AIRBUS A380 – Posicionamiento automático de las “piezas de unión de las esquinas” mediante el sistema de medición
V-STARS.
“Que esté bien a la primera” es la principal preocupación de los ingenieros y técnicos de Airbus en Toulouse, responsables del ensamblaje del mayor avión comercial jamás construido – el Airbus A380.
Una etapa de importancia crítica en el ensamblaje de este “gigante volador” es la unión de las alas con el fuselaje. Esta sensible operación requiere abundante planificación y experiencia. Posiblemente, el paso más importante de este proceso es la fabricación del conjunto de “piezas de unión de las esquinas”. Estas piezas son elementos complejos, concebidos para adaptarse a diversas superficies de forma libre, que deben fabricarse en condiciones tan próximas como sea posible a las condiciones reales de su entorno de funcionamiento, a fin de maximizar la integridad de la interfaz ala/fuselaje.
En este caso, las piezas de las esquinas deben encajar con precisión en la aeronave sin afectar a la relación entre el ala y el fuselaje. En otras palabras, cada avión posee piezas de unión de las esquinas únicas que deben ser fabricadas en un corto periodo de tiempo. Hay once piezas en cada lado del avión (veintidós piezas por avión). Dado que se precisa una fabricación rápida de tantas piezas, debe llevarse a cabo una técnica de ingeniería inversa muy rápida y precisa para cada esquina hembra (esquina cóncava) a fin de poder mecanizar las piezas de esquina correspondientes en el periodo de tiempo requerido.
Deben medirse veintidós “contenedores”, o celdas, para facilitar el mecanizado y el ensamblaje automatizado del “contenido” correspondiente de la celda. Toda la configuración – la medición 3D, el diseño de la pieza de la esquina, la programación del recorrido de la herramienta por los cinco ejes y el propio ajuste de las piezas deben desarrollarse en menos de 33 horas.
Debido a esta exigente restricción, Airbus ha seleccionado el sistema de medición 3D por fotogrametría denominado V-STARS para llevar a cabo las mediciones de ingeniería inversa de varias de estas células. Se trató de una fácil elección por parte de Airbus, ya que V-STARS demostró la precisión, velocidad en la recogida de datos, facilidad de uso y portabilidad requeridas a un instrumento de medición (la cámara INCA3 con WIFI) para su uso por parte de los operarios de fabricación dentro del propio ala. Estas características del sistema de medición proporcionaron los medios para superar los obstáculos derivados de tener que trabajar en un entorno muy reducido, en el que existen continuas vibraciones y cambios de temperatura como resultado de las continuas actividades de fabricación. La cámara INCA3 debía responder en un entorno en el que existe una actividad continua de perforación y lubricación. Asimismo, es importante destacar que no se pueden detener otras actividades de ensamblaje para llevar a cabo estas mediciones. Al haber presentes líquidos de limpieza, el sistema de medición no podía generar ningún riesgo de ignición de dichos elementos.
A continuación, se muestra un diagrama con las principales etapas de este proceso de ensamblaje de las piezas de unión de las esquinas:
Este sistema llave en mano incluye el sistema de medición V-STARS de última generación, que utiliza la cámara de fotogrametría digital INCA3 de Geodetic Systems, Inc (GSI). El socio de distribución de GSI en Francia y Bélgica, Géodésie Maintenance Services, www.geodesie-maintenance.com (GMS), diseñó blancos adaptados retro-reflectantes que facilitan enormemente la configuración (véase imagen adjunta: operario realizando una medición dentro del ala del Airbus A380). Biblioteca fotográfica: Airbus.
Estos blancos pueden aplicarse a la superficie a medir muy rápidamente. Esto posibilita la recogida y procesamiento de datos en unos pocos minutos. El post-procesamiento automatizado de los datos de la nube de puntos genera la información requerida para realizar las perforaciones y la mecanización de las superficies coincidentes de la interfaz entre el ala y el fuselaje.
Una etapa del proceso de medición implica la toma de entre 25 y 35 fotografías. Debido a lo reducido del espacio de trabajo, el operario no puede siempre poner el ojo tras el visor de la cámara. INCA3 soluciona este problema de enfoque de la cámara proporcionando dos punteros láser. El operario sólo ha de pulsar un botón para ver hacia dónde está apuntando la cámara. Conforme se capturan las imágenes, se transmiten a través de Ethernet inalámbrico a un ordenador portátil situado fuera del área de trabajo.
Los ingenieros y técnicos de Airbus en Toulouse han perfeccionado esta interfaz hombre/máquina, lo que proporciona automatización y una gestión coherente del procedimiento completo. Se ha afrontado este desafío con éxito.
El éxito de este esfuerzo cooperativo entre el equipo V-STARS y AIRBUS ha hecho posible implantar el mismo sistema con el Airbus A340 y el A320.
La cámara INCA3, específicamente diseñada y construida por GSI para la ejecución de mediciones 3D de elevada precisión, combina un probado sensor CCD de resolución ultraelevada con un ordenador de abordo industrial basado en un PC, para realizar mediciones en condiciones adversas y entornos inestables. A fin de obtener estos rendimientos, GSI no sólo impone una estabilidad optomecánica insuperable en el interior de la cámara, sino que también incluye características como un estroboscopio integrado o conectividad inalámbrica (WIFI) tras una compresión de la imagen habitualmente de 10 a 1.
La característica restringida del entorno de medición de las piezas de unión de las esquinas del Airbus resulta interesante para el sistema V-STARS. No obstante, la cámara INCA3 resulta especialmente adecuada en mediciones in situ de objetos grandes, ya que no existe ninguna restricción de tamaño de la pieza a medir. Ello posibilita el uso de los sistemas V-STARS en campos como los de la aeronáutica, la industria espacial, automoción, construcción naval, generación de energía, industria pesada, etc.
Una vez INCA3 captura las fotos (ya sea a través del funcionamiento manual o mediante control remoto), el software V-STARS propietario de GSI inspecciona automáticamente las imágenes digitales recogidas y extrae la información 3D requerida. Este proceso está totalmente automatizado. Los puntos medidos pueden compararse entonces con sus nominales (ya sea punto a punto, o en comparación con el archivo CAD correspondiente), o bien pueden compararse con mediciones anteriores (repetibilidad o estudios de capacidad).
INCA3:
Las acciones de V-STARS en Europa están coordinadas por la compañía NTI (www.nti-measure.com).
Acerca de Geodetic Systems, Inc.
Geodetic Systems, Inc. (GSI, www.geodetic.com) es un proveedor internacional de soluciones de fotogrametría industrial para el mercado de medición/metrología industrial. GSI desarrolla y comercializa la familia V-STARS de sistemas de medición de coordenadas en 3D para usuarios implicados en aplicaciones de medición e inspección en diversos sectores, como el aerospacial, el de energía nuclear, automoción y construcción naval. INCA3, el producto estrella de la compañía, es una cámara de fotogrametría digital de tecnología punta con numerosas características progresivas. GSI distribuye sus productos a través de una red mundial de socios industriales. La distribución del sistema V-STARS y de la cámara INCA3 en Europa es coordinada por NTI. Para más información, póngase en contacto con:
NTI
Sr
32 route de Seichebrières
45530 Vitry Aux Loges / France
Tél. +33 (0) 2 38 59 30 51 / Fax: + 33 (0) 2 38 59 30 9
Tél. portable : +33 (0) 6 83 70 89 79
E-mail : nicolas.tanala@v-stars3d.com, website: www.nti-measure.com
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