Dispositivo (1) para el ensamblaje mediante remachado de chapas (80),

comprendiendo el dispositivo un sistema (6) de remachado así como un sistema (4) de perforación, comprendiendo dicho sistema (4) de perforación un primer carro (10) así como un cabezal (14) de perforación montado sobre el primer carro (10) y que define un eje (16) de cabezal de perforación, y comprendiendo dicho sistema (6) de remachado un segundo carro (34) así como un cabezal (38) de remachado montado sobre dicho segundo carro (34) y que define un eje (40) de cabezal de remachado, comprendiendo además el dispositivo medios de puesta en movimiento de dicho cabezal (38) de remachado con respecto al segundo carro (34), diseñados para poder desplazar ese mismo cabezal (38) de remachado entre una posición de reposo, en la que dichos eje (16) de cabezal de perforación y eje (40) de cabezal de remachado son distintos, y una posición de trabajo, en la que dichos eje (16) de cabezal de perforación y eje (40) de cabezal de remachado se confunden, comprendiendo dichos medios de puesta en movimiento de dicho cabezal (38) de remachado con respecto al segundo carro (34) un paralelogramo (102) deformable; caracterizado porque dichos medios de puesta en movimiento de dicho cabezal de remachado con respecto al segundo carro (34) comprenden: - dos brazos (110) paralelos que forman dicho paralelogramo (102) deformable, cada uno articulado por uno de sus dos extremos a dicho segundo carro (34), y articulado por el otro de sus extremos a dicho cabezal (38) de remachado, y - un sistema (116) mecánico de deformación del paralelogramo (102) diseñado de manera que se genera, durante una puesta en movimiento de dicho segundo carro (34) según una dirección (18) de deslizamiento, una deformación de dicho paralelogramo (102), desde una primera configuración, que coloca dicho cabezal (38) de remachado en su posición de reposo, hasta una segunda configuración, que coloca dicho cabezal (38) de remachado en su posición de trabajo, y a la inversa; y porque dicho sistema (116) mecánico de deformación es un sistema de guiado que comprende un pasador (118) solidario con uno de dichos dos brazos (110) paralelos, deslizándose dicho pasador (118) en una garganta (120) de cambio durante una puesta en movimiento de dicho segundo carro (34) según dicha dirección (18) de deslizamiento

Dispositivo y procedimiento para el ensamblaje mediante remachado de chapas.

Campo técnico

La presente invención se refiere de manera general al campo del ensamblaje mediante remachado de chapas o estructuras metálicas delgadas, estando esta técnica ampliamente extendida en las actividades de construcciones aeronáuticas.

La invención encuentra en efecto una aplicación privilegiada pero no limitativa en el campo del ensamblaje robotizado mediante remachado de chapas de aeronaves que presentan una superficie de perforación/remachado de gran curvatura, como por ejemplo el borde de ataque de un ala, o bien de menor curvatura, como un panel de fuselaje de aeronave.

Estado de la técnica anterior

Los dispositivos que permiten ensamblar chapas mediante remachado ya se han desarrollado enormemente en la técnica anterior. Se conoce un ejemplo de realización por el documento US 2978791, en el que se basa el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 21.

En la industria aeronáutica, estos dispositivos integran generalmente un chasis que lleva un sistema de perforación, un sistema de remachado, así como un sistema de prensa de chapas. Generalmente, el sistema de prensa de chapas se controla en primer lugar de manera que se establece el contacto con las chapas que van a ensamblarse, después es el turno de que el sistema de perforación perfore las chapas con el fin de obtener un orificio en el que a continuación se inserta un remache, entregado por el sistema de remachado. A título indicativo, se observa que el sistema de prensa de chapas puede eventualmente duplicarse mediante un segundo sistema de prensa de chapas con el fin de poner a presión los dos lados del ensamblaje de chapas. Por otro lado, según las posibilidades de acceso a esta estructura, los remaches se ponen en su lugar desde un único lado de las chapas que van a ensamblarse, o bien desde los dos lados de las mismas.

El conjunto formado por el chasis que lleva los diferentes sistemas mencionados anteriormente se coloca habitualmente en el extremo de un brazo robotizado del dispositivo, lo que permite por tanto llevar este conjunto al lugar deseado con respecto a las chapas que van a ensamblarse.

Los sistemas de perforación y de remachado de los dispositivos conocidos, tales como los descritos en el documento EP 1329270, se controlan generalmente de manera que el cabezal de remachado y el cabezal de perforación se lleven alternativamente en el eje de trabajo del dispositivo, con el fin de efectuar allí una o varias operaciones específicas de los mismos y que suponen otras puestas en movimiento.

Esta manera de funcionar que necesita por tanto la puesta en movimiento secuencial de los sistemas de perforación y de remachado, requiere la presencia de una cadena cinemática de transmisión relativamente compleja que combina una multitud de medios de puesta en rotación y de puesta en traslación, y que se traduce no solamente en una masa elevada y una aparatosidad global importante, sino sobre todo en una falta de precisión en la perforación.

En efecto, ha podido constatarse una falta evidente de rigidez del cabezal de perforación resultante del importante número de medios de puesta en movimiento al que está asociado, pero también debido en particular al hecho de que esta pluralidad de medios de puesta en movimiento es propicia a la aparición en el tiempo de variaciones cinemáticas internas propias de las herramientas, que favorecen la aparición de huelgo. Naturalmente, estas variaciones, combinadas con la flexibilidad del brazo robotizado que lleva esos sistemas, no permiten al sistema de perforación presentar una rigidez suficiente en el eje de perforación, que pueda garantizar la formación de un orificio perfectamente circular y/o de un fresado regular.

Exposición de la invención

La invención tiene por tanto por objetivo proponer un dispositivo y un procedimiento para el ensamblaje mediante remachado de chapas que remedie los problemas mencionados anteriormente, y relativos a las realizaciones de la técnica anterior.

Para ello, la invención tiene por objeto un dispositivo para el ensamblaje mediante remachado de chapas, tal como se define en la reivindicación independiente 1.

Ventajosamente, el dispositivo según la invención proporciona una mejor precisión en la perforación, teniendo en cuenta que la cadena cinemática de transmisión asociada al sistema de perforación puede simplificarse con respecto a la encontrada en la técnica anterior. En efecto, actualmente ya no es necesario poner en movimiento el sistema de perforación para garantizar la colocación alternativa, en el eje de trabajo, de los sistemas de remachado y de perforación.

Esto se explica por el hecho de que la solución propuesta supone que el cabezal de perforación permanece permanentemente en el eje de trabajo del dispositivo, ya sea durante la operación de perforación o durante la operación de remachado, ya que es el propio sistema de remachado el que está diseñado para que su cabezal de remachado se desacople por turnos del eje de trabajo, y se oriente según el mismo situándose delante con respecto al cabezal de perforación con el que también está entonces alineado este cabezal de remachado.

Por consiguiente, la disposición propuesta proporciona una rigidez muy importante en el eje de perforación, que puede garantizar la formación de un orificio perfectamente circular y de un fresado regular.

Además, se observa que la simplificación de la cadena cinemática de transmisión asociada al sistema de perforación no tiene por objetivo únicamente reducir los riesgos de aparición en el tiempo de variaciones cinemáticas internas propias de las herramientas y que favorecen la aparición de huelgos, sino que también conduce ventajosamente a disminuir la masa del dispositivo así como su aparatosidad global.

Además, el empleo de un paralelogramo deformable permite de manera global simplificar aún más el diseño del dispositivo. El empleo de un paralelogramo deformable, asimilable a un pantógrafo, garantiza de una manera general una secuenciación simplificada de la operación de remachado que sigue a la operación de perforación, y por tanto proporciona una mejor eficacia al dispositivo. En efecto, como se detallará posteriormente, se observa que el paralelogramo está diseñado para deformarse con el fin de llevar el cabezal de remachado a su posición de trabajo en la que el eje de cabezal de perforación y el eje de cabezal de remachado se confunden, pudiendo efectuarse ventajosamente esta deformación automáticamente durante un sencillo desplazamiento del segundo carro, preferiblemente en paralelo al eje de cabezal de perforación.

Además, tal como se indicó anteriormente, preferiblemente se prevé que el paralelogramo se deforme de manera predeterminada durante una sencilla puesta en movimiento del segundo carro según una dirección de deslizamiento, preferiblemente idéntica a la dirección de desplazamiento del cabezal de remachado al final de la operación de remachado, es decir según una dirección del eje de trabajo del dispositivo, a su vez paralela a la dirección del eje de cabezal de perforación. Por consiguiente, este modo de realización preferido es notable porque la secuenciación de la operación de remachado se simplifica extremadamente, teniendo en cuenta que consiste únicamente en poner el segundo carro en movimiento según la dirección de deslizamiento.

Según la invención, el sistema mecánico de deformación es un sistema de guiado que comprende un pasador solidario con uno de los dos brazos paralelos, deslizándose el pasador en una garganta de cambio durante una puesta en movimiento del segundo carro según la dirección de deslizamiento. La garganta, asimilable a una rampa o una pista de cambio, dispone de una forma adaptada que garantiza la deformación del paralelogramo deseada.

Para ello, se observa que la garganta de cambio presenta de manera preferiblemente sucesiva una primera parte que permite mantener el paralelogramo en su primera configuración colocando el cabezal de remachado en su posición de reposo, una segunda parte que permite deformar progresivamente el paralelogramo hasta que adopta su segunda configuración colocando el cabezal de remachado en su posición de trabajo, y una tercera parte que permite mantener el paralelogramo en su segunda configuración, con el fin de permitir una operación de remachado. Cada una de las tres partes unidas es...

1. Dispositivo (1) para el ensamblaje mediante remachado de chapas (80), comprendiendo el dispositivo un sistema (6) de remachado así como un sistema (4) de perforación, comprendiendo dicho sistema (4) de perforación un primer carro (10) así como un cabezal (14) de perforación montado sobre el primer carro (10) y que define un eje (16) de cabezal de perforación, y comprendiendo dicho sistema (6) de remachado un segundo carro (34) así como un cabezal (38) de remachado montado sobre dicho segundo carro (34) y que define un eje (40) de cabezal de remachado, comprendiendo además el dispositivo medios de puesta en movimiento de dicho cabezal (38) de remachado con respecto al segundo carro (34), diseñados para poder desplazar ese mismo cabezal (38) de remachado entre una posición de reposo, en la que dichos eje (16) de cabezal de perforación y eje (40) de cabezal de remachado son distintos, y una posición de trabajo, en la que dichos eje (16) de cabezal de perforación y eje (40) de cabezal de remachado se confunden, comprendiendo dichos medios de puesta en movimiento de dicho cabezal (38) de remachado con respecto al segundo carro (34) un paralelogramo (102) deformable; caracterizado porque dichos medios de puesta en movimiento de dicho cabezal de remachado con respecto al segundo carro (34) comprenden:

- dos brazos (110) paralelos que forman dicho paralelogramo (102) deformable, cada uno articulado por uno de sus dos extremos a dicho segundo carro (34), y articulado por el otro de sus extremos a dicho cabezal (38) de remachado, y

- un sistema (116) mecánico de deformación del paralelogramo (102) diseñado de manera que se genera, durante una puesta en movimiento de dicho segundo carro (34) según una dirección (18) de deslizamiento, una deformación de dicho paralelogramo (102), desde una primera configuración, que coloca dicho cabezal (38) de remachado en su posición de reposo, hasta una segunda configuración, que coloca dicho cabezal (38) de remachado en su posición de trabajo, y a la inversa; y

porque dicho sistema (116) mecánico de deformación es un sistema de guiado que comprende un pasador (118) solidario con uno de dichos dos brazos (110) paralelos, deslizándose dicho pasador (118) en una garganta (120) de cambio durante una puesta en movimiento de dicho segundo carro (34) según dicha dirección (18) de deslizamiento.

2. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha garganta (120) de cambio presenta sucesivamente una segunda parte (150) que permite deformar progresivamente dicho paralelogramo (102) hasta que adopta su segunda configuración colocando dicho cabezal (38) de remachado en su posición de trabajo, y una tercera parte (152) que permite mantener dicho paralelogramo (102) en su segunda configuración, de manera que dicho cabezal (38) de remachado se ponga en traslación conservando su posición de trabajo con el fin de realizar la operación de remachado.

3. Dispositivo (1) según la reivindicación 1, caracterizado porque dicha garganta (120) de cambio presenta sucesivamente una primera parte (148) que permite mantener dicho paralelogramo (102) en su primera configuración colocando dicho cabezal (38) de remachado en su posición de reposo, una segunda parte (150) que permite deformar progresivamente dicho paralelogramo (102) hasta que adopta su segunda configuración colocando dicho cabezal (38) de remachado en su posición de trabajo, y una tercera parte (152) que permite mantener dicho paralelogramo (102) en su segunda configuración, de manera que dicho cabezal (38) de remachado se pone en traslación conservando su posición de trabajo con el fin de realizar la operación de remachado.

4. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque comprende un chasis (2) que lleva dicha garganta (120) de cambio y sobre el que están montados cada uno de dichos sistema (6) de remachado y sistema (4) de perforación, estando dispuestos cada uno de dichos carros (10, 34) primero y segundo de manera que pueden deslizarse de manera rectilínea con respecto al chasis (2) según dicha misma dirección (18) de deslizamiento, comprendiendo dicho sistema (4) de perforación medios (24) de puesta en movimiento del primer carro (10) en dicha dirección (18) de deslizamiento, y comprendiendo también dicho sistema (6) de remachado medios (104) de puesta en movimiento del segundo carro (34) en dicha dirección (18) de deslizamiento.

5. Dispositivo (1) según la reivindicación 4, caracterizado porque dichos medios de puesta en movimiento del segundo carro (34) en dicha dirección (18) de deslizamiento comprenden un cilindro (104) elevador sin vástago.

6. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 ó 5, caracterizado porque dichos medios (24) de puesta en movimiento del primer carro (10) toman la forma de un motor lineal.

7. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizado porque dicho primer carro (10) está montado sobre dos raíles (20) de guiado solidarios con dicho chasis (2), con ayuda de una pluralidad de patines (22) en forma de estribo que actúan conjuntamente con dichos dos raíles (20) de guiado y que son solidarios con dicho primer carro (10).

8. Dispositivo (1) según la reivindicación 7, caracterizado porque cada uno de dichos dos raíles (20) de guiado del primer carro (10) dispone de un alma, estando dispuestas las dos almas respectivamente en dos planos (P1, P2) inclinados formando conjuntamente una V en corte tomado ortogonalmente a dicho eje (16) de cabezal de perforación.

9. Dispositivo (1) según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, caracterizado porque cada uno de dichos dos raíles (20) de guiado del primer carro (10) dispone de una sección transversal en forma de I.

10. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque dicho primer carro (10) está equipado con un primer cabezal (30) de lectura adecuado para actuar conjuntamente con una regla (32) óptica colocada sobre dicho chasis (2).

11. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 10, caracterizado porque dicho segundo carro (34) está montado sobre un raíl (46) de guiado solidario con dicho chasis (2) y orientado según la dirección (18) de deslizamiento, con ayuda de al menos un patín (48) en forma de estribo que actúa conjuntamente con dicho raíl (46) de guiado y es solidario con dicho segundo carro (39).

12. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 11, caracterizado porque comprende además un sistema (8) de prensa de chapas dispuesto de manera que puede deslizarse de manera rectilínea con respecto al chasis (2), según dicha dirección (18) de deslizamiento.

13. Dispositivo (1) según la reivindicación 12, caracterizado porque el sistema (8) de prensa de chapas comprende un tercer carro (60) montado sobre dicho chasis (2), así como medios (70) de puesta en movimiento de ese tercer carro (60) en dicha dirección (18) de deslizamiento.

14. Dispositivo (1) según la reivindicación 13, caracterizado porque dichos medios (70) de puesta en movimiento del tercer carro (60) toman la forma de un motor lineal.

15. Dispositivo (1) según la reivindicación 14 combinada con la reivindicación 8, caracterizado porque los motores (24, 70) lineales de los carros (10, 60) primero y tercero tienen en común un mismo elemento (28) secundario fijo.

16. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 15 combinada con una cualquiera de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado porque dicho tercer carro (60) está montado sobre dichos dos raíles (20) de guiado que guían a dicho primer carro (10), con ayuda de una pluralidad de patines (68) en forma de estribo que actúan conjuntamente con dichos dos raíles (20) de guiado y son solidarios con dicho tercer carro (60).

17. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque dicho tercer carro (60) está equipado con un segundo cabezal (74) de lectura adecuado para actuar conjuntamente con una regla (32) óptica colocada sobre dicho chasis (2).

18. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 13 a 17, caracterizado porque dicho sistema (8) de prensa de chapas dispone de un cabezal (62) de prensa de chapas montado sobre dicho tercer carro (60) y que define un eje (64) de cabezal de prensa de chapas que se confunde con el eje (16) de cabezal de perforación.

19. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 18, caracterizado porque dicho chasis (2) está montado sobre un brazo robotizado del dispositivo.

20. Dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende un sistema (83) de control que comprende medios (82) que permiten entregar un valor de referencia de velocidad de avance de una herramienta (17) de perforación del dispositivo, según el eje (16) de cabezal de perforación, así como un valor de referencia de velocidad de rotación de esa herramienta, siendo estos valores de referencia función de una información sobre la rigidez local de las chapas (Info_rigidez) a nivel de un orificio que va a perforarse destinado a recibir un remache.

21. Procedimiento de ensamblaje mediante remachado de chapas caracterizado porque se pone en práctica con ayuda de un dispositivo (1) según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.