[發明專利]法向鉚接曲型件的控制方法

有效

• 申請號: 200710049461.8
• 申請日: 2007-07-06
• 公開（公告）號: CN101109946A
• 公開（公告）日: 2008-01-23
• 發明（設計）人: 周文強;熊麗萍;于方
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19;B23P23/00
• 代理公司: 成飛（集團）公司專利中心
• 代理人: 郭純武

技術領域

本發明涉及航空制造業自動連接裝配飛機部件的方法，特別是自動鉆鉚曲型件法向鉚接的控制方法。

背景技術

隨著現代工程技術、自動化技術、數字制造技術和人工智能技術的日益完備和發展，自動鉆鉚技術實現了實質性的突破，已經初步形成了自動化裝配系統。世界各航空工業發達國家均已廣泛應用飛機裝配中的自動鉆鉚技術。自動鉆鉚系統主要包括自動鉆鉚機和托架兩部分.托架系統用來進行裝配件的定位和夾持；自動鉆鉚機用于完成制孔、注膠、鉚接和緊固件安裝等工作。由于軍用飛機和民用飛機在自動連接方面有所不同，軍機部件尺寸小且復雜、緊固件種類多而較難實現自動化裝配，因此，自動鉆鉚機三座標托架系統一般只能實現平板類組件的自動鉆鉚。在三座標托架系統中要實現雙曲面蒙皮的自動鉆鉚，尤其在對飛機蒙皮曲型件進行鉚接的過程中，則必須保證鉚接點的法線與鉆軸或鉚軸的軸線相平行或重合。鉚接點相對水平面垂直的法線垂直度直接影響到產品的質量。由于法線是一條空間直線，沒有直接的方法進行檢測，因此、只能通過間接的檢測方法來進行測量。在國內還沒有能夠進行法向檢測和自動進行法向調整控制的懸掛式軟連接托架的設備。在進行飛機蒙皮的鉚接時都是采用人工目測來進行法向調整，不僅人力物力浪費大，而且效率低下，質量不穩定。在法國達索公司有相類似的設備，但該公司的設備也沒有自動法向控制功能。它在設計時雖然考慮了此功能，但在實際應用時不能進行法向控制，或者是效率特別低，不能滿足生產的需要，所以被迫取消了此功能，將其自動控制改回到人工視覺控制。國外公司只在部件大，緊固件種類少較易實現自動的大型飛機生產時，才采用特別昂貴和特別復雜的全自動鉆鉚機進行法向鉚接。該全自動鉆鉚機是由多臺數控自動鉆鉚機、托架系統配置或由自動鉆鉚設備和帶視覺系統的機器人、大型龍門機器人、專用柔性工藝裝備及坐標測量機等多種設備、不同配置組成的柔性自動裝配系統。對于外形較平直的中小結構的壁板和雙曲面蒙皮中小型零件的自動鉆鉚大多配置手動、半自動托架系統，全部被迫采用人工目測控制解決法向鉚接問題。

發明內容：

本發明的目的是針對現有技術自動鉆鉚機在鉚接飛機蒙皮曲型件過程中，人工視覺檢測、手動調整控制法線垂直度誤差大，效率低下，質量不穩，自動化程度低的問題，提供一種成本低，效率高，可靠性好，鉚接質量穩定的法向鉚接曲型件的控制方法。

本發明實現上述目的技術解決方案可以通過以下措施來達到。一種法向鉚接曲型件的控制方法，包括如下步驟：

1.在位于零件正上方的同一個水平面上，以自動鉆鉚機的鉚軸為對角線中心設置由四個測量傳感器組成的正方形陣列，并以正方形的四個點作為被檢測點的法線垂直測量位置；

2用四個伺服運動部件通過鐵鏈將零件工裝懸吊于兩側的三個點上組成懸掛零件托架，四個傳感器分別對應控制所述四個運動部件的升降；

3.設置四個傳感器的測量窗口，并把四個傳感器設置為電流輸出型；

4.由數據處理軟件根據實際情況，確定理論法向位置時傳感器的數值，并按誤差要求計算出對應于傳感器測量數值的公差帶；

5.四個傳感器把測得的數據反饋給控制系統進行處理，并由數控控制系統控制運動部件對零件的相應點進行高度調整，直到四點的高度差在允許的范圍內為止，數控控制系統停止調整并發出可鉚接信號。

本發明相比于現有技術具有如下有益效果。

根據本發明提供的上述方案設計制造的自動鉆鉚機托架法向控制系統成本低，效率高，可靠性好，鉚接質量穩定可靠。可以取代人工視覺法向控制，提高零件的鉚接質量和生產效率。主要體現在

(1)成本低。國外具有自動法向控制功能的鉆鉚機托架的價值在120萬美元左右/臺，而采用本發明上述方案制造的托架具有國外托架的全部功能，且成本不到80萬元人民幣。

(2)法線垂直度誤差小，控制精度高、鉚接質量穩定可靠、效率高。本發明采用的三點懸掛零件托架，解決了達索公司現有技術采用四點對稱懸掛零件，在法向調整過程中存在托架重心可能落在托架對角線中心上形成的對角相對平衡狀態，造成法向調整無法完成的問題。在控制軟件上采用了與現有技術不同的算法進行控制，使得設備的反應速度比其它公司的快且控制精度更高。因為國外相類似的設備采用的是人工視覺來進行手動法向調整，法線垂直度誤差＞0.5°，而理想的誤差要求是＜0.25°。根據本發明設計制造的設備上實測的測量數據進行計算后得知，所有測量點的法線垂直度誤差都＜0.1°。