ES2237560T3 - Dispositivo y proceso de fijacion de unas piezas de fuselaje. - Google Patents

Dispositivo y proceso de fijacion de unas piezas de fuselaje.

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ES2237560T3 ES01914281T ES01914281T ES2237560T3 ES 2237560 T3 ES2237560 T3 ES 2237560T3 ES 01914281 T ES01914281 T ES 01914281T ES 01914281 T ES01914281 T ES 01914281T ES 2237560 T3 ES2237560 T3 ES 2237560T3
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Mats Karlsson
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Abstract

Método de regulación de un dispositivo (2) utilizado para el ensamblaje de las piezas de un fuselaje de avión, donde el dispositivo consiste en una instalación (3) que comprende unos raíles principales (7) que pueden deslizarse paralelos entre sí a lo largo de la instalación (3) según una primera coordenada X, y en cada raíl principal (7) un número de raíles guía (8) que pueden deslizarse paralelos entre sí a lo largo del raíl principal (7) y según una segunda coordenada Y, y axialmente según una tercera coordenada Z, y con un elemento de fijación (9) en la extremidad del raíl guía (8), donde el método comprende las fases siguientes: a) un manipulador (1) engancha un elemento de fijación (9) del raíl guía (8) y después el elemento de fijación (9) es desplazado por el manipulador (1) en las direcciones X, Y y Z de tal modo que el elemento de fijación (9) puede adoptar una posición predeterminada en el espacio, b) la posición del elemento de fijación (9) en el espacio está bloqueada con respecto a la instalación (3) mediante una función de bloqueo automático, c) las fases a y b se repiten para un número predeterminado de elementos de fijación (9).

Description

Dispositivo y proceso de fijación de unas piezas de fuselaje.
Campo técnico
La invención se refiere a un dispositivo y a un método de regulación de un dispositivo diseñado, por ejemplo, para soportar varios armazones de fuselaje fijados en una posición predeterminada y para fijar el recubrimiento del fuselaje en una posición predeterminada para poder unir el recubrimiento y los armazones para producir una sección del fuselaje. También se puede utilizar el dispositivo para soportar la sección del fuselaje en una posición predeterminada cuando las partes son fijadas a la sección del fuselaje.
Estado de la técnica
Para la producción de fuselajes, se necesitan algunas formas de dispositivos de fijación o de sujeción, diseñados para poder sostener firmemente en posición los armazones y el recubrimiento de una sección de fuselaje, al menos en varios puntos dentro de un volumen determinado, de tal modo que los armazones puedan ser fijados en posiciones predeterminadas con el fin de poder aplicar, fijar y sostener en posición el recubrimiento de la sección del fuselaje contra los armazones mientras que los armazones y el recubrimiento del fuselaje se fijan entre sí. En la producción de aviones, por ejemplo, se fabrican unos dispositivos de fijación para cada sección del fuselaje. De forma convencional, se requiere un dispositivo de fijación diferente para cada tipo de sección del fuselaje, por lo que se requiere un gran número de dispositivos de fijación. Estos están diseñados para que una instalación con una estructura sea fijada de tal manera que se incorporen varios puntos de fijación para los armazones del fuselaje. Los puntos de fijación asociados a un armazón específico se miden con un alto grado de tolerancia.
Los dispositivos de sujeción fijos convencionales descritos anteriormente pueden ser utilizados para una sección de fuselaje específica, y eso indica que se requiere un gran número de dichos dispositivos de fijación fijos y que éstos sólo pueden ser utilizados para el avión para el cual han sido producidos originalmente. Este proceso es muy caro, lo que significa que estos dispositivos de fijación fijos pueden ser utilizados únicamente para fuselajes producidos en serie. En principio, nunca se puede reutilizar un dispositivo de fijación fijo diseñado para una nave específica, por lo que este último se destruye una vez terminada la producción del avión.
Algunos dispositivos semiflexibles están disponibles en el mercado. Estos dispositivos pueden adaptarse y ser utilizados en distintas secciones del fuselaje. Un ejemplo de este dispositivo semiflexible está expuesto en la patente estadounidense 4 695 032, que describe un dispositivo semiflexible para la fabricación de un molde. Un número de barras o de raíles principales están fijados a la estructura. Unas bielas de soporte sostienen los elementos de fijación, cuyas posiciones pueden variar en dirección axial. Aunque en cierto modo, el dispositivo descrito permite disponer de forma individual los puntos de fijación, el dispositivo es flexible sólo en parte. El montaje del dispositivo depende de la determinación de la posición de los raíles principales y de los raíles guía antes de la instalación de los elementos de fijación móviles axialmente.
Otro ejemplo de este dispositivo semiflexible incluye un mecanismo que tiene una mesa de sujeción horizontal. La mesa de sujeción comprende varias filas de orificios, que están dispuestas tanto de forma longitudinal como transversal sobre la superficie de la mesa. Los orificios están diseñados para proporcionar un soporte para las bielas verticales, y pueden estar situados sobre la superficie de la mesa según el número requerido. Cuando este dispositivo debe ser montado sobre varios armazones utilizados para soportar una sección del fuselaje, dichas bielas se disponen en fila sobre la mesa en unas posiciones que corresponden a las posiciones de armazones recíprocas en la sección del fuselaje. Cada biela comprende un elemento de fijación móvil verticalmente, que se puede mover verticalmente mediante un servomotor que pertenece a cada biela. Para cada fila de bielas correspondiente a una posición del armazón en la sección del fuselaje, cada elemento de fijación de la biela puede, mediante el servomotor, desplazarse y estar sostenida a una altura que corresponde a la altura requerida para que el armazón sea soportado por dichas bielas. De esta manera, todos los elementos de fijación en forma de bielas pueden ser previstos para producir una forma correspondiente a la curvatura de los distintos armazones, después de lo cual los armazones, de uno en uno, pueden ser fijados con la distancia relativa apropiada y ser soportados por las bielas en varios puntos de soporte sobre los elementos de fijación, donde el armazón conserva su forma y en conjunto constituyen la geometría del espacio que debe presentar el recubrimiento de la sección del fuselaje particular. Posteriormente, el recubrimiento de la sección del fuselaje puede situarse contra los armazones fijos y fijarse a éstos, de forma que los armazones y el recubrimiento se acoplen entre sí al unirse. Un inconveniente de la solución semiflexible descrita en la presente es el coste elevado debido a que cada biela mencionada anteriormente está provista de un dispositivo de control separado para situar el elemento de fijación a la altura correcta.
Además, existen unas dificultades prácticas causadas por la plétora de cables fijados a cada biela para el suministro de energía y para el control del mecanismo de posicionamiento. Además, la solución técnica que consiste en colocar dichas bielas sobre dichas filas en función de una matriz, tampoco permite una disposición variable de las posiciones de los elementos de fijación.
En un modelo alternativo de dispositivo semiflexible se utilizan, de forma similar a la que se ha descrito anteriormente, varias bielas dispuestas sobre una matriz, es decir en fila sobre una mesa de sujeción, pero no se utilizan unidades de potencia individuales para el control de los elementos de fijación sobre las bielas cuando estas últimas son puestas en su posición. En cambio, se instala una abertura móvil sobre la superficie de sujeción. Esta abertura puede desplazarse por la superficie de sujeción y ser dispuesta sobre cada fila de bielas. El armazón de la abertura superior está equipado con uno o varios brazos operativos verticalmente, diseñados para desplazarse hacia abajo y enganchar un elemento de fijación en la parte superior de una biela. Posteriormente mediante un brazo controlado de manera automática por un programa de control, se puede disponer cada elemento de fijación de biela a la altura adecuada en una fila de una vez. Mediante el bloqueo de los elementos de fijación en cada biela utilizada según este modelo, las bielas pueden soportar unos recubrimientos curvados u otras estructuras con una buena tolerancia. Una desventaja de este dispositivo semiflexible sigue siendo que la posición de las bielas en el plano horizontal no puede variar libremente. Además, el robot de la abertura utilizado es caro y no puede ser utilizado para otras tareas que las que ya se han mencionado, es decir que un manipulador en forma de robot de la abertura es tan especializado como el propio dispositivo.
Descripción de la invención
Según un aspecto de la invención se preve un método para la regulación de un dispositivo utilizado para el ensamblaje de piezas de un fuselaje de avión, donde el dispositivo consiste en una instalación que comprende unos raíles principales paralelos que se pueden deslizar paralelos entre sí a lo largo de la instalación a lo largo de una primera coordenada X, y donde cada raíl principal posee varios raíles guía paralelos que se pueden deslizar paralelos entre sí a lo largo del raíl principal a lo largo de una segunda coordenada Y, y donde además cada raíl guía puede deslizarse axialmente a lo largo de una tercera coordenada Z, con un elemento de fijación en la extremidad del raíl guía, y donde el método incluye un manipulador que engancha un elemento de fijación del raíl guía para que posteriormente el elemento de fijación sea desplazado por el manipulador en las direcciones X, Y y Z de tal forma que el elemento de fijación está previsto para adoptar una posición predeterminada en el espacio, y durante el movimiento del elemento de fijación:
-
el raíl principal al que el elemento de fijación está conectado se desliza paralelo a la dirección X cuando el manipulador dispone el elemento de fijación en una coordenada X determinada,
-
el raíl guía al que el elemento de fijación está conectado se desliza paralelo a la dirección Y cuando el manipulador dispone el elemento de fijación en una coordenada Y determinada,
-
el raíl guía se desliza axialmente en la dirección Z de tal modo que su elemento de fijación está previsto en una coordenada Z determinada.
Además, el método incluye el manipulador que se mueve a su vez con respecto a cada elemento de fijación del raíl guía restante con el que está enganchado, para que después el elemento de fijación sea desplazado por el manipulador en la dirección Y y Z de tal modo que el elemento de fijación está previsto para adoptar una posición predeterminada en el espacio y durante este movimiento, el raíl guía con el que el elemento de fijación está conectado se desliza paralelo a la dirección Y cuando el manipulador dispone el elemento de fijación en una coordenada determinada Y, y el raíl de guía se desliza axialmente en la dirección Z de tal modo que su elemento de fijación está dispuesto en una coordenada Z dada. Se repiten todas las fases citadas anteriormente para cada raíl principal hasta que todos los elementos de fijación utilizados estén instalados en la posición adecuada.
Una vez instalados todos los elementos de fijación, se fija un armazón a los elementos de fijación de cada raíl principal tras lo cual se mantiene en posición un recubrimiento del fuselaje contra los armazones mediante mandrilado para permitir el ensamblaje de los armazones y del recubrimiento. De forma recíproca, un recubrimiento del fuselaje puede naturalmente ser fijado y soportado por los elementos de fijación, tras lo cual varios armazones determinados se ensamblan con el recubrimiento, asegurando así la fijación del recubrimiento y los armazones entre sí durante el ensamblaje de estas partes.
La invención incluye un dispositivo para la implantación del método descrito anteriormente, según está caracterizado en las reivindicaciones independientes.
Una ventaja de este método de ensamblaje es que el dispositivo permite una disposición variable de los elementos de fijación.
El manipulador utilizado en el método mencionado anteriormente está constituido de preferencia por un robot industrial. El uso de dicho robot industrial en forma de mecanismo para la regulación de los elementos de fijación incluye una primera entrada a los datos del sistema de control del robot en función de la orientación de la instalación con respecto del robot. Esto se obtiene, por ejemplo, haciendo que la mano de robot, con o sin herramientas fijas, detecte uno o más puntos de referencia, midiéndolos con precisión, y situándose en el brazo de la instalación. Un punto de referencia puede consistir en una placa cuadrada cuya posición sea detectada mecánicamente por la mano del robot o la herramienta de la mano de robot, con lo cual los datos de posición para el punto de referencia en forma de sus coordenadas X, Y y Z sean enviados al sistema de control del robot.
En el estado normal, es decir cuando no se ejecuta ningún ajuste del dispositivo, cada raíl principal se engancha a la instalación mientras que cada raíl guía se engancha a un raíl principal mediante algún tipo de dispositivo de bloqueo. Una vez regulado el dispositivo, estos bloqueos son desbloqueados por el manipulador.
Se dispone un acoplamiento entre la herramienta de enganche del robot y el elemento de fijación. Este acoplamiento puede consistir en una pieza hembra dispuesta sobre el elemento de fijación y en una parte macho dispuesta sobre la herramienta de enganche, que cooperan entre sí cuando el robot se une al elemento de fijación. El acoplamiento comprende una o más conexiones para enganchar la guía para el bloqueo. Se pueden realizar estas conexiones mediante unos conectores neumáticos para el desbloqueo neumático o hidráulico a través del manipulador, o de unos conectores eléctricos para un control electromagnético o electromecánico de desbloqueo de los dispositivos a través del manipulador.
Una ventaja de estos conectores es que la potencia para obtener un desbloqueo del bloqueo puede ser transferida y controlada por el manipulador sin que los elementos de fijación sean afectados por ninguna fuerza que pueda modificar sus posiciones con respecto al bloqueo. La energía eléctrica, hidráulica o neumática es transferida mediante el acoplamiento desde el manipulador hasta los bloqueos, donde el manipulador funciona simplemente como un transportador de la energía requerida para el desbloqueo. Cuando dicha energía ya no es conducida a través del manipulador hacia un bloqueo, dicho bloqueo vuelve a su posición bloqueada. Este tipo de acoplamiento puede ser utilizado para la regulación de los elementos de fijación, incluso si el manipulador está fijo en el dispositivo, en forma de un robot de abertura o similar, o se acciona manualmente y utiliza unos sistemas de medición externos para poner en posición los elementos de fijación.
Una ventaja de esta disposición de la función de bloqueo, donde la potencia para desbloquear el bloqueo es conducida a través del manipulador, es que no se necesita ningún cableado al interior del dispositivo, lo cual sería, por otro lado, necesario para transferir la potencia a cada bloqueo individual.
Otras ventajas del método y del dispositivo según la invención son que el dispositivo puede ser ajustado de forma simple y rápida para nuevos tipos de fuselaje. En consecuencia, se puede usar el dispositivo para más de una serie de fuselaje, y además, éste permite la modificación de un fuselaje de manera relativamente fácil y económica después de la producción de varias unidades en una serie del modelo. Además, se puede utilizar este mismo dispositivo para distintas secciones del mismo fuselaje. También se podrá utilizar el dispositivo en el futuro para productos que todavía no se han desarrollado en la actualidad, por lo que dicho dispositivo puede ser utilizado durante mucho tiempo. De esta manera, este dispositivo sería apropiado en la producción a pequeña escala de vehículos y de otras estructuras, donde, a nivel económico no se pueden utilizar dispositivos de sujeción fijos o soluciones semiflexibles de coste elevado. En caso de utilizar un robot industrial en forma de manipulador para la regulación del dispositivo, el método de la invención es particularmente útil, ya que se puede utilizar este robot industrial para otras funciones cuando la regulación del dispositivo no ha sido realizada. Unos ejemplos de esta función son las funciones de perforación, de remachado, y de trituración previstos en la estructura o fuselaje real que están fijos en el dispositivo.
No se van a describir los principios del bloqueo en esta descripción, puesto que ya se conocen. Estos bloqueos pueden estar definidos por portapiezas u otros bloqueos de fricción, que mediante el uso de unas fuerzas elásticas, por ejemplo, unos cilindros o refuerzos de sujeción bajo tensión y ejercen una fuerza entre los bloqueos y los raíles. Mediante la aplicación de una fuerza contra la fuerza elástica, como se ha mencionado anteriormente, usando la neumática, hidráulica o electromagnética, se puede liberar el portapiezas.
Descripción de dibujos
La figura 1 ilustra el dispositivo y el robot industrial que funcionan en conjunto para fijar los elementos de fijación sobre la instalación del dispositivo según el método de la invención.
La figura 2 muestra el mismo dispositivo que la figura 1 desde otro punto de vista, y en el que de forma adicional se ha fijado una sección de fuselaje en el dispositivo instalado.
La figura 3 es una representación esquemática de un raíl guía con su elemento de fijación auxiliar.
Descripción de las formas de realización
Varios ejemplos de la invención están descritos a continuación con la ayuda de los dibujos anexos.
En la figura 1, se visualizan el método y el dispositivo según la invención en una perspectiva en la que se muestra la forma de utilización de un robot industrial 1 en forma de manipulador para ajustar el dispositivo 2, en tal forma que éste pueda aceptar una estructura en 3-D con el fin de sostener esta estructura fija durante una o más fases en el ensamblaje. El dispositivo está compuesto por una instalación 3, que en este ejemplo está montada verticalmente en un piso. Si se requiere, la instalación puede ser construida con un segundo nivel. Es posible, por ejemplo, montar varias instalaciones en forma de prisma, cuando un fuselaje entero debe ser construido simultáneamente alrededor de estas instalaciones, donde las instalaciones forman las superficies laterales de este prisma. La instalación 3 tiene un armazón 4 con una biela longitudinal superior 5 y una biela longitudinal inferior 6. Estas bielas 5, 6 funcionan en forma de vías para varios raíles principales 7, que están dispuestos paralelos entre sí y donde cada uno tiene una fijación deslizante con sus extremidades en la biela superior 5 e inferior 6. Debido al enganche deslizante, los raíles principales 7 pueden desplazarse en paralelo a lo largo de la instalación con las extremidades de los raíles principales desplazándose en las bielas 5, 6. La fijación deslizante entre las bielas 5, 6 y los raíles principales 7 incluye también unos medios de guiado, de tal manera que los raíles principales 7 pueden desplazarse de forma perpendicular con respecto a las bielas 5, 6. Las extremidades de los raíles principales se desplazan en la biela en forma de vía por medio de un piloto de soporte deslizante, de una barra de guiado, de un rodillo de guiado o de algún mecanismo conocido equivalente. Una característica importante es que existe un bloqueo, entre el mecanismo de cojinete deslizante o rodante que pertenece al raíl principal, y la biela, con el que se puede bloquear el raíl principal y fijarse en una posición predeterminada. Este tipo de bloqueo es conocido y puede estar definido por unos manguitos de sujeción, que por medio de unas fuerzas elásticas son presionados y ejercen una fricción entre el raíl principal y la biela durante el periodo de tiempo en el que los raíles deben estar mantenidos en una posición fija.
Cada raíl principal 7 está equipado con varios raíles guía 8, que están conectados al raíl principal 7 con un cojinete deslizante. Los raíles guía 8 están dispuestos de manera perpendicular al raíl principal 7. Los raíles guía 8 pueden deslizarse en paralelo al raíl principal 7 y también en dirección axial. La función del raíl guía está ilustrada de manera más detallada en los dibujos. Las tres direcciones de movimiento mostradas para los raíles guía definen un sistema de coordenadas, en el que los raíles principales pueden desplazarse en la dirección X a lo largo de las bielas, mientras que se pueden deslizar los raíles guía en la dirección Y, es decir a lo largo de los raíles principales, donde la dirección de los raíles principales define la dirección Y. El movimiento axial que los raíles guía 8 pueden realizar tiene lugar en la dirección denominada Z en la presente.
Cada raíl guía 8 tiene un elemento de fijación 9 en su extremidad. Este elemento de fijación 9 está previsto para incluir los puntos de fijación de las estructuras, como armazones o recubrimientos de fuselaje, que se deben mantener en posición mediante el dispositivo. De esta manera, el elemento de fijación puede incluir unos orificios roscados, unos orificios de remache o similares para un acoplamiento contra unos medios complementarios de fijación en la estructura del fuselaje.
El raíl guía 8 tiene unos cojinetes deslizantes en un dispositivo en forma de carruaje, al que llamaremos carruaje 10. El carruaje 10 se desliza a lo largo del raíl principal mediante unas guías 11 que se desplazan a lo largo de un conducto al interior del raíl principal 7. Se puede desplazar el raíl guía 8 en su dirección axial mediante un primer cojinete deslizante 12 y un segundo cojinete deslizante 13 en la otra extremidad del carruaje 10.
El raíl guía 8 está bloqueado en una posición fija con respecto al carruaje 10 mediante una función de bloqueo. La función de bloqueo puede estar diseñada de distintas formas. Este tipo de bloqueo es conocido y puede consistir en unos manguitos de sujeción, que mediante unas fuerzas elásticas son presionados y ejercen una fricción entre el carruaje 10 y el raíl principal 7 así como entre el carruaje y el raíl guía 8 durante el periodo de tiempo en el que los raíles deben ser mantenidos en una posición fija.
Puesto que se conoce de forma apropiada la tecnología del bloqueo mencionado anteriormente, éste se representa de forma esquemática en la figura 3, donde la posición del bloqueo está indicada por el área 15 y donde, en este ejemplo, se considera también que el bloqueo se desbloquea por aire comprimido, que proviene del robot a través de unos conductos de aire en el rail guía y posteriormente a través de unos tubos de aire 14. De esta manera, el robot 1 es pasivo durante el desbloqueo y el bloqueo de los raíles 7, 8, es decir que el robot no transfiere ninguna fuerza mecánica al dispositivo, mientras que éste transmite el efecto de potencia del bloqueo mediante una conexión o desconexión de un medio que ejerce una fuerza, obtenida en el ejemplo por medio de una potencia neumática, pero donde también se puede usar potencia hidráulica y electromagnética. De esta manera, el riesgo de alterar la posición del dispositivo en la que se sujeta el elemento de fijación 9 por el robot 1 se reduce durante la fase de bloqueo del proceso de montaje.
Los raíles principales están diseñados de tal modo que se deslizan en las bielas 5, 6 usando un carruaje diseñado de forma similar al carruaje 10, y que tampoco va a ser descrito en la presente. Este diseño de carruaje también puede ser bloqueado según el modo descrito anteriormente. El principio de bloqueo puede variar mecánicamente de distintas maneras. Por ejemplo, se pueden utilizar unos manguitos de sujeción. El desbloqueo se realiza según el principio mencionado anteriormente, en el que incluso en este caso, el aire comprimido es regulado por unos tubos de aire desde el raíl guía 8 hasta los bloqueos en las extremidades de los raíles principales 7. Mediante la regulación del flujo de aire desde el robot a través del raíl guía 8, se puede desbloquear completamente el raíl principal suministrando aire comprimido al bloqueo del raíl principal.
El método según la invención para la regulación del dispositivo está ejemplificado e ilustrado en las Figuras 1, 2, y 3. Estos dibujos muestran un manipulador ejemplificado por un robot industrial 1. El robot 1 puede ser transportado de preferencia sobre una vía a lo largo del dispositivo 2. El sistema de control del robot incluye unos datos sobre la forma del fuselaje y por consiguiente contiene unos datos que hacen referencia a todas las posiciones de los elementos de fijación requeridas en el espacio indicadas por las coordenadas del espacio. El sistema de control del robot también está calibrado en su propia posición en relación con el dispositivo 2. Esto se consigue gracias a la mano del robot 17 que localiza una placa de calibración 18 con la medida apropiada, de tal forma que la mano del robot puede detectar la posición de la placa 18, de ese modo el sistema de control del robot puede leer las posiciones relativas del robot 1 y del dispositivo 2 de forma precisa.
Normalmente los raíles guía están dispuestos en sus posiciones de referencia, por ejemplo en la parte inferior de cada raíl principal 7. Según el método, el robot inicia el procedimiento de montaje del dispositivo, para un primer raíl principal 7, buscando el primer raíl guía 8 disponible en el raíl principal. Esto se realiza a través del robot en el que ya se ha cambiado una herramienta, puesto que se conecta una herramienta de montaje 16 a un desviador de herramientas sobre la mano del robot 17. La herramienta de montaje 16 es un dispositivo diseñado para conectarse al elemento de fijación 9. Se puede realizar la conexión ya que la herramienta de montaje 16 está equipada con una parte macho 19 y el elemento de fijación con una parte hembra 20, formando juntos un acoplamiento, y cooperando entre sí de manera muy precisa. El acoplamiento comprende unas conexiones para un medio de presión que se puede obtener entre el robot y la herramienta para obtener el desbloqueo de los bloqueos mencionados anteriormente ajustando un elemento de fijación, y el bloqueo de los bloqueos correspondientes cuando el elemento de fijación está colocado en la posición correcta. Cuando se ha encontrado el primer raíl guía 8 y la herramienta de montaje 16 sobre la mano del robot está fijada en el elemento de fijación 9, se desbloquean tanto el bloqueo del raíl principal 7 como el bloqueo del raíl guía 8.
En su sistema de control, el robot posee unos datos de posición en forma de coordenadas en las direcciones X, Y y Z para el elemento de fijación 9 de su raíl guía asociado 8 sostenido en ese momento por el robot, lo que permite que el robot desplace libremente el elemento de fijación en estas tres direcciones. Esto permite que el raíl principal 7 se deslice en la dirección X, cuando se han introducido las coordenadas X adecuadas, y que el raíl guía 8 se deslice en las direcciones Y y Z, al introducir las coordenadas Y y Z. Cuando el robot desplaza el elemento de fijación 9 hasta su posición predeterminada, de nuevo, tanto el raíl principal como el raíl guía son bloqueados. El sistema de control proporciona entonces al robot unos datos sobre la posición del raíl guía siguiente 8 en el mismo raíl principal que se ha citado anteriormente, por lo que el robot busca el nuevo raíl guía, se conecta por sí mismo a éste y desplaza, esta vez sólo en las direcciones Y y Z, al elemento de fijación del raíl guía 9 hasta la posición predeterminada. En este caso, no se desbloquea nunca el bloqueo del raíl principal 7. Sólo el raíl guía se desliza en las direcciones Y y Z. Para los raíles guía 8 que permanecen sobre el mismo raíl principal 7, se aplica un procedimiento similar.
Cuando se han instalado todos los elementos de fijación 9 utilizados en un raíl principal 7, se desarrolla un procedimiento equivalente para los demás raíles principales 7 utilizados en la instalación, con sus raíles guía y elementos de fijación 9 asociados.
Cuando todos los elementos de fijación 9 están colocados sobre el dispositivo según los datos predeterminados, se puede iniciar el montaje, por ejemplo, de un armazón de fuselaje en el dispositivo. Según el ejemplo, se instala un armazón 21 sobre los elementos de fijación 9 localizados sobre el mismo raíl principal, con el fin de mantener todos los armazones en su sitio según los límites de tolerancia requeridos y que definan juntos el perfil del fuselaje deseado. Se fija un recubrimiento del fuselaje 22 en varios puntos de una o más secciones y posteriormente se fija a los armazones fijados previamente. A continuación, los armazones y el recubrimiento pueden ser unidos entre sí usando tornillos, remaches o unos dispositivos de fijación equivalentes. Tal y como se ha mencionado anteriormente, el método según la invención tiene como ventaja que el robot industrial utilizado para la regulación del dispositivo puede ser utilizado también en forma de robot de ensamblaje para fijar los armazones y el recubrimiento entre sí, donde el robot es utilizado para hacer orificios, así como para el atornillado o el remachado.
Se puede reemplazar el elemento de fijación 9, de tal forma que éste pueda adaptarse a distintos tipos de objetos fijos, como armazones o recubrimientos.
Una variación de la invención consiste en utilizar una solución semiflexible en la que un robot de la abertura utilizado en forma de manipulador para el montaje de los elementos de fijación pueda ser dispuesto a lo largo de la instalación y realizar el procedimiento de montaje de los elementos de fijación. En este caso, no se puede utilizar el manipulador para cualquier otra operación, aunque todavía existe la ventaja de que, en comparación con las técnicas conocidas, los elementos de fijación pueden ser dispuestos libremente al interior del volumen de espacio proporcionado por el dispositivo.
En otra variación de la invención, el manipulador puede consistir en un manipulador manual, que en consecuencia, podrá estar diseñado en forma de herramienta manual, y que presenta una forma que corresponde a la que se ha descrito anteriormente para la mano del robot 17, y que es calibrado contra la placa de calibración del dispositivo 18 y está conectado a los elementos de fijación 9. En un monitor conectado a la herramienta manual, se lee la posición del elemento de fijación que está conectado a la herramienta manual, por lo que se puede, después de desbloquear dichos bloqueos de una forma similar a la que se utiliza con el robot 1, desplazar la herramienta hasta una posición en la que la herramienta desplaza el elemento de fijación 9 hasta la posición deseada en las direcciones X, Y y Z. Cuando se consigue la posición deseada, los raíles se bloquean en una forma similar a la que se ha mencionado anteriormente. Para garantizar la precisión del proceso de montaje cuando se utiliza la herramienta manual, ésta puede estar suspendida de un mecanismo en equilibrio que se puede desplazar a lo largo de la instalación en las direcciones X e Y. La medición de la posición de la herramienta manual en relación con el dispositivo se obtiene en este caso por medio de un sensor de posición láser, que mide por láser la posición de la herramienta manual en relación con las tres coordenadas del espacio e indica la posición actual de la herramienta manual, o más bien la posición del punto de fijación del elemento de fijación que está sostenido por la herramienta manual, en una pantalla de tal forma que el operador de la herramienta manual puede controlar de manera continua dicha posición actual y realizar los movimientos necesarios de la herramienta manual para conseguir la posición deseada del elemento de fijación 9.
Para los ejemplos descritos anteriormente, se ha mencionado que las posiciones de los elementos de fijación se basan en tres coordenadas previstas para ser orientadas de forma perpendicular una respecto a la otra. No obstante, también se pueden utilizar otras coordenadas, orientadas en distintos ángulos entre sí distintas de las que se han adoptado anteriormente.

Claims (17)

1. Método de regulación de un dispositivo (2) utilizado para el ensamblaje de las piezas de un fuselaje de avión, donde el dispositivo consiste en una instalación (3) que comprende unos raíles principales (7) que pueden deslizarse paralelos entre sí a lo largo de la instalación (3) según una primera coordenada X, y en cada raíl principal (7) un número de raíles guía (8) que pueden deslizarse paralelos entre sí a lo largo del raíl principal (7) y según una segunda coordenada Y, y axialmente según una tercera coordenada Z, y con un elemento de fijación (9) en la extremidad del raíl guía (8), donde el método comprende las fases siguientes:
a) un manipulador (1) engancha un elemento de fijación (9) del raíl guía (8) y después el elemento de fijación (9) es desplazado por el manipulador (1) en las direcciones X, Y y Z de tal modo que el elemento de fijación (9) puede adoptar una posición predeterminada en el espacio,
b) la posición del elemento de fijación (9) en el espacio está bloqueada con respecto a la instalación (3) mediante una función de bloqueo automático,
c) las fases a y b se repiten para un número predeterminado de elementos de fijación (9).
2. Método como en la reivindicación 1 para dicha regulación del dispositivo (2) que incluye las etapas:
a) el elemento de fijación es enganchado y desplazado por el manipulador mientras que durante el movimiento del elemento de fijación:
a1)
el raíl principal (7) al que el elemento de fijación (9) está conectado se desliza paralelamente a la dirección X,
a2)
el raíl guía (8) al que el elemento de fijación (9) está conectado se desliza paralelamente a la dirección Y,
a3)
el raíl guía (8) se desliza axialmente en la dirección Z de tal forma que su elemento de fijación (9) está ajustado según una coordenada Z determinada,
a4)
cuando el elemento de fijación (9) ha adoptado su posición predeterminada, el raíl principal (7) y el raíl guía (8) están bloqueados por dicha función de bloqueo automático,
b) para un raíl guía (8) sobre el raíl principal (7), un manipulador (1) engancha un elemento de fijación (9) del raíl guía (8) y después el elemento de fijación (9) es desplazado por el manipulador (1) en las direcciones X, Y y Z de tal modo que el elemento de fijación (9) puede adoptar una posición predeterminada en el espacio, mientras que durante el movimiento del elemento de fijación (9):
b1)
el raíl guía (8) al que el elemento de fijación (9) está conectado se desliza paralelamente a la dirección Y,
b2)
el raíl guía (8) se desliza axialmente en la dirección Z de modo que su elemento de fijación (9) se ajusta según una coordenada Z determinada,
b3)
cuando el elemento de fijación (9) ha adoptado su posición predeterminada, el raíl guía (8) se bloquea por medio de una función de bloqueo automático,
c) las fases a y b son repetidas para cada raíl principal (7).
3. Método como en la reivindicación 1 ó 2, en el que el ajuste de los elementos de fijación (9) se realiza mediante un robot industrial separado, que constituye en la presente dicho manipulador (1).
4. Método según la reivindicación 3, en el que el sistema de control del robot extrae unas informaciones sobre la posición de la instalación (3) a partir de al menos un cuerpo de referencia (18) situado sobre la instalación (3).
5. Método según la reivindicación 1 ó 2, donde el ajuste de los elementos de fijación (9) se realiza mediante un robot de abertura, que aquí constituye dicho manipulador (1) y que está dispuesto de tal modo que éste se extiende sobre la instalación (3) y puede desplazarse a lo largo de la instalación (3).
6. Método como en la reivindicación 1 o 2, en el que el ajuste de los elementos de fijación (9) se realiza mediante una herramienta manual, que aquí constituye dicho manipulador (1).
7. Método según la reivindicación 6, en el que la posición de la herramienta manual es medida por un dispositivo de medición, como un instrumento láser.
8. Método según la reivindicación 7, en el que, durante el procedimiento de regulación del dispositivo, la herramienta de mano está soportada por un dispositivo de soporte que puede desplazarse a lo largo de la instalación (3).
9. Método según la reivindicación 2, en el que el elemento de fijación (9) tiene una parte de acoplamiento (19) y el manipulador tiene un componente de acoplamiento complementario (20), y éstos se acoplan entre sí durante la regulación del dispositivo (2).
10. Método según la reivindicación 9, en el que el acoplamiento creado por dichos componentes de acoplamiento (19, 20) tiene unos medios para transferir un medio que activa o desactiva el bloqueo o bloqueos asociados al elemento de fijación (9) ajustados por el manipulador (1), y donde dicho medio es proporcionado por el manipulador (1).
11. Dispositivo utilizado para el ensamblaje de las piezas de un fuselaje de avión, caracterizado por el hecho de que el dispositivo consiste en una instalación (3) que comprende unos raíles principales (7) que se deslizan paralelamente entre sí a lo largo de la instalación (3) según una primera coordenada X, y sobre cada raíl principal (7) varios raíles guía (8) que pueden deslizarse paralelamente entre sí a lo largo del raíl principal (7) según una segunda coordenada Y, y axialmente según una tercera coordenada Z, y en la extremidad del raíl guía (8) se sitúa un elemento de fijación (9).
12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que los raíles principales pueden deslizarse de tal manera que varios elementos de fijación (9) fijados en los raíles (7, 8) pueden estar situados libremente sobre las tres coordenadas X, Y, Z en el espacio al interior de un volumen dado.
13. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado por el hecho de que las extremidades de los raíles principales (7) pueden deslizarse a lo largo de unas bielas dispuestas en paralelo (5, 6) que constituyen una parte de una estructura en la instalación (3).
14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que las extremidades de los raíles principales (7) están equipados con unos bloqueos que permiten bloquear los raíles principales con respecto a dichas bielas (5, 6).
15. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado por el hecho de que los raíles guía (8) están dispuestos en un carruaje (10), donde dicho carruaje (10) se desliza a lo largo del raíl principal (7) mediante unas guías (11), y donde el raíl guía, mediante unos cojinetes deslizantes, puede moverse con respecto al carruaje en su dirección axial.
16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado por el hecho de que el carruaje (10) está equipado con unos bloqueos, con los que se bloquea el carruaje (10) con respecto al raíl principal (7) a lo largo del cual el carruaje (10) se desplaza, y el raíl guía (8) que pasa a través del carruaje (10) está bloqueado con respecto a dicho carruaje (10).
17. Dispositivo según la reivindicación 14 y 16, caracterizado por el hecho de que los bloqueos están abiertos y cerrados por una transmisión de potencia neumática, hidráulica o eléctrica.
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