BRPI0710798A2 - método e aparelho para assegurar a constáncia dimensional de estruturas fìsicas de multissegmentos durante a montagem - Google Patents
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Abstract
<B>MéTODO E APARELHO PARA ASSEGURAR A CONSTáNCIA DIMENSIONAL DE ESTRUTURAS FìSICAS DE MULTIS- SEGMENTOS DURANTE A MONTAGEM<D>A presente invenção refere-se a um método para assegurar aconstância dimensional de estruturas físicas de multissegmentos, em particular estruturas da aeronaves, durante a montagem, tendo as seguintes etapas: um sistema de coordenadas tridimensional espacialmente fixas (90), que encerra a estrutura física subseqúente montada, é configurado; uma pluralidade de segmentos (31, 32, 33) da estrutura física a ser montada que são introduzidos no sistema de coordenadas tridimensional espacialmente fixas (90); as posições dos segmentos individuais (31, 32, 33) de grupos de segmentos (31, 32, 33) já montados são registradas repetidamente dentro do sistema de coordenadas tridimensional espacialmente fixas (90) durantea montagem; e a posição de um respectivo segmento (31, 32, 33) ou de um respectivo grupo de segmentos já montados (31, 32, 33) é corrigida, se um respectivo registro mostra que as posições dos respectivos segmentos (31, 32, 33) ou do respectivo grupo de segmentos já montados (31, 32, 33) estão fora de uma faixa de tolerância, que é predeterminada de acordo com uma constância dimensional desejada, por um respectivo valor nominal prede- terminado.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO EAPARELHO PARA ASSEGURAR A CONSTÂNCIA DIMENSIONAL DEESTRUTURAS FÍSICAS DE MULTISSEGMENTOS DURANTE A MONTA-GEM".
Descrição
A presente invenção refere-se a um método e a um aparelhopara assegurar a constância dimensional de estruturas físicas de multisseg-mentos durante a montagem.
Sem qualquer restrição a sua aplicabilidade geral, a presenteinvenção, bem como os problemas em que ela está baseada, serão explica-dos com referência à montagem de estruturas da aeronaves de multisseg-mentos.
Instalações de produção que são usadas no presente para afabricação de fuselagem de aviões têm elementos de definição de geometriade cujo uso a geometria de revestimento externo final é produzida. Esseselementos de definição de geometria, normalmente, são compostos de aço esão fabricados de modo que a forma aerodinâmica interna dos envoltóriosda fuselagem pode ser fixada nos mesmos, de modo que a posição resultan-te da forma aerodinâmica externa corresponde ao contorno nominal. Nessecaso, é necessário assegurar que os elementos de definição de geometriamudem apenas dentro de uma ordem de magnitude que está dentro da faixade tolerância aceitável por todo o período de tempo de seu uso, em particu-lar, por todo o período de tempo de fabricação de uma respectiva fuselagemde aeronave.
A tecnologia de instalação de fabricação mais moderna já estáprescindindo desses elementos de definição de geometria e está fazendouso de eixos geométricos de posicionamento controlados numericamente(NC) para essa finalidade. Nesse caso, a geometria é obtida pelo posicio-namento correto dos segmentos de fuselagem individuais com relação umao outro. Nessa técnica de produção, como na técnica de produção descritaacima, o resultado do processo é verificado no final do processo global. Issoé necessário porque o ambiente de produção não permanece estável portodo o tempo do processo, por exemplo, devido às flutuações de temperatu-ra, à geologia, redução e aumento parcial das fábricas de produção e seme-lhantes.
Uma desvantagem que está sendo encontrada com as técnicasde produção descritas acima é o fato de que, em certas circunstâncias, éencontrado como o resultado da medição no final do processo global queuma discrepância está presente, a qual não pode ser tolerada. Essa circuns-tância em que a discrepância que não pode ser tolerada ocorre em uma eta-pa separada do processo, após o término de todos os estágios de criação devalor que já foram realizados, torna esses conceitos de fabricação financei-ramente caros e não atraentes.
O objetivo da presente invenção é, portanto, proporcionar ummétodo aperfeiçoado e um aparelho aperfeiçoado para assegurar a constân-cia dimensional de estruturas físicas de multissegmentos durante a monta-gem, o que permite a monitoração e, se necessário, a correção da constân-cia dimensional em qualquer momento no processo de produção, de prefe-rência, mesmo continuamente.
A invenção proporciona um método para assegurar a constânciadimensional de estruturas físicas de multissegmentos, em particular estrutu-ras da aeronaves de acordo com a reivindicação 1, um aparelho correspon-dente de acordo com a reivindicação 11 e um programa de computador deacordo com a reivindicação 12.
Desenvolvimentos e aperfeiçoamentos vantajosos da matériaalvo da presente invenção podem ser encontrados nas reivindicações de-pendentes.
A expressão estrutura da aeronave cobre, por exemplo, a fuse-lagem da aeronave e/ou seções da fuselagem de aeronave, planos princi-pais, ou seções dos planos principais, bem como estabilizadores ou partesdos estabilizadores.
Por exemplo, o sistema de coordenadas espacialmente fixaspode ser formado com base em um ponto fixo dentro dos locais de fabrica-ção base em um ponto fixo do lado de fora dos locais de fabricação, por e-xemplo, com base em um ou mais satélites.
À guisa de exemplo, se for verificado que a constância dimensi-onal não está em conformidade com aquela requerida, uma maneira ade-quada para corrigir isto é alinhar dois segmentos da estrutura física que de- vam ser montados um com o outro mais uma vez, antes que sejam conecta-dos firmemente um ao outro. Essa correção da posição de um respectivosegmento ou de um respectivo grupo de segmentos já montados também éproporcionada de modo que a constância dimensional esteja dentro de umafaixa de tolerância predeterminada. Em outras palavras, o método de acordo com a invenção e o aparelho de acordo com a invenção também permitemcertas tolerâncias, de preferência, livremente predetermináveis, precisamen-te da mesma maneira que qualquer outro método de medição e/ou de inspe-ção.
Fundamentalmente, os dois procedimentos a seguir podem seradotados a fim de monitorar as posições dentro do sistema de coordenadastridimensionais espacialmente fixas:
a) A posição relativa dos segmentos ou grupos de segmentoscom relação um ao outro é monitorada dentro do sistema de coordenadasespacialmente fixas e os segmentos ou grupos de segmentos são alinhados em relação um ao outro na base das posições registradas. A posição espa-cial da estrutura física completamente montada dentro do sistema de coor-denadas espacialmente fixas é, nesse caso, de importância secundária.
b) A posição absoluta dos segmentos individuais ou grupos desegmentos dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas é monito-rada e os segmentos são alinhados com base nas posições nominais prede-termináveis dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas. Nessecaso, a posição espacial da estrutura física completa dentro do sistema decoordenadas espacialmente fixas é da maior importância.
O método de acordo com a invenção e de acordo com a reivindi- cação 1, bem como o aparelho correspondente de acordo com a reivindica-ção 11, têm a vantagem em relação à técnica anterior de que o resultado damontagem da estrutura física pode ser predito e/ou corrigido a qualquermomento durante o processo de montagem. O registro repetido, de prefe-rência contínuo, das posições dos segmentos individuais ou grupos de seg-mentos por todo o período de tempo de montagem da estrutura física tornapossível, quando usando elementos de definição de geometria, impedirquaisquer discrepâncias da constância dimensional desejada, usando pro-cedimentos de rejeição, de modo que a constância dimensional desejadaexista no final do processo de montagem e a estrutura física possa se pro-cessada imediatamente.
Quando usando dispositivos de posicionamento numericamentecontrolados, os dados geométricos determinados durante o processo demontagem podem ser processados imediatamente e podem ser usados co-mo uma variável controlada, de modo que nenhuma discrepância exista daconstância dimensional desejada no final de um processo de montagem ide-al.
Um aperfeiçoamento preferido da invenção proporciona que,para registro de não contato das posições dos segmentos individuais ougrupos de segmentos, pontos de medição permanecem permanentementedispostos nos segmentos individuais ou grupos de segmentos através damontagem da estrutura física, com as posições dos pontos de medição sen-do registradas dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas e/ou aposição relativa com relação aos pontos de medição associados com seg-mentos diferentes sendo registrados. Qualquer correção de posição quepossa ser requerida é realizada pela variação das posições dos pontos demedição dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas e/ou porvariação da posição relativa dos pontos de medição associados com diferen-tes segmentos. À guisa de exemplo, os pontos de medição podem compre-ender os pontos de medição que são usados normalmente para dispositivosde posicionamento controlados numericamente, por exemplo, marcaçõescoloridas nos segmentos individuais. Os pontos de medição, de preferência,compreendem aparelhos auxiliares que são dispostos nos segmentos ougrupos de segmentos e que, por exemplo, são capazes de determinar dadosde posição com base em satélites e passar esses dados de posição para umaparelho de controle central.
Um outro aperfeiçoamento preferido da invenção proporcionaque o sistema de coordenadas espacialmente fixas seja formado por umtransmissor principal e uma pluralidade de transmissores secundários, comas posições dos transmissores secundários com relação ao transmissorprincipal sendo monitoradas continuamente e com os valores medidos dostransmissores secundários sendo corrigidos, no caso de qualquer discrepân-cia dos valores nominais preestabelecidos dos valores de posição dos trans-missores secundários. À guisa de exemplo, o transmissor principal pode serum sensor para registro de não contato da posição de um ou mais segmen-tos dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas, cuja posiçãodentro dos locais de fabricação seja conhecida ou cuja posição seja usada apriori como a origem ou ponto fixo dentro do sistema de coordenadas espa-cialmente fixas. Nesse caso, os transmissores secundários podem ser aindasensores adicionais, que, de preferência, têm uma ligação visual direta ouindireta com o transmissor principal e, por exemplo, registrem as posiçõesde segmentos que estão localizados no lado da estrutura física voltado paralonge do transmissor principal. É igualmente possível que o sistema de co-ordenadas espacialmente fixas seja formado por meio de dados de posiçãoauxiliados por satélite. Nesse caso, os respectivos satélites que estão acimado horizonte para descoberta de posições são usados como transmissoressecundários, em cujo caso, por exemplo, uma estação terrestre, cuja locali-zação é conhecida, atua como o transmissor principal, a fim de corrigir errosde tempo de retardo e/ou imprecisão nos dados de posição protegidos porsatélite.
Um outro aperfeiçoamento da invenção proporciona que as po-sições dos segmentos individuais e/ou dos pontos de medição que são dis-postos nos segmentos individuais a serem registrados pelos transmissoresno sistema de coordenadas espacialmente fixas, sem que contato seja feito.Nesse caso, medidas são tomadas para que os transmissores no sistema decoordenadas espacialmente fixas compreendam, por exemplo, sensores pa-ra registro de não contato das posições dos segmentos individuais com aposição de um transmissor principal, por exemplo, sendo usada como a ori-gem do sistema de coordenadas espacialmente fixas e com o transmissorprincipal sendo usado, principalmente, para monitorar as posições dostransmissores secundários, a fim de corrigir o valor medido dos sensoresque são usados como transmissores secundários, no caso de quaisquer dis-crepâncias de suas posições nominais.
Um outro aperfeiçoamento da invenção proporciona que as po-sições dos segmentos individuais e/ou dos pontos de medição, que são dis-postos nos segmentos individuais, sejam monitorados por ferramentas auxi-liares, com as posições das ferramentas auxiliares dentro do sistema de co-ordenadas espacialmente fixas sendo monitoradas continuamente pelostransmissores no sistema de coordenadas espacialmente fixas. Ferramentasauxiliares, que podem ser usadas para essa finalidade, podem ser, por e-xemplo, os dispositivos de posicionamento controlados numericamente quesão usados, cujas respectivas posições dentro dos locais de fabricação sãoconhecidas e/ou são monitoradas dentro do sistema de coordenadas espa-cialmente fixas. Se uma discrepância for encontrada entre a posição de umaferramenta auxiliar e sua posição nominal, há duas opções preferidas, quesão consideradas:
a) pelo posicionamento renovado da ferramenta auxiliar em suaposição nominal;
b) pelo cálculo da discrepância entre a posição da ferramentaauxiliar e sua posição nominal e cálculo de um fator de correção, que levaem consideração essa discrepância, para os dados de posição registradospor essa ferramenta auxiliar e/ou os dados de controle para essa ferramentaauxiliar.
Se o sistema de coordenadas espacialmente fixas for formadopor dados de coordenadas protegidos por satélite, é possível que as ferra-mentas auxiliares compreendam sensores para registro de não contato dasposições dos segmentos e/ou sensores para registro pelo menos do contor-no externo dos grupos de segmentos que já foram montados para formaruma parte da estrutura física, com esses sensores sendo dotados de meiospara determinação de sua posição dentro do sistema de coordenadas espe-cialmente fixas. Esses dados de posição podem, então, ser usados, por e-xemplo, para corrigir os valores medidos dos sensores individuais.
Um outro aperfeiçoamento preferido da invenção proporcionapara que o sistema de coordenadas espacialmente fixas seja formado pordados de posição com o auxílio de satélite, por exemplo, Galileo ou GPS(Sistema de Posicionamento Global). Isto é particularmente vantajoso quan-do o sistema de coordenadas espacialmente fixas é usado em conjunto como trabalho de manutenção na aeronave no ar livre.
Um outro aperfeiçoamento da invenção proporciona que o sis-tema de coordenadas espacialmente fixas seja formado por dados de posi-ção com o auxílio de raio laser. Por exemplo, é possível que o sistema decoordenadas espacialmente fixas seja formado por uma pluraridade de fei-xes de raio laser na forma de um ventilador, os chamados ventiladores deraio laser, que são transmitidos pelos transmissores individuais no sistemade coordenadas espacialmente fixas. Os ventiladores de raio laser de todosos transmissores formam uma multiplicidade de interseções, corresponden-do às coordenadas dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas.As posições dos segmentos individuais dos grupos de segmentos que já fo-ram montados e/ou os pontos de medição podem ser monitorados por meiode registro ótico das coordenadas raio laser ou por reflexão nos segmentosou pontos de medição, ou, por exemplo, por receptores sensíveis a raio la-ser, dispostos nos pontos de medição. Um sistema de coordenadas com oauxílio de raio laser é igualmente possível, em que as coordenadas dos pon-tos de medição são determinadas por medições de tempo de retardo combase nos respectivos transmissores.
Um outro aperfeiçoamento preferido da invenção proporcionapara a posição relativa dos segmentos ou grupos de segmentos, que gover-na a constância dimensional da estrutura física, para ser registrada com re-lação um ao outro, principalmente no sistema de coordenadas espacialmen-te fixas. Portanto, é em princípio possível introduzir um outro sistema de co-ordenadas que se origina da posição absoluta de um primeiro segmentodentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas e que pode mudarsua posição com o segmento dentro do sistema de coordenadas espacial-mente fixas durante o processo de montagem, de modo que as coordenadasdos segmentos individuais dentro do outro sistema de coordenadas perma-necem inalteradas no caso de uma mudança para a posição do primeirosegmento dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas. Nessecaso, a relação entre as coordenadas dos segmentos individuais permaneceinalterada dentro desse sistema de coordenadas adicional.
Um outro aperfeiçoamento da invenção proporciona para a posi-ção absoluta dos segmentos ou grupos de segmentos, que governa a cons-tância dimensional da estrutura física, dentro do sistema de coordenadasespacialmente fixas ser registrada, principalmente no sistema de coordena-das espacialmente fixas. Um outro aperfeiçoamento preferido da invençãoproporciona para o registro de não contato de pelo menos parte do contornoexterno, o que reflete a forma aerodinâmica externa, dos segmentos ou gru-pos de segmentos já montados e/ou posicionados, de preferência, bem co-mo os segmentos ou grupos de segmentos a serem adicionados na respec-tiva etapa de trabalho, em adição ou em lugar do registro das posições dossegmentos individuais, ou grupos de segmentos dentro do sistema de coor-denadas espacialmente fixas, para monitoração contínua da constância di-mensional da estrutura física.
Modalidades exemplares da invenção são explicadas em maisdetalhes na descrição seguinte e são ilustradas nos desenhos, em que:
A figura 1 mostra um fluxograma a fim de ilustrar o procedimentode acordo com uma modalidade do método de acordo com a invenção; e
A figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um aparelhopara realizar a modalidade do método de acordo com a invenção, conformemostrado na figura 1.
Em uma etapa preparatória do método, que não está ilustrada,um sistema de coordenadas tridimensionais espacialmente fixas é estabele-cido na área em que uma estrutura física na forma de uma estrutura de umaaeronave é destinada para ser montada subseqüentemente de uma plurali-dade de segmentos individuais, de modo que o sistema de coordenadas tri-dimensional espacialmente fixas encerre a estrutura da aeronave completa.
Em uma segunda etapa preparatória do método, que, igualmen-te, não está ilustrada, pontos de medição (também referidos como alvos) sãoaplicados permanentemente aos segmentos individuais para registro contí-nuo de não contato das posições dos segmentos individuais dentro do sis-tema de coordenadas tridimensionais espacialmente fixas que tenha sidopreparado.
O método principal, conforme ilustrado na figura 1 é realizadoapós o término das duas etapas preparatórias do método.
Em uma primeira etapa principal do método a) os segmentosdotados dos alvos são cronometrados ou registrados, isto é a posição dosalvos nos segmentos individuais, a natureza dos segmentos e a posição dossegmentos dentro da estrutura da aeronave a serem montados são determinadas.
Em uma segunda etapa principal do método b) um primeirosegmento entra na área registrada de transmissores, que formam o sistemade coordenadas tridimensional espacialmente fixas. A posição, bem como aorientação do primeiro segmento dentro do sistema de coordenadas espaci-almente fixas, é, nesse caso, determinada e/ou estabelecida de acordo comos valores preestabelecidos. Um registro da posição e da orientação do pri-meiro segmento pode ser realizado, por exemplo, de forma visual, por meiosde câmeras e algoritmos de processamento de imagem adequado. No en-tanto, é também possível usar somente o alvo, a fim de determinar, por e-xemplo, dados de posição para os alvos individuais dentro do sistema decoordenadas espacialmente fixas de maneira similar a um sistema de nave-gação auxiliado por satélite, tal como GPS. O conhecimento ganho durante oprocesso de cronometragem e registro na etapa a) sobre a natureza, o uso eas dimensões do respectivo segmento e, se apropriado, qualquer identifica-ção usada para os alvos é usada para determinar qualquer discrepância disso.
Em uma terceira etapa principal do método c), dispositivos deposicionamento numericamente controlados que suportam o primeiro seg-mento movem o primeiro segmento para a posição nominal exata corres-pondente a sua disposição subseqüente dentro da estrutura global da aero-nave.
Uma quarta etapa principal do método d) proporciona verificaçãocontínua, por todo o processo de montagem, dessa posição, que pode vari-ar, por exemplo, como um resultado das influências da temperatura.
Em outras palavras, na etapa principal do método d), a posição eorientação do primeiro segmento dentro do sistema de coordenadas tridi-mensional espacialmente fixas são registradas repetidamente e ciclicamentepor todo o processo de montagem.
Nesse caso, a terceira e a quarta etapas principais do método c)e d), respectivamente, formam um laço de controle RK e, se uma mudançafor encontrada na posição, por exemplo, por causa das influências de tempe-ratura, o primeiro segmento é mais uma vez movido para sua posição nomi-nal exata.
Se a posição real do primeiro segmento corresponde à sua posi-ção nominal, então, o primeiro segmento é estabilizado em uma quinta etapaprincipal do método e).
Em uma sexta etapa principal do método f), a correspondênciaentre a posição nominal e a posição real é registrada e mantida para fins decontrole de qualidade.
As etapas principais do método de a) até f) já descritas são rea-lizadas sucessivamente para cada segmento individual e são, então, repeti-das ciclicamente até que todos os segmentos que formam a estrutura globalda aeronave tenham sido instalados e a estrutura da aeronave tenha sidomontada completamente.
À guisa de exemplo, de acordo com essa modalidade, o métodopode ser usado, vantajosamente, para montagem de estruturas da aeronavede grande formato. Em princípio, o método pode também ser usado quandoum processo de asa exato, de alta precisão, é destinado a ser realizado empartes relativamente pequenas de estruturas da aeronave ou outras estrutu-ras e que pode se estender através de um período de tempo prolongado dediversas horas ou diversos dias.
A base para realização do método sucessivamente e para ob-tenção das vantagens associadas com o método é a implementação de me-trologia tridimensional suficientemente precisa no processo de fabricação, demodo que os pontos de medição que são relevantes para avaliação de qua-lidade podem ser monitorados a qualquer momento e cada ponto de medi-ção está disponível permanentemente como um valor de coordenada tridi-mensional.
As variantes a seguir são possíveis para monitoração on-line, talcomo:
a) monitoração de pontos que estão localizados nas proximida-des do ambiente real do processo e formação de uma correlação correspon-dente entre uma mudança nos pontos monitorados e as mudanças encon-tradas na geometria da fuselagem de aeronave;
b) medição geométrica permanente direta das coordenadas re-levantes da fuselagem de aeronave e cálculo correspondente de um valor decorreção para quaisquer mudanças encontradas, com isso sendo passadocomo um comando de controle para os dispositivos de posicionamento con-trolados numericamente.
O método assegura que a constância dimensional da estruturade aeronave montada pode ser mantida sempre por todo o tempo da monta-gem da estrutura de aeronave a partir da pluralidade de segmentos, comisso sendo conhecido como o resultado final do processo de montagem. A-lém disso, o uso do método imediatamente após o processo de montagempermite processamento adicional da fuselagem de aeronave uma vez que ocontrole de qualidade e a verificação da constância dimensional já tenhamsido realizados e registrados continuamente durante o processo de monta-gem. Além disso, o método reduz os custos do novo trabalho e o desperdíciode modo considerável, uma vez que todo processo de montagem é verifica-do continuamente e, se necessário, é corrigido, para constância dimensionalda estrutura da aeronave completa.A figura 2 mostra uma ilustração esquemática de um aparelhopara realização da modalidade do método de acordo com a invenção, con-forme mostrado na figura 1.
Um sistema de coordenadas espacialmente fixas 90, que encer-ra uma estrutura de aeronave 30 a ser montada de uma pluralidade de seg-mentos 31, 32, 33, é formado por um transmissor principal 10 e uma plurali-dade de transmissores secundários 11, 12, 13. Os transmissores secundá-rios 11, 12, 13 têm todos uma ligação visual direta com o transmissor princi-pal 10, que monitora, continuamente, a posição dos transmissores secundá-rios 11, 12, 13, a fim de assinalar quaisquer desvios de posição que possamocorrer dos transmissores secundários para uma unidade central de compu-tação 20. As posições de transmissores secundários dispostos atrás da es-trutura de aeronave 30 podem ser monitoradas, por exemplo, via ligaçõesvisuais indiretas por meio de acoplamento via os transmissores secundários11, 12, 13, que têm uma ligação visual direta.
A estrutura de aeronave 30 é montada da pluralidade de seg-mentos 31, 32, 33. A fim de permitir que a posição e a orientação dos seg-mentos individuais 31, 32, 33 dentro do sistema de coordenadas espacial-mente fixas 90 sejam registradas, alvos 40 são dispostos nos segmentos 31,32, 33 e podem ser registrados pelos transmissores 10, 11, 12, 13 sem queo contato seja feito. As posições dos alvos 40 podem ser determinadas den-tro do sistema de coordenadas espacialmente fixas 90 por medição de inter-ferência ou tempo de retardo, por exemplo, usando feixes de raio laser, dapluralidade de transmissores 10, 11, 12, 13. Uma vez que a associação en-tre os alvos 40 e os segmentos individuais 31, 32, 33 é conhecida, por e-xemplo, com base na correlação do movimento de junção dos alvos 40 unscom os outros, quando um respectivo segmento 31, 32, 33 está sendo intro-duzido no sistema de coordenadas espacialmente fixas 90 e na área de re-gistro dos transmissores 10, 11, 12, 13 ou pela cronometragem ou registrodos segmentos 31, 32, 33, as posições dos segmentos 31, 32, 33 dentro dosistema de coordenadas espacialmente fixas podem ser calculadas por meioda unidade central de computação com base nas posições dos alvos 40.Os segmentos individuais 31, 32, 33 são movidos para suas po-sições nominais e orientações nominais por meio de dispositivos de posicio-namento controlados numericamente 50, que são dispostos em aparelhos deconstrução ajustável 51. A unidade central de computação 20, nesse caso,controla os dispositivos de posicionamento NC 50.
No caso do presente exemplo, a estrutura de aeronave 30 émontada como segue.
Primeiro de tudo, um primeiro segmento 31 é introduzido no sis-tema de coordenadas 90 e, assim, na área de registro dos transmissores 10,11, 12, 13. O segmento 31 é posicionado e alinhado no sistema de coorde-nadas 90 com base na posição desse segmento 31, predeterminada a priori,dentro da estrutura de aeronave 30. Um segundo segmento 32 é agora i-gualmente introduzido no sistema de coordenadas 90, é posicionado e é ali-nhado no sistema de coordenadas em termos absolutos ou relativamentecom relação ao primeiro segmento 31, de modo que os dois segmentos 31,32, juntos asseguram a constância dimensional daquela parte da estruturade aeronave 30, que é formada por esses dois segmentos 31, 32. Os doissegmentos 31, 32 são, então, firmemente conectados um ao outro.
Um terceiro segmento 33 é, então, introduzido e é posicionado ealinhado em relação aos segmentos já montados 31, 32 da estrutura de ae-ronave. Os alvos 40 nas partes já montadas podem ser agrupados pela uni-dade central de computação 20 para formar um novo segmento, que com-preende os dois segmentos 31, 32.
Qualquer discrepância na constância dimensional é detectadadurante a montagem da estrutura de aeronave 30, quando é encontrada du-rante o posicionamento e o alinhamento do segmento 32 com relação àquelaparte da estrutura de aeronave 30, que tenha sido montada dos segmentos31, 32, que suas posições, em termos absolutos ou relativamente uma à ou-tra, estão fora de uma tolerância máxima permissível predeterminada.
Em princípio, é possível formar o sistema de coordenadas espa-cialmente fixas por meio de dados de posição protegidos por satélite. Nessecaso, os respectivos satélites que estão acima do horizonte para descobertade posições são usados como transmissores secundários, em cujo caso, àguisa de exemplo, uma estação em terra, em uma localização conhecida, éusada como o transmissor principal, a fim de corrigir erros de tempo de re-tardo e/ou imprecisão nos dados de posição protegidos por satélite. Nessecaso, à guisa de exemplo, os alvos podem compreender receptores deDGPS (GPS Diferencial) que são dispostos de modo que eles são fixadosaos segmentos para o período de tempo de montagem da estrutura de aero-nave e que passam seus dados de posição para a unidade central de com-putação.
O sistema de coordenadas especialmente fixas pode igualmen-te, por exemplo, ser protegido a raio laser, com uma rede tridimensional decoordenadas sendo formadas localmente, por exemplo, através de transmis-são de feixes de raio laser ou por ventiladores de feixes de raio laser dostransmissores no sistema de coordenadas espacialmente fixas, dentro darede da qual as posições dos pontos de medição, por exemplo, podem serdeterminadas. É possível, igualmente, realizar medições de tempo de retar-do em feixes de raio laser refletidos sobre a superfície dos segmentos indivi-duais. À guisa de exemplo, os suportes dos pontos de medição são encon-trados, com essa finalidade, por feixes de raio laser de uma pluralidade detransmissores e, por exemplo, a radiação difusa para trás é detectada, emcujo caso os tempos de retardo dos feixes de raio laser individuais podemser calculados por modulação adequada da luz de raio laser.
Embora a presente invenção tenha sido descrita acima com refe-rência às modalidades exemplares preferida, ela não está restrita às mes-mas, mas pode ser modificada de muitas maneiras.
Embora a presente invenção tenha sido explicada com referên-cia à estrutura de aeronave, a invenção não está restrita ao uso para a pro-dução de estruturas da aeronave. Por exemplo, é possível para o método deacordo com a invenção ser usado para a produção em particular de estrutu-ras, leves, de formato grande, em outros campos técnicos, em que há igual-mente uma exigência de constância dimensional muito boa, por exemplo,para a produção de sistemas de transporte para vôos no espaço ou no mar.Relação de Símbolos de Referência10 transmissor principal
11,12,13 transmissores secundários
20 unidade central de computação
30 estrutura de aeronave
31, 32, 33 segmento
40 alvo
50 dispositivo de posicionamento controlado numericamente
51 aparelho de construção ajustável
90 sistema de coordenadas espacialmente fixas
Claims (12)
1. Método para assegurar a constância dimensional de estrutu-ras físicas de multissegmentos, em particular estruturas da aeronave, duran-te a montagem, tendo as seguintes etapas:um sistema de coordenadas tridimensional espacialmente fixas(90), que encerra a estrutura física subseqüente montada, é preparado;uma pluralidade de segmentos (31, 32, 33) da estrutura física aser montada que são introduzidos no sistema de coordenadas tridimensionalespacialmente fixas (90);as posições dos segmentos individuais (31, 32, 33) e dos gruposjá montados de segmentos (31, 32, 33) são registradas repetidamente den-tro do sistema de coordenadas tridimensional espacialmente fixas (90) du-rante a montagem; ea posição de um respectivo segmento (31, 32, 33) ou de um res-pectivo grupo de segmentos já montados (31, 32, 33) é corrigida, se um res-pectivo registro mostra que as posições do respectivo segmento (31, 32, 33)ou dos respectivos grupos de segmentos já montadas (31, 32, 33) estão forade uma faixa de tolerância, que é predeterminada de acordo com uma cons-tância dimensional desejada, por um respectivo valor nominal predeterminado.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que, a fim de registrar as posições, os pontos de medição 40 sãodispostos fixos aos segmentos individuais (31, 32, 33), suas posições sãoregistradas e pelo fato de que as posições são corrigidas por correção dasposições dos pontos de medição 40.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizadopelo fato de que o sistema de coordenadas espacialmente fixas (90) é for-mado por um transmissor principal (10) e uma pluralidade de transmissoressecundários (11, 12, 13), e pelo fato de que as posições dos transmissoressecundários (11, 12, 13) são monitoradas pelo transmissor principal (10), epelo fato de que os valores medidos dos transmissores secundários (11, 12, 13) são corrigidos no caso de qualquer discrepância dos valores nominaispreestabelecidos dos valores medidos dos transmissores secundários (11,-12,13).
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelofato de que as posições do transmissor principal (10) e dos transmissoressecundários (11, 12, 13) são registradas sem que contato seja feito.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, 2 ou 3, caracteriza-do pelo fato de que as posições de ferramentas auxiliares (50) são monito-radas com as posições das ferramentas auxiliares (50) são monitoradas con-tinuamente dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas (90).
6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que o sistema de coordenadas espaci-almente fixas (90) é formado por dados de posição protegidos por satélite.
7. Método, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 5, ca-racterizado pelo fato de que o sistema de coordenadas espacialmente fixas(90) é formado por dados de posição com auxílio de raio laser.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações pre-cedentes, caracterizado pelo fato de que a posição relativa dos segmentos(31, 32, 33) com relação um ao outro é registrada no sistema de coordena-das espacialmente fixas (90).
9. Método, de acordo com uma das reivindicações de 1 a 7, ca-racterizado pelo fato de que a posição absoluta dos segmentos (31, 32, 33)dentro do sistema de coordenadas espacialmente fixas (90) é registrada nosistema de coordenadas espacialmente fixas (90).
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicaçõesprecedentes, caracterizado pelo fato de que o contorno externo dos segmen-tos (31, 32, 33) ou grupos de segmentos é registrado a fim de registrar asposições.
11. Aparelho para assegurar a constância dimensional de estru-turas físicas de multissegmentos, em particular estruturas da aeronaves, du-rante a montagem, tendo:um dispositivo para configurar um sistema de coordenadas es-pacialmente fixas tridimensional (90), que encerra a estrutura física subse-qüente montada;um dispositivo para introdução de uma pluralidade de segmentos(31, 32, 33) da estrutura física a ser montada no sistema de coordenadastridimensional espacialmente fixas (90);um dispositivo para registro das posições dos segmentos indivi-duais (31, 32, 33) e de grupos de segmentos já montados (31, 32, 33) dentrodo sistema de coordenadas tridimensional espacialmente fixas (90) durantea montagem; eum dispositivo para correção da posição de um respectivo seg-mento (31, 32, 33) ou de um respectivo grupo de segmentos já montados(31, 32, 33) em resposta a uma saída do dispositivo de registro que as posi-ções do respectivo segmento (31, 32, 33) ou do respectivo grupos de seg-mentos já montados (31, 32, 33) estão fora de uma faixa de tolerância, que épredeterminado de acordo com uma constância dimensional desejada, porum respectivo valor nominal predeterminado.
12. Produto de programa de computador, armazenado em ummeio que pode ser usado em conjunto com um computador, com meio deprograma legível de computador, quando executado em um computador, fazcom que o computador realize um método, com definido em uma das reivin-dicações de 1 a 10.
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