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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Montageverfahren
und insbesondere auf Systeme und Verfahren zum Integrieren eines
Montagewerkzeugs in eine Baugruppe.
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Stand der
Technik
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Einzelteile
für Flugzeuge
sind im allgemeinen nur einmal vorhandene geometrische Strukturen,
deren Konstruktion in direktem Zusammenhang mit der Größe, den
Nutzlastanforderungen und dem Verwendungszweck bestimmter Flugzeuge
steht, in denen sie eingesetzt werden. Auf Grund dieser Einmaligkeit
fordert der Hersteller einer bestimmten Flugzeugkonstruktion konsequenterweise
die Schaffung einer nur einmal vorhandenen und dedizierten Werkzeugausstattung,
gewöhnlich
in Form von Montagelehren und Vorrichtungen. Darüber hinaus müssen derartige
nur einmal vorhandene Werkzeugausstattungen und Produktionseinrichtungen
während der
wirtschaftlichen Nutzungsdauer des Flugzeugs und darüber hinaus
instandgehalten und aufbewahrt werden, wegen des zu erwartenden
Ersatzteilbedarfs. Ein Flugzeughersteller, der eine Flugzeugflotte produziert,
muß für jedes
Flugzeug-Einzelteil
eine separate Werkzeugausstattung sowie Einrichtungen (zum Beispiel
für Tragfläche, Rumpf
und Leitwerksektion) zur Verfügung
stellen und instandhalten. Die Investitionen für eine neue Werkzeugausstattung und
neue Einrichtungen für
jede neue Flugzeugkonstruktion übersteigen
gewöhnlich
mehrere Millionen Dollar. Deshalb wird, wenn ein Hersteller über eine neue
Flugzeugkonstruktion oder über
eine Veränderung
an einer bereits bestehenden Konstruktion nachdenkt, die Entscheidung
zum Bau der neuen Konstruktion oder Variante stark von der beträchtlichen
Höhe der
Anfangsinvestition beeinflußt,
die für den
Bau einer neuen Werkzeugausstattung und neuer λ Einrichtungen erforderlich
ist.
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Zusätzlich zur
Anfangsinvestition beeinflussen weitere, mit den gegenwärtigen Flugzeugherstellungsverfahren
zusammenhängende ökonomische Faktoren
direkt die Arbeitskosten und Überlegungen hinsichtlich
der Qualität.
Diese ökonomischen
Faktoren schließen
den Automatisierungsgrad der in Verbindung mit der elementaren Werkzeugausstattung verwendeten
Hilfsmittel ein. All dies bedeutet für den Hersteller laufende Kosten,
die zu den Kosten der Anfangsinvestition noch hinzukommen, für die Herstellung
der Werkzeugausstattung für
die Produktion und von Einrichtungen für die Herstellung beliebiger Einzelteile.
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Die
Montage und das Verbinden der Elemente von Flugzeugeinzelteilen
untereinander ist ein mehrstufiges Verfahren. So können zum
Beispiel die Elemente eines Tragwerks eine Aluminiumverstärkungsrippe,
ein Paar Gelenkabdeckungen und etliche Versteifungen umfassen. Nachdem
diese Elemente oder Einzelheiten einmal konstruiert wurden, liegt
das Problem in den hohen Anforderungen hinsichtlich der Personenstunden,
die benötigt
werden, um die Elemente für
die Montage und für
weitere Arbeitsschritte vorzubereiten und zu positionieren, zum Beispiel
für automatisches
Befestigen, wie man es in modernen Montageanlagen für Flugzeuge
findet. Ein derartiges Vorbereitungsverfahren kann auch das manuelle
Bohren und das Anbringen zahlreicher provisorischer Befestigungsvorrichtungen
einschließen, um
die Tragwerke in ihrer Position zu halten, so wie sie für diesen
Zweck mit Hilfe einer Montagelehre geführt werden.
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Bei
der Konstruktion war es bisher üblich, sich
auf die Leistungsanforderungen zu konzentrieren, wobei die praktische
Ausführung
der Montage in der Produktion kaum berücksichtigt wurde. Die Produktion
hing von den werkzeugbestimmenden Montageverfahren ab, wie dies
oben beschrieben wurde, um Teile an „Flugzeug"-Koordinaten zu positionieren und Justierungen
durch Unterlegen oder Hinterfüllen an
Berührungsflächen vorzunehmen.
Diese Methoden führen
zu einem prozeßbelasteten,
diskontinuierlichen Montagedurchlauf. Montageverfahren mit reduzierter
Werkzeugausstattung würden
die Perspektive für
eine Fließbandfertigung
verbessern, weil auf diese Art und Weise ein reibungsloser Fluß des Produktes
durch den Produktionsprozeß ermöglicht wird.
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Die
zur Zeit übliche
Betonung der schlanken Produktion hat das Bedürfnis geweckt, neue Verfahren
für die
Optimierung der Montage zu entwickeln. Eine Neuerung der vorliegenden
Erfindung besteht in der Verwendung von Bauteilmerkmalen, um die
Teile bei der Montage zu plazieren. Bei der Montage mit reduzierter
Werkzeugausstattung ist man bestrebt, schlanke Montageverfahren
zu definieren, die vom technischen Fortschritt und den fortgeschrittenen Möglichkeiten
der Produktion profitieren, indem durch die Paarung von Merkmalen
das Ziel der Plazierung bei der Montage erreicht wird. Die projektierten
Vorzüge
umfassen eine reduzierte Montagewerkzeugausstattung und eine kürzere Montagezeit.
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US 5 806 797 beschreibt
ein Verfahren für die
Montage eines Flugzeugrumpfes. Koordinatenlöcher werden in die Einzelteile
der Baugruppe gebohrt, so daß diese
Teile selbstzentrierend sind.
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US 5 715 167 beschreibt
ein System zur genauen Positionierung industriell gefertigter Teile
einer Struktur, das für
die Herstellung und die Prüfung
des Teils geeignet ist.
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EP 0 290 809 beschreibt
ein Verfahren für den
Bau eines Flugzeugs, bei dem konstruktive Definitionen von Einzelteilen
des Flugzeugs und von Fertigungs- und Montagewerkzeugen in einem
Rechnersystem generiert werden. Anschließend können virtuelle Werkzeugmodelle
verwendet werden, um reale Werkzeuge zu fertigen, die den Modellen
entsprechen.
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Die
oben geschilderten und weitere Nachteile des Standes der Technik
werden durch die vorliegende Erfindung überwunden, indem sie ein Verfahren
und ein System für
das Integrieren eines Montagewerkzeugs in eine Baugruppe und für die Montage der
Baugruppe durch Verwendung selbstzentrierender Bauteilmerkmale zur
Verfügung
stellt.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Orientieren einer
Baugruppe in einer vorher festgelegten Lage zur Verfügung, wobei
die Baugruppe aus einer Vielzahl von Einzelteilen besteht und das
Verfahren folgende Verfahrensschritte umfaßt:
- integrieren eines
virtuellen Montagewerkzeugs in die Baugruppe, wobei das virtuelle
Montagewerkzeug wie eine Montagelehre wirkt, die eine Plazierung
und Ausrichtung der Vielzahl von Einzelteilen definiert;
- ausstatten der Vielzahl von Einzelteilen mit mindestens einem
selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmal, wobei eine Paarung der
selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale mit der definierten Plazierung
und Ausrichtung korrespondiert; und
- einrasten der Vielzahl von Einzelteilen unter Verwen dung der
besagten Paarung von selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmalen,
um das virtuelle Montagewerkzeug unabhängig von einem Spannwerkzeug wirken
zu lassen.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein System zum integrieren eines
virtuellen Montagewerkzeugs in eine Baugruppe bereit, die aus einer Vielzahl
von Einzelteilen besteht, wobei jedes aus der Vielzahl von Einzelteilen
jeweils mindestens eine Berührungsfläche aufweist,
bestehend aus einem Mittel zum Definieren des virtuellen Montagewerkzeugs,
wobei das virtuelle Montagewerkzeug eine Plazierung und Ausrichtung
der Vielzahl von Einzelteilen in einer vorher festgelegten Orientierung
definiert, wobei das System weiterhin umfaßt:
- Mittel zum anordnen
mindestens eines selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmals an der
Vielzahl von Einzelteilen, wobei eine Paarung der angeordneten selbstzentrierenden
Konstruktionsmerkmale mit dem definierten virtuellen Montagewerkzeug
korrespondiert; und
- Mittel zum einrasten der Berührungsflächen, die
mit Hilfe der angeordneten, selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale
ausgerichtet werden, so daß das virtuelle
Montagewerkzeug unabhängig
von einem Spannwerkzeug wirken kann und einen integralen Bestandteil
der eingerasteten Baugruppe darstellt und wie ein Spannwerkzeug
wirkt.
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Unter
den neuartigen Vorzügen
der vorliegenden Erfindung sind zu nennen: erstens, das Integrieren
selbstzentrierender Konstruktionsmerkmale in eine Baugruppe verringert
oder eliminiert die Anzahl der Montage- und Plazierungsschritte,
die verwendet werden, um Baugruppen, zum Beispiel Tragflächendurchführungen
(WCT) zu montieren; zweitens, das Integrieren selbstzentrierender
Konstruktionsmerkmale in die Baugruppen verringert die Montagedauer;
drittens, die Verringerung oder Eliminierung der Anforderungen hinsichtlich
der Instandhaltung der Plazierungs- und Montagewerkzeuge und die
Reduzierung der Zahl der Werkzeuge und der Montagezeit führt zur
folgerichtigen Reduzierung der Gesamtkosten bei der Montage der
Baugruppe.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung anhand der Zeichnungen besser ersichtlich, auf denen
folgendes dargestellt ist:
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1 stellt
ein Flußdiagramm
eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Orientieren einer Baugruppe in einer vorher festgelegten Lage
dar;
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2A stellt
ein erstes Bauteil dar, das gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann;
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2B stellt
ein zweites Bauteil dar, das gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann;
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3A stellt
eine Draufsicht auf eine vereinfachte Tragflächendurchführung dar, die von einer typischen
Montagelehre plaziert und ausgerichtet wurde;
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3B stellt
eine perspektivische Ansicht einer vereinfachten Tragflächendurchführung dar,
die von einer typischen Montagelehre plaziert und ausgerichtet wurde;
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4A stellt
eine Draufsicht auf eine vereinfachte Tragflächendurchführung dar, die von einer erfindungsgemäßen virtuellen
Montagelehre plaziert und ausgerichtet wurde;
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4B stellt
eine perspektivische Ansicht einer vereinfachten Tragflächendurchführung dar,
die von einer erfindungsgemäßen virtuellen
Montagelehre plaziert und ausgerichtet wurde; und
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5 stellt
eine perspektivische Ansicht einer detaillierten Tragflächendurchführung mit
einer vergrößerten Darstellung
zweier Baugruppen dar, die mit Hilfe von erfindungsgemäßen Zentriernasen
plaziert und ausgerichtet wurden.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
zahlreichen innovativen Lehren der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend unter besonderer Bezugnahme auf die gegenwärtig bevorzugten,
exemplarischen Ausführungsbeispiele
beschrieben. Dabei ist jedoch anzumerken, daß diese Klasse von Ausführungsbeispielen
lediglich einige Beispiele der zahlreichen vorteilhaften Anwendungsfälle der
hier offenbarten innovativen Lehren bietet. Im allgemeinen grenzen
die in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung gegebenen Aussagen
nicht notwendigerweise irgendwelche der zahlreichen beanspruchten
Erfindungen ab. Überdies
können
sich einige Aussagen auf einige erfinderischen Merkmale, jedoch
nicht auf andere beziehen.
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Es
wird nun auf die Zeichnungen und insbesondere auf 1 Bezug
genommen, wo ein Flußdiagramm 100 eines
Verfahrens zum Orientieren einer Baugruppe in einer vorher festgelegten
Lage dargestellt ist, wobei die Baugruppe aus einer Vielzahl von Einzelteilen
zusammengesetzt ist. Zuerst wird die Plazierung und Ausrichtung
der Einzelteile in einem Volumenmodell oder einem virtuellem Modellentwurf definiert 102.
Die Operation des Definierens kann unter Verwendung eines computerunterstützten, mehrdimensionalen, interaktiven
Anwendungsprogramms oder anderer moderner Werkzeuge für die mehrdimensionale
Visualisierungssimulation erfolgen. Für die Simulation von Baugruppen
eines Luftfahrzeugs, zum Beispiel einer Tragflächendurchführungsbaugruppe (WCT) [Wing
Carry Through assembly] sind die Simulationshilfen zumindest bis
zu Maßtoleranzen
von 0,01 Zoll genau.
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Als
nächstes
werden die Einzelteile mit mindestens einem selbstzentrierenden
Konstruktionsmerkmal versehen oder ausgestattet 104. Selbstzentrierende
Konstruktionsmerkmale werden in einer nur einmal vorhandenen Paarung
so angeordnet, daß das
Einrasten von Berührungsflächen der
Einzelteile die Montage des Einzelteils ermöglicht, wie dies in der Operation
des Definierens 102 definiert wurde. Auf diese Art und
Weise wird das simulierte oder virtuelle Montage-/Plazierungswerkzeug
in die Baugruppe hineinkonstruiert. Baugruppen können mit selbstzentrierenden
Konstruktionsmerkmalen konstruiert oder ausgestattet werden, so
daß sie
nur auf eine bestimmte Art und Weise zusammengebaut werden können (damit
sie nicht verdreht oder falsch plaziert werden können). Schließlich läßt man die Baugruppen
mit den korrespondierenden Baugruppen einrasten 106, die
in der Operation des Definierens 102 festgelegt wurden,
unter Verwendung der entsprechenden selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale.
Die Montage sämtlicher
Einzelteile ergibt eine Baugruppe, die in der vorgegebenen Konfiguration
ausgerichtet ist.
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Es
wird nun auf 2A Bezug genommen, wo ein erstes
Einzelteil 200 oder eine Rippe dargestellt ist das, bzw.
die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann. An dem Einzelteil 200 sind
drei separate selbstzentrierende Konstruktionsmerkmale angeordnet,
die einen angeformten Schenkel 205 an jedem Ende oder an
der Berührungsfläche 206 und
eine Zentrierwulst 210 einschließen. Die Anzahl der selbstzentrierenden
Konstruktionsmerkmale dient nur der Veranschaulichung, es können weniger
oder auch mehrere selbstzentrierende Konstruktionsmerkmale an einem
Einzelteil vorgesehen werden.
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Es
wird nun auf 2B Bezug genommen, wo ein zweites
Einzelteil 250 oder eine Rippe dargestellt ist das, bzw.
die gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann. Das zweite Einzelteil 250 wird
ebenfalls mit zwei separaten selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmalen
dargestellt, die einen Zentriernase 220 an jedem Ende oder
der Berührungsfläche 206 einschließen. Jedes
der Einzelteile 200, 250 kann weniger oder mehr
selbstzentrierende Konstruktionsmerkmale aufweisen, als abgebildet sind.
Die selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale sind ebenfalls nicht
auf eine spezifische Kombination beschränkt. So können zum Beispiel in einem Einzelteil
zwei Zentrierwülste
und zwei Zentriernasen oder eine Zentrierwulst und ein angeformter
Schenkel oder eine andere Kombination untergebracht sein. Die einfachen
selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale stellen Führungen
dar und die Verifizierung der Plazierung und Ausrichtung für jedes
Einzelteil, wenn dieses mit anderen Einzelteilen einrastet.
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Es
wird nun auf 3A Bezug genommen, wo eine Draufsicht
auf eine vereinfachte Kombination 300 aus Tragflächendurchführung (WCT)
und Montagelehren dargestellt ist. Die vereinfachte Tragflächendurchführung (WCT)
wird mit Hilfe der vereinfachten Montagelehre 15 plaziert
und ausgerichtet, die durch die kreuzweise schraffierte Fläche gekennzeichnet
ist. Nachdem die Einzelteile der vereinfachten Tragflächendurchführung (WCT)
plaziert und ausgerichtet wurden, können sie unter Verwendung von
Nieten oder ähnlicher,
nach dem Stand der Technik bekannter Methoden aneinander befestigt
werden. Allgemein stellt die vereinfachte Montagelehre 15 ein
Werkzeug dar, das mit bestimmten Maßtoleranzen hergestellt oder
angefertigt wurde, und sie besteht gewöhnlich aus Stahl oder ähnlichen
Werkstoffen. Eine separate Montagelehre ist für jede nur einmal vorhandene
Baugruppe erforderlich, die montiert werden soll und erfordert eine
ständige
Kalibrierung und Wartung, um die Maßhaltigkeit sicherzustellen. So
erfordert zum Beispiel eine Tragflächendurchführung (WCT) eine erste Montagelehre,
ein Tragwerk erfordert eine zweite Montagelehre und ein Heckleitwerk
erfordert eine dritte Montagelehre. Jede Montagelehre ist nur einmal
vorhanden und wird während der
Fertigungslebensdauer des Flugzeugs separat kalibriert und gewartet.
Darüber
hinaus erfordert jede separate Baugruppe eines Luftfahrzeugs ihre
eigene Montagelehre. Die gezeigte vereinfachte Montagelehre 15 ist
nur eine zweidimensionale Struktur, zusätzliche Schichten oder Dimensionen
können
jedoch zur Montagelehre hinzugefügt
werden, um die Fähigkeit
zu ermöglichen,
komplexere Montagestrukturen zu plazieren und auszurichten.
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Die
zur Zeit verwendeten Montagelehren werden üblicherweise aus selbsttragenden
Bauteilen 18 und Kontaktpositionsgebern 20 aufgebaut.
Jeder Kontaktpositionsgeber 20 ist so konstruiert, daß er eine
Montagekomponente plazieren und ausrichten kann, zum Beispiel in
bezug auf andere Montagekomponenten einer Tragflächendurchführung (WCT). Ein Kontaktpositionsgeber 20 ist
an der Stelle angeordnet, wo die Montagelehre 15 eine Montagekomponente
berührt.
Der Kontaktpositionsgeber 20 kann ein Stift sein, der in
ein Paßloch
paßt,
daß an
einer Montagekomponente oder einem anderen ähnlichen Typ einer Plazierungs-
und Ausrichtungsanordnung nach dem Stand der Technik angeordnet
ist.
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Es
wird nun auf 3B Bezug genommen, wo eine perspektivische
Ansicht der vereinfachten Tragflächendurchführung 300 dargestellt
ist, die mit Hilfe der vereinfachten Montagelehre 15, die
durch die schraffierte Fläche
gekennzeichnet wird, plaziert und ausgerichtet wurde. Die vereinfachte
Tragflächendurchführung (WCT)
wird aus einzelnen Komponenten aufgebaut, die Längsstreben 35 oder
Rippen und Querstreben 25 und kopfseitige Streben 30 einschließen. Die
vereinfachte Tragflächendurchführung (WCT)
kann auch andere (nicht dargestellte) selbsttragende Bauteile einschließen. Die
zur Zeit übliche
Technik plaziert und richtet jede Längsstrebe 35, Querstrebe 25 und
kopfseitige Strebe 30 unter Verwendung von starren Montagewerkzeugen
aus, wie zum Beispiel der beschriebenen vereinfachten Montagelehre 15.
Dabei ist anzumerken, daß.
die Längsstreben 35 durch
die dargestellte vereinfachte Montagelehre 15 anscheinend
nicht plaziert und ausgerichtet werden; weitere räumliche
Aspekte (zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt) der vereinfachten
Montagelehre 15 sind für
derartige Anwendungen erforderlich. Zusätzlich muß die Montagelehre 15 so
konstruiert sein, daß eine
vollständig montierte
Baugruppe, an der Einzelteile zeitweilig oder dauerhaft befestigt
sind, entfernt werden kann, ohne die Baugruppe oder die Montagelehre 15 zu
beschädigen.
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Es
wird nun auf 4A Bezug genommen, wo eine Draufsicht
auf eine vereinfachte Kombination 400 einer Tragflächendurchführung und
einer virtuellen Montagelehre 15 dargestellt ist. Die vereinfachte Tragflächendurchführung (WCT)
wird mit Hilfe der vereinfachten virtuellen Montagelehre 405,
die durch die gestrichelten Linien gekennzeichnet ist, plaziert und
ausgerichtet. Die vereinfachte virtuelle Montagelehre 405 repräsentiert
und ersetzt die körperlich existente
Montagelehre 15 (3A). Auf
diese Weise wird eine körperlich
existente Montagelehre mit Hilfe des erfindungsgemäßen Montagevorgangs
der Tragflächendurchführung (WCT)
vereinfacht. Die Montageverfahren der vorliegenden Erfindung sind nicht
nur auf die Tragflächendurchführung (WCT)
beschränkt,
sondern können
verwendet werden, um andere große,
strukturelle Baugruppen zu montieren. Dabei ist jedoch anzumerken,
daß die
dargestellte, vereinfachte virtuelle Montagelehre 405 nur
eine zweidimensionale Repräsentation
ist, zusätzliche Schichten
oder Dimensionen können
jedoch zu den Montagelehren hinzugefügt werden, um die Fähigkeit auszubilden,
komplexere Montagestrukturen zu plazieren und auszurichten. Weiter
muß angemerkt
werden, daß die
Längsversteifungen 35 anscheinend nicht
mit Hilfe der vereinfachten, virtuellen Montagelehren 405 plaziert
und ausgerichtet werden müssen, weitere
räumliche
Aspekte sind nicht länger
erforderlich, weil selbstzentrierende Konstruktionsmerkmale nunmehr
in die Längsversteifungen
integriert sind. Weiterhin kann die virtuelle Montagelehre 405 unter Verwendung
eines computergestützten,
mehrdimensionalen, interaktiven Anwendungsprogramms oder anderer
Werkzeuge zur mehrdimensionalen Visualisierung definiert werden.
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Es
wird nun auf 4B Bezug genommen, wo eine perspektivische
Ansicht einer vereinfachten Kombination 400 einer Tragflächendurchführung WCT
dargestellt ist; die mit Hilfe der virtuellen Montagelehre 405,
die durch die gestrichelte Linien gekennzeichnet wird, plaziert
und ausgerichtet wurde. Dabei ist jedoch anzumerken, daß die dargestellte, vereinfachte
virtuelle Montagelehre 405 nur eine zweidimensionale Repräsentation ist,
zusätzliche Schichten
oder Dimensionen können
jedoch hinzugefügt
werden, um die Fähigkeit
zu ermöglichen, komplexere
Montagestrukturen zu plazieren und auszurichten. Weiter muß angemerkt
werden, daß die
Längsversteifungen 35 anscheinend
nicht mit Hilfe der vereinfachten, virtuellen Montagelehre 405 plaziert
und ausgerichtet werden müssen.
Wieder sind weitere räumliche
Aspekte nicht länger
erforderlich, weil nun selbstzentrierende Konstruktionsmerkmale
in die Längsversteifungen
integriert sind.
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Es
wird nun auf 5 Bezug genommen, wo eine perspektivische
Ansicht einer detaillierten Tragflächendurchführung WCT 500 mit
einer vergrößerten Darstellung 510 zweier
Baugruppen dargestellt ist, die erfindungsgemäß mit Hilfe von selbstzentrierenden
Zentriernasen 220 plaziert und ausgerichtet wurden. Jedes
Einzelteil der detaillierten Tragflächendurchführung WCT 500 kann
mit Hilfe einer virtuellen Montagelehre plaziert und ausgerichtet
werden, wie dies weiter oben beschrieben wurde. Im Anschluß an das
Definieren einer virtuellen Montagelehre werden die Einzelteile
mit selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmalen hergestellt. Die
Paarung der selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale wird so gewählt, daß jede Einzelteilberührungsfläche zum Plazieren
und Ausrichten an einer korrespondierenden Einzelteilberührungsfläche einrasten
kann, wie dies mit Hilfe der virtuellen Montagelehre festgelegt wurde.
Selbstzentrierende Konstruktionsmerkmale umfassen Flansche, Zentrierkerben,
Zentrierwülste und
Zentriernasen, sind jedoch nicht auf diese besehränkt. Ein
Einzelteil kann eine Vielzahl von selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmalen
aufweisen.
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Im
Anschluß an
das Definieren der Tragflächendurchführung (WCT)
und das Anordnen der selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale an
den Einzelteilen kann das WCT-Montageverfahren
mit dem Laden von Hauptspanten beginnen, zum Beispiel in eine Montagevorrichtung
(nicht dargestellt). Hauptspanten umfassen die Querstreben 25 und
die kopfseitigen Streben 30. Die Hauptspanten passen auf
einfache Lokalisierer, die so bemessen sind, daß sie eine Vielzahl struktureller
Baugruppen aufnehmen können.
Der Aufbau der gesamten WCT-Struktur kann an diesen billigen Mehrfach-Montagevorrichtungen
erfolgen, die später
zu anderen Montagestationen, zum Beispiel automatischem Bohren oder zur
Teilsysteminstallation verschoben werden können. Längsstreben 35 oder
Rippen werden auf einfache Weise mit Hilfe der selbstzentrierenden
Konstruktionsmerkmale, die direkt in das Teil hineinkonstruiert
wurden, plaziert und an Ort und Stelle festgeklemmt. Diese selbstzentrierenden
Konstruktionsmerkmale verlagern im Grunde genommen das Werkzeug
in das Bauteil, was den Wegfall der meisten oder aller Werkzeuge
zur Folge hat, die üblicherweise
verwendet wurden, um auf dieser Montagestufe Teile zu plazieren
und auszurichten.
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Der
Aufbau der gesamten WCT-Struktur wird fortgesetzt, bis jedes Einzelteil
positioniert und für
die weitere Bearbeitung, wie Bohren und Befestigen von Substrukturen,
gebrauchsfertig ist. Das eigentliche Laden der strukturellen Baugruppe
kann weniger als eine Stunde erfordern, im Vergleich zu einigen
Tagen, die für
diese Arbeitsgänge
bei Verwendung traditioneller Montageverfahren erforderlich sind.
Dazu kommt, daß die
Montagevorrichtung von Hand, durch Roboter oder eine Kombination
der oben genannten Verfahren geladen werden kann. Die aus der Anwendung
der vorliegenden Erfindung, resultierende Hauptkostenersparnis war
eine Verringerung der Montagedauer für das Laden der Montagelehre
um 98 %, auf Grund solcher Faktoren wie selbstzentrierender Teile
und intelligenter Konstruktionsverfahren. Die tatsächlichen
Montagezeiten wurden mit Schätzwerten
der Fertigungsorganisation für ähnliche
Typen von Teilen und Formen der Gesamtkonstruktion verglichen. Die
selbstzentrierenden Konstruktionsmerkmale eliminierten den Bedarf
an Werkzeugen, die typischerweise verwendet werden, um den komplexen
Umriß der
Flugzeugstruktur zu emulieren.