Indexador magnético para perforación de alta exactitud.

Un sistema (80) para determinar la localización de un dispositivo que produce un campo magnético que tiene un eje magnético e intensidades que varían dependiendo de la distancia lateral desde el dispositivo,

comprendiendo el sistema:

una única sonda (82) adaptada para ser afectada por y producir una señal basada en la intensidad del campo producido por el dispositivo para ayudar a localizar el dispositivo;

un procesador para recibir dicha señal para determinar la intensidad del campo que afecta a dicha sonda;

un sistema de confirmación para proporcionar una confirmación física de que dicho procesador ha determinado la localización del eje magnético con dicha sonda;

un imán que tiene un campo que define un eje posicionado en un área sustancialmente confinada tal que dicha sonda es operable para ser afectada por dicho imán; caracterizado por

un robot (86); y

un sistema de control (94) para controlar dicho robot, siendo dicha sonda movible por dicho robot y

respondiendo dicho sistema de control a dicho procesador para controlar dicho robot para mover dicha sonda para simular una pluralidad efectiva de sondas ubicando y moviendo la única sonda (82) y recordando exactamente las ubicaciones previas y las mediciones del campo, para cada uno de las ubicaciones previas hasta que dicho procesador ha determinado la localización del dispositivo.

Indexador magnético para perforación de alta exactitud.

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema para formar agujeros de manera precisa, y más particularmente a un sistema para localizar un dispositivo e indicar una localización para formar un agujero.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

A menudo es deseable localizar, con un alto grado de exactitud y especificidad, ubicaciones en una zona ciega de una superficie de trabajo. En particular, si se desea fijar juntas dos porciones de una estructura, donde sólo una superficie exterior es visible para una persona que trabaja, a menudo es difícil, si no imposible, colocar de forma precisa y reproducible un fijador entre las dos porciones. Esto es particularmente relevante en lo que respecta a aeronaves, donde el revestimiento de la aeronave se pone sobre una estructura de marco interno y debe ser fijado a ésta. Una vez que el revestimiento está en su lugar, a menudo es muy difícil localizar correctamente un fijador que, para ser fijado a la estructura interna de la aeronave, primero debe pasar a través del revestimiento.

Esta situación surge asimismo en otros casos de construcción y fabricación.

Una solución ha sido el intento de perforar por detrás desde el interior de la estructura. Es decir, tener una persona que trabaja ubicada físicamente dentro de la estructura y después cortar la subestructura a través del revestimiento.

Esto, sin embargo, a menudo crea imprecisiones en la creación del agujero. Por ejemplo, el agujero completo que se forma normal al revestimiento de la aeronave, que está siguiendo el agujero piloto perforado desde atrás, puede ser angular. Esto es así porque el agujero creado desde el interior del revestimiento no puede ser fácilmente creado exactamente normal al revestimiento de la aeronave. En particular, las estructuras internas de la pieza pueden no ser normales al revestimiento mientras que el agujero por el lado exterior del revestimiento debe ser normal al revestimiento. Además, esto es muy difícil para la persona que trabaja quien tiene que meterse en áreas usualmente pequeñas para producir los agujeros.

Los marcadores de la cara posterior son ampliamente utilizados en la industria aeronáutica para transferir agujeros desde el chasis a la superficie exterior. Los marcadores de la cara posterior consisten de una larga pieza dividida de metal delgado con un pasador en un lado y un agujero en el otro que están alineados. El lado del pasador se desliza debajo del revestimiento para alinearse con un agujero piloto, en el chasis, y un agujero piloto es perforado en el revestimiento exterior. Este método no funciona en partes anchas y partes gruesas.

La deflexión de las placas divididas y la dificultad de instalar el dispositivo en partes gruesas limitan el uso a áreas de láminas delgadas de metal cerca del borde del revestimiento.

Otro método es usar una sonda o dispositivo de localización para determinar una posición precisa en el revestimiento. En particular, el dispositivo es primero programado con localizaciones en el espacio tridimensional. Por lo tanto, cuando una superficie es ubicada dentro del alcance de la sonda, la sonda puede determinar la ubicación de un punto que toca la sonda. Esto, sin embargo, requiere de una extensa pre-programación y una colocación precisa de la superficie que va a ser sondeada. La utilización de tales sondas de orientación especial aumenta los costes de tiempo y fabricación en muchas aplicaciones. Además, sondear el chasis antes de la perforación tiene varios inconvenientes. Cuando un revestimiento se coloca sobre una estructura construida, el peso del revestimiento provoca que la estructura y las herramientas se deformen.

Es posible que los agujeros sondeados se muevan entre las mediciones y la perforación.

Además, los cambios de temperatura entre el sondeo y la perforación pueden provocar que los agujeros no estén alineados debido a la dilatación o a la contracción de la pieza y a las diferencias en la dilatación entre las superficies superior e inferior. El crecimiento inducido por el fijador y el conformado en frío de los agujeros en la estructura de la aeronave también pueden desplazar las posiciones de los agujeros entre el sondeo y perforación.

En la construcción de aeronaves, a menudo es crítico producir un agujero, para la fijación de una porción del fuselaje a otra porción, dentro de centésimas de una pulgada. Un método específico de construcción de la estructura interna del fuselaje implica el uso de la topografía de onda sinusoidal sobre las estructuras internas o vigas de la aeronave. Para garantizar una conexión lo suficientemente fuerte, que soporte las tensiones extremas que una aeronave se encontrará, el fijador debe ser colocado en un pico de la onda sinusoidal. Por lo tanto, la colocación de un fijador debe ser extremadamente precisa para garantizar que es alcanzado un pico, en lugar de un valle o una parte adyacente al pico. También es deseable localizar precisamente los bordes de las piezas de la estructura oculta. En esta y muchas otras aplicaciones, la localización precisa del fijador se torna críticamente importante.

GB-A-2363462 describe un aparato y método para localizar posiciones en donde el medio generador del campo magnético es ubicado en un lado de la barrera, y medios detectores del campo magnético son movibles manualmente a través del lado opuesto de la barrera para detectar un campo magnético del medio generador del campo magnético.

Un objeto de la presente invención es mejorar este sistema conocido y más específicamente detectar el eje magnético del imán de manera que una herramienta pueda ser colocada en el brazo de un robot para producir el agujero requerido.

La presente invención está dirigida a un indexador magnético que localiza un dispositivo que está produciendo un campo magnético en una posición ciega o inaccesible según la reivindicación 1. Un imán es ubicado inicialmente sobre un lado de la superficie de trabajo de manera que un campo magnético producido por el imán se extiende a través de la superficie de trabajo de manera que el eje del campo magnético es sustancialmente perpendicular a la superficie de trabajo. El dispositivo, que comprende una sonda que es afectada por campos magnéticos, se posiciona sobre el lado opuesto de la superficie de trabajo. La sonda es entonces movida sobre la superficie de trabajo para determinar la localización del imán. Una vez es determinada la posición del eje del campo magnético, la superficie de trabajo es marcada o trabajada a través de la plataforma sobre la que están posicionadas las sondas. En particular, un agujero puede ser ubicado de manera reproducible directamente sobre el imán aun cuando el revés de la pieza de trabajo no es visible. Adicionalmente, con la presente invención, una herramienta de trabajo puede ser posicionada muy exactamente sobre la superficie de trabajo sin ver el revés de la superficie de trabajo.

La presente invención también proporciona un nuevo método para localizar precisamente una posición según la reivindicación 5. El método comprende localizar un dispositivo, que produce un campo magnético, con una sonda afectada por el campo. El dispositivo es colocado en un primer lado de la superficie. Un campo es entonces producido con el dispositivo a través de la superficie. Una sonda es usada en un segundo lado de la superficie para determinar un eje central del campo y proporcionar una confirmación física del eje central del campo. Una vez es determinada la localización del eje central del campo entonces el trabajo puede ser ejecutado en una ubicación precisa y predeterminada.

Íreas adicionales de aplicabilidad de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción detallada proporcionada en lo sucesivo. Se debe entender que la descripción detallada y los ejemplos específicos, aunque indican la realización preferida de la invención, están destinados a fines de ilustración solamente y no pretenden limitar el alcance de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La presente invención se comprenderá más plenamente a partir de la descripción detallada y los dibujos que la acompañan, en los que:

La Figura 1 es una vista en perspectiva de un indexador magnético; La Figura 2 es una vista en alzado lateral del indexador magnético; La Figura 3 es una vista en perspectiva del indexador magnético en uso; La Figura 4 es una vista... [Seguir leyendo]

1. Un sistema (80) para determinar la localización de un dispositivo que produce un campo magnético que tiene un eje magnético e intensidades que varían dependiendo de la distancia lateral desde el dispositivo, comprendiendo el sistema:

una única sonda (82) adaptada para ser afectada por y producir una señal basada en la intensidad del campo producido por el dispositivo para ayudar a localizar el dispositivo; un procesador para recibir dicha señal para determinar la intensidad del campo que afecta a dicha sonda; un sistema de confirmación para proporcionar una confirmación física de que dicho procesador ha determinado la localización del eje magnético con dicha sonda; un imán que tiene un campo que define un eje posicionado en un área sustancialmente confinada tal que dicha sonda es operable para ser afectada por dicho imán; caracterizado por un robot (86) ; y un sistema de control (94) para controlar dicho robot, siendo dicha sonda movible por dicho robot y respondiendo dicho sistema de control a dicho procesador para controlar dicho robot para mover dicha sonda para simular una pluralidad efectiva de sondas ubicando y moviendo la única sonda (82) y recordando exactamente las ubicaciones previas y las mediciones del campo, para cada uno de las ubicaciones previas hasta que dicho procesador ha determinado la localización del dispositivo.

2. El sistema según la reivindicación 1, que comprende medios para almacenar y recordar las ubicaciones y mediciones del campo de las ubicaciones.

3. El sistema de la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho sistema de confirmación produce una indicación que confirma que dicho eje central es sustancialmente co-lineal con el eje magnético.

4. El sistema de la reivindicación 3, en el que dicha indicación comprende una luz emitida por un diodo emisor de luz

o una indicación gráfica.

5. Un método para localizar un dispositivo, que produce un campo magnético, con una única sonda (82) afectada por el campo, comprendiendo el método:

ubicar un dispositivo en un primer lado de una pieza de trabajo; producir un campo con dicho dispositivo a través de dicha pieza de trabajo; usar un robot (86) para sostener y ubicar la sonda (82) adyacente a un segundo lado de dicha pieza de trabajo; proporcionar información de la intensidad del campo de dicha sonda a dicho robot que es usada por dicho robot para mover la sonda para determinar sustancialmente una posición del dispositivo simulando una pluralidad efectiva de sondas ubicando y moviendo la única sonda (82) y recordando exactamente las ubicaciones previas y las mediciones del campo, para cada uno de las ubicaciones previas; determinar una localización de un eje central de dicho campo con dicha sonda; y proporcionar una confirmación física de dicho eje central del campo a un usuario.

6. El método de la reivindicación 5, en el que:

ubicar un dispositivo comprende ubicar un imán contra dicho primer lado de dicha pieza de trabajo; y dicho campo comprende un campo magnético que es adaptado para producir una respuesta en dicha sonda (82) .

7. El método de la reivindicación 5 ó 6, en el que determinar una localización de un eje central del campo comprende:

mover dicho montaje de la sonda con respecto a un punto en dicho segundo lado de dicha pieza de trabajo; afectar a la sonda con el campo cuando la sonda es movida sobre dicha pieza de trabajo; y proporcionar un procesador para determinar el efecto en dicho montaje de la sonda, donde dicho procesador determina el eje central del campo.

8. El método de cualquiera de las reivindicaciones 5-7, en el que proporcionar una confirmación física de dicho eje central del campo comprende proporcionar una indicación visual de que dicho eje central de la sonda en dicho segundo lado de dicha pieza de trabajo es sustancialmente co-lineal con dicho eje central del campo en dicho primer lado de dicha pieza de trabajo.