Automatic Positioning of Template Referencing System for Application in an Aircraft Fuselage Assembly Testing Environment

Sánchez Prieto, Victor (2019). Automatic Positioning of Template Referencing System for Application in an Aircraft Fuselage Assembly Testing Environment. Thesis (Master thesis), E.T.S.I. Industriales (UPM).

Description

Title: Automatic Positioning of Template Referencing System for Application in an Aircraft Fuselage Assembly Testing Environment
Author/s:
  • Sánchez Prieto, Victor
Contributor/s:
  • Matía Espada, Fernando
Item Type: Thesis (Master thesis)
Masters title: Ingeniería Industrial
Date: 18 June 2019
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Automática, Ingeniería Eléctrica y Electrónica e Informática Industrial
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

En la actualidad, las necesidades de producción la industria aeronáutica están incrementándose constantemente debido a diversos factores como la globalización o el incremento del turismo. Se estima que el tráfico aéreo aumentará un 4.4% anual en los próximos 20 años, lo que llevará al montaje de alrededor de 37.400 aeronaves [2]. Teniendo en cuenta que la mayoría de las uniones en un avión se realizas utilizando remaches, y un avión comercial, como el Boeing 737, puede llegar a tener unos 40.000 remaches por cada ala [29], se justifica la importancia de este tipo de unión en esta industria. Uniendo ambos argumentos, la creciente demanda obliga a buscar nuevas mejoras para los ya conocidos métodos de producción. El remachado necesita previamente de un taladrado que posteriormente alojará la parte mecánica de la unión. Este agujero se realiza de forma manual porque los enormes tamaños del fuselaje del avión no permiten realizar procesos en una máquina de control numérico. Y es por tanto, por lo que se recurre a otros métodos como el uso de plantillas. La plantilla se sitúa en el fuselaje y una vez colocada se procede al taladrado del mismo para la posterior unión de los elementos. Dichos taladros se realizan en las posiciones que marca la plantilla. Por otro lado se ha de tener en mente que a 35.000 pies de altitud no hay margen de error y, consecuentemente, las tolerancias de la industria aeroespacial son muy estrechas. Todo ello lleva a la conclusión de que el posicionamiento de la plantilla debe ser tan preciso como sea posible para no introducir posteriores errores en los subsiguientes taladros. La solución adoptada por la industria es utilizar agujeros piloto de alta precisión que sitúen la plantilla. Para ello se emplean sistemas de posicionamiento preciso (drill position targeting systems, en inglés) que pueden llegar a posicionar el agujero piloto con precisiones del orden de decenas de milímetro. En la producción actual, dichos sistemas son completamente manuales y la búsqueda de posiciones con 0,1 mm de precisión es un trabajo que conlleva una pérdida de tiempo que es posible subsanar. Como principal motivo de reducir esta pérdida de tiempo y liberar al operario de este trabajo costoso y, en ocasiones, en posiciones forzadas debido a las curvas del fuselaje, este Trabajo Fin de Máster busca la automatización de uno de los existentes sistemas de posicionamiento preciso. El proyecto fue desarrollado en el Institute of Production, Management and Technology (IPMT) de la Technische Universität Hamburg. Y en colaboración con otra tesis, se creó un prototipo modificando lo mínimo posible el sistema de posicionamiento utilizado, a saber, Drilling Alignment System. Este trabajo consiste en la búsqueda, definición y validación de componentes como sensores, actuadores y el resto de elementos necesarios para la automatización del proceso. Así como, el desarrollo y las pruebas finales que demuestren que el sistema una vez automatizado sea válido y funcione correctamente. El objetivo principal de este trabajo es alinear el sistema de posicionamiento de manera autónoma con precisión de 0,1 mm y en un tiempo menor al que lo realizaría un operario para realizar el posterior agujero piloto. Dado que el sistema de posicionamiento no va a ser modificado, se deberá detectar las luces indicativas presentes en el mismo para mover motores de manera apropiada. El concepto deberá ser desarrollado, validado y probado. Además se integrará con otras funcionalidades como una aplicación móvil para aportar una interfaz útil y sencilla con la que controlar todo el sistema.

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Item ID: 65597
DC Identifier: http://oa.upm.es/65597/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:65597
Deposited by: Biblioteca ETSI Industriales
Deposited on: 03 Dec 2020 15:12
Last Modified: 03 Dec 2020 15:12
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