CN100357067C - 用于高精度钻孔的磁性分度器 - Google Patents

用于高精度钻孔的磁性分度器 Download PDF

Info

Publication number
CN100357067C
CN100357067C CNB038149435A CN03814943A CN100357067C CN 100357067 C CN100357067 C CN 100357067C CN B038149435 A CNB038149435 A CN B038149435A CN 03814943 A CN03814943 A CN 03814943A CN 100357067 C CN100357067 C CN 100357067C
Authority
CN
China
Prior art keywords
probe
magnetic
magnetic field
processor
magnet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB038149435A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1662347A (zh
Inventor
加里·E·乔治森
约瑟夫·L·哈芬里克特
雷蒙德·D·伦普特
格雷戈里·L·克拉克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Boeing Co
Original Assignee
Boeing Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Boeing Co filed Critical Boeing Co
Publication of CN1662347A publication Critical patent/CN1662347A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100357067C publication Critical patent/CN100357067C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B49/00Measuring or gauging equipment on boring machines for positioning or guiding the drill; Devices for indicating failure of drills during boring; Centering devices for holes to be bored
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B51/00Tools for drilling machines
    • B23B51/02Twist drills
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01VGEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V15/00Tags attached to, or associated with, an object, in order to enable detection of the object
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2215/00Details of workpieces
    • B23B2215/04Aircraft components
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/048Devices to regulate the depth of cut
    • B23B2260/0485Depth gauges
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/10Magnets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/118Suction pads or vacuum cups, e.g. for attachment of guides to workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2260/00Details of constructional elements
    • B23B2260/128Sensors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2270/00Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/38Using magnetic fields
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23BTURNING; BORING
    • B23B2270/00Details of turning, boring or drilling machines, processes or tools not otherwise provided for
    • B23B2270/48Measuring or detecting

Abstract

本发明公开了一种用于定位在工件(36)的盲区或不可见位置中的产生磁场的装置(26)的位置的磁性分度器(10)。磁铁(26)最初放置在工件(36)的第一侧,使得磁铁产生的磁场穿过工件(36),并基本垂直于工件(36)的表面。然后,包括多个用来检测磁场的探针(18、20、22)的装置定位在工件(36)的第二表面上。然后,探针(18、20、22)在第二表面上移动,以通过检测到的磁场强度来确定磁铁(26)的轴(26a)的位置。一旦确定了磁铁(26)的轴(26a)的位置,通过其上定位探针(18、20、22)的平台对工作表面进行标记或加工。尤其是,即使在工件(36)的第一表面不可见的情况下,也可以正好在磁铁(26)上精确钻出或以其他方式形成孔。另外,本发明可以将加工工具非常精确地定位在第二表面上,而不需要看到工件(36)的第一表面。

Description

用于高精度钻孔的磁性分度器
技术领域
本发明涉及一种精确成孔的系统,并尤其涉及一种将设备定位并指示要形成孔的位置的系统。
背景技术
经常需要以高精度和特殊性在工件的盲区内定位一个位置。尤其是,如果需要将一个结构的两个部分固定到一起,在仅仅一个外表面对于工人可见的情况下,如果不是不可能的话,通常也很难精确地且可再现地将紧固件放置在两个部分之间。这尤其与飞机相关,在飞机的情况中,飞机的蒙皮已经放置在内部框架结构上,并且必须固定到内部框架结构上。一旦蒙皮放置到位,要将首先穿过蒙皮以固定到飞机的内部结构上的紧固件准确定位通常是相当困难的。这种情形也发生在其他构造和制造情况中。
已经尝试一种解决方案,其中,从结构的内侧进行背面钻孔。也就是,要使工人自身空间上置于机构内侧并然后通过从属结构穿过蒙皮进行切割。但是,这经常在孔的形成方面造成精度不佳。应垂直于飞机蒙皮形成的全尺寸孔在遵循背面钻出的导向孔之后可能会倾斜。这是由于从蒙皮内侧形成的孔很难轻易地精确垂直于飞机蒙皮而形成。尤其是,零件的内部结构可能不垂直于蒙皮,而穿透(on through)蒙皮外侧的孔必须垂直于蒙皮。此外,对于工人来说,爬入通常很小的区域内来形成孔非常困难。
在飞机工业中广泛使用背标(backmarker),以便将孔从下部结构传递到外表面上。背标由薄金属的长开口件构成,在一侧具有一个销钉,而在另一侧具有一个孔,该销钉和孔对齐。在下部结构中,销钉侧在蒙皮之下滑动,以便与导向孔对直,而导向孔钻入到外蒙皮中。这个方法对宽的零件和厚的零件不起作用。开口板件的偏斜以及将该装置安装到厚零件上的困难使得薄片状金属的使用局限于靠近蒙皮边缘的区域。
另一种方法是利用探针或定位装置,以在蒙皮上确定精确的位置。尤其是,该装置首先用三维空间内的位置编程。因此,当一表面放置于探针的工作范围内时,探针可以确定探针所接触的点的位置。然而,这需要进行大量的预编程,并需要精确地放置要被检测的表面。对于很多用途来说,使用这种特殊的方位探针增加了时间和制造成本。而且,在钻孔之前检测下部结构存在若干缺点。当蒙皮放置在一个装配好的结构上时,蒙皮的重量会导致该结构和仪器(tooling)变形。有可能检测的孔在测量和钻削之间移位。而且,在检测和钻孔之间的温度变化也会由于零件的膨胀或收缩以及上表面和下表面之间的膨胀差而导致孔不对齐。在飞机结构中,由紧固件引起的孔的涨大和孔的冷加工也可以改变孔在检测和钻孔之间的位置。
在飞机构造过程中,为了将机身的一部分紧固到另一部分上,形成孔的界限值通常在一英寸的百分之一以内。用于内部机身结构的一种特殊构造方法包括使用在机身的内部结构或横梁上使用正弦波形貌测量。为了确保足够坚固的连接,该连接将承受飞机所遇到的极端的应力,紧固件必须放置在正弦波的波峰处。因此,紧固件的放置必须极其准确,以与波峰重合,而不是与波谷或波峰附近的部分重合。也需要精确定位被隐藏的结构件的边缘。在这个和很多其他用途中,紧固件的精确定位变得非常重要。
发明内容
本发明旨在一种磁性分度器,该磁性分度器可以将一产生磁场的装置定位在盲区或不可接近的位置。磁铁最初放置在加工表面的一侧上,从而由磁铁产生的磁场穿过加工表面,使得磁场的轴线基本垂直于加工表面。包括多个受磁场影响的探针的装置定位在加工表面的相对一侧上。然后,探针在加工表面之上移动,来确定磁铁的位置。一旦确定了磁场轴的位置,就通过其上定位探针的平台、在加工表面上作出标记或加工。尤其是,即使在工件的下侧不可见的情况下,也可以再现地将孔直接定位在磁铁之上。另外,通过本发明,可以非常精确地将加工工具定位在加工表面上,而不需要看到加工表面的下侧。
本发明的第一实施例包括用于确定装置的位置的系统,其中,所述装置产生一个场,这个场根据距所述装置的横向距离而强度有所变化。该系统包括一个探针,该探针适于受到所述装置产生的变化的场强的影响,并有助于定位所述装置。随着探针移动,处理器确定影响探针的场强。确认系统对处理器已经利用探针确定了装置的位置进行物理确认。
本发明的第二实施例包括通过一个表面来确定装置的位置的系统。该系统包括一个装置,该装置产生磁场,且位于所述表面的第一侧上。探针定位在受磁场影响的表面的第二侧上。处理器确定探针由磁场造成的影响。该处理器适于根据磁场对探针的影响来确定装置的位置。
本发明还提供了一种精确定位一个位置的新方法。该方法包括用一个受到场影响的探针来定位一个产生场的装置的位置。该装置放置在一个表面的第一侧上。然后,场由该装置产生而穿过所述表面。探针在该表面的第二侧上使用,来确定场的中心轴,并对场的中心轴提供物理确认。一旦确定了场的中心轴的位置,则可以在精确和预定位置上进行加工。
从下面提供的详细描述中,本发明的其他应用领域将变得易于理解。应理解的是在表明本发明优选实施例的时候,详细的描述和特定的示例仅仅为了举例说明的目的,而并非意在限制本发明的范围。
附图说明
从详细描述和附图,将可以对本发明更全面地理解,图中:
图1是根据本发明的数字磁化器的优选实施例的透视图;
图2是根据本发明的数字磁化器的侧视图;
图3是在使用中的磁性分度器的透视图;
图4是在已经定位之后的磁性分度器的平台的透视图;
图5是根据本发明第二实施例的磁性分度器的透视图;以及
图6是固定到机器人上的磁性分度器的第三实施例的透视图。
具体实施方式
下面对优选实施例的描述实质上仅仅是举例说明,而绝非对本发明、本发明的用途或应用加以限制。
参照图1和2,图中示出了根据本发明优选实施例的磁性分度器10。磁性分度器10包括真空附着元件12、工件平台14、探针平台16和多个探针18、20和22。真空附着元件12一般包括其中可以产生真空的元件,以便将工件平台14固定到工件(下面进一步描述)。然而,应理解到可以使用任何适于将工件平台14附着到工件上的适当系统。大致垂直地从工件平台14伸出的是稳定元件24(图2),该稳定元件24与工件相接合,以确保工件平台14基本平行于工件。磁铁26定位在工件与工件平台14相反的一侧上。磁铁26产生磁场,该磁场具有中心磁轴26a。从工件平台14伸出的是探针平台16。探针平台16相对于工件平台14可移动。第一组调节螺钉28允许探针平台16沿第一轴A移动。而第二组调节螺钉30允许探针平台沿着第二轴B移动。因此,利用第一组调节螺钉28和第二组调节螺钉30,探针平台16可以二维地相对工件平台14移动。
固定到探针平台16上的是探针18、20和22。探针18、20和22间隔开,以便各探针限定了一个中心轴C。中心轴C是与每个探针18、20和22延伸的轴等距而平行的轴。
探针18、20和22固定到第二探针平台32上,该第二探针平台32用紧固件33固定到探针平台16上。这使得第二探针平台32可以从探针平台16上拆下,而不必移动工件平台14。
参照图3和4,每个探针18、20和22的效果由处理器34确定。处理器34可以是任何适当的处理器,然而,微处理器能够确定磁场对每个探针18、20和22的影响,并能够确定每个探针18、20和22对于磁场的相对取向。处理器34的确定结果显示在显示装置35上。具体地,可以使用CRT或LCD屏作为显示装置35。处理器34可以在显示装置35上显示中心轴C与磁轴26a共线的确认信息。
磁性分度器10用真空附着元件12固定到表面或工件36上。如上面所讨论的,真空附着元件12可以通过任意适当的装置来将工件平台14固定到工件36上。例如,可以在真空附着元件12内产生真空,以将工件平台14被保持到位。也应理解到根据工件平台14的尺寸,可以使用多于两个真空附着元件12。
在工件36之下的是从属结构或支撑梁38。在必须形成孔的位置处,放置一个磁铁26。在工件平台14固定到工件36上之前,该磁铁26在初步制造步骤中放置在支撑梁38上。由此,磁铁26能够轻易放置在为了在工件36和支撑梁38之间形成固定而必须形成孔的精确位置处。磁性分度器10放置在与必须形成孔的地方相对靠近的位置处。然后,利用调节螺钉28、30,调节探针平台16,直到中心轴C正好在磁轴26a之上或与磁轴26a共线(通过下面更全面描述的过程)。
一旦中心轴C正好对齐在磁轴26a之上,就拆下第二探针平台32,以便钻头40可以通过探针平台16和工件平台14钻孔,从而在工件36中形成孔。应理解到,可以将放置附加的钻孔导引元件,来代替第二探针平台32,以便随着钻头穿过磁性分度器10,提高由钻头40所执行的钻孔步骤的精度。
一旦穿过工件36和支撑梁38形成孔,在内部区域的清理过程中,去掉磁铁26。此外,通过对真空附着元件12加压来将磁性分度器10从工件36上除去。然后,使用任何适当的紧固件来将工件36永久地固定到支撑梁38上。
磁铁26的精确位置通过定位作为磁铁26的北-南(N-S)极轴的磁轴26a来加以确定。磁铁26的磁轴26a、也称作中心或场轴(field axis),是磁场的中心以及磁场最强的区域。磁铁26放置在支撑梁38上,以便磁轴26a基本垂直于支撑梁38的表面。因此,一旦将工件36固定到支撑梁38上,磁轴26a也就垂直于工件36的表面。另外,工件36应该不与磁铁26产生的磁场相干涉。但是,应理解到只要磁铁26的磁场对于探针18、20和22检测由磁铁26产生的磁场来说足够强,那么工件36实际上可以由任何非磁性材料形成。
应理解到:下面描述中对单个探针18的参照是探针18、20和22中每一个的示例,并且这种对单个探针的描述仅仅出于清楚的目的。探针18受磁铁26产生的磁场的影响,即,探针18检测到磁铁26所产生的磁场。一种示例性的探针类型是霍尔效应探针。在霍尔效应探针18中,当电流垂直于霍尔效应探针18中的场而流动时,磁铁26所产生的磁场产生一个电压。霍尔效应探针18测量由磁铁26的磁场产生的感应电压。已知感应电压和电流,可以利用方程VHned/I=B。根据这个方程,VH等于霍尔电压,n等于载荷子密度,e等于电荷,d等于带条宽度(strip width),而I等于电流。一旦利用霍尔效应探针18知道了磁场的强度,就可以确定磁轴26a的位置。霍尔效应探针18越靠近磁轴26a,则霍尔效应探针18中的响应越大。根据第一实施例,当每个探针18、20和22的响应基本相等时,磁轴26a位于与探针18、20和22的中心轴C共线。
处理器34确定并处理在每个探针18、20和22上的造成的影响。显示装置35显示由处理器34所确定的影响。处理器34也可以指示应如何利用调节螺钉28、30来移动探针平台16,以便校正中心轴C载磁轴26a上的位置。然后,一旦每个探针18、20和22示出一个等量的响应,就可以知道中心轴C正好位于磁轴26a之上。此时,显示装置表示中心轴C处于磁轴26a之上,且操纵者不需进行进一步的调节。尤其是,中心轴C与磁铁26的磁轴26a共线。一旦显示出中心轴C处于磁轴26a之上,则拆下第二探针平台32,以便可以引入钻尖或钻头40来形成所需的孔。
参照图5,磁性分度器系统50的第二实施例包括一个可移动的传感器筒(sensor canister)52,且在可移动的传感器筒52的顶部上固定有方向性的或发信号的LED54、56、58和60。每个LED54、56、58和60可以包括一列LED,以便可以表示在特定方向上响应的强度。沿着中心轴D并居中放置的是标识器62,该标识器62穿过可移动的传感器筒52,以便选择性地接合工件36。中心轴D与探针64、66和68的关系就如同第一实施例的中心轴C与探针18、20和22的关系一样。
每个探针64、66和68连接到处理器70上。探针64、66和68基本上与参照第一实施例所描述的探针18、20和22相类似地工作。处理器70也和上述的处理器34相类似地工作。然而,在磁性分度器50中,处理器70确定中心轴D相对于磁轴26a的位置,并点亮适当的LED 54、56、58和60,表示可移动的传感器筒52必须移动的方向,以将中心轴D与磁轴26a正确对齐。一旦中心轴D基本上放置成与磁铁26的磁轴26a共线,则所有四个LED阵列54、56、58和60都点亮,来表示中心轴D正确地与磁轴26a对齐。即,当所有四个LED54、56、58和60都点亮时,它们为磁轴26a基本处于与中心轴D共线产生了一个视觉上的确认。此时,可以压下标识器62,以便在工件36的这个位置上形成一个标志。
一旦已经作出标志,就可以简单地从工件36上拆下可移动传感器筒52,并且可以将适当的卡盘固定到工件36上,来确保在工件36中形成正确对齐的孔。再者,一旦通过工件36和支撑梁38形成孔,就可以从内部空间中清理掉磁铁26和任何碎片。
参照图6,图6示出磁性分度器80的第三实施例。磁性分度器80包括固定到机器人86的手臂84上的单个探针82。应理解到也可以与机器人86一同使用多个探针。但是,如果靠近表面88放置到一个位置上,并然后借助于第一位置的精确已知条件沿着表面88移动到另一位置,则仅需要一个探针82。因此,有效的多个探针可以通过简单地放置并移动单个探针82并精确地检索先前的放置状态以及针对每个先前放置状态的场测量值来加以模拟。
产生具有中心磁轴90a的磁场的磁铁90放置在表面88的附近、与磁性分度器80相对。处理器94确定探针82的响应并控制机器人86。以这种方式,机器人86可以快速定位固定于支撑板92上的磁铁90的磁轴90a。然而,应理解到可以使用单独的处理器来确定磁轴90a的位置并控制机器人86。另外,一旦处理器94已经确定了磁轴90a的精确位置,则工具可以放置到机器人手臂84上,以按需要形成孔。也应理解到可以从机器人86伸出多个手臂84,以便一旦磁轴90a的位置被定位,工具手臂就简单地旋转到位,同时工具从工具手臂中伸出,以在表面88内形成孔。在使用机器人86时,形成孔用来确认磁铁90已经正确定位。
应理解到本发明的每个实施例并不需要霍尔效应探针。对磁铁26、90所产生的磁场敏感或可以检测该磁场的任何探针都可以用作本发明中。一种替代型探针是霍尼维尔分支机构的固态电子器件中心所生产的混合型三轴磁性传感器HMC2003(Three-Axis Magnetic Sensor Hybrid HMC2003produced by Solid State Electronics Center,A division of Honeywell)。在简单地用替代型探针取代霍尔效应探针的同时,重制磁性分度器10的其他部分。如果替代型探针、如HMC2003能够在多于一个相对轴上确定磁轴,那么在磁性分度器10上就仅仅需要一个探针。然而,仍应理解到的是单个替代型探针仍限定用于确定磁轴26a、90a的中心探针轴。替代型探针仍能够检测到磁铁26和90所产生的磁场,并能够指示磁轴26a、90a。
应理解的是本发明中使用的磁铁必须使其磁轴26a、90a正确并精确调直。因此,如下措施可能是需要的,即:首先利用磁性分度器10检测磁铁26、90来确保磁轴26a、90a得以正确调节,以便当磁铁26、90固定到支撑梁38或支撑板92上时,磁轴26a、90a基本垂直于工件36、88的表面。这是因为只有在磁轴26a、90a基本垂直于表面产生,磁场的强度才随着远离磁轴26a、90a而循序地变弱。由探针18、20、22;64、66、68;和82所检测的是作用在探针上的磁场,该探针用来确定磁铁26、90所处的位置。如果磁轴26a、90a与表面成一角度(即,与表面不垂直),那么磁场也将不垂直,并且也不能正确确定磁轴26a、90a的精确位置。
另外,磁性分度器本身可以进行标定或归零。这意味着在用磁性分度器执行任何任务之前,可以精确确定磁性分度器的中心轴。通常,具有已知磁轴的磁性源可以相对于磁性分度器放置在归零位置处,使得磁性分度器可以归零到那个磁轴。此后,就得知了这个磁性分度器的精确归零位置,从而可以用这个磁性分度器实现定位磁轴的更大的精度。
因此,本发明的优选实施例提供了一种基于先前作出的孔位判定来快速和精确检测需要在工件上钻孔的位置,否则该孔位对于操作者或光学检测仪器来说不可见。该优选实施例也可以精确检测任何不可见的标志。即,本发明也可以用来检测隐藏元件的边缘。本发明尤其适用于飞机制造工业中,但是可以理解到本发明在各种其他制造工业中都可以广泛应用。
本发明的描述在实质上仅仅为举例说明,未背离本发明的主旨的变型应处于本发明的范围之内。这种变型并不被认为是脱离本发明的精髓和范围。

Claims (9)

1.一种在钻孔加工中用来确定产生磁场的装置的位置的系统,该磁场具有磁轴并根据距该装置的横向距离而强度有所变化,该系统包括:
多个探针,所述探针适于受到所述装置产生的场的强度所影响,以利于定位所述装置,所述多个探针固定在一第二探针平台上,该第二探针平台可拆卸地固定在一探针平台上;
处理器,该处理器用以确定影响所述探针的场强;以及
确认系统,该确认系统对所述处理器用所述探针已经确定了磁轴的位置提供物理确认;
所述探针围绕一个中心轴间隔开,每个所述探针基本上同时受到所述场的影响,且多个探针等距间隔开,并且在所述探针中的每一个受到所述场基本均等地影响时,所述场的中心基本与磁轴共线地定位;并且所述处理器确定每个所述探针何时受所述场基本均等地影响;
以及钻孔工具,其用于当所述处理器确定每个所述探针受所述场基本均等地影响时对工件进行钻孔。
2.如权利要求1所述的系统,其中,所述装置产生的场是磁场,而所述探针检测该磁场来确定磁场的强度,使得所述探针的输出表示所述探针何时位于磁轴附近。
3.如权利要求2所述的系统,其中,所述处理器确定由所述探针检测的磁场。
4.如权利要求1所述的系统,其中,所述确认系统产生确认所述中心轴与所述磁轴基本共线的显示。
5.如权利要求4所述的系统,其中,所述显示包括发光二极管发出的光或图形显示。
6.如权利要求1所述的系统,还包括:
机器人;
用于所述机器人的控制系统;以及
其中,所述探针可由所述机器人移动,且所述控制系统经所述机器人移动所述探针,直到所述处理器已经确定了所述装置的位置为止。
7.一种在钻孔加工中通过工件的表面确定装置的位置的系统,该系统包括:
定位在工件第一侧上的磁铁;
由所述磁铁产生的磁场,该磁场包括磁轴,所述磁轴基本上垂直于所述工件的第一表面;
定位在工件的表面上的多个探针,其中所述探针受到所述磁场的影响,所述多个探针固定在一第二探针平台上,该第二探针平台可拆卸地固定在一探针平台上;
确定所述探针中由所述磁场产生的影响的处理器;
其中,所述探针限定了一条中心轴;
所述探针上的所述影响在所述中心轴基本与所述磁轴共线时最大;
所述处理器适于通过检测所述磁场对所述探针的影响来确定所述磁铁的位置;以及
在所述中心轴基本与所述磁轴共线时,所述处理器产生一个信号;
所述探针围绕一个中心轴间隔开,每个所述探针基本上同时受到所述场的影响,且多个探针等距间隔开,并且在所述探针中的每一个受到所述场基本均等地影响时,所述场的中心基本与磁轴共线地定位;并且所述处理器确定每个所述探针何时受所述场基本均等地影响;
以及钻孔工具,其用于当所述处理器确定每个所述探针受所述场基本均等地影响时对工件进行钻孔。
8.如权利要求7所述的系统,还包括显示装置,其中所述信号产生一个对所述信号的物理确认。
9.如权利要求7所述的系统,还包括一个确认系统,以便对所述磁轴的位置产生物理确认。
CNB038149435A 2002-05-09 2003-04-29 用于高精度钻孔的磁性分度器 Expired - Fee Related CN100357067C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/143,242 2002-05-09
US10/143,242 US7498796B2 (en) 2002-05-09 2002-05-09 Magnetic indexer for high accuracy hole drilling

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1662347A CN1662347A (zh) 2005-08-31
CN100357067C true CN100357067C (zh) 2007-12-26

Family

ID=29400076

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB038149435A Expired - Fee Related CN100357067C (zh) 2002-05-09 2003-04-29 用于高精度钻孔的磁性分度器

Country Status (9)

Country Link
US (4) US7498796B2 (zh)
EP (1) EP1501658B1 (zh)
JP (1) JP4627436B2 (zh)
CN (1) CN100357067C (zh)
AU (1) AU2003225203A1 (zh)
BR (1) BR0309847A (zh)
CA (1) CA2484180C (zh)
ES (1) ES2378882T3 (zh)
WO (1) WO2003095154A1 (zh)

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7498796B2 (en) * 2002-05-09 2009-03-03 The Boeing Company Magnetic indexer for high accuracy hole drilling
GB0219316D0 (en) * 2002-08-19 2002-09-25 Electronic Ltd Ab Locating non-visible objects
US20050052898A1 (en) * 2003-09-05 2005-03-10 Arntson Paul R. Apparatus and methods for magnetic through-skin sensing
WO2005047823A1 (en) 2003-11-07 2005-05-26 Bae Systems Plc Increased precision position sensors
US7384220B2 (en) * 2004-01-06 2008-06-10 The Boeing Company Laser-guided coordination hole drilling
US7228741B2 (en) * 2004-09-16 2007-06-12 The Boeing Company Alignment compensator for magnetically attracted inspecting apparatus and method
US7320249B2 (en) * 2004-09-16 2008-01-22 The Boeing Company Magnetically attracted inspecting apparatus and method using a fluid bearing
US7114406B2 (en) * 2004-09-16 2006-10-03 The Boeing Company End effector inspection apparatus and method
US7395714B2 (en) * 2004-09-16 2008-07-08 The Boeing Company Magnetically attracted inspecting apparatus and method using a ball bearing
US7050535B2 (en) * 2004-09-16 2006-05-23 The Boeing Company X-ray laminography inspection system and method
US7703327B2 (en) * 2004-09-16 2010-04-27 The Boeing Company Apparatus and method for area limited-access through transmission ultrasonic inspection
US7315609B2 (en) * 2004-09-16 2008-01-01 The Boeing Company Real-time X-ray scanner and remote crawler apparatus and method
US20060070344A1 (en) * 2004-09-20 2006-04-06 Paul Rivers Method and apparatus for forming a through-hole and running wire in a building structure
US7273332B2 (en) * 2004-09-20 2007-09-25 At&T Bls Intellectual Property, Inc. Method and apparatus for through-hole placement in a building structure
US7640810B2 (en) 2005-07-11 2010-01-05 The Boeing Company Ultrasonic inspection apparatus, system, and method
US7617732B2 (en) * 2005-08-26 2009-11-17 The Boeing Company Integrated curved linear ultrasonic transducer inspection apparatus, systems, and methods
US7464596B2 (en) * 2004-09-24 2008-12-16 The Boeing Company Integrated ultrasonic inspection probes, systems, and methods for inspection of composite assemblies
US7444876B2 (en) * 2005-08-26 2008-11-04 The Boeing Company Rapid prototype integrated linear ultrasonic transducer inspection apparatus, systems, and methods
US8000837B2 (en) 2004-10-05 2011-08-16 J&L Group International, Llc Programmable load forming system, components thereof, and methods of use
US7292029B2 (en) * 2004-10-28 2007-11-06 The Boeing Company Method for detecting substructure
US7755761B2 (en) * 2004-11-12 2010-07-13 The Boeing Company Self-normalizing contour drilling machine
US7249512B2 (en) * 2005-01-24 2007-07-31 The Boeing Company Non-destructive stringer inspection apparatus and method
US7313959B2 (en) * 2005-05-25 2008-01-01 The Boeing Company Magnetically attracted apparatus, system, and method for remote bondline thickness measurement
US7633283B2 (en) * 2005-07-01 2009-12-15 The Boeing Company Method for lightning strike protection and verification of magnetizable dielectric inserts
DE102005052028A1 (de) * 2005-10-31 2007-05-03 Robert Bosch Gmbh Anzeigevorrichtung zur Positionierung eines Werkzeugs an einem Werkstück
US7382119B1 (en) 2005-10-31 2008-06-03 Gasque Jr Samuel N Blind spot targeting system
US7570041B2 (en) * 2005-11-16 2009-08-04 Distribution Gablex Inc. Magnetic field position sensor and method of use
US7794183B2 (en) 2007-01-25 2010-09-14 The Boeing Company Burrless flexible track drilling system and method having counterweight tool balancing system
US7611314B2 (en) * 2007-08-01 2009-11-03 The Boeing Company Aligning a machine tool with a target location on a structure
GB2456560B (en) * 2008-01-18 2010-09-08 Electronic Ltd Ab Method of securing a fastener
US7922272B2 (en) 2008-04-11 2011-04-12 The Boeing Company Method for application and accurate positioning of graphics on a surface
GB0820405D0 (en) * 2008-11-07 2008-12-17 Advanced Analysis And Automati Alignment system
JP2011020225A (ja) * 2009-07-16 2011-02-03 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 加工装置及び加工方法
US8146262B1 (en) 2009-10-21 2012-04-03 The Boeing Company Method and device for locating hole center
US8234942B2 (en) * 2009-12-18 2012-08-07 The Boeing Company Stringer probe with magnetic spring balance
FR2980267B1 (fr) * 2011-09-21 2013-10-04 Eads Europ Aeronautic Defence Dispositif de mesure par courant de foucault et machine pour le contrepercage d'une structure complexe comportant un tel dispositif
US9172225B2 (en) 2011-09-22 2015-10-27 Labor Saving Systems, Ltd. Induction-based reference point locator
US20140172353A1 (en) * 2012-12-18 2014-06-19 U.S. Army Research Laboratory Attn: Rdrl-Loc-I Method and Apparatus for Estimating Position of a Ferromagnetic Object
DE102013204672A1 (de) * 2013-03-18 2014-09-18 Zf Friedrichshafen Ag Antriebseinrichtung für ein Kettenfahrzeug
US9352435B2 (en) 2013-06-28 2016-05-31 The Boeing Company Magnet sensing hole driller and method therefor
US11035672B2 (en) * 2015-05-12 2021-06-15 The Boeing Company Sensing of a magnetic target
CN106468786A (zh) * 2015-08-21 2017-03-01 徐睿英 一种新型地下金属管线探测仪
US9933392B2 (en) 2015-09-30 2018-04-03 The Boeing Company Apparatus, system, and method for non-destructive ultrasonic inspection
US10232897B2 (en) 2015-10-16 2019-03-19 The Boeing Company Walking robot
US10831173B2 (en) * 2017-08-11 2020-11-10 The Boeing Company Tool having magnetic material
US11036201B2 (en) * 2019-02-14 2021-06-15 Mtm Robotics, Llc System and method for automation of sensing and machine actuation in a manufacturing environment
US11003156B2 (en) 2019-02-14 2021-05-11 Mtm Robotics, Llc System and method for automated aperture alignment in response to detecting an object
US11235396B2 (en) 2019-02-14 2022-02-01 Mtm Robotics, Llc System and method for self contained through sensor for determining an actuation position for a machine
US11511443B2 (en) * 2020-02-10 2022-11-29 The Boeing Company Method and apparatus for drilling a workpiece
CN111288881B (zh) * 2020-03-06 2021-08-20 菏泽学院 一种止回阀生产用检测装置
US11426804B2 (en) * 2020-05-20 2022-08-30 The Boeing Company Apparatuses and methods for guiding a drill bit to form a hole
CN113146563B (zh) * 2021-03-12 2023-08-25 中国商用飞机有限责任公司 孔位标记工具和在装配件上标记孔位的方法
WO2022266255A1 (en) * 2021-06-15 2022-12-22 Magswitch Technology, Inc. Component handling systems and methods
US11872780B2 (en) 2022-06-02 2024-01-16 The Boeing Company Methods and tool for cutting an uncured composite material
CN115609057B (zh) * 2022-11-22 2023-04-28 成都市鸿侠科技有限责任公司 一种大型弧形蒙皮用定位工装

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5434500A (en) * 1993-07-26 1995-07-18 Hauck; Bruce Magnetic field generator and detector position indicator
GB2363462A (en) * 2000-06-13 2001-12-19 Nicholas Robert Shephard Apparatus and method for locating positions
US20020050043A1 (en) * 2000-03-09 2002-05-02 The Boeing Company Apparatus and method for installing fasteners in a workpiece

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE508347C (de) 1930-09-27 Siegmund Deutsch Vorrichtung zum Aufsuchen und Anzeigen der Eiseneinlagen in fertigen Eisenbetonbauwerken
US1971189A (en) 1933-02-01 1934-08-21 Gen Electric Magnetic detector
US2346773A (en) 1941-06-07 1944-04-18 John W Mcbride Magnetic indicator
US2600857A (en) 1949-12-02 1952-06-17 Mater Gayle E De La Drill hole locating apparatus
US2807780A (en) 1956-02-10 1957-09-24 Lockheed Aircraft Corp Point aligner
US2844977A (en) 1957-01-24 1958-07-29 Boeing Co Magnetic alignment tools
GB1013351A (en) 1963-10-24 1965-12-15 Westwind Developments Ltd Improvements in or relating to air driven turbines
US3836848A (en) * 1970-01-07 1974-09-17 M Blevins Method of translating the location of a predetermined position on one side of a substantially nonferrous structural barrier of a building to an opposite side of said barrier
JPS5329579Y2 (zh) * 1974-12-06 1978-07-24
SE7611326L (sv) * 1976-10-12 1978-04-13 Gustafson Adolf Gunnar Givare
US4099118A (en) * 1977-07-25 1978-07-04 Franklin Robert C Electronic wall stud sensor
SE417018B (sv) 1979-12-20 1981-02-16 Bengt Wester Anordning for att i byggnader lokalisera den exakta placeringen av dolda objekt
US4565967A (en) * 1982-06-21 1986-01-21 Whirlpool Corporation Method and apparatus for testing microwave ovens
JPS61105411A (ja) * 1984-10-29 1986-05-23 Mitsutoyo Mfg Co Ltd 多次元測定機の測定方法
JPS61136709A (ja) * 1984-12-06 1986-06-24 Nippon Gakki Seizo Kk ワ−ク加工装置
JPS6274942U (zh) * 1985-10-30 1987-05-13
US5172055A (en) 1991-10-17 1992-12-15 Grumman Aerospace Corporation Hidden metal edge mapper utilizing eddy current analyzer and spring biased marker
ZA937598B (en) 1992-10-28 1994-05-03 Gordon Clifford Brown Location method and panel pressing apparatus
US5432434A (en) * 1993-06-14 1995-07-11 Avco Corporation System for matching a new hole in an overlying member with an existing hole in an underlying member
US5408824A (en) * 1993-12-15 1995-04-25 Schlote; Andrew Rotary heat engine
JPH07229882A (ja) * 1994-02-18 1995-08-29 Tokyo Gas Co Ltd 移動式探傷ロボット
US5465500A (en) 1994-05-27 1995-11-14 Nammoto; Yuji Magnetic point identifier
GB2301187B (en) * 1995-05-22 1999-04-21 British Gas Plc Method of and apparatus for locating an anomaly in a duct
EP1015902A2 (en) * 1997-04-01 2000-07-05 Redcliffe Magtronics Limited An apparatus and method of measuring the magnetic field distribution of a magnetic sample
US6087824A (en) 1998-03-27 2000-07-11 Shiao; Hsuan-Sen Nail locating device with magnet supporting indicator rod mounted in a ball socket
JP3866442B2 (ja) * 1999-04-08 2007-01-10 未来工業株式会社 磁石探知器
US6513231B1 (en) * 2000-04-12 2003-02-04 The Boeing Company System and method for assembly of large structures using modular traveling workstations
GB2363432B (en) 2000-06-15 2004-06-09 Leslie Steele Apparatus for providing rotary motion from a fluid supply
US7498796B2 (en) * 2002-05-09 2009-03-03 The Boeing Company Magnetic indexer for high accuracy hole drilling
US6749490B1 (en) * 2002-05-16 2004-06-15 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Portable numerically controlled water-jet driller
US7312608B2 (en) * 2005-11-03 2007-12-25 The Boeing Company Systems and methods for inspecting electrical conductivity in composite materials

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5434500A (en) * 1993-07-26 1995-07-18 Hauck; Bruce Magnetic field generator and detector position indicator
US20020050043A1 (en) * 2000-03-09 2002-05-02 The Boeing Company Apparatus and method for installing fasteners in a workpiece
GB2363462A (en) * 2000-06-13 2001-12-19 Nicholas Robert Shephard Apparatus and method for locating positions

Also Published As

Publication number Publication date
EP1501658B1 (en) 2012-01-11
AU2003225203A1 (en) 2003-11-11
CA2484180C (en) 2009-07-14
US7768250B2 (en) 2010-08-03
US20080315869A1 (en) 2008-12-25
US6927560B2 (en) 2005-08-09
ES2378882T3 (es) 2012-04-18
WO2003095154A1 (en) 2003-11-20
US20030210027A1 (en) 2003-11-13
US20030212489A1 (en) 2003-11-13
CA2484180A1 (en) 2003-11-20
US7768249B2 (en) 2010-08-03
CN1662347A (zh) 2005-08-31
EP1501658A1 (en) 2005-02-02
US7498796B2 (en) 2009-03-03
WO2003095154A8 (en) 2004-08-05
JP2005524542A (ja) 2005-08-18
JP4627436B2 (ja) 2011-02-09
US20080174296A1 (en) 2008-07-24
BR0309847A (pt) 2007-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100357067C (zh) 用于高精度钻孔的磁性分度器
EP0425569B1 (en) A system and method for locating an underground probe
EP2820405B1 (en) Fault detection for pipelines
EP2820404B1 (en) Fault detection for pipelines
EP3093691B1 (en) Sensing of a magnetic target
CN103353612B (zh) 一种地下目标物体的测量定位设备及测量定位方法
CN109782331A (zh) 一种束流位置探测器电中心标定装置及标定方法
CN103809218B (zh) Tem井中磁探头的校准装置及校准方法
CN104913714A (zh) 一种矢量磁传感器阵列及其制作方法
KR102417776B1 (ko) 3축 콘크리트 균열 게이지
CN107589473B (zh) 随钻测量传感器正交误差消除方法
EP4145087A1 (en) Device and method for calibrating elongated metallurgical tool based on laser ranging sensor
US5172055A (en) Hidden metal edge mapper utilizing eddy current analyzer and spring biased marker
CN204649150U (zh) 一种矢量磁传感器阵列
JPH10267655A (ja) 掘削推進機の位置探査装置及び位置探査方法
CN114236452B (zh) Mwd导向探管单轴恒磁标定方法
CN204536278U (zh) 利用摄像头进行超声探头定位的装置
CN217453671U (zh) 一种定向探管正交校准用夹具
CN112230207B (zh) 一种基于互感的非接触式测距与定位仪器及其使用方法
Xiao Three-axis fluxgate sensor error correction
Lin High-Precision Calibration Method of Inclinometer for Coal Mine Based on Improved Ellipsoid Fitting
CN201382968Y (zh) 检测三维空间磁场均匀性用的定位台架
CN116124177A (zh) 一种用于石油勘探的连续测斜仪刻度校准方法
Di Giacomo et al. Development of an automated and dedicated measuring system for internal diameter inspection
van Brakel The effect of magnetometer and accelerometer errors on the predicted trajectories of boreholes surveyed by EMS instruments

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20071226

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee