко разнесенные исполнительные механизмы. Таким образом, ширина W может быть увеличена или уменьшена, чтобы увеличить или уменьшить расстояние между соседними исполнительными механизмами. Распорки, инструменты, неподвижные опоры и т.п. могут быть использованы, чтобы достичь требуемой расстановки исполнительных механизмов.

В некоторых вариантах использования производственной системы 100, показанной на фиг.1, области соединения конфигурируемых держателей 140 сопрягаются с ответными установочными областями рельса 130 и установочными областями рельса 132 таким образом, что держатели 140 проходят через рельсы 130, 132. Держатели 140 затем крепят к рельсам 130, 132, используя соответствующие блокировочные механизмы.

Деталь 150 затем располагают на исполнительных механизмах 204 держателей 140. Исполнительные механизмы 204 могут быть расположены до того или после того, как деталь 150 размещена на них. В некоторых вариантах осуществления изобретения исполнительные механизмы 204 размещают с использованием программы, сохраненной в системе 117 управления, перед тем, как на исполнительные механизмы 204 помещают деталь 150. После того как контактные головки 252 исполнительных механизмов 204 размещены надлежащим образом, деталь 150 перемещают сверху и затем размещают на контактных головках 252. В других вариантах осуществления изобретения деталь 150 удерживают над исполнительными механизмами 204, которые затем одновременно или последовательно поднимают вверх, пока контактные головки 252 под деталью 150 не войдут в контакт с нижней поверхностью 254 детали 150. Вертикальное перемещение каждой контактной головки 252 останавливают, как только она контактирует с деталью 150. Таким образом, комплект исполнительных механизмов 204 может быть расположен, основываясь на геометрии детали 150.

После того как держатели 140 удерживают деталь 150 на требуемой высоте и в требуемой ориентации, инструмент 198, показанный на фиг.2 (например, вращающийся инструмент, водоструйный и т.п.) используют, чтобы осуществить некоторое число обработок детали 150. Во время обработки держатели 140 могут удерживать деталь 150, по существу, неподвижной, чтобы сохранить обработку с требуемыми допусками. После обработки, обработанную деталь 150 снимают с держателей 140. В некоторых вариантах осуществления изобретения другую деталь затем располагают на держателях 140 и обрабатывают с использованием устройства 114 механической обработки.

Устройство 102 позиционирования может быть переконфигурировано, чтобы обрабатывать различные типы деталей. Блокирующие механизмы соответствующих держателей 140 могут быть перемещены из заблокированного положения в разблокированное положение, чтобы переместить соответствующие держатели 140. Держатели 140 могут скользить вдоль рельс 130, 132 в направлениях, указанных стрелками 164, 166, до требуемых установочных областей 380, как описано в отношении фиг.4. Держатели 140 затем блокируют на рельсах 130, 132.

На фиг.5 и 6 показано устройство 400 позиционирования, включающее в себя неподвижный элемент 410 основания и раму 420, прикрепленную к элементу 410 основания. Элемент 410 основания образует утопленную область 430 с размерами и формой, обеспечивающими размещение исполнительных механизмов комплекта держателей 440, установленных на раме 420. Показанные группы исполнительных механизмов проходят в поперечном направлении через утопленную область 430 таким образом, что крайние исполнительные механизмы в группах расположены рядом с боковыми стенками 434, 436 утопленной области 430.

Показанная утопленная область 430 на фиг.5 представляет собой U-образный проходящий в продольном направлении канал, который вплотную окружает держатели 440. Утопленная область 430 по существу выровнена с рамой 420. Утопленная область 430 может иметь другие осевые поперечные сечения, такие как, по существу, V-образное осевое поперечное сечение или другое осевое поперечное сечение, подходящее для размещения держателей 440.

Рама 420 включает в себя первый и второй несущие рельсы 450, 452, установленные на соответствующих горизонтальных верхних поверхностях 460, 462 элемента 410 основания. Рельсы 450, 452 могут быть постоянно или временно соединены с верхними поверхностями 460, 462 с использованием одного или более крепежного элемента. В некоторых вариантах осуществления изобретения рельсы 450, 452 могут быть выполнены за одно целое с элементом 410 основания. Утопленная область 430 расположена между и проходит вниз от верхних поверхностей 460, 463 с образованием ямы.

На фиг.7 показана производственная система 500, включающая в себя модульное устройство 502 позиционирования