将桁条接合到机身蒙皮的接合系统和方法与流程

1.本公开总体上涉及一种接合系统和方法，并且更具体地涉及一种用于将桁条接合到机身蒙皮的方法和设备。


背景技术：

2.在飞机中，桁条可接合至机身蒙皮。因此，希望开发一种用于将桁条接合到机身蒙皮的设备和方法。当前的复合制造方法需要将桁条共固化至蒙皮或将桁条紧固至蒙皮面板。因此，本领域技术人员继续在复合制造领域中进行研究和开发工作。


技术实现要素：

3.本公开描述了一种用于通过传导热塑性焊接将桁条接合到机身蒙皮的接合系统。在本公开的一个方面中，接合系统包括构造为保持机身蒙皮的保持夹具组件。至少一个桁条暂时附接到机身蒙皮。接合系统还包括上梁组件和下梁组件，上梁组件包括上梁，下梁组件包括下梁和至少一个下加热元件。保持夹具组件联接到上梁组件，并且保持夹具组件联接到下梁组件。上梁能相对于下梁移动，以在焊接之前和期间将多个桁条中的至少一个桁条和机身蒙皮夹持在一起。
4.在本公开的一个方面中，多个桁条中的每个桁条包括至少一个凸缘。下加热元件可是焊机。焊机构造为将机身蒙皮一次全部焊接到整个凸缘。
5.在本公开的一个方面中，下加热元件构造为向机身蒙皮和多个桁条中的至少一个桁条施加热，以使设置在机身蒙皮和多个桁条中的至少一个桁条之间的热塑性膜熔化，从而将多个桁条中的至少一个桁条接合到机身蒙皮。
6.在本公开的一个方面中，上梁组件包括联接到上梁的多个压力脚。多个压力脚中的每个压力脚构造为将压力施加于机身蒙皮和多个桁条。上梁组件还包括联接到多个压力脚中的每个压力脚的充气气囊。保持夹具组件构造为相对于上梁和下梁以法向(normal orientation)定向机身蒙皮和多个桁条。多个压力脚中的每个压力脚能相对于下梁移动，以抵靠机身蒙皮保持多个桁条中的至少一个桁条。多个压力脚中的每个压力脚构造为，在传导热塑性焊接之前和期间使用充气气囊将多个桁条中的至少一个桁条与机身蒙皮压缩在一起。焊机构造成进行传导热塑性焊接工艺。
7.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个气缸，每个气缸联接至上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。
8.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个海姆接头(heim joint)，每个海姆接头联接在多个气缸(pneumatic cylinder)中的相应一个气缸与多个压力脚中的相应一个压力脚之间。
9.在本公开的一个方面中，接合系统还包括第一端支撑件和第二端支撑件。上梁包括第一梁端和与第一梁端相对的第二梁端。第一端支撑件直接联接至第一梁端，并且第二端支撑件直接联接至上梁。
10.在本公开的一个方面中，多个压力脚中的每个压力脚限定气嚢腔，该气嚢腔的尺寸设计成接收充气气嚢。多个压力脚中的每个压力脚的气囊腔在纵向方向上对齐，以接收充气气囊。
11.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括接触垫片，该接触垫片设置在充气气囊和多个桁条中的一个桁条的凸缘之间。
12.在本公开的一个方面中，上梁、下梁和充气气囊中的每一者沿纵向方向伸长。下梁组件包括设置在下梁上的第一压板和第二压板。第一压板与第二压板沿着横向方向间隔开。横向方向垂直于纵向方向。第一压板和第二压板中的每一者构造为直接接触机身蒙皮，以便于将机身蒙皮接合到多个桁条中的一个桁条。
13.在本公开的一个方面中，下加热元件可称为第一加热元件。下梁组件还包括第二加热元件以便于将机身蒙皮接合到多个桁条中的一个桁条。第一加热元件设置在第一压板下方。第一加热元件与第一压板直接接触，以促进从第一加热元件到第一压板的热传递，第二加热元件设置在第二压板下方。第二加热元件与第二压板直接接触，以促进从第二加热元件到第二压板的热传递。
14.在本公开的一个方面中，下梁组件包括隔热块，该隔热块至少部分地设置在第一加热元件和第二加热元件下方，以阻碍从第一加热元件和第二加热元件到下梁的热传递。隔热块设置在下梁上。
15.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括联接到上梁的上加热元件。上加热元件设置在充气气囊和多个桁条中的至少一个桁条的凸缘之间，以便于将多个桁条中的一个桁条接合到机身蒙皮。
16.在本公开的一个方面中，接合系统包括共同构造为保持机身蒙皮的至少一部分的第一环和第二环。第一环和第二环可分别相对于第一端支撑件和第二端支撑件围绕旋转轴线旋转，以使机身蒙皮相对于上梁和下梁旋转。接合系统还包括伺服电机，该伺服电机联接到第一环和第二环，以使第一环和第二环围绕旋转轴线旋转。
17.在本公开的一个方面中，第一环和第二环中的每一者包括多个夹钳。多个夹钳中的每个夹钳具有用于保持机身蒙皮的闭合构造和用于释放机身蒙皮的打开构造。
18.在本公开的一个方面中，下梁组件还包括支撑下梁的万向节。下梁组件还包括联接到下梁以将下梁保持在中立位置的至少一个偏置构件。
19.在本公开的一个方面中，下梁组件还包括联接在下梁与隔热块之间以允许隔热块相对于下梁的相对运动的至少一个偏置构件。
20.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个液压缸，每个液压缸联接到上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。
21.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个伺服电机，每个伺服电机联接在上梁与多个压力脚中的相应一个压力脚之间。
22.在本公开的一个方面中，上梁基本上是刚性的，以对将多个桁条中的一个桁条接合到机身蒙皮所需的必要压力作出反应，同时使多个桁条中的至少一个桁条和机身蒙皮的偏转最小化。
23.在本公开的一个方面中，下梁组件包括设置在下梁上的至少一个隔热块。下加热元件设置在至少一个隔热块上。下梁组件还包括设置在至少一个下加热元件上的多个压
板。
24.在本公开的一个方面中，保持夹具组件包括多个环以及联接至多个环的多个纵向构件。多个环和多个纵向元件将机身蒙皮保持在近似标称状态。接合系统还包括联接到多个环以使多个环旋转的多个托架。
25.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个致动器，每个致动器联接至上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。多个压力脚中的每个压力脚在致动多个致动器时可相对于下梁移动。
26.在本公开的一个方面中，接合系统包括控制器，该控制器编程为致动多个致动器、对充气气囊加压以及调节由至少一个下加热元件施加的热。
27.在本公开的一个方面中，接合系统还包括第一端支撑件和第二端支撑件。上梁包括第一梁端和与第一梁端相对的第二梁端。第一端支撑件联接在第一梁端处。第二端支撑件联接在上梁处。第一端支撑件和第二端支撑件中的每一者包括引导件和机械线性致动器，以使上梁相对于下梁在竖直方向上移动。
28.在本公开的一个方面中，下梁组件包括设置在下梁上的至少一个隔热块、设置在至少一个隔热块上的至少一个下加热元件以及设置在至少一个下加热元件上的多个压板。下梁组件还包括位于下梁上的枢转点。下加热元件和多个压板附接至枢转点以提供旋转轴线，由此允许至少一个下加热元件和多个压板保持近似正交于机身蒙皮的表面。
29.在本公开的一个方面中，接合系统还包括第一端支撑件和第二端支撑件。上梁包括第一梁端和与第一梁端相对的第二梁端。第一端支撑件联接在第一梁端处。第二端支撑件联接在上梁处。第一端支撑件和第二端支撑件中的每一者包括引导件和机械线性致动器，以使上梁相对于下梁在竖直方向上移动。
30.在本公开的一个方面中，机身蒙皮和/或桁条可完全或部分地由热固性材料和/或热塑性材料制成。
31.在本公开的一个方面中，下加热元件构造为向机身蒙皮和多个桁条施加热。
32.在本公开的一个方面中，传导加热可用于将桁条焊接到机身蒙皮。
33.在本公开的一个方面中，机身蒙皮和多个桁条中的至少一个桁条的传导加热用于将多个桁条中的至少一个桁条传导热塑性焊接到机身蒙皮。
34.本公开还描述了一种将桁条接合到机身蒙皮的方法。在本公开的一个方面中，该方法包括：将桁条的凸缘和机身蒙皮定位在夹持装置中；将桁条的凸缘和机身蒙皮夹持在一起；以及将桁条的凸缘焊接到机身蒙皮。
35.在本公开的一个方面中，夹持装置包括上梁和下梁。上梁是上梁组件的一部分。上梁组件还包括联接至上梁的多个压力脚以及联接至多个压力脚中的每个压力脚的充气气囊。将桁条的凸缘和机身蒙皮夹持在一起包括：使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动，直到充气气囊靠近桁条的凸缘，以将桁条接合到机身蒙皮。此外，将桁条的凸缘和机身蒙皮夹持在一起包括：使充气气囊充气。在焊接期间，整个凸缘一次全部焊接到机身蒙皮。
36.在本公开的一个方面中，该方法还包括：在使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动之前，将机身蒙皮附接到接合系统的第一环和第二环。将桁条的凸缘和机身蒙皮定位在上梁和下梁之间包括：在附接机身蒙皮以及第一环和第二环之后使第一环和第二
环旋转，直到桁条的凸缘定位在上梁和下梁之间。
37.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个气缸，每个气缸联接至上梁和多个压力脚。使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动包括：致动多个气缸中的至少一个气缸，以使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动。
38.在本公开的一个方面中，下梁是下梁组件的一部分。下梁组件还包括各自联接至下梁的第一加热元件和第二加热元件。该方法还包括：启用第一加热元件和第二加热元件，以加热桁条的凸缘和机身蒙皮。
39.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括联接到上梁的上加热元件。该方法还包括：启用上加热元件，以加热桁条的凸缘和机身蒙皮。
40.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个液压缸，每个液压缸联接到上梁和多个压力脚。使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动包括：致动多个液压缸中的至少一个液压缸，以使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动。
41.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个伺服电机，每个伺服电机联接在上梁与多个压力脚之间。使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动包括：致动多个伺服电机中的至少一个伺服电机，以使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动。
42.在本公开的一个方面中，焊接包括执行传导热塑性焊接工艺。传导热塑性焊接工艺包括：根据预定加热计划将热施加于凸缘和机身蒙皮，以使设置在机身蒙皮和凸缘之间的热塑性膜熔化，从而将多个桁条中的至少一个桁条接合到机身蒙皮。
43.在本公开的一个方面中，飞机的一部分根据上述方法组装。
44.在本公开的一个方面中，一种用于将至少一个桁条接合到机身蒙皮的方法包括：a)将至少一个桁条附接到机身蒙皮，其中每个桁条包括桁条主体和从桁条主体延伸的至少一个凸缘；b)将整个凸缘一次全部焊接到机身蒙皮中。
45.在本公开的一个方面中，该方法还包括：c)将多个桁条和机身蒙皮传送至接合单元；以及d)使机身蒙皮和桁条旋转，直到桁条位于上梁与下梁之间。下梁是下梁组件的一部分。上梁是多个上梁组件的一部分。上梁组件包括联接到上梁的多个压力脚以及联接到多个压力脚的充气气囊。
46.在本公开的一个方面中，该方法还包括：e)将下梁组件与机身蒙皮接合；以及f)使上梁朝向下梁移动，直至上梁组件的多个压力脚中的至少一个压力脚接近凸缘。
47.在本公开的一个方面中，该方法还包括：g)使多个压力脚朝向凸缘移动，直到多个压力脚中的每个压力脚与凸缘接触；以及h)对充气气囊加压。
48.在本公开的一个方面中，该方法还包括：i)根据预定加热计划将热施加于凸缘和机身蒙皮，以使设置在机身蒙皮和凸缘之间的热塑性膜熔化，从而将多个桁条中的至少一个桁条接合到机身蒙皮。
49.在本公开的一个方面中，该方法包括：j)冷却凸缘和机身蒙皮；以及k)使多个压力脚远离下梁移动。
50.在本公开的一个方面中，该方法包括：l)使上梁远离机身蒙皮移动以允许机身蒙皮的进一步旋转；以及m)使下梁远离机身蒙皮移动以允许机身蒙皮的进一步旋转。
51.在本公开的一个方面中，该方法还包括重复步骤b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l和m，以将另一桁条(即，第二桁条)接合到机身蒙皮。
52.在本公开的一个方面中，将桁条夹持至机身蒙皮包括：将暂时紧固件穿过桁条和机身蒙皮插入。
53.在本公开的一个方面中，将多个桁条附接至机身蒙皮包括；将热塑性铆钉穿过桁条和机身蒙皮插入。
54.在本公开的一个方面中，使上梁朝向下梁移动直至上梁组件的一个压力脚接近凸缘包括：使上梁朝向下梁移动，直至多个压力脚中的至少一个压力脚距离凸缘约0.25英寸。
55.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个致动器，每个致动器联接至上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。多个压力脚中的每个压力脚在致动多个致动器时可相对于下梁移动。在该方法中，使多个压力脚朝向凸缘移动包括：致动联接至上梁的多个致动器。
56.在本公开的一个方面中，使多个压力脚远离下梁移动包括：停用多个致动器。
57.在本公开的一个方面中，对充气气囊加压包括：用空气使充气气囊充气，直到充气气囊被完全充气。
58.在本公开的一个方面中，将桁条夹持至机身包括：将至少一个暂时紧固件穿过桁条和机身蒙皮插入，以将桁条暂时附接至机身蒙皮。例如，暂时紧固件可穿过桁条的凸缘和机身蒙皮插入。
59.在本公开的一个方面中，该方法还包括：在将整个凸缘一次全部焊接到机身蒙皮之后，从桁条和机身蒙皮移除暂时紧固件。
60.在本公开的一个方面中，一种将桁条接合到机身蒙皮的方法包括：将桁条的凸缘与机身蒙皮定位在夹持装置之间；将桁条的凸缘和机身蒙皮夹持在一起；以及一次全部焊接夹持到机身蒙皮的桁条的凸缘的整个长度。
61.在本公开的一个方面中，该方法还包括在桁条的凸缘与机身蒙皮之间的热塑性膜。
62.在本公开的一个方面中，接合系统包括构造为保持机身蒙皮的保持夹具组件。桁条暂时附接到机身蒙皮。桁条包括至少一个凸缘。接合系统还包括上梁组件和下梁组件，该上梁组件包括上梁。下梁组件包括下梁和至少一个下加热元件。保持夹具组件联接到上梁组件。保持夹具组件联接到下梁组件。上梁能相对于下梁移动，以在焊接之前和期间将桁条和机身蒙皮夹持在一起。下加热元件构造为将至少一个桁条的至少一个凸缘的整体一次全部焊接到机身蒙皮。
63.在本公开的一个方面中，上梁组件包括联接到上梁的多个压力脚。多个压力脚中的每个压力脚构造为将压力施加于机身蒙皮和至少一个桁条。上梁组件还包括联接到多个压力脚中的每个压力脚的充气气囊。保持夹具组件构造为相对于上梁和下梁以法向定向机身蒙皮和至少一个桁条。多个压力脚中的每个压力脚能相对于下梁移动，以抵靠机身蒙皮保持桁条。多个压力脚中的每个压力脚构造为，在焊接之前和期间使用充气气囊将至少一个桁条和机身蒙皮压缩在一起。焊机构造成进行传导热塑性焊接工艺。
64.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个气缸，每个气缸联接至上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。
65.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个海姆接头，每个海姆接头联接在多个气缸中的相应一个气缸与多个压力脚中的相应一个压力脚之间。
66.在本公开的一个方面中，接合系统还包括第一端支撑件和第二端支撑件。上梁包括第一梁端和与第一梁端相对的第二梁端。第一端支撑件直接联接至第一梁端，并且第二端支撑件直接联接至上梁。
67.在本公开的一个方面中，多个压力脚中的每个压力脚限定气嚢腔，所述气嚢腔的尺寸设计成接收充气气嚢。多个压力脚中的每个压力脚的气囊腔在纵向方向上对齐，以接收充气气囊。
68.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括设置在充气气囊和多个桁条中的一个桁条的凸缘之间的接触垫片。
69.在本公开的一个方面中，上梁、下梁和充气气囊中的每一者沿纵向方向伸长。下梁组件包括设置在下梁上的第一压板和第二压板。第一压板与第二压板沿着横向方向间隔开。横向方向垂直于纵向方向。第一压板和第二压板中的每一者构造为直接接触机身蒙皮，以便于将机身蒙皮接合到至少一个桁条。
70.在本公开的一个方面中，下加热元件构造为向机身蒙皮和所述至少一个桁条中的至少一个桁条施加热，以使设置在机身蒙皮和桁条之间的热塑性膜熔化，从而将桁条接合到机身蒙皮。下加热元件是第一加热元件。下梁组件还包括第二加热元件，以便于将机身蒙皮接合到多个桁条中的一个桁条。第一加热元件设置在第一压板下方。第一加热元件与第一压板直接接触，以促进从第一加热元件到第一压板的热传递。第二加热元件设置在第二压板下方。第二加热元件与第二压板直接接触，以促进从第二加热元件到第二压板的热传递。
71.在本发明的一个方面中，下梁组件包括隔热块，隔热块至少部分地设置在第一加热元件和第二加热元件下方，以阻碍从第一加热元件和第二加热元件到下梁的热传递。隔热块设置在下梁上。
72.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括联接至上梁的上加热元件。上加热元件设置在充气气囊与至少一个桁条的凸缘之间，以便于将至少一个桁条接合至机身蒙皮。
73.在本公开的一个方面中，接合系统还包括共同构造为保持机身蒙皮的至少一部分的第一环和第二环。第一环和第二环可分别相对于第一端支撑件和第二端支撑件围绕旋转轴线旋转，以使机身蒙皮相对于上梁和下梁旋转。接合系统还包括伺服电机，该伺服电机联接到第一环与第二环，以使第一环和第二环围绕旋转轴线旋转。
74.在本公开的一个方面中，第一环和第二环中的每一者包括多个夹钳。每个夹钳具有用于保持机身蒙皮的闭合构造和用于释放机身蒙皮的打开构造。
75.在本公开的一个方面中，下梁组件还包括支撑下梁的万向节。下梁组件还包括联接到下梁以将下梁保持在中立位置的至少一个偏置构件。
76.在本公开的一个方面中，偏置构件联接在下梁与隔热块之间，以允许隔热块相对于下梁的相对运动。
77.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个液压缸，每个液压缸联接到上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。
78.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个伺服电机，每个伺服电机联接在上梁与多个压力脚中的相应一个压力脚之间。
79.在本公开的一个方面中，上梁基本上是刚性的，以对将至少一个桁条接合到机身
蒙皮所需的必要压力作出反应，同时使桁条和机身蒙皮的偏转最小化。
80.在本公开的一个方面中，下梁组件包括设置在下梁上的至少一个隔热块。下加热元件设置在隔热块上。下梁组件还包括设置在至少一个下加热元件上的多个压板。
81.在本公开的一个方面中，保持夹具组件包括多个环以及联接至多个环的多个纵向构件。多个环和多个纵向构件将机身蒙皮保持在近似标称状态，并且接合系统还包括联接到多个环以使多个环旋转的多个托架。
82.在本公开的一个方面中，上梁组件还包括多个致动器，每个致动器联接至上梁和多个压力脚中的相应一个压力脚。多个压力脚中的每个压力脚在致动多个致动器时可相对于下梁移动。
83.在本公开的一个方面中，接合系统还包括控制器，该控制器编程为致动多个致动器、对充气气囊加压以及调节由至少一个下加热元件施加的热。
84.在本公开的一个方面中，接合系统还包括第一端支撑件和第二端支撑件。上梁包括第一梁端和与第一梁端相对的第二梁端。第一端支撑件联接在第一梁端处。第二端支撑件联接在上梁处。第一端支撑件和第二端支撑件中的每一者包括引导件和机械线性致动器，以使上梁相对于下梁在竖直方向上移动。
85.在本公开的一个方面中，下梁组件包括设置在下梁上的至少一个隔热块、设置在至少一个隔热块上的至少一个下加热元件以及设置在至少一个下加热元件上的多个压板。下梁组件还包括位于下梁上的枢转点。下加热元件和多个压板附接至枢转点，以提供旋转轴线，从而允许至少一个下加热元件和多个压板保持近似正交于机身蒙皮的表面。
86.在本公开的一个方面中，接合系统包括第一端支撑件和第二端支撑件。上梁包括第一梁端和与第一梁端相对的第二梁端。第一端支撑件联接在第一梁端处。第二端支撑件联接在上梁处。
87.在本公开的一个方面中，机身蒙皮包括热固性材料或热塑性材料中的至少一者。
88.在本公开的一个方面中，桁条包括热固性材料或热塑性材料中的至少一者。
89.在本公开的一个方面中，下加热元件构造为向机身蒙皮和桁条施加热。
90.在本公开的一个方面中，机身蒙皮和至少一个桁条的传导加热用于将桁条传导热塑性焊接至机身蒙皮。
91.在本公开的一个方面中，一种将桁条接合到机身蒙皮的方法包括：将热塑性膜放置在桁条的至少一个凸缘与机身蒙皮之间；将桁条的至少一个凸缘和机身蒙皮夹持在一起；以及将桁条的至少一个凸缘焊接到机身蒙皮。将桁条的凸缘焊接至机身蒙皮包括：加热设置在至少一个桁条的至少一个凸缘与机身蒙皮之间的热塑性膜。
92.在本公开的一个方面中，加热设置在机身蒙皮和桁条的凸缘之间的热塑性膜包括：使设置在至少一个桁条的至少一个凸缘与机身蒙皮之间的热塑性膜熔化。
93.在本公开的一个方面中，凸缘包括热固性材料。
94.在本公开的一个方面中，机身蒙皮包括热固性材料。
95.在本公开的一个方面中，将桁条的凸缘和机身蒙皮夹持在一起包括：使上梁组件的多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁组件的下梁移动，直到上梁组件的充气气囊接近桁条的至少一个凸缘。此外，将桁条的凸缘和机身蒙皮夹持在一起包括：使充气气囊充气。此外，将桁条的凸缘焊接到机身蒙皮包括：将整个凸缘一次全部焊接到机身蒙皮。
96.在本公开的一个方面中，该方法还包括：在使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动之前，将机身蒙皮附接到接合系统的第一环和第二环，并且将桁条的凸缘和机身蒙皮定位在上梁组件的上梁和下梁之间，将桁条的凸缘和机身蒙皮定位在上梁组件的上梁和下梁之间包括：在附接机身蒙皮以及第一环和第二环之后，使第一环和第二环旋转，直到桁条的凸缘定位在上梁和下梁之间。
97.在本公开的一个方面中，使至少一个压力脚朝向下梁移动包括：致动联接到上梁的多个气缸中的至少一个气缸，以使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动。
98.在本公开的一个方面中，该方法还包括：致动下梁组件的第一加热元件和下梁组件的第二加热元件，以加热桁条的至少一个凸缘和机身蒙皮。第一加热元件和第二加热元件中的每一者联接至下梁。
99.在本公开的一个方面中，该方法还包括：启用上梁组件的上加热元件，以加热桁条的凸缘和机身蒙皮。
100.在本公开的一个方面中，使至少一个压力脚朝向下梁移动包括：致动上梁组件的多个液压缸中的至少一个液压缸，以使一个或多个压力脚朝向下梁移动。
101.在本公开的一个方面中，使压力脚中的一个或多个压力脚朝向下梁移动包括：致动上梁组件的多个伺服电机中的至少一个伺服电机，以使多个压力脚中的至少一个压力脚朝向下梁移动。
102.在本公开的一个方面中，将桁条的凸缘焊接到机身蒙皮包括：执行传导热塑性焊接工艺。
103.在本公开的一个方面中，传导热塑性焊接工艺包括：根据预定加热计划将热施加至凸缘和机身蒙皮，以使设置在机身蒙皮与至少一个凸缘之间的热塑性膜熔化，从而将桁条接合至机身蒙皮。
104.从以下结合附图对实施本教导的模式的详细描述中，本教导的上述特征和优点以及其他特征和优点将变得显而易见。
附图说明
105.结合到本说明书中并构成本说明书的一部分的附图示出了本公开的实施方式，并且与该描述一起用于解释本公开的原理。
106.图1是用于将桁条接合到机身蒙皮的接合系统的示意性透视图。
107.图2是图1的接合系统的示意性透视图，示出了定位在接合系统上的机身蒙皮。
108.图3是图1的接合系统的保持夹具组件的一部分的示意性透视后视图，示出了联接至保持夹具组件的环中的一个环的电动机。
109.图4是图1的接合系统的保持夹具组件的一部分的示意性透视前视图，示出了联接到保持夹具组件的环中的一个环的电动机。
110.图5是图1的接合系统的环的示意性透视前视图，示出了处于打开构造的夹钳。
111.图6是图5的环的示意性透视前视图，示出了处于闭合构造的夹钳。
112.图7是图1的接合系统的上梁组件、下梁组件和支撑件的一部分的示意性透视图。
113.图8是图1的接合系统的一部分的示意性前视图，示出了上梁组件、下梁组件和设置在下梁组件和上梁组件之间的机身蒙皮。
114.图9是图1的接合系统的压力脚的示意性透视图。
115.图10是图1的接合系统的多个压力脚的透视图，其中压力脚向机身蒙皮和桁条施加压力。
116.图11是图1的接合系统的下梁组件的压力脚的横截面前视图。
117.图12是图1的接合系统的一部分的示意性前视图，示出了下梁组件。
118.图13是图1的接合系统的一部分的示意性前视图，示出了具有万向节的下梁组件。
119.图14是图1的接合系统的一部分的示意性前视图，示出了根据本公开的另一方面的具有万向节的下梁组件。
120.图15是用于将桁条接合到机身蒙皮的方法的流程图。
121.图16是接合系统的示意性透视图，示出了旋转的机身蒙皮。
122.图17是接合系统的横截面前视图，示出了与机身蒙皮接触的下梁。
具体实施方式
123.当结合附图阅读时，将更好地理解前面的概述以及以下对某些实施例的详细描述。如本文中所使用的，以单数形式陈述并且前面有词语“一个”或“一种”的元件或步骤应当理解为不一定排除复数个元件或步骤。此外，对“一个实施例”的引用不旨在被解释为排除同样结合所述特征的附加实施例的存在。此外，除非明确地指出相反，否则“包括”或“具有”具有特定特性的元件或多个元件的实施方式可包括不具有该特性的额外元件。
124.参考图1和图2，接合系统100包括构造为保持机身蒙皮10的保持夹具组件102。除了保持夹具组件102之外，接合系统100还包括可相对于彼此移动的上梁组件104和下梁组件106。保持夹具组件102联接到上梁组件104，并且保持夹具组件102联接到下梁组件106。上梁组件104和下梁组件106用于夹持机身蒙皮10和一个或多个桁条12(图8)。上梁组件104包括构造成相对于下梁组件106移动以将机身蒙皮10和桁条12夹持在一起的上梁108。为了实现该夹持过程，上梁108基本上是刚性的，以对将桁条12接合到机身蒙皮10所需的必要压力作出反应，同时使桁条12和机身蒙皮10的偏转最小化。由于上梁108的刚度，上梁组件104和下梁组件106可在焊接过程期间有效地将机身蒙皮10和桁条12夹持在一起。下梁组件106包括构造成相对于上梁108移动的下梁110。下梁110和上梁108共同形成夹持装置109。保持夹具组件102可包括沿着下梁110联接以支撑下梁110的多个安装件107。除了这些安装件107之外，该保持夹具组件102还包括第一端支撑件112和第二端支撑件114。上梁108包括第一梁端116和与第一梁端116相对的第二梁端118。第一端支撑件112可直接或间接联接至第一梁端116。第二端支撑件114可直接或间接地联接至上梁108。
125.参照图1、图2、图3和图4，保持夹具组件102构造成将桁条12和机身蒙皮10定位在上梁108和下梁110之间，并且保持夹具组件包括共同构造成保持机身蒙皮10的至少一部分的第一环120和第二环122。机身蒙皮10和/或桁条12可完全或部分地由热固性材料和/或热塑性材料制成。第一环120和第二环122可分别相对于第一端支撑件112和第二端支撑件114围绕旋转轴线137旋转，以使机身蒙皮10相对于上梁108和下梁110旋转。接合系统100还包括一个或多个电动机124(例如伺服电机)，该电动机联接到第一环120和第二环122中的每一者，以使第一环120和第二环围绕旋转轴137旋转。一个或多个旋转机构126(诸如齿轮箱、小齿轮、齿条和小齿轮)将第一环120和第二环122与电动机124互连，以将扭矩从电动机124
传递至第一环120和第二环122。因此，每个旋转机构126构造为将扭矩从一个或多个电动机124传递至第一环120或第二环122，以使第一环120或第二环122围绕旋转轴线137旋转。在操作期间，第一环120和第二环122在致动电动机124时旋转，以使由第一环120和第二环122支撑的机身蒙皮10旋转。第一环120和第二环122构造为一起旋转。为此，保持夹具组件102包括将第一环120连接到第二环122的一个或多个纵向构件121(例如，横向梁)。纵向元件121将机身蒙皮10保持在近似标称状态。除了纵向构件121之外，保持夹具组件102还包括联接至第一环120和第二环122的多个托架123。每个托架123可包括与第一环120或第二环122接触的一个或多个辊125，以允许第一环120和第二环122围绕旋转轴线137旋转。保持夹具组件102还包括一个或多个柱127，每个支撑托架123中的一个。
126.继续参见图1、图2、图3和图4，接合系统100还包括与电动机124、上梁组件104和下梁组件106通信的控制器128。控制器128包括至少一个处理器和非暂时性计算机可读存储装置或介质。该处理器可以是定制处理器、中央处理单元(cpu)、与控制器128相关联的若干处理器中的辅助处理器、基于半导体的微处理器(呈微芯片或芯片组的形式)、宏处理器、其组合或通常用于执行指令的装置。计算机可读存储装置或介质可包括例如只读存储器(rom)、随机存取存储器(ram)和不失效记忆体(kam)中的易失性和非易失性存储装置。kam是可用于在处理器断电时存储不同操作变量的持久性或非易失性存储器。计算机可读存储装置或介质可使用多个存储装置来实现，诸如prom(可编程只读存储器)、eprom(电prom)、eeprom(电可擦除prom)、闪存或能够存储数据的另一电、磁、光或组合存储装置，一些数据表示由控制器128使用的可执行指令。接合系统100可包括与控制器128通信的一或多个人机界面(hmi)130，例如显示器、触摸屏、键盘、鼠标等。hmi 130允许操作者o从控制器128接收信息或向控制器128输入命令。
127.参考图5和图6，保持夹具组件102包括联接至第一环120和第二环122(图1)的多个夹钳136。具体地，夹钳136直接连接到内环表面144，以保持机身蒙皮10(图2)并保持其形状，由此促进机身蒙皮10的旋转。在所示实施例中，每个夹钳136包括两个钳爪(即，第一钳爪138和第二钳爪140)。然而，可设想，夹钳136可包括单个钳爪。在单个钳爪构造中，钳爪将接触机身蒙皮10的外侧，以提供装载和卸载机身蒙皮10的间隙，而机身蒙皮10的内侧将接触定标盘(index pad)。
128.参考图7，上梁108附接到第一端支撑件112(图1)和第二端支撑件114。第一端支撑件112(图1)和第二端支撑件114中的每一者包括引导件132和机械线性致动器134，以使上梁108相对于下梁110在竖直方向上移动，如双箭头103所示。机械线性致动器134可以是或包括导轨、电机、变速箱、阿克米螺杆、滚珠螺杆或其组合中的至少一者。因此，机械线性致动器134构造成使上梁108朝向或远离下梁110线性移动，以将机身蒙皮10夹持在下梁110和上梁108之间。
129.参考图8和图9，上梁组件104包括可移动地联接至上梁108的多个压力脚142。多个压力脚142中的每个压力脚构造为向机身蒙皮10和多个桁条12中的至少一个桁条施加压力。上梁组件104还包括多个致动器146，每个致动器联接到上梁108和多个压力脚142中的相应一个压力脚。在致动致动器146时，一个或多个压力脚142相对于上梁108和下梁110移动。具体地，在致动致动器146时，一个或多个压力脚142朝向下梁110移动。当停用致动器146时，一个或多个压力脚142远离下梁110移动。控制器128编程为致动和停用多个致动器
146。
130.上梁组件104还包括多个机械铰接接头148(诸如海姆接头)，每个机械铰接接头联接在多个致动器146(例如，气缸、液压缸、伺服电机等)中的相应一个致动器和多个压力脚142中的相应一个压力脚之间。在每个机械铰接接头148处限定接头坐标系，该接头坐标系包括第一接头轴线105、第二接头轴线111和第三接头轴线113。第一接头轴线105与第二接头轴线111垂直，第三接头轴线113与第一接头轴线105和第二接头轴线111垂直。机械铰接接头148构造为在第一旋转方向115上围绕第一接头轴线105旋转，在第二旋转方向117上围绕第二接头轴线111旋转，并且在第三旋转方向119上围绕第三接头轴线113旋转，从而允许压力脚142符合桁条12和机身蒙皮10的形状。多个压力脚142中的每个压力脚包括完全或部分由基本上刚性材料制成的脚主体151，以施加将桁条12接合到机身蒙皮10所必需的压力，同时使桁条12和机身蒙皮10的偏转最小化。多个压力脚142中的每个压力脚限定延伸穿过脚主体151的一部分的气囊腔152。例如，气囊空腔152可沿脚主体151的底部主体边缘154定位。不管其位置如何，气囊腔152的形状、尺寸设计和设想为接收充气气囊156的至少一部分(图11)，从而允许充气气囊156联接到多个压力脚142中的一个或多个压力脚。
131.参考图10和图11，充气气囊156可联接到多个压力脚142并构造成在充气状态与放气状态之间转换。为了使充气气囊156充气，将流体泵送到充气气囊156中。为了使充气气囊156放气，可将真空连接到充气气囊156，以使充气气囊156放气。控制器128编程为对充气气囊156加压。可设想，充气气囊156可仅联接到一个压力脚142。气囊腔152可在纵向方向129上对齐以接收充气气囊156。上梁108、下梁110以及充气气囊156各自沿纵向方向129伸长。纵向方向129平行于第一接头轴线105(图9)。上梁组件104还包括直接或间接联接到充气气囊156的一个或多个上加热元件158。例如，上加热元件158可在充气气囊156的下气囊表面160处直接联接到充气气囊156。上加热元件158可通过电阻、电磁感应(例如，具有定制居里点的感受器)、流体系统(例如，惰性气体或高温液体)或其组合来产生热。上加热元件158可构造为焊机171。控制器128编程为调节由上加热元件158施加的热。
132.继续参见图10和图11，上梁组件104还可包括直接或间接地联接到上加热元件158的接触垫片162。接触垫片162完全或部分地由导热材料制成，以允许热从上加热元件158传递到桁条12。此外，接触垫片162可在上加热元件158的下元件表面164处直接连接至上加热元件158，以在上梁组件104向机身蒙皮10施加压力时保护上加热元件158。接触垫片162构造成直接接触桁条12的凸缘14，以将压力施加到桁条12。桁条12包括可具有弯曲形状的桁条主体16。凸缘14具有平面形状并从桁条主体16延伸。上加热元件158构造为向机身蒙皮10和一个或多个桁条12施加热，以使设置在机身蒙皮10和桁条12的凸缘14之间的热塑性膜18熔化，从而将桁条12接合至机身蒙皮10。热塑性膜18用于将桁条12接合(例如，焊接)至机身蒙皮10，特别是当机身蒙皮10的桁条12完全或部分由热固性材料制成时。在操作期间，压力脚142构造成在传导热塑性焊接(这可通过传导加热来实现)之前和期间使用充气气囊156将桁条12和机身蒙皮10压缩在一起，。
133.参见图12，下梁组件106包括设置在下梁110上的第一压板166和第二压板168。第一压板166和第二压板168以标称形状接触并支撑机身蒙皮10。第一压板166沿着横向方向131与第二压板间隔开。横向方向131垂直于纵向方向129(图10)。第一压板166和第二压板168中的每一者构造成直接接触机身蒙皮10(图8)，以便于将机身蒙皮10接合到桁条12。
134.继续参考图12，下梁组件106包括一个或多个下加热元件组件170。在所示实施例中，下部加热元件组件170包括第一加热元件172和第二加热元件174，以便于将机身蒙皮10接合到桁条12(图8)。第一加热元件172和第二加热元件174的每一者可称为下加热元件并可构造成焊机171。由于其形状和构造，第一加热元件172和第二加热元件174中的每一者构造成将桁条12的至少一个凸缘14的整体一次全部焊接到机身蒙皮10。虽然所描绘的实施例示出了第一加热元件172和第二加热元件174，但可设想，下梁组件106可包括更多或更少的加热元件。第一加热元件172设置于第一压板166下方并可与第一压板166直接接触，以促进从第一加热元件172至第一压板166的热传递。第二加热元件174设置在第二压板168下方。第二加热元件174与第二压板168直接接触，以促进从第二加热元件174到第二压板168的热传递。第一加热元件172和第二加热元件174可构造成加热块并具有内筒式加热器。在一些实施例中，第一加热元件172和第二加热元件174可通过电阻、电磁感应(例如，具有定制居里点的感受器)、流体系统(例如，惰性气体或高温液体)或其组合来产生热。下梁组件106还包括隔热块176，该隔热块至少部分地设置在第一加热元件172和第二加热元件174下方，以阻碍从第一加热元件172和第二加热元件174到下梁110的热传递。出于相同的原因，隔热块176设置在下梁110上。热电偶可嵌于第一压板166、第二压板168、第一加热元件172、第二加热元件174或其组合中。控制器128编程为调节由第一加热元件172和第二加热元件174施加的热。
135.参考图13，下梁组件106包括用于将机身蒙皮10保持在标称位置中的万向节178。万向节178包括联接至下梁110的枢转接头180(即，枢转点)。枢转接头180允许第一压板166和第二压板168在第四旋转方向139上围绕中心线133枢转，由此确保第一压板166和第二压板168接触机身蒙皮10的不具有恒定半径的外表面。中心线133沿隔热块176在第一压板166与第二压板168之间延伸。万向节178还包括联接至下梁110以将机身蒙皮10保持在中立位置的一个或多个偏置构件182，诸如弹簧。万向节178还可包括伺服电机，该伺服电机构造为将下梁旋转到用于一个特定桁条12的预定位置。
136.图14示出了根据本公开的另一方面的具有万向节178的下梁组件106。在该万向节178中，隔热块176、第一压板166、第二压板168、第一加热元件172和第二加热元件174通过多个偏置构件182(诸如垫圈)安装到下梁110。具体地，偏置构件182联接在下梁110和隔热块176之间，以允许隔热块176相对于下梁110的相对运动135(例如，竖直运动)。偏置构件182允许预定量的竖直移动，由此允许第一加热元件172和第二加热元件174的有限量的旋转。
137.图15是用于将桁条12接合到机身蒙皮10的方法200的流程图。方法200可称为传导热塑性焊接方法并在方框202处开始，将桁条12暂时附接至机身蒙皮10。诸如热塑性铆钉的暂时紧固件173(图8)可用于将桁条12暂时附接到机身蒙皮10。特别地，诸如热塑性铆钉的暂时紧固件173(图8)可穿过桁条12和机身蒙皮10插入，以将桁条12暂时附接至机身蒙皮10。方法200随后进行至方框204。在方框204处，将机身蒙皮10和桁条12转移到如图2所示的接合单元101。在方框204处，还将机身蒙皮10联接至第一环120和第二环122。为此，当夹钳136处于打开构造中时，机身蒙皮10定位在至少两个或更多个夹钳136的第一钳爪138与第二钳爪140之间。然后，将夹钳136从打开构造转换到闭合构造，以将机身蒙皮10固定到第一环120和第二环122。一旦机身蒙皮10固定至第一环120和第二环122，方法200进行至方框
206。
138.继续参见图15，在方框206处，使第一环120和第二环122旋转，以使机身蒙皮10连同桁条12一起旋转，如图16所示。机身蒙皮10旋转直到至少一个桁条12位于上梁108和下梁110之间，参见例如图8。然后，方法200进行至方框208。在方框208处，将下梁组件106与机身蒙皮10接合。为此，下梁110朝向机身蒙皮10向上移动，直到下梁110接触机身蒙皮10，如图17所示。接下来，方法200进行至方框210。
139.继续参考图15，在方框210处，使上梁108朝向朝着其中一个桁条12的凸缘14的下梁110移动，直到压力脚142接近凸缘14，以将桁条12和机身蒙皮10夹持在一起。作为非限制性实例，上梁108可朝向朝着其中一个桁条12的凸缘14的下梁110移动，直到压力脚142远离凸缘14约0.25英寸。然后，方法200进行至方框212。在方框212处，使压力脚142朝向桁条12的凸缘14移动。为此，致动致动器146，从而使压力脚142朝向桁条12的凸缘14移动。接下来，方法200进行至方框214。
140.继续参考图15，在方框214处，对充气气囊156加压，以将桁条12的凸缘14和机身蒙皮10夹持在一起。为此，可将压力源附接到充气气囊156上，以使充气气囊156充气。当充气时，充气气囊156将压力施加到桁条12，从而将桁条12和机身蒙皮10夹持在一起，如图10所示。在方框214处，充气气囊156可充满空气。方法200随后进行至方框216。
141.继续参考图15，在方框216处，根据预定加热计划，将热施加于桁条12的凸缘14和机身蒙皮10，以加热(例如，熔化)设置在机身蒙皮10和桁条12的凸缘14之间的热塑性膜18(图11)，以将桁条12接合(例如，焊接)至机身蒙皮10，同时将压力施加于桁条12，以将桁条12和机身蒙皮10夹持在一起。当桁条12和/或机身蒙皮10完全或部分地由热固性材料制成时，加热(例如，熔化)热塑性膜18对将桁条12焊接到机身蒙皮10是特别有用的。为了熔化热塑性膜18，上加热元件158和下加热元件组件170可根据预定加热计划启用，以将热施加到桁条12和机身蒙皮10。因此，桁条12的凸缘14一次全部焊接到机身蒙皮10。暂时紧固件173(图8)可在将桁条12的凸缘14一次全部焊接到机身蒙皮10之后从桁条12移除。换言之，在移除临时紧固件173之前，可执行将凸缘14的整体一次全部焊接到机身蒙皮10。桁条12可具有一个或多个凸缘14。为此，一个或多个凸缘14的整体一次全部焊接到机身蒙皮10。例如，桁条12的单个凸缘14可一次全部焊接到机身蒙皮10。因此，焊接需要一次将机身蒙皮10接合至仅一个凸缘14。替代地，桁条12的两个或更多个凸缘14可一次全部焊接到机身蒙皮10。因此，在这种情况下，焊接需要将机身蒙皮10一次接合至两个或更多个凸缘14。预定加热计划可能需要动态循环，该动态循环可由控制器128(例如，pid控制器)控制。该动态循环可包括以下步骤：使用加热和冷却特征的组合以预定速率加热；停留；以及冷却。为此，上加热元件158和下加热元件组件170可包括可具有端口歧管的流体加热工具。端口歧管可用于使用多个加热油或压缩空气源来清洗流体加热工具。加热油或压缩空气源可预热并以非常高的流速流动，以使端口歧管的入口和出口之间的温降最小化，同时在施加到桁条12和机身蒙皮10的分布热方面提供灵活性。空气可用于充气气囊156中，以避免在泄漏的情况下污染。当使用流体来加热机身蒙皮10和桁条12时，可在上加热元件158和下加热元件组件170(其可由硬金属制成)中使用油。替代地，上加热元件158和下加热元件组件170可在等温温度下操作，以引起热塑性膜18的结晶。该等温过程可包括结晶步骤。机身蒙皮10和桁条12可在热塑性膜18的结晶温度下模制。上加热元件158和下加热元件组件170不需要冷却至小于热塑性
膜18的结晶温度的温度。在将热施加于桁条12的凸缘14和机身蒙皮10之后，方法200进行至方框218。在方框218处，冷却桁条12的凸缘14和机身蒙皮10。该冷却过程可包括动态冷却或急冷冷却。然后，方法200进行至方框220。
142.继续参考图15，在方框220处，使压力脚142远离机身蒙皮10移动。为此，致动器146停用，从而使得压力脚142远离机身蒙皮10移动。接下来，方法200进行至方框222。在方框222处，使上梁108远离机身蒙皮10移动，以使机身蒙皮10旋转。然后，方法200进行至方框226。在方框226处，使下梁110远离机身蒙皮10移动，以使其旋转。接下来，方法200进行至方框228。在方框228处，重复方框206、208、210、212、214、216、218、220、222和226，以将另一桁条12接合到机身蒙皮10。飞机的一部分可根据方法200组装。
143.1.一种接合系统(100)，包括：
144.保持夹具组件(102)，构造为保持机身蒙皮(10)，其中，多个桁条(12)中的至少一个桁条暂时附接到机身蒙皮(10)；
145.上梁(108)组件，包括上梁(108)；
146.下梁(110)组件，包括下梁(110)和至少一个下加热元件，保持夹具组件(102)联接到上梁(108)组件，并且保持夹具组件(102)联接到下梁(110)组件；以及
147.其中，上梁(108)能相对于下梁(110)移动，以在焊接之前和期间将多个桁条(12)中的至少一个桁条和机身蒙皮(10)夹持在一起。
148.2.根据条款1的接合系统(100)，其中，多个桁条(12)中的每个桁条包括至少一个凸缘(14)，至少一个下加热元件是焊机(171)，并且焊机(171)构造为将机身蒙皮(10)一次全部焊接到至少一个凸缘(14)的整体。
149.3.根据条款2的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件包括联接至上梁(108)的多个压力脚(142)，多个压力脚(142)中的每个压力脚构造为将压力施加于机身蒙皮(10)和多个桁条(12)，上梁(108)组件还包括联接至多个压力脚(142)中的每个压力脚的充气气囊(156)，保持夹具组件(102)构造为将机身蒙皮(10)和多个桁条(12)相对于上梁(108)和下梁(110)以法向定向，多个压力脚(142)中的每个压力脚能相对于下梁(110)移动，以抵靠机身蒙皮(10)保持多个桁条(12)中的至少一个桁条，多个压力脚(142)中的每个压力脚构造为使用充气气囊(156)将多个桁条(12)中的至少一个桁条和机身蒙皮(10)压缩在一起，并且焊机(171)构造为进行传导热塑性焊接工艺。
150.4.根据条款3的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个气缸，每个气缸联接至上梁(108)和多个压力脚(142)中的相应一个压力脚。
151.5.根据条款4的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个海姆接头，每个海姆接头联接在多个气缸中的相应一个气缸与多个压力脚(142)中的相应一个压力脚之间。
152.6.根据条款5的接合系统(100)，还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，上梁(108)包括第一梁(110)端和与第一梁(110)端相对的第二梁(110)端，第一端支撑件(112)直接联接至第一梁(110)端，并且第二端支撑件(114)直接联接至上梁(108)。
153.7.根据条款6的接合系统(100)，其中，多个压力脚(142)中的每个压力脚限定气囊腔(152)，气囊腔的尺寸设计成接收充气气囊(156)，并且多个压力脚(142)中的每个压力脚的气囊腔(152)在纵向方向(129)上对齐，以接收充气气囊(156)。
154.8.根据条款7的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括设置在充气气囊(156)与多个桁条(12)中的一个桁条的至少一个凸缘(14)之间的接触垫片(162)。
155.9.根据条款8的接合系统(100)，其中，上梁(108)、下梁(110)和充气气囊(156)中的每一者沿着纵向方向(129)伸长，下梁(110)组件包括设置在下梁(110)上的第一压板(166)和第二压板(168)，第一压板(166)沿着横向方向(131)与第二压板(168)间隔开，横向方向(131)垂直于纵向方向(129)，并且第一压板(166)和第二压板(168)中的每一者构造成直接接触机身蒙皮(10)，以促进将机身蒙皮(10)接合到多个桁条(12)中的一个桁条。
156.10.根据条款9的接合系统(100)，其中，至少一个下加热元件构造成将热施加于机身蒙皮(10)和多个桁条(12)中的至少一个桁条，以使设置在机身蒙皮(10)和多个桁条(12)中的至少一个桁条之间的热塑性膜(18)熔化，以将多个桁条(12)中的至少一个桁条接合到机身蒙皮(10)，至少一个下加热元件是第一加热元件(172)，下梁(110)组件还包括第二加热元件(174)，以促进将机身蒙皮(10)接合到多个桁条(12)中的一个桁条，第一加热元件(172)设置在第一压板(166)下方，第一加热元件(172)与第一压板(166)直接接触，以促进从第一加热元件(172)到第一压板(166)的热传递，第二加热元件(174)设置在第二压板(168)下方，并且第二加热元件(174)与第二压板(168)直接接触，以促进从第二加热元件(174)到第二压板(168)的热传递。
157.11.根据条款10的接合系统(100)，其中下梁(110)组件包括隔热块(176)，该隔热块至少部分地设置在第一加热元件(172)和第二加热元件(174)下方，以阻碍从第一加热元件(172)和第二加热元件(174)到下梁(110)的热传递，并且隔热块(176)设置在下梁(110)上。
158.12.根据条款11的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括联接至上梁(108)的上加热元件(158)，并且上加热元件(158)布置在充气气囊(156)与多个桁条(12)中的至少一个桁条的至少一个凸缘(14)之间，以促进将多个桁条(12)中的至少一个桁条接合至机身蒙皮(10)。
159.13.根据条款12的接合系统(100)，还包括共同构造为保持机身蒙皮(10)的至少一部分的第一环(120)和第二环(122)，其中，第一环(120)和第二环(122)能分别相对于第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)围绕旋转轴线(137)旋转，以使机身蒙皮(10)相对于上梁(108)和下梁(110)旋转，并且接合系统(100)还包括伺服电机，该伺服电机联接至第一环(120)和第二环(122)，以使第一环(120)和第二环(122)围绕旋转轴线(137)旋转。
160.14.根据条款13的接合系统(100)，其中，第一环(120)和第二环(122)中的每个包括多个夹钳(136)，并且多个夹钳(136)中的每个具有用于保持机身蒙皮(10)的闭合构造和用于释放机身蒙皮(10)的打开构造。
161.15.根据条款14的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件还包括支撑下梁(110)的万向节(178)，并且下梁(110)组件还包括联接至下梁(110)以将下梁(110)保持在中立位置中的至少一个偏置构件。
162.16.根据条款15的接合系统(100)，其中，至少一个偏置构件联接在下梁(110)与隔热块(176)之间，以允许隔热块(176)相对于下梁(110)的相对运动(135)。
163.17.根据条款3至16中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)(110)组件还包括各自联接至上梁(108)和多个压力脚(142)中的相应一个压力脚的多个液压缸。
164.18.根据条款3至17中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个伺服电机，每个伺服电机联接在上梁(108)与多个压力脚(142)中的相应一个压力脚之间。
165.19.根据条款1至18中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)基本上是刚性的，以对多个桁条(12)中的一个桁条接合到机身蒙皮(10)所需的必要压力作出反应，同时使多个桁条(12)中的至少一个和机身蒙皮(10)的偏转最小化。
166.20.根据条款1至19中任一项的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件包括设置在下梁(110)上的至少一个隔热块(176)，至少一个下加热元件设置在至少一个隔热块(176)上，并且下梁(110)组件还包括设置在至少一个下加热元件上的多个压板。
167.21.根据条款1至20中任一项的接合系统(100)，其中，保持夹具组件(102)包括多个环和联接至多个环的多个纵向构件(121)，多个环和多个纵向构件(121)将机身蒙皮(10)保持在近似标称状态，并且接合系统(100)还包括联接至多个环以使多个环旋转的多个托架(123)。
168.22.根据条款3至21中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个致动器(146)，每个致动器联接至上梁(108)和多个压力脚(142)中的相应一个压力脚，并且当多个致动器(146)致动时，多个压力脚(142)中的每个压力脚能相对于下梁(110)移动。
169.23.根据条款22的接合系统(100)，还包括控制器(128)，该控制器编程为致动多个致动器(146)、对充气气囊(156)加压、以及调节由至少一个下加热元件施加的热。
170.24.根据条款1至23中任一项的接合系统(100)，还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，上梁(108)包括第一梁(110)端和与第一梁(110)端相对的第二梁(110)端，第一端支撑件(112)联接在第一梁(110)端处，第二端支撑件(114)联接在上梁(108)处，并且第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)中的每个包括引导件(132)和机械线性致动器(134)(146)，以使上梁(108)相对于下梁(110)在竖直方向上移动。
171.25.根据条款1至24中任一项的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件包括设置在下梁(110)上的至少一个隔热块(176)、设置在至少一个隔热块(176)上的至少一个下加热元件、设置在至少一个下加热元件上的多个压板，下梁(110)组件还包括位于下梁(110)上的枢转点，至少一个下加热元件和多个压板附接到枢转点，以提供旋转轴线，从而允许至少一个下加热元件和多个压板保持大致正交于机身蒙皮(10)的表面。
172.26.根据条款1至25中任一项的接合系统(100)，还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，上梁(108)包括第一梁(110)端和与第一梁(110)端相对的第二梁(110)端，第一端支撑件(112)联接在第一梁(110)端处，第二端支撑件(114)联接在上梁(108)处。
173.27.根据条款1至26中任一项的接合系统(100)，其中，机身蒙皮(10)包括热固性材料或热塑性材料中的至少一者。
174.28.根据条款27的接合系统(100)，其中，多个桁条(12)中的至少一个桁条包括热固性材料或热塑性材料中的至少一者。
175.29.根据条款1至28中任一项的接合系统(100)，其中，至少一个下加热元件构造成将热施加于机身蒙皮(10)和多个桁条(12)。
176.30.根据条款1至29中任一项的接合系统(100)，其中，机身蒙皮(10)和多个桁条(12)中的至少一个桁条的传导加热用于将多个桁条(12)中的至少一个桁条传导热塑性焊接到机身蒙皮(10)。
177.31.一种将桁条(12)接合到机身蒙皮(10)的方法(200)，其中，所述方法包括：
178.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)定位在夹持装置(109)中；
179.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起；以及
180.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接到机身蒙皮(10)。
181.32.根据条款31的方法(200)，其中：
182.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起包括：使上梁(108)组件的多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)组件的下梁(110)移动，直到上梁(108)组件的充气气囊(156)接近桁条(12)的至少一个凸缘(14)；
183.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起包括：使充气气囊(156)充气；并且
184.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接到机身蒙皮(10)包括：将至少一个凸缘(14)的整体一次全部焊接到机身蒙皮(10)。
185.33.根据条款32的方法(200)，还包括：
186.在朝向所述下梁(110)移动所述多个压力脚(142)中的至少一个压力脚之前，将机身蒙皮(10)附接到接合系统(100)的第一环(120)和第二环(122)；以及
187.其中，将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)定位在上梁(108)组件的上梁(108)和下梁(110)之间包括：在附接机身蒙皮(10)与第一环(120)和第二环(122)之后，使第一环(120)和第二环(122)旋转，直到桁条(12)的至少一个凸缘(14)定位在上梁(108)和下梁(110)之间。
188.34.根据条款33的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动包括：致动联接到上梁(108)的多个气缸中的至少一个气缸，以使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动。
189.35.根据条款34的方法(200)，其中，下梁(110)是下梁(110)组件的一部分，下梁(110)组件还包括各自联接到下梁(110)的第一加热元件(172)和第二加热元件(174)，并且方法(200)还包括启用第一加热元件(172)和第二加热元件(174)以加热桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)。
190.36.根据条款35的方法(200)，还包括启用上梁(108)组件的上加热元件(158)以加热桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)。
191.37.根据条款36的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动包括：致动上梁(108)组件的多个液压缸中的至少一个液压缸，以使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动。
192.38.根据条款37的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动包括：启用上梁(108)组件的多个伺服电机中的至少一个伺服电机，以使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动。
193.39.根据条款31至38中任一项的方法(200)，其中，将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接至机身蒙皮(10)包括：执行传导热塑性焊接工艺，并且传导热塑性焊接工艺包括：根据预定加热计划将热施加至至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)，以使设置在机身蒙皮(10)与至少一个凸缘(14)之间的热塑性膜(18)熔化，从而将桁条(12)接合至机身蒙皮(10)。
194.40.一种飞机的一部分，根据条款31至39中任一项的方法(200)组装。
195.41.一种用于将至少一个桁条(12)接合到机身蒙皮(10)的方法(200)，包括：
196.a)将至少一个桁条(12)夹持至机身蒙皮(10)，其中，至少一个桁条(12)包括桁条(12)主体和从桁条(12)主体延伸的至少一个凸缘(14)；以及
197.b)将至少一个凸缘(14)的整体一次全部焊接到机身蒙皮(10)中。
198.42.根据条款41的方法(200)，还包括：
199.c)将至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)转移至接合单元；以及
200.d)使机身蒙皮(10)和至少一个桁条(12)旋转，直到至少一个桁条(12)位于上梁(108)组件的上梁(108)与下梁(110)组件的下梁(110)之间。
201.43.根据条款42的方法(200)，还包括：
202.e)将下梁(110)组件与机身蒙皮(10)接合；以及
203.f)使上梁(108)朝向下梁(110)移动，直到上梁(108)组件的多个压力脚(142)中的至少一个压力脚靠近至少一个凸缘(14)。
204.44.根据条款43的方法(200)，还包括：
205.g)使多个压力脚(142)朝向至少一个凸缘(14)移动，直到多个压力脚(142)中的每个压力脚与至少一个凸缘(14)接触；以及
206.h)对上梁(108)组件的充气气囊(156)加压。
207.45.根据条款44的方法(200)，其中，焊接包括：
208.i)根据预定加热计划将热施加于至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)，以使设置在机身蒙皮(10)和至少一个凸缘(14)之间的热塑性膜(18)熔化，从而将至少一个桁条(12)接合至机身蒙皮(10)。
209.46.根据条款45的方法(200)，还包括：
210.j)冷却至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)；以及
211.k)远离下梁(110)移动多个压力脚(142)。
212.47.根据条款46的方法(200)，还包括
213.l)使上梁(108)(110)远离机身蒙皮(10)移动，以允许机身蒙皮(10)的进一步旋转(137)；以及
214.m)使下梁(110)远离机身蒙皮(10)移动，以允许机身蒙皮(10)的进一步旋转(137)。
215.48.根据条款47的方法(200)，其中，至少一个桁条(12)是第一桁条(12)，并且方法(200)还包括：重复步骤b、c、d、e、f、g、h、i、j、k、l和m，以将第二桁条(12)接合至机身蒙皮(10)。
216.49.根据条款41至48中任一项的方法(200)，其中，将至少一个桁条(12)夹持到机身蒙皮(10)包括：将暂时紧固件(173)穿过至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)插入。
217.50.根据条款41至49中任一项的方法(200)，其中，将至少一个桁条(12)夹持至机身蒙皮(10)包括：将热塑性铆钉穿过至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)插入。
218.51.根据条款44至50中任一项的方法(200)，其中，使上梁(108)(110)朝向下梁(110)移动，直到上梁(108)组件的多个压力脚(142)中的至少一个压力脚靠近至少一个凸缘(14)包括：使上梁(108)朝向下梁(110)移动，直到多个压力脚(142)中的至少一个压力脚
距至少一个凸缘(14)约0.25英寸。
219.52.根据条款51的方法(200)，其中，朝向至少一个凸缘(14)移动多个压力脚(142)包括：致动联接至上梁(108)的多个致动器(146)。
220.53.根据条款52的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)远离下梁(110)移动包括停用联接至上梁(108)的多个致动器(146)。
221.54.根据条款53的方法(200)，其中对充气囊(156)加压包括用空气使充气气囊(156)充气直到充气气囊(156)完全充气。
222.55.根据条款41至54中任一项的方法(200)，其中，将至少一个桁条(12)夹持到机身蒙皮(10)包括：将至少一个暂时紧固件穿过至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)插入，以将至少一个桁条(12)暂时附接到机身蒙皮(10)。
223.56.根据条款55的方法(200)，还包括从至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)移除至少一个暂时紧固件，其中，在从至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)移除至少一个临时紧固件之前，执行将至少一个凸缘(14)的整体一次全部焊接到机身蒙皮(10)中。
224.57.一种将桁条(12)接合到机身蒙皮(10)的方法(200)，其中，所述方法包括：
225.将桁条(12)的凸缘(14)和机身蒙皮(10)定位在夹持装置(109)之间；
226.将桁条(12)的凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起；以及
227.一次全部焊接夹持至机身蒙皮(10)的桁条(12)的凸缘(14)的整个长度。
228.58.根据条款57的方法(200)，还包括：在桁条(12)的凸缘(14)与机身蒙皮(10)之间放置热塑性膜(18)。
229.59.一种接合系统(100)，包括：
230.保持夹具组件(102)，构造为保持机身蒙皮(10)，其中，至少一个桁条(12)暂时附接到机身蒙皮(10)，至少一个桁条(12)包括至少一个凸缘(14)；
231.上梁(108)组件，包括上梁(108)；
232.下梁(110)组件，包括下梁(110)和至少一个下加热元件，保持夹具组件(102)联接到上梁(108)组件，并且保持夹具组件(102)联接到下梁(110)组件；并且
233.其中，上梁(108)能相对于下梁(110)移动，以在焊接之前和期间将至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)夹持在一起；并且
234.其中，至少一个下加热元件构造成将至少一个桁条(12)的至少一个凸缘(14)的整体一次全部焊接到机身蒙皮(10)。
235.60.根据条款59的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件包括联接至上梁(108)的多个压力脚(142)，多个压力脚(142)中的每个压力脚构造成将压力施加至机身蒙皮(10)和至少一个桁条(12)，上梁(108)(110)组件还包括联接至多个压力脚(142)中的每个压力脚的充气气囊(156)，保持夹具组件(102)构造成将机身蒙皮(10)和至少一个桁条(12)相对于上梁(108)和下梁(110)以法向定位，多个压力脚(142)中的每个压力脚能相对于下梁(110)移动，以抵靠至少一个桁条(12)保持机身蒙皮(10)，多个压力脚(142)中的每个压力脚构造成，在焊接之前和期间使用充气气囊(156)将至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)压缩在一起，至少一个下加热元件是焊机(171)，并且焊机(171)构造成执行传导热塑性焊接工艺。
236.61.根据条款60的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个气缸，每个气缸联接至上梁(108)和多个压力脚(142)中的相应一个压力脚。
237.62.根据条款61的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个海姆接头，每个海姆接头联接在多个气缸中的相应一个气缸与多个压力脚(142)中的相应一个压力脚之间。
238.63.根据条款62的接合系统(100)，还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，上梁(108)包括第一梁(110)端和与第一梁(110)端相对的第二梁(110)端，第一端支撑件(112)直接联接到第一梁(110)端，并且第二端支撑件(114)直接联接到上梁(108)。
239.64.根据条款63的接合系统(100)，其中，多个压力脚(142)中的每个压力脚限定气囊腔(152)，气囊腔(152)的尺寸设计成接收充气气囊(156)，并且多个压力脚(142)中的每个压力脚的气囊腔(152)在纵向方向(129)上对齐，以接收充气气囊(156)。
240.65.根据条款64的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括设置在充气气囊(156)与至少一个凸缘(14)之间的接触垫片(162)。
241.66.根据条款65的接合系统(100)，其中，上梁(108)、下梁(110)和充气气囊(156)中的每一者沿着纵向方向(129)伸长，下梁(110)组件包括布置在下梁(110)上的第一压板(166)和第二压板(168)，第一压板(166)沿着横向方向(131)与第二压板(168)间隔开，横向方向(131)垂直于纵向方向(129)，并且第一压板(166)和第二压板(168)中的每一者构造成直接接触机身蒙皮(10)，以有助于将机身蒙皮(10)接合到至少一个桁条(12)。
242.67.根据条款66的接合系统(100)，其中，至少一个下加热元件构造成将热施加到至少一个桁条(12)中的至少一个桁条和机身蒙皮(10)，以使设置于机身蒙皮(10)与至少一个桁条(12)之间的热塑性膜(18)熔化，以将至少一个桁条(12)接合到机身蒙皮(10)，至少一个下加热元件是第一加热元件(172)，下梁(110)组件还包括第二加热元件(174)，以有助于将机身蒙皮(10)接合到至少一个桁条(12)，第一加热元件(172)设置于第一压板(166)下方，第一加热元件(172)与第一压板(166)直接接触，以促进从第一加热元件(172)到第一压板(166)的热传递，第二加热元件(174)设置于第二压板(168)下方，且第二加热元件(174)与第二压板(168)直接接触，以促进从第二加热元件(174)到第二压板(168)的热传递。
243.68.根据条款67的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件包括隔热块(176)，隔热块(176)至少部分地设置在第一加热元件(172)和第二加热元件(174)下方，以阻碍从第一加热元件(172)和第二加热元件(174)到下梁(110)的热传递，并且隔热块(176)设置在下梁(110)上。
244.69.根据条款68的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括联接至上梁(108)的上加热元件(158)，并且上加热元件(158)设置在充气气囊(156)与至少一个桁条(12)的至少一个凸缘(14)之间，以有助于将至少一个桁条(12)接合至机身蒙皮(10)。
245.70.根据条款69的接合系统(100)，还包括共同地构造成保持机身蒙皮(10)的至少一部分的第一环(120)和第二环(122)，其中，第一环(120)和第二环(122)能分别相对于第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)围绕旋转轴线(137)旋转，以使机身蒙皮(10)相对于上梁(108)和下梁(110)旋转，并且接合系统(100)还包括伺服电机，该伺服电机联接至第一环(120)和第二环(122)，以使第一环(120)和第二环(122)围绕旋转轴线(137)旋转。
246.71.根据条款70的接合系统(100)，其中，第一环(120)和第二环(122)中的每一者包括多个夹钳(136)，并且多个夹钳(136)中的每个夹钳具有用于保持机身蒙皮(10)的闭合构造和用于释放机身蒙皮(10)的打开构造。
247.72.根据条款71的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件还包括支撑下梁(110)的万向节(178)，并且下梁(110)组件还包括联接至下梁(110)以将下梁(110)保持在中立位置中的至少一个偏置构件。
248.73.根据条款72的接合系统(100)，其中，至少一个偏置构件联接在下梁(110)与隔热块(176)之间，以允许隔热块(176)相对于下梁(110)的相对运动(135)。
249.74.根据条款60至73中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)(110)组件还包括多个液压缸，每个液压缸联接至上梁(108)和多个压力脚(142)中的相应一个压力脚。
250.75.根据条款60至74中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)(110)组件还包括多个伺服电机，每个伺服电机联接在上梁(108)与多个压力脚(142)中的相应一个压力脚之间。
251.76.根据条款59至75中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)(110)基本上是刚性的，以对将至少一个桁条(12)接合到机身蒙皮(10)所需的必要压力作出反应，同时使至少一个桁条(12)和机身蒙皮(10)的偏转最小化。
252.77.根据条款59至76中任一项的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件包括设置在下梁(110)上的至少一个隔热块(176)，至少一个下加热元件设置在至少一个隔热块(176)上，并且下梁(110)组件还包括设置在至少一个下加热元件上的多个压板。
253.78.根据条款59至77中任一项的接合系统(100)，其中，保持夹具组件(102)包括多个环和联接至多个环的多个纵向构件(121)，多个环和多个纵向构件(121)将机身蒙皮(10)保持在近似标称状态，并且接合系统(100)还包括联接至多个环以使多个环旋转的多个托架(123)。
254.79.根据条款60至78中任一项的接合系统(100)，其中，上梁(108)组件还包括多个致动器(146)，每个致动器联接至上梁(108)和多个压力脚(142)中的相应一个压力脚，并且当致动多个致动器(146)时，多个压力脚(142)中的每个压力脚能相对于下梁(110)移动。
255.80.根据条款79的接合系统(100)，还包括控制器(128)，该控制器编程为致动多个致动器(146)、对充气气囊(156)加压、以及调节由至少一个下加热元件施加的热。
256.81.根据条款59至80中任一项的接合系统(100)，还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，上梁(108)包括第一梁(110)端和与第一梁(110)端相对的第二梁(110)端，第一端支撑件(112)联接在第一梁(110)端处，第二端支撑件(114)联接在上梁(108)处，并且第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)中的每一者包括引导件(132)和机械线性致动器(134)(146)，以使上梁(108)相对于下梁(110)在竖直方向上移动。
257.82.根据条款59至81中任一项的接合系统(100)，其中，下梁(110)组件包括设置在下梁(110)上的至少一个隔热块(176)、设置在至少一个隔热块(176)上的至少一个下加热元件、设置在至少一个下加热元件上的多个压板，下梁(110)组件还包括位于下梁(110)上的枢转点，至少一个下加热元件和多个压板附接到枢转点，以提供旋转轴线，从而允许至少一个下加热元件和多个压板保持大致正交于机身蒙皮(10)的表面。
258.83.根据条款59至82中任一项的接合系统(100)，还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，上梁(108)包括第一梁(110)端和与第一梁(110)端相对的第二梁(110)端，第一端支撑件(112)联接在第一梁(110)端处，并且第二端支撑件(114)联接在上梁(108)处。
259.84.根据条款59至83中任一项的接合系统(100)，其中，机身蒙皮(10)包括热固性材料或热塑性材料中的至少一者。
260.85.根据条款84的接合系统(100)，其中，至少一个桁条(12)包括热固性材料或热塑性材料中的至少一者。
261.86.根据条款59至85中任一项的接合系统(100)，其中，至少一个下加热元件构造成将热施加到机身蒙皮(10)和至少一个桁条(12)。
262.87.根据条款59至86中任一项的接合系统(100)，其中，机身蒙皮(10)和桁条(12)中的至少一个桁条的传导加热用于将至少一个桁条(12)传导热塑性焊接到机身蒙皮(10)。
263.88.一种将桁条(12)接合到机身蒙皮(10)的方法(200)，包括：
264.将热塑性膜(18)放置在桁条(12)的至少一个凸缘(14)与机身蒙皮(10)之间；
265.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起；
266.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接到机身蒙皮(10)；并且
267.其中，将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接至机身蒙皮(10)包括：加热设置在桁条(12)的至少一个凸缘(14)与机身蒙皮(10)之间的热塑性膜(18)。
268.89.根据条款88的方法(200)，其中，加热设置在桁条(12)的至少一个凸缘(14)与机身蒙皮(10)之间的热塑性膜(18)包括：使设置在桁条(12)的至少一个凸缘(14)与机身蒙皮(10)之间的热塑性膜(18)熔化。
269.90.根据条款89的方法(200)，其中，至少一个凸缘(14)包括热固性材料。
270.91.根据条款89或90的方法(200)，其中，机身蒙皮(10)包括热固性材料。
271.92.根据条款89至91中任一项的方法(200)，其中：
272.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起包括：使上梁(108)组件的多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)组件的下梁(110)移动，直到上梁(108)组件的充气气囊(156)接近桁条(12)的至少一个凸缘(14)；
273.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)夹持在一起包括：使充气气囊(156)充气；并且
274.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接到机身蒙皮(10)包括：将至少一个凸缘(14)的整体一次全部焊接到机身蒙皮(10)。
275.93.根据条款92的方法(200)，还包括：
276.在使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动之前，将机身蒙皮(10)附接到接合系统(100)的第一环(120)和第二环(122)；以及
277.将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)定位在上梁(108)组件的上梁(108)和下梁(110)之间，其中，将桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)定位在上梁(108)组件的上梁(108)和下梁(110)之间包括：在附接机身蒙皮(10)与第一环(120)和第二环(122)之后，使第一环(120)和第二环(122)旋转，直到桁条(12)的至少一个凸缘(14)定位在上梁(108)和下梁(110)之间。
278.94.根据条款93的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动包括：致动连接到上梁(108)的多个气缸中的至少一个气缸，以使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动。
279.95.根据条款94的方法(200)，还包括：致动下梁(110)组件的第一加热元件(172)
和下梁(110)组件的第二加热元件(174)，以加热桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)，其中，第一加热元件(172)和第二加热元件(174)中的每一者联接到下梁(110)。
280.96.根据条款95的方法(200)，还包括启用上梁(108)组件的上加热元件(158)，以加热桁条(12)的至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)。
281.97.根据条款96的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动包括：致动上梁(108)组件的多个液压缸中的至少一个液压缸，以使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动。
282.98.根据条款97的方法(200)，其中，使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动包括：启用上梁(108)组件的多个伺服电机中的至少一个伺服电机，以使多个压力脚(142)中的至少一个压力脚朝向下梁(110)移动。
283.99.根据条款98的方法(200)，其中，将桁条(12)的至少一个凸缘(14)焊接至机身蒙皮(10)包括执行传导热塑性焊接工艺。
284.100.根据条款99的方法(200)，其中，传导热塑性焊接工艺包括：根据预定加热计划将热施加于至少一个凸缘(14)和机身蒙皮(10)，以使设置在机身蒙皮(10)与至少一个凸缘(14)之间的热塑性膜(18)熔化，从而将桁条(12)接合至机身蒙皮(10)。
285.如本文所使用的，“构造成”执行指定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件确实能够执行指定功能而没有任何改变，而不是仅具有在进一步修改之后执行指定功能的可能性。换言之，“构造成”执行指定功能的系统、装置、结构、物品、元件、部件或硬件具体地选择、创建、实施、利用、编程、和/或设计用于执行指定功能的目的。如本文所使用的，“构造成”表示系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件的现有特性，其使得系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件能够执行指定的功能而无需进一步的修改。为了本公开的目的，描述为“构造成”执行特定功能的系统、设备、结构、物品、元件、部件或硬件可另外地或替代地描述为“适于”和/或“可操作为”执行该功能。
286.术语“一个”、“一个”、“该”、“至少一个”和“一个或多个”可互换使用，以指示存在至少一个项目。多个这样的项目可存在，除非上下文另外清楚地指示。在本说明书中的参数(例如，数量或条件)的所有数值，除非在上下文中另有明确或清楚的指示，包括所附权利要求，应理解为在所有情况下由术语“约”修饰，无论“约”是否实际上出现在该数值之前。“约”表示所述数值允许一些轻微的不精确性(其中一些接近值的精确性；近似地或合理地接近该值；几乎)。如果由“约”提供的不精确性在本领域中不另外理解具有这种普通含义，那么如在此所使用的“约”至少指示可能起因于测量和使用此类参数的普通方法的变化。此外，范围的公开应理解为具体公开了该范围内的所有值和进一步划分的范围。
287.在此描述的实施例的说明旨在提供对不同实施例的结构的一般理解。这些图示不旨在充当利用此处所描述的结构或方法的设备和系统的所有元件和特征的完整描述。在审阅本公开之后，许多其他实施例对于本领域的技术人员可为显而易见的。其他实施例可被利用并从本公开导出，使得可在不脱离本公开的范围的情况下做出结构和逻辑替换和改变。因此，本公开和附图被认为是说明性的而非限制性的。

技术特征：
1.一种接合系统(100)，包括：保持夹具组件(102)，构造为保持机身蒙皮(10)，其中，多个桁条(12)中的至少一个桁条暂时附接到所述机身蒙皮(10)；上梁组件(104)，包括上梁(108)；下梁组件(106)，包括下梁(110)和至少一个下加热元件，所述保持夹具组件(102)联接到所述上梁组件(104)，并且所述保持夹具组件(102)联接到所述下梁组件(106)；并且其中，所述上梁(108)能相对于所述下梁(110)移动，以在焊接之前和期间将所述多个桁条(12)中的至少一个桁条和所述机身蒙皮(10)夹持在一起。2.根据权利要求1所述的接合系统(100)，其中，所述多个桁条(12)中的每个桁条包括至少一个凸缘(14)，所述至少一个下加热元件是焊机(171)，并且所述焊机(171)构造为将所述机身蒙皮(10)一次全部焊接到所述至少一个凸缘(14)的整体。3.根据权利要求2所述的接合系统(100)，其中，所述上梁组件(104)包括联接至所述上梁(108)的多个压力脚(142)，所述多个压力脚(142)中的每个压力脚构造为将压力施加于所述机身蒙皮(10)和所述多个桁条(12)，所述上梁组件(104)还包括联接至所述多个压力脚(142)中的每个压力脚的充气气囊(156)，所述保持夹具组件(102)构造为将所述机身蒙皮(10)和所述多个桁条(12)相对于所述上梁(108)和所述下梁(110)以法向定向，所述多个压力脚(142)中的每个压力脚能相对于所述下梁(110)移动，以抵靠所述机身蒙皮(10)保持所述多个桁条(12)中的至少一个桁条，所述多个压力脚(142)中的每个压力脚构造为，使用所述充气气囊(156)将所述多个桁条(12)中的至少一个桁条和所述机身蒙皮(10)压缩在一起，并且所述焊机(171)构造为进行传导热塑性焊接工艺。4.根据权利要求3所述的接合系统(100)，其中，所述上梁组件(104)还包括多个气缸，每个气缸联接至所述上梁(108)和所述多个压力脚(142)中的相应一个压力脚。5.根据权利要求4所述的接合系统(100)，其中，所述上梁组件(104)还包括多个海姆接头，每个海姆接头联接在所述多个气缸中的相应一个气缸与所述多个压力脚(142)中的相应一个压力脚之间。6.根据权利要求5所述的接合系统(100)，所述接合系统还包括第一端支撑件(112)和第二端支撑件(114)，所述上梁(108)包括第一梁端(116)和与所述第一梁端(116)相对的第二梁端(118)，所述第一端支撑件(112)直接联接至所述第一梁端(116)，并且所述第二端支撑件(114)直接联接至所述上梁(108)。7.根据权利要求6所述的接合系统(100)，其中，所述多个压力脚(142)中的每个压力脚限定气囊腔(152)，所述气囊腔(152)的尺寸设计成接收所述充气气囊(156)，并且所述多个压力脚(142)中的每个压力脚的所述气囊腔(152)在纵向方向(129)上对齐，以接收所述充气气囊(156)。8.根据权利要求7所述的接合系统(100)，其中，所述上梁组件(104)还包括设置在所述充气气囊(156)与所述多个桁条(12)中的一个桁条的所述至少一个凸缘(14)之间的接触垫片(162)。9.根据权利要求8所述的接合系统(100)，其中，所述上梁(108)、所述下梁(110)和所述充气气囊(156)中的每一者沿着所述纵向方向(129)伸长，所述下梁组件(106)包括设置在所述下梁(110)上的第一压板(166)和第二压板(168)，所述第一压板(166)沿着横向方向
(131)与所述第二压板(168)间隔开，所述横向方向(131)垂直于所述纵向方向(129)，并且所述第一压板(166)和所述第二压板(168)中的每一者构造成直接接触所述机身蒙皮(10)，以有助于将所述机身蒙皮(10)接合到所述多个桁条(12)中的一个桁条。10.根据权利要求9所述的接合系统(100)，其中，所述至少一个下加热元件构造来将热施加于所述机身蒙皮(10)和所述多个桁条(12)中的至少一个桁条，以布置在所述机身蒙皮(10)和所述多个桁条(12)中的至少一个桁条之间的热塑性膜(18)熔化，以将所述多个桁条(12)中的至少一个桁条接合到所述机身蒙皮(10)，所述至少一个下加热元件是第一加热元件(172)，所述下梁组件(106)还包括第二加热元件(174)，以有助于将所述机身蒙皮(10)接合到所述多个桁条(12)中的一个桁条，所述第一加热元件(172)设置在所述第一压板(166)下方，所述第一加热元件(172)与所述第一压板(166)直接接触，以促进从所述第一加热元件(172)到所述第一压板(166)的热传递，所述第二加热元件(174)设置在所述第二压板(168)下方，并且所述第二加热元件(174)与所述第二压板(168)直接接触，以促进从所述第二加热元件(174)到所述第二压板(168)的热传递。11.根据权利要求10所述的接合系统(100)，其中，所述下梁(110)组件包括隔热块(176)，所述隔热块至少部分地设置在所述第一加热元件(172)和所述第二加热元件(174)下方，以阻碍从所述第一加热元件(172)和所述第二加热元件(174)到所述下梁(110)的热传递，并且所述隔热块(176)设置在所述下梁(110)上，并且其中，所述上梁组件(104)还包括联接至所述上梁(108)的上加热元件(158)，并且所述上加热元件(158)布置在所述充气气囊(156)与所述多个桁条(12)中的至少一个桁条的所述至少一个凸缘(14)之间，以有助于将所述多个桁条(12)中的至少一个桁条接合至所述机身蒙皮(10)，并且所述接合系统还包括共同地构造为保持所述机身蒙皮(10)的至少一部分的第一环(120)和第二环(122)，其中，所述第一环(120)和所述第二环(122)能分别相对于所述第一端支撑件(112)和所述第二端支撑件(114)围绕旋转轴线(137)旋转，以使所述机身蒙皮(10)相对于所述上梁(108)(110)和所述下梁(110)旋转，并且所述接合系统(100)还包括伺服电机，所述伺服电机联接至所述第一环(120)和所述第二环(122)，以使所述第一环(120)和所述第二环(122)围绕所述旋转轴线(137)旋转，并且其中，所述第一环(120)和所述第二环(122)中的每一者包括多个夹钳(136)，并且所述多个夹钳(136)中的每个夹钳具有用于保持所述机身蒙皮(10)的闭合构造和用于释放所述机身蒙皮(10)的打开构造，并且其中，所述下梁组件(106)还包括支撑所述下梁(110)的万向节(178)，并且所述下梁组件(106)还包括联接至所述下梁(110)以将所述下梁(110)保持在中立位置中的至少一个偏置构件，并且其中，所述至少一个偏置构件联接在所述下梁(110)与所述隔热块(176)之间，以允许所述隔热块(176)相对于所述下梁(110)的相对运动(135)。12.一种将桁条(12)接合到机身蒙皮(10)的方法(200)，包括：将热塑性膜(18)放置在所述桁条(12)的至少一个凸缘(14)与所述机身蒙皮(10)之间；将所述桁条(12)的所述至少一个凸缘(14)和所述机身蒙皮(10)夹持在一起；将所述桁条(12)的所述至少一个凸缘(14)焊接到所述机身蒙皮(10)；并且其中，将所述桁条(12)的所述至少一个凸缘(14)焊接至所述机身蒙皮(10)包括：加热设置在所述桁条(12)的所述至少一个凸缘(14)与所述机身蒙皮(10)之间的所述热塑性膜(18)。
13.根据权利要求12所述的方法(200)，其中，加热设置在所述桁条(12)的所述至少一个凸缘(14)与所述机身蒙皮(10)之间的所述热塑性膜(18)包括：使设置在所述桁条(12)的所述至少一个凸缘(14)与所述机身蒙皮(10)之间的所述热塑性膜(18)熔化。14.根据权利要求13所述的方法(200)，其中，所述至少一个凸缘(14)包括热固性材料。15.根据权利要求13或14所述的方法(200)，其中，所述机身蒙皮(10)包括热固性材料。

技术总结
一种将桁条接合到机身蒙皮的接合系统和方法，接合系统包括构造为保持机身蒙皮的保持夹具组件。桁条暂时附接到机身蒙皮。该接合系统包括上梁组件和下梁组件，该上梁组件包括上梁。下梁组件包括下梁和至少一个下加热元件。保持夹具组件联接到上梁组件。保持夹具组件联接到下梁组件。上梁能相对于下梁移动，以在焊接之前和期间将多个桁条中的至少一个桁条和机身蒙皮夹持在一起。机身蒙皮夹持在一起。机身蒙皮夹持在一起。


技术研发人员：拜伦
受保护的技术使用者：波音公司
技术研发日：2022.10.11
技术公布日：2023/4/19