CN102172831A - 一种检测铆钉高度的方法 - Google Patents

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杜春平
周文强
何华兵
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Abstract

本发明公开一种检测铆钉高度的方法，步骤为：a用二维激光传感器测量零件目标位置的高度；b将测量数据进行计算处理，依次当前一点的高度与前一点的高度进行比较，当其差值大于设定值，则此点为高度突变点，如果测量数据中有两个相反的突变点，则铆钉相对于零件表面的高度为两个突变点之间高度数据的平均值减去两突变点外侧一段距离内数据点高度的平均值。在自动钻铆系统加入二维激光传感器和相应控制处理模块即可进行铆钉高度的在线检测控制，有利于提高效率，且实现成本低。

Description

一种检测铆钉高度的方法
技术领域
本发明属于零件相对高度的检测方法，特别是在自动钻铆中应用的相对高度的检测方法。
背景技术
在我国的飞机铆接装配过程中，以前一直使用手工铆接，很少有使用自动钻铆设备进行铆接装配的，随着技术的进步，现在使用自动钻铆设备进行铆接装配的零件越来越多，钻铆设备的铆接效率也越来越高。但各种配套的检测方法或设备还比较落后，基本都是沿用以前的人工操作的方法，严重影响了设备的使用率，浪费了资源配置。如在铆钉相对于零件表面的高度检测上还处于人工操作状态，而铆钉相对于零件表面高度的控制又较严格，是铆接装配过程中的重要控制参数。人工进行铆钉相对零件表面的高度检测的操作过程如下：
在自动钻铆设备上对零件进行自动铆接2至3颗铆钉后，终止设备的自动铆接功能，把铆接的零件从自动钻铆设备上移到操作工人能接触得到的地方，然后用测量高度的指针式三脚千分表对铆钉相对于零件表面的高度进行测量，根据测量的结果调整自动钻铆设备控制系统里的铆钉高度设定值，之后再进行2至3颗铆钉的试铆接，然后再重复进行测量与设定，直到铆钉相对于零件表面的高度符合要求为止。而且每隔一定的间隔就需要进行一次检测，这种检测铆钉相对于零件表面高度的方法严重影响了铆接装配的效率。
发明内容
本发明的目的是提升检测铆钉相对于零件表面高度的快速性、准确性，实现在线测量、提高铆接装配的效率。
本发明一种检测铆钉高度的方法，步骤为：
a用二维激光传感器测量零件目标位置的高度；
b将测量数据进行计算处理，依次当前一点的高度与前一点的高度进行比较，当其差值大于设定值，则此点为高度突变点，如果测量数据中有两个相反的突变点，则铆钉相对于零件表面的高度为两个突变点之间高度数据的平均值减去两突变点外侧一段距离内数据点高度的平均值。
一种自动钻铆系统，包括二维激光传感器，控制系统，钻铆设备，其特征在于，控制系统与二维激光传感器连接，二维激光传感器安装在钻铆设备的上压力脚一侧。
一种利用权利要求2所述自动钻铆系统在线控制铆钉高度的方法，步骤为：
a钻铆设备完成铆钉钻铆后，控制系统将零件钻铆位置运行到二维激光传感器下方，二维激光传感器对铆钉及其邻近一定范围进行测量；
b控制系统采用权利要求1所述检测铆钉高度的方法对二维激光传感器的测量数据进行计算处理，找出高度突变点；
c如果没有高度突变点，判定铆钉高度近似为零，控制系统发出报警信息；
d如果只有一个高度突变点，判定铆钉倾斜，控制系统发出报警信息；
e如果存在两个高度突变点，将得到的铆钉相对于零件表面高度与设定值进行比较，当铆钉相对于零件表面高度不符合要求时，控制系统发出报警信息并控制对钻铆设备下一次钻铆高度进行修正；
f如果存在两个高度突变点，将得到的铆钉相对于零件表面高度与设定值进行比较，当铆钉相对于零件表面高度在设定值范围内，自动钻铆系统正常运行。二维激光传感器安装位置尽可能靠近铆接铆钉的地方。
在铆接装配过程中，铆钉周围局部零件表面高度值是一致的或是只有微小差值且是连续变化的，不会出现突变的情况。而符合要求的铆钉相对于零件表面都具有一定高度，并且是突变的。因此，只要测量出铆钉顶面的高度值和周围零件表面的高度值，就能计算出铆钉与零件表面的相对高度。
本发明的优点有：
采用上述方案设计的检测铆钉相对于零件表面高度的方法具有效率高、准确可靠、具有在线测量功能的优点，特别适合于应用在自动钻铆设备上；
本方案在检测时，零件不用离开工作位置就能进行测量，而且自动进行，所以工作效率更高、更准确可靠；
在现有技术基础上只需增加一只二维激光传感器和编制相应的数据接收和处理程序，实现难度低，控制简单可靠。
附图说明
图1铆钉高度检测示意图
图2铆钉高度检测数据坐标图
1、零件 2、铆钉 3、上压力脚 4、二维激光传感器 5、测量边线
具体实施方式
见图1、图2，二维激光传感器送出的一组测量数据是由几百个包含X、Z方向的坐标值数据所组成的，X方向的有效测量宽度为62mm(不同的二维激光传感器的有效测量宽度不一样)，Z方向的数据就是零件表面各点距此传感器的距离。控制系统接收来自二维激光传感器的测量数据，然后找出Z方向突变的数据位置。正常情况下，在一组数据中有两个相反的突变点，铆钉相对于零件表面的高度就是铆钉的顶面的高度Z2与零件表面的高度Z1之差，计算这两个突变点之间所有高度数据的平均值，然后减去距突变点外一小段距离(1～2mm左右)的高度平均值就得到铆钉相对于零件表面的高度。
二维激光传感器4安装于钻铆设备上压力脚3一侧，在对零件1进行铆接装配的过程中，当铆接完成的铆钉2到达二维激光传感器下方的两测量边线5的中间时，二维激光传感器4测出在两测量边线5内的所有物体的高度值，通过控制系统的计算处理，得到铆钉相对于零件表面的高度，实现了在线测量的功能。
当铆接过深，铆钉与零件平齐，高度近似为零，则没有高度突变点，控制系统发出报警信息；当铆钉倾斜，顶端一侧与零件接触，则只有一个高度突变点，控制系统发出报警信息；如果存在两个高度突变点，将得到的铆钉相对于零件表面高度与设定值进行比较，当铆钉相对于零件表面高度不符合要求时，控制系统发出报警信息并控制对钻铆设备下一次钻铆高度进行修正；如果铆钉相对于零件表面高度在设定值范围内，自动钻铆系统继续正常运行。

Claims (3)

1.一种检测铆钉高度的方法，步骤为：
a用二维激光传感器测量零件目标位置的高度；
b将测量数据进行计算处理，依次当前一点的高度与前一点的高度进行比较，当其差值大于设定值，则此点为高度突变点，如果测量数据中有两个相反的突变点，则铆钉相对于零件表面的高度为两个突变点之间高度数据的平均值减去两突变点外侧一段距离内数据点高度的平均值。
2.一种自动钻铆系统，包括二维激光传感器，控制系统，钻铆设备，其特征在于，控制系统与二维激光传感器连接，二维激光传感器安装在钻铆设备的上压力脚一侧。
3.一种利用权利要求2所述自动钻铆系统在线控制铆钉高度的方法，步骤为：
a钻铆设备完成铆钉钻铆后，控制系统将零件钻铆位置运行到二维激光传感器下方，二维激光传感器对铆钉及其邻近一定范围进行测量；
b控制系统采用权利要求1所述检测铆钉高度的方法对二维激光传感器的测量数据进行计算处理，找出高度突变点；
c如果没有高度突变点，判定铆钉高度近似为零，控制系统发出报警信息；
d如果只有一个高度突变点，判定铆钉倾斜，控制系统发出报警信息；
e如果存在两个高度突变点，将得到的铆钉相对于零件表面高度与设定值进行比较，当铆钉相对于零件表面高度不符合要求时，控制系统发出报警信息并控制对钻铆设备下一次钻铆高度进行修正；
f如果存在两个高度突变点，将得到的铆钉相对于零件表面高度与设定值进行比较，当铆钉相对于零件表面高度在设定值范围内，自动钻铆系统正常运行。
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PB01 Publication
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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