Método para ajustar conjuntos de piezas.

Un método para fabricar una aeronave, que comprende los siguientes pasos:

(A) fabricar un primer conjunto de piezas en un primer proceso de fabricación;

(B) generar un primer conjunto de datos que representan la posición de accesorios sobre el primer conjuntode piezas;

(C) fabricar un segundo conjunto de piezas en un segundo proceso de fabricación;

(D) generar un segundo conjunto de datos que representan la posición de accesorios sobre el segundoconjunto de piezas;

(E) realizar un ajuste virtual entre el primer y el segundo conjunto de piezas usando el primer y el segundoconjunto de datos;

(F) analizar las características de la aeronave sobre la base del ajuste virtual realizado en el paso (E);

(G) modificar el ajuste virtual sobre la base de los resultados del paso (F); y

(H) alterar al menos uno del primer y el segundo proceso de fabricación sobre la base de los resultados delajuste virtual modificado;

en donde los pasos (A) y (B) se realizan usando rastreo láser y fotogrametría.

Método para ajustar conjuntos de piezas Campo técnico Esta invención se refiere, en líneas generales, a los procesos de fabricación usados para unir partes y, con mayor particularidad, a un método para ajustar, alinear y unir conjuntos de piezas grandes y complejas.

Antecedentes Los calzos se usan comúnmente para ajustar y ensamblar partes y accesorios a fin de compensar las variaciones dimensionales. En la industria aeronáutica, los calzos se usan en gran medida para ajustar y unir las secciones del fuselaje, y para acoplar los montajes de alas y cola (ensamblajes de aletas verticales y estabilizadores horizontales) al fuselaje. Los calzos –a veces denominados “placas de relleno”- se usan para llenar los espacios entre los montajes unidos que pueden ser causados por la tolerancia acumulada en las partes. El uso de calzos para llenar

los espacios entre las superficies de empalme sobre los conjuntos de piezas crea una aeronave más sólida a nivel estructural. Los calzos también se usan para alinear las partes de manera apropiada.

El diseño y la fabricación de calzos únicos para cada aeronave pueden conformar un proceso que lleva tiempo y requiere de gran trabajo. El técnico experimentado debe medir manualmente y registrar cada espacio a fin de determinar las dimensiones y la forma de un calzo particular que ha de llenar el espacio. Las dimensiones registradas se envían luego a un taller de máquinas donde el calzo se fabrica.

El proceso de diseño e instalación del calzo descrito en el párrafo anterior puede ralentizar materialmente el montaje de la aeronave, especialmente cuando los montajes son fabricados en diferentes ubicaciones geográficas y son transportados a la ubicación del montaje final. Esto se debe, en parte, al hecho de que los calzos no pueden ser diseñados y fabricados hasta que los montajes se ajusten de manera conjunta en el destino del montaje final de tal manera que el tamaño y la forma de los espacios puedan determinarse.

Se han realizado esfuerzos por reducir el tiempo requerido para determinar las dimensiones de los calzos, tal como se ejemplifica en la patente U.S. No. 6.618.505 concedida el 9 de septiembre de 2003 y cedida a Boeing Company. Esta patente del arte previo revela un método y un aparato para determinar la dimensión de un calzo, usando fotogrametría digital para medir el perfil de los espacios que requieren calzos. Las dimensiones de los calzos se calculan sobre la base de las mediciones de los perfiles de los espacios con referencia a un estándar de ingeniería que define un ajuste ideal entre los montajes. Si bien este proceso del arte previo reduce el tiempo necesario para el

diseño del calzo, otras mejoras en la eficiencia son posibles.

Por consiguiente, existe la necesidad de un método para ajustar y unir conjuntos de piezas en el cual se determine la ubicación y el perfil de los potenciales espacios, y en el cual se ajuste el proceso de fabricación de uno o más de los conjuntos de piezas a ser unidos. La invención está dirigida a satisfacer esta necesidad.

El documento de patente EP 0 957 335 se relaciona con un método para ensamblar una aeronave, que incluye determinar una representación tridimensional de una primera estructura de aeronave y una segunda estructura de aeronave usando un dispositivo de posicionamiento óptico. Un empalme predicho de la primera estructura de aeronave y la segunda estructura de aeronave es generado a partir de la representación tridimensional de la primera 45 y la segunda estructura de aeronave usando un procesador. El método además incluye ajustar el empalme predicho de la primera y la segunda estructura de aeronave para reforzar las características de funcionamiento de la aeronave usando el procesador.

Los aspectos ilustrativos de la invención proveen un método para diseñar y fabricar automáticamente calzos sin necesidad de unir conjuntos de piezas a fin de determinar las dimensiones exactas de los espacios llenados por los calzos. Las ubicaciones de los accesorios clave sobre los conjuntos de piezas son inspeccionadas usando una técnica fusionada de fotogrametría y rastreo láser que genera las dimensiones de un calzo virtual. Las dimensiones del calzo virtual están contenidas en un archivo digital que se puede usar para fabricar automáticamente el calzo usando equipo de fabricación automatizada tal como un centro de mecanizado CNC. El diseño del calzo virtual

automatizado puede ser modificado para reflejar el efecto del ajuste del conjunto de piezas sobre las características de funcionamiento de la aeronave. Por ejemplo, las dimensiones del calzo virtual se pueden ajustar para alterar la incidencia, el barrido o el diedro de las alas con respecto a un fuselaje.

De acuerdo con un aspecto ilustrativo de la invención, se provee un método para ajustar dos partes de manera conjunta, que comprende los pasos de: medir la ubicación de un primer conjunto de accesorios sobre una primera parte; medir la ubicación de un segundo conjunto de accesorios sobre una segunda parte; generar un ajuste virtual entre la primera y la segunda parte sobre la base de las mediciones de la ubicación; y generar dimensiones de calzos a ser posicionados entre la primera y la segunda parte basadas en el ajuste virtual generado. La medición de la ubicación de los accesorios se puede realizar usando un proceso tanto de rastreo láser como de fotogrametría. 65 Generar el ajuste virtual puede incluir realizar un ajuste nominal virtual y luego optimizar el ajuste nominal virtual. El ajuste virtual también puede incluir generar modelos informáticos de la primera y la segunda parte y luego comparar

los modelos informáticos para determinar la forma de los espacios que requieren calzos.

De acuerdo con otro aspecto ilustrativo, se provee un método para producir calzos usados para ajustar los conjuntos de piezas de las aeronaves de manera conjunta. El método incluye los siguientes pasos: generar primer y segundo conjunto de datos que respectivamente representan la ubicación de accesorios sobre los primer y segundo conjuntos de piezas; realizar un ajuste virtual entre el primer y el segundo conjunto de piezas usando los primer y segundo conjuntos de datos; analizar las características de la aeronave sobre la base del ajuste virtual; modificar el ajuste virtual sobre la base de los resultados del análisis; generar las dimensiones de al menos un calzo sobre la base del ajuste virtual modificado; y fabricar el calzo usando las dimensiones generadas. Uno de los conjuntos de piezas puede comprender un ala y las características analizadas pueden incluir uno o más del ángulo de incidencia del ala, el ángulo de barrido del ala o el diedro del ala. Las dimensiones generadas del calzo pueden incluir generar un conjunto de datos digitales que representan las dimensiones, y el paso de fabricación puede incluir usar los datos digitales establecidos para controlar una máquina usada para fabricar el calzo. Realizar el ajuste virtual puede incluir proveer un conjunto de datos que representan un ajuste nominal entre el primer y el segundo conjunto de piezas, incluyendo accesorios geométricos clave, y alinear los accesorios geométricos clave del primer y el segundo conjunto de piezas. El ajuste virtual también puede incluir alinear ciertos accesorios en un primer conjunto de accesorios sobre el primer y el segundo conjunto de piezas, y luego realizar un mejor ajuste entre los accesorios en un segundo conjunto de accesorios sobre el primer y el segundo conjunto de piezas.

De acuerdo con otro aspecto ilustrativo adicional, se provee un método para fabricar una aeronave que comprende los siguientes pasos: fabricar un primer conjunto de piezas; generar un primer conjunto de datos que representan la posición de los accesorios sobre el primer conjunto de piezas; fabricar un segundo conjunto de piezas; generar un segundo conjunto de datos que representan la posición de accesorios sobre el segundo conjunto de piezas; realizar un ajuste virtual entre el primer y segundo conjunto de piezas usando el primer y el segundo conjunto de datos; generar las dimensiones de los calzos usados para ajustar el primer y el segundo conjunto de piezas de manera conjunta sobre la base del ajuste virtual; fabricar calzos sobre la base de las dimensiones generadas; y ensamblar el primer y el segundo conjunto de piezas usando los calzos fabricados. El primer y el segundo conjunto de piezas pueden ser fabricados, respectivamente, en una primera y una segunda ubicación geográfica, y el paso de montaje final se puede realizar en una tercera ubicación geográfica. El método también puede incluir los siguientes pasos: analizar las características de la aeronave sobre la base del ajuste virtual y luego modificar el ajuste virtual... [Seguir leyendo]

1. Un método para fabricar una aeronave, que comprende los siguientes pasos:

(A) fabricar un primer conjunto de piezas en un primer proceso de fabricación;

(B) generar un primer conjunto de datos que representan la posición de accesorios sobre el primer conjunto de piezas;

(C) fabricar un segundo conjunto de piezas en un segundo proceso de fabricación;

(D) generar un segundo conjunto de datos que representan la posición de accesorios sobre el segundo 10 conjunto de piezas;

(E) realizar un ajuste virtual entre el primer y el segundo conjunto de piezas usando el primer y el segundo conjunto de datos;

(F) analizar las características de la aeronave sobre la base del ajuste virtual realizado en el paso (E) ;

(G) modificar el ajuste virtual sobre la base de los resultados del paso (F) ; y

(H) alterar al menos uno del primer y el segundo proceso de fabricación sobre la base de los resultados del ajuste virtual modificado; en donde los pasos (A) y (B) se realizan usando rastreo láser y fotogrametría.

2. El método de la reivindicación 1, en donde:

los pasos (A) y (B) se realizan en una primera ubicación geográfica, y los pasos (C) y (D) se realizan en una segunda ubicación geográfica.

3. El método de la reivindicación 2, que además comprende los siguientes pasos:

(I) ensamblar el primer y el segundo conjunto de piezas en una tercera ubicación geográfica.

4. El método de la reivindicación 1, en donde cada uno de los pasos (B) y (D) incluyen realizar medición sin contacto de la ubicación de los accesorios.

5. El método de la reivindicación 1, que además comprende los siguientes pasos:

(I) analizar las características de la aeronave sobre la base del ajuste virtual realizado en el paso (E) ; y

(J) modificar el ajuste virtual sobre la base de los resultados del paso (I) .

6. El método de la reivindicación 1, en donde el paso (E) incluye:

proporcionar un conjunto de datos que representan un ajuste nominal entre el primer y el segundo conjunto de piezas, donde los datos incluyen accesorios geométricos clave del primer y segundo conjunto de piezas, y 40 alinear los accesorios geométricos clave del primer y segundo conjunto de piezas.

7. El método de la reivindicación 1, en donde el paso (E) incluye:

alinear los accesorios en un primer conjunto de accesorios sobre el primer y el segundo conjunto de piezas, y 45 realizar un mejor ajuste entre los accesorios en un segundo conjunto de accesorios sobre el primer y el segundo conjunto de piezas.