BR102017024389B1

BR102017024389B1 - DEVICE AND METHOD FOR FIXING A STRUCTURE

Info

Publication number: BR102017024389B1
Application number: BR102017024389-3A
Authority: BR
Inventors: Kwok Tung Chan; Tanni Sisco; John Hartmann; Scott Charles Tomchick; Frank Charles Mestemacher
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2017-11-13
Publication date: 2024-09-03

Abstract

Uma trilha a vácuo de contorno composto e uma máquina de fixação automatizada que utiliza a trilha, para automação de montagem final dentro de uma fuselagem de aeronave. A trilha é montada em ângulo em relação a uma superfície, tal como uma superfície interna da fuselagem, em que a superfície tem um ou mais furos através dos quais são inseridos fixadores. A máquina de fixação automatizada é montada sobre a trilha para percorrer a trilha enquanto realizando funções e etapas de fixação. A máquina de fixação automatizada inclui um carrinho, um braço e um manipulador extremo, em que o braço está montado sobre o carrinho e o manipulador extremo está montado no braço. O carrinho está preso à trilha para posicionar o braço e o manipulador extremo, o braço está preso ao carrinho para posicionar o manipulador extremo, e o manipulador extremo está preso ao braço para instalar os fixadores nos furos da superfície.A composite contour vacuum track and an automated fastening machine utilizing the track, for automating final assembly within an aircraft fuselage. The track is mounted at an angle to a surface, such as an internal surface of the fuselage, in which the surface has one or more holes through which fasteners are inserted. The automated fastening machine is mounted on the track to travel along the track while performing fastening functions and steps. The automated fastening machine includes a carriage, an arm, and an end manipulator, wherein the arm is mounted on the carriage and the end manipulator is mounted on the arm. The carriage is attached to the track to position the arm and the end manipulator, the arm is attached to the carriage to position the end manipulator, and the end manipulator is attached to the arm to install fasteners into holes in the surface.

Description

BACKGROUND INFORMATION 1. Field.

[001] A presente invenção é relativa a nível de automação de fábrica e, em particular, a trilha a vácuo de contorno composto para automação de montagem final a partir do interior de uma fuselagem.[001] The present invention relates to the level of factory automation and in particular to the composite contour vacuum track for final assembly automation from the inside of a fuselage.

2. Description of related art

[002] Nível de automação de fábrica para montagem de aeronaves inclui a perfuração automatizada de furos e a inserção de fixadores. Por exemplo, a junção de diferentes seções de uma fuselagem pode ser automatizada desta maneira.[002] Factory automation level for aircraft assembly includes automated drilling of holes and insertion of fasteners. For example, joining different sections of a fuselage can be automated in this way.

[003] A fuselagem pode compreender um invólucro mono-casco ou semimono-casco, em que uma série de estruturas inteligentes em arco na forma de seções transversais da fuselagem estão ligados a vigas longitudinais que são cobertas com uma pele de material. A maior parte das grandes aeronaves modernas usa várias seções grandes, que são unidas então por fixação, rebitagem ou colagem para formar a fuselagem completa.[003] The fuselage may comprise a mono-shell or semi-mono-shell shell, in which a series of clever arched structures in the form of fuselage cross-sections are attached to longitudinal beams which are covered with a skin of material. Most large modern aircraft use several large sections, which are then joined together by pinning, riveting or gluing to form the complete fuselage.

[004] Em montagem de aeronaves, acesso limitado a estruturas dentro da fuselagem colocou um problema para automação. Atualmente, apenas a perfuração de furos e a inserção de fixadores, tais como parafusos de travamento, foram automatizadas, a partir do exterior da fuselagem.[004] In aircraft assembly, limited access to structures inside the fuselage has posed a problem for automation. Currently, only the drilling of holes and the insertion of fasteners, such as locking screws, have been automated, from outside the fuselage.

[005] Por exemplo, uma máquina de perfuração automatizada multi- eixos geométricos, posicionada fora da fuselagem, é usada atualmente para a perfuração de furos e a inserção de fixadores. A máquina de perfuração multi- eixos geométricos compreende um carrinho com um manipulador extremo que viaja sobre trilhas duplas. O manipulador extremo perfura furos na fuselagem e insere fixadores nos furos.[005] For example, an automated multi-axis drilling machine, positioned outside the fuselage, is currently used for drilling holes and inserting fasteners. The multi-axis drilling machine comprises a carriage with an end manipulator that travels on dual tracks. The end manipulator drills holes in the fuselage and inserts fasteners into the holes.

[006] Atualmente, fixação manual de colares sobre os fixadores é realizada no interior da fuselagem. Especificamente, o processo dentro da fuselagem requer mecânicos para instalar ferramentas de gerenciamento de espaço e fornecer grampos para a perfuração de furos e a inserção de fixadores. Mecânicos também precisam seguir e alinhar a máquina de perfuração multi-eixos geométricos posicionada fora da fuselagem, e instalar e estampar manualmente colares a partir de dentro da fuselagem.[006] Currently, manual clamping of collars onto fasteners is performed inside the fuselage. Specifically, the process inside the fuselage requires machinists to install space management tools and provide clamps for drilling holes and inserting fasteners. Machinists also need to track and align the multi-axis geometric drilling machine positioned outside the fuselage, and manually install and stamp collars from inside the fuselage.

[007] No entanto, fixação manual coloca uma série de questões, que incluem considerações ergonômicas e de segurança, requerem tempo de realização e retrabalho. Por outro lado, a trilha usada para a máquina de perfuração automatizada multi-eixos geométricos posicionada fora da fuselagem não é adequada para uso dentro da fuselagem.[007] However, manual clamping poses a number of issues, including ergonomic and safety considerations, time-consuming and rework-intensive. On the other hand, the track used for the automated multi-axis geometric drilling machine positioned outside the fuselage is not suitable for use inside the fuselage.

[008] O que é necessário, então, são métodos melhorados de automação de fábrica, especialmente para montagem final dentro de uma fuselagem. A presente invenção satisfaz essa necessidade.[008] What is needed, then, are improved methods of factory automation, especially for final assembly within a fuselage. The present invention meets this need.

SUMMARY

[009] Para superar as limitações na técnica precedente descritas acima, e para superar outras limitações que se tornarão evidentes após leitura e compreensão da presente especificação, a presente invenção divulga uma trilha a vácuo de contorno composto e uma máquina de fixação automatizada que usa a trilha, para automação de montagem final dentro de uma fuselagem de aeronave.[009] To overcome the limitations in the prior art described above, and to overcome other limitations that will become apparent upon reading and understanding the present specification, the present invention discloses a composite contour vacuum track and an automated clamping machine that uses the track, for automating final assembly within an aircraft fuselage.

[0010] Os dispositivos e métodos da presente invenção são configurados de várias maneiras, incluindo, mas não limitadas às seguintes modalidades listadas abaixo. 1. Um dispositivo ou método para fixar uma estrutura, que compreende montar uma trilha interior a uma estrutura de modo a aceder a uma primeira superfície da estrutura, em que a primeira superfície tem um ou mais furos através dos quais fixadores são inseridos. Uma máquina de fixação automatizada é montada sobre a trilha para atravessar a trilha enquanto realizando funções de fixação, em que a trilha permite que a máquina de fixação automatizada entre em contato com a primeira superfície, tal que a máquina de fixação automatizada alinhe com os furos na primeira superfície e a máquina de fixação automatizada instale os fixadores nos furos. 2. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é montada em um ângulo com a primeira superfície. 3. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a primeira superfície é uma superfície interior de uma fuselagem de aeronave. 4. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é conformada para corresponder com a primeira superfície. 5. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é montada de modo que a sua largura esteja em um ângulo com a primeira superfície. 6. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha está em um ângulo de cerca de 90 graus para a primeira superfície. 7. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha está em um ângulo que varia desde cerca de 80 graus até cerca de 100 graus para a primeira superfície. 8. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é montada sobre uma segunda superfície em um ângulo com a primeira superfície. 9. O dispositivo ou método da modalidade 8, em que a segunda superfície é uma antepara traseira de pressão de uma fuselagem de aeronave. 10. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é montada diretamente sobre a primeira superfície. 11. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é montada ao longo das direções do Eixo geométrico X e do Eixo geométrico Z, a direção do Eixo geométrico X compreende uma posição lateral e a direção do Eixo geométrico Z compreende uma posição vertical. 12. O dispositivo ou método da modalidade 11, em que a máquina de fixação automatizada está posicionada ao longo da trilha em pelo menos as direções do Eixo geométrico X e Eixo geométrico Z. 13. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é composta por uma ou mais seções. 14. O dispositivo ou método da modalidade 13, em que as uniões são utilizadas para conectar entre as seções. 15. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha é montada interior à estrutura usando um ou mais dispositivos de ligação removíveis. 16. O dispositivo ou método da modalidade 1, em que a trilha inclui uma cremalheira de acionamento para engatar e movimentar a máquina de fixação automatizada ao longo da trilha.[0010] The devices and methods of the present invention are configured in a variety of ways, including, but not limited to, the following embodiments listed below. 1. A device or method for fastening a structure, comprising mounting an interior track to a structure so as to access a first surface of the structure, wherein the first surface has one or more holes through which fasteners are inserted. An automated fastening machine is mounted on the track to traverse the track while performing fastening functions, wherein the track allows the automated fastening machine to contact the first surface such that the automated fastening machine aligns with holes in the first surface and the automated fastening machine installs fasteners into the holes. 2. The device or method of embodiment 1, wherein the track is mounted at an angle to the first surface. 3. The device or method of embodiment 1, wherein the first surface is an interior surface of an aircraft fuselage. 4. The device or method of embodiment 1, wherein the track is shaped to mate with the first surface. 5. The device or method of embodiment 1, wherein the track is mounted so that its width is at an angle to the first surface. 6. The device or method of embodiment 1, wherein the track is at an angle of about 90 degrees to the first surface. 7. The device or method of embodiment 1, wherein the track is at an angle ranging from about 80 degrees to about 100 degrees to the first surface. 8. The device or method of embodiment 1, wherein the track is mounted on a second surface at an angle to the first surface. 9. The device or method of embodiment 8, wherein the second surface is an aft pressure bulkhead of an aircraft fuselage. 10. The device or method of embodiment 1, wherein the track is mounted directly on the first surface. 11. The device or method of embodiment 1, wherein the track is mounted along the X-axis and Z-axis directions, the X-axis direction comprises a lateral position, and the Z-axis direction comprises a vertical position. 12. The device or method of embodiment 11, wherein the automated clamping machine is positioned along the track in at least the X-axis and Z-axis directions. 13. The device or method of embodiment 1, wherein the track is composed of one or more sections. 14. The device or method of embodiment 13, wherein joints are used to connect between the sections. 15. The device or method of embodiment 1, wherein the track is mounted interior to the structure using one or more removable connecting devices. 16. The device or method of embodiment 1, wherein the track includes a drive rack for engaging and moving the automated clamping machine along the track.

DESIGNS

[0011] Fazendo referência agora aos desenhos nos quais nomes e números de referência semelhantes representam peças correspondentes ao longo de todos eles:[0011] Referring now to the drawings in which like names and reference numbers represent corresponding parts throughout:

[0012] A FIG. 1 ilustra duas seções de uma fuselagem de aeronave posicionadas para serem unidas.[0012] FIG. 1 illustrates two sections of an aircraft fuselage positioned to be joined.

[0013] As FIGS. 2A, 2B e 2C ilustram um sistema para fixar uma estrutura usando uma trilha a vácuo de contorno composto e uma máquina de fixação automatizada dentro de uma fuselagem de aeronave.[0013] FIGS. 2A, 2B, and 2C illustrate a system for attaching a structure using a composite contour vacuum track and an automated clamping machine within an aircraft fuselage.

[0014] As FIGS. 3A e 3B ilustram adicionalmente uma trilha a vácuo de contorno composto que é projetada para seguir o contorno complexo do interior da fuselagem.[0014] FIGS. 3A and 3B further illustrate a compound contour vacuum track that is designed to follow the complex contour of the fuselage interior.

[0015] As FIGS. 4A-4G ilustram adicionalmente a máquina de fixação automatizada, de acordo com uma modalidade.[0015] FIGS. 4A-4G further illustrate the automated clamping machine, according to one embodiment.

[0016] A FIG. 5A fornece uma visão geral do sistema de um sistema de controle, de acordo com uma modalidade, e a FIG. 5B ilustra ainda um gabinete de controle, de acordo com uma modalidade.[0016] FIG. 5A provides a system overview of a control system, according to one embodiment, and FIG. 5B further illustrates a control cabinet, according to one embodiment.

[0017] As FIGS. 6A-6K ilustram uma sequência de etapas realizadas pela máquina de fixação automatizada, como direcionada pelo sistema de controle, de acordo com uma modalidade,[0017] FIGS. 6A-6K illustrate a sequence of steps performed by the automated fastening machine, as directed by the control system, in accordance with one embodiment.

[0018] A FIG. 7 é um fluxograma que ilustra adicionalmente a sequência de etapas realizadas nas FIGS. 6A-6K.[0018] FIG. 7 is a flowchart further illustrating the sequence of steps performed in FIGS. 6A-6K.

[0019] A FIG. 8A ilustra uma máquina de fixação automatizada de estilo Ponte; e a FIG. 8B ilustra uma máquina de fixação automatizada em balanço.[0019] FIG. 8A illustrates a bridge-style automated fastening machine; and FIG. 8B illustrates a cantilever automated fastening machine.

[0020] A FIG. 9A é um fluxograma de metodologia de produção e serviço de aeronaves, de acordo com uma modalidade.[0020] FIG. 9A is a flowchart of aircraft production and service methodology, according to one embodiment.

[0021] A FIG. 9B é um diagrama de blocos de uma aeronave, de acordo com uma modalidade.[0021] FIG. 9B is a block diagram of an aircraft, according to one embodiment.

DETAILED DESCRIPTION

[0022] Na descrição que segue da modalidade preferida, é feita referência aos desenhos anexos que fazem parte desta, e nos quais é mostrada, a título ilustrativo, uma modalidade específica na qual a invenção pode ser tornada prática. Deve ser entendido que outras modalidades podem ser utilizadas e podem ser feitas alterações estruturais sem se afastar do escopo da presente invenção.[0022] In the following description of the preferred embodiment, reference is made to the accompanying drawings which form part thereof, and in which is shown, by way of illustration, a specific embodiment in which the invention may be made practical. It is to be understood that other embodiments may be utilized and structural changes may be made without departing from the scope of the present invention.

[0023] A FIG. 1 ilustra duas seções de uma fuselagem de aeronave 10 posicionadas para serem unidas. Em uma modalidade, as duas seções são unidas a, ou adjacentes a uma antepara traseira de pressão (APB) 11, embora outras seções possam ser unidas também em outros locais. A antepara traseira de pressão 11 é uma antepara hermética situada entre a cabine e a cauda da aeronave, cujo objetivo é vedar a parte traseira do plano e assim manter a pressão da cabine para a aeronave. Em montagem de aeronaves, o acesso limitado a estruturas adjacentes à antepara traseira de pressão 11 dentro da fuselagem 10 colocou um problema para automação.[0023] FIG. 1 illustrates two sections of an aircraft fuselage 10 positioned to be joined. In one embodiment, the two sections are joined to, or adjacent to, an aft pressure bulkhead (APB) 11, although other sections may be joined at other locations as well. The aft pressure bulkhead 11 is an airtight bulkhead located between the cabin and the tail of the aircraft, the purpose of which is to seal the rear of the plane and thus maintain cabin pressure for the aircraft. In aircraft assembly, limited access to structures adjacent to the aft pressure bulkhead 11 within the fuselage 10 has posed a problem for automation.

[0024] Atualmente, apenas a perfuração de furos e a inserção de fixadores, tais como parafusos de bloqueio foram automatizadas, a partir de uma superfície externa 10A da fuselagem 10. Como mencionado acima, uma máquina de perfuração automatizada multi-eixos geométricos, posicionada sobre a superfície externa 10A da fuselagem 10, é atualmente usada para a perfuração de furos e a inserção de fixadores. A máquina de perfuração multi- eixos geométricos compreende um carrinho com um manipulador extremo que viaja sobre trilhos duplos, em que o manipulador extremo perfura furos na fuselagem 10 e insere fixadores nos furos. No entanto, a fixação manual de colares sobre os fixadores é realizada atualmente em uma superfície interna 10B da fuselagem 10, mas a fixação manual apresenta uma série de questões. Esta divulgação supera essas questões descrevendo um sistema automatizado de fixação para montagem final a partir de dentro da fuselagem 10.[0024] Currently, only the drilling of holes and insertion of fasteners, such as locking screws, have been automated, from an outer surface 10A of the fuselage 10. As mentioned above, an automated multi-axis drilling machine, positioned on the outer surface 10A of the fuselage 10, is currently used for drilling holes and inserting fasteners. The multi-axis drilling machine comprises a carriage with an end manipulator traveling on dual rails, wherein the end manipulator drills holes in the fuselage 10 and inserts fasteners into the holes. However, manual clamping of collars onto the fasteners is currently performed on an inner surface 10B of the fuselage 10, but manual clamping presents a number of issues. This disclosure overcomes these issues by describing an automated clamping system for final assembly from within the fuselage 10.

[0025] As FIGS. 2A, 2B e 2C ilustram uma modalidade de um sistema para fixar uma estrutura constituída por uma trilha a vácuo de contorno composto 12 posicionada em uma superfície interior 10B da fuselagem 10.[0025] FIGS. 2A, 2B, and 2C illustrate one embodiment of a system for securing a structure comprised of a compound contour vacuum track 12 positioned on an interior surface 10B of the fuselage 10.

[0026] Como mostrado na FIG. 2A, a trilha 12 é constituída por uma ou mais seções 13 que, quando reunidas, indexadas, alinhadas e montadas sobre a fuselagem 10, são conformadas para se ajustarem à superfície interior 10B da fuselagem 10, também referida aqui como uma primeira superfície 10B, embora outras superfícies também possam ser usadas. As seções 13 da trilha 12 estão alinhadas e montadas ao longo das direções do Eixo geométrico X e do Eixo geométrico Z da fuselagem 10, em que a direção do Eixo geométrico X compreende uma posição lateral dentro da fuselagem 10 e a direção do Eixo geométrico Z compreende uma posição vertical dentro da fuselagem 10. As setas sobre as seções 13 indicam uma seqüência de desenvolvimento das seções 13, que envolve posicionar e montar uma seção central 13 primeiro, e então posicionar e montar seções adjacentes 13 sobre extremidades opostas da trilha 12.[0026] As shown in FIG. 2A, track 12 is comprised of one or more sections 13 that, when assembled, indexed, aligned, and assembled onto fuselage 10, are shaped to fit onto the interior surface 10B of fuselage 10, also referred to herein as a first surface 10B, although other surfaces may also be used. Sections 13 of track 12 are aligned and assembled along X-axis and Z-axis directions of fuselage 10, wherein the X-axis direction comprises a lateral position within fuselage 10 and the Z-axis direction comprises a vertical position within fuselage 10. Arrows on sections 13 indicate a sequence of deployment of sections 13 that involves positioning and assembling a center section 13 first, and then positioning and assembling adjacent sections 13 onto opposite ends of track 12.

[0027] Como mostrado nas FIGS. 2A e 2B, a trilha 12 tem um comprimento (L), largura (W) e espessura (T), e a trilha 12 está montada de modo que a sua largura W esteja em um ângulo (θ) para a primeira superfície 10B. Especificamente, a largura W da trilha 12 não é colocada em nível sobre a primeira superfície 10B. Em vez disso, a largura W da trilha 12 é em balanço para cima em um ângulo θ em relação à primeira superfície 10B. De preferência, a trilha 12 é em balanço para cima em um ângulo θ maior do que cerca de 0 graus para a primeira superfície 10B, mais preferencialmente em um ângulo θ de cerca de 90 graus, isto é, substancialmente perpendicular, à primeira superfície 10B, e mais preferencialmente com um ângulo θ que se situa desde cerca de 80 graus até cerca de 100 graus, isto é, dentro de cerca de ± 10 graus substancialmente perpendicular, à primeira superfície 10B.[0027] As shown in FIGS. 2A and 2B, track 12 has a length (L), width (W), and thickness (T), and track 12 is mounted so that its width W is at an angle (θ) to first surface 10B. Specifically, the width W of track 12 is not placed flush with first surface 10B. Instead, the width W of track 12 is cantilevered upward at an angle θ relative to first surface 10B. Preferably, track 12 is cantilevered upward at an angle θ of greater than about 0 degrees to first surface 10B, more preferably at an angle θ of about 90 degrees, i.e., substantially perpendicular, to first surface 10B, and most preferably at an angle θ that is from about 80 degrees to about 100 degrees, i.e., within about ±10 degrees substantially perpendicular, to first surface 10B.

[0028] Para posicionar a trilha 12 desta maneira, a trilha 12 é montada sobre a antepara traseira de pressão 11, também referida aqui como uma segunda superfície 11, embora também possam ser utilizadas outras superfícies. Nesta modalidade, a trilha 12 é em balanço a partir da segunda superfície 11, de modo que a trilha 12 é em balanço para cima em um ângulo θ para a primeira superfície 10B. No entanto, em outras modalidades, a trilha 12 é montada diretamente sobre a primeira superfície 10B, isto é, a superfície interior 10B da própria fuselagem 10.[0028] To position track 12 in this manner, track 12 is mounted on aft pressure bulkhead 11, also referred to herein as a second surface 11, although other surfaces may also be used. In this embodiment, track 12 is cantilevered from second surface 11, such that track 12 is cantilevered upward at an angle θ to first surface 10B. However, in other embodiments, track 12 is mounted directly on first surface 10B, i.e., the interior surface 10B of fuselage 10 itself.

[0029] Como mostrado na FIG. 2C, uma máquina de fixação automatizada 14 é montada sobre a trilha 12 e viaja ao longo da trilha 12 para realizar as funções e etapas de fixação, em que a trilha 12 permite que a máquina de fixação automatizada 14 faça contato com a primeira superfície 10B. Em qualquer instante, a máquina de fixação automatizada 14 está posicionada ao longo da trilha 12 em pelo menos as direções do Eixo geométrico X e Eixo geométrico Z.[0029] As shown in FIG. 2C, an automated fastening machine 14 is mounted on track 12 and travels along track 12 to perform fastening functions and steps, wherein track 12 allows automated fastening machine 14 to make contact with first surface 10B. At any given instant, automated fastening machine 14 is positioned along track 12 in at least the X-axis and Z-axis directions.

[0030] A FIG. 3 além disso, ilustra a trilha 12, que é uma trilha de contorno composto 12, embora possa também se conformar com outras formas. A trilha 12 é modular e é segmentada em uma pluralidade de seções 13, em que cada seção 13 é de alumínio, com cerca de 2 pés de comprimento e cerca de 28 lb em peso. Uniões 15 são usadas para conectar entre as seções 13. A trilha 12 está montada interior à fuselagem 10 sobre a antepara traseira de pressão 11 usando um ou mais dispositivos de ligação fixação removíveis 16 que, em uma modalidade, compreendem ventosas de vácuo 16.[0030] FIG. 3 further illustrates track 12, which is a composite contour track 12, although it may also conform to other shapes. Track 12 is modular and is segmented into a plurality of sections 13, each section 13 being aluminum, about 2 feet in length and about 28 lb in weight. Unions 15 are used to connect between sections 13. Track 12 is mounted inboard of fuselage 10 on aft pressure bulkhead 11 using one or more removable attachment devices 16 which, in one embodiment, comprise vacuum cups 16.

[0031] A FIG. 3B é outra vista de uma seção 13 da trilha 12 com a máquina de fixação automatizada 14 ligada, de acordo com uma modalidade. As rodas 17 da máquina de fixação automatizada 14 são rodas de duplo V 17, que ensanduícham a trilha 12, em que a trilha 12 inclui guias de borda 18 para engatar as rodas 17. A trilha 12 também inclui uma cremalheira de acionamento 19 para engatar e mover a máquina de fixação automatizada 14 ao longo da trilha 12, em que a cremalheira de acionamento 19 é uma cremalheira de rolo que está integrada na trilha 12.[0031] FIG. 3B is another view of a section 13 of track 12 with automated fastening machine 14 attached, according to one embodiment. The wheels 17 of automated fastening machine 14 are double-V wheels 17 that sandwich track 12, wherein track 12 includes edge guides 18 for engaging wheels 17. Track 12 also includes a drive rack 19 for engaging and moving automated fastening machine 14 along track 12, wherein drive rack 19 is a roller rack that is integrated with track 12.

[0032] As FIGS. 4A-4Sa ainda ilustram a máquina de fixação automatizada 14, de acordo com uma modalidade.[0032] FIGS. 4A-4Sa further illustrate the automated clamping machine 14, according to one embodiment.

[0033] A FIG. 4A mostra os principais componentes da máquina automática de fixação 14, que incluem um Carrinho de Eixo geométrico X 20, Braço de Eixo geométrico Y 21 e Manipulador Extremo 22, em que o Braço de Eixo geométrico Y 21 está montado no Carrinho de Eixo geométrico X 20 e o Manipulador Extremo 22 está montado no Braço de Eixo geométrico Y 21. O Carrinho de Eixo geométrico X 20 está ligado à trilha 12 para posicionar o Braço de Eixo geométrico Y 21 e o Manipulador Extremo 22, o Braço de Eixo geométrico Y 21 está ligado ao Carrinho de Eixo geométrico X 20 para posicionar o Manipulador Extremo 22, e o Manipulador Extremo 22 instala os fixadores nos furos da superfície interna 10B, por exemplo, ele instala colares ou porcas em fixadores inseridos nos furos a partir da superfície externa 10A, como descrito em mais detalhe abaixo em conjunto com as FIGS. 6A-6K e 7.[0033] FIG. 4A shows the main components of the automatic fastening machine 14, which include an X-axis carriage 20, a Y-axis arm 21, and an extreme manipulator 22, wherein the Y-axis arm 21 is mounted on the X-axis carriage 20, and the extreme manipulator 22 is mounted on the Y-axis arm 21. The X-axis carriage 20 is attached to the track 12 to position the Y-axis arm 21 and the extreme manipulator 22, the Y-axis arm 21 is attached to the X-axis carriage 20 to position the extreme manipulator 22, and the extreme manipulator 22 installs fasteners into the holes of the inner surface 10B, for example, it installs collars or nuts on fasteners inserted into the holes from the outer surface 10A, as described in more detail below in conjunction with FIGS. 6A-6K and 7.

[0034] A FIG. 4B ilustra ainda o Carrinho de Eixo geométrico X 20, de acordo com uma modalidade, em que o Carrinho de Eixo geométrico X 20 está ligado à trilha 12 para posicionar o Braço de Eixo geométrico Y 21 e o Manipulador Extremo 22. O Carrinho de Eixo geométrico X 20 inclui uma placa de base 23, motor de acionamento 24, caixa de engrenagens 25, rodas de duplo V 17 e liberação de trilha 26. O Braço de Eixo geométrico Y 21 é montado na placa de base 23. O motor de acionamento 24 e a caixa de engrenagens 25 operam um pinhão de acionamento que engata com a cremalheira de acionamento 19 sobre a trilha 12 mostrada na FIG. 3B. As rodas de duplo V 17 são roletes guiados pela trilha 12 e montam na trilha 12 nas guias de borda 18 mostradas na FIG. 3B. A liberação de trilha 26 permite o rápido desprendimento das rodas de duplo V da trilha 12.[0034] FIG. 4B further illustrates X-Axis Cart 20, according to one embodiment, wherein X-Axis Cart 20 is attached to track 12 for positioning Y-Axis Arm 21 and End Manipulator 22. X-Axis Cart 20 includes a base plate 23, drive motor 24, gearbox 25, double V wheels 17, and track release 26. Y-Axis Arm 21 is mounted to base plate 23. Drive motor 24 and gearbox 25 operate a drive pinion that engages with drive rack 19 on track 12 shown in FIG. 3B. The double-V wheels 17 are rollers guided by track 12 and mount on track 12 to the edge guides 18 shown in FIG. 3B. Track release 26 permits rapid detachment of the double-V wheels from track 12.

[0035] A FIG. 4C ilustra ainda o Braço de Eixo geométrico Y 21, de acordo com uma modalidade. O Braço de Eixo geométrico Y 21 está ligado ao Carrinho de Eixo geométrico X 20 para posicionar o Manipulador Extremo 22. O Braço de Eixo geométrico Y 21 inclui dois trilhos 27, um parafuso de esfera 28, uma conexão umbilical de controle 29 e um Atuador de Eixo geométrico A 30. O Manipulador Extremo 22 está montado sobre os trilhos 27 e o parafuso de esfera 28 move o Manipulador Extremo 22 ao longo dos trilhos 27. A conexão umbilical de controle 29 se conecta a um gabinete de controle, como descrito nas FIGS. 5A-5B abaixo. O Atuador de Eixo geométrico A 30 muda o ângulo do Braço de Eixo geométrico Y 21.[0035] FIG. 4C further illustrates Y-Axis Arm 21, according to one embodiment. Y-Axis Arm 21 is attached to X-Axis Carriage 20 for positioning End Manipulator 22. Y-Axis Arm 21 includes two rails 27, a ball screw 28, a control umbilical 29, and A-Axis Actuator 30. End Manipulator 22 is mounted on rails 27, and ball screw 28 moves End Manipulator 22 along rails 27. Control umbilical 29 connects to a control cabinet as described in FIGS. 5A-5B below. A-Axis Actuator 30 changes the angle of Y-Axis Arm 21.

[0036] A FIG. 4D ilustra ainda o Atuador de Eixo geométrico A 30, de acordo com uma modalidade. O Atuador de Eixo geométrico A 30 está localizado dentro do Braço de Eixo geométrico Y 21 e inclui um atuador linear 31 e um pivô de Eixo geométrico A 32 (que é a única porção do Atuador de Eixo geométrico A 30 visível na parte externa do Braço de Eixo geométrico Y 21 na FIG 4C). O pivô de Eixo geométrico A 32 é um mancal pivô para posicionar o Braço de Eixo geométrico Y 21 e o Manipulador Extremo 22 em um ângulo, em resposta à operação do atuador linear 31.[0036] FIG. 4D further illustrates A-Axis Actuator 30, according to one embodiment. A-Axis Actuator 30 is located within Y-Axis Arm 21 and includes a linear actuator 31 and an A-Axis pivot 32 (which is the only portion of A-Axis Actuator 30 visible on the outside of Y-Axis Arm 21 in FIG. 4C). A-Axis pivot 32 is a pivot bearing for positioning Y-Axis Arm 21 and End Manipulator 22 at an angle in response to operation of linear actuator 31.

[0037] A FIG. 4E ilustra ainda o Manipulador Extremo 22, de acordo com uma modalidade. O Manipulador Extremo 22 está montado sobre os trilhos 27 do Braço de Eixo geométrico Y 21 e estampa um colar sobre um fixador, como descrito em mais detalhe abaixo em conjunto com as FIGS. 6A-6K. O Manipulador Extremo 22 inclui uma ferramenta pneumática, hidráulica ou eletromecânica de instalação de fixador 33, um atuador giratório 34, um estampo de colar 35, um pé de fechamento 36, um cilindro de fechamento 37, um alimentador de colar 38, um tubo de alimentação de colar 39, um tubo de retorno de pintail 40, uma câmera de ressincronização 41 e laser de normalidade 42. A operação desses elementos é descrita em maior detalhe abaixo em conjunto com as FIGS. 6A-6K.[0037] FIG. 4E further illustrates the Extreme Manipulator 22, according to one embodiment. The Extreme Manipulator 22 is mounted on the rails 27 of the Y-Axis Arm 21 and stamps a collar onto a fastener, as described in more detail below in conjunction with FIGS. 6A-6K. The Extreme Manipulator 22 includes a pneumatic, hydraulic, or electromechanical fastener installation tool 33, a rotary actuator 34, a collar die 35, a clamping foot 36, a clamping cylinder 37, a collar feeder 38, a collar feed tube 39, a pintail return tube 40, a resynchronization camera 41, and normalization laser 42. The operation of these elements is described in more detail below in conjunction with FIGS. 6A-6K.

[0038] As FIGS. 4F, 4G e 4H ilustram ainda o alinhamento da máquina de fixação automatizada 14 e seu Carrinho de Eixo geométrico X 20, Braço de Eixo geométrico Y 21 e Manipulador Extremo 22. Especificamente, a FIG. 4F é uma vista lateral da máquina de fixação automatizada 14 que mostra o Eixo geométrico X (como um ponto), o Eixo geométrico Z, um Eixo geométrico Y (perpendicular a ambos, ao Eixo geométrico X e Eixo geométrico Z) e um Eixo geométrico A como um ângulo em um plano formado pelo Eixo geométrico Y e Eixo geométrico Z; a FIG. 4G é uma vista traseira da máquina de fixação automatizada 14 que mostra o Eixo geométrico Y (como um ponto), o Eixo geométrico Z e o Eixo geométrico X; e a FIG. 4H é uma vista superior da máquina de fixação automatizada 14 que mostra o Eixo geométrico Z (como um ponto), o Eixo geométrico X e o Eixo geométrico Y.[0038] FIGS. 4F, 4G, and 4H further illustrate the alignment of the automated fastening machine 14 and its X-Axis Carriage 20, Y-Axis Arm 21, and End Manipulator 22. Specifically, FIG. 4F is a side view of the automated fastening machine 14 showing the X-Axis (as a point), the Z-Axis, a Y-Axis (perpendicular to both the X-Axis and Z-Axis), and an A-Axis as an angle in a plane formed by the Y-Axis and Z-Axis; FIG. 4G is a rear view of the automated fastening machine 14 showing the Y-Axis (as a point), the Z-Axis, and the X-Axis; and FIG. 4H is a top view of the automated clamping machine 14 showing the Z axis (as a point), the X axis, and the Y axis.

[0039] Conforme observado acima nas FIGS. 2A, 2B e 2C, a trilha 12 está alinhada em ambas as direções de Eixo geométrico X e Eixo geométrico Y e, em qualquer instante, a máquina de fixação automatizada 14 é posicionada ao longo da trilha 12 em pelo menos direções de Eixo geométrico X e Eixo geométrico Z em que o Eixo geométrico X compreende uma posição lateral dentro da fuselagem 10 e ao longo da trilha 12, enquanto que o Eixo geométrico Z compreende uma posição vertical dentro da fuselagem 10 e ao longo da trilha 12. O Carrinho de Eixo geométrico X 20 move a máquina de fixação automatizada 14 nas direções de Eixo geométrico X e Eixo geométrico Y da trilha 12 e o parafuso de esfera 28 do Braço de Eixo geométrico Y move o Manipulador Extremo 22 ao longo dos trilhos 27 do braço de Eixo geométrico Y 21 na direção do Eixo geométrico Y perpendicular a ambas as direções do Eixo geométrico X e do Eixo geométrico Z. O Atuador de Eixo geométrico A 30 do Braço de Eixo geométrico Y 21 move o Manipulador Extremo 22 (e o próprio Braço de Eixo geométrico Y 21) em torno de um ângulo no plano formado pelas direções de Eixo geométrico Y e Eixo geométrico Z, que compreende o Eixo geométrico A.[0039] As noted above in FIGS. 2A, 2B, and 2C, track 12 is aligned in both the X-axis and Y-axis directions, and at any given instant, automated clamping machine 14 is positioned along track 12 in at least the X-axis and Z-axis directions, wherein X-axis comprises a lateral position within fuselage 10 and along track 12, while Z-axis comprises a vertical position within fuselage 10 and along track 12. X-axis carriage 20 moves automated clamping machine 14 in the X-axis and Y-axis directions of track 12, and ball screw 28 of Y-axis arm moves End Manipulator 22 along rails 27 of Y-axis arm 21 in the Y-axis direction perpendicular to both X-axis and Y-axis directions. of the Z-axis. The A-axis Actuator 30 of the Y-axis Arm 21 moves the Extreme Manipulator 22 (and the Y-axis Arm 21 itself) about an angle in the plane formed by the Y-axis and Z-axis directions, which comprise the A-axis.

[0040] A FIG. 5A fornece uma visão geral do sistema de um sistema de controle 43 usado com a máquina de fixação automatizada 14, de acordo com uma modalidade. O sistema de controle 43 inclui um gabinete de controle 44 que aceita ar 45, potência de 480V 46, e suprimento de vácuo 47 e está conectado à máquina de fixação automatizada 14 através de um umbilical de controle 48, linhas hidráulicas 49, tubo de alimentação de colar 50 e tubo de retorno de pintail 51. O gabinete de controle 44 pode incluir sobre ele uma interface de operador e pode aceitar controles a partir de um laptop 52 e/ou pendrive portátil móvel de operador (HMOP) 53.[0040] FIG. 5A provides a system overview of a control system 43 used with automated fastening machine 14, according to one embodiment. Control system 43 includes a control cabinet 44 that accepts air 45, 480V power 46, and vacuum supplies 47 and is connected to automated fastening machine 14 via a control umbilical 48, hydraulic lines 49, glue feed tube 50, and pintail return tube 51. Control cabinet 44 may include thereon an operator interface and may accept controls from a laptop computer 52 and/or mobile operator portable (HMOP) flash drive 53.

[0041] O laptop 52 inclui uma tela de toque que permite que o gabinete de controle 44 seja operado como se o operador estivesse na interface principal do gabinete de controle 44. O laptop 52 pode ser facilmente levado para a fuselagem 10 para permitir que o operador tenha controle total do gabinete de controle 44 a partir de qualquer lugar.[0041] The laptop 52 includes a touch screen that allows the control cabinet 44 to be operated as if the operator were at the main interface of the control cabinet 44. The laptop 52 can be easily carried into the fuselage 10 to allow the operator to have full control of the control cabinet 44 from any location.

[0042] Alternativamente, o HMOP 53 pode ser usado. O HMOP 53 permite uma operação simples da máquina e exibe mensagens abreviadas do operador.[0042] Alternatively, the HMOP 53 may be used. The HMOP 53 allows simple operation of the machine and displays abbreviated operator messages.

[0043] Uma modalidade fornece controle de máquina independente. Especificamente, o gabinete de controle 44 fornece comandos para a máquina interna, ou seja, a máquina de fixação automatizada 14, e a máquina externa, ou seja, a máquina de perfuração multi-eixos geométricos, posicionada na parte externa da fuselagem 10, é controlada de forma independente. Os benefícios desta abordagem são que o software é mais fácil de desenvolver e depurar; e existe uma única interface de operador. As desvantagens desta abordagem são que: cada máquina externa deve ser emparelhada com uma máquina interna; cada máquina externa só funcionará com uma máquina interna específica e as máquinas não são intercambiáveis; se uma máquina externa estiver desligada, então a máquina interna emparelhada também estará desligada; e interrupção da comunicação entre máquinas externa e interna causará uma falha total do sistema.[0043] One embodiment provides independent machine control. Specifically, the control cabinet 44 provides commands to the inner machine, i.e., the automated fastening machine 14, and the outer machine, i.e., the multi-axis drilling machine, positioned on the outside of the fuselage 10, is controlled independently. The benefits of this approach are that the software is easier to develop and debug; and there is a single operator interface. The disadvantages of this approach are that: each outer machine must be paired with an inner machine; each outer machine will only work with a specific inner machine and the machines are not interchangeable; if an outer machine is powered off, then the paired inner machine will also be powered off; and disruption of communication between the outer and inner machines will cause a total system failure.

[0044] Outra modalidade fornece controle de máquina dependente. Especificamente, o gabinete de controle 44 fornece comandos para uma máquina interna, ou seja, a máquina de fixação automatizada 14 e comunica com outro gabinete de controle 54 por meio de um enlace de comunicação 55, em que o gabinete de controle 54 fornece comando para uma máquina externa, ou seja, a máquina de perfuração multi-eixos geométricos posicionada na parte externa da fuselagem 10, de modo que a máquina de fixação automatizada 14 está coordenada com a máquina externa em um lado oposto da primeira superfície que perfura os furos e insere os fixadores nos furos. Os benefícios desta abordagem são que as máquinas são intercambiáveis, isto é, qualquer máquina externa trabalhará com qualquer máquina interna; falha de comunicações entre máquinas não causará falhas completas no sistema; máquinas internas podem ser conectadas "em marcha" a máquinas externas; a máquina externa manipula toda a programação e tem controle total sobre a máquina interna; e apenas um umbilical de comunicação é necessário para conectar a máquina interna à máquina externa. As desvantagens desta abordagem são que: a programação é mais complicada; a manutenção é mais complicada; e cada máquina tem seu próprio gabinete de controle 44, 54.[0044] Another embodiment provides dependent machine control. Specifically, control cabinet 44 provides commands to an internal machine, i.e., automated fastening machine 14, and communicates with another control cabinet 54 via a communication link 55, wherein control cabinet 54 provides command to an external machine, i.e., multi-axis drilling machine positioned on the outside of fuselage 10, such that automated fastening machine 14 is coordinated with the external machine on an opposite side of the first surface that drills holes and inserts fasteners into the holes. The benefits of this approach are that the machines are interchangeable, i.e., any external machine will work with any internal machine; failure of communications between machines will not cause complete system failures; internal machines can be connected "on the fly" to external machines; the external machine handles all programming and has full control over the internal machine; and only one communication umbilical is required to connect the internal machine to the external machine. The disadvantages of this approach are that: programming is more complicated; maintenance is more complicated; and each machine has its own control cabinet 44, 54.

[0045] A FIG. 5B ilustra ainda o gabinete de controle 44, de acordo com uma modalidade. O gabinete de controle 44 inclui um alimentador de colar 56 para alimentar colares, um botão de parada de emergência (E-Stop) 57, uma conexão de umbilical de controle 58 para a máquina de fixação automatizada 14, uma desconexão de energia 59, uma unidade de energia hidráulica 60 para fornecer energia hidráulica para a máquina de fixação automatizada 14, anéis de elevação 61 para içar o gabinete de controle 44 e uma montagem de pendrive 62 para armazenar o HMOP 53.[0045] FIG. 5B further illustrates control cabinet 44, according to one embodiment. Control cabinet 44 includes a collar feeder 56 for feeding collars, an emergency stop (E-Stop) button 57, a control umbilical connection 58 to automated fastening machine 14, a power disconnect 59, a hydraulic power unit 60 for supplying hydraulic power to automated fastening machine 14, lifting rings 61 for hoisting control cabinet 44, and a flash drive mount 62 for storing HMOP 53.

[0046] As FIGS. 6A-6K ilustram uma sequência de etapas de fixação realizadas pela máquina de fixação automatizada 14 como dirigida pelo sistema de controle 43 para moldar colares sobre fixadores, de acordo com uma modalidade.[0046] FIGS. 6A-6K illustrate a sequence of fastening steps performed by automated fastening machine 14 as directed by control system 43 to mold collars onto fasteners, according to one embodiment.

[0047] A FIG. 6A ilustra ainda os componentes do Manipulador Extremo 22, bem como uma primeira etapa realizada pelo Manipulador Extremo 22, em que o Manipulador Extremo 22 está posicionado acima de uma superfície 63 que tem nela um furo 64, através do qual é inserido um fixador (não mostrado). (Um fixador é mostrado e descrito em conjunto com as Figuras 6I, 6J e 6K abaixo). Em uma modalidade, a superfície 63 é a primeira superfície 10B, nomeadamente a superfície interna 10B da fuselagem 10.[0047] FIG. 6A further illustrates components of the End Manipulator 22, as well as a first step performed by the End Manipulator 22, wherein the End Manipulator 22 is positioned above a surface 63 having therein a hole 64 through which a fastener (not shown) is inserted. (A fastener is shown and described in conjunction with Figures 6I, 6J, and 6K below.) In one embodiment, the surface 63 is the first surface 10B, namely the inner surface 10B of the fuselage 10.

[0048] Nesta primeira etapa, a máquina de fixação automatizada 14 usa a câmera de ressincronização 41 para alinhar o Manipulador Extremo 22 em relação a uma ou mais características de referência (por exemplo, furo 64) sobre a superfície 63, por exemplo, as paredes internas do furo cilíndrico 64 ou o bordo do furo 64. A máquina automática de fixação 14 conduz a uma localização alvo nominal sobre a trilha 12, captura uma imagem digital de alta resolução das características sobre a superfície 63 usando a câmera de ressincronização 41 e determina um deslocamento entre uma localização de característica real e a localização alvo nominal. A máquina externa realiza um processo semelhante, permitindo que ambas as máquinas tenham uma referência comum para a fuselagem 10 e, portanto, entre elas.[0048] In this first step, the automated clamping machine 14 uses the retiming camera 41 to align the End Manipulator 22 relative to one or more reference features (e.g., hole 64) on the surface 63, for example, the inner walls of the cylindrical hole 64 or the edge of the hole 64. The automated clamping machine 14 drives a nominal target location on the track 12, captures a high-resolution digital image of the features on the surface 63 using the retiming camera 41, and determines an offset between an actual feature location and the nominal target location. The outer machine performs a similar process, allowing both machines to have a common reference to the fuselage 10 and therefore to each other.

[0049] Uma vez posicionada, a máquina de fixação automatizada 14 usa então o laser de normalidade 42 para posicionar o Manipulador Extremo 22 normal à superfície 63, embora outros sensores também possam ser utilizados para esta função. Especificamente, a máquina de fixação automatizada 14 usa os sinais a partir do laser de normalidade 42 para rodar o Braço de Eixo geométrico Y 21 e o Manipulador Extremo 22 para alcançar uma orientação substancialmente perpendicular do Manipulador Extremo 22 para a superfície 63. Uma vez alinhado, o Manipulador Extremo 22 realiza as etapas a seguir.[0049] Once positioned, the automated clamping machine 14 then uses the normalization laser 42 to position the Extreme Manipulator 22 normal to the surface 63, although other sensors may also be used for this function. Specifically, the automated clamping machine 14 uses the signals from the normalization laser 42 to rotate the Y-Axis Arm 21 and the Extreme Manipulator 22 to achieve a substantially perpendicular orientation of the Extreme Manipulator 22 to the surface 63. Once aligned, the Extreme Manipulator 22 performs the following steps.

[0050] A FIG. 6B ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Extremo 22, na qual a corrediça de pino de carga 65 posiciona o pino de carga 66 por baixo do tubo de alimentação de colar 39 e o cilindro de fechamento 37 estende o pé de fechamento 36 para engatar a superfície 63 adjacente ao furo 64. O pé de fechamento 36 é um pé de pressão e o cilindro de fechamento 37 é um cilindro pneumático, hidráulico ou eletromecânico capaz de fornecer cerca de 200 libras-pés (lbf) de força para o pé de fechamento 36 sobre a superfície 63 como uma força de reação antes e durante a perfuração do furo 64.[0050] FIG. 6B illustrates a next step performed by Extreme Manipulator 22 in which load pin slide 65 positions load pin 66 beneath collar feed tube 39 and shutoff cylinder 37 extends shutoff foot 36 to engage surface 63 adjacent hole 64. Shutoff foot 36 is a pressure foot and shutoff cylinder 37 is a pneumatic, hydraulic, or electromechanical cylinder capable of delivering about 200 foot-pounds (lbf) of force to shutoff foot 36 about surface 63 as a reaction force prior to and during drilling of hole 64.

[0051] Especificamente, o pé de fechamento 36 fornece uma força de aperto para um processo de conjunto único (OUA) usado nas etapas de fixação. OUA é onde a montagem é realizada de uma vez, nomeadamente perfurada, inspecionada e, em finalmente, fixada, sem remoção de componentes para rebarbação, limpeza, vedação, etc. No processo OUA, a máquina externa usa uma pilha de componentes para realizar a perfuração do furo 64 na superfície e a inserção do fixador no furo 64.[0051] Specifically, the clamping foot 36 provides a clamping force for a single assembly (OUA) process used in the fastening steps. OUA is where the assembly is performed all at once, namely drilled, inspected, and finally fastened, without removing components for deburring, cleaning, sealing, etc. In the OUA process, the external machine uses a stack of components to perform drilling of hole 64 in the surface and insertion of the fastener into hole 64.

[0052] Aqui, a trilha 12 montada na antepara traseira de pressão 11 fornece uma base para a força de aperto gerada pelo pé de fechamento 36, mantendo a integralidade da junta e separação das interfaces para a pilha OUA, antes que a máquina externa comece a perfurar. A máquina externa é posicionada de modo que o nariz da broca empurre um lado oposto da superfície 63 (ou seja, a superfície externa 10A da fuselagem 10), enquanto se normaliza para um contorno do lado oposto da superfície 63. De modo semelhante, a máquina de fixação automatizada 14 é posicionada tal que a força de aperto gerada pelo pé de fechamento 36 esteja alinhada com o nariz da broca da máquina externa.[0052] Here, track 12 mounted on rear pressure bulkhead 11 provides a base for the clamping force generated by closing foot 36, maintaining joint integrity and separation of interfaces for the OUA stack, before the external machine begins drilling. The external machine is positioned such that the bit nose pushes against an opposite side of surface 63 (i.e., outer surface 10A of fuselage 10), while normalizing to a contour of the opposite side of surface 63. Similarly, automated clamping machine 14 is positioned such that the clamping force generated by closing foot 36 is aligned with the bit nose of the external machine.

[0053] A FIG. 6C ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que um colar 67 é soprado sobre o pino de carga 66 a partir do tubo de alimentação de colar 39 com ar comprimido.[0053] FIG. 6C illustrates a next step performed by External Manipulator 22, in which a collar 67 is blown onto loading pin 66 from collar feed tube 39 with compressed air.

[0054] A FIG. 6D ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que o colar 67 é mantido sobre o pino de carga 66 com um jato de ar lateral 68 e o tubo de alimentação de colar 39 é retraído.[0054] FIG. 6D illustrates a next step performed by External Manipulator 22, wherein collar 67 is held over load pin 66 with a side air jet 68 and collar feed tube 39 is retracted.

[0055] A FIG. 6E ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, na qual a corrediça do pino de carga 65 é estendida e posicionada sob o estampo do colar 35, de modo que o colar 67, enquanto ainda mantido sobre o pino de carga 66, está posicionado entre os dedos de alimentação 69 do estampo de colar 35.[0055] FIG. 6E illustrates a next step performed by External Manipulator 22 in which the load pin slide 65 is extended and positioned under the collar die 35 such that the collar 67, while still held over the load pin 66, is positioned between the feed fingers 69 of the collar die 35.

[0056] A FIG. 6F ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que o estampo de colar primeiro move para frente para empurrar o colar 67 contra os dedos de alimentação 69 e o estampo de colar 35 se move de volta para a sua posição mais para trás, para liberar o pino de carga 66. Neste estágio o colar 67 está liberado do pino de carga 66.[0056] FIG. 6F illustrates a next step performed by External Manipulator 22, wherein the collar die first moves forward to push the collar 67 against the feed fingers 69 and the collar die 35 moves back to its rearmost position to release the load pin 66. At this stage the collar 67 is released from the load pin 66.

[0057] A FIG. 6G ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que a corrediça do pino de carga 65 é retraída do estampo de colar 35 e o colar 67 está firmemente assentado nos dedos de alimentação 69 do estampo de colar 35. Diretamente acima ou por trás do colar 67 está uma matriz de estampo 70 no estampo de colar 35.[0057] FIG. 6G illustrates a next step performed by External Manipulator 22, wherein the load pin slide 65 is retracted from the collar die 35 and the collar 67 is firmly seated on the feed fingers 69 of the collar die 35. Directly above or behind the collar 67 is a stamping die 70 on the collar die 35.

[0058] A FIG. 6H ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que o estampo de colar 35 avança em direção à superfície 63.[0058] FIG. 6H illustrates a next step performed by External Manipulator 22 in which collar die 35 advances toward surface 63.

[0059] A FIG. 6I ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que um fixador 71 é inserido através do furo 64 na superfície 63, por exemplo, a partir de um lado oposto da superfície 63, e o estampo de colar 35 avança em direção ao fixador 71.[0059] FIG. 6I illustrates a next step performed by External Manipulator 22, wherein a fastener 71 is inserted through hole 64 in surface 63, for example, from an opposite side of surface 63, and collar die 35 advances toward fastener 71.

[0060] A FIG. 6J ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que o colar 67 está assentado sobre a extremidade do fixador 71 pelo estampo de colar 35. Uma vez que o colar 67 está na extremidade do fixador 71, os dedos de alimentação 69 do estampo de colar 35 são abertos por uma característica no lado do pé de fechamento 36. O estampo de colar 35 empurra o colar 67 ainda mais sobre o fixador 71 e o colar 67 é estampado pela ferramenta de instalação de fixador 33, que fornece uma força para a matriz de estampo 70. Em uma modalidade, o colar 67 é um anel de metal de ajuste frouxo que é deformado pela matriz 70 em torno do fixador 71, que inclui ranhuras de bloqueio. A matriz 70 é forçada para baixo sobre o colar 67 pela ferramenta de instalação de fixador 33, que reduz o diâmetro do colar 67 e estampa progressivamente o material do colar 67 na matriz 70. Quando a força aplicada à matriz 70 aumenta, a instalação é completada quando um pintail 72 do fixador 71 rompe.[0060] FIG. 6J illustrates a next step performed by External Manipulator 22, wherein collar 67 is seated over the end of fastener 71 by collar die 35. Once collar 67 is on the end of fastener 71, feed fingers 69 of collar die 35 are opened by a feature on the side of closing foot 36. Collar die 35 pushes collar 67 further over fastener 71, and collar 67 is stamped by fastener installation tool 33, which provides a force to stamping die 70. In one embodiment, collar 67 is a loose-fitting metal ring that is deformed by die 70 around fastener 71, which includes locking grooves. The die 70 is forced down onto the collar 67 by the fastener installation tool 33, which reduces the diameter of the collar 67 and progressively stamps the material of the collar 67 into the die 70. As the force applied to the die 70 increases, installation is complete when a pintail 72 of the fastener 71 breaks away.

[0061] A FIG. 6K ilustra uma próxima etapa realizada pelo Manipulador Externo 22, em que o colar 67 foi estampado sobre o fixador 71. O estampo de colar 35 é retraído para retirar a matriz de estampo 70 do colar estampado 67, e o pintail (não mostrado) é aspirado através do tubo de retorno de pintail 40 para um ponto de coleta, por exemplo, no gabinete de controle 44. Finalmente, a câmera de ressincronização 41 pode ser usada para inspecionar o colar estampado 67 sobre o fixador 71.[0061] FIG. 6K illustrates a next step performed by External Manipulator 22, wherein collar 67 has been swaged over fastener 71. Collar die 35 is retracted to remove swaging die 70 from swaged collar 67, and pintail (not shown) is sucked through pintail return tube 40 to a collection point, e.g., control cabinet 44. Finally, retiming camera 41 may be used to inspect swaged collar 67 over fastener 71.

[0062] A FIG. 7 é um fluxograma que ilustra adicionalmente a sequência de etapas de fixação realizadas pelo Manipulador Extremo 22 nas FIGS. 6A-6K.[0062] FIG. 7 is a flowchart further illustrating the sequence of clamping steps performed by the Extreme Manipulator 22 in FIGS. 6A-6K.

[0063] O bloco 73 representa a etapa de posicionar o Manipulador Extremo 22 em relação à superfície 63 (isto é, a superfície interior 10B da estrutura da fuselagem 10) que tem nela o furo 64 através do qual o fixador 71 é inserido. Especificamente, o Bloco 73 representa a etapa de alinhar o Manipulador Extremo 22 em relação a uma ou mais características sobre a superfície interna 63 usando a câmera de ressincronização 41 do Manipulador Extremo 22, o que resulta em alinhar a máquina de fixação automatizada 14 com outra máquina (isto é, a máquina de perfuração automatizada multi- eixos geométricos posicionada na superfície externa 10A da estrutura da fuselagem 10). O bloco 73 também representa a etapa de posicionar o Manipulador Extremo 22 em relação à superfície interior 63 usando o sensor de laser de normalidade 42 do Manipulador Extremo 22, em que o posicionamento compreende rodar o Braço de Eixo geométrico Y 21 e o Manipulador Extremo 22 para alcançar uma orientação substancialmente perpendicular em relação à superfície interna 63 usando sinais a partir do sensor de laser de normalidade 42.[0063] Block 73 represents the step of positioning the End Manipulator 22 relative to the surface 63 (i.e., the interior surface 10B of the fuselage structure 10) having therein the hole 64 through which the fastener 71 is inserted. Specifically, Block 73 represents the step of aligning the End Manipulator 22 relative to one or more features on the interior surface 63 using the resynchronization camera 41 of the End Manipulator 22, which results in aligning the automated fastening machine 14 with another machine (i.e., the automated multi-axis drilling machine positioned on the exterior surface 10A of the fuselage structure 10). Block 73 also depicts the step of positioning the Extreme Manipulator 22 relative to the interior surface 63 using the laser normality sensor 42 of the Extreme Manipulator 22, wherein the positioning comprises rotating the Y-Axis Arm 21 and the Extreme Manipulator 22 to achieve a substantially perpendicular orientation relative to the interior surface 63 using signals from the laser normality sensor 42.

[0064] O bloco 74 representa a etapa de usar o cilindro de fechamento 37 para estender o pé de fechamento 36 para engatar a superfície 63 adjacente ao furo 64 onde o fixador 71 será instalado. Especificamente, o Bloco 74 representa a etapa de apertar a superfície interior 63 usando uma força aplicada pelo pé de fechamento 36 do Manipulador Extremo 22, em que a força é aplicada a um processo de conjunto único (OUA) usado nas etapas de fixação.[0064] Block 74 depicts the step of using the closing cylinder 37 to extend the closing foot 36 to engage the surface 63 adjacent to the hole 64 where the fastener 71 will be installed. Specifically, Block 74 depicts the step of clamping the interior surface 63 using a force applied by the closing foot 36 of the Extreme Manipulator 22, wherein the force is applied to a single assembly (OUA) process used in the clamping steps.

[0065] Os blocos restantes 75-84 representam a etapa de instalar o fixador 71 inserido através do furo 64 usando os vários componentes do Manipulador Extremo 22.[0065] The remaining blocks 75-84 represent the step of installing the fastener 71 inserted through the hole 64 using the various components of the Extreme Manipulator 22.

[0066] O bloco 75 representa a etapa de usar a corrediça de pino de carga 65 para posicionar o pino de carga 66 por baixo do tubo de alimentação de colar 39.[0066] Block 75 represents the step of using load pin slide 65 to position load pin 66 beneath collar feed tube 39.

[0067] O bloco 76 representa a etapa de soprar um colar 67 sobre o pino de carga 66 a partir do tubo de alimentação de colar 39 com ar comprimido.[0067] Block 76 represents the step of blowing a collar 67 over the load pin 66 from the collar feed tube 39 with compressed air.

[0068] O bloco 77 representa a etapa de usar um jato lateral 68 para manter o colar 67 sobre o pino de carga 66.[0068] Block 77 represents the step of using a side jet 68 to hold the collar 67 over the loading pin 66.

[0069] O bloco 78 representa a etapa de retrair o tubo de alimentação de colar 39.[0069] Block 78 represents the step of retracting the collar feed tube 39.

[0070] O bloco 79 representa a etapa de estender a corrediça do pino de carga 65 para posicioná-la debaixo do estampo de colar 35, de modo que o colar 67, enquanto ainda mantido sobre o pino de carga 66, seja posicionado entre os dedos de alimentação 69 do estampo de colar 35;[0070] Block 79 represents the step of extending the load pin slide 65 to position it underneath the collar die 35, so that the collar 67, while still held over the load pin 66, is positioned between the feed fingers 69 of the collar die 35;

[0071] O bloco 80 representa a etapa de mover o estampo de colar 35 para frente, para empurrar o colar 67 contra os dedos de alimentação 69 e, então, mover o estampo de colar 35 para liberar o pino de carga 66, de modo que o colar 67 esteja livre do pino de carga 66.[0071] Block 80 represents the step of moving the collar die 35 forward to push the collar 67 against the feed fingers 69 and then moving the collar die 35 to release the loading pin 66 so that the collar 67 is free of the loading pin 66.

[0072] O bloco 81 representa a etapa de retrair a corrediça do pino de carga para longe do estampo de colar 35, em que o colar 67 está firmemente assentado nos dedos de alimentação 69 do estampo de colar 35.[0072] Block 81 represents the step of retracting the loading pin slide away from the collar die 35, wherein the collar 67 is firmly seated on the feed fingers 69 of the collar die 35.

[0073] O bloco 82 representa a etapa de avançar o estampo de colar 35 em direção à superfície 63 e o fixador 71 inserido através do furo 64 na superfície 63.[0073] Block 82 represents the step of advancing the collar die 35 toward the surface 63 and the fastener 71 inserted through the hole 64 in the surface 63.

[0074] O bloco 83 representa a etapa de utilizar o estampo de colar 35 para assentar o colar 67 sobre a extremidade do fixador 71, em que os dedos de alimentação 69 do estampo de colar 35 são abertos, o colar 67 é empurrado sobre o fixador 71 e o colar 67 é estampado pela ferramenta de instalação de fixador 33, tal que a matriz do estampo 70 é forçada para baixo sobre o colar 67 pela ferramenta de instalação de fixador 33, o que reduz o diâmetro do colar 67 e estampa progressivamente o material do colar 67 para dentro da matriz 70, e a instalação é completada quando um pintail 72 do fixador 71 rompe.[0074] Block 83 represents the step of using the collar die 35 to seat the collar 67 over the end of the fastener 71, wherein the feed fingers 69 of the collar die 35 are opened, the collar 67 is pushed over the fastener 71, and the collar 67 is stamped by the fastener installation tool 33 such that the die of the die 70 is forced down onto the collar 67 by the fastener installation tool 33, which reduces the diameter of the collar 67 and progressively stamps the material of the collar 67 into the die 70, and the installation is complete when a pintail 72 of the fastener 71 breaks.

[0075] O bloco 84 representa a etapa de retrair o estampo de colar 35 para retirar a matriz do estampo 70 do colar estampado 67, aspirando o pintail para fora através do tubo de retorno de pintail para um ponto de coleta e, opcionalmente, inspecionar o colar estampado 67 sobre o fixador 71. Benefícios[0075] Block 84 represents the step of retracting the collar die 35 to remove the die die 70 from the stamped collar 67, sucking the pintail out through the pintail return tube to a collection point, and optionally inspecting the stamped collar 67 over the fastener 71. Benefits

[0076] A trilha em balanço 12 aqui descrita inclui uma série de benefícios e vantagens. Uma vantagem é que a máquina de fixação automatizada 14 apenas se monta em um trilho, isto é, a trilha 12, que proporciona facilidade de configuração. Outra vantagem é que a máquina de fixação automatizada 14 pode ser facilmente removida da trilha 12.[0076] The cantilevered track 12 described herein includes a number of benefits and advantages. One advantage is that the automated clamping machine 14 only mounts to one rail, i.e., track 12, which provides ease of setup. Another advantage is that the automated clamping machine 14 can be easily removed from track 12.

[0077] Por outro lado, existem algumas desvantagens. Uma desvantagem é que a rugosidade da superfície interna da fuselagem 10 torna difícil montar a trilha 12 na superfície interna da fuselagem 10. Outra desvantagem é que as estruturas interiores podem interferir com o movimento da máquina de fixação automatizada 14 ao longo da trilha 12.[0077] On the other hand, there are some disadvantages. One disadvantage is that the roughness of the inner surface of the fuselage 10 makes it difficult to mount the track 12 to the inner surface of the fuselage 10. Another disadvantage is that interior structures may interfere with the movement of the automated clamping machine 14 along the track 12.

Alternatives

[0078] Várias alternativas e modificações estão disponíveis.[0078] Various alternatives and modifications are available.

[0079] Por exemplo, embora uma máquina de fixação automatizada esteja aqui descrita, existem outras oportunidades de automação dentro da fuselagem 10. Uma máquina de fixação automatizada dentro da fuselagem 10 também pode incluir funções para perfurar furos e encher furos (isto é, inserir parafusos), rebarbar, controlar vácuo para FOD (Dano por Objetos Estranhos ou Detritos), vedar, todos os tipos de fixação (torque, estampagem, rebitagem) e inspeção. Uma máquina de fixação automatizada dentro da fuselagem 10 pode incluir diferentes manipuladores extremos com características múltiplas (diversas) daquelas aqui descritas.[0079] For example, although an automated fastening machine is described herein, other opportunities for automation exist within fuselage 10. An automated fastening machine within fuselage 10 may also include functions for drilling holes and filling holes (i.e., inserting screws), deburring, controlling vacuum for FOD (Foreign Object or Debris Damage), sealing, all types of fastening (torqueing, stamping, riveting), and inspection. An automated fastening machine within fuselage 10 may include different end manipulators with multiple (different) features from those described herein.

[0080] Em outro exemplo, automação dentro da fuselagem 10 também pode sincronizar suas funções com automação fora da fuselagem 10, com ou sem assistência de câmera, para melhorar velocidade. Isto é especialmente verdadeiro se usado com uma trilha que é indexada e montada sobre o exterior da fuselagem 10. Como mencionado anteriormente, se desejado, a automação interna pode trabalhar com a automação externa para qualquer uma dessas funções adicionais.[0080] In another example, automation within the fuselage 10 may also synchronize its functions with automation outside the fuselage 10, with or without camera assistance, to improve speed. This is especially true if used with a track that is indexed and mounted on the exterior of the fuselage 10. As mentioned previously, if desired, the internal automation may work with the external automation for any of these additional functions.

[0081] Em ainda outro exemplo, uma trilha dentro da fuselagem 10 pode ser montada flexível ou rígida a estruturas ou superfícies dentro da fuselagem 10, com ou sem ventosas. Portanto, automação interna pode se aplicar a qualquer seção da fuselagem 10 e não está limitada à antepara traseira de pressão 11.[0081] In yet another example, a track within the fuselage 10 may be flexibly or rigidly mounted to structures or surfaces within the fuselage 10, with or without suction cups. Therefore, internal automation may apply to any section of the fuselage 10 and is not limited to the rear pressure bulkhead 11.

[0082] Ainda em outro exemplo, uma trilha dentro da fuselagem 10 pode não ser um projeto em balanço montado na antepara traseira de pressão 11.[0082] In yet another example, a track within the fuselage 10 may not be a cantilevered design mounted to the rear pressure bulkhead 11.

[0083] Em um exemplo, a FIG. 8A ilustra uma máquina de fixação automatizada de estilo Ponte 85, em que as trilhas duplas 86 estão montadas a uma estrutura ou superfície 10B dentro da fuselagem 10 em um lado para frente e a antepara traseira de pressão 11 da fuselagem 10 em um lado de trás. Uma vantagem é que a máquina de estilo Ponte 85 poderia potencialmente não ter um Eixo geométrico A ativo e, em vez disso, poderia normalizar passivamente entre as trilhas 86. Outra vantagem é que, se um grampo para 200lb é necessário para todos os furos, este projeto distribui a carga entre ambas as trilhas 86. Uma desvantagem para a máquina de estilo Ponte 85 é que são necessários dois conjuntos de trilhas. As trilhas 86 podem precisar ser alinhadas entre si para criar normalidade adequada, em que espaçamento da trilha 86, a altura relativa e a distância separada precisarão ser controladas.[0083] In one example, FIG. 8A illustrates a Bridge-style automated clamping machine 85, wherein dual tracks 86 are mounted to a structure or surface 10B within the fuselage 10 on a forward side and the rear pressure bulkhead 11 of the fuselage 10 on an aft side. One advantage is that the Bridge-style machine 85 could potentially not have an active Axis A and could instead passively normalize between the tracks 86. Another advantage is that if a 200 lb. clamp is required for all holes, this design distributes the load between both tracks 86. A disadvantage to the Bridge-style machine 85 is that two sets of tracks are required. The tracks 86 may need to be aligned with each other to create adequate normality, in which case track 86 spacing, relative height, and distance apart will need to be controlled.

[0084] Em outro exemplo, a FIG. 8B ilustra uma máquina de fixação automatizada em balanço 87 montada a uma estrutura ou superfície 10B dentro da fuselagem 10 em um lado dianteiro de uma junção, em que a máquina de fixação automatizada em balanço 87 tem um suporte de reação para frente dessa montagem. Uma vantagem é que a máquina em balanço 87 não requer montagem sobre a antepara traseira de pressão 11 com ventosas. Uma desvantagem é que a máquina em balanço 87 provavelmente precisará de um Eixo geométrico B ativo, e terá que configurar várias trilhas/guias. Além disso, o piso de carga/estrutura pode ter que reagir a grandes cargas.[0084] In another example, FIG. 8B illustrates an automated cantilever clamping machine 87 mounted to a structure or surface 10B within the fuselage 10 on a forward side of a joint, wherein the automated cantilever clamping machine 87 has a reaction mount forward of that mount. An advantage is that the cantilever machine 87 does not require mounting on the rear pressure bulkhead 11 with suction cups. A disadvantage is that the cantilever machine 87 will likely require an active Geometry Axis B, and will have to configure multiple tracks/guides. In addition, the cargo floor/frame may have to react to large loads.

Airplane assembly

[0085] Modalidades da divulgação podem ser descritas no contexto de um método de fabricação e serviço de uma aeronave, como mostrado na FIG. 9A e uma aeronave como mostrado na FIG. 9B.[0085] Embodiments of the disclosure may be described in the context of a method of manufacturing and servicing an aircraft as shown in FIG. 9A and an aircraft as shown in FIG. 9B.

[0086] Como mostrado na FIG. 9A, durante a pré-produção, o método tomado como exemplo 88 pode incluir especificação e projeto 89 da aeronave e aquisição de material 90. Durante produção, tem lugar fabricação de componentes e de subconjuntos 91 e integração de sistemas 92 da aeronave, o que inclui a automação de nível de fábrica descrita aqui, usando a trilha a vácuo de contorno composto 12 e a máquina de fixação automatizada 14 para automação de montagem final a partir do interior da fuselagem 10. Daí em diante, a aeronave pode passar por certificação e entrega 93 para ser colocada em serviço 94. Enquanto em serviço por um cliente, a aeronave é agendada para manutenção de rotina e serviço 95 (que inclui modificação, reconfiguração, remodelação, etc.), que também inclui a automação de nível de fábrica descrita aqui, usando a trilha a vácuo de contorno composto 12 e a máquina de fixação automatizada 14 para automação de montagem final a partir do interior da fuselagem 10.[0086] As shown in FIG. 9A, during pre-production, the exemplary method 88 may include aircraft specification and design 89 and material procurement 90. During production, component and subassembly fabrication 91 and aircraft systems integration 92 occur, which includes the factory-level automation described herein using the composite contour vacuum track 12 and the automated fastening machine 14 for final assembly automation from the interior of the fuselage 10. Thereafter, the aircraft may undergo certification and delivery 93 for placement into service 94. While in service by a customer, the aircraft is scheduled for routine maintenance and service 95 (which includes modification, reconfiguration, refurbishment, etc.), which also includes the factory-level automation described herein using the composite contour vacuum track 12 and the automated fastening machine 14 for final assembly automation from the interior of the fuselage 10.

[0087] Cada um dos processos do método 88 pode ser desempenhado ou realizado por um integrador de sistema, um terceiro parceiro e/ou operador (por exemplo, um cliente). Para os propósitos desta descrição, um integrador de sistemas pode incluir, sem limitação, qualquer número de fabricantes de aeronaves e subcontratados de sistemas principais; um terceiro parceiro pode incluir, sem limitação, qualquer número de vendedores, subcontratados e fornecedores; e um operador pode ser uma companhia aérea, empresa de leasing, entidade militar, organização de serviços, e assim por diante.[0087] Each of the processes of method 88 may be performed or carried out by a system integrator, a third party partner, and/or operator (e.g., a customer). For purposes of this disclosure, a system integrator may include, without limitation, any number of aircraft manufacturers and major systems subcontractors; a third party partner may include, without limitation, any number of vendors, subcontractors, and suppliers; and an operator may be an airline, leasing company, military entity, service organization, and so forth.

[0088] Como mostrado na FIG. 9B, a aeronave 96, produzida pelo método tomado como exemplo da FIG. 9A, pode incluir uma estrutura 97 com uma pluralidade de sistemas 98 e um interior 99. Exemplos de sistemas de alto nível 98 incluem um ou mais de um sistema de propulsão 100, um sistema elétrico 101, um sistema hidráulico 102 e um sistema ambiental 103. Qualquer número de outros sistemas pode ser incluído. Embora seja mostrado um exemplo aeroespacial, os princípios da invenção podem ser aplicados a outras indústrias, tal como a indústria automotiva.[0088] As shown in FIG. 9B, aircraft 96 produced by the exemplary method of FIG. 9A may include a structure 97 with a plurality of systems 98 and an interior 99. Examples of high-level systems 98 include one or more of a propulsion system 100, an electrical system 101, a hydraulic system 102, and an environmental system 103. Any number of other systems may be included. Although an aerospace example is shown, the principles of the invention may be applied to other industries, such as the automotive industry.

[0089] A presente invenção também é referida nas seguintes cláusulas que não devem ser confundidas com as reivindicações. A1. Um dispositivo para fixar uma estrutura, que compreende: uma trilha (12) montada interior a uma estrutura (10) para acessar uma primeira superfície (10B) da estrutura (10), em que a primeira superfície (10B) tem um ou mais furos (64) através dos quais fixadores (71) são inseridos; em que uma máquina de fixação automatizada (14) está montada sobre a trilha (12) para percorrer a trilha (12) enquanto realizando funções de fixação; e em que a trilha (12) permite que a máquina de fixação automatizada (14) entre em contato com a primeira superfície (10B), tal que a máquina de fixação automatizada (14) alinha com os furos (64) na primeira superfície (10B) e a máquina de fixação automatizada (14) instala os parafusos (71) nos furos (64). A2. É também fornecido o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está montada em um ângulo com a primeira superfície (10B). A3. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a primeira superfície (10B) é uma superfície interior (10B) de uma fuselagem de aeronave (10). A4. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) é conformada para coincidir com a primeira superfície (10B). A5. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está montada de modo que sua largura está em um ângulo com a primeira superfície (10B). A6. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está em um ângulo de cerca de 90 graus para a primeira superfície (10B). A7. Também é fornecido o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está em um ângulo que varia de cerca de 80 graus a cerca de 100 graus para a primeira superfície (10B). A8. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está montada sobre uma segunda superfície (11) em um ângulo em relação à primeira superfície (10B). A9. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A8, em que a segunda superfície (11) é uma antepara traseira de pressão (11) de uma fuselagem de aeronave (10). A10. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está montada diretamente na primeira superfície (10B). A11. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) é montada ao longo das direções de Eixo geométrico X e Eixo geométrico Z, a direção de Eixo geométrico X compreende uma posição lateral, e a direção de Eixo geométrico Z compreende uma posição vertical. A12. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A11, em que a máquina de fixação automatizada (14) está posicionada ao longo da trilha (12) em pelo menos as direções do Eixo geométrico X e Eixo geométrico Z. A13. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) é constituída por uma ou mais seções (13). A14. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A13, em que uniões (15) são usadas para conectar entre as seções (13). A15. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) está montada interior à estrutura (10) usando um ou mais dispositivos de fixação removíveis (16). A16. Também é fornecido, o dispositivo do parágrafo A1, em que a trilha (12) inclui uma cremalheira de acionamento (19) para engatar e movimentar a máquina de fixação automatizada (14) ao longo da trilha (12). 81. Um método para fixar uma estrutura, compreendendo: montar uma trilha (12) interior a uma estrutura (10) de modo a aceder a uma primeira superfície (10B) da estrutura (10), em que a primeira superfície (10B) tem um ou mais furos (64) através dos quais são inseridos os fixadores (71); e montar uma máquina de fixação automatizada (14) sobre a trilha (12) para percorrer a trilha (12) enquanto realizando etapas de fixação; em que a trilha (12) permite que a máquina de fixação automatizada (14) entre em contato com a primeira superfície (10B), tal que a máquina de fixação automatizada (14) alinha com os furos (64) na primeira superfície (10B) e a máquina de fixação automatizada (14) instala os fixadores (71) nos furos (64). 82. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está montada em um ângulo com a primeira superfície (10B). 83. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a primeira superfície (10B) é uma superfície interna (10B) de uma fuselagem de aeronave (10). 84. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) é conformada para coincidir com a primeira superfície (10B). 85. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está montada de modo que a sua largura esteja em um ângulo com a primeira superfície (10B). 86. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está em um ângulo de cerca de 90 graus para a primeira superfície (10B). 87. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está em um ângulo que varia de cerca de 80 graus a cerca de 100 graus para a primeira superfície (10B). 88. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está montada sobre uma segunda superfície (11) em um ângulo em relação à primeira superfície (10B). 89. Também é fornecido o método do parágrafo 24, em que a segunda superfície (11) é uma antepara traseira de pressão (11) de uma fuselagem de aeronave (10). 810. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está montada diretamente na primeira superfície (10B). 811. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) é montada ao longo das direções do Eixo geométrico X e do Eixo geométrico Z, a direção do Eixo geométrico X compreende uma posição lateral e a direção do Eixo geométrico Z compreende uma posição vertical. 812. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a máquina de fixação automatizada (14) está posicionada ao longo da trilha (12) em pelo menos as direções de Eixo geométrico X e de Eixo geométrico Z. 813. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) é constituída por uma ou mais seções (13). 814. Também é fornecido, o método do parágrafo B13, em que as uniões (15) são usadas para conectar entre as seções (13). 815. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) está montada interior à estrutura (10) usando um ou mais dispositivos de fixação removíveis (16). B16. Também é fornecido o método do parágrafo B1, em que a trilha (12) inclui uma cremalheira de acionamento (19) para engatar e movimentar a máquina de fixação automatizada (14) ao longo da trilha (12).[0089] The present invention is also referred to in the following clauses which are not to be confused with the claims. A1. A device for fastening a structure, comprising: a track (12) mounted interior to a structure (10) for accessing a first surface (10B) of the structure (10), wherein the first surface (10B) has one or more holes (64) through which fasteners (71) are inserted; wherein an automated fastening machine (14) is mounted on the track (12) for traveling along the track (12) while performing fastening functions; and wherein the track (12) allows the automated fastening machine (14) to contact the first surface (10B), such that the automated fastening machine (14) aligns with the holes (64) in the first surface (10B) and the automated fastening machine (14) installs screws (71) into the holes (64). A2. The device of paragraph A1 is also provided, wherein the track (12) is mounted at an angle to the first surface (10B). A3. The device of paragraph A1 is also provided, wherein the first surface (10B) is an interior surface (10B) of an aircraft fuselage (10). A4. The device of paragraph A1 is also provided, wherein the track (12) is shaped to match the first surface (10B). A5. The device of paragraph A1 is also provided, wherein the track (12) is mounted so that its width is at an angle to the first surface (10B). A6. The device of paragraph A1 is also provided, wherein the track (12) is at an angle of about 90 degrees to the first surface (10B). A7. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) is at an angle ranging from about 80 degrees to about 100 degrees to the first surface (10B). A8. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) is mounted on a second surface (11) at an angle to the first surface (10B). A9. Also provided is the device of paragraph A8, wherein the second surface (11) is an aft pressure bulkhead (11) of an aircraft fuselage (10). A10. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) is mounted directly to the first surface (10B). A11. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) is mounted along the X-axis and Z-axis directions, the X-axis direction comprising a lateral position, and the Z-axis direction comprising a vertical position. A12. Also provided is the device of paragraph A11, wherein the automated clamping machine (14) is positioned along the track (12) in at least the X-axis and Z-axis directions. A13. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) is comprised of one or more sections (13). A14. Also provided is the device of paragraph A13, wherein joints (15) are used to connect between the sections (13). A15. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) is mounted interior to the frame (10) using one or more removable clamping devices (16). A16. Also provided is the device of paragraph A1, wherein the track (12) includes a drive rack (19) for engaging and moving the automated clamping machine (14) along the track (12). 81. A method of fastening a structure, comprising: mounting a track (12) interior to a structure (10) so as to access a first surface (10B) of the structure (10), wherein the first surface (10B) has one or more holes (64) through which fasteners (71) are inserted; and mounting an automated fastening machine (14) on the track (12) to travel along the track (12) while performing fastening steps; wherein the track (12) allows the automated fastening machine (14) to contact the first surface (10B), such that the automated fastening machine (14) aligns with the holes (64) in the first surface (10B) and the automated fastening machine (14) installs fasteners (71) into the holes (64). 82. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is mounted at an angle to the first surface (10B). 83. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the first surface (10B) is an inner surface (10B) of an aircraft fuselage (10). 84. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is shaped to mate with the first surface (10B). 85. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is mounted so that its width is at an angle to the first surface (10B). 86. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is at an angle of about 90 degrees to the first surface (10B). 87. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is at an angle ranging from about 80 degrees to about 100 degrees to the first surface (10B). 88. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is mounted on a second surface (11) at an angle to the first surface (10B). 89. Also provided is the method of paragraph 24, wherein the second surface (11) is an aft pressure bulkhead (11) of an aircraft fuselage (10). 810. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is mounted directly to the first surface (10B). 811. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is mounted along the X-axis and Z-axis directions, the X-axis direction comprising a lateral position, and the Z-axis direction comprising a vertical position. 812. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the automated clamping machine (14) is positioned along the track (12) in at least the X-axis and Z-axis directions. 813. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is comprised of one or more sections (13). 814. Also provided is the method of paragraph B13, wherein joints (15) are used to connect between the sections (13). 815. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) is mounted interior to the frame (10) using one or more removable clamping devices (16). B16. Also provided is the method of paragraph B1, wherein the track (12) includes a drive rack (19) for engaging and moving the automated clamping machine (14) along the track (12).

[0090] Os aparelhos e os métodos aqui configurados podem ser empregados durante qualquer uma ou mais das etapas do método de produção e serviço 88. Por exemplo, componentes ou subconjuntos correspondentes ao processo de produção 91 podem ser fabricados ou manufaturados de maneira semelhante a componentes ou subconjuntos produzidos enquanto a aeronave 96 está em serviço. Além disso, uma ou mais modalidades do aparelho, modalidades do método ou uma combinação destes podem ser utilizadas durante os estágios de produção 91 e 92, por exemplo, acelerando substancialmente a montagem ou reduzindo o custo de uma aeronave 96. De modo similar, um ou mais de modalidades de aparelhos, modalidades de método ou uma combinação destes podem ser utilizadas enquanto a aeronave 96 está em serviço, por exemplo e sem limitação, para manutenção e serviço 95.[0090] The apparatus and methods configured herein may be employed during any one or more of the steps of the production and service method 88. For example, components or subassemblies corresponding to the production process 91 may be manufactured or manufactured in a manner similar to components or subassemblies produced while the aircraft 96 is in service. Furthermore, one or more apparatus embodiments, method embodiments, or a combination thereof may be utilized during the production stages 91 and 92, for example, substantially accelerating the assembly or reducing the cost of an aircraft 96. Similarly, one or more apparatus embodiments, method embodiments, or a combination thereof may be utilized while the aircraft 96 is in service, for example and without limitation, for maintenance and service 95.

Claims

1. A device for securing a structure, comprising: a track (12) configured to be mounted inside a structure (10) to access a first surface (10B) of the structure (10), wherein the first surface (10B) has one or more holes (64) through which fasteners (71) can be inserted; wherein an automated fastening machine (14) is mounted on the track (12) to travel along the track (12) while performing fastening functions; and wherein the track (12) allows the automated fastening machine (14) to contact the first surface (10B) such that the automated fastening machine (14) is configured to align with holes (64) in the first surface (10B) and the automated fastening machine (14) is configured to install fasteners (71) in the holes (64) wherein the track (12) is configured to be mounted to a second surface (11) at an angle to the first surface (10B), the track (12) being cantilevered from the second surface (11) such that a width of the track (12) is cantilevered upward at an angle ranging from 80 degrees to 100 degrees relative to the first surface (10B); and wherein the second surface (11) is an aft pressure bulkhead (11) of an aircraft fuselage (10).

2. Device according to claim 1, characterized in that the track (12) is a compound contour track and in which the track (12) is configured to be mounted inside the structure (10) using one or more removable fastening devices (16).

3. Device according to claim 2, characterized in that the removable fixing devices (16) comprise vacuum suction cups.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the automatic clamping machine (14) is configured to be mounted on only one track (12).

5. Device according to claim 1, characterized in that the angle is 90 degrees in relation to the first surface (10B).

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the first surface (10B) is an interior surface (10B) of an aircraft fuselage (10).

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the track (12) is shaped to coincide with the first surface (10B).

8. Device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the track (12) is mounted along the X axis and Z axis directions, the X axis direction comprising a lateral position, and the Z axis direction comprising a vertical position, wherein the automated clamping machine (14) is positioned along the track (12) at least in the X axis and Z axis directions.

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the track (12) is constituted by one or more sections (13), in which joints (15) are used to connect between the sections (13).

10. Device according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the track (12) comprises edge guides (18) configured to engage wheels (17) of the automated clamping machine (14).

11. Device according to claim 10, characterized in that the wheels (17) of the automatic clamping machine (14) are double V wheels configured to intercalate the track (12).

12. Device according to any one of claims 1 to 1, characterized in that the track (12) includes a drive rack (19) for engaging and moving the automated clamping machine (14) along the track (12).

13. A method for securing a structure, comprising: mounting a track (12) inside a structure (10) to access a first surface (10B) of the structure (10), wherein the first surface (10B) has one or more holes (64) through which fasteners (71) are inserted; and mounting an automated fastening machine (14) on the track (12) to travel along the track (12) while performing fastening steps; wherein the track (12) allows the automated fastening machine (14) to contact the first surface (10B) such that the automated fastening machine (14) aligns with holes (64) in the first surface (10B) and the automated fastening machine (14) installs fasteners (71) in the holes (64) wherein the track (12) is mounted to a second surface (11) at an angle to the first surface (10B), the track (12) being cantilevered from the second surface (11) such that a width of the track (12) is cantilevered upward at an angle ranging from 80 degrees to 100 degrees relative to the first surface (10B); and wherein the second surface (11) is an aft pressure bulkhead (11) of an aircraft fuselage (10).

14. Method according to claim 13, characterized in that the track (12) is a compound contour track, and in which the track (12) is mounted to the interior of the structure (10) using one or more removable fastening devices (16).