高粘性密封劑塗布系統的製作方法
2023-06-04 03:49:36
高粘性密封劑塗布系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了高粘性密封劑塗布系統。一種用於塗布密封材料的方法和設備。可以使用機器人設備相對於結構放置噴嘴系統。可以使用所述噴嘴系統和所述機器人設備將所述密封材料以多個流的方式塗布在結構上，以形成具有期望形狀的密封劑沉積物，其中所述密封材料的粘性大於選擇閾值。
【專利說明】高粘性密封劑塗布系統
【技術領域】
[0001]本公開總體上涉及液體塗布,具體地，涉及高粘性密封劑塗布。進一步具體地，本公開涉及一種用於利用自動系統塗布高粘性密封材料的裝置和方法。
【背景技術】
[0002]密封材料可以是用於提供防護阻擋層的粘性流體，該防護阻擋層防止液體和微粒子通過阻擋層。此外，密封材料可以用於密封接頭及其他類型的接合面和特徵。在一些情況下，密封材料可以用於保護元件免受侵蝕。
[0003]密封材料可以用在各種工業中，包括但不限於，航空和航天工業和汽車工業以及其它工業。在航空和航天工業中，密封材料可以用於密封組件、子組件、機體部件、機翼部件和/或其它類型的部件。通常，在航空和航天工業中使用的密封材料會比在汽車工業中使用的密封材料更有粘性。在航空和航天工業中使用的密封材料與在汽車工業中使用的密封材料相比，需要耐受由運作的負載和穿過空氣和/或空間的運動所引起的更大的力。
[0004]不同類型的塗布系統可以用於在航空和航天工業中塗布密封材料。如在本文中使用的「塗布」密封材料可以包括從噴嘴分配密封材料和/或將密封材料粘附至一個或多個表面。從噴嘴分配密封材料還可以被稱為從噴嘴噴射密封材料。
[0005]在航空和航天工業中使用的密封材料的高粘性會使這些密封材料的分配和塗布比期望中的更困難。因此，這些密封材料會需要使用人工方法塗布。塗布密封材料的傳統人工方法包括但不限於，例如使用人工裝置的刷塗、浸潰、滾壓和噴射密封材料。
[0006]然而，塗布密封材料的這些方法會比期望的使用更多的讓人力並且更費時間。此夕卜，這些方法會比期望的更不精確或者更難控制。在一些情況下，密封材料需要用溶劑稀釋以降低密封材料的粘性。例如，密封材料需要用非環境友好型的溶劑稀釋以降低密封材料的粘性，使得充分地用於噴射操作。此外，與這些類型的方法有關的清除會比期望的更大量和/或更昂貴。
[0007]此外，利用用於塗布密封材料的這些傳統方法，塗布的密封材料的量、形狀和/或厚度會比期望的更不準確。因此，滿足使用這些高粘性密封材料塗布的密封壓條所要求的結構會比期望中的更困難。在一些情況下，會需要掩模、去掩模、整形和/或修整的過程來改善被塗布的密封壓條結構。然而，這些處理比期望中的更費人力以及更耗時間並且可能導致大量的復工。
[0008]在汽車工業中使用的用於分配和塗布密封材料的一些當前可用的自動化方法可以適於使用具有低粘性至中等粘性的那些密封材料。例如，這些方法可以適於具有小於約100，000釐泊(cP)的粘性的密封材料。然而，由於在航空和航天工業中使用的密封材料的特性以及與該特性相關聯的大於約100，000釐泊的高粘性以及這些類型的密封材料造成的最終的挑戰，使得航空航天工程師會認為在汽車工業中使用的自動化塗布方法不適合用於這些類型的密封材料。因此，期望提供一種考慮上述討論的問題中的至少一些的以及其它可能的問題的方法和設備。
【發明內容】
[0009]在一個示意性實施方式中，一種設備可以包括機器人連接元件、源連接元件以及噴嘴系統。機器人連接元件可被配置為連接至機器人設備。源連接元件可被配置為連接至保持具有大於選擇閾值的粘性的密封材料的源。噴嘴系統可以被配置為在結構上以多個流的方式塗布密封劑以形成具有期望形狀的密封劑沉積物。
[0010]在另一個示意性實施方式中，密封材料塗布系統可以包括機器人連接元件、源、源連接元件以及噴嘴系統。機器人連接元件可被配置為用於將密封材料塗布系統連接至機器人設備。源可以保持具有大於約100，000釐泊的粘性的密封材料。源連接元件可以被配置為將密封材料塗布系統連接到源。噴嘴系統可以被配置為以期望的一致性水平和準確性水平在結構的許多特徵上以多股流的方式塗布密封材料，從而形成具有期望形狀的密封劑沉積物，其中密封劑沉積物被固化以在許多特徵上形成密封。
[0011]在又一個示意性實施方式中，可以提供一種塗布密封材料的方法。可以使用機器人設備相對於結構來放置噴嘴系統。可以使用噴嘴系統和機器人設備將密封材料以多個流的方式塗布在結構上，從而形成具有期望形狀的密封劑沉積物，其中密封材料的粘性大於選擇的閾值。
[0012]在又一個示意性實施方式中，提供了用於將密封材料塗布到宇航飛行器的結構的方法。粘性大於選擇閾值的密封材料可以從密封材料塗布系統中的噴嘴系統內接收。可以使用機器人設備使噴嘴系統相對於結構而定位為，使得在結構上塗布密封材料的過程中噴嘴系統保持遠離結構至少0.5英寸的距離。密封材料可以從噴嘴系統分配。密封材料的粘性可在分配密封材料的過程中改變從而改變正被分配的密封材料分配的流速。然後可以使用機器人設備使噴嘴系統沿著結構移動，同時從噴嘴系統分配密封材料，以保證根據選擇的塗布圖案以期望的一致性水平和期望的精確性水平將密封材料以多個流的方式塗布在結構上，從而形成具有期望形狀的密封劑沉積物。密封劑沉積物可以被固化從而形成具有堅硬表面以及期望形狀在選擇的容許量內的密封。
[0013]總之，根據本發明的一個方面，提供一種設備包括被配置為用於連接至機器人設備的機器人連接元件；被配置為用於連接至保持具有大於選擇的閾值的粘性的密封材料的源的源連接元件；以及被配置為在結構上以多個流的方式塗布密封材料以形成具有期望形狀的密封劑沉積物的噴嘴系統。
[0014]有利地，在設備中，噴嘴系統被配置為在結構上塗布密封材料的過程中保持遠離結構至少0.5英寸。
[0015]有利地，在設備中，噴嘴系統被配置為在結構上塗布密封材料的過程中保持遠離結構至少1.0英寸。
[0016]有利地，在設備中，機器人設備被配置為使噴嘴系統相對於結構移動，以使得以期望的一致性水平和準確性水平塗布密封材料。
[0017]有利地，在設備中，密封劑沉積物的期望形狀為沿著壓條的長度具有基本上均勻的厚度和寬度的壓條。
[0018]有利地，設備還包括溫度控制元件，該溫度控制元件與噴嘴系統相關聯並且被配置為控制流過噴嘴系統的密封材料的溫度以改變密封材料的粘性。
[0019]有利地，在設備中，噴嘴系統被配置為使用選擇的塗布圖案以單流模式和多流模式中的一種在結構上塗布密封材料。
[0020]有利地，在設備中，所選擇的塗布圖案為渦形圖案。
[0021]有利地，在設備中，噴嘴系統被配置為在結構的多個特徵上以多個流的方式塗布密封材料，使得密封劑沉積物固化為在多個特徵上形成具有期望形狀的密封。
[0022]有利地，在設備中，多個特徵中的一特徵選自接合處、緊固件、緊固件的端部、一個或多個組件之間的界面、凹槽以及接縫中的一個。
[0023]有利地，在設備中，用於密封材料的粘性的選擇的閾值大於約100，000釐泊。
[0024]有利地，在設備中，其中源是密封劑盒。
[0025]有利地，在設備中，其中機器人連接元件、源連接元件以及噴嘴系統組成密封材料塗布系統。
[0026]有利地，在設備中，其中密封材料塗布系統是一種用於機器人設備的末端執行器。
[0027]有利地，在設備中，其中結構選自工件、元件的組件以及子組件中的一個。
[0028]有利地，在設備中，結構包括用於航空太空飛行器的多個部件。
[0029]有利地，設備，其中塗布在結構上的密封材料被固化以形成具有堅硬表面以及在選擇容許量內的期望形狀的密封。
[0030]根據本發明另一個方面，提供了一種密封材料塗布系統，包括被配置為用於將密封材料塗布系統連接至機器人設備的機器人連接元件；保持具有大於約100，000釐泊的粘性的密封材料的源；被配置為將密封材料塗布系統連接到源的源連接元件；以及噴嘴系統，被配置為以期望的一致性水平和精確性水平在結構的多個特徵上以多個流的方式塗布密封材料，從而形成具有期望形狀的密封劑沉積物，其中密封劑沉積物被固化以在多個特徵上面形成密封。
[0031]根據本發明的又一個方面，提供了一種用於塗布密封材料的方法，該方法包括使用機器人設備相對於結構放置噴嘴系統；以及使用噴嘴系統和機器人設備在結構上以多個流的方式塗布密封材料，以形成具有期望形狀的密封劑沉積物，其中密封材料的粘性大於選擇的閾值。
[0032]有利地，在方法中，其中使用噴嘴系統和機器人設備在結構上塗布密封材料包括在使用機器人設備分配來自噴嘴系統的密封材料的同時沿著結構移動噴嘴系統，以保證以期望的一致性水平和準確度水平塗布密封材料。
[0033]有利地，在方法中，其中使用機器人設備相對於結構放置噴嘴系統包括:使用機器人設備將噴嘴系統相對於結構放置為使得噴嘴系統保持遠離結構至少為0.5英寸。
[0034]有利地，在方法中，其中使用噴嘴系統和機器人設備在結構上塗布密封材料包括:在使用機器人設備分配來自噴嘴系統的密封材料的同時沿著結構移動噴嘴系統；以及維持結構和噴嘴系統的末端之間的選擇距離至少在0.5英寸，同時使用機器人設備使噴嘴系統沿著結構移動。
[0035]有利地，在方法中，其中在結構上塗布密封材料包括:在結構上塗布密封材料的過程中控制噴嘴系統的多個參數。
[0036]有利地，在方法中，其中在結構上塗布密封材料的過程中控制噴嘴系統的多個參數包括:控制正被分配的密封材料的流速、密封材料的溫度、噴嘴系統的平移速度或者噴嘴系統的旋轉速度中的至少一個。
[0037]有利地，在方法中，其中在結構上塗布密封材料包括:在結構上塗布密封材料包括:改變密封材料的粘性以改變密封材料穿過噴嘴系統的流速；以及使用噴嘴系統以單流模式和多流模式中的一個來在結構上使用所選擇的塗布圖案塗布密封材料。
[0038]有利地，在方法中，其中使用噴嘴系統以單流模式和多流模式中的一個在結構上使用所選擇的塗布圖案塗布密封材料包括:使用噴嘴系統以單流模式和多流模式中的一個在結構上使用渦形圖案塗布密封材料。
[0039]有利地，在方法中，其中在結構上塗布密封材料包括:在結構上塗布密封材料以使得密封劑沉積物的期望形狀是沿著壓條的長度具有基本上均勻厚度和寬度的壓條。
[0040]有利地，該方法還包括固化密封劑沉積物以形成具有堅硬表面和選擇容許量內的期望形狀的密封。
[0041 ] 根據本發明另一個方面，提供了一種用於在用於航空太空飛行器的結構上塗布密封材料的方法，該方法包括在密封材料塗布系統中的噴嘴系統內接收具有大於選擇閾值的粘性的密封材料；使用機器人設備相對於結構安置噴嘴系統為使得在結構上塗布密封材料的過程中噴嘴系統保持遠離結構至少0.5英寸的距離；從噴嘴系統分配密封材料；在分配密封材料的過程中改變密封材料的粘性從而改變正被分配的密封材料的流速；在使用機器人設備從噴嘴系統分配密封材料的同時沿著結構移動噴嘴系統，以保證根據選擇的塗布圖案以期望的一致性水平和精確度水平將密封材料以多個流的方式塗布在結構上，從而形成具有期望形狀的密封劑沉積物；以及固化密封劑沉積物以形成具有堅硬表面和在選擇的容許量內的期望形狀的密封。
[0042]上述的特徵和功能可以獨立地在本公開的各個實施方式中實現或者可以在多個其它實施方式中組合，其中更多細節將參考以下說明和附圖描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]在所附權利要求中闡述了示意性實施方式的新穎的認可的特徵。然而，通過參考結合附圖所閱讀的本公開的示意性實施方式的以下詳細描述中，示意性實施方式以及使用的優選方式、其他目的和特徵將被充分理解，其中:
[0044]圖1是根據示意性實施方式的方框圖形式的密封材料塗布系統的示意圖；
[0045]圖2是根據示意性實施方式的密封材料塗布系統的示意圖；
[0046]圖3是根據示意性實施方式的可以形成不同形狀的密封壓條的情形的示意圖表；
[0047]圖4是根據示意性實施方式的噴嘴系統使用渦形圖案形成密封劑沉積物的示意圖；
[0048]圖5是根據示意性實施方式噴嘴系統使用渦形圖案形成密封劑沉積物的示意圖；
[0049]圖6是根據示意性實施方式的流程圖形式的塗布密封材料的處理過程的示意圖；
[0050]圖7是根據示意性實施方式的流程圖形式的在航空太空飛行器的結構上塗布密封材料的處理過程的示意圖；
[0051]圖8是根據示意性實施方式的流程圖形式的飛機製造和維修(service)方法的示意圖；以及
[0052]圖9是根據示意性實施方式的方框圖形式的飛行器的示意圖。
【具體實施方式】
[0053]示意性實施方式考慮和顧及不同的因素。例如，示意性實施方式考慮和顧及期望提供用於塗布具有高粘性的密封材料的方法和設備。具體地，示意性實施方式考慮和顧及期望提供用於塗布具有大於約100，000釐泊(CP)的粘性的密封材料的方法和設備。
[0054]因此，示意性實施方式提供用於塗布密封材料的方法和設備。在一個示意性實施方式中，可以使用機器人設備相對於結構來放置噴嘴系統。可以使用噴嘴系統和機器人設備以期望圖案將密封材料塗布在結構上，其中密封材料具有大於選擇閾值的粘性。在該說明性示例中，密封材料的粘性可以大於100，000釐泊。
[0055]現在參考附圖，具體地參考圖1，示出了根據示意性實施方式的密封材料塗布系統的示意圖。在該說明性示例中，可以使用密封材料塗布系統100來在結構104上塗布密封材料102。具體地，密封材料塗布系統100可以用於分配(dispense)或者噴射密封材料102並且在結構104上粘附密封材料102。
[0056]結構104可以具有工件、元件的組件、子組件或者一些其它類型的結構的形式。在一個說明性示例中，結構104可以由多個部件106和/或多個表面108組成。如在本文中使用的，「多個」項可以是一個或多個項。以這種方式，多個部件106可以包括一個或多個部件以及多個表面108可以包括一個或多個表面。
[0057]根據實施方式，結構104可以具有暴露在結構104的一個或多個表面108上的多個特徵110，其中密封材料102將塗布在特徵110上。換言之，多個特徵110中的一特徵可以需要密封材料102塗布至該特徵。多個特徵110中的特徵可以具有例如但不限於，接合處、緊固件、緊固件末端、一個或多個部件之間的接合面、凹槽、接縫或者一些其它類型的特徵的形式。
[0058]在該說明性示例中，密封材料102可具有粘性112。粘性112可以是大於選擇閾值114的高粘性。選擇閾值114可以為例如但不限於100，000釐泊(cP)。當然，在其它示意性示例中，選擇閾值114可具有約200，000釐泊、約300，000釐泊的粘性或者一些其它的粘性。以這種方式，密封材料102可以是高粘性密封材料116的形式。
[0059]根據實施方式，密封材料102可以是單成份或者多成份劑型。換言之，密封材料102可以由任意數量的材料組成。
[0060]如描述的，密封材料塗布系統100可以包括源連接元件118、噴嘴系統120以及機器人連接元件122。源連接元件118可被配置為用於將源124連接至密封材料塗布系統100。在該說明性示例中，源124可以是相對於密封材料塗布系統100的密封材料102的源。換言之，源124是用於將密封材料102交付或提供至密封材料塗布系統100的設備、系統、或者其它類型的物體。例如但並不局限於，源124可以具有容器、桶、密封劑盒、密封劑管、液體容器或者一些其它類型的源的形式。在一個說明性示例中，源124可以具有保持密封材料102的55加侖桶的形式。
[0061]噴嘴系統120可被配置為用於分配或者噴射密封材料102。在該說明性示例中，噴嘴系統120可以用於以大於約500磅/平方英寸(psi)的壓力分配密封材料102。在一些示意性示例中，噴嘴系統120可被稱作密封材料分配噴嘴系統。
[0062]在一個說明性示例中，溫度控制元件126可以與噴嘴系統120相關聯。如本文中使用的，當一個元件與另一個元件「相關聯」時，在描述實例中，該關聯是一種物理上的關聯。
[0063]例如但非限制性的，諸如溫度控制元件126的第一部件通過以一些合適的方式固定或者連接到第二部件而被認為與諸如噴嘴系統120的第二部件相關聯。第一部件還可以使用第三部件連接至第二部件。此外，第一部件通過作為第二部件的一部分和/或延長部分而被認為與第二部件相關聯。
[0064]溫度控制元件126可以被配置為當密封材料102穿過或者從噴嘴系統120分配時加熱和/或冷卻密封材料102。密封材料102可以被加熱和/或被冷卻以改變密封材料102的粘性。例如但非限制性的，加熱密封材料102能夠導緻密封材料102的粘性112降低。冷卻密封材料102能夠導緻密封材料102的粘性112增加。
[0065]以這種方式，溫度控制元件126可以用於控制密封材料102的粘性112，使得粘性112具有在選擇容許量內的期望粘性。期望粘性可以被選擇為使得密封材料102以期望的方式(例如但非限制性的，期望的速率)流過噴嘴系統120。因此，密封材料102在結構104上塗布的方式可以使用溫度控制元件126來控制。
[0066]機器人連接元件122可被配置為用於將密封材料塗布系統100連接到機器人設備128。機器人設備128可以採取許多不同的形式。例如但非限制性的，機器人設備128可以採用機器人操作者、機器人臂、機器人操縱系統、機器人操縱者、或者一些其它類型的自主的或者半自主系統的形式。在一個說明性示例中，機器人設備128可以是機器人臂130。
[0067]密封材料塗布系統100可以通過機器人連接元件122連接到機器人臂130。在該說明性示例中，密封材料塗布系統100可以認為是機器人臂130的末端執行器(endeffector)。末端執行器還可以稱為機械手末端工具(Ε0ΑΤ)。以這種方式，機器人連接元件122可以稱作機器人機械臂末端工具連接元件。
[0068]在該說明性示例中，機器人臂130可以用於引導或者操縱噴嘴系統120。如本文中使用的，「操縱」噴嘴系統120可以包括移動噴嘴系統120、放置噴嘴系統120、和/或改變噴嘴系統120的方向。機器人臂130可以用於保證密封材料102準確地和一致地塗布。此夕卜，使用機器人臂130操縱或者引導密封材料塗布系統100能夠保證密封材料102在結構104上的塗布可以一致地、可靠地和準確地重複。
[0069]在該說明性示例中，噴嘴系統120可以用於以多種不同的方式在結構104上塗布密封材料102。例如但非限制性的，可以使用處於單流模式132和多流模式134之一的噴嘴系統120以多個流131的方式從噴嘴系統120分配密封材料102。在單流模式132中，多個流131可以是密封材料102的單個流。在多流模式134中，多個流131可以包括材料的兩個或更多流。在一些說明性的實例中，密封材料的流可被稱為密封材料的股、絲、或者帶。
[0070]作為一個說明性示例，可以使用處於多流模式134的噴嘴系統120將密封材料102以一個或多個絲的方式從噴嘴系統120分配。具體地，能夠使用機械輔助或者氣流定向塗布方法將密封材料102以一個或多個絲的方式塗布。該機械輔助或者氣流定向塗布方法能夠用於在塗布密封材料102的過程中控制或者給予密封材料102旋轉和/或方向。
[0071]當然，根據實施方式，可以使用其它模式來在結構104上塗布密封材料102。這些其它模式可以包括例如但非限制性的，接觸模式、非接觸模式、壓力模式、混合模式和/或其它類型的模式。
[0072]此外，噴嘴系統120可以使用選擇的塗布圖案136分配密封材料102。選擇的塗布圖案136可以是移動噴嘴系統120以在結構104上塗布密封材料102所使用的圖案。例如但非限制性的，選擇的塗布圖案136可以僅僅是直線型，其中在從噴嘴系統120分配密封材料102的同時噴嘴系統120沿特定方向平移。
[0073]在另一個說明性示例中，選擇的塗布圖案136可以採取渦形圖案的形式，其中噴嘴系統120以圓周方式移動的同時平移，以在結構104上創建密封材料102的渦形。例如但非限制性的，密封材料102的一股或多股可以在結構104上塗布密封材料102時以受控的圓周旋動。
[0074]換言之，渦形圖案可以通過以薄密封材料102的很多封閉重疊的圓形的形式塗布密封材料102來形成。在一些情況下，當密封材料102從噴嘴系統120分配時，加壓空氣可以被導向密封材料102，以拉伸或以其他方式控制和操縱正被塗布的密封材料102的一股或多股。
[0075]噴嘴系統120可以在結構104上塗布密封材料以形成具有期望形狀140的密封劑沉積物(Cbposit) 138。密封劑沉積物138可以是結構104上的尚未被固化的密封材料102。期望的形狀140可以採取例如但非限制性的壓條(bead) 142的形式。壓條142可以利用處於單流模式132或者多流模式134的噴嘴系統120形成。壓條142可以是密封材料102的粗股或者寬帶。在一個說明性示例中，可以使用密封材料塗布系統100來形成在整個壓條142的長度上具有基本均勻厚度和寬度的壓條142。
[0076]密封材料塗布系統100可以被配置為以穩定和受控的圖案塗布密封材料102，其中可以根據需要一致地重複該圖案。此外，密封材料塗布系統100可以產生密封材料102的圖案，即相對於尺寸和材料特性是可調整的和一致的。以這種方式，密封材料塗布系統100可以被配置為以滿足(例如但非限制性的，航空太空飛行器的要求)要求的方式塗布密封材料102。
[0077]例如但非限制性的，噴嘴系統120的多個參數143可以被選擇為使得密封劑沉積物138依照要求形成。多個參數143可以包括密封材料102的流速、密封材料102的溫度、噴嘴系統102的平移速度、噴嘴系統102的旋轉速度、或者其它類型的參數中的至少一個。
[0078]如本文中使用的，短語「至少一個」當與一系列項使用時，意味著可以使用一個或多個所列項的不同組合以及可以需要列出的項中的僅一個。項是特定對象、事物、或者種類。換言之，「至少一個」意味著可以使用列表中的項或多個項的任何組合併且可以不需要列表中的所有項。
[0079]例如，「項A、項B及項C中的至少一個」可以意指項A ;項A和項B ;項B ;項A、項B和項C ;或者項B和項C。在一些情況下，「項A、項B和項C中的至少一個」意味著例如但非限制性的，兩個項A、一個項B和十個項C ;四個項B和七個項C ;或者一些其它合適的組八口 ο
[0080]密封材料102的流速可以是在密封材料102流過並離開噴嘴系統120時的速度。在一些情況下，流速還可以被稱為出口速度。密封材料102的流速可以(例如但非限制性的)通過控制密封材料102的粘性112來控制。密封材料102的粘性112可以通過使用噴嘴系統120中的溫度控制元件126改變密封材料102的溫度，而被改變為增加或減少正被分配的密封材料102的流速。
[0081]噴嘴系統120的平移速度可以是噴嘴系統120沿著結構104的特定方向移動的速度。在一些情況下，平移速度還可以被稱為行進速度。噴嘴系統120的旋轉速度可以是噴嘴系統120旋轉或者以圓周方式移動的速度。
[0082]噴嘴系統120的平移速度和/或旋轉速度可以被改變以改變在結構104上形成的密封劑沉積物138的厚度和/或體積。例如但非限制性的，減少平移速度可以增加形成的密封劑沉積物138的厚度和/或體積。此外，增加旋轉速度可以增加形成的密封劑沉積物138的厚度和/或體積。
[0083]此外，利用密封材料塗布系統100，噴嘴系統120可以被定位為在塗布密封材料102的過程中與結構104相距選擇的距離144。選擇的距離144可以是噴嘴系統120的末端146和結構104之間的距離。
[0084]在一個說明性示例中，選擇的距離144可以是約0.5以上英寸的距離。例如但非限制性的，機器人設備128可以用於在塗布密封材料102的過程中將噴嘴系統120定位在遠離結構104至少約0.5英寸。在另一個實例中，機器人設備128可以用於在塗布密封材料102的過程中將噴嘴系統120定位為遠離結構104至少約1.0英寸。因此，密封材料塗布系統100可以用於精確地分配和塗布密封材料102。
[0085]圖1中的密封材料塗布系統100的示意圖並不意指暗示對可以實施示意性實施例的方式進行物理或者結構的限制。可以使用除所示出的部件之外的其他部件或者代替所示出的部件之外的其它部件。一些部件是可選的。此外，所呈現的塊闡明了一些功能部件。當在示意性實施方式中實現時，一個或多個這些塊可以被結合、分割、或者結合和分成不同的塊。
[0086]例如但非限制性的，在一些情況下，源連接元件118可以與機器人連接元件122相關聯。根據實施方式，源連接元件118可以被連接到或者成為機器人連接元件122的一部分。
[0087]儘管以上將密封材料塗布系統100描述為被配置用在密封材料102的塗布中，但密封材料塗布系統100或者以類似於密封材料塗布系統100的方式實現的塗布系統可以用於在結構上塗布其它類型的高粘性流體。這些高粘性流體可以包括例如但非限制性的，粘合劑材料、堵縫材料和/或其它類型的流體。當用於塗布高粘性流體而不是密封材料102時，密封材料塗布系統100可以被通用地稱為液體塗布系統。
[0088]參考圖2，示出了根據示意性實施方式的密封材料塗布系統的示意圖。在該說明性示例中，密封材料塗布系統200可以是圖1中的密封材料塗布系統100的一個實施方式的示例。
[0089]如描述的，密封材料塗布系統200可以包括源連接元件201、盒202、噴嘴系統204以及機器人連接元件205。源連接元件201、盒202、噴嘴系統204以及機器人連接元件205可以分別為圖1中的源連接元件118、源124、噴嘴系統120以及機器人連接元件122的實施方式的示例。
[0090]在該說明性示例中，盒202可保存具有約200，000釐泊的粘性的密封材料207。儘管盒202在圖2中示出為提供密封材料207，但是可使用其它類型的源或者供應系統，以供應或者提供密封材料207到密封材料塗布系統200的噴嘴系統204。
[0091]源連接元件201可以用於將盒202連接到噴嘴系統204。噴嘴系統204可以用於分配密封材料207。此外，機器人連接元件205可以用於將密封材料塗布系統連接到(例如但非限制性)機器人設備(未示出)。機器人設備(未示出)可以採取(例如但限制性)諸如圖1中的機器人臂130的機器人臂的形式。密封材料塗布系統200可以由機器人臂操作，以保證以期望的可靠性、一致性和準確性水平塗布密封材料207。在一些示意性示例中，機器人連接元件205還可以用於將密封材料塗布系統200連接到其他系統和/或設備。
[0092]在該說明性示例中，密封材料塗布系統200可以用於塗布密封材料207到形成於結構214的部件210與部件212之間的接合面206。具體地，密封劑沉積物215形成在接合面206上。密封劑沉積物215可以為圖1中的密封劑沉積物138的一個實施方式的示例。如描述的，密封材料塗布系統200可以相對於結構214被操作或者定位為使得噴嘴系統204能夠保持遠離接合面206至少一英寸。
[0093]此外，在該示意性實施例中，密封材料塗布系統200可以用於形成壓條216。壓條216可以是圖1中的壓條138的一個實施方式的示例。壓條216可以沿著壓條(bead，密封條)216的長度具有基本均勻的厚度和寬度。當壓條固化或者變硬時，壓條216可以在接合面206上形成密封218。在該說明性示例中，密封218可以保持壓條216的圖案。然而，在其它實例中，壓條216可以被重做、或者改造，使得密封218可以形成其它的形狀或者結構。例如但非限制性的，壓條216可以被改造為使得密封218形成具有滿足指定要求的形狀。以下在圖3中描述密封的不同類型和結構的截面圖。
[0094]圖2中的密封材料塗布系統200的示意圖並不意指暗示對可以實施示意性實施例的方式的物理或者結構的限制。可以使用除所示出的之外的其他部件或者代替所示出的其它部件。一些部件是可選的。
[0095]在圖2中所示的不同的部件可以是在圖1中形成的塊中示出的部件如何實現為物理結構的說明性示例。此外，在圖2中的一些部件可以與圖1中的部件結合，使用圖1中的部件或者兩個圖中的部件的組合。
[0096]現在參考圖3，根據示意性實施方式描述了可以形成不同形狀的密封壓條的情形的截面示意圖表。在該說明性示例中，表300包括情形301、302、303、304、305、306、307、308、309、以及310。這些情形中每一個情形可以基於與特徵有關的特性確定密封、覆蓋、和/或保護(例如但非限制性的)邊緣或者角落所需要的密封壓條的形狀。以下描述的密封壓條中的每一個可以是圖1中的壓條138的一個實施方式的示例。
[0097]在情形301中，密封材料被用來形成具有形狀312的密封壓條311。密封壓條311可以形成在由第一組件314和第二組件315形成的角落313處。在該說明性示例中，密封壓條311的形狀312可以為壓條形狀。可以基於第一組件314的厚度316選擇密封壓條311的形狀312。
[0098]此外，在情形302中，密封材料用於形成具有形狀319的密封壓條318。密封壓條318可以形成在由第一組件321和第二組件322形成的角落320。可以基於第一組件321的厚度323選擇用於密封壓條318的形狀319。
[0099]在情形303中，密封材料用於形成具有形狀325的密封壓條324。密封壓條324可以形成在由第一組件327和第二組件328形成的角落326。可以基於第一組件327的厚度329選擇用於密封壓條324的形狀325。
[0100]如在情形304中描述的，密封材料用於形成具有形狀331的密封壓條330。密封壓條330可以形成在由第一組件333和第二組件334形成的邊緣332以及由第二組件334和第三組件336形成的角落335。可以基於第一組件333的厚度337選擇用於密封壓條330的形狀331。
[0101 ] 此外，在情形305中，密封材料用於形成具有形狀340的密封壓條338。密封壓條338可以形成在由第一組件342和第二組件343形成的角落341。可以基於第一組件342的厚度344選擇密封壓條338的形狀340。
[0102]在情形306中，密封材料用於形成具有形狀347的密封壓條346以及具有形狀349的密封壓條348。密封壓條346可以形成在由第一組件351和第二組件352形成的角落350。密封壓條348可以形成在接合第二組件352和第三組件355的緊固件354的末端353上。用於密封壓條346的形狀347可以基於第一組件351的厚度356選擇，而用於密封壓條348的圖案349可以基於緊固件354的末端353的形狀和/或尺寸選擇。
[0103]情形307的不同之處在於，密封材料用於形成具有形狀359的密封壓條358以及具有形狀361的密封壓條360。密封壓條358可以形成在由第一組件363和第二組件364形成的角落362，而密封壓條360可以形成在由第一組件363和第二組件364形成的角落365。用於密封壓條358的形狀359和用於密封壓條360的形狀361分別基於第一組件363的厚度366以及角落362和角落365之間的距離367來選擇。在情形307中，將密封壓條358和密封壓條360形成為使得這些密封彼此不接觸。
[0104]如描述的，在情形308中，密封材料用於形成具有形狀369的密封壓條368。密封壓條368可以形成在由第一組件371和第二組件372形成的角落370和角落373。用於密封壓條368的形狀369可以基於第一組件371的厚度374以及角落370和角落373之間的距離375來選擇。
[0105]此外在情形309中，密封材料用於形成具有形狀377的密封壓條376。密封壓條376可以形成在第一組件379、第二組件380、以及第三組件381之間形成的溝槽378中。用於密封壓條376的形狀377可以基於溝槽378的形狀382來選擇。
[0106]還有在情形310中，密封材料用於形成具有形狀385的密封壓條384。密封壓條384可以形成為密封壓條並且覆蓋第一組件387的邊緣386、第二組件389的邊緣388、第三組件391的邊緣390以及由第三組件391和第四組件393形成的角落392。
[0107]在表300中描述的密封壓條的形狀或者結構僅是可以使用密封材料形成的形狀的示例。特別地，這些形狀可以使用諸如圖1中的密封材料塗布系統100和/或圖2中的S封材料塗布系統200的S封材料塗布系統形成。
[0108]現在參考圖4，描述了根據示意性實施方式的噴嘴系統使用渦形圖案406形成密封劑沉積物的示意圖。在該說明性示例中，噴嘴系統400可以是圖1中噴嘴系統120的實施方式的示例。
[0109]如描述的，噴嘴系統400用於在表面402上塗布密封材料以形成密封劑沉積物404。密封劑沉積物404可以是圖1中的密封劑沉積物138的實施方式的示例。在該說明性示例中，噴嘴系統400可以以單流模式操作，諸如圖1中的單流模式132。此外，噴嘴系統400可以使用渦形圖案406來形成密封劑沉積物404。
[0110]如描述的，噴嘴系統400可以沿著箭頭408的方向平移，同時沿順時針方向410圓周移動以形成密封劑沉積物404。噴嘴系統400沿著箭頭408方向的平移速度以及沿著順時針方向410移動的噴嘴系統400的旋轉速度，可以確定在表面402上形成的密封劑沉積物404的厚度、體積和/或形狀。
[0111]現在參考圖5，描述根據示意性實施方式的噴嘴系統使用渦形圖案56形成密封劑沉積物的示意圖。在該說明性示例中，噴嘴系統500是圖1中噴嘴系統120的實施方式的示例。
[0112]如描述的，噴嘴系統500被用於在表面502上塗布密封材料以便形成密封劑沉積物504。密封劑沉積物504可以是圖1中的密封劑沉積物138的實施方式的示例。在該說明性示例中，噴嘴系統500可以在單流模式中操作，諸如圖1中的單流模式132。此外，噴嘴系統500可以使用渦形圖案506來形成密封劑沉積物504。
[0113]如描述的，噴嘴系統500可以沿著箭頭508的方向平移，同時沿順時針方向510圓周移動以便形成密封劑沉積物504。沿著箭頭508的方向移動的噴嘴系統500的平移速度以及沿著順時針方向510移動的噴嘴系統500的旋轉速度，能夠確定在表面502上形成的密封劑沉積物504的厚度、體積、和/或形狀。
[0114]在該說明性示例中，密封劑沉積物504可以比圖4中的密封劑沉積物404具有更大的厚度、包含更多的密封材料、並且形成更加實體形狀的密封劑沉積物。特別地，噴嘴系統500與在圖4中的噴嘴系統400相比平移速度更慢並且旋轉速度更快。
[0115]現在參考圖6，根據示意性實施方式以流程圖的形式描述了用於塗布密封材料的處理的示意圖。在圖6中示出的處理可以使用圖1中的密封材料塗布系統100實現。
[0116]處理可以開始於使用機器人設備128相對於結構104放置噴嘴系統120(操作600)。在該說明性示例中，相對於結構104操縱噴嘴系統120可以包括將噴嘴系統120定位為使得噴嘴系統120與結構104保持期望的距離。
[0117]此後，在上述處理終止後，可以使用噴嘴系統120和機器人設備128在結構104上以多個流131的形式塗布密封材料102，以形成具有期望形狀140的密封劑沉積物138，其中密封材料102可具有大於選擇閾值114的粘性112 (操作602)。在操作602中，選擇的閾值114為約100, 000釐泊。
[0118]此外在操作602中，噴嘴系統120可以被配置為從源124接收密封材料102並且分配密封材料102，使得密封材料102可以塗布在結構104上。可以通過從噴嘴系統120分配密封材料102的同時相對於結構104操作噴嘴系統120來在結構104上塗布密封材料102。相對於結構104操縱噴嘴系統120可以包括例如但不限於，相對於結構104移動噴嘴系統120、放置噴嘴系統120、引導噴嘴系統120、和/或改變噴嘴系統120的方向。
[0119]密封劑沉積物138的期望形狀140可以為例如但不限於，壓條142。噴嘴系統120可以根據選擇的塗布圖案136移動，以便形成具有期望形狀140的密封劑沉積物138。此夕卜，可以根據實施方式使用機器人設備128使噴嘴系統120操作在例如但不限於，單流模式132、多流模式134、或者一些其它類型的模式，以形成密封劑沉積物138。使用機器人設備128操縱噴嘴系統120能夠保證操作602以準確的和受控的方式進行。
[0120]現在參考圖7，根據示意性實施方式以流程圖的形式描述了在航空太空飛行器的結構上塗布密封材料的處理的示意圖。在圖7中示出的處理可以使用圖1中的密封材料塗布系統100在圖1中的結構104上塗布密封材料102來實現。
[0121]處理可以開始於在密封材料塗布系統100中的噴嘴系統120內接收具有大於選擇閾值114的粘性112的密封材料102 (操作700)。在操作700中，選擇的閾值114可以為約100, 000釐泊。然後可以使用機器人設備128相對於結構104放置噴嘴系統120，使得在結構104上塗布密封材料102的過程中噴嘴系統120保持遠離結構104至少0.5英寸(操作702)。
[0122]此後，可以從噴嘴系統120以期望的速率分配密封材料102 (操作704)。密封材料102的粘性112可以在密封材料102的分配過程中改變以改變分配的密封材料102的流速(操作705)。
[0123]可以使用機器人設備128使噴嘴系統120沿著結構104移動，同時從噴嘴系統120分配密封材料102，以保證根據選擇的塗布圖案136以期望的一致性和準確性水平將密封材料102以多個流131的方式塗布在結構104上，從而形成具有期望的形狀140的密封劑沉積物138 (操作706)。
[0124]隨後在上述處理終止之後，密封劑沉積物138可以被固化以形成具有選擇容許量內的期望的形狀140並具有堅硬表面的密封(操作708)。操作708可以通過存在於密封材料102中的催化劑進行。這些催化劑可以在密封材料102流過噴嘴系統120和/或在從噴嘴系統120輸出密封材料102的過程中與密封材料102混合或者結合。
[0125]當然，在一些情況下，操作708可以使用固化系統(使用紫外線、加熱、加壓、和/或固化密封材料102的其它類型的固化方法的系統)來進行。在一些情況下，固化可以在標準周圍溫度內形成。以這種方式，操作708可以根據使用的密封材料102的類型來使用任意數量的當前可用的固化方法進行。
[0126]以這種方式，密封材料塗布系統100可以用於針對不同類型的結構一致地和精確地塗布密封材料102。這些結構可以是航空太空飛行器內的結構。
[0127]可以在圖8中所示的在飛機製造和維修方法800和在圖9中所示的飛行器900的上下文中描述本公開的說明性實施方式。首先參考圖8，根據示意性實施方式以流程圖的形式描述飛機製造和維修方法的示意圖。在預製造的過程中，飛機製造和維修方法800可以包括圖9中的飛行器900的規格和設計802以及材料採購804。
[0128]在製造過程中，進行圖9中的飛行器900的部件和子組件製造806以及系統整合808。此後，在圖9中的飛行器900可以通過驗證以及交付以便處於使用中812。在用戶使用812中，在圖9中的飛行器900被計劃用於日常維護和維修814，其包括修整、重配置、整修、及其他維護或者維修。
[0129]飛機製造和維修方法800的每一個處理可以通過系統集成商、第三方、和/或操作者進行或者執行。在這些實例中，操作者可以是用戶。為了此描述的目的，系統集成商可以包括但非限制性的，任意數量的飛機製造公司以及主要系統承包者；第三方可以包括但非限制性的，任意數量的供應商、承包者、以及供應者；以及操作者可以是航空公司、租賃公司、軍隊、服務組織等。
[0130]現在參考圖9，描述了可以實施示意性實施方式的飛行器的示意圖。在該示例中，飛行器900通過圖8中的飛機製造和維修方法800來製造並且可以包括具有多個系統904和機上用具906的機身902。系統904的示例包括一個或多個推進系統908、電氣系統910、液壓系統912以及環境系統914。可以包括任意數量的其他系統。儘管示出了航空航天的實例，但不同的示意性實施方式可以被應用於諸如汽車工業的其它工業。
[0131]本文中體現的裝置和方法可以在圖8中的飛機製造和維修方法800中的至少一個階段中採用。特別地，可以在飛機製造和維修方法800的任一個階段中使用圖1中的密封材料塗布系統100來在飛行器900的機身902的一個或多個結構上塗布密封材料102。例如但非限制性地，可以在部件和子組件製造806、系統整合808、使用中812、日常維護和維修814、或者一些其他類型的飛機製造和服務方法800的至少一個的過程中使用圖1的密封材料塗布系統100塗布密封材料102。
[0132]在一個說明性示例中，在圖8的部件和子組件製造806中製造的部件或者子組件可以以類似於圖8中的飛行器900在使用中的同時製造的部件或者子組件的方式製作或者製造。作為另一個實施例、一個或多個設備的實施方式、方法實施方式或者其他組合可以在生產階段過程中利用，諸如圖8中的部件和子組件製造806以及系統整合808。一個或多個設備實施方式、方法實施方式或者其組合可以在圖8中的飛行器900在使用812中和/或維修與使用814過程中同時被利用。許多不同的示意性實施方式的用途是可以基本上加快飛行器900的組裝和/或降低飛行器900的成本。
[0133]在不同的描述的實施方式中的流程圖和框圖示出了示意性實施方式中裝置和方法的一些可能實施方式的架構、功能以及操作。鑑於此，流程圖或者框圖中的各個塊可以表示模塊、片段、功能、和/或操作或者步驟的一部分。
[0134]在示意性實施方式的替代實施方式中，塊中表明的功能可以與圖中表明的順序不同。例如在一些情況下，連續示出的兩個塊可以基本上同時執行、或者塊可以依據所涉及的功能而以相反順序進行。此外，可以增加除流程圖或者框圖中示出的塊之外的其他塊。
[0135]不同的示意性實施方式的說明的提供是為了示意和說明的目的，並且不意指是窮盡的或者限於所公開的實施方式。許多變形和變化對於普通技術人員顯而易見。此外，不同的示意性實施方式可以提供與其它期望的實施方式相比不同的特徵。實施方式或所選的實施方式被選擇並被描述以為了更好了說明實施方式的遠離、實際應用的原理，並且允許本領域的普通技術人員理解本公開的各種實施方式以及適於具體的預期使用的各種變形。
【權利要求】
1.一種設備，包括: 機器人連接元件，被配置為連接至機器人設備； 源連接元件，被配置為連接至保持具有大於選擇閾值的粘性的密封材料的源；以及 噴嘴系統，被配置為以多個流的方式在結構上塗布所述密封材料以形成具有期望形狀的密封劑沉積物。
2.根據權利要求1所述的設備，其中，所述噴嘴系統被配置為在所述結構上塗布所述密封材料的過程中保持遠離所述結構至少0.5英寸。
3.根據權利要求1或者權利要求2所述的設備，其中，所述噴嘴系統被配置為在所述結構上塗布所述密封材料的過程中保持遠離所述結構至少1.0英寸。
4.根據權利要求2或者權利要求3所述的設備，其中，所述機器人設備被配置為相對於所述結構移動所述噴嘴系統以使得以期望的一致性水平和準確度水平塗布所述密封材料。
5.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述密封劑沉積物的所述期望形狀是沿著壓條的長度具有基本上均勻厚度和寬度的壓條。
6.根據前述權利要求中任一項所述的設備，還包括: 與所述噴嘴系統相關聯的溫度控制元件，被配置為控制流過所述噴嘴系統的所述密封材料的溫度以改變所述密封材料的所述粘性。
7.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述噴嘴系統被配置為使用選擇的塗布圖案在所述結構上以單流模式和多流模式之一塗布所述密封材料。
8.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述噴嘴系統被配置為在所述結構的多個特徵上以多個流的方式塗布所述密封材料，使得所述密封劑沉積物固化從而在所述多個特徵上形成具有所述期望形狀的密封。
9.根據前述權利要求中任一項所述的設備，其中，所述機器人連接元件、所述源連接元件以及所述噴嘴系統形成密封材料塗布系統，其中，所述密封材料塗布系統是所述機器人設備的末端執行器。
10.一種用於塗布密封材料的方法,所述方法包括: 使用機器人設備相對於結構放置噴嘴系統；以及 使用所述噴嘴系統和所述機器人設備在所述結構上以多個流的方式塗布所述密封材料，以形成具有期望形狀的密封劑沉積物，其中，所述密封材料的粘性大於選擇閾值。
11.根據權利要求10所述的方法，其中，使用所述噴嘴系統和所述機器人設備在所述結構上塗布所述密封材料包括: 從所述噴嘴系統分配所述密封材料的同時使用所述機器人設備使所述噴嘴系統沿著所述結構移動，以保證以期望的一致性水平和準確性水平塗布所述密封材料。
12.根據權利要求10或者權利要求11所述的方法，其中，使用所述機器人設備相對於所述結構放置所述噴嘴系統包括: 使用所述機器人設備相對於所述結構將所述噴嘴系統定位為使得所述噴嘴系統保持遠離所述結構至少約0.5英寸； 從所述噴嘴系統分配所述密封材料的同時，使用所述機器人設備使所述噴嘴系統沿著所述結構移動；以及 維持所述結構和所述噴嘴系統的末端之間至少約0.5英寸的選擇距離，同時使用所述機器人設備使所述噴嘴系統沿著所述結構移動。
13.根據權利要求10至12中任一項所述的方法，其中，在所述結構上塗布所述密封材料包括: 在所述結構上塗布所述密封材料的過程中控制所述噴嘴系統的多個參數。
14.根據權利要求13所述的方法，其中，在所述結構上塗布所述密封材料的過程中控制所述噴嘴系統的所述多個參數包括: 控制被分配的所述密封材料的流速、所述密封材料的溫度、所述噴嘴系統的平移速度或者所述噴嘴系統的旋轉速度中的至少一個。
15.根據權利要求10至14中任一項所述的方法，其中，在所述結構上塗布所述密封材料包括: 改變所述密封材料的所述粘性以改變所述密封材料穿過所述噴嘴系統的流速；以及通過處於單流模式和多流模式中之一的所述噴嘴系統使用選擇的塗布圖案來在所述結構上塗布所述密封材料。
【文檔編號】B05C5/00GK104368494SQ201410381641
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年8月5日 優先權日:2013年8月12日
【發明者】史蒂文·格倫·基納, 特倫特·羅布·洛根 申請人:波音公司