飞机装配工装飞机自动钻铆装配工装的设计与研究论文_翟玉正

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摘要:最近十几年,我国的航天航空事业得到了飞速的发展,航天航空领域取得的成绩也是举世瞩目的。但是,我国航空航天领域中技术人员对机械性能的要求标准仍在不断的提高,促使相关技术向着更高的水平的方向发展。在飞机的设计研究中,钻铆的质量越来越引起技术人员的重视,虽然钻铆的相关技术最早是在美国研发的,但目前我国的航空工业中,已经开始广泛的利用钻铆的相关技术,生产出飞机装配中使用的钻铆。

关键词:自动钻铆;定位系统;末端执行器

前言:在飞机自动钻铆装配工装的设计过程中,技术人员应充分结合现阶段飞机壁板铆接所要达到的标准,根据实际需求,进行钻铆系统的相关设计。同时,在目前自动钻铆工装技术的研究上,充分结合相关的技术工艺,对自动钻某系统中的末端执行器部分和定位系统部分进行仔细的研究,从而更好的完成自动钻铆系统的设计。作为一名研究钻铆相关的技术人员,要熟练的掌握钻铆技术系统的控制原理,对系统中的每个技术环节都要有深刻的了解。在前者的基础之上,要对整体飞机自动钻铆装配工装有一个深入的研究,包括末端执行器、机器人的设计原理和应用方式以及飞机系统的定位系统。

一、飞机自动钻铆技术的发展状况

美国是最早发明出自动钻铆机的国家,最先研发出来的是单台式自动钻铆机,主要应用在机身壁板的铆钉铆接。随着新技术的不断研究,渐渐出现了半自动、全自动式的自动钻铆机。目前,自动钻铆机技术已经在波音、法航、意航等工业中进行了大量的应用。我国是在70年代开始对自动钻铆机及其配套的相关技术进行有关的研究,但是由于当时我国的技术水平落后以及其他方面的原因,并没有研究出成熟的集成钻孔及钻铆技术,不过在独立制孔和铆接方面取得了一定的成绩。随着科学技术的不断发展,目前我国的相关领域已经拥有比较成熟的技术,已经研究出可以实现空间精准定位以及相关调整的五坐标自动制孔系统,并将该系统应用到孔定位及检测的多项环节中,同时,我国相关领域的技术人员还研究出了末端执行器的精准定位系统,实现对钻头的旋转制孔工作,并且,末端执行器的精准定位系统还能够进行监测及标定,对不同的零件也能够完成其需要额度制孔处理。随着科技的不断发展,传统的手工制孔方式及铆接方式已经不能够满足新型先进飞机的装配标准,设计人员必须进行更进一步的研究,相信我国相关领域的智能化和自动化还会进一步的发展。

二、飞机装配中的自动钻铆系统

在飞机的装配中,自动钻铆系统是一个综合了很多不同系统的综合性系统,该系统的运行过程比较复杂,需要每个子系统的共同协调来完成。现阶段我国的很多领域中,自动钻某系统都有所应用,包括机械领域、航空领域、电子领域等。在飞机的装配中,自动钻铆系统应用的主要目的是完成飞机壁板类工件和零件的铆接部分,利用该系统,减少了人工装配零部件时产生的误差,采用这种自动化的系统,提高了安装零部件的精准度。在这一过程中,需要注意以下几个方面,使自动钻铆装配工装能够按标准完成。第一,孔位的精准度必须在≤0.5mm,才能够使自动钻铆系统可以正常的工作;第二,自动钻铆系统在进行连续钻孔的工作时,其钻孔效率应在每分钟5次以上;第三,自动钻铆系统运行时对于重复定位的控制,应使其孔定位精度≤0.1mm,重复定位孔精度在±0.05mm之间,孔精度为H9,锪窝深度的精准度应控制在0.05mm以内[1]。设计人员在设计自动钻铆系统的时候,一定要对相关的工艺流程进行详细的了解,包括具体的实施步骤,其步骤为:定位→钻铆→涂胶→插钉→铆接。在定位的过程中,应将定位系统和末端执行器进行有效的连接;对于钻铆过程来说,铆钉的选择也是设计人员应该考虑的主要部分,实际应用中的铆钉种类包括沉头铆钉、无头铆钉、铆镶型环槽铆钉。自动化钻铆装配工装的整体系统包括定位夹紧系统、送钉系统、动力传动系统等,设计人员一定要安排好各个系统之间的流程和交叉工作。

三、自动钻某系统中的末端执行器部分的设计

自动钻铆装配工装由不同的结构共同组成,且其每个组成部分都承担着不同的工作内容,包括动力运行、电气部分等。下面主要介绍自动钻铆装配工装中末端执行器的部分,就是常说的压铆及钻铆系统,送钉系统。从送钉系统和铆接部分进行分析。

首先,送钉系统是整体工作过程中最为关键的部分,该系统的运行过程中包含很多的工作内容,该系统主要的运行过程是完成铆钉的筛选、排序以及输送等一系列的工作,这一部分的工作是送钉系统完成铆接的基础。在这一系统的运行过程中,一定要保证8个铆钉在同一时刻送到压铆设备上,为了保证铆钉的正常送到,需要利用搓板系统,图1即为搓板系统,如图所示,在该系统中,1代表搓板,2代表铆钉,3代表料道,4代表压块,5代表压柱,6代表磁铁[2]。铆钉由料道滑进斜槽中,而搓板则随着轴线的方向进行运动,其齿轮结构不停的进行送料的处理,待到达压柱的位置,利用压柱上的磁铁,使铆钉最后被吸附在磁铁上,一直等待最后的铆接工作。

结论:通过本文的论述,分析了飞机装配中的自动钻铆系统,讨论了在飞机自动钻铆技术的应用过程中,还存在一些问题,这些问题影响了飞机自动钻铆技术的快速发展,相关技术人员应以国外成熟的技术标准为目标,加快飞机自动钻铆技术的技术研究,争取早日达到先进的技术水平。技术人员可以合理运用数字模拟技术,充分借鉴国际一流的自动钻铆实例,加快我国飞机制造业的发展。

参考文献:

[1]喻龙,章易镰,王宇晗,刘钢.飞机自动钻铆技术研究现状及其关键技术[J].航空制造技术,2017,(09):16-25.

论文作者:翟玉正

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/8

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