BRPI0621057A2 - perfuração e rebitagem - Google Patents

Abstract

PERFURAçãO E REBITAGEM. A presente invenção refere-se a um método e aparelho para fixar um primeiro elemento-alvo (42) a um segundo elemento-alvo (43). O método inclui as etapas de localizar um elemento suporte (20) arranjado para suportar de maneira simultânea um dispositivo cabeça de perfuração (25) e um dispositivo cabeça de rebitagem (26) em uma localização predeterminada próxima aos primeiro e segundo elementos-alvo (42, 43) por meio da cabeça de perfuração (25) perfurar no mínimo um furo (31) através dos primeiro e segundo elementos-alvo (42, 43) em uma localização desejada e sem relocalizar o elemento suporte (20) por meio do dispositivo cabeça de rebitagem (26) inserir um rebite em dito furo (31) e fixar o rebite inserido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PERFURA- ÇÃO E REBITAGEM".

A presente invenção é refere-se a um método e aparelho para prender juntas partes componentes de uma construção. Em particular, po- rém não exclusivamente, a presente invenção é relativa à montagem de par- tes componentes utilizando rebites e, opcionalmente, adesivo. O método e aparelho podem, vantajosamente, ser utilizados para prender junto partes componentes metálicas do tipo utilizado na indústria aeroespacial ao cons- truir uma aeronave.

É bem-conhecido que ao construir um objeto desejado, diversas partes componentes devem, de tempos a tempos, serem presas juntas. Di- versas técnicas são conhecidas para realizar o processo de prender, e a es- colha de que mecanismo de fixação e metodologia deveriam ser utilizadas é, muitas vezes, dependente da natureza dos elementos estruturais que devem ser conectados juntos.

Uma técnica para fixação conhecida utiliza um adesivo molhado que pode ser aplicado a uma ou mais superfícies opostas dos elementos que devem ser fixados juntos. Os elementos são então forçados juntos, e quando o adesivo seca, uma ligação é formada fixando juntos os dois ele- mentos. Contudo, é conhecido que ligações adesivas podem quebrar caso os elementos da construção sejam submetidos a condições elementares adversas, ou estimulando forças que podem tender a separar os elementos.

Uma outra técnica conhecida, que é aplicável ao fixar elementos juntos, é um processo de rebitagem. Durante tal processo, dois elementos de construção que devem ser fixados juntos, devem ser mantidos em uma posição fixa um em relação ao outro, e furos perfurados através dos dois elementos em localizações desejadas. Com os dois elementos mantidos em posição de modo que os furos perfurados através deles sejam mantidos em um formato alinhado, rebites podem ser devidamente localizados através dos furos preparados e travados no lugar.

Um exemplo de quando tal processo deve ser utilizado é quando partes de uma aeronave estão sendo montadas. A figura 1 ilustra uma técni- ca conhecida para fixar juntos elementos componentes na indústria aeroes- pacial. Este processo pode incluir a conexão de material em chapa que irá formar a pele (revestimento) de uma aeronave a um ou mais suportes de reforço tal como nervuras ou longarinas. Durante um primeiro estágio, furos devem ser perfurados por meio de uma broca 10 através de um primeiro e- lemento de construção 11 e um segundo elemento-alvo justaposto 12. Du- rante um segundo estágio, os elementos são rebitados juntos.

Numerosos problemas conhecidos ocorrem durante este tipo de estágio de perfuração convencional.

Primeiramente, quando uma broca 10 é forçada para o interior dos elementos componentes na direção da seta A mostrada na figura 1, uma força é exercida na região da ponta da broca 13 que pode provocar defor- mação de um furo de saída formado no lado de saída dos elementos com- ponentes. Uma rebarba é assim gerada na ponta de saída em um furo. A rebarba, que é formada de fragmentos não desejados, pode contaminar uma fixação e/ou proporcionar um contato elétrico entre elementos metálicos ad- jacentes. Para superar isto, é prática corrente montar a seco as partes jun- tas, perfurar um furo piloto, desmontar o conjunto, rebarbar os furos, remon- tar o conjunto, perfurar os furos para um tamanho maior, desmontar o con- junto, rebarbar os furos, remontar o conjunto, alargar os furos para o tama- nho de acabamento, desmontar o conjunto, rebarbar o furo, e então aplicar qualquer adesivo de isolamento elétrico desejado para juntar faces entre os dois elementos componentes. Em seguida, um estágio final de montagem ocorre e rebites são então aplicados aos furos perfurados. Como será apre- ciado, isto é um processo de diversos estágios, que é consumidor de tempo e assim custoso.

Deve ser observado que limalha, que é também uma forma de material em fragmentos removido durante o processo de perfuração, não é removida de maneira positiva do furo em técnicas precedentes conhecidas na área. Esta limalha pode assim cair em qualquer direção para um lado de saída ou de entrada, e isto pode contaminar uma construção.

Como será apreciado, a montagem de uma grande construção tal como uma aeronave, pode envolver a preparação de milhares e talvez dezenas de milhares de furos, cada um dos quais deve ser preenchido com seus rebites respectivos. Assim, um processo de diversas etapas para perfu- rar furos é altamente inconveniente.

Ainda um outro problema com técnicas conhecidas ocorre quan- do, no mínimo um dos elementos componentes que devem ser fixados um ao outro, é um componente relativamente fino. Tal é o caso quando uma chapa fina de material que deve formar um revestimento externo deve ser fixada a nervuras suporte. Será feita referência, daqui em diante, a material fino, e deve ser entendido que isto está relacionado a material de chapa que tem preferivelmente uma espessura na região na faixa de 0 a 5 mm e que tem, particularmente, uma espessura máxima de 8 mm.

Ao perfurar através de materiais finos, uma broca helicoidal do tipo mostrado na figura 1 pode formar um furo que não é em forma redonda. Tal forma é desejada se um rebite que tem uma dimensão pré-preparada deve ser ajustado em um furo de maneira apertada. Naturalmente, o furo perfurado será geralmente redondo, porém não será tão redondo de modo a assegurar que um rebite subseqüente irá se ajustar ao furo perfurado de maneira apertada ao redor de toda a sua circunferência. Mesmo com uma operação de alargamento não é possível gerar o furo redondo necessário para a qualidade consistente de rebite e taxas de rejeito tão elevadas quanto 20% não são incomuns. Uma quantidade significativa de retrabalhos é, por- tanto, necessária para atender aos furos-padrão abaixo.

Será apreciado que sob certas circunstâncias rebites em nível podem ser necessários sobre no mínimo um lado de uma montagem forma- da por dois elementos de construção unidos. Isto é particularmente provável quando uma superfície irá formar uma superfície externa de uma aeronave, ou outro veículo, onde considerações aerodinâmicas são fundamentais. On- de tais rebites em nível são necessários, operações extra de escariamento e rebarbamento são necessárias antes da montagem final. Novamente isto aumenta a complexidade, e assim o tempo e custo tomados pela constru- ção. Um outro problema com técnicas conhecidas é que as metodo- logias utilizadas para fixar juntos elementos da construção são intensivas em mão-de-obra. Isto quer dizer que elas não conduzem por si mesmas à auto- mação, uma vez que operadores humanos são muitas vezes necessários para realizar manualmente processos de perfuração e/ou rebitagem e/ou montagem e/ou desmontagem.

É uma intenção da presente invenção mitigar, no mínimo parci- almente, os problemas acima mencionados.

É uma intenção de modalidades da presente invenção fornecer um processo de perfuração e rebitagem por meio do qual elementos de construção podem ser fixados juntos em uma maneira sincronizada e efici- ente.

É uma intenção de modalidades da presente invenção fornecer um método e aparelho para fixar juntos elementos de construção utilizando um processo automatizado.

De acordo com um primeiro aspecto da presente invenção é for- necido um método para fixar um primeiro elemento-alvo a um segundo ele- mento-alvo compreendendo as etapas de:

localizar um elemento suporte arranjado para suportar de manei- ra simultânea um dispositivo cabeça de perfuração e um dispositivo cabeça de rebitagem em uma localização predeterminada próximo aos primeiro e segundo elementos-alvo, e

por meio de dito dispositivo cabeça de perfuração perfurar no mínimo um furo através dos primeiro e segundo elementos-alvo em uma Io- calização desejada; e

sem relocalizar dito elemento suporte, por meio de dito dispositi- vo cabeça de rebitagem inserir um rebite em dito furo e fixar o rebite inserido.

De acordo com um segundo aspecto da presente invenção, é fornecido aparelho para fixar um primeiro elemento-alvo a um segundo ele- mento-alvo, compreendendo:

uma cabeça de perfuração; uma cabeça de rebitagem; e

um elemento suporte arranjado para suportar de maneira simul- tânea a cabeça de perfuração e a cabeça de rebitagem durante um modo de operação de perfuração e rebitagem.

Modalidades da presente invenção fornecem um método e apa- relho que permitem a um efetuador extremo no punho de um robô ou na ca- beça de um centro de usinagem de controle numérico por computador (CNC) carregar um suporte que carrega uma cabeça de perfuração e de re- bitagem. O suporte pode estará localizado em uma única posição e diversos furos perfurados e rebitados naquela a uma posição.

Modalidades da presente invenção possibilitam que a perfuração de um ou mais furos através de elementos de construção justapostos seja feita em um processo de uma única etapa.

Modalidades da presente invenção fornecem a vantagem que adesivo de isolamento elétrico pode ser aplicado molhado a faces de junção de elementos de construção opostos, e então furos são perfurados e rebita- dos para fixar o conjunto enquanto o adesivo de isolamento permanece mo- lhado.

Modalidades da presente invenção fornecem um método e apa- relho que pode ser totalmente ou geralmente automatizado. Isto reduz e- normemente os homens-hora necessários para produzir um conjunto rebita- do.

Modalidades da presente invenção fornecem um método e apa- relho para perfurar e rebitar juntas partes de uma aeronave.

Modalidades da presente invenção serão descritas agora daqui em diante apenas a guisa de exemplo, com referência aos desenhos que acompanham, nos quais:

A figura 1 ilustra um processo de perfuração convencional;

A figura 2 ilustra uma estrutura suporte para uma cabeça de bro- ca e de rebitagem;

A figura 3 ilustra o movimento da uma estrutura suporte com uma fileira de furos que deve ser perfurada e rebitada; A figura 4 ilustra um processo de perfuração;

A figura 5 ilustra um processo de rebitagem;

A figura 6 ilustra perfurar um furo escariado; e

A figura 7 ilustra etapas de processo ao perfurar e rebitar.

Nos desenhos os numerais de referência iguais se referem a partes iguais.

Referência será feita agora, daqui em diante, a um processo pa- ra fixar uma chapa metálica fina a uma estrutura metálica tal com tais ele- mentos de construção são comuns na indústria aeronáutica onde uma chapa de material deve formar um revestimento de uma aeronave e deve ser fixada a uma superestrutura de aeronave que compreende diversas nervuras e longarinas. Deve ser apreciado que a presente invenção não está restrita a tal utilização mas, em vez disto, é aplicável de maneira geral em que um pri- meiro elemento-alvo deve ser fixado a um segundo elemento-alvo. Também deve ser entendido que a presente invenção não está restrita a fixar juntos dois elementos metálicos. Nem a presente invenção está restrita a fixar so- mente dois elemento juntos. Três, quatro ou possivelmente mais chapas e/ou elementos suporte podem ser fixados juntos.

Como mostrado na figura 2A, uma placa-base 20 é fixada de maneira liberável a um efetuador extremo 21 de um punho de robô 22. Será apreciado que modalidades da presente invenção não estão restritas à utili- zação com um braço de robô mas, em vez disto, são geralmente aplicáveis e podem ou ser localizadas manualmente ou localizadas automaticamente por meio de qualquer mecanismo de localização. Uma outra alternativa para o punho de robô poderia ser a cabeça de um centro de usinagem CNC. A pla- ca-base, uma vez devidamente localizado em uma localização particular em relação a um ou mais elementos-alvo, é mantida em posição de maneira rígida até que ela deva ser movida e localizada em outro lugar.

A placa-base 20 suporta um par de trilhos-guia 23A, 23B que são fixados de maneira rígida à placa-base em uma orientação paralela fixa. Será entendido que modalidades da presente invenção não estão restritas a um par de trilhos-guia, mas podem, em vez disto, ter mais do que dois tri- lhos-guia, ou podem ter somente um trilho-guia. Também, em vez de se es- tender para fora a partir da placa-base como um trilho-guia, ranhuras guia ou tendas podem ser utilizadas.

Uma subplaca 24 é fixada aos trilhos-guia em uma configuração deslizante, de modo que a subplaca 24 pode deslizar ao longo dos trilhos- guia em uma direção para dentro e para fora da página mostrada nas figuras 2A. A subplaca 24 carrega uma cabeça de perfuração 25 e cabeça de rebi- tagem 26 em uma posição fixada sobre a subplaca.

Como mostrado mais claramente na figura 2B, um motor de passo 27 fornece um elemento de acionamento para acionar a subplaca ao longo dos trilhos-guia por distâncias selecionáveis. Será entendido que ou- tros elementos de acionamento podem ser fornecidos por outras modalida- des da presente invenção, tal como dispositivo pneumático. O motor de pas- so 27 pode ser acionado de modo a localizar a subplaca 24 em qualquer localização desejada ao longo dos trilhos-guia 23. Em particular, a subplaca 24 é acionada de modo a localizar uma cabeça de perfuração 25 acima de uma abertura 28, tal como um furo ou seção cortada e removida formada na placa-base 20. A abertura 28 é suficientemente grande, de modo que mais do que um furo pode ser perfurado através dela quando a placa-base 20 é localizada pelo robô 21 em uma localização predeterminada com relação aos elementos-alvo. O motor de passo 27 pode então ser acionado passo a passo, para localizar devidamente a cabeça de perfuração 25 ou em uma pluralidade de localizações correspondentes expostas pela abertura 28 e onde furos devem ser perfurados.

Quando todos os furos desejados tenham sido perfurados atra- vés dos elementos-alvo expostos pela abertura 28 com a placa-base 20 em uma localização particular, o motor de passo 20 é acionado para mover a subplaca, para com isto alinhar a cabeça de rebitagem 26 geralmente sobre o furo 28. Isto está mais ilustrado na figura 2C. Nesta posição o motor de passo pode ser acionado para possibilitar a cabeça de rebitagem aplicar re- bites através de furos pré-perfuradas por meio da cabeça de perfuração 25 através do elemento de construção alvo exposto pela abertura 28. A figura 3 ilustra como uma fileira 30 de furos 31 pode ser for- mada através de elementos-alvo justapostos. Para formar uma primeira sub- fileira de furos, o robô ou outros dispositivo de localização, é utilizado para localizar a abertura 28 da placa-base 20 em uma primeira localização em relação aos elementos-alvo que devem ser fixados juntos. A placa-base é então mantida em uma localização fixa rígida, enquanto prossegue um pro- cesso de perfuração e rebitagem. A abertura 28 ilustrada nesta primeira po- sição está indicada pela referência 28a na figura 3. Esta área expõe uma pluralidade de localizações de quatro furos onde furos devem ser perfura- dos. O motor de passo 27 aciona a cabeça de perfuração ao longo de trilhos 24 até que um elemento de perfuração seja localizada em um local que cor- responde a uma localização onde um furo deve ser perfurado. Um furo é então perfurado. Em seguida o elemento de perfuração é movido até uma próxima localização onde um outro furo deve ser perfurado. O outro furo é então perfurado.

Um processo de rebitagem segue a geração de furos em cada subfileira antes do movimento da placa-base 20 de uma primeira localização com a abertura 28 na posição 28a para uma nova posição. Desta maneira, furos podem ser perfurados e rebitados por uma cabeça de perfuração e cabeça de rebitagem que são mantidas em uma orientação fixa em relação uma à outra, mas que podem ser devidamente localizadas em relação a e- lementos de construção-alvo independentemente do movimento de uma pla- ca-base que é localizada por dispositivo automático tal como um robô.

Quando todos os furos na subfileira exposta na posição 28a es- tão perfurados, o robô 22 move a placa-base 20 de modo que a abertura 28 é localizada em uma segunda localização identificada pela referência 28b- Esta área expõe uma porção dos elementos-alvo onde uma outra sub-fileira deve ser perfurada. Esta sub-fileira pode então ser perfurada com a placa- base 20 mantida nesta outra localização.

A figura 4 ilustra um elemento de perfuração 40 da cabeça de perfuração 25. A cabeça de perfuração 25 é de um tipo que pode gerar furos redondos ao perfurar através de elementos-alvo, e que pode perfurar através de material fino com tolerância elevada. Um tal processo de perfuração é um processo de perfuração orbital. Modalidades da presente invenção não estão restritas à utilização de cabeças de perfuração orbital.

O elemento broca orbital 40 inclui um dente de corte 41 de modo que quando o elemento de perfuração 40 é girado como mostrado pela seta A na figura 4, o dente 41 remove material da chapa metálica 42 e nervura metálica 46. A broca orbital 40 é forçada na direção da seta C até que um furo é gerado sempre através do conjunto-alvo.

Para perfurar um furo através dos elementos de construção-alvo, a broca 40 é adicionalmente girada ao redor de um eixo central do furo libe- rando com isto um furo através do material, que tem um diâmetro interno maior do que um diâmetro do dente de corte 41. Como resultado desta téc- nica particular de perfuração, um furo redondo livre de rebarbas pode ser perfurado através de um conjunto molhado. Isto quer dizer que um furo re- dondo pode ser formado sempre através de todos os painéis justapostos e camadas adesivas. O processo de perfuração não faz com que de Iimalha metálica seja forçada para o interior do adesivo isolante elétrico que pode estar localizado entre as partes que estão sendo montadas. Isto ajuda a as- segurar que o isolamento elétrico entre as partes não é comprometido. Será entendido que o movimento da ponta da broca 40 em relação aos elementos de construção 42, 43 é controlado de maneira automática pela cabeça de perfuração 25 que é fixada sobre base 24 em uma configuração fixa e rígida. A sub-base 24 pode ser movida para uma localização desejada, e então a cabeça de perfuração 25 controla a localização e a rotação da broca 40 e respectivo dente 41. Desta maneira, será entendido que a cabeça de perfu- ração orbital (e na verdade a cabeça de rebitagem descrita ainda mais daqui em diante) opera de maneira independente do robô ou outro dispositivo da posicionamento que localiza a placa-base 20 em uma localização predeter- minada em relação às partes da construção. Desta maneira, o ro- bô/dispositivo de carregamento é utilizado apenas como um dispositivo de posicionamento.

Utilizar um processo de perfuração orbital ajuda a produzir um furo redondo de diâmetro preciso e repetitivo em qualquer espessura ou tipo de material. O processo gera muito pouco empuxo extremo, o que assegura que não existe substancialmente forças que tendem a empurrar para longe o robô ou dispositivo de posicionamento. Adicionalmente, a falta de, ou quan- tidade muito pequena de empuxo extremo, significa que não há necessidade por qualquer suporte para a ferramenta de corte (isto é buchas de broca) para impedir desvio. Vantajosamente, o processo de perfuração também pode manipular uma faixa de diâmetros e tipos de furo com uma ferramenta. Será observado que qualquer Iimalha gerada durante o processo de perfura- ção pode ser removida por um processo de aspiração (não mostrado) que impede contaminação. Também o processo de perfuração não gera quais- quer rebarbas nos pontos de ruptura no furo.

Em seguida a um furo ser perfurado em uma localização deseja- da, um rebite é colocado no furo. O rebite pode ser colocado no furo imedia- tamente depois que o furo é perfurado acionando a subplaca 20 ao longo dos trilhos-guia para alinhar a cabeça de rebitagem 26 sobre o furo, ou o processo de rebitagem pode ser realizado depois que um número de furos tenha sido perfurado. Rebites são colocados em cada furo que é perfurado com a placa-base 20 localizada em qualquer posição isolada.

Como mostrado na figura 5, um rebite inclui uma haste 50 que pode ser utilizada para forçar um anel de cisalhamento 51 em uma direção para cima mostrada pela seta F na figura 5. Quando a haste ou espiga é for- çada para cima, o anel de cisalhamento é forçado para o interior de uma bo- ca inferior do corpo do rebite 52. Esta é localizada em um primeiro lado in- terno (ou saída) de um conjunto de construção. Um segundo lado que pode estar tipicamente no lado de fora de um veículo que está sendo construído carrega uma cabeça de rebite 53 que se estende desde o corpo de rebite 52 na boca aberta do furo perfurado durante o processo de perfuração prece- dente. O rebite também inclui um colar de travamento 54.

Antes de tracionar sobre um início de rebite um pequeno espaço pode estar presente entre os elementos de construção justapostos 42, 43. Este espaço 55 pode ser preenchido com algum tipo de adesivo molhado. Quando o processo de rebitagem prossegue, a espiga do rebite 50 é forçada para cima pela cabeça de rebitagem 26. A haste é assim empurrada para o interior da luva do rebite e começa a formar uma cabeça em bulbo cego. Es- ta ação está ilustrada mais claramente na figura 5B onde será entendido que a ação de forçar o eixo 50 para longe dos materiais-alvo justapostos faz com que o anel de cisalhamento que está conectado à espiga force contra uma extremidade do corpo do rebite como luva 52. As extremidades do corpo de rebite assim começa a deformar para fora e uma superfície de engatamento externa 56 começa a forçar contra uma superfície 57 da parte componente 43. Este movimento tende a fechar o espaço 55 em uma operação de fixa- ção. Quando a haste continua a formar bulbo na cabeça do lado cego, a ca- beça do rebite 53 permanece assentada firmemente sobre o lado não cego da construção. Uma vez que a formação da cabeça do lado cego e o enchi- mento do furo estão completados, o anel de cisalhamento cisalha a partir do cone da haste para permitir à haste tracionar ainda mais para o interior do rebite. Isto permite que o furo central no rebite que carrega a espiga seja vedado, ajudando a assegurar que ele é estanque à água.

A figura 5C ilustra um rebite completamente instalado em um estado de pega máxima, no qual a cabeça de rebitagem 26 inseriu um colar de travamento e a haste faturou em nível com a cabeça do rebite. Será en- tendido que durante o modo de tração dã operação o escoamento da espiga pode ser monitorado através de todo ele. Um intervalo de ponto suave pode ser definido dentro do qual características de escoamento favorável irão e- xistir. Se uma haste fratura durante este intervalo de ponto suave o rebites pode ser determinado como satisfazendo características de tolerância prede- terminadas. Se a etapa de monitoramento indica que a haste fraturou fora deste intervalo de ponto suave (indicando que a espiga pode ter escoado muito cedo ou muito tarde no processo de rebitagem) o rebite pode ser mar- cado pela cabeça de rebitagem 26, tal como borrifando tinta bastante visível sobre o rebite para indicar que aquele rebite deveria ser examinado e possi- velmente substituído. Será entendido que ao utilizar um marcador para a- pontar rebites que podem falhar potencialmente, níveis de tinta no sistema são monitorados e/ou pontos de teste borrifados antes de cada etapa de re- bitagem, de modo que rebites potencialmente faltosos não são desprezados. Monitorando as características do processo de rebitagem durante cada eta- pa de rebitagem, estes dados podem ser armazenados de modo que um fluxo de dados de furos pode ser coletados durante a montagem de uma grande construção. Tais dados podem ser fornecidos a um usuário final para ajudar a fornecer rastreabilidade.

A figura 6 ilustra como modalidades da presente invenção po- dem perfurar furos através de partes componentes de um conjunto com os furos sendo escariados. Isto requer a utilização de uma ponta de broca 40c com dentes de corte 411, 412. Será apreciado que formando uma região es- cariada 60 rebites localizados em seguida no furo podem ser arranjados em um arranjo em nível, de modo a melhorar características aerodinâmicas de um veículo assim fabricado.

A figura 7 ilustra um processo de acordo com uma modalidade da presente invenção, que pode ser utilizado para fixar junto duas ou mais partes componentes. Vantajosamente, as partes componentes podem com- preender partes metálicas de uma aeronave. O processo começa na etapa S 701 na qual um punho de robô 22 localiza uma placa-base 20 arranjada para carregar simultaneamente uma cabeça de perfuração 25 e uma cabeça de rebitagem 26. Estas podem ser colocadas em uma localização predetermi- nada próxima aos elementos-alvo. A placa-base é localizada próximo o sufi- ciente, de modo que o equipamento de perfuração e rebitagem carregado pela placa-base possa penetrar através de uma abertura central 28 na placa- base e alcançar os elementos de construção. A localização da placa-base ocorre de maneira automática de acordo com comandos de localização pre- determinados fornecidos para o robô. Em seguida à placa-base 20 ser devi- damente localizada, o robô permanece sem movimento travando a placa- base em uma posição fixa em relação às partes de construção.

Com a placa-base fixada em posição, uma área sobre uma su- perfície externa das partes componentes é revelada pela abertura 28 forma- da na placa-base. Esta área define uma área de trabalho dentro da qual fu- ros podem ser perfurados através das partes componentes e rebites fixados. Uma placa de vai-e-vem montada na placa-base é arranjada para correr ao longo de trilhos de apoio de alta precisão 23, que ajudam a minimizar desvio ou um movimento que pode afetar de outra forma a precisão do vai-e-vem.

O vai-e-vem é operado por um dispositivo de acionamento tal como um mo- tor elétrico de passo ao longo de um parafuso de esfera aí arranjado para operar entre batentes fixos (ou, alternativamente, por limitações no curso de um cilindro pneumático com o comprimento do parafuso de esfera).

A subplaca carrega ambas, a cabeça de perfuração orbital e uma cabeça de rebitagem e o vai-e-vem é ajustado de modo que a linha central do furo perfurado e a linha central do rebite coincidem exatamente depois do vai-e-vem. A cabeça de perfuração 25 é posicionada onde um primeiro furo deve ser perfurado e então um furo redondo é perfurado atra- vés de ambas as partes componentes naquela localização desejada. A per- furação de um furo é um processo de uma etapa, sem a necessidade de pré- perfurar um furo piloto ou um furo de diâmetro menor. Durante o processo de perfuração, um dispositivo extrator, tal como um aspirador, remove o materi- al perfurado. Depois que um primeiro foro é perfurado, uma verificação é feita quanto a se todos os furos necessários foram perfurados através das partes de construção na área definida pela abertura 28 na placa-base, com a placa-base fixada na primeira localização isolada. Se não, então furos sub- seqüentes são perfurados através daquela área em localizações desejadas, movendo a subplaca para, com isto, fazer um movimento correspondente da cabeça de perfuração 25, porém mantendo a placa-base em uma Iocaliza- ção fixa. Será entendido que ao invés de perfurar diversos furos, seria pos- sível perfurar um furo e então imediatamente rebitar aquele furo de acordo com outros aspectos da presente invenção.

Quando todos os furos tiverem sido perfurados através das par- tes componentes, com a placa-base fixada em posição, cada furo é rebitado por sua vez um a um.

Durante o processo de rebitagem a subplaca 24 é devidamente localizada em virtude do dispositivo de acionamento de modo que a cabeça de rebitagem 26 é localizada acima do orifício 28 na placa-base 20. Um rebi- te é então localizado através de um furo pré-perfurado e é forçado contra 1 aquele furo pela cabeça de rebitagem 26. Uma haste do rebite é então tra- cionada fazendo com que o lado cego do corpo da luva do rebite abaúle pa- ra fora para formar uma cabeça em bulbo travando assim o rebite no lugar. Escoamento da haste do rebite é monitorado de maneira constante e um ponto no tempo anotado quando a espiga do rebite começa a escoar e em seguida cisalha. Desde que o cisalhamento ocorra em um ponto predetermi- nado como indicado por certos parâmetros que são satisfeitos, o processo de rebitagem é determinado ter obtido sucesso. Cada furo que é perfurado é rebitado um por até que um rebite tenha sido devidamente localizado em cada furo.

Nas etapa S 705 é feita uma determinação quanto a se todos os furos e rebites foram completados em um conjunto. Se não, o punho do robô 22 é relocalizado em relação aos elementos de construção alvo, revelando com isto uma nova área na qual novo furos e rebites podem ser localizados. O processo é repetido até que todos os furos/rebites tenham sido completa- dos, depois do que o processo pára, como mostrado pela etapa S 706.

Modalidades da presente invenção fornecem a vantagem que cada furo pode ser perfurado e rebitado em um ajuste. Isto quer dizer que um robô localiza uma cabeça de perfuração e cabeça de rebitagem em uma posição e então se fixar no lugar. Uma cabeça de perfuração e cabeça de rebitagem podem ser acionadas de maneira independente e automaticamen- te em relação a esta posição ajustada.

Modalidades da presente invenção fornecem a vantagem que adesivo de isolamento elétrico pode ser aplicado a faces unidas em partes componentes justapostas, com estas partes sendo então montadas. Perfu- ração e rebitagem de furos por sua vez para fixar o conjunto, podem ter lu- gar daí em diante enquanto o adesivo permanece molhado.

Modalidades da presente invenção fornecem a vantagem que devido à placa-base ser fixada em localização enquanto rebitagem e perfu- ração têm lugar, alinhamento preciso da cabeça de rebitagem para localizar a cabeça onde furos pré-perfurados tenham sido formados, se torna possí- vel.

Através de toda a descrição e reivindicações desta especifica- ção, as palavras "compreende" e "contém" e variações das palavras, por exemplo, "compreendendo" e "compreender", significam "incluindo porém rião limitada a", e não é intenção (e não) exclui outras porções, aditivos, componentes, inteiros, ou etapas.

Através de toda a descrição e reivindicações deste relatório des- critivo, o singular abrange o plural, a menos que o contexto requeira de outra forma. Em particular, onde o artigo indefinido é utilizado, o relatório descritivo deve ser entendida como considerando também pluralidade como singulari- dade, a menos que o contexto requeira de outra forma.

Aspectos, inteiros, características, compostos, porções ou gru- pos descritos em conjunto com um aspecto, modalidade, ou exemplo parti- cular da invenção, devem ser entendidos serem aplicáveis a qualquer outro aspecto, modalidade, ou exemplo descrito aqui, a menos que incompatível com ela.

Claims (31)

1. Método para fixar um primeiro elemento-alvo a um segundo elemento-alvo, que compreende as etapas de: localizar um elemento suporte arranjado para suportar de manei- ra simultânea um dispositivo cabeça de perfuração e um dispositivo cabeça de rebitagem em uma localização predeterminada próxima aos primeiro e segundo elementos-alvo; e por meio de dito dispositivo cabeça de perfuração perfurar no mínimo um furo através dos primeiro e segundo elementos-alvo em uma Ιο- calização desejada; e, sem relocalizar dito elemento suporte, por meio de dito dispositi- vo cabeça de rebitagem inserir um rebite em dito furo é fixar o rebite inseri- do.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen- dendo as etapas de: para cada furo de dito no mínimo um furo, dita etapa de perfurar um furo compreender perfurar um furo redondo através dos primeiro e segundo ele- mentos-alvo.

3. Método de acordo com a reivindicação 1, ainda compreen- dendo as etapas de: para cada furo de dito no mínimo um furo dita etapa de perfurar um furo compreender perfurar um furo que tem dimensões selecionadas pa- ra permitir ao furo acomodar o rebite que deve se inserido no furo em um processo de um único passe.

4. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, ainda compreendendo as etapas de: dito dispositivo cabeça de perfuração compreender uma cabeça de perfuração orbital e dita etapa de perfurar no mínimo um furo compreen- der perfurar no mínimo um furo através dos primeiro e segundo objetos-alvo por meio da cabeça de perfuração orbital.

5. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, no qual dita etapa de perfurar no mínimo um furo compreender perfurar um furo cego.

6. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 4, no qual dita etapa de perfurar no mínimo um furo compreender perfurar um furo escariado.

7. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, ainda compreendendo as etapas de: a etapa de perfurar no mínimo um furo compreender perfurar um furo e em seguida inserir é fixar um rebite em dito um furo antes de perfurar um outro furo através dos primeiro e segundo elementos-alvo.

8. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 até 6, ainda compreendendo as etapas de: dita etapa de perfurar no mínimo um furo compreender perfurar uma pluralidade de furos através de ditos primeiro e segundo objetos-alvo em uma fileira e em seguida inserir e fixar um rebite em cada furo de dito fileira, um por um.

9. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, ainda compreendendo as etapas de: dita etapa de inserir um rebite compreender localizar uma porção corpo do rebite através de cada furo perfurado, dita porção corpo tendo uma seção transversal que corresponde a um diâmetro de um furo perfurado.

10. Método de acordo com a reivindicação 9, no qual dita etapa de fixar um rebite inserido compreender forçar uma espiga de rebite para longe do primeiro elemento-alvo formando com isto uma porção "batente" do rebite em um lado do segundo elemento-alvo.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, ainda compreen- dendo as etapas de: monitorar o escoamento em uma espiga de rebite quando a es- piga é forçada para longe dos elementos-alvo e armazenar dados que indi- cam o escoamento monitorado com o tempo.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, ainda compreen- dendo as etapas de: marcar um rebite de modo a indicar uma fixação potencialmente falha que responde a dados armazenados durante dita etapa de monitora- mento.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 até 12, no qual dito rebite é um rebite de alumínio ou um rebite de aço inoxi- dável ou um rebite de duralumínio.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 9 até 12, no qual dito rebite compreende um rebite de acesso por um único lado.

15. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, no qual dito primeiro elemento-alvo é um material chapa que tem uma seção transversal de menos do que 8 mm.

16. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, no qual dito primeiro elemento-alvo é um material chapa que tem uma seção transversal de menos do que 5 mm.

17. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, ainda compreendendo as etapas de: aplicar um adesivo molhado entre ditos primeiro e segundo ele- mentos-alvo antes de dita etapa de perfurar no mínimo um furo, e em segui- da perfurar o furo enquanto o adesivo permanece molhado.

18. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, ainda compreendendo as etapas de: em seguida a perfurar o no mínimo um furo e inserir e fixar um rebite em cada furo, relocalizar o elemento suporte para uma outra localiza- ção predeterminada próxima a ditos primeiro e segundo elementos-alvo.

19. Método de acordo com reivindicação 18, ainda compreen- dendo as etapas de: por meio de dita cabeça de perfuração perfurar no mínimo um outro furo através dos primeiro e segundo elementos-alvo e inserir e fixar rebites em cada outro furo com dito elemento suporte fixado em dita outra localização predeterminada.

20. Método de acordo com qualquer reivindicação precedente, no qual dito primeiro elemento-alvo compreende uma chapa de revestimento externo de material para uma aeronave, e dito segundo elemento-alvo com- preende um elemento nervura ou elemento longarina de uma aeronave.

21. Aparelho para fixar um primeiro elemento-alvo em um se- gundo elemento-alvo, que compreende: uma cabeça de perfuração; uma cabeça de rebitagem; e um elemento suporte arranjado para suportar de maneira simul- tânea a cabeça de perfuração e a cabeça de rebitagem durante um modo de operação de perfuração e rebitagem.

22. Aparelho de acordo com a reivindicação 21, ainda compre- endendo: no mínimo um trilho-guia arranjado em uma orientação fixa em relação a dito elemento suporte, no qual cada uma de dita cabeça de perfu- ração e cabeça de rebitagem são montadas de maneira deslizante a dito trilho-guia e são localizáveis em localizações desejadas, sendo deslizadas ao longo do trilho-guia e então mantidas em posição.

23. Aparelho de acordo com a reivindicação 22, no qual dito no mínimo um trilho-guia compreende um par de trilhos-guia fixados ao elemen- to suporte.

24. Aparelho de acordo com a reivindicação 21, no qual dito e- lemento suporte compreende uma placa suporte que inclui um furo através de toda ela, através do qual uma broca de dita cabeça de perfuração pode passar durante um modo de operação de perfuração.

25. Aparelho de acordo com a qualquer uma das reivindicações -21 até 24, ainda compreendendo: uma placa-base à qual dito elemento suporte é fixado e que é fixável a uma placa efetuadora extrema de um pulso de robô.

26. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 até 25, ainda compreendendo: dispositivo de forçamento para forçar a cabeça de perfuração e/ou cabeça de rebitagem para uma localização desejada ao longo de dito no mínimo um trilho-guia.

27. Aparelho de acordo com a reivindicação 26, no qual dito dis- positivo de forçamento compreende um cilindro pneumático ou um motor de passo.

28. Aparelho de acordo com qualquer uma das reivindicações 21 até 27, ainda compreendendo: um braço robô arranjado para localizar o elemento suporte em uma localização próxima aos primeiro e segundo elementos-alvo que devem ser fixados juntos e para manter o elemento suporte em uma relação fixa em relação a eles durante um modo de operação de perfuração e/ou rebitagem.

29. Aparelho de acordo com a reivindicação 28, no qual dito bra- ço robô é arranjado para localizar o elemento suporte em uma nova localiza- ção com relação aos primeiro e segundo elementos-alvo relocalizando o e- lemento suporte.

30. Método substancialmente como descrito aqui anteriormente com referência aos desenhos que acompanham.

31. Aparelho construído e arranjado substancialmente como descrito aqui anteriormente com referência aos desenhos que acompanham.