BR102019005672A2 - Conjunto de efetor final robótico, sistema de brocagem, e, método para usar um conjunto de efetor final robótico - Google Patents

Conjunto de efetor final robótico, sistema de brocagem, e, método para usar um conjunto de efetor final robótico Download PDF

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Abstract

conjunto de efetor final robótico, sistema de brocagem, e, método para usar um conjunto de efetor final robótico. é provido um conjunto de efetor final robótico (70) tendo uma base (72) configurada para ser conectada a um robô (62). a base (72) inclui um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140). o conjunto de efetor final robótico (70) tem adicionalmente uma chapa de suporte de fuso (120) posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base (140), por meio de dois membros de flexão (160). o conjunto de efetor final robótico (70) tem adicionalmente um fuso (90) disposto na chapa de suporte de fuso (120). o conjunto de efetor final robótico (70) tem adicionalmente um atuador (200) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120). o atuador (200) é configurado para engatar-se a um suporte de atuador (212) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120). os membros de flexão (160) inibem um movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.

Description

CONJUNTO DE EFETOR FINAL ROBÓTICO, SISTEMA DE BROCAGEM, E, MÉTODO PARA USAR UM CONJUNTO DE EFETOR FINAL ROBÓTICO
FUNDAMENTOS
1) Campo da Descrição [001] A descrição se refere no geral a efetores finais robóticos e, mais particularmente, a efetores finais robóticos para brocagem com fuso robótico para perfurar superfícies acústicas de estruturas.
2) Descrição da Técnica Relacionada [002] Aviões de passageiros de voo comercial precisam satisfazer certos padrões de ruído tal como durante decolagem e pouso. Uma grande porção do ruído produzido por um avião de passageiros de voo comercial durante decolagem e pouso é gerada por motores de turbina a gás normalmente usados em aviões de passageiros. Sistemas e métodos conhecidos para reduzir o nível de ruído de um motor de turbina a gás incluem tratar acusticamente a entrada do motor da nacele do motor. A esse respeito, a seção do barril interno de uma entrada do motor de turbina a gás pode ser provida com uma pluralidade de perfurações relativamente pequenas formadas nas paredes da seção do barril interno. As perfurações absorvem parte do ruído que é gerado por pás de ventoinha que giram a alta velocidade na entrada do motor, e por meio disso reduzem a produção de ruído geral do motor de turbina a gás.
[003] Sistemas e métodos conhecidos para formar perfurações em estruturas acústicas, tais como as seções do barril interno de uma entrada do motor de turbina a gás, podem incluir o uso de braços robóticos e máquinas de brocagem dedicadas. O uso de braços robóticos pode se basear em um movimento de robô coordenado para produzir movimento de brocagem direto. Entretanto, qualquer ligeiro atrito, atrito estático (isto é, fricção estática), ou folga quando os eixos geométricos de reversões do robô podem fazer com que
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 97/173 / 52 uma broca ou um cortador desvie de um trajeto de brocagem ou um trajeto de corte e amplie um furo ou uma fenda na entrada (por exemplo, desvio ou “meneio” formados no furo ou fenda na entrada da broca de fuso no material que está sendo brocado), e ampliar um furo ou uma fenda na saída (por exemplo, desvio ou borda de “sobrancelha” formada no furo ou fenda na saída da broca de fuso do material que está sendo brocado). Isto pode causar problemas de tensão e fadiga.
[004] Além do mais, um outro sistema e método conhecido envolve brocagem com fuso robótico para brocar roboticamente perfurações em estruturas, tais como seções do barril interno. Entretanto, tais sistema e método de brocagem com fuso robótico conhecidos podem ser suscetíveis a movimento do fuso que pode resultar em problemas de brocagem fora do eixo geométrico ou desvios do trajeto de brocagem que podem causar furos “ovalados”.
[005] Existe um outro projeto conhecido usando pequenos trilhos lineares que deslizam para frente e para trás para permitir um movimento linear de um robô. Entretanto, tais trilhos de deslizamento podem passar por maior desgaste em um curto período, podem produzir fragmentos indesejados por causa do atrito das partes deslizantes, e pode aumentar o peso geral do sistema.
[006] Como pode-se ver, existe uma necessidade na técnica de um sistema e método que provêm um movimento de brocagem direto para brocar perfurações, furos, ou fendas em uma estrutura acústica, que minimiza ou elimina a ocorrência de movimento do fuso e desvios na entrada e saída de perfurações, furos, ou fendas brocadas, que evita o uso de partes deslizantes, e que proveem vantagens em relação a sistemas e métodos conhecidos.
SUMÁRIO [007] As necessidades supranotadas associadas com perfurações, furos, ou fendas de brocagem em estruturas acústicas são especificamente
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 98/173 / 52 abordadas e amenizadas pela presente descrição que provê, em uma versão, um conjunto de efetor final robótico. O conjunto de efetor final robótico compreende uma base configurada para ser conectada a um robô. A base compreende um adaptador de robô acoplado a uma chapa de base. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente uma chapa de suporte de fuso posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base, por meio de dois membros de flexão. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente um fuso disposto na chapa de suporte de fuso. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente um atuador acoplado entre a chapa de base e a chapa de suporte de fuso. O atuador é configurado para engatar-se a um suporte de atuador afixado à chapa de suporte de fuso, para deslocar a chapa de suporte de fuso. Os membros de flexão inibem um movimento de brocagem fora do eixo geométrico, à medida que a chapa de suporte de fuso é deslocada.
[008] Em uma outra versão, é provido um sistema de brocagem. O sistema de brocagem compreende um robô compreendendo uma unidade de brocagem robótica tendo uma porção de fixação do efetor final robótico. O sistema de brocagem compreende adicionalmente um conjunto de efetor final robótico afixado ao robô. O conjunto de efetor final robótico compreende uma base afixada à porção de fixação do efetor final robótico. A base compreende um adaptador de robô acoplado a uma chapa de base. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente uma chapa de suporte de fuso posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base, por meio de duas chapas de flexão, cada qual compreendida de um material flexível.
[009] O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente um fuso acoplado à chapa de suporte de fuso, por meio de uma braçadeira de fuso afixada à chapa de suporte de fuso. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente um atuador linear acoplado entre a chapa de base e a chapa de suporte de fuso. O atuador linear é afixado à chapa de base, por
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 99/173 / 52 meio de um primeiro suporte de atuador, e o atuador linear configurado para engatar-se a um segundo suporte de atuador afixado à chapa de suporte de fuso, para deslocar a chapa de suporte de fuso. O sistema de brocagem compreende adicionalmente uma estrutura compreendendo uma peça de trabalho posicionada oposta ao fuso do conjunto de efetor final robótico. O fuso é configurado para realizar uma operação de brocagem na estrutura. As chapas de flexão mantêm um alinhamento do fuso ao longo de um eixo geométrico do fuso. As chapas de flexão também inibem um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico, à medida que a chapa de suporte de fuso é deslocada.
[0010] Em uma outra versão, é provido um método para usar um conjunto de efetor final robótico para realizar uma operação de brocagem em uma estrutura. O método compreende a etapa de montar um conjunto de efetor final robótico. O conjunto de efetor final robótico compreende uma base compreendendo um adaptador de robô acoplado a uma chapa de base. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente uma chapa de suporte de fuso posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base, por meio de dois membros de flexão. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente um fuso acoplado à chapa de suporte de fuso, por meio de uma braçadeira de fuso afixada à chapa de suporte de fuso. O conjunto de efetor final robótico compreende adicionalmente um atuador acoplado entre a chapa de base e a chapa de suporte de fuso. O atuador é afixado à chapa de base, por meio de um primeiro suporte de atuador.
[0011] O método compreende adicionalmente a etapa de afixar o conjunto de efetor final robótico a um robô compreendendo uma unidade de brocagem robótica. O método compreende adicionalmente a etapa de posicionar o conjunto de efetor final robótico oposto à estrutura a ser brocada, de forma que o fuso fique voltado para a estrutura. O método compreende adicionalmente a etapa de atuar o atuador para engatar-se a um segundo
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 100/173 / 52 suporte de atuador afixado à chapa de suporte de fuso, para deslocar a chapa de suporte de fuso. O método compreende adicionalmente a etapa de colocar uma superfície da estrutura em contato com o fuso para realizar a operação de brocagem, e defletir os dois membros de flexão por uma força do atuador. O método compreende adicionalmente a etapa de inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico, à medida que a chapa de suporte de fuso é deslocada, e manter, com os membros de flexão, um alinhamento do fuso normal com a superfície da estrutura.
[0012] Os recursos, funções e vantagens que foram discutidos podem ser alcançados independentemente em várias versões da descrição ou podem ser combinados em ainda outras versões, cujos detalhes adicionais podem ser vistos com referência à descrição seguinte e desenhos.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0013] A descrição pode ser mais bem entendida com referência à descrição detalhada seguinte considerada em combinação com os desenhos anexos que ilustram versões ou modalidades exemplares, mas que não estão necessariamente desenhadas em escala, em que:
a FIG. 1 é uma ilustração de uma vista em perspectiva de uma aeronave;
a FIG. 2 é uma ilustração de uma vista em perspectiva de uma nacele de um motor da aeronave da FIG. 1;
a FIG. 3A é uma ilustração de uma vista frontal de uma parte conhecida tendo um furo brocado com uma borda de sobrancelha;
a FIG. 3B é uma ilustração de uma vista frontal de uma seção de painel conhecida tendo fendas brocadas com desvios do trajeto de brocagem;
a FIG. 4 é uma ilustração de uma vista lateral em perspectiva de uma versão de um sistema de brocagem da descrição tendo um conjunto de efetor final robótico formando uma pluralidade de perfurações em uma
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 101/173 / 52 estrutura;
a FIG. 5A é uma ilustração de uma vista em perspectiva traseira de uma versão do conjunto de efetor final robótico da descrição;
a FIG. 5B é uma ilustração de uma vista em perspectiva frontal do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5A;
a FIG. 5C é uma ilustração mostrando um arranjo de diagrama de caixa da FIG. 5C1 e FIG. 5C2;
a FIG. 5C1 é uma ilustração de uma primeira vista em perspectiva frontal explodida parcial do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5B;
a FIG. 5C2 é uma ilustração de uma segunda vista em perspectiva frontal explodida parcial do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5B;
a FIG. 5D é uma ilustração de uma vista lateral esquerda do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5A;
a FIG. 5E é uma ilustração de uma vista de topo do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5A;
a FIG. 5F é uma ilustração de uma vista de base do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5A;
a FIG. 6 é uma ilustração de uma vista lateral esquerda do conjunto de efetor final robótico da FIG. 5D sem um conjunto limitador;
a FIG. 7A é uma ilustração de uma vista lateral esquerda de uma versão de um conjunto de efetor final robótico da descrição tendo um acessório a vácuo e um sensor;
a FIG. 7B é uma ilustração de uma vista frontal o conjunto de efetor final robótico da FIG. 7A;
a FIG. 8 é uma ilustração de uma vista lateral esquerda do conjunto de efetor final robótico da FIG. 7A sem um conjunto limitador;
a FIG. 9 é um diagrama esquemático mostrando uma deflexão
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 102/173 / 52 dos membros de flexão em um conjunto de efetor final robótico de um sistema de brocagem da descrição;
a FIG. 10 é uma ilustração de um diagrama de blocos funcional de uma versão de um sistema de brocagem com um conjunto de efetor final robótico da descrição;
a FIG. 11 é uma ilustração de um fluxograma mostrando uma versão de um método da descrição;
a FIG. 12 é uma ilustração de um fluxograma de um método de fabricação e serviço de aeronave; e a FIG. 13 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma aeronave.
[0014] Cada figura mostrada nesta descrição mostra uma variação de um aspecto das versões ou modalidades apresentadas, e apenas diferenças serão discutidas em detalhe.
DESCRIÇÃO DETALHADA [0015] Versões ou modalidades descritas serão agora descritas mais detalhadamente com referência aos desenhos anexos, nos quais algumas, mas nem todas as versões ou modalidades descritas estão mostradas. Certamente, diversas diferentes versões podem ser providas e não devem ser interpretadas limitadas às versões apresentadas aqui. Em vez disso, essas versões são providas de forma que esta descrição seja completa e que transfira totalmente o escopo da descrição aos versados na técnica.
[0016] Agora em referência às Figuras, a FIG. 1 é uma ilustração de uma vista em perspectiva de um veículo 10, tal como na forma de uma aeronave 10a. Como mostrado na FIG. 1, o veículo 10, tal como na forma de aeronave 10a, compreende uma fuselagem 12, um nariz 14, uma cauda 16, um par de asas 18, e motores 20, tais como motores de turbina a gás 20a. Como adicionalmente mostrado na FIG. 1, cada motor 20 é revestido com uma nacele 22, e cada motor 20 tem uma ventoinha 24. Como adicionalmente
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 103/173 / 52 mostrado na FIG. 1, cada nacele 22 inclui uma capota da ventoinha 26. Como adicionalmente mostrado na FIG. 1, cada motor 20 tem uma entrada do motor 28.
[0017] Agora em referência à FIG. 2, a FIG. 2 é uma ilustração de uma vista em perspectiva da nacele 22 do motor 20, tal como o motor de turbina a gás 20a, da aeronave 10a da FIG. 1. A FIG. 2 mostra o motor 20 com a capota da ventoinha 26 e a entrada do motor 28. Como mostrado na FIG. 2, a entrada do motor 28 inclui uma estrutura 30, tal como uma seção do barril interno 30a, que pode ser configurada para servir como uma estrutura acústica 30b (vide FIG. 10) tendo uma pluralidade de perfurações 82 (vide FIG. 4) para absorver ruído gerado pelas ventoinhas rotativas 24 (vide FIG. 1) e/ou ruído gerado pelo fluxo de ar que entra na entrada do motor e que passa pelo motor 20, tal como o motor de turbina a gás 20a.
[0018] Agora em referência à FIG. 3A, a FIG. 3A é uma ilustração de uma vista frontal de uma estrutura conhecida 36, tal como uma seção da parte conhecida 36a tendo um furo brocado 38. Um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), pode criar uma irregularidade 40 (vide FIG. 3A) que é indesejável, tal como na forma de uma borda de sobrancelha 40a (vide FIG. 3A) no furo brocado 38 (vide FIG. 3A).
[0019] Agora em referência à FIG. 3B, a FIG. 3B é uma ilustração de uma vista frontal de uma estrutura conhecida 42, tal como uma seção de painel conhecida 42a, tendo fendas brocadas 44. Como mostrado na FIG. 3B, as fendas brocadas 44 incluem uma extremidade de entrada da broca 48 e uma extremidade de saída da broca 50, e as fendas brocadas 44 podem ser formadas quando uma broca de fuso conhecida move em uma direção do trajeto de brocagem 46 da extremidade de entrada da broca 48 para a extremidade de saída da broca 50. Um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como um movimento de brocagem com o
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 104/173 / 52 fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), das fendas brocadas 44 (vide FIG. 3B) pode criar desvios do trajeto de brocagem 52, 56 (vide FIG. 3B) que são indesejáveis, tal como uma formação de gancho de entrada 54 (vide FIG. 3B) e uma formação de gancho de saída 58 (vide FIG. 3B).
[0020] Agora em referência à FIG. 4, a FIG. 4 é uma ilustração de uma vista em perspectiva lateral de uma versão de um sistema de brocagem 60 da descrição. O sistema de brocagem 60 (vide FIG. 4) preferivelmente compreende um sistema de brocagem robótico 60a (vide FIG. 4), ou um outro sistema de brocagem adequado 60. O sistema de brocagem 60 (vide FIG. 4), tal como o sistema de brocagem robótico 60a (vide FIG. 4), é projetado para realizar uma operação de brocagem 61 (vide FIG. 10) em uma estrutura 30 (vide FIG. 4). A operação de brocagem 61 (vide FIG. 10) pode incluir brocagem 61a (vide FIG. 10), brocagem com fuso 61b (vide FIG. 10), perfuração 61c (vide FIG. 10), abertura de fenda 61d (vide FIG. 10), corte 61e (vide FIG. 10), fresagem 61f (vide FIG. 10), ou uma outra operação de brocagem adequada 61 que envolve remover material de uma estrutura 30 (vide FIG. 4) que está sendo operada ou brocada. O conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 descrito aqui é particularmente adequado para operações de brocagem 61 para acusticamente tratar superfícies ou rapidamente perfurar uma folha de material.
[0021] Como mostrado na FIG. 4, a estrutura 30 pode compreender a seção do barril interno 30a, por exemplo, tal como na forma de uma peça de trabalho 32. A estrutura 30 (vide FIG. 4) pode compreender uma estrutura acústica 30b (vide FIG. 10), um painel 30c (vide FIG. 10), ou uma outra estrutura adequada 30 na qual a operação de brocagem 61 (vide FIG. 10) pode ser realizada e que é preferivelmente de parede fina. Preferivelmente, o conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 4) é um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A, 10) projetado para permitir curto movimento ao longo de um eixo geométrico 80 (vide FIG. 4)
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 105/173 / 52 de um fuso 90 (vide FIG. 4) para brocagem 61a (vide FIG. 10), brocagem com fuso 61b (vide FIG. 10), perfuração 61c (vide FIG. 10), abertura de fenda 61d (vide FIG. 10), corte 61e (vide FIG. 10), ou fresagem 61f (vide FIG. 10) das seções do barril interno 30a (vide FIG. 4), estruturas acústicas 30b (vide FIG. 10), painéis 30c (vide FIG. 10), folhas de rosto, ou outras estruturas de parede fina adequadas.
[0022] Como mostrado na FIG. 4, o sistema de brocagem 60, tal como o sistema de brocagem robótico 60a, compreende um robô 62. Como adicionalmente mostrado na FIG. 4, o robô 62 pode compreender uma unidade de brocagem robótica 62a tendo um conjunto de braço robótico 64, uma unidade de base de brocagem robótica 66 afixada a uma extremidade inferior ou de base do conjunto de braço robótico 64, e uma porção de fixação do efetor final robótico 68 afixada a uma extremidade superior do conjunto de braço robótico 64. O sistema de brocagem 60, tal como o sistema de brocagem robótico 60a, pode ser afixado a uma base do sistema 86 (vide FIG. 4).
[0023] Como mostrado na FIG. 4, o sistema de brocagem 60, tal como o sistema de brocagem robótico 60a, compreende adicionalmente um conjunto de efetor final robótico 70 afixado ao robô 62. Como mostrado na FIG. 4, o conjunto de efetor final robótico 70 tem uma primeira extremidade 71 e uma segunda extremidade 76. Na primeira extremidade 71, o conjunto de efetor final robótico 70 compreende uma base 72 que inclui um adaptador de robô 74 (vide FIG. 4) afixado à porção de fixação do efetor final robótico 68, e que inclui uma chapa de base 140 (vide FIG. 5A). Na segunda extremidade 76, o conjunto de efetor final robótico 70 compreende uma ferramenta 88 (vide FIG. 4), tal como um fuso 90 (vide FIG. 4), tendo uma broca de brocagem 78 (vide FIG. 4) na extremidade da ferramenta 88, tal como o fuso 90. A estrutura 30, tal como na forma da peça de trabalho 32, é mostrada posicionada oposta à broca de brocagem 78 e ao fuso 90 do conjunto de efetor
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 106/173 / 52 final robótico 70. Como mostrado na FIG. 4, o conjunto de efetor final robótico 70 compreende adicionalmente uma chapa de suporte de fuso 120 posicionada substancialmente paralela a, e acoplada à chapa de base 140, por meio de dois membros de flexão 160. Como mostrado na FIG. 4, o conjunto de efetor final robótico 70 compreende adicionalmente um atuador 200 posicionado e acoplado entre a chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140. O fuso 90 (vide FIG. 4) tem um eixo geométrico 80 (vide FIG. 4), e o atuador 200 (vide FIG. 4) tem um eixo geométrico 81 (vide FIG. 4). O atuador 200 é posicionado de maneira tal que o eixo geométrico 80 do fuso 90 fique substancialmente paralelo ao eixo geométrico 81 do atuador 200. Na forma aqui usada, “conjunto de efetor final robótico” significa um dispositivo ou ferramenta que é conectado à extremidade de um braço de robô onde a mão estaria, e é a parte do robô que interage com o ambiente, tal como brocando a estrutura ou peça de trabalho.
[0024] Como mostrado na FIG. 4, o fuso 90 com a broca de brocagem 78 do conjunto de efetor final robótico 70 forma ou broca, ou é configurada para formar ou brocar, uma pluralidade de perfurações 82 que pode ter padrões de furo predeterminados 84 ao longo de uma superfície 34 da estrutura 30, tal como a seção do barril interno 30a, por exemplo, tal como na forma da peça de trabalho 32. A superfície 34 (vide FIG. 4) pode compreender uma superfície acústica 34a (vide FIG. 4) ou uma outra superfície adequada 34. Durante o projeto e/ou desenvolvimento da aeronave 10a (vide FIG. 1), os padrões de furo predeterminados 84 (vide FIG. 4) para as perfurações 82 (vide FIG. 4) podem ser selecionados para a estrutura 30, tal como a seção do barril interno 30a (vide FIG. 4), para satisfazer as exigências de desempenho acústico da entrada do motor 28 (vide FIGS. 1, 4). [0025] O robô 62 (vide FIG. 4), tal como a unidade de brocagem robótica 62a (vide FIG. 4), pode ser operado e/ou programado de uma maneira a brocar a pluralidade de perfurações 82 (vide FIG. 4) na estrutura 30
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 107/173 / 52 (vide FIG. 4), tal como a seção do barril interno 30a (vide FIG. 4), por exemplo, a peça de trabalho 32 (vide FIG. 4). O conjunto de braço robótico 64 (vide FIG. 4) do robô 62, tal como a unidade de brocagem robótica 62a, pode compreender um conjunto de braço robótico de seis eixos geométricos que podem permitir posicionar precisamente o conjunto de efetor final robótico 70 em qualquer localização e orientação desejada ao longo da superfície 34 (vide FIG. 4) da estrutura 30, tal como a seção do barril interno 30a, por exemplo, a peça de trabalho 32. O conjunto de braço robótico 64 pode também ser provido em arranjos alternativos. Por exemplo, o conjunto de braço robótico 64 pode ser provido em uma modalidade de 3 eixos geométricos (não mostrada), uma modalidade de 4 eixos geométricos (não mostrada), ou uma modalidade de 5 eixos geométricos (não mostrada). Além do mais, o conjunto de braço robótico 64 pode ser provido em uma modalidade tendo mais que seis (6) eixos geométricos. Além disso, o conjunto de braço robótico 64 pode ser configurado como um sistema de controle de movimento (não mostrado), uma armação rígida (não mostrada) tendo eixos geométricos lineares ao longo dos quais o efetor final é móvel, ou qualquer outro tipo de dispositivo de controle de movimento para controlar o conjunto de efetor final robótico 70 para brocar as perfurações 82. Além do mais, cada conjunto de efetor final robótico 70 pode ter mais de uma broca de brocagem 78 para simultaneamente formar perfurações 82.
[0026] Como o conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 4) é posicionado e orientado em uma localização desejada de uma perfuração 82, o conjunto de efetor final robótico 70 pode ser movimentado axialmente para acionar a broca de brocagem rotatória 78 na superfície 34 da estrutura 30, tal como a seção do barril interno 30a, por exemplo, a peça de trabalho 32, para formar uma perfuração 82. Alternativamente, o conjunto de efetor final robótico 70 pode ser posicionado em uma localização desejada de uma perfuração 82 na superfície 34 da estrutura 30, e o conjunto de efetor final
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 108/173 / 52 robótico 70 pode acionar axialmente à broca de brocagem rotatória 78 ao longo de uma direção de um eixo geométrico 80 do fuso 90 para brocar a perfuração 82 na superfície 34 da estrutura 30. O conjunto de efetor final robótico 70 é preferivelmente configurado para transladar linearmente a broca de brocagem 78 ao longo do eixo geométrico 80 do fuso 90, tal como durante brocagem de uma perfuração 82 na superfície 34 da estrutura 30.
[0027] Agora em referência à FIGS. 5A-5F, em uma versão, é provido o conjunto de efetor final robótico 70, tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a. A FIG. 5A é uma ilustração de uma vista em perspectiva traseira de uma versão do conjunto de efetor final robótico 70, tal como o conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a da descrição. A FIG. 5B é uma ilustração de uma vista em perspectiva frontal do conjunto de efetor final robótico 70 da FIG. 5A. A FIG. 5C é uma ilustração mostrando um arranjo de diagrama de caixa da FIG. 5C1 e FIG. 5C2, onde a FIG. 5C1 é uma ilustração de uma primeira vista em perspectiva frontal explodida parcial do conjunto de efetor final robótico 70 da FIG. 5B, e a FIG. 5C2 é uma ilustração de uma segunda vista em perspectiva frontal explodida parcial do conjunto de efetor final robótico 70 da FIG. 5B. A FIG. 5D é uma ilustração de uma vista lateral esquerda do conjunto de efetor final robótico 70 da FIG. 5A. A FIG. 5E é uma ilustração de uma vista de topo do conjunto de efetor final robótico 70 da FIG. 5A. A FIG. 5F é uma ilustração de uma vista de base do conjunto de efetor final robótico 70 da FIG. 5A.
[0028] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende a ferramenta 88 (vide FIG. 5A), tal como na forma de fuso 90 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F). O fuso 90 pode compreender um fuso acionado por motor 90a (vide FIG. 10), um fuso acionado hidraulicamente 90b (vide FIG. 10), um fuso acionado pneumaticamente 90c (vide FIG. 10), ou um outro fuso adequado 90. O fuso 90 pode ser
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 109/173 / 52 potencializado com uma fonte de energia de fuso 98 (vide FIG. 10) compreendendo uma fonte de energia elétrica 98a (vide FIG. 10), uma fonte de energia hidráulica 98b (vide FIG. 10), uma fonte de energia pneumática 98c (vide FIG. 10), ou uma outra fonte de energia de fuso adequada 98.
[0029] O fuso 90 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F) tem uma primeira extremidade 92a (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F), uma segunda extremidade 92b (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F), e um corpo 94 (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D, 5F) formado entre a primeira extremidade 92a e a segunda extremidade 92b, onde o corpo 94 tem uma configuração cilíndrica 95 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D). Um elemento de fixação lateral 96 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F) é afixado ou acoplado ao fuso 90.
[0030] O fuso 90 é preso ou mantido no lugar com uma braçadeira de fuso 100 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5E). A braçadeira de fuso 100 compreende uma primeira porção 102 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5E) afixada, ou configurada para ser afixada, a uma segunda porção 110 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D). A primeira porção 102 compreende aberturas de fixação 104 (vide FIGS. 5A-5C1, 5E). Cada abertura de fixação 104 recebe, ou é configurada para receber, um elemento de fixação 118 (vide FIGS. 5C1, 5E), tal como na forma de um parafuso 118a (vide FIG. 5C1), ou um outro elemento de fixação adequado 118. A primeira porção 102 tem uma configuração curva 106 (vide FIGS. 5A, 5C1) que se conforma à configuração cilíndrica 95 do fuso 90, da maneira que, quando a primeira porção 102 e a segunda porção 110 são afixadas uma na outra, elas apertam confortavelmente em torno do exterior do fuso 90 para prender o fuso 90 no lugar. Como mostrado nas FIGS. 5A e 5C1, a primeira porção 102 tem um lado de topo 108a e um lado de base 108b.
[0031] A segunda porção 110 da braçadeira de fuso 100 compreende um lado de topo 116a (vide FIGS. 5A, 5C1) com aberturas de fixação 112 (vide FIG. 5C1) formadas no lado de topo 116a (vide FIGS. 5A, 5C1). As aberturas de fixação 112 da segunda porção 110 correspondem às aberturas de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 110/173 / 52 fixação 104 da primeira porção 102, e cada abertura de fixação 112 recebe, ou é configurada para receber, o elemento de fixação 118 (vide FIG. 5C1), tal como na forma de um parafuso 118a (vide FIG. 5C1), ou um outro elemento de fixação adequado 118. A segunda porção 110 tem uma configuração interior curva 114 (vide FIGS. 5A, 5C1) que se conforma à configuração cilíndrica 95 do fuso 90, de maneira que, quando a primeira porção 102 e a segunda porção 110 são afixadas uma na outra, elas apertam confortavelmente em torno do exterior do fuso 90 para prender o fuso 90 no lugar. O formato da segunda porção 110 é substancialmente na forma de um bloco e tem a configuração interior curva 114 no lado de topo 116a. A segunda porção 110 compreende adicionalmente um lado de base 116b (vide FIGS. 5A, 5C1) com aberturas de fixação 117 (vide FIG. 5C1) formadas no lado de base 116b. Como mostrado na FIG. 5A, quando a primeira porção 102 e a segunda porção 110 são afixadas uma na outra, o lado de base 108b da primeira porção 102 fica adjacente ao lado de topo 116a da segunda porção 110.
[0032] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente uma chapa de suporte de fuso 120 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F), tal como na forma de uma chapa de estágio de movimento superior 120a (vide FIGS. 5A-5C1, 5D-5F). Como mostrado na FIG. 5A, a ferramenta 88, tal como na forma de fuso 90, é acoplada à chapa de suporte de fuso 120, por meio da braçadeira de fuso 100, que é diretamente afixada à chapa de suporte de fuso 120.
[0033] A chapa de suporte de fuso 120 compreende extremidades opostas 122 (vide FIGS. 5A, 5C1), incluindo uma primeira extremidade 122a (vide FIGS. 5A, 5C1) e uma segunda extremidade 122b (vide FIGS. 5A, 5C1). A chapa de suporte de fuso 120 compreende adicionalmente um corpo 124 (vide FIGS. 5A, 5C1) tendo um primeiro lado superior 126a (vide FIGS.
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5A, 5C1, 5D) e um segundo lado inferior 126b (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D, 5F). A chapa de suporte de fuso 120 pode ter uma ou mais porções recortadas 128 (vide FIGS. 5A, 5C1) formadas através do corpo 124. Como mostrado nas FIGS. 5A e 5C1, a chapa de suporte de fuso 120 pode ter adicionalmente primeiras aberturas passantes de fixação 130 e segundas aberturas passantes de fixação 132. Cada primeira abertura passante de fixação 130 recebe, ou é configurada para receber, um elemento de fixação 228 (vide FIG. 5C1), tal como na forma de um parafuso 228a (vide FIG. 5C1), ou um outro elemento de fixação adequado 228. Cada segunda abertura passante de fixação 132 recebe, ou é configurada para receber, um elemento de fixação 252 (vide FIG. 5C1), tal como na forma de um parafuso 252a (vide FIG. 5C1), ou um outro elemento de fixação adequado 252.
[0034] Como mostrado nas FIGS. 5C1 e 5F, a chapa de suporte de fuso 120 pode compreender adicionalmente aberturas passantes de fixação de braçadeira de fuso 134 formadas através de uma porção do corpo 124 (vide FIG. 5C1) próximas à primeira extremidade 122a (vide FIG. 5C1). Cada abertura passante de fixação de braçadeira de fuso 134 recebe, ou é configurada para receber, um elemento de fixação 135 (vide FIGS. 5C1, 5F), tal como na forma de um parafuso 135a (vide FIG. 5C1), ou um outro elemento de fixação adequado 135, que permite fixação da chapa de suporte de fuso 120 à braçadeira de fuso 100. Como mostrado na FIG. 5C1, os elementos de fixação 135 são configurados para ser inseridos nas aberturas passantes de fixação de braçadeira de fuso 134 na chapa de suporte de fuso 120, e são configurados para ser adicionalmente inseridos nas aberturas de fixação 117 no lado de base 116b da segunda porção 110 da braçadeira de fuso 100, para afixar a chapa de suporte de fuso 120 na braçadeira de fuso 100. Em particular, uma porção do primeiro lado superior 126a (vide FIG. 5C1) da chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 5C1) é preferivelmente afixada ao lado de base 116b (vide FIG. 5C1) da segunda porção 110 (vide
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FIG. 5C1) da braçadeira de fuso 100 (vide FIG. 5C1). Entretanto, a chapa de suporte de fuso 120 pode ser acoplada ou afixada à braçadeira de fuso 100 em uma outra localização adequada por um outro mecanismo ou dispositivo adequado.
[0035] Como mostrado na FIG. 5C1, a chapa de suporte de fuso 120 pode compreender adicionalmente primeiras aberturas de fixação de extremidade 136 formadas na primeira extremidade 122a, e segundas aberturas de fixação de extremidade 138 formadas na segunda extremidade 122b. Como mostrado na FIG. 5C1, a chapa de suporte de fuso 120 pode ter uma configuração em formato de Y 139. Entretanto, a chapa de suporte de fuso 120 pode ser modelada em outras configurações adequadas.
[0036] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente uma chapa de base 140 (vide FIGS. 5A-5B, 5C2, 5D, 5F), tal como na forma de uma chapa de estágio de movimento inferior 140a (vide FIGS. 5A-5B, 5C2, 5D, 5F). A chapa de base 140 compreende extremidades opostas 142 (vide FIG. 5A), incluindo uma primeira extremidade 142a (vide FIGS. 5A, 5C2) e uma segunda extremidade 142b (vide FIGS. 5A, 5C2). A chapa de base 140 compreende adicionalmente um corpo 144 (vide FIGS. 5A, 5C2) tendo um primeiro lado superior 146a (vide FIGS. 5A, 5C2, 5D) e um segundo lado inferior 146b (vide FIGS. 5A, 5C2, 5D, 5F).
[0037] Como mostrado na FIG. 5C2, a chapa de base 140 tem aberturas passantes de fixação do adaptador 148 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um elemento de fixação 264, tal como na forma de um parafuso 264a, ou um outro elemento de fixação adequado 264, para afixar o adaptador de robô 74 (vide FIG. 5C2) ao segundo lado inferior 146b a chapa de base 140. Como mostrado nas FIGS. 5C2 e 5F, a chapa de base 140 tem adicionalmente primeiras aberturas passantes de fixação 150
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 113/173 / 52 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um elemento de fixação 226, tal como na forma de um parafuso 226a, ou um outro elemento de fixação adequado 226. Como adicionalmente mostrado nas FIGS. 5C2 e 5F, a chapa de base 140 tem segundas aberturas passantes de fixação 152 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um elemento de fixação 242, tal como na forma de um parafuso 242a, ou um outro elemento de fixação adequado 242. Como mostrado na FIG. 5C2, a chapa de base 140 tem adicionalmente primeiras aberturas de fixação de extremidade 154 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um segundo elemento de fixação de braçadeira 188, tal como na forma de um parafuso 188a, ou um outro elemento de fixação adequado. Como mostrado nas FIGS. 5B, 5C2, a chapa de base 140 tem adicionalmente segundas aberturas de fixação de extremidade 156 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um segundo elemento de fixação de braçadeira 189, tal como na forma de um parafuso 189a, ou um outro elemento de fixação adequado. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C2, a chapa de base 140 pode ter uma configuração em formato de I 158, ou um outro formato ou configuração adequada.
[0038] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente dois membros de flexão 160 (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5F), tal como na forma de um primeiro membro de flexão 160a (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5F) e um segundo membro de flexão 160b (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5F), alinhados opostos um ao outro em um arranjo paralelo 308 (vide FIG. 5D). Os dois membros de flexão 160 preferivelmente compreendem duas chapas de flexão 162 (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5D), tal como na forma de uma primeira chapa de flexão 162a (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5D) e uma segunda chapa de flexão 162b (vide FIGS. 5A5B, 5C2-5D), alinhadas opostas uma à outra no arranjo paralelo 308 (vide
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FIG. 5D).
[0039] Os membros de flexão 160, tal como na forma de chapas de flexão 162, são resilientes e feitos de um material flexível 163 (vide FIG. 10), tal como um aço mola 163a (vide FIG. 10), por exemplo, um aço grau mola 1075 de 0,010 polegada de espessura. Outros graus de material de aço mola ou material de mola podem também ser usados, ou um outro material flexível adequado 163. Preferivelmente, o material flexível 163 tem uma alta vida sob fadiga para um dado deslocamento.
[0040] Cada membro de flexão 160 compreende uma primeira extremidade 164a (vide FIGS. 5A, 5C2, 5D) e uma segunda extremidade 164b (vide FIGS. 5A, 5C2, 5D). Como mostrado na FIG. 5C2, a primeira extremidade 164a do primeiro membro de flexão 160a tem primeiras aberturas passantes de fixação de extremidade 166 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um primeiro elemento de fixação de braçadeira 186, tal como na forma de um parafuso 186a, ou um outro elemento de fixação adequado, e a primeira extremidade 164a do segundo membro de flexão 160b tem primeiras aberturas passantes de fixação de extremidade 166 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um primeiro elemento de fixação de braçadeira 187, tal como na forma de um parafuso 187a, ou um outro elemento de fixação adequado. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C2, a segunda extremidade 164b do primeiro membro de flexão 160a tem segundas aberturas passantes de fixação de extremidade 168 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um segundo elemento de fixação de braçadeira 188, tal como na forma de um parafuso 188a, ou um outro elemento de fixação adequado, e a segunda extremidade 164b de segundo membro de flexão 160b tem segundas aberturas passantes de fixação de extremidade 168 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, um segundo elemento de fixação de braçadeira 189, tal como na forma de um parafuso 189a, ou um outro elemento de fixação adequado.
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 115/173 / 52 [0041] Cada membro de flexão 160 compreende adicionalmente bordas laterais 170 (vide FIGS. 5A, 5C2), uma abertura central 172 (vide FIGS. 5A, 5C2), um lado exterior 174a (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5D), um lado interior 174b (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5D), e uma configuração em formato retangular 176 (vide FIG. 5C2). A abertura central 172 (vide FIG. 5A) do segundo membro de flexão 160b (vide FIG. 5A) é usado para uma passagem ou abertura para o atuador 200 (vide FIG. 5A) passar ou ser inserido e isto reduz a força de atuação exigida para atuar o atuador 200. Os dois membros de flexão 160, tal como na forma de chapas de flexão 162, são cada preferivelmente de um tamanho 175 (vide FIG. 10) que é igual ou o mesmo. Cada membro de flexão 160 tem uma espessura 178 (vide FIG. 10) que é preferivelmente igual ou a mesma. Por exemplo, onde o membro de flexão 160 é feito de um aço grau mola 1075 de 0,254 milímetro (0,010 polegada) de espessura, cada membro de flexão 160 pode ter uma espessura 178 de 0,254 milímetro (0,010 polegada), e um tamanho 175 de cerca de 63,5 milímetros (2,5 polegadas) de largura por 63,5 milímetros (2,5 polegadas) de altura. Durante avanço do fuso 90 em direção a uma superfície 34 a ser brocada, tais membros de flexão 160 podem cada qual ser defletidos cerca de 6,35 milímetros (0,25 polegada) a 9,53 milímetros (0,375 polegada) (por exemplo, na direção, vide direção para frente 324 na FIG. 9), mantendo ainda uma configuração em paralelogramo 314 para manter o alinhamento 316 do fuso 90 normal em relação a uma superfície 34 na qual o fuso 90 realiza operações de brocagem 61.
[0042] Os dois membros de flexão 160 podem cada qual defletir junto (em paralelo) para permitir um movimento linear 318 (vide FIG. 10) a chapa de suporte de fuso 120 em uma direção para frente 328 (vide FIG. 9) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIGS. 4, 9) do fuso 90, de maneira a permitir que a chapa de suporte de fuso 120 seja deslocada ou movimentada, e inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 116/173 / 52 como um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), à medida que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada.
[0043] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente braçadeiras 180 (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5F) para prender os dois membros de flexão 160 no lugar. Como mostrado na FIG. 5D, os dois membros de flexão 160 são preferivelmente posicionados em um arranjo paralelo 308 e presos entre a chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140 com as braçadeiras 180. As braçadeiras 180 podem compreender uma primeira braçadeira 180a (vide FIGS. 5A-5B, 5C25F) e uma segunda braçadeira 180b (vide FIGS. 5A-5B, 5C2-5F) para cada membro de flexão 160. Como mostrado nas FIGS. 5A e 5C2, cada primeira braçadeira 180a tem primeiras aberturas passantes de fixação de braçadeira 182, e cada segunda braçadeira 180b tem segundas aberturas passantes de fixação de braçadeira 184. Como mostrado na FIG. 5C2, as primeiras aberturas passantes de fixação de braçadeira 182 para prender no primeiro membro de flexão 160a recebem, ou são configuradas para receber, os primeiros elementos de fixação de braçadeira 186 (vide também FIG. 5B), tal como na forma de parafusos 186a, e as primeiras aberturas passantes de fixação de braçadeira 182 para prender no segundo membro de flexão 160b recebem, ou são configuradas para receber, os primeiro elementos de fixação de braçadeira 187, tal como na forma de parafusos 187a. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C2, a segundas aberturas passantes de fixação de braçadeira 184 para prender no primeiro membro de flexão 160a recebem, ou são configuradas para receber, os segundos elementos de fixação de braçadeira 188 (vide também FIG. 5B), tal como na forma de parafusos 188a, e a segundas aberturas passantes de fixação de braçadeira 184 para prender no segundo membro de flexão 160b recebem, ou são configuradas para receber, os segundos elementos de fixação de braçadeira 189, tal como
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 117/173 / 52 na forma de parafusos 189a.
[0044] Como mostrado na FIG. 5C2, cada das braçadeiras 180 tem uma primeira extremidade 190a, uma segunda extremidade 190b, um corpo 192 formado entre a primeira extremidade 190a e a segunda extremidade 190b, lados 194, um lado exterior 196a, e um lado interior 196b. As braçadeiras 180 podem ser formadas de um material metálico ou um outro material adequadamente resistente. Cada braçadeira 180 tem uma espessura 197 (vide FIG. 10) medida horizontalmente através do lado 194. Preferivelmente, a espessura 197 (vide FIG. 10) de cada braçadeira é maior que a espessura 178 (vide FIG. 10) de cada membro de flexão 160. Adicionalmente, cada braçadeira 180 tem uma largura 198 (vide FIG. 10) medida de um lado 194 ao lado oposto 194. Preferivelmente, a largura 198 (vide FIG. 10) de cada braçadeira é a mesma, ou substancialmente a mesma da largura de cada membro de flexão 160.
[0045] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente um atuador 200 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D, 5F) acoplado entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. O atuador 200 pode compreender um atuador linear 200a (vide FIG. 10) compreendendo um dentre acionado por motor 200b (vide FIG. 10), acionado hidraulicamente 200c (vide FIG. 10), acionado piezoeletricamente 200d (vide FIG. 10), acionado por solenoide 200e (vide FIG. 10), acionado pneumaticamente 200f (vide FIG. 10), incluindo acionado por ar 200g (vide FIG. 10), ou um outro tipo adequado de mecanismo de acionamento. Em uma versão, o atuador 200 (vide FIG. 5C1) pode compreender um cilindro de ar 202 (vide FIG. 5C1).
[0046] O atuador 200 tem uma primeira extremidade 204a (vide FIG. 5C1), uma segunda extremidade 204b (vide FIG. 5C2), uma ponta do atuador 206 (vide FIGS. 5A. 5C1, 5D), e um corpo do atuador 208 (vide FIGS. 5A.
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5C1, 5D). O atuador 200 pode ser atuado ou movimentado por meio de uma fonte de energia do atuador 210 (vide FIG. 10), compreendendo um dentre uma fonte de energia elétrica 210a (vide FIG. 10), uma fonte de energia hidráulica 210b (vide FIG. 10), uma fonte de energia pneumática 210c (vide FIG. 10), ou uma outra fonte de energia do atuador adequada 210.
[0047] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente suportes de atuador 212 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D) para montar o atuador 200 entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. Os suportes de atuador 212 podem compreender um primeiro suporte de atuador 212a (vide FIGS. 5A-5C1, 5D) e um segundo suporte de atuador 212b (vide FIGS. 5A-5C1, 5D). Como mostrado nas FIGS. 5A e 5D, o primeiro suporte de atuador 212a é acoplado ou afixado à chapa de base 140, e o segundo suporte de atuador 212b é acoplado ou afixado à chapa de suporte de fuso 120. O suporte de atuador 212 pode ser na forma de braçadeiras 213 (vide FIG. 5A) ou um outro mecanismo ou dispositivo de montagem ou fixação adequado. O atuador 200, tal como o atuador linear 200a, engata-se, ou é configurado para engatar-se, ao segundo suporte de atuador 212b afixado à chapa de suporte de fuso 120, para deslocar a chapa de suporte de fuso 120.
[0048] Em uma versão, cada dos suportes de atuador 212 compreende uma porção de fixação de base 214 (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D) com um lado de fixação 216 (vide FIG. 5C1) e uma porção de extensão central 221 (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D) que se estende da porção de fixação de base 214. Como mostrado na FIG. 5C1, o primeiro suporte de atuador 212a tem primeiras aberturas passantes de fixação do suporte de atuador 218 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, o elemento de fixação 226 (vide FIG. 5C2), tal como parafuso 226a (vide FIG. 5C2), e o segundo suporte de atuador 212b tem segundas aberturas passantes de fixação do suporte de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 119/173 / 52 atuador 220 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, o elemento de fixação 228, tal como parafuso 228a.
[0049] O primeiro suporte de atuador 212a inclui adicionalmente uma abertura passante 222 (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D) na porção de extensão central 221 que recebe, ou é configurada para receber, uma porção do corpo de atuador 208 do atuador 200, e o segundo suporte de atuador 212b inclui adicionalmente uma abertura passante 224 (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D) na porção de extensão central 221 que recebe, ou é configurada para receber, a ponta de atuador 206 do atuador 200.
[0050] Em uma versão, como mostrado nas FIGS. 5A-5C1, 5D, o conjunto de efetor final robótico 70, tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, compreende adicionalmente um conjunto limitador 230. O conjunto limitador 230 preferivelmente compreende um conjunto limitador de limite de curso 230a (vide FIGS. 5A, 5C1). O conjunto limitador 230 compreende um elemento limitador 232 (vide FIGS. 5A-5C1, 5D), tal como na forma de uma braçadeira 232a (vide FIGS. 5A, 5C1), afixado ou acoplado à chapa de base 140. Como mostrado na FIG. 5C1, o elemento limitador 232 compreende uma primeira extremidade 234a ou extremidade de base, uma segunda extremidade 234b ou extremidade de topo, um primeiro lado 236a, e um segundo lado 236b oposto ao primeiro lado 236a. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C1, o elemento limitador 232 compreende aberturas passantes de fixação 238 formadas através da primeira extremidade 234a ou extremidade de base, onde cada abertura passante de fixação 238 recebe, ou é configurada para receber, elementos de fixação 242 (vide FIG. 5C2), tal como na forma de parafusos 242a. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C1, o elemento limitador 232 preferivelmente tem um interior em formato de U 240.
[0051] O conjunto limitador 230 compreende adicionalmente um porção de engate do elemento limitador 244 (vide FIGS. 5A, 5C1, 5D), tal
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 120/173 / 52 como na forma de uma braçadeira 244a (vide FIGS. 5A, 5C1), afixada ou acoplada à chapa de suporte de fuso 120. Como mostrado na FIG. 5C1, a porção de engate do elemento limitador 244 compreende uma primeira extremidade 246a, uma segunda extremidade 246b, e um corpo 248 formado entre a primeira extremidade 246a e a segunda extremidade 246b. A primeira extremidade 246a se encaixa, ou é configurada para se encaixar, ou flutua, no interior em formato de U 240 do elemento limitador 232, e entre o primeiro lado 236a e o segundo lado 236b do elemento limitador 232. Quando o atuador 200 engata-se ao segundo suporte de atuador 212b mediante atuação, o movimento do atuador 200 contra o segundo suporte de atuador 212b desloca a chapa de suporte de fuso 120 em uma direção para frente e então em uma direção para trás, e, por sua vez, a porção de engate do elemento limitador 244, que é afixada à chapa de suporte de fuso 120, move em uma direção para frente e em uma direção para trás dentro do elemento limitador 232 e é interrompida pelo primeiro lado 236a e pelo segundo lado 236b do elemento limitador 232.
[0052] Como mostrado na FIG. 5C1, a porção de engate do elemento limitador 244 compreende adicionalmente aberturas passantes de fixação 250 formadas através da segunda extremidade 246b. Cada abertura passante de fixação 250 recebe, ou é configurada para receber, elementos de fixação 252 (vide FIG. 5C2), tal como na forma de parafusos 245a. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C1, o elemento limitador 232 preferivelmente tem um interior em formato de U 240.
[0053] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-5F), tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-5F), compreende adicionalmente o adaptador de robô 74 acoplado à chapa de base 140 para formar a base 72 (vide FIG. 5A). Como mostrado na FIG. 5A, o adaptador de robô 74 é acoplado ou afixado à porção de fixação do efetor final robótico 68, ambos os quais são parte do sistema de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 121/173 / 52 brocagem 60.
[0054] O adaptador de robô 74 compreende uma primeira extremidade 254a (vide FIGS. 5C2, 5D), uma segunda extremidade 254b (vide FIGS. 5C2, 5D, 5F), e um corpo em formato de disco 256 (vide FIG. 5C2) formado entre as mesmas. Como mostrado na FIG. 5C2, o adaptador de robô 72 tem um abertura passante central 258 e aberturas passantes de fixação 260 que cada qual recebem, ou são configuradas para receber, os elementos de fixação 264, tais como parafusos 264a, para conectar o adaptador de robô 74 às aberturas passantes de fixação do adaptador 148 da chapa de base 140. Como adicionalmente mostrado na FIG. 5C2, o adaptador de robô 74 pode ter aberturas adicionais 262.
[0055] Agora em referência à FIG. 6, a FIG. 6 é uma ilustração de um vista lateral esquerda do conjunto de efetor final robótico 70, tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, da FIG. 5D, onde o conjunto de efetor final robótico 70 não tem um conjunto limitador 230, que é opcional. Como mostrado na FIG. 6, e como discutido anteriormente, o conjunto de efetor final robótico 70 compreende o fuso 90 tendo a primeira extremidade 92a, a segunda extremidade 92b, o corpo 94 tendo a configuração cilíndrica 95, a broca de brocagem 78, e o elemento de fixação lateral 96 afixado ou acoplado ao fuso 90. Como adicionalmente mostrado na FIG. 6, o fuso 90 é preso ou mantido no lugar com a braçadeira de fuso 100 compreendendo a primeira porção 102 e a segunda porção 110. A braçadeira de fuso 100 (vide FIG. 6) é afixada à chapa de suporte de fuso 120, tal como na forma da chapa de estágio de movimento superior 120a, tendo o primeiro lado superior 126a e o segundo lado inferior 126b.
[0056] Como adicionalmente mostrado na FIG. 6, a chapa de suporte de fuso 120 é posicionada substancialmente paralela à chapa de base 140, tal como na forma da chapa de estágio de movimento inferior 140a, tendo o primeiro lado superior 146a e o segundo lado inferior 146b. A chapa de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 122/173 / 52 suporte de fuso 120 é acoplada à chapa de base 140, por meio dos dois membros de flexão 160 (vide FIG. 6), tal como na forma do primeiro membro de flexão 160a (vide FIG. 6) e do segundo membro de flexão 160b (vide FIG. 6). Os dois membros de flexão 160 preferivelmente compreendem duas chapas de flexão 162 (vide FIG. 6), tal como na forma da primeira chapa de flexão 162a (vide FIG. 6) e da segunda chapa de flexão 162b (vide FIG. 6), e cada membro de flexão 160 tem a primeira extremidade 164a (vide FIG. 6) e a segunda extremidade 164b (vide FIG. 6), e o lado exterior 174a (vide FIG. 6) e o lado interior 174b (vide FIG. 6). Como mostrado na FIG. 6, as braçadeiras 180, tais como a primeira braçadeira 180a e a segunda braçadeira 180b, prendem cada dos dois membros de flexão 160 no lugar contra, ou adjacente, às extremidades opostas 122 (vide FIG. 5A) da primeira braçadeira 180a e contra, ou adjacente, as extremidades opostas 142 (vide FIG. 5A) da segunda braçadeira 180b.
[0057] Como adicionalmente mostrado na FIG. 6, o atuador 200, tal como um atuador linear 200a, é acoplado entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. O atuador 200 tem a ponta do atuador 206 acoplada ao corpo do atuador 208. Os suportes de atuador 212 (vide FIG. 6), tal como primeiro suporte de atuador 212a (vide FIG. 6) e segundo suporte de atuador 212b (vide FIG. 6), são usados para montar o atuador 200 entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. Como mostrado na FIG. 6, o primeiro suporte de atuador 212a é acoplado ou afixado à chapa de base 140, e o segundo suporte de atuador 212b é acoplado ou afixado à chapa de suporte de fuso 120. Cada suporte de atuador 212 compreende a porção de fixação de base 214 (vide FIG. 6) e a porção de extensão central 221 (vide FIG. 6) que se estende a partir da porção de fixação de base 214. O atuador 200 é inserido através das aberturas passantes 222 (vide FIG. 6) do primeiro suporte de atuador 212a, e a ponta do atuador 206 do atuador 200 engata-se às aberturas passantes 224 (vide FIG. 6) do segundo suporte de atuador 212b. Como
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 123/173 / 52 adicionalmente mostrado na FIG. 6, o adaptador de robô 74 tendo a primeira extremidade 254a e a segunda extremidade 254b é acoplado ou afixado à chapa de base 140 para formar a base 72 (vide FIG. 5A). A primeira extremidade 254a do adaptador de robô 74 é afixada a uma porção do segundo lado inferior 146b a chapa de base 140.
[0058] Agora em referência à FIGS. 7A-7B, a FIG. 7A é uma ilustração de uma vista lateral esquerda de uma versão do conjunto de efetor final robótico 70, tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, da FIG. 5D, da descrição tendo os recursos opcionais de um acessório a vácuo 266, tal como um dispositivo de coleta de pó, e um sensor 280. A FIG. 7B é uma ilustração de uma vista frontal do conjunto de efetor final robótico 70, tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, da FIG. 7A.
[0059] Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, o acessório a vácuo 266 tem uma primeira abertura de extremidade 268, uma segunda extremidade 272, e um corpo 270 formado entre a primeira abertura de extremidade 268 e a segunda extremidade 272. Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, a primeira abertura de extremidade 268 é posicionada próxima a broca de brocagem 78 para coletar pó ou fragmentos que podem ser produzidos pelo processo de brocagem. A segunda extremidade 272 tem um orifício de vácuo 274 que conecta, ou é configurado para conectar a, a um conjunto de vácuo 276 (vide FIG. 10) que é potencializado com uma fonte de energia a vácuo 278 (vide FIG. 10). O acessório a vácuo 266 pode ser montado no lado da braçadeira de fuso 100 (vide FIGS. 7A-7B) ou suporte do fuso, ou pode ser montado em uma outra porção do conjunto de efetor final robótico 70.
[0060] Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, o conjunto de efetor final robótico 70 pode compreender adicionalmente o sensor 280, tal como na forma de um sensor de distância laser 280a, que fica voltado e é posicionado ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIGS. 4, 9) do fuso 90, para medir uma
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 124/173 / 52 distância 288 (vide FIG. 10) até a estrutura 30 (vide FIGS. 4, 9), por exemplo, peça de trabalho 32 (vide FIGS. 4, 9) que está sendo brocada. Como mostrado na FIG. 7B, em uma versão, o sensor 280 tem um alojamento 282, uma primeira janela 284, ou lente, através do alojamento 282, uma segunda janela 286, ou lente, através do alojamento 282, fixações 290 que conectam a frente do alojamento 282 na parte traseira do alojamento 282, um primeiro lado 292a, e um segundo lado 292b. O sensor 280 pode também ser de um outro formato ou construção adequado. Como mostrado na FIG. 7B, o sensor 280 pode incluir um suporte de sensor 294 tendo um primeiro lado 296a e um segundo lado 296b. Como adicionalmente mostrado na FIG. 7B, o segundo lado 292b do alojamento 282 do sensor 280 é afixado ou acoplado ao primeiro lado 296a para o suporte de sensor 294. O sensor 280 e suporte de sensor 294, por exemplo, no segundo lado 296b do suporte de sensor 294, pode ser montado ou afixado no lado da braçadeira de fuso 100 (vide FIGS. 7A-7B) ou suporte de fuso. Alternativamente, o sensor 280 e o suporte de sensor 294 podem ser montados em uma outra porção do conjunto de efetor final robótico 70. Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, o sensor 280, incluindo o suporte de sensor 294, e o acessório a vácuo 266 são montados em lados opostos da braçadeira de fuso 100 (vide FIGS. 7A-7B) ou suporte de fuso. Entretanto, em outras versões, o sensor 280, incluindo o suporte de sensor 294, e o acessório a vácuo 266 podem ser montados em outras posições ou arranjos em ou sobre o conjunto de efetor final robótico 70.
[0061] Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, e como aqui discutido, o conjunto de efetor final robótico 70 compreendo fuso 90 tendo a primeira extremidade 92a, a segunda extremidade 92b (vide FIG. 7A), o corpo 94 (vide FIG. 7A), a broca de brocagem 78, e o elemento de fixação lateral 96. As FIGS. 7A-7B mostram adicionalmente a braçadeira de fuso 100 compreendendo a primeira porção 102 e a segunda porção 110. A FIG. 7A mostra a braçadeira de fuso 100 afixada à chapa de suporte de fuso 120, tal
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 125/173 / 52 como na forma da chapa de estágio de movimento superior 120a, que é posicionada substancialmente paralela à chapa de base 140, tal como na forma da chapa de estágio de movimento inferior 140a, e a chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140 são acopladas entre si por meio dos dois membros de flexão 160, tal como na forma do primeiro membro de flexão 160a (vide também FIG. 7B) e do segundo membro de flexão 160b.
[0062] Os dois membros de flexão 160 preferivelmente compreendem duas chapas de flexão 162 (vide FIGS. 7A-7B), tal como na forma da primeira chapa de flexão 162a (vide FIGS. 7A-7B) e da segunda chapa de flexão 162b (vide FIG. 7A), e cada membro de flexão 160 tem a primeira extremidade 164a (vide FIG. 7A) e a segunda extremidade 164b (vide FIG. 7A). A FIG. 7B mostra a abertura central 172 e o lado exterior 174a do primeiro membro de flexão 160a.
[0063] Como mostrado nas FIGS. 7A-7B, braçadeiras 180, tais como a primeira braçadeira 180a e o segunda braçadeira 180b, prendem cada dos dois membros de flexão 160 no lugar contra, ou adjacente a, as extremidades opostas 122 (vide FIG. 5A) da primeira braçadeira 180a e contra, ou adjacente a, as extremidades opostas 142 (vide FIG. 5A) da segunda braçadeira 180b. A FIG. 7B mostra as primeiras aberturas passantes de fixação de braçadeira 182 da primeira braçadeira 180a afixadas ao membro de flexão 160 com primeiros elementos de fixação de braçadeira 186. A FIG. 7B mostra adicionalmente a segundas aberturas passantes de fixação de braçadeira 184 da segunda braçadeira 180b afixadas ao membro de flexão 160 com os segundos elementos de fixação de braçadeira 188.
[0064] A FIG. 7A mostra o atuador 200, tal como o atuador linear 200a, por exemplo, um cilindro de ar 202, acoplado entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. O atuador 200 tem a ponta do atuador 206 acoplada ao corpo do atuador 208. Os suportes de atuador 212 (vide FIG. 7A), tal como o primeiro suporte de atuador 212a (vide FIG. 7A) e o segundo
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 126/173 / 52 suporte de atuador 212b (vide FIG. 7A), são usados para montar o atuador 200 entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. A FIG. 7A mostra a porção de fixação de base 214 e a porção de extensão central 221 de cada suporte de atuador 212. O atuador 200 é inserido através da abertura passante 222 (vide FIG. 7A) do primeiro suporte de atuador 212a, e a ponta do atuador 206 do atuador 200 engata-se à abertura passante 224 (vide FIG. 7A) do segundo suporte de atuador 212b.
[0065] As FIGS. 7A-7B mostram adicionalmente o conjunto limitador 230, incluindo o elemento limitador 232 e a porção de engate do elemento limitador 244 (vide FIG. 7A). Como mostrado na FIG. 7A, o elemento limitador 232 é acoplado ou afixado à chapa de base 140, e a porção de engate do elemento limitador 244 é afixada à chapa de suporte de fuso 120. As FIGS. 7A-7B mostram adicionalmente o adaptador de robô 74 acoplado ou afixado à chapa de base 140.
[0066] Agora em referência à FIG. 8, a FIG. 8 é uma ilustração de uma vista lateral esquerda do conjunto de efetor final robótico, tal como na forma de um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, da FIG. 7A, onde o conjunto de efetor final robótico 70 não tem o conjunto limitador 230, que pode ser opcional. Como mostrado na FIG. 8, e como aqui discutido com relação à FIG. 7A, o conjunto de efetor final robótico 70 compreende os recursos opcionais do acessório a vácuo 266, tal como um dispositivo de coleta de pó, e o sensor 280. Como adicionalmente mostrado na FIG. 8, e como discutido em detalhes aqui com relação à FIG. 7A, o conjunto de efetor final robótico 70 com o acessório a vácuo 266, o sensor 280, e sem o conjunto limitador 230, compreende adicionalmente o fuso 90 com a broca de brocagem 78, a braçadeira de fuso 100, a chapa de suporte de fuso 120, a chapa de base 140, os membros de flexão 160, as braçadeiras 180, o atuador 200, os suportes de atuador 212, e o adaptador de robô 74. Os detalhes de parte desses componentes são adicionalmente aqui discutidos com relação à
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FIG. 7A.
[0067] Agora em referência à FIG. 9, a FIG. 9 é um diagrama esquemático mostrando uma deflexão 312 dos membros de flexão 160, tais como o primeiro membro de flexão 160a e o segundo membro de flexão 160b, no conjunto de efetor final robótico 70, tal como o conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, do sistema de brocagem 60, tal como o sistema de brocagem robótico 60a, quando o conjunto de efetor final robótico 70 realiza uma operação de brocagem 61 em uma estrutura 30, por exemplo, uma peça de trabalho 32. A FIG. 9 mostra a ferramenta 88, tal como o fuso 90 tendo o eixo geométrico 80, preso na braçadeira de fuso 100, e a broca de brocagem 78 em contato com a superfície 34 da estrutura 30 e girando em uma direção de rotação 322 durante a operação de brocagem 61.
[0068] A FIG. 9 mostra adicionalmente a chapa de suporte de fuso 120 acoplada à chapa de base 140, por meio dos dois membros de flexão 160, tais como o primeiro membro de flexão 160a e o segundo membro de flexão 160b, que são presos ou seguros nas extremidades da chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140, por meio de braçadeiras 180. A FIG. 9 mostra adicionalmente o atuador 200 tendo o eixo geométrico 81, acoplado ao primeiro suporte de atuador 212a e acoplado de forma engatada ao segundo suporte de atuador 212b. A FIG. 9 mostra adicionalmente o adaptador de robô 74 acoplado entre a chapa de base 140 e a porção de fixação do efetor final robótico 68, que é adicionalmente acoplado ao robô 62.
[0069] Como mostrado na FIG. 9, quando o atuador 200 é atuado em uma direção para frente 326, o atuador 200 engata-se a ou empurra o segundo suporte de atuador 212b, que é afixado à chapa de suporte de fuso 120, para deslocar a chapa de suporte de fuso 120 em uma direção para frente 328, e defletir ou dobrar os membros de flexão 160 em uma direção para frente 324 com uma força 310 (vide FIG. 9). Além do mais, quando o fuso 90 (vide FIG. 9) faz contato com a superfície 34 (vide FIG. 9) da estrutura 30 (vide FIG. 9),
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 128/173 / 52 tal como a peça de trabalho 32 (vide FIG. 9), para a operação de brocagem 61 (vide FIG. 9) e um movimento de brocagem 298 (vide FIG. 10), uma força 310 (vide FIG. 10) do atuador 200 que atua entre a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 9) e a chapa de base 140 (vide FIG. 9) resulta na deflexão 312 (vide FIG. 9) dos dois membros de flexão 160 (vide FIG. 9), e deflete os dois membros de flexão 160, para formar uma configuração de paralelogramo 314 (vide FIG. 9) pelos dois membros de flexão 160, enquanto a chapa de suporte de fuso rígida 120 e a chapa de base rígida 140 não defletem ou dobram. Quando a operação de brocagem 61 (vide FIG. 9) é realizada, o atuador 200 deflete os dois membros de flexão 160 para pressionar a broca de brocagem 78 (vide FIG. 9) contra a superfície 34 (vide FIG. 9) da estrutura 30 (vide FIG. 9) e brocar uma perfuração 82 (vide FIG. 4) ou um furo 83 (vide FIG. 10) ou uma fenda 85 (vide FIG. 10). Os dois membros de flexão 160 permitem um movimento linear 318 (vide FIG. 10) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIG. 9) do fuso 90, para inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), à medida que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada. Além do mais, o atuador 200 (vide FIG. 9) pode ter um curso limitado 304 (vide FIG. 10) configurado para limitar uma distância 306 (vide FIG. 10) em que a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 9) é deslocada pelo atuador 200. À medida que os dois membros de flexão 160 na configuração de paralelogramo 314 (vide FIG. 9) movem ou defletem, o fuso 90 pode ser ligeiramente ou minimamente deslocado, mas os dois membros de flexão 160 na configuração de paralelogramo 314 (vide FIG. 9) mantêm o alinhamento 316 (vide FIG. 10) do fuso 90 normal em relação à superfície 34 (vide FIG. 9) da estrutura 30 (vide FIG. 9), tal como a peça de trabalho 32 (vide FIG. 9).
[0070] Opcionalmente, o conjunto de efetor final robótico 70 pode compreender o conjunto limitador 230 (vide FIG. 5A) compreendendo o
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 129/173 / 52 elemento limitador 232 (vide FIG. 5A) afixado à chapa de base 140 e a porção de engate do elemento limitador 244 (vide FIG. 5A) afixada à chapa de suporte de fuso 120, onde a porção de engate do elemento limitador 244 engata-se, ou é configurada para engatar-se, ao elemento limitador 232, para limitar a distância 306 (vide FIG. 10) em que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada pelo atuador 200.
[0071] Agora em referência à FIG. 10, a FIG. 10 é uma ilustração de um diagrama de blocos funcional de uma versão do sistema de brocagem 60, tal como o sistema de brocagem robótico 60a, compreendendo o conjunto de efetor final robótico 70, tal como o conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, da descrição.
[0072] Como mostrado na FIG. 10, o sistema de brocagem 60 compreende um robô 62, tal como na forma de uma unidade de brocagem robótica 62a, ou um outro tipo adequado de robô 62 que pode realizara uma operação de brocagem 61, incluindo um movimento de brocagem 298. O robô 62, tal como a unidade de brocagem robótica 62a, preferivelmente tem uma porção de fixação do efetor final robótico 68 (vide FIG. 4) e outros componentes robóticos anteriormente discutidos com relação à FIG. 4. Como mostrado na FIG. 10, a operação de brocagem 61 que pode ser realizada usando o conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 pode compreender um dentre brocagem 61a, incluindo brocagem com fuso 61b, perfuração 61c, abertura de fenda 61d, corte 61e, fresagem 61f, ou uma outra operação de brocagem adequada 61. O conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 é particularmente adequado para operações de brocagem 61 para tratar acusticamente superfícies ou perfurar rapidamente uma folha de material.
[0073] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o sistema de brocagem 60 compreende o conjunto de efetor final robótico 70, tal como o conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a, afixado ao robô 62.
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O projeto estrutural do conjunto de efetor final robótico 70 permite um movimento de liberdade de um grau 320 (vide FIG. 10) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIG. 10) do fuso 90 (vide FIG. 10).
[0074] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 10) do sistema de brocagem 60 compreende a base 72 (vide FIG. 10) afixada à porção de fixação do efetor final robótico 68 (vide FIG. 4). Como mostrado na FIG. 10, a base 72 compreende o adaptador de robô 74 acoplado à chapa de base 140. O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 10) do sistema de brocagem 60 compreende adicionalmente a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 10), que é posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base 140, por meio de dois membros de flexão 160 (vide FIG. 10), tal como na forma de chapas de flexão 162 (vide FIG. 10).
[0075] Cada dos membros de flexão 160 é compreendido de um material flexível 163 (vide FIG. 10), tal como aço mola 163a (vide FIG. 10), ou um outro material flexível adequado 163, e os membros de flexão 160 são resilientes. Os dois membros de flexão 160, tal como na forma de chapas de flexão 162, são cada qual preferivelmente de um tamanho 175 (vide FIG. 10) que é igual ou o mesmo. Cada membro de flexão 160 tem uma espessura 178 (vide FIG. 10) que é preferivelmente igual ou a mesma. Os dois membros de flexão 160 permitem um movimento linear 318 (vide FIG. 10) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIG. 10) do fuso 90, mantêm um alinhamento 316 do fuso 90 ao longo do eixo geométrico 80 do fuso 90, permitem que a chapa de suporte de fuso 120 seja deslocada ou movimentada, e inibem um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), à medida que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada. Os dois membros de flexão 160, tais como as chapas de flexão 162, são posicionados em um arranjo paralelo 308 (vide FIG. 10) entre a chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140, e uma força 310 (vide FIG. 10) do
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 131/173 / 52 atuador 200 (vide FIG. 10), tal como o atuador linear 200a (vide FIG. 10), que age entre a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 10) e a chapa de base 140 (vide FIG. 10) resulta em uma deflexão 312 (vide FIG. 10) dos dois membros de flexão 160, tais como as chapas de flexão 162, para formar uma configuração de paralelogramo 314 (vide FIG. 10) pelos dois membros de flexão 160, tais como as chapas de flexão 162.
[0076] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 compreende braçadeiras 180 configuradas para prender os dois membros de flexão 160 no lugar contra ou adjacentes às extremidades a chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140. Os dois membros de flexão 160 (vide FIG. 10) são preferivelmente posicionados em um arranjo paralelo 308 (vide FIG. 10) e presos entre a chapa de suporte de fuso 120 e a chapa de base 140 com as braçadeiras 180. Cada braçadeira 180 tem uma espessura 197 (vide FIG. 10) e uma largura 198 (vide FIG. 10), onde a espessura 197 da braçadeira 180 é preferivelmente maior que a espessura 178 de cada membro de flexão 160, e onde a largura 198 de cada braçadeira 180 é a mesma, ou substancialmente a mesma da largura de cada membro de flexão 160.
[0077] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 compreende o atuador 200 acoplado entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. Como mostrado na FIG. 10, o atuador 200 pode compreender um atuador linear 200a compreendendo um dentre acionado por motor 200b, acionado hidraulicamente 200c, acionado piezoeletricamente 200d, acionado por solenoide 200e, acionado pneumaticamente 200f, incluindo acionado por ar 200g, ou um outro tipo adequado de mecanismo de acionamento. Como mostrado na FIG. 10, o atuador 200 pode ser atuado ou movimentado por meio de uma fonte de energia do atuador 210, compreendendo um dentre uma fonte de energia elétrica 210a, uma fonte de energia hidráulica 210b, uma
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 132/173 / 52 fonte de energia pneumática 210c, ou uma outra fonte de energia do atuador adequada 210.
[0078] O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 10) compreende adicionalmente suportes de atuador 212 (vide FIG. 10) para montar o atuador 200 entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. Os suportes de atuador 212 (vide FIG. 10) podem ser na forma de braçadeiras 213 (vide FIG. 5A) ou um outro mecanismo ou dispositivo de montagem ou fixação adequado. O atuador 200 (vide FIG. 10) pode ter um curso limitado 304 (vide FIG. 10) configurado para limitar uma distância 306 (vide FIG. 10) em que a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 10) é deslocada pelo atuador 200, tal como o atuador linear 200a.
[0079] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 compreende uma ferramenta 88, tal como um fuso 90, disposto em ou acoplado à chapa de suporte de fuso 120, por meio da braçadeira de fuso 100, que é afixado à chapa de suporte de fuso 120. Como mostrado na FIG. 10, o fuso 90 tem uma broca de brocagem 78 e um eixo geométrico 80, tal como um eixo geométrico longitudinal central, e pode compreender um dentre um fuso acionado por motor 90a, um fuso acionado hidraulicamente 90b, um fuso acionado pneumaticamente 90c, ou um outro tipo adequado de fuso 90. Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o fuso 90 pode ser potencializado com uma fonte de energia de fuso 98 compreendendo uma fonte de energia elétrica 98a, uma fonte de energia hidráulica 98b, uma fonte de energia pneumática 98c, ou uma outra fonte de energia de fuso adequada 98.
[0080] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 pode adicionalmente opcionalmente compreender um conjunto limitador 230, tal como na forma de um conjunto limitador de limite de curso 230a. O conjunto limitador 230 pode compreender o elemento limitador 232 (vide FIG. 5A) afixado à chapa de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 133/173 / 52 base 140 e a porção de engate do elemento limitador 244 (vide FIG. 5A) afixada à chapa de suporte de fuso 120. A porção de engate do elemento limitador 244 é configurada para engatar-se ao elemento limitador 232, para limitar a distância 306 (vide FIG. 10) de um deslocamento 302 (vide FIG. 10) da chapa de suporte de fuso 120 que é deslocada pelo atuador 200.
[0081] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o conjunto de efetor final robótico 70 do sistema de brocagem 60 pode opcionalmente incluir um acessório a vácuo 266 que acopla ou é configurado para ser acoplado a um conjunto de vácuo 276 que é potencializado com uma fonte de energia de vácuo 278. Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o conjunto de efetor final robótico 70 pode opcionalmente incluir um sensor 280, tal como na forma de um sensor de distância laser 280a, que mede, ou é configurado para medir, uma distância 288 até a estrutura 30 que deve ser brocada ou submetida à operação de brocagem 61.
[0082] Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, o sistema de brocagem 60 compreende uma estrutura 30, que pode compreender uma seção do barril interno 30a de uma nacele 22 (vide FIG. 1) de um motor de turbina a gás 20a (vide FIG. 1) de uma aeronave 10a (vide FIG. 1), um outro tipo de estrutura acústica 30b, um painel 30c, uma peça de trabalho 32, ou uma outra estrutura adequada 30 que pode ser submetida a uma operação de brocagem 61, ou operação de remoção de material, para criar ou formar perfurações 82, furos 83, fendas 85, ou outros tipos de aberturas através de uma estrutura 30. O conjunto de efetor final robótico 70 pode ser particularmente aplicável a estruturas 30 que podem ser ocas ou podem ter uma parede fina ou pequena espessura. Como adicionalmente mostrado na FIG. 10, a estrutura 30 compreende uma superfície 34 a ser brocada pelo conjunto de efetor final robótico 70. A superfície 34 pode compreender uma superfície acústica 34a (vide FIG. 10), ou uma outra superfície adequada. A estrutura 30 (vide FIG. 10), por exemplo, a peça de trabalho 32 (vide FIG. 10), é preferivelmente
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 134/173 / 52 posicionada oposta ao fuso 90 do conjunto de efetor final robótico 70 e, em particular, oposta e adjacente à broca de brocagem 78 do fuso 90, durante a operação de brocagem 61.
[0083] Agora em referência à FIG. 11, em uma outra versão, é provido um método 350 de usar um conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 4-9), tal como um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-9), para realizar uma operação de brocagem 61 (vide FIGS. 4, 9, 10) em uma estrutura 30 (vide FIGS. 4, 9). A FIG. 11 é uma ilustração de um fluxograma mostrando uma versão do método 350 (vide FIG. 11) da descrição.
[0084] Como mostrado na FIG. 11, o método 350 compreende a etapa 352 de montar um conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 4-9). Como discutido aqui em detalhe, o conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 5A) compreende a base 72 (vide FIG. 5A) compreendendo o adaptador de robô 74 (vide FIG. 5A) acoplado a uma chapa de base 140 (vide FIG. 5A). O conjunto de efetor final robótico 70 compreende adicionalmente a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 5A) posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base 140, por meio de dois membros de flexão 160 (vide FIG. 5A), incluindo o primeiro membro de flexão 160a (vide FIG. 5A) e o segundo membro de flexão 160b (vide FIG. 5A). Os membros de flexão 160 podem compreender duas chapas de flexão 162 (vide FIG. 5A), tais como a primeira chapa de flexão 162a (vide FIG. 5A) e a segunda chapa de flexão 162b (vide FIG. 5A), e cada dos membros de flexão 160 é preso às extremidades da chapa de suporte de fuso 120 e da chapa de base 140 com braçadeiras 180 (vide FIG. 5A), tal como a primeira braçadeira 180a (vide FIG. 5A) e a segunda braçadeira 180b (vide FIG. 5A). O conjunto de efetor final robótico 70 compreende adicionalmente o fuso 90 (vide FIG. 5A) acoplado à chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 5A), por meio da braçadeira de fuso 100 (vide FIG. 5A) afixado à chapa de suporte de fuso 120.
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O conjunto de efetor final robótico 70 compreende adicionalmente o atuador 200 (vide FIG. 5A) acoplado entre a chapa de base 140 e a chapa de suporte de fuso 120. O atuador 200 é afixado à chapa de base 140, por meio do suporte de atuador 212 (vide FIG. 5A), tal como o primeiro suporte de atuador 212a (vide FIG. 5A). O atuador 200 é afixado à chapa de suporte de fuso 120, por meio do suporte de atuador 212, tal como o segundo suporte de atuador 212b (vide FIG. 5A).
[0085] A etapa 352 (vide FIG. 11) de montar o conjunto de efetor final robótico 70 pode compreender adicionalmente montar 352 o conjunto de efetor final robótico 70 com o atuador 200 compreendendo um atuador linear 200a (vide FIG. 5A), e o atuador 200 tendo um curso limitado 304 (vide FIG. 10) configurado para limitar uma distância 306 (vide FIG. 10) em que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada pelo atuador 200.
[0086] A etapa 352 (vide FIG. 11) de montar o conjunto de efetor final robótico 70 pode compreender adicionalmente montar 352 o conjunto de efetor final robótico 70 compreendendo um conjunto limitador 230 (vide FIG. 5A) compreendendo um elemento limitador 232 (vide FIG. 5A) afixado à chapa de base 140 e uma porção de engate do elemento limitador 244 (vide FIG. 5A) afixada à chapa de suporte de fuso 120. A porção de engate do elemento limitador 244 é configurada para engatar-se ao elemento limitador 232, para limitar a distância 306 (vide FIG. 10) em que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada pelo atuador 200.
[0087] Como mostrado na FIG. 11, o método 350 compreende adicionalmente a etapa 354 (vide FIG. 11) de afixar o conjunto de efetor final robótico 70 a um robô 62 (vide FIGS. 4, 9) compreendendo uma unidade de brocagem robótica 62a (vide FIG. 4).
[0088] Como mostrado na FIG. 11, o método 350 compreende adicionalmente a etapa 356 (vide FIG. 11) de posicionar o conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIG. 4) oposto à estrutura 30 (vide FIG. 4) a ser
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 136/173 / 52 brocada, de forma que o fuso 90 (vide FIG. 4) fique voltado para a estrutura 30 e, em particular, de forma que a primeira extremidade 92a do fuso 90 com a broca de brocagem 78 afixada fique voltada para a superfície 34 (vide FIG. 9) da estrutura 30 (vide FIG. 9), tal como a peça de trabalho 32 (vide FIG. 9). [0089] Como mostrado na FIG. 11, o método 350 compreende adicionalmente a etapa 358 de atuar o atuador 200 com um mecanismo de atuação e uma fonte de energia do atuador 210 (vide FIG. 10) em uma direção para frente 326 (vide FIG. 9) para engatar-se ao segundo suporte de atuador 212b (vide FIG. 5A) afixado à chapa de suporte de fuso 120, para deslocar ou mover a chapa de suporte de fuso 120, preferivelmente em uma direção para frente 328 (vide FIG. 9), e defletir ou dobrar os membros de flexão 160 em uma direção para frente 324 (vide FIG. 9).
[0090] Como mostrado na FIG. 11, o método 350 compreende adicionalmente a etapa 360 de colocar a superfície 34 (vide FIGS. 4, 9) da estrutura 30 (vide FIGS. 4, 9) em contato com o fuso 90 (vide FIGS. 4, 9) para realizar a operação de brocagem 61 (vide FIG. 4), e defletir os dois membros de flexão 160 por uma força 310 (vide FIG. 10) do atuador 200 (vide FIG. 9) que atua entre a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 9) e a chapa de base 140 (vide FIG. 9). Isto resulta na deflexão 312 (vide FIG. 9) dos dois membros de flexão 160 (vide FIG. 9) e formação de uma configuração de paralelogramo 314 (vide FIG. 9), ou configuração substancialmente de paralelogramo, pelos dois membros de flexão 160 enquanto a chapa de suporte de fuso rígida 120 e a chapa de base rígida 140 não defletem ou dobram.
[0091] A etapa 360 (vide FIG. 11) de contato da superfície 34 (vide FIG. 4) da estrutura 30 (vide FIG. 4) com o fuso 90 (vide FIG. 4) para realizar a operação de brocagem 61 (vide FIG. 4) compreende adicionalmente entrar em contato com 360 a superfície 34 compreendendo uma superfície acústica 34a (vide FIG. 4) para realizar a operação de brocagem 61 compreendendo
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 137/173 / 52 um dentre brocagem 61a (vide FIG. 10), brocagem com fuso 61b (vide FIG. 10), perfuração 61c (vide FIG. 10), abertura de fenda 61d (vide FIG. 10), corte 61e (vide FIG. 10), fresagem 61f (vide FIG. 10), ou uma outra operação de brocagem adequada 61.
[0092] Como mostrado na FIG. 11, o método 350 compreende adicionalmente a etapa 362 de inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), à medida que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada, e manter, com os membros de flexão 160, um alinhamento 316 (vide FIG. 10) do fuso 90 (vide FIG. 4) normal à superfície 34 (vide FIGS. 4, 9) da estrutura 30 (vide FIG. 4, 9). Os dois membros de flexão 160 permitem o movimento linear 318 (vide FIG. 10) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIG. 9) do fuso 90, para inibir o movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como o movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), à medida que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada na direção para frente 328 (vide FIG. 9).
[0093] A FIG. 12 é uma ilustração de um fluxograma de um método de fabricação e serviço de aeronave 400. A FIG. 13 é uma ilustração de um diagrama de blocos de uma aeronave 416. Referindo-se às FIGS. 12 e 13, modalidades da descrição podem ser descritas no contexto do método de fabricação e serviço de aeronave 400 como mostrado na FIG. 12, e a aeronave 416 como mostrado na FIG. 13.
[0094] Durante pré-produção, o método de fabricação e serviço de aeronave exemplar 400 pode incluir especificação e projeto 402 da aeronave 416 e aquisição de material 404. Durante fabricação, ocorre fabricação de componente e subconjunto 406 e integração do sistema 408 da aeronave 416. Em seguida, a aeronave 416 pode passar por certificação e entrega através das 410 a fim de ser colocada em serviço 412. Enquanto em serviço 412 por um
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 138/173 / 52 cliente, a aeronave 416 pode ser programada para manutenção e serviço de rotina 414 (que pode também incluir modificação, reconfiguração, remanufatura e outros serviços adequados).
[0095] Cada dos processos a método de fabricação e serviço de aeronave 400 pode ser feito ou realizado por um integrador do sistema, uma terceira parte e/ou um operador (por exemplo, um cliente). Para efeitos desta descrição, um integrador do sistema pode incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes de aeronave e subcontratantes do sistema principal. Uma terceira parte pode incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subcontratantes e fornecedores. Um operador pode incluir uma linha aérea, empresa de arrendamento, entidade militar, organização de serviço, e outros operadores adequados.
[0096] Como mostrado na FIG. 12, a aeronave 416 produzida pelo método de fabricação e serviço de aeronave exemplar 400 pode incluir uma armação principal 418 com uma pluralidade de sistemas 420 e um interior 422. Exemplos da pluralidade de sistemas 420 podem incluir um ou mais de um sistema de propulsão 424, um sistema elétrico 426, um sistema hidráulico 428, e um sistema ambiental 430. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Embora um exemplo aeroespacial seja mostrado, os princípios da descrição podem ser aplicados a outras indústrias, tal como a indústria automotiva.
[0097] Métodos e sistemas concebidos aqui podem ser empregados durante qualquer um ou mais dos estágios do método de fabricação e serviço de aeronave 400. Por exemplo, componentes ou subconjuntos correspondentes à fabricação de componente e subconjunto 406 podem ser fabricados ou manufaturados de uma maneira similar aos componentes ou subconjuntos produzidos enquanto a aeronave 416 está em serviço 412. Também, uma ou mais modalidades de aparelho, modalidades de método, ou uma combinação dos mesmos, pode ser utilizado durante fabricação de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 139/173 / 52 componente e subconjunto 406 e integração do sistema 408, por exemplo, despachando substancialmente a montagem ou reduzindo o custo da aeronave 416. Similarmente, uma ou mais de modalidades de aparelho, modalidades de método, ou uma combinação dos mesmos, pode ser utilizada enquanto a aeronave 416 está em serviço 412, por exemplo, e sem limitação, manutenção e serviço 414.
[0098] Modalidades descritas do conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 4-9), do sistema de brocagem 60 (vide FIGS. 4, 9, 10) e do método 350 (vide FIG. 11) provêm um conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-10) projetado para permitir pequeno movimento ao longo de um eixo geométrico 80 (vide FIG. 4) do fuso 90 (vide FIG. 4) para produzir um movimento de brocagem 298 (vide FIG. 10) que é reto ou linear para uma operação de brocagem 61 (vide FIG. 10), tais como brocagem de perfurações 82 (vide FIG. 10), furos 83 (vide FIG. 10) e fendas 85 (vide FIG. 10), em uma estrutura 30 (vide FIG. 10), tal como uma estrutura acústica 30b (vide FIG. 10). O projeto estrutural do conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 5A-10) permite movimento de liberdade de um grau 320 (vide FIG. 10) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIG. 10) do fuso 90 (vide FIG. 10) mantendo ainda a rigidez em outros planos. Em particular, os dois membros de flexão 160 (vide FIGS. 5A, 9, 10) do conjunto de efetor final robótico baseado em flexão 70a (vide FIGS. 5A-10) permite um movimento linear 318 (vide FIG. 10) ao longo do eixo geométrico 80 (vide FIGS. 9, 10) do fuso 90 (vide FIGS. 9, 10), para inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico 300 (vide FIG. 10), tal como um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico 300a (vide FIG. 10), à medida que a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIGS. 9, 10) é deslocada. Os dois membros de flexão 160 também mantêm um alinhamento 316 (vide FIG. 10) do fuso 90 ao longo de o eixo geométrico 80 do fuso 90, à medida que a chapa de suporte de fuso 120 é deslocada. Os dois membros de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 140/173 / 52 flexão 160 (vide FIGS. 5A, 9, 10) são flexíveis e resilientes e deformam sob carga ao longo de o eixo geométrico 80 do fuso 90. Os dois membros de flexão 160 podem dobrar ou defletir significativamente, enquanto a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIGS. 5A-10) e a chapa de base 140 (vide FIGS. 5A-10) permanecem rígidas. Os dois membros de flexão 160 podem defletir ou dobrar para formar uma configuração de paralelogramo 314 (vide FIGS. 9, 10). O conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 4-9) soluciona o problema de movimento do fuso e brocagem fora do eixo geométrico com a chapa de suporte de fuso 120 (vide FIG. 5A) acoplada à chapa de base 140 (vide FIG. 5A), por meio dos dois membros de flexão 160 (vide FIG. 5A) que mantêm o fuso 90 (vide FIG. 5A) paralelo e alinhado.
[0099] Além do mais, versões descritas de conjunto de efetor final robótico 70 (vide FIGS. 4-9), do sistema de brocagem 60 (vide FIGS. 4, 9, 10) e do método 350 (vide FIG. 11) significativamente minimizam ou eliminam a ocorrência de movimento do fuso 90 (vide FIGS. 4-10) e desvios na entrada e saída de perfurações 82, furos 83 e fendas 85 brocadas, já que não existe inversão do eixo geométrico. Tal minimização ou eliminação de movimento do fuso e desvios de brocagem levam a maior qualidade das perfurações 82, furos 83, e fendas 85 brocadas. A melhoria na qualidade do furo pode resultar em menor tempo e recursos gastos pelo controle de qualidade na determinação de com que proximidade dos limites ou tolerâncias de engenharia que os furos estão. Melhoria na qualidade da fenda pode permitir maior porcentagem de área aberta (POA) da parede interna (por exemplo, a área total das perfurações como uma porcentagem da área de superfície da parede interna que é uma característica de estruturas acústicas para medir sua eficiência geral na absorção ou atenuação de ruído) a abertura de fenda por tensão por causa de menores concentrações de tensão abrindo a janela de possíveis tratamentos acústicos.
[00100] Adicionalmente, versões descritas do conjunto de efetor final
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 141/173 / 52 robótico 70 (vide FIGS. 4-9), do sistema de brocagem 60 (vide FIGS. 4, 9, 10) e do método 350 (vide FIG. 11) providos não exigem o uso de partes deslizantes ou trilhos lineares e, dessa forma, nenhum fragmento indesejado em virtude de atrito de partes deslizantes ser produzido, e maior peso e maior desgaste no sistema são evitados.
[00101] Adicionalmente, a descrição compreende modalidades de acordo com as cláusulas seguintes:
Cláusula 1. Um conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo:
uma base (72) configurada para ser conectada a um robô (62), a base (72) compreendendo um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140);
uma chapa de suporte de fuso (120) posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base (140), por meio de dois membros de flexão (160);
um fuso (90) disposto na chapa de suporte de fuso (120); e um atuador (200) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120), o atuador (200) configurado para engatar-se a um suporte de atuador (212) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120), em que os membros de flexão (160) inibem um movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.
[00102] Cláusula 2. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que o atuador (200) tem um curso limitado (304) configurado para limitar uma distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
[00103] Cláusula 3. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 2, compreendendo adicionalmente um conjunto limitador (230)
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 142/173 / 52 compreendendo um elemento limitador (232) afixado à chapa de base (140) e uma porção de engate do elemento limitador (244) afixada à chapa de suporte de fuso (120), em que a porção de engate do elemento limitador (244) é configurada para engatar-se ao elemento limitador (232), para limitar a distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
[00104] Cláusula 4. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que o fuso (90) compreende um dentre um fuso acionado por motor (90a), um fuso acionado hidraulicamente (90b), e um fuso acionado pneumaticamente (90c).
[00105] Cláusula 5. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que o fuso (90) é acoplado à chapa de suporte de fuso (120), por meio de uma braçadeira de fuso (100) afixada à chapa de suporte de fuso (120).
[00106] Cláusula 6. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 5, compreendendo adicionalmente um acessório a vácuo (266) acoplado à braçadeira de fuso (100), o acessório a vácuo (266) configurado para fixação a um conjunto de vácuo (276).
[00107] Cláusula 7. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 5, compreendendo adicionalmente um sensor (280) acoplado à braçadeira de fuso (100), o sensor (280) configurado para medir uma distância (288) atéuma peça de trabalho (32) a ser brocada.
[00108] Cláusula 8. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que os dois membros de flexão (160) são afixados às extremidades opostas (122) da chapa de suporte de fuso (120), por meio de primeiras braçadeiras (180a), e são afixado às extremidades opostas (142) da chapa de base (140), por meio de segundas braçadeiras (180b).
[00109] Cláusula 9. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que os dois membros de flexão (160) compreendem chapas de
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 143/173 / 52 flexão (162) compreendidas de um material flexível (163) incluindo um aço mola (163a).
[00110] Cláusula 10. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que os dois membros de flexão (160) são posicionados em um arranjo paralelo (308) entre a chapa de suporte de fuso (120) e a chapa de base (140), e uma força (310) do atuador (200) que atua entre a chapa de suporte de fuso (120) e a chapa de base (140) resulta em uma deflexão (312) dos dois membros de flexão (160) para formar uma configuração de paralelogramo (314) pelos dois membros de flexão (160).
[00111] Cláusula 11. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que os dois membros de flexão (160) permitem um movimento linear (318) ao longo de um eixo geométrico (80) do fuso (90), para inibir o movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.
[00112] Cláusula 12. O conjunto de efetor final robótico (70) da Cláusula 1, em que o atuador (200) compreende um atuador linear (200a) compreendendo um dentre acionado por motor (200b), acionado hidraulicamente (200c), acionado piezoeletricamente (200d), acionado por solenoide (200e) e acionado pneumaticamente (200f), incluindo acionado por ar (200g).
[00113] Cláusula 13. Um sistema de brocagem (60) compreendendo:
um robô (62) compreendendo uma unidade de brocagem robótica (62a) tendo uma porção de fixação do efetor final robótico (68);
um conjunto de efetor final robótico (70) afixado ao robô (62), o conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo:
uma base (72) afixada à porção de fixação do efetor final robótico (68), a base (72) compreendendo um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140);
uma chapa de suporte de fuso (120) posicionada
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 144/173 / 52 substancialmente paralela e acoplada à chapa de base (140), por meio de duas chapas de flexão (162) cada qual compreendida de um material flexível (163);
um fuso (90) acoplado à chapa de suporte de fuso (120), por meio de uma braçadeira de fuso (100) afixada à chapa de suporte de fuso (120); e um atuador linear (200a) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120), o atuador linear (200a) afixado à chapa de base (140), por meio de um primeiro suporte de atuador (212a), e o atuador linear (200a) configurado para engatar-se a um segundo suporte de atuador (212b) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120); e uma estrutura (30) compreendendo uma peça de trabalho (32) posicionada oposta ao fuso (90) do conjunto de efetor final robótico (70), o fuso (90) configurado para realizar uma operação de brocagem (61) na estrutura (30), em que as chapas de flexão (162) mantêm um alinhamento (316) do fuso (90) ao longo de um eixo geométrico (80) do fuso (90), e inibem um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico (300a), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.
[00114] Cláusula 14. O sistema de brocagem (60) da Cláusula 13, em que o atuador linear (200a) tem um curso limitado (304) configurado para limitar uma distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador linear (200a).
[00115] Cláusula 15. O sistema de brocagem (60) da Cláusula 14, em que o conjunto de efetor final robótico (70) compreende adicionalmente um conjunto limitador (230) compreendendo um elemento limitador (232) afixado à chapa de base (140) e uma porção de engate do elemento limitador (244) afixada à chapa de suporte de fuso (120), em que a porção de engate do elemento limitador (244) é configurada para engatar-se ao elemento limitador
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 145/173 / 52 (232), para limitar a distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador linear (200a).
[00116] Cláusula 16. O sistema de brocagem (60) da Cláusula 13, em que as duas chapas de flexão (162) são posicionadas em um arranjo paralelo (308) entre a chapa de suporte de fuso (120) e a chapa de base (140), e uma força (310) do atuador linear (200a) que atua entre a chapa de suporte de fuso (120) e a chapa de base (140) resulta em uma deflexão (312) das duas chapas de flexão (162) para formar uma configuração de paralelogramo (314) pelas duas chapas de flexão (162).
[00117] Cláusula 17. Um método (350) para usar um conjunto de efetor final robótico (70) para realizar uma operação de brocagem (61) em uma estrutura (30), o método (350) compreendendo a etapas de:
(352) montar um conjunto de efetor final robótico (70), o conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo:
uma base (72) compreendendo um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140);
uma chapa de suporte de fuso (120) posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base (140), por meio de dois membros de flexão (160);
um fuso (90) acoplado à chapa de suporte de fuso (120), por meio de uma braçadeira de fuso (100) afixada à chapa de suporte de fuso (120); e um atuador (200) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120), o atuador (200) afixado à chapa de base (140), por meio de um primeiro suporte de atuador (212a);
(354) afixar o conjunto de efetor final robótico (70) a um robô (62) compreendendo uma unidade de brocagem robótica (62a);
(356) posicionar o conjunto de efetor final robótico (70) oposto à estrutura (30) a ser brocada, de forma que o fuso (90) fique voltado
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 146/173 / 52 para a estrutura (30);
(358) atuar o atuador (200) para engatar-se a um segundo suporte de atuador (212b) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120);
(360) colocar uma superfície (34) da estrutura (30) em contato com o fuso (90) para realizar a operação de brocagem (61), e defletir os dois membros de flexão (160) por uma força (310) do atuador (200); e (362) inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada, e manter, com os membros de flexão (160), um alinhamento (316) do fuso (90) normal à superfície (34) da estrutura (30).
[00118] Cláusula 18. O método (350) da Cláusula 17, em que montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) compreende adicionalmente montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) com o atuador (200) compreendendo um atuador linear (200a) e ter um curso limitado (304) configurado para limitar uma distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
[00119] Cláusula 19. O método (350) da Cláusula 18, em que montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) compreende adicionalmente montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo um conjunto limitador (230) compreendendo um elemento limitador (232) afixado à chapa de base (140) e uma porção de engate do elemento limitador (244) afixada à chapa de suporte de fuso (120), em que a porção de engate do elemento limitador (244) é configurada para engatar-se ao elemento limitador (232), para limitar a distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
[00120] Cláusula 20. O método (350) da Cláusula 17, em que colocar (360) a superfície (34) da estrutura (30) em contato com o fuso (90) para realizar a operação de brocagem (61) compreende adicionalmente entrar em
Petição 870190027509, de 22/03/2019, pág. 147/173 / 52 contato com (360) a superfície (34) compreendendo uma superfície acústica (34a) para realizar a operação de brocagem (61) compreendendo um dentre brocagem (61a), brocagem com fuso (61b), perfuração (61c), abertura de fenda (61d), corte (61e) e fresagem (61f).
[00121] Muitas modificações e outras versões ou modalidades da descrição ocorrerão a uma pessoa versada na técnica à qual esta descrição diz respeito tendo o benefício dos preceitos apresentados na descrição precedente e nos desenhos associados. As versões ou modalidades descritas aqui têm a finalidade de serem ilustrativas e não se destinam a serem limitantes ou exaustivas. Embora termos específicos sejam empregados aqui, eles são usados apenas em um sentido genérico e descritivo e não com propósitos de limitação.

Claims (15)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Conjunto de efetor final robótico (70), caracterizado pelo fato de que compreende:
    uma base (72) configurada para ser conectada a um robô (62), a base (72) compreendendo um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140);
    uma chapa de suporte de fuso (120) posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base (140), por meio de dois membros de flexão (160);
    um fuso (90) disposto na chapa de suporte de fuso (120); e um atuador (200) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120), o atuador (200) configurado para engatar-se a um suporte de atuador (212) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120), em que os membros de flexão (160) inibem um movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.
  2. 2. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o atuador (200) tem um curso limitado (304) configurado para limitar uma distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
  3. 3. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um conjunto limitador (230) compreendendo um elemento limitador (232) afixado à chapa de base (140) e uma porção de engate do elemento limitador (244) afixada à chapa de suporte de fuso (120), em que a porção de engate do elemento limitador (244) é configurada para engatar-se ao elemento limitador (232), para limitar a distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
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    2 / 6
  4. 4. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que o fuso (90) é acoplado à chapa de suporte de fuso (120), por meio de uma braçadeira de fuso (100) afixada à chapa de suporte de fuso (120).
  5. 5. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um acessório a vácuo (266) acoplado à braçadeira de fuso (100), o acessório a vácuo (266) configurado para fixação a um conjunto de vácuo (276).
  6. 6. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um sensor (280) acoplado à braçadeira de fuso (100), o sensor (280) configurado para medir uma distância (288) até uma peça de trabalho (32) a ser brocada.
  7. 7. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que os dois membros de flexão (160) são afixados às extremidades opostas (122) da chapa de suporte de fuso (120), por meio de primeiras braçadeiras (180a), e são afixados às extremidades opostas (142) da chapa de base (140), por meio de segundas braçadeiras (180b).
  8. 8. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que os dois membros de flexão (160) são posicionados em um arranjo paralelo (308) entre a chapa de suporte de fuso (120) e a chapa de base (140), e uma força (310) do atuador (200) que atua entre a chapa de suporte de fuso (120) e a chapa de base (140) resulta em uma deflexão (312) dos dois membros de flexão (160) para formar uma configuração de paralelogramo (314) pelos dois membros de flexão (160).
  9. 9. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que os dois
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    3 / 6 membros de flexão (160) permitem um movimento linear (318) ao longo de um eixo geométrico (80) do fuso (90), para inibir o movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.
  10. 10. Conjunto de efetor final robótico (70) de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ser incluído adicionalmente em um sistema de brocagem (60) compreendendo:
    um robô (62) compreendendo uma unidade de brocagem robótica (62a) tendo uma porção de fixação do efetor final robótico (68);
    um conjunto de efetor final robótico (70) afixado ao robô (62), o conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo:
    a base (72) configurada para ser conectada a um robô (62) é afixada à porção de fixação do efetor final robótico (68), a base (72) compreendendo um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140);
    em que o fuso (90) é acoplado à chapa de suporte de fuso (120), por meio de uma braçadeira de fuso (100) afixada à chapa de suporte de fuso (120); e um atuador linear (200a) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120), o atuador linear (200a) afixado à chapa de base (140), por meio de um primeiro suporte de atuador (212a), e o atuador linear (200a) configurado para engatar-se a um segundo suporte de atuador (212b) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120); e uma estrutura (30) compreendendo uma peça de trabalho (32) posicionada oposta ao fuso (90) do conjunto de efetor final robótico (70), o fuso (90) configurado para realizar uma operação de brocagem (61) na estrutura (30), em que as chapas de flexão (162) mantêm um alinhamento
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    4 / 6 (316) do fuso (90) ao longo de um eixo geométrico (80) do fuso (90), e inibem um movimento de brocagem com o fuso fora do eixo geométrico (300a), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada.
  11. 11. Sistema de brocagem (60) como definido na reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o atuador linear (200a) tem um curso limitado (304) configurado para limitar uma distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador linear (200a), e em que o conjunto de efetor final robótico (70) compreende adicionalmente um conjunto limitador (230) compreendendo um elemento limitador (232) afixado à chapa de base (140) e uma porção de engate do elemento limitador (244) afixada à chapa de suporte de fuso (120), em que a porção de engate do elemento limitador (244) é configurada para engatar-se ao elemento limitador (232), para limitar a distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador linear (200a).
  12. 12. Método (350) para usar um conjunto de efetor final robótico (70) para realizar uma operação de brocagem (61) em uma estrutura (30), o método (350) caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:
    (352) montar um conjunto de efetor final robótico (70), o conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo:
    uma base (72) compreendendo um adaptador de robô (74) acoplado a uma chapa de base (140);
    uma chapa de suporte de fuso (120) posicionada substancialmente paralela e acoplada à chapa de base (140), por meio de dois membros de flexão (160);
    um fuso (90) acoplado à chapa de suporte de fuso (120), por meio de uma braçadeira de fuso (100) afixada à chapa de suporte de fuso (120); e um atuador (200) acoplado entre a chapa de base (140) e a chapa de suporte de fuso (120), o atuador (200) afixado à chapa de base (140),
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    5 / 6 por meio de um primeiro suporte de atuador (212a);
    (354) afixar o conjunto de efetor final robótico (70) a um robô (62) compreendendo uma unidade de brocagem robótica (62a);
    (356) posicionar o conjunto de efetor final robótico (70) oposto à estrutura (30) a ser brocada, de forma que o fuso (90) fique voltado para a estrutura (30);
    (358) atuar o atuador (200) para engatar-se a um segundo suporte de atuador (212b) afixado à chapa de suporte de fuso (120), para deslocar a chapa de suporte de fuso (120);
    (360) colocar uma superfície (34) da estrutura (30) em contato com o fuso (90) para realizar a operação de brocagem (61), e defletir os dois membros de flexão (160) por uma força (310) do atuador (200); e (362) inibir um movimento de brocagem fora do eixo geométrico (300), à medida que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada, e manter, com os membros de flexão (160), um alinhamento (316) do fuso (90) normal à superfície (34) da estrutura (30).
  13. 13. Método (350) de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) compreende adicionalmente montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) com o atuador (200) compreendendo um atuador linear (200a) e ter um curso limitado (304) configurado para limitar uma distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
  14. 14. Método (350) de acordo com a reivindicação 12 ou 13, caracterizado pelo fato de que montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) compreende adicionalmente montar (352) o conjunto de efetor final robótico (70) compreendendo um conjunto limitador (230) compreendendo um elemento limitador (232) afixado à chapa de base (140) e uma porção de engate do elemento limitador (244) afixada à chapa de suporte de fuso (120), em que a porção de engate do elemento limitador (244) é
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    6 / 6 configurada para engatar-se ao elemento limitador (232), para limitar a distância (306) em que a chapa de suporte de fuso (120) é deslocada pelo atuador (200).
  15. 15. Método (350) de acordo com qualquer uma das reivindicações 12 a 14, caracterizado pelo fato de que colocar (360) a superfície (34) da estrutura (30) em contato com o fuso (90) para realizar a operação de brocagem (61) compreende adicionalmente entrar em contato com (360) a superfície (34) compreendendo uma superfície acústica (34a) para realizar a operação de brocagem (61) compreendendo um dentre brocagem (61a), brocagem com fuso (61b), perfuração (61c), abertura de fenda (61d), corte (61e) e fresagem (61f).
BR102019005672-0A 2018-03-27 2019-03-22 Conjunto de efetor final robótico, sistema de brocagem, e, método para usar um conjunto de efetor final robótico BR102019005672B1 (pt)

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