CN105067046B - 一种自动钻铆机校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种自动钻铆机校准方法，包括夹紧力、钻铆力、钻轴转速、钻轴轴线与转台工作面的垂直度、钻轴径向跳动、钻轴与下铆头的同轴度、压力脚与钻轴的同轴度及垂直度、下铆头升降运动机构直线度、上下铆头的同轴度的参数校准。通过采用本发明的校准方法可提高自动钻铆机的运动精度和重复定位精度，对于自动钻铆机的校准工作具有重要意义，进而保证了飞机大部分铆接装配的牢固性和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动钻铆机校准方法。
背景技术
自动钻铆机是一种自动安装铆钉的设备，具有对工件进行夹紧、钻孔/锪窝、注胶、送钉和镦铆等功能。
自动钻铆机通常包括C型主体框架、上工作头组件、下工作头组件以及其他系统附件和装置，其中上、下工作头组件是与计量特性有关的结构并安装在C型主结构框架上，具体见图1。
由于自动钻铆机本身的参数误差对于钻铆的精确度影响较大，因此自动钻铆机的校准工作至关重要。而目前，对于自动钻铆机校准方法，还没有找到一套合理及精准的校准方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动钻铆机校准方法，用于检验并提高自动钻铆机的工作精度。
本发明是通过以下技术方案实施的：一种自动钻铆机校准方法，包括夹紧力、钻铆力、钻轴转速、钻轴轴线与转台工作面的垂直度、钻轴径向跳动、钻轴与下铆头的同轴度、压力脚与钻轴的同轴度及垂直度、下铆头升降运动机构直线度、上下铆头的同轴度的参数校准。
所述夹紧力的参数校准方法具体为：①自动钻铆机开启钻孔及手动操作工作模式；②从钻轴上取下钻头，将标准连接件安装在下工作头处，在标准连接件上安装标准测力仪，使下工作头靠近压力脚衬套，直到标准测力仪与压力脚衬套接触并保持在夹紧状态；③以夹紧力下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，通常不少于8点，保证上述校准点均匀分布；④将标准测力仪示值调至零点，然后开始施加夹紧力值至起始校准点，保持稳定后读取标准测力仪示值并记录；⑤下工作头回到初始位置，按照步骤④分别测量余下的校准点，并记录相应校准点的标准测力仪上的示值；⑥步骤④和步骤⑤的测量过程进行至少三遍，按下述公式计算示值误差和示值重复性误差，
式中， F0为自动钻铆机校准点设定力值，单位N；为校准点的标准测力仪示值算数平均值，单位N；Fimax和Fimin为在至少三遍的测量过程中标准测力仪测量读数的最大值和最小值，单位N。
所述钻铆力的参数校准方法具体为：①在自动钻铆机维护界面，设置压铆力下限及上限值；②取下压力脚衬套，并安装上铆头标准连接件；③将下工作头下降到最低位置，安装下工作头标准连接件，最后将标准测力仪安装在下铆头标准连接件上；④将上工作头转换到压铆位置；⑤以压铆力下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，通常不少于8点，保证上述校准点均匀分布；⑥将标准测力仪示值调至零点，然后开始施加压铆力值至起始校准点，保持稳定后读取标准测力仪示值并记录；⑦上工作头回到初始位置，按照步骤⑥分别测量余下的校准点，并记录相应校准点的标准测力仪上的示值；⑧步骤⑥和步骤⑦的测量过程进行至少三遍，计算示值误差和示值重复性误差，计算方法及公式同夹紧力。
所述钻轴速度的参数校准方法具体为：①使自动钻铆机处于停机状态，并在钻轴上粘贴反光条；②选取转速校准点，以钻轴转速下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，通常不少于8点，保证上述校准点均匀分布；③设定校准转速值，启动转轴，用手持式数字转速表对准反光条，待数值稳定后连续三次读取转速表示值，按以下公式计算示值误差，
式中：n0为自动钻铆机校准点的钻轴转速设定值，单位r/min；为校准点数字转速表3次示值算数平均值，单位r/min。
所述钻轴轴线与转台工作面的垂直度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆安装在钻轴夹头内；②测微表通过连接件与校准用钻杆固定连接，将测微表的测头与转台垂直接触；③将转台旋转360°，记录转台在转动过程中测微表的最大示值imax和最小示值imin，并测量测微表的测头到钻轴轴线的距离R，根据公式计算出钻轴轴线与转台工作面的垂直角度误差。
所述钻轴径向跳动的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆安装在钻轴夹头内；②测微表通过连接件与压力脚的底面固定连接，将测微表的测头与校准用钻杆的底部垂直接触，将转台旋转360°，读取测微表的数值，以测微表测得的最大值和最小值之差作为钻轴径向跳动Ⅰ；③将测微表的测头与校准用钻杆的顶部垂直接触，将钻轴旋转360°，读取测微表的数值，以测微表测得的最大值和最小值之差作为钻轴径向跳动Ⅱ；④取钻轴径向跳动Ⅰ和钻轴径向跳动Ⅱ两次测量的最大值作为最终结果。
所述钻轴与下铆头的同轴度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆安装在钻轴夹头内；②测微表通过连接件与下铆头固定连接，将测微表的测头与校准用钻杆垂直接触，垂直接触处距离钻轴夹头20-25mm；③测微表调零，将钻轴旋转360°，并记录转动过程中测微表读数的最大值和最小值，最大值和最小值之差即为钻轴与下铆头的同轴度误差。
所述压力脚与钻轴的同轴度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆安装在钻轴夹头内，拆除压力脚衬套；②测微表通过连接件与校准用钻杆固定连接，将测微表的测头与压力脚衬套沉孔的圆柱面相接触；③测微表调零，在360°范围内将钻轴按90°间隔转动并依次记录测微表的读数，以测微表读数的最大值和最小值之差作为压力脚与钻轴的同轴度误差；所述压力脚与钻轴的垂直度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆安装在钻轴夹头内，拆除压力脚衬套；②测微表通过连接件与校准用钻杆固定连接，将测微表的测头与压力脚衬套沉孔的底面相接触，调整测微表的测头与钻轴轴线的距离为20-25mm；③测微表调零，在360°范围内将钻轴按90°间隔转动并依次记录测微表的读数，以测微表读数的最大值和最小值之差作为压力脚与钻轴的垂直度误差。
所述下铆头升降运动机构直线度的参数校准方法具体为：① 将上铆头调整到工作状态，将校准用铆杆安装在铆轴夹头内；②测微表通过连接件与校准用铆杆或上铆头固定连接，测微表的测头斜向与下铆头相接触，将下铆头升降机构从行程最高点直线运动到行程最低点，记录测微表的最大值和最小值，并计算最大值和最小值之差；③在360°范围内将钻轴按120°间隔转动后重复步骤②，取三次最大值和最小值之差中的最大值作为下铆头升降运动机构直线度误差。
所述上下铆头的同轴度的参数校准方法具体为：①将上铆头调整到工作状态，将校准用铆杆安装在铆轴夹头内；②测微表通过连接件与下铆头固定连接，测微表的测头与校准用铆杆垂直接触；③将下铆头旋转360°，每隔90°记录一次测微表的示值，以测微表示值的最大值和最小值之差作为上下铆头的同轴度误差。
本发明的有益效果：通过采用本发明的校准方法可提高自动钻铆机的运动精度和重复定位精度，对于自动钻铆机的校准工作具有重要意义，进而保证了飞机大部分铆接装配的牢固性和稳定性。
附图说明
图1为自动钻铆机上下工作头组件的简图。
图2为本发明钻轴轴线与转台工作面的垂直度的校准示意图。
图3为本发明钻轴径向跳动的校准示意图。
图4为本发明钻轴与下铆头的同轴度的校准示意图。
图5为本发明压力脚与钻轴的同轴度的校准示意图。
图6为本发明压力脚与钻轴的垂直度的校准示意图。
图7为本发明下铆头升降运动机构直线度的校准示意图。
图8为本发明上下铆头的同轴度的校准示意图。
图中：1、上工作头；2、摄像头管件；3、上铆头；4、钻头；5、压力脚底板；6、压力脚衬套；7、下铆头；8、下工作头；9、小C框；10、C型主体框架；11、校准用钻杆；12、钻轴；13、压力脚；14、转台；15、测微表；16、校准用铆杆。
具体实施方式
一种自动钻铆机校准方法，包括夹紧力、钻铆力、钻轴转速、钻轴轴线与转台工作面的垂直度、钻轴径向跳动、钻轴与下铆头的同轴度、压力脚与钻轴的同轴度及垂直度、下铆头升降运动机构直线度、上下铆头的同轴度的参数校准。
所述夹紧力的参数校准方法具体为：①自动钻铆机开启钻孔及手动操作工作模式；②从钻轴上取下钻头，将标准连接件安装在下工作头处，在标准连接件上安装标准测力仪，使下工作头靠近压力脚衬套，直到标准测力仪与压力脚衬套接触并保持在夹紧状态；③以夹紧力下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，通常不少于8点，保证上述校准点均匀分布；④将标准测力仪示值调至零点，然后开始施加夹紧力值至起始校准点，保持稳定后读取标准测力仪示值并记录；⑤下工作头回到初始位置，按照步骤④分别测量余下的校准点，并记录相应校准点的标准测力仪上的示值；⑥步骤④和步骤⑤的测量过程进行至少三遍，按下述公式计算示值误差和示值重复性误差，
式中， F0为自动钻铆机校准点设定力值，单位N；为校准点的标准测力仪示值算数平均值，单位N；Fimax和Fimin为在至少三遍的测量过程中标准测力仪测量读数的最大值和最小值，单位N。
所述钻铆力的参数校准方法具体为：①在自动钻铆机维护界面，设置压铆力下限及上限值；②取下压力脚衬套，并安装上铆头标准连接件；③将下工作头下降到最低位置，安装下工作头标准连接件，最后将标准测力仪安装在下铆头标准连接件上；④将上工作头转换到压铆位置；⑤以压铆力下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，通常不少于8点，保证上述校准点均匀分布；⑥将标准测力仪示值调至零点，然后开始施加压铆力值至起始校准点，保持稳定后读取标准测力仪示值并记录；⑦上工作头回到初始位置，按照步骤⑥分别测量余下的校准点，并记录相应校准点的标准测力仪上的示值；⑧步骤⑥和步骤⑦的测量过程进行至少三遍，计算示值误差和示值重复性误差，计算方法及公式同夹紧力。
所述钻轴速度的参数校准方法具体为：①使自动钻铆机处于停机状态，并在钻轴上粘贴反光条；②选取转速校准点，以钻轴转速下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，通常不少于8点，保证上述校准点均匀分布；③设定校准转速值，启动转轴，用手持式数字转速表对准反光条，待数值稳定后连续三次读取转速表示值，按以下公式计算示值误差，
式中：n0为自动钻铆机校准点的钻轴转速设定值，单位r/min；为校准点数字转速表3次示值算数平均值，单位r/min。
如图2所示，所述钻轴轴线与转台工作面的垂直度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆11安装在钻轴夹头内；②测微表15通过连接件与校准用钻杆11固定连接，将测微表15的测头与转台14垂直接触；③将转台14旋转360°，记录转台14在转动过程中测微表15的最大示值imax和最小示值imin，并测量测微表15的测头到钻轴轴线的距离R，根据公式计算出钻轴轴线与转台工作面的垂直角度误差。
如图3所示，所述钻轴径向跳动的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆11安装在钻轴夹头内；②测微表15通过连接件与压力脚的底面固定连接，将测微表15的测头与校准用钻杆11的底部垂直接触，将转台14旋转360°，读取测微表15的数值，以测微表15测得的最大值和最小值之差作为钻轴径向跳动Ⅰ；③将测微表15的测头与校准用钻杆11的顶部垂直接触，将钻轴旋转360°，读取测微表15的数值，以测微表15测得的最大值和最小值之差作为钻轴径向跳动Ⅱ；④取钻轴径向跳动Ⅰ和钻轴径向跳动Ⅱ两次测量的最大值作为最终结果。
如图4所示，所述钻轴与下铆头的同轴度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆11安装在钻轴夹头内；②测微表15通过连接件与下铆头7固定连接，将测微表15的测头与校准用钻杆11垂直接触，垂直接触处距离钻轴夹头20-25mm；③测微表15调零，将钻轴旋转360°，并记录转动过程中测微表15读数的最大值和最小值，最大值和最小值之差即为钻轴与下铆头的同轴度误差。
如图5所示，所述压力脚与钻轴的同轴度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆11安装在钻轴夹头内，拆除压力脚衬套6；②测微表15通过连接件与校准用钻杆11固定连接，将测微表15的测头与压力脚衬套沉孔的圆柱面相接触；③测微表15调零，在360°范围内将钻轴按90°间隔转动并依次记录测微表15的读数，以测微表15读数的最大值和最小值之差作为压力脚与钻轴的同轴度误差。
如图6所示，所述压力脚与钻轴的垂直度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆11安装在钻轴夹头内，拆除压力脚衬套6；②测微表15通过连接件与校准用钻杆11固定连接，将测微表15的测头与压力脚衬套沉孔的底面相接触，调整测微表15的测头与钻轴轴线的距离为20-25mm；③测微表15调零，在360°范围内将钻轴按90°间隔转动并依次记录测微表15的读数，以测微表15读数的最大值和最小值之差作为压力脚与钻轴的垂直度误差。
如图7所示，所述下铆头升降运动机构直线度的参数校准方法具体为：① 将上铆头调整到工作状态，将校准用铆杆16安装在铆轴夹头内；②测微表15通过连接件与校准用铆杆16或上铆头3固定连接，测微表15的测头斜向与下铆头7相接触，将下铆头升降机构从行程最高点直线运动到行程最低点，记录测微表15的最大值和最小值，并计算最大值和最小值之差；③在360°范围内将钻轴按120°间隔转动后重复步骤②，取三次最大值和最小值之差中的最大值作为下铆头升降运动机构直线度误差。
如图8所示，所述上下铆头的同轴度的参数校准方法具体为：①将上铆头3调整到工作状态，将校准用铆杆16安装在铆轴夹头内；②测微表15通过连接件与下铆头7固定连接，测微表15的测头与校准用铆杆16垂直接触；③将下铆头7旋转360°，每隔90°记录一次测微表15的示值，以测微表15示值的最大值和最小值之差作为上下铆头的同轴度误差。
Claims (9)
1.一种自动钻铆机校准方法，其特征在于：包括夹紧力、钻铆力、钻轴转速、钻轴轴线与转台工作面的垂直度、钻轴径向跳动、钻轴与下铆头的同轴度、压力脚与钻轴的同轴度及垂直度、下铆头升降运动机构直线度、上下铆头的同轴度的参数校准；所述夹紧力的参数校准方法具体为：①自动钻铆机开启钻孔及手动操作工作模式；②从钻轴上取下钻头，将标准连接件安装在下工作头处，在标准连接件上安装标准测力仪，使下工作头靠近压力脚衬套，直到标准测力仪与压力脚衬套接触并保持在夹紧状态；③以夹紧力下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，不少于8点，保证上述校准点均匀分布；④将标准测力仪示值调至零点，然后开始施加夹紧力值至起始校准点，保持稳定后读取标准测力仪示值并记录；⑤下工作头回到初始位置，按照步骤④分别测量余下的校准点，并记录相应校准点的标准测力仪上的示值；⑥步骤④和步骤⑤的测量过程进行至少三遍，按下述公式计算示值误差和示值重复性误差，示值误差 示值重复性误差式中，F0为自动钻铆机校准点设定力值，单位N；为校准点的标准测力仪示值算数平均值，单位N；Fimax和Fimin为在至少三遍的测量过程中标准测力仪测量读数的最大值和最小值，单位N。
2.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述钻铆力的参数校准方法具体为：①在自动钻铆机维护界面，设置压铆力下限及上限值；②取下压力脚衬套，并安装上铆头标准连接件；③将下工作头下降到最低位置，安装下工作头标准连接件，最后将标准测力仪安装在下铆头标准连接件上；④将上工作头转换到压铆位置；⑤以压铆力下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，不少于8点，保证上述校准点均匀分布；⑥将标准测力仪示值调至零点，然后开始施加压铆力值至起始校准点，保持稳定后读取标准测力仪示值并记录；⑦上工作头回到初始位置，按照步骤⑥分别测量余下的校准点，并记录相应校准点的标准测力仪上的示值；⑧步骤⑥和步骤⑦的测量过程进行至少三遍，计算示值误差和示值重复性误差，计算方法及公式同夹紧力。
3.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述钻轴速度的参数校准方法具体为：①使自动钻铆机处于停机状态，并在钻轴上粘贴反光条；②选取转速校准点，以钻轴转速下限作为校准起始点，在测量范围内按照需要确定校准点数，不少于8点，保证上述校准点均匀分布；③设定校准转速值，启动转轴，用手持式数字转速表对准反光条，待数值稳定后连续三次读取转速表示值，按以下公式计算示值误差， 式中：n0为自动钻铆机校准点的钻轴转速设定值，单位r/min；为校准点数字转速表3次示值算数平均值，单位r/min。
4.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述钻轴轴线与转台工作面的垂直度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆(11)安装在钻轴夹头内；②测微表(15)通过连接件与校准用钻杆(11)固定连接，将测微表(15)的测头与转台(14)垂直接触；③将转台(14)旋转360°，记录转台(14)在转动过程中测微表(15)的最大示值imax和最小示值imin，并测量测微表(15)的测头到钻轴轴线的距离R，根据公式计算出钻轴轴线与转台工作面的垂直角度误差。
5.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述钻轴径向跳动的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆(11)安装在钻轴夹头内；②测微表(15)通过连接件与压力脚的底面固定连接，将测微表(15)的测头与校准用钻杆(11)的底部垂直接触，将转台(14)旋转360°，读取测微表(15)的数值，以测微表(15)测得的最大值和最小值之差作为钻轴径向跳动Ⅰ；③将测微表(15)的测头与校准用钻杆(11)的顶部垂直接触，将钻轴旋转360°，读取测微表(15)的数值，以测微表(15)测得的最大值和最小值之差作为钻轴径向跳动Ⅱ；④取钻轴径向跳动Ⅰ和钻轴径向跳动Ⅱ两次测量的最大值作为最终结果。
6.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述钻轴与下铆头的同轴度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆(11)安装在钻轴夹头内；②测微表(15)通过连接件与下铆头(7)固定连接，将测微表(15)的测头与校准用钻杆(11)垂直接触，垂直接触处距离钻轴夹头20-25mm；③测微表(15)调零，将钻轴旋转360°，并记录转动过程中测微表(15)读数的最大值和最小值，最大值和最小值之差即为钻轴与下铆头的同轴度误差。
7.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述压力脚与钻轴的同轴度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆(11)安装在钻轴夹头内，拆除压力脚衬套(6)；②测微表(15)通过连接件与校准用钻杆(11)固定连接，将测微表(15)的测头与压力脚衬套沉孔的圆柱面相接触；③测微表(15)调零，在360°范围内将钻轴按90°间隔转动并依次记录测微表(15)的读数，以测微表(15)读数的最大值和最小值之差作为压力脚与钻轴的同轴度误差；所述压力脚与钻轴的垂直度的参数校准方法具体为：①将钻轴调整到工作状态，将校准用钻杆(11)安装在钻轴夹头内，拆除压力脚衬套(6)；②测微表(15)通过连接件与校准用钻杆(11)固定连接，将测微表(15)的测头与压力脚衬套沉孔的底面相接触，调整测微表(15)的测头与钻轴轴线的距离为20-25mm；③测微表(15)调零，在360°范围内将钻轴按90°间隔转动并依次记录测微表(15)的读数，以测微表(15)读数的最大值和最小值之差作为压力脚与钻轴的垂直度误差。
8.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述下铆头升降运动机构直线度的参数校准方法具体为：①将上铆头调整到工作状态，将校准用铆杆(16)安装在铆轴夹头内；②测微表(15)通过连接件与校准用铆杆(16)或上铆头(3)固定连接，测微表(15)的测头斜向与下铆头(7)相接触，将下铆头升降机构从行程最高点直线运动到行程最低点，记录测微表(15)的最大值和最小值，并计算最大值和最小值之差；③在360°范围内将钻轴按120°间隔转动后重复步骤②，取三次最大值和最小值之差中的最大值作为下铆头升降运动机构直线度误差。
9.如权利要求1所述的一种自动钻铆机校准方法，其特征在于所述上下铆头的同轴度的参数校准方法具体为：①将上铆头(3)调整到工作状态，将校准用铆杆(16)安装在铆轴夹头内；②测微表(15)通过连接件与下铆头(7)固定连接，测微表(15)的测头与校准用铆杆(16)垂直接触；③将下铆头(7)旋转360°，每隔90°记录一次测微表(15)的示值，以测微表(15)示值的最大值和最小值之差作为上下铆头的同轴度误差。
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105067046A (zh) | 2015-11-18 |
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