BR102016006160B1

BR102016006160B1 - Processo de posicionamento e perfuração de uma abertura e sistema para posicionar e perfurar uma abertura

Info

Publication number: BR102016006160B1
Application number: BR102016006160-1A
Authority: BR
Inventors: Hasan A. Ghadialy; Robert William Grube; Ty Aaby Larsen
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2016-03-21
Publication date: 2023-04-18
Also published as: EP3090822B1; EP3090822A1; US20180154457A1; US20160325362A1; US10569344B2; BR102016006160A2; US9884372B2

Abstract

PROCESSO E SISTEMA PARA DEFINIR A POSIÇÃO DE UM PRENDEDOR COM UMA MARCA DE PENA. A presente invenção refere-se a um processo e a um sistema, que são proporcionados para posicionar e perfurar uma abertura para um prendedor por uma ou mais peças em trabalho. No contexto de um processo, uma marca de pena é formada em uma peça em trabalho, em um local no qual a abertura vai ser perfurada. O processo também inclui utilizar um sistema de visão robótica, para identificar a marca de pena na peça em trabalho, e, depois, perfurar a abertura, configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de pena. No contexto de um sistema, o sistema inclui um sistema de marcação de pena de pontos, configurado para formar uma marca de pena em uma peça em trabalho, em um local no qual a abertura vai ser perfurada. O sistema também inclui um robô, compreendendo um sistema de visão, configurado para identificar a marca de pena na peça em trabalho, e uma máquina de perfuração, configurada para perfurar a abertura no local indicado pela marca de pena.

Description

CAMPO TECNOLÓGICO

[0001] Uma concretização exemplificativa da presente invenção, refere-se, geralmente, ao posicionamento e perfuração de uma abertura para um prendedor, e, mais particularmente, ao uso de uma marca de ponto para posicionar uma abertura para um prendedor, que é subsequentemente perfurado em uma peça em trabalho.

ANTECEDENTES

[0002] As estruturas são formadas, frequentemente, de várias partes, que são montadas e depois fixadas com vários prendedores, tais como rebites ou parafusos. Um exemplo dessa estrutura é uma aeronave, que inclui centenas ou milhares de partes, que são montadas e depois fixadas com ainda mais prendedores. Para instalar os prendedores, aberturas devem ser definidas nas partes montadas, tais como por perfuração de aberturas pelas partes montadas com o tamanho, por exemplo, diâmetro, das aberturas se aproximando, tal como por serem ligeiramente maiores do que, o tamanho dos prendedores. Os prendedores podem ser então inseridos pelas respectivas aberturas, para fixar as partes montadas.

[0003] Para fixar adequadamente as partes, os prendedores devem ser geralmente colocados em posições predefinidas relativas às partes montadas. Consequentemente, as aberturas, pelas quais os prendedores vão ser subsequentemente inseridos, devem ser também geralmente localizadas nas mesmas posições predefinidas. Para marcar as posições predefinidas, furos-piloto podem ser perfurados nas posições predefinidas das partes, antes da montagem delas. Os furos- piloto são, tipicamente, significativamente menores em diâmetro do que as aberturas, que vão ser formadas subsequentemente para receber os prendedores. As partes podem ser então montadas, e as aberturas, que vão receber subsequentemente os prendedores, podem ser formadas, tal como por perfuração de furos maiores, tais como furos tendo maiores diâmetros, nas posições predefinidas marcadas pelos furos-piloto. Uma vez que os furos-piloto são menores do que as aberturas, que vão receber, subsequentemente, os prendedores, a perfuração das aberturas, para receber subsequentemente os prendedores, vai eliminar os furos-piloto, mesmo nos casos nos quais os furos-piloto, perfurados nas partes montadas, são ligeiramente desiguais ou deslocados entre si.

[0004] Ainda que os furos-piloto sirvam para localizar efetivamente as posições predefinidas dos prendedores, a formação dos furos-piloto pode ser um processo intenso em tempo. Nesse aspecto, cada furo- piloto deve ser, geralmente, perfurado individualmente. Ainda que o tempo necessário para perfurar um furo-piloto possa variar, com base no tipo de material do qual as partes são formadas, do tamanho do furo- piloto, da acessibilidade do furo-piloto e de outros fatores, pode levar aproximadamente 3 minutos para perfurar um único furo-piloto em uma parte, que vai ser montada subsequentemente para formar uma aeronave. Uma vez que pelo menos algumas partes incluam vários prendedores, tais como centenas ou milhares de prendedores, e, como tal, necessitem de vários furos-piloto, a perfuração dos furos-piloto pode requerer um período de tempo substancial, desse modo, aumentando o tempo necessário para montar a estrutura e os custos associados com a montagem dela.

BREVE SUMÁRIO

[0005] Um processo e um sistema são proporcionados para posicionar e perfurar uma abertura para um prendedor, por uma ou mais peças em trabalho. Os processo e sistema de uma concretização exemplificativa utilizam uma marca de ponto, para identificar o local da abertura para o prendedor. Como tal, o local de um prendedor pode ser marcado em uma maneira eficiente, de modo que todo o processo para perfuração de uma abertura para, e depois instalação de, um prendedor seja facilitado.

[0006] Em uma concretização exemplificativa, um processo é proporcionado para posicionar e perfurar uma abertura, configurada para receber um prendedor. O processo inclui formar uma marca de ponto em uma peça em trabalho, em um local no qual a abertura vai ser perfurada. O processo inclui também utilizar um sistema de visão robótica, para identificar a marca de ponto na peça em trabalho. O processo inclui ainda perfurar a abertura, configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de ponto.

[0007] O processo de uma concretização exemplificativa forma a marca de ponto em uma orientação predefinida. Nessa concretização, o processo identifica a orientação predefinida da marca de ponto e perfura a abertura na orientação predefinida. A marca de ponto pode ser menor do que a abertura perfurada no local. Em uma concretização exemplificativa, o processo forma a marca de ponto por formação de várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no local. As várias marcas de ponto dessa concretização exemplificativa são coletivamente menores do que a abertura perfurada no local.

[0008] O processo de uma concretização exemplificativa também inclui conduzir o sistema de visão robótica com um efetor de extremidade, durante a identificação da marca de ponto. Depois da identificação da marca de ponto, o processo dessa concretização exemplificativa substitui o sistema de visão robótica por uma máquina de perfuração, conduzida pelo efetor de extremidade, de modo que a abertura seja depois perfurada com a máquina de perfuração conduzida pelo efetor de extremidade. O processo de uma concretização exemplificativa também inclui a montagem da peça em trabalho com outra peça em trabalho, antes da identificação da marca de ponto, e a perfuração da abertura.

[0009] Em outra concretização, um processo é proporcionado para posicionar e perfurar uma abertura, configurada para receber um prendedor. O processo inclui a formação de uma marca de ponto em uma peça em trabalho, em uma orientação predefinida e em um local no qual a abertura vai ser perfurada. O processo também inclui identificar a marca de ponto na peça em trabalho e a orientação predefinida da marca de ponto. O processo inclui ainda a perfuração da abertura, configurada para receber, na orientação predefinida e no local indicado pela marca de ponto.

[0010] A marca de ponto de uma concretização exemplificativa é menor do que a abertura perfurada no local. Em relação à formação da marca de ponto, o processo de uma concretização exemplificativa forma várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no local. As várias marcas de ponto dessa concretização exemplificativa são coletivamente menores do que a abertura perfurada no local.

[0011] O processo de uma concretização exemplificativa identifica a marca de ponto com um sistema de visão robótica, conduzido por um efetor de extremidade. Após identificação da marca de ponto, o processo dessa concretização exemplificativa também inclui a substituição do sistema de visão robótica por uma máquina de perfuração, conduzida pelo efetor de extremidade, de modo que a abertura seja depois perfurada com a máquina de perfuração, conduzida pelo efetor de extremidade. O processo de uma concretização exemplificativa também inclui a montagem da peça em trabalho com outra peça em trabalho, antes da identificação da marca de ponto e perfuração da abertura.

[0012] Em uma outra concretização exemplificativa, um sistema é proporcionado para posicionar e perfurar uma abertura, configurada para receber um prendedor. O sistema inclui um sistema de marcação por pontos, configurado para formar uma marca de ponto em uma peça em trabalho, em um local no qual a abertura vai ser perfurada. O sistema também inclui um robô, compreendendo um sistema de visão, configurado para identificar a marca de ponto na peça em trabalho, e uma máquina de perfuração, configurada para perfurar a abertura, configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de ponto.

[0013] O sistema de marcação por pontos de uma concretização exemplificativa é configurado ainda para formar a marca de ponto em uma orientação predefinida. O sistema de visão dessa concretização exemplificativa é configurado ainda para identificar a orientação predefinida da marca de ponto, e a máquina de perfuração é configurada ainda para perfurar a abertura na orientação predefinida. O robô de uma concretização exemplificativa inclui ainda um efetor de extremidade, que conduz, alternadamente, o sistema de visão robótica e a máquina de perfuração.

[0014] A marca de ponto de uma concretização exemplificativa é menor do que a abertura perfurada no local. O sistema de marcação por pontos de uma concretização exemplificativa é ainda configurado para formar várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no local. As várias marcas de ponto podem ser coletivamente menores do que a abertura perfurada no local. Em uma concretização exemplificativa, a peça em trabalho é montada com outra peça em trabalho, antes de utilização do robô para identificar a marca de ponto e perfurar a abertura.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0015] Tendo assim descritas as concretizações da presente invenção em termos genéricos, referência será feita agora aos desenhos em anexo, que não estão necessariamente desenhados em escala, e em que:

[0016] A Figura 1 é uma vista em seção transversal de um par de peças em trabalho fixadas por um prendedor, se estendendo pelas aberturas alinhadas definidas pelas peças em trabalho;

[0017] a Figura 2 é um fluxograma das operações conduzidas de acordo com uma concretização da presente invenção;

[0018] a Figura 3 ilustra um sistema para posicionar e perfurar uma abertura, configurada para receber um prendedor, de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção;

[0019] a Figura 4A ilustra uma marca de ponto tendo uma orientação predefinida, que identifica o local e a orientação de uma abertura a ser formada dentro da peça em trabalho, de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção;

[0020] a Figura 4B ilustra vários ângulos definidos pela orientação predefinida de uma marca de ponto, de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção;

[0021] a Figura 5 ilustra várias marcas de ponto em um modelo predeterminado, que identificam o local de uma abertura a ser formada dentro da peça em trabalho, de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção;

[0022] a Figura 6 ilustra um efetor de extremidade do sistema da Figura 3 conduzindo um sistema de visão robótica, durante identificação da marca de ponto, de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção; e

[0023] a Figura 7 ilustra um efetor de extremidade do sistema da Figura 3 conduzindo uma máquina de perfuração, durante perfuração da abertura na peça em trabalho, de acordo com uma concretização exemplificativa da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0024] As concretizações da presente invenção vão ser descritas a seguir com mais detalhes, com referência aos desenhos em anexo, nos quais algumas concretizações, mas não todas elas, são mostradas. De fato, essas concretizações podem ser representadas em muitas diferentes formas, e não devem ser consideradas como limitadas às concretizações apresentadas no presente relatório descritivo; em vez disso, essas concretizações são proporcionadas de modo que essa descrição satisfaça os requisitos legais aplicáveis. Os números similares se referem a elementos similares no todo. Um processo e um sistema são proporcionados de acordo com uma concretização exemplificativa, para posicionar precisamente e depois perfurar uma ou mais aberturas em uma parte, de modo que os respectivos prendedores possam ser depois inseridos nas aberturas, para fixar a parte em outra parte. Nesse aspecto, as estruturas incluem frequentemente várias partes, que são montadas e depois fixadas entre si com vários prendedores, tais como rebites, parafusos ou assemelhados. Embora qualquer uma de uma ampla gama de estruturas possa ser assim montada, uma aeronave, por exemplo, é uma estrutura, que é formada de várias partes, tais como centenas de partes, que são montadas e depois fixadas entre si com vários prendedores, tais como centenas ou milhares de prendedores. Antes da instalação dos prendedores, as aberturas são formadas, tal como por perfuração, pelas respectivas partes, chamadas peças em trabalho, nos locais precisos nos quais os prendedores vão ser instalados. As aberturas têm um tamanho, tal como um diâmetro, que corresponde ou é ligeiramente maior do que o prendedor, de modo que os prendedores possam ser depois inseridos pelas aberturas alinhadas de duas ou mais peças em trabalho, para fixar conjuntamente as peças em trabalho, durante a montagem da estrutura.

[0025] Por meio exemplificativo, a Figura 1 é uma vista em seção transversal de um par de peças em trabalho 10. As peças em trabalho 10 podem ser formadas de vários materiais incluindo materiais metálicos, materiais compostos ou assemelhados. As aberturas 12 foram definidas em cada uma das peças em trabalho 10, e um prendedor 14, tal como um rebite, foi instalado pelas aberturas alinhadas definidas pelo par de peças em trabalho, de modo a fixar conjuntamente as peças em trabalho, tal como durante a montagem de uma estrutura maior.

[0026] Para facilitar a formação de uma abertura 12, tal como por perfuração em um local desejado relativo à peça em trabalho 10, um processo e um sistema são proporcionados no presente relatório descritivo, que formam uma marca de ponto 16 (mostrada na Figura 4A, por exemplo), para definir o local da abertura, a ser definida na peça em trabalho, e, por sua vez, o local do prendedor 14, a ser inserido pela respectiva abertura.

[0027] Nesse aspecto, a Figura 2 é um fluxograma ilustrando as operações conduzidas para posicionar precisamente e depois perfurar uma abertura 12 por uma peça em trabalho 10, utilizando uma marca de ponto 16 para localizar a abertura. Como mostrado no bloco 20 da Figura 2, a marca de ponto 16 é formada inicialmente na peça em trabalho 10, em um local no qual a abertura 12 vai ser perfurada, isto é, no local no qual um prendedor 14 vai ser instalado. O local pode ser identificado de várias maneiras. Por exemplo, um técnico pode identificar o local com base na sua experiência passada com uma peça em trabalho 10 do tipo particular, por exemplo, um painel de asa, uma longarina, etc. Alternativamente, o local pode ser definido por plantas, desenhos ou outras instruções relativas à montagem de toda a estrutura ou de pelo menos uma parte dela, por exemplo, um subconjunto. Independentemente da maneira na qual o local é definido, uma marca de ponto 16 é então formada na peça em trabalho 10 no respectivo local.

[0028] Uma marca de ponto 16 é uma depressão criada na superfície da peça em trabalho 10. A depressão pode ter várias formas, tal como uma forma acunhada, uma forma curva ou uma forma esférica, dependendo da forma correspondente da ferramenta, tal como o martelo, por exemplo, um martelo de ponta esférica, com o qual a marca de ponto 16 é formada. A marca de ponto 16 pode ser formada de várias maneiras. Em uma concretização exemplificativa, no entanto, um sistema 30 para posicionar e perfurar uma abertura 12, dentro de uma peça em trabalho 10, inclui um sistema de marcação por pontos 32, tal como uma máquina de marcação por pontos. Nessa concretização, a peça em trabalho 10 é fixada em uma posição predeterminada por um pórtico do sistema de marcação por pontos 32, e a máquina de marcação por pontos pode depois formar uma marca de ponto 16 na peça em trabalho em um respectivo local. A marca de ponto 16 pode ser formada geralmente mais rápida e eficientemente do que um furo- piloto correspondente. A marca de ponto 16 é menor do que a abertura 12, a ser perfurada no local. Nesse aspecto, a marca de ponto 16 é menor em diâmetro ou outras dimensões de seções transversais do que o diâmetro ou outras dimensões de seções transversais correspondentes da abertura 12, a ser perfurada pela peça em trabalho 10 no local identificado pela marca de ponto. A marca de ponto 16 pode ser formada de modo a ter uma orientação predefinida, tal como definida pelo eixo central 18 ou o eixo de simetria, como mostrado na Figura 4A, como definido pela direção na qual a força para formar a marca de ponto é proporcionada. A orientação predefinida da marca de ponto 16 pode ser um ângulo predefinido 17, relativo à superfície 10a da peça em trabalho 10 próxima da marca de ponto. Por exemplo, a marca de ponto 16 pode ser formada para que tenha uma orientação predefinida de 90°, relativa à superfície 10a da peça em trabalho 10 próxima da marca de ponto 16, isto é, para que fique perpendicular à peça em trabalho. Alternativamente, como mostrado pelo ângulo 17 na Figura 4A, a marca de ponto 16 pode ser formada para que tenha uma orientação predefinida de 45°, relativa à superfície 10a da peça em trabalho 10 próxima da marca de ponto 16. Ou, a marca de ponto 16 pode ser formada para que fique a algum outro ângulo 17, relativo à superfície 10a da peça em trabalho 10 próxima da marca de ponto 16. Como mostrado na Figura 4B, a orientação predefinida da marca de ponto 16 pode ser definida por vários ângulos, incluindo o ângulo de inclinação 17 da superfície 10a da peça em trabalho 10 (representado pelo plano xy na Figura 4B) e o ângulo de rotação 21 do plano xz. Nesse aspecto, a projeção do eixo central 18 ou do eixo de simetria da marca de ponto 16 é projetada nos planos xz e xy, representados pelas respectivas linhas tracejadas e pontilhadas.

[0029] Como descrito abaixo, a orientação predefinida da marca de ponto 16 define correspondentemente o ângulo no qual a abertura 12 vai ser perfurada pela peça em trabalho 10, no local identificado pela marca de ponto. Nesse aspecto, a abertura 12, a ser perfurada pela peça em trabalho 10 no local identificado pela marca de ponto 16, tem, geralmente, a mesma orientação que a orientação predefinida da marca de ponto.

[0030] Embora o local na peça em trabalho 10 possa ser identificado por uma única marca de ponto 16, os processo e sistema de uma concretização exemplificativa podem formar várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no respectivo local, como mostrado na Figura 5. Nessa concretização, as várias marcas de ponto 16 são menores do que a abertura 12, a ser perfurada no local quando as várias marcas de ponto são consideradas coletivamente ou nas suas totalidades. Por exemplo, a Figura 5 ilustra o diâmetro da abertura 12, a ser perfurada subsequentemente no local identificado pelas várias marcas de ponto 16 com uma linha tracejada 19. A linha tracejada 19 representativa do tamanho da abertura 12, a ser perfurada subsequentemente na peça em trabalho 10, é maior do que todo o modelo das marcas de ponto 16. Desse modo, a perfuração subsequente da abertura 12 vai consumir as várias marcas de ponto 16, dispostas em um modelo predeterminado de acordo com essa concretização exemplificativa.

[0031] Vários modelos predefinidos de marcas de ponto 16 podem ser definidos, incluindo, por exemplo, o modelo predeterminado ilustrado na Figura 5, tendo cinco marcas de ponto dispostas na forma de um X. A abertura 12, a ser depois perfurada no local identificado pelas várias marcas de ponto 16, dispostas no modelo predeterminado, pode ser centralizada em torno de uma parte específica do modelo predeterminado, tal como a marca de ponto 16a mais central do modelo predeterminado da Figura 5. Na concretização da Figura 5, que inclui várias marcas de ponto 16 dispostas em um modelo predeterminado, as várias marcas de ponto podem também definir a orientação da abertura 16, a ser perfurada pela peça em trabalho 10. Nesse aspecto, todas as várias marcas de ponto 16 podem ser formadas para que tenham a orientação predefinida na qual a abertura 12 vai ser perfurada. Alternativamente, apenas algumas, tal como uma, das várias marcas de ponto 16 podem ser formadas para que tenham a orientação predefinida, na qual a abertura 12 vai ser perfurada, com o restante das marcas de ponto sendo formado em qualquer orientação desejada, tal como em uma orientação que se estende a 90° com a superfície 10, próxima das marcas de ponto. Por exemplo, uma única marca de ponto predefinida das várias delas 16, tal como a marca de ponto 16a mais central, pode ser formada para que tenha a orientação predefinida de 45°, com o restante das marcas de ponto sendo formado para que tenham uma orientação que se estende a 90° com a superfície da peça em trabalho 10.

[0032] Como mostrado no bloco 22 da Figura 2, a marca de ponto 16 na peça em trabalho 10 é então identificada. Naquelas concretizações que se baseiam na orientação predefinida da marca de ponto 16, para, assim, definir a orientação da abertura 12, a ser perfurada no respectivo local, a orientação predefinida da marca de ponto é também identificada. A marca de ponto 16 pode ser identificada de várias maneiras. Por exemplo, um técnico pode identificar visualmente a marca de ponto 16.

[0033] Alternativamente, o sistema 30 pode incluir um sistema de visão robótica 34, que é configurado para identificar a marca de ponto, como mostrado na Figura 3. O sistema de visão robótica 34 pode ser configurado e/ou treinado para identificar as marcas de ponto, e, em algumas concretizações, a orientação predefinida na qual as marcas de ponto foram formadas na peça em trabalho 10. Um sistema de visão robótica 34 pode identificar uma marca de ponto 16 de várias maneiras. Em uma concretização exemplificativa, um sistema de visão robótica 34 é configurado para varrer a superfície da peça em trabalho 10, para identificar todas as marcas de ponto 16. Nesse aspecto, o sistema de visão robótica 34 de uma concretização exemplificativa pode ser configurado para varrer uma área de busca inicial, que abrange uma parte da peça em trabalho 10 para localizar uma marca de ponto 16. A área de busca inicial pode ser definida em várias maneiras, mas, em uma concretização, é definida como sendo uma área quadrada, tal como uma área quadrada de 12,7 por 12,7 centímetros (5 por 5 polegadas). Após varredura da área de busca inicial para localizar a ou as marcas de ponto 16 nela, o sistema de visão robótica 34 pode ser configurado para varrer repetidamente outras áreas de busca, até que toda a peça em trabalho 10 tenha sido inspecionada.

[0034] Para facilitar a identificação da ou das marcas de ponto 16 pelo sistema de visão robótica 34, o sistema 30 e/ou o sistema de visão robótica 34 pode ou podem ser dotados com informações relativas ao número de aberturas 12 e à localização geral das aberturas a serem perfuradas na peça em trabalho 10. Como tal, o sistema de visão robótica 34 pode identificar a área de busca, de modo a incluir o ou os locais nos quais uma ou mais aberturas 16 vão ser perfuradas, pois a probabilidade de identificar uma ou mais marcas de ponto 16 é aumentada substancialmente, e a eficiência do processo de busca é correspondentemente melhorada.

[0035] Após identificar uma marca de ponto potencial dentro de uma área de busca, o sistema de visão robótica 34 pode reduzir o tamanho da área de busca, para determinar com maior precisão se a marca potencial é uma marca de ponto 16 real, tal como por captura de uma imagem mais detalhada da marca de ponto potencial, e comparação da imagem com imagens predefinidas de marcas de ponto, tais como marcas de ponto de várias orientações predefinidas. Em um caso no qual a marca não é identificada como uma marca de ponto, ou no qual uma marca de ponto não está localizada dentro da área de busca, o sistema de visão robótica 34 pode seguir para inspecionar outra área de busca, em um esforço para identificar uma marca de ponto 16, até que toda a peça em trabalho 10 tenha sido inspecionada. No entanto, em um caso no qual a marca de ponto potencial é confirmada como sendo uma marca de ponto 16 real, a localização da marca de ponto é registrada, tal como em um dispositivo de memória, e, em algumas concretizações, a orientação predefinida da marca de ponto é também identificada e registrada.

[0036] Como mostrado no bloco 24 da Figura 2, a abertura 12 é então perfurada pela peça em trabalho 10 no local indicado pela marca de ponto 16. Em uma concretização, que se baseia na orientação predefinida da marca de ponto 16, para, assim, definir a orientação da abertura 12, a abertura é também perfurada na mesma orientação predefinida da marca de ponto. A abertura 12 pode ser perfurada de várias maneiras, mas, em uma concretização ilustrada na Figura 3, é perfurada por uma máquina de perfuração 36. Como descrito acima, a abertura 12 pode ser perfurada no local identificado pela marca de ponto 16, e, em algumas concretizações, na orientação definida pela orientação predefinida da marca de ponto. O tamanho, por exemplo, o diâmetro, da abertura 12, que é perfurado, se aproxima do tamanho do prendedor 14, que vai ser instalado pela abertura, tal como por sendo igual ou ligeiramente maior do que o tamanho do prendedor, por exemplo, o diâmetro do prendedor.

[0037] Após formar as aberturas 12 na peça em trabalho 10, duas ou mais peças em trabalho podem ser montadas de modo que as respectivas aberturas 16, definidas pelas peças em trabalho, fiquem alinhadas. Alternativamente, as peças em trabalho 10 podem ter sido pré-montadas, antes da inspeção da peça em trabalho pelo sistema de visão robótica 34 e da perfuração das aberturas 12. Em qualquer caso, um prendedor 14, tal como um parafuso, um rebite ou assemelhados, pode ser então inserido pelas aberturas alinhadas 12, para fixar conjuntamente as peças em trabalho 10, tal como mostrado na Figura 1, para montar, pelo menos parcialmente, a estrutura resultante. Embora várias máquinas de perfuração 36 possam ser utilizadas para formar a abertura 12, incluindo, por exemplo, as máquinas de perfuração operadas manualmente, o sistema 30 de uma concretização exemplificativa inclui um robô, que inclui tanto o sistema de visão 34, descrito acima para identificar a marca de ponto 16, quanto a máquina de perfuração 36, que é configurada para perfurar a abertura no local indicado pela marca de ponto. O robô dessa concretização exemplificativa pode também incluir um controlador de robô 38, tal como um computador ou outro controlador computadorizado, para controlar as operações do sistema de visão 34 e da máquina de perfuração 36. O robô de uma concretização exemplificativa pode incluir um efetor de extremidade 40, que é configurado para, alternadamente, acoplar e conduzir o sistema de visão robótica 34 e a máquina de perfuração 36. Nesse aspecto, o robô é configurado para posicionar o efetor de extremidade 40, de modo que o sistema de visão robótica 34, ou a máquina de perfuração 36, conduzido seja, desse modo, localizado em uma maneira desejada relativa à peça em trabalho 10. Nessa concretização exemplificativa e como mostrado na Figura 6, o robô pode ser configurado para conduzir inicialmente o sistema de visão robótica 34, com o efetor de extremidade 40, para permitir que a peça em trabalho 10 seja inspecionada, tal como dentro do campo de visão 42, e uma ou mais marcas de ponto 16 sejam identificadas. O robô dessa concretização exemplificativa é então configurado para liberar ou desacoplar o sistema de visão robótica 34 e acoplar a máquina de perfuração 36, como mostrado na Figura 7, de modo que a máquina de perfuração seja então posicionada pelo efetor de extremidade 40 no local da marca de ponto 16, identificado pelo sistema de visão 34, de modo que o sistema de perfuração, tal como uma broca de perfuração 44, ilustrada por meio exemplificativo na Figura 7, então perfura uma abertura 12 no local (e, em algumas concretizações, na orientação predefinida) identificada pela marca de ponto.

[0038] Embora o sistema de marcação por ponto 32 possa ser operado independentemente do robô e do seu sistema de visão robótica 34 e máquina de perfuração 36, o robô, tal como o controlador de robô 38, de uma concretização exemplificativa pode também se interligar com o sistema de marcação por ponto. Nessa concretização, o efetor de extremidade 40 do robô pode acoplar inicialmente o sistema de marcação por ponto 32, de modo a posicionar o sistema de marcação por ponto relativo à peça em trabalho 10, de modo a formar as marcas de ponto 16 nos locais desejados, e, em algumas concretizações, nas orientações desejadas. O efetor de extremidade 40 pode então liberar o sistema de marcação por ponto 32 e, subsequentemente, acoplar, alternadamente, o sistema de visão robótica 34 e a máquina de perfuração 36, para identificar as marcas de ponto 16 e depois perfurar as aberturas 12 nos locais desejados da peça em trabalho 10.

[0039] Um processo e um sistema 30 são, portanto, proporcionados, para posicionar e perfurar uma abertura 12 para um prendedor 14 por uma ou mais peças em trabalho 10. Os processo e sistema 30 de uma concretização exemplificativa utilizam uma marca de ponto 16, para identificar o local, e, em algumas concretizações, a orientação da abertura 12 para o prendedor 14. Como tal, o local de um prendedor 14 pode ser marcado em uma maneira eficiente, de modo que todo o processo de perfuração de uma abertura 12, e, depois, instalação de um prendedor é executado em uma maneira eficiente.

[0040] Além disso, a descrição compreende concretizações de acordo com as cláusulas apresentadas a seguir.

[0041] Cláusula 1. Um processo de posicionamento e perfuração de uma abertura, configurada para receber um prendedor, o processo compreendendo:

[0042] formar uma marca de ponto em uma peça em trabalho, em um local no qual a abertura vai ser perfurada;

[0043] identificar, com um sistema de visão robótica, a marca de ponto na peça em trabalho; e

[0044] perfurar a abertura, configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de ponto.

[0045] Cláusula 2. Um processo, de acordo com a cláusula 1, em que formar a marca de ponto compreende formar a marca de ponto a uma orientação predefinida, em que identificar a marca de ponto compreende identificar a orientação predefinida da marca de ponto, e em que perfurar a abertura compreende perfurar a abertura na orientação predefinida.

[0046] Cláusula 3. Um processo, de acordo com a cláusula 1, em que a marca de ponto é menor do que a abertura perfurada no local.

[0047] Cláusula 4. Um processo, de acordo com a cláusula 1, em que formar a marca de ponto compreende formar várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no local.

[0048] Cláusula 5. Um processo, de acordo com a cláusula 4, em que as várias marcas de ponto são coletivamente menores do que a abertura perfurada no local.

[0049] Cláusula 6. Um processo, de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda:

[0050] conduzir o sistema de visão robótica com um efetor de extremidade, durante identificação da marca de ponto; e

[0051] após identificação da marca de ponto, substituir o sistema de visão robótica por uma máquina de perfuração conduzida pelo efetor de extremidade,

[0052] em que perfurar a abertura compreende perfurar a abertura com a máquina de perfuração conduzida pelo efetor de extremidade.

[0053] Cláusula 7. Um processo, de acordo com a cláusula 1, compreendendo ainda montar a peça em trabalho com outra peça em trabalho, antes de identificar a marca de ponto e perfurar a abertura.

[0054] Cláusula 8. Um processo de posicionamento e perfuração de uma abertura, configurada para receber um prendedor, o processo compreendendo:

[0055] formar uma marca de ponto em uma peça em trabalho, em uma orientação predefinida e em um local no qual a abertura vai ser perfurada;

[0056] identificar a marca de ponto na peça em trabalho na orientação predefinida da marca de ponto; e

[0057] perfurar a abertura, configurada para receber o prendedor, na orientação predefinida e no local indicado pela marca de ponto.

[0058] Cláusula 9. Um processo, de acordo com a cláusula 8, em que a marca de ponto é menor do que a abertura perfurada no local.

[0059] Cláusula 10. Um processo, de acordo com a cláusula 8, em que formar a marca de ponto compreende formar várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no local.

[0060] Cláusula 11. Um processo, de acordo com a cláusula 10, em que as várias marcas de ponto são coletivamente menores do que a abertura perfurada no local.

[0061] Cláusula 12. Um processo, de acordo com a cláusula 8, em que identificar a marca de ponto compreende identificar a marca de ponto com um sistema de visão robótica conduzido por um efetor de extremidade, em que o processo compreende ainda, após identificação da marca de ponto, substituir o sistema de visão robótica por uma máquina de perfuração conduzida pelo efetor de extremidade, e em que perfurar a abertura compreende perfurar a abertura com a máquina de perfuração conduzida pelo efetor de extremidade.

[0062] Cláusula 13. Um processo, de acordo com a cláusula 8, compreende ainda montar a peça em trabalho com outra peça em trabalho, antes de identificar a marca de ponto e perfurar a abertura.

[0063] Cláusula 14. Sistema para posicionar e perfurar uma abertura, configurada para receber um prendedor, o sistema compreendendo:

[0064] um sistema de marcação por pontos configurado para formar uma marca de ponto em uma peça em trabalho, em um local no qual a abertura vai ser perfurada; e

[0065] um robô compreendendo um sistema de visão, configurado para identificar a marca de ponto na peça em trabalho, e uma máquina de perfuração, configurada para perfurar a abertura, configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de ponto.

[0066] Cláusula 15. Sistema, de acordo com a cláusula 14, em que o sistema de marcação por pontos é configurado ainda para formar a marca de ponto em uma orientação predefinida, em que o sistema de visão é configurado ainda para identificar a orientação predefinida da marca de ponto, e em que a máquina de perfuração é configurada ainda para perfurar a abertura na orientação predefinida.

[0067] Cláusula 16. Sistema, de acordo com a cláusula 14, em que a marca de ponto é menor do que a abertura perfurada no local.

[0068] Cláusula 17. Sistema, de acordo com a cláusula 14, em que o sistema de marcação por pontos é configurado ainda para formar várias marcas de ponto em um modelo predeterminado na peça em trabalho no local.

[0069] Cláusula 18. Sistema, de acordo com a cláusula 17, em que as várias marcas de ponto são coletivamente menores do que a abertura perfurada no local.

[0070] Cláusula 19. Sistema, de acordo com a cláusula 14, em que o robô compreende ainda um efetor de extremidade, que conduz, alternadamente, o sistema de visão robótica e a máquina de perfuração.

[0071] Cláusula 20. Sistema, de acordo com a cláusula 14, em que a peça em trabalho é montada com outra peça em trabalho, antes de utilizar o robô para identificar a marca de ponto e perfurar a abertura.

[0072] Muitas modificações e outras concretizações, apresentadas no presente relatório descritivo, vão ser lembradas por aqueles versados na técnica, à qual essas concretizações se referem, tendo o benefício dos ensinamentos apresentados nas descrições precedentes e nos desenhos associados. Portanto, deve-se entender que as concretizações não são limitadas àquelas específicas descritas, e que outras concretizações são tencionadas para que sejam incluídas no âmbito das reivindicações em anexo. Além do mais, embora as descrições precedentes e os desenhos associados descrevam concretizações no contexto de certas combinações exemplificativas de elementos e/ou funções, deve-se considerar que diferentes combinações de elementos e/ou funções podem ser proporcionadas por concretizações alternativas, sem que se afaste do âmbito das reivindicações em anexo. Nesse aspecto, por exemplo, diferentes combinações de elementos e/ou funções, diferentes daquelas descritas explicitamente acima, são também consideradas, como podem ser apresentadas em algumas das reivindicações em anexo. Embora termos específicos sejam empregados no presente relatório descritivo, são usados apenas em um sentido genérico e descritivo e não para fins de limitação.

Claims

1. Processo de posicionamento e perfuração de uma abertura (12), configurada para receber um prendedor, o processo caracterizado pelo fato de que compreende: formar (20) uma marca de ponto (16) em uma peça em trabalho (10), em um local no qual a abertura (12) vai ser perfurada, em que a marca de ponto (16) é formada em uma orientação conforme definido por um ângulo predefinido (17) de inclinação entre um eixo central (18) da marca de ponto (16) e uma superfície (10a) em que a abertura (12) deve ser perfurada e um ângulo de rotação (21) entre o eixo central (18) da marca de ponto (16) e um plano de referência que se estende para fora da superfície (10a), em que o ângulo predefinido (17) de inclinação da marca de ponto (16) é diferente de 90°, de modo que a orientação da marca de ponto (16) é não ortogonal em relação à superfície (10a); identificar (22), com um sistema de visão robótica (34), a marca de ponto (16) na peça em trabalho (10) incluindo a identificação da orientação da marca de ponto (16) em relação à superfície (10a) conforme definido pelo ângulo de inclinação (17) e o ângulo de rotação (21) do eixo central (18) da marca de ponto (16); e após a identificação da orientação da marca de ponto (16), perfurar (24) a abertura (12), configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de ponto (16), em que a perfuração da abertura (12) compreende perfurar a abertura (12) para ter uma orientação que é a mesma que a orientação da marca de ponto (16) que foi identificada.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a marca de ponto (16) é menor do que a abertura (12) perfurada no local.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que formar (20) a marca de ponto (16) compreende formar várias marcas de ponto (16) em um modelo predeterminado na peça em trabalho (10) no local.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as várias marcas de ponto (16) são coletivamente menores do que a abertura (12) perfurada no local.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda: conduzir o sistema de visão robótica (34) com um efetor de extremidade (40), durante identificação da marca de ponto (16); e após identificação da marca de ponto (16), substituir o sistema de visão robótica (34) por uma máquina de perfuração (36) conduzida pelo efetor de extremidade (40), em que perfurar a abertura (12) compreende perfurar a abertura (12) com a máquina de perfuração (36) conduzida pelo efetor de extremidade (40).

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende ainda montar a peça em trabalho (10) com outra peça em trabalho (10), antes de identificar a marca de ponto (16) e perfurar a abertura (12).

7. Sistema (30) para posicionar e perfurar uma abertura (12), configurada para receber um prendedor usando o processo como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 6, o sistema caracterizado pelo fato de que compreende: um sistema de marcação por pontos (32) configurado para formar uma marca de ponto (16) em uma peça em trabalho (10), em um local no qual a abertura (12) vai ser perfurada, em que o sistema de marcação por pontos (32) é configurado ainda para formar a marca de ponto (16) em uma orientação conforme definido por um ângulo predefinido (17) de inclinação entre um eixo central (18) da marca de ponto (16) e uma superfície (10a) em que a abertura (12) deve ser perfurada e um ângulo de rotação (21) entre o eixo central (18) da marca de ponto (16) e um plano de referência que se estende para fora da superfície (10a); e um robô compreendendo um sistema de visão (34), configurado para identificar a marca de ponto (16) na peça em trabalho (10), e para identificar a orientação da marca de ponto (16) em relação à superfície (10a) conforme definido pelo ângulo de inclinação (17) e o ângulo de rotação (21) do eixo central (18) da marca de ponto (16), e uma máquina de perfuração (36), configurada, após a identificação da orientação da marca de ponto (16), para perfurar a abertura (12), configurada para receber o prendedor no local indicado pela marca de ponto (16), em que a máquina de perfuração (36) é configurada também para perfurar a abertura (12) para ter uma orientação que é a mesma que a orientação da marca de ponto (16) que foi identificada pelo sistema de visão.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que a marca de ponto (16) é menor que a abertura (12) perfurada no local

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o sistema de marcação por pontos (32) é configurado ainda para formar várias marcas de ponto (16) em um modelo predeterminado na peça em trabalho (10) no local, e em que as várias marcas de ponto (16) são coletivamente menores do que a abertura (12) perfurada no local.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o robô compreende ainda um efetor de extremidade (40) que conduz alternadamente o sistema de visão robótica (34) e a máquina de perfuração (36).