CN107063657A - 一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法，涉及航空航天装配制造领域，所述判定装置包括顶铁外罩、安装底座、组合类型选板、刚性弹簧、嵌入式模块和传感器。所述判定方法通过测量不同材料和板厚的铆接时的力学和振动信号，与嵌入式系统中写入的工艺试验测定合理指标、曲线作对比，从而对于铆接的操作的合格性进行客观的判定。本发明操作简单，判断结果快速准确，判断结果在线性强，可以有效提高铆接检测的效率，同时为形貌检测进行质量判定提供辅助方法。

Description

一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法

技术领域

本发明涉及汽车、轮船、航空航天构件、组件装配制造领域，特别是一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法。

背景技术

飞机安全问题主要源于飞机的装配质量，铆接作为飞机装配的主要技术，铆接质量直接决定着飞机的安全性能，因此在飞机上装配中对于铆接质量必须严格控制。目前，为了保证铆接质量的一致性，国外研发了自动钻铆设备，采用压铆的方式，但是由于其只能用于开敞部位和法向检测不准确等问题，使用受到很大限制，多用于飞机等直段的筒段连接。因此，非开敞部位和飞机结构较为复杂的连接部位，只能依靠人工铆接来完成，这也是国内飞机装配的主要铆接方式。

飞机的人工铆接质量检测是一个重要问题，目前，国内的铆接检测手段主要是通过铆接完成后的铆钉形貌检测进行铆接质量的最终判定，对于铆接过程中的操作不能进行客观的评价。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法，可以解决飞机铆接过程中铆接检测中干涉量检测成本高，工艺复杂，形貌检测时检测手段过分依赖主观经验等问题。

发明内容

针对现有培训设备和方法的缺陷，本发明提供了一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法，并以期通过此工装在不影响最终铆钉形貌检测的接前提下实现不同连接板厚、材料、铆钉尺寸和材料的辅助铆接质量检测；同时通过改变弹簧的刚度来保证铆接正铆与反铆的顶铁测量工况与实际的铆接工况相同。

本发明公开了一种飞机气动铆接操作合格判定装置，包括顶铁外罩、安装底座、组合类型选板、刚性弹簧、嵌入式模块和传感器；所述安装底座上具有螺纹孔，用于固定平面的安装固定。

进一步地，所述顶铁外罩与所述安装底座之间形成移动副，用于限制所述顶铁外罩与所述安装底座只能进行单轴向移动。

进一步地，所述顶铁外罩与所述安装底座之间具有刚性弹簧，所述刚性弹簧用于控制所述顶铁外罩与铆钉或铆接板之间的顶紧力处于合理范围。

进一步地，在正铆时，所述刚性弹簧的刚性比铆接表面的刚性小。

进一步地，在反铆时，所述刚性弹簧的刚性比铆接表面的刚性大。

进一步地，所述组合类型选板用于模拟不同的连接板的材料和厚度、不同的铆钉的材料和直径的组合。

进一步地，所述连接板厚度划分为：厚度大于4mm和厚度大于4mm两种；连接板的材料分为铝合金钛合金两种；铆钉的直径分为英制10号、20号、30号；铆钉的材料分为铝合金和钛合金两种材质。

进一步地，所述嵌入式模块用于气动铆接的信号采集和铆接操作的合理性判定。

进一步地，所述传感器为加速度传感器，用于采集气动铆接的过程中冲击力大小、频率和均匀性。

本发明还提供了一种使用飞机气动铆接操作合格判定装置的判定方法，包括如下步骤：

第一步：通过工艺试验获取气动铆接的合理参数指标，并烧写入嵌入式系统；

第二步：对于所述的飞机气动铆接操作合格判定装置进行启动；

第三步：对于所述的操作面板进行设定，模拟出铆接时连接板的材料和厚度、铆钉的材料和尺寸；

第四步：开启铆枪进行冲击铆接；

第五步：采集到气动铆接的信号之后对系统中的合理曲线进行对比；

第六步：铆接结束后指示灯如果出现红灯则铆接不合格；如果出现绿灯，则进行铆钉形貌检测。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、智能顶铁的弹簧根据刚度的不同，可以准确的模拟正铆与反铆时顶铁顶紧力的情况；正铆时采用刚性小的弹簧进行约束，反铆时采用刚性大的弹簧进行约束，不同刚度的弹簧可以进行切换。

2、智能顶铁中的嵌入式系统通过采集气动铆接中的信号与工艺试验获得指标、曲线和数据相比较，进而给出判断结果，实现对于铆接质量的量化评价。

3、智能顶铁的振动传感器可以采集到冲击信号的幅值、频率，分析出稳定性和均匀性可以用于判定铆接的熟练程度。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明一个较佳实施例的判定装置的整体结构示意图；

图2为本发明一个较佳实施例的顶铁内部结构示意图；

图3为本发明一个较佳实施例的铆接仿真操作的流程图；

其中：1为顶铁外罩，2为操作面板，其中2-1为铆接指示灯(红绿两色可变)，2-2为顶铁开关，2-3铆接上层板材料选择按钮(铝合金和钛合金)，2-4为铆接下层板选择按钮(铝合金和复合材料)，2-5为上层板厚度按钮，2-6为铆接板下层厚度按钮，2-7为铆钉材料按钮，2-8和2-9为铆钉直径按钮，2-10为正反铆接按钮，3为传感器，4为刚性弹簧，5为安装底座，5-1为螺栓安装孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

如图1和图2所示，本发明所述技术方案提供一种飞机气动铆接操作合格判定装置和判定方法，包括顶铁外罩1、安装底座5、组合类型选板2、刚性弹簧4、嵌入式模块(未示出)和传感器3。安装底座5上开有4个M8的螺纹孔，可以实现固定平面的安装固定。

顶铁外罩1与安装底座5之间形成移动副，限制顶铁外罩1与安装底座5只能进行单轴向移动。

顶铁外罩1与安装底座5之间安装有刚性弹簧4，刚性弹簧4可以保证顶铁外罩1与铆钉或铆接板之间的顶紧力处于合理范围。根据正铆和反铆的不同，选择的不同刚性弹簧。正铆时采用刚性小的弹簧，避免损伤铆接表面；反铆时采用刚性大的弹簧，避免铆接时顶紧力不足导致冲头击伤飞机蒙皮表面。

组合类型选板可以模拟不同的连接板材料和厚度、不同的铆钉材料和直径组合。其中连接板厚度划分为：厚度大于4mm和厚度大于4mm两种；连接板的材料分为铝合金钛合金两种；铆钉的直径分为英制10号、20号、30号；材料分为铝合金和钛合金两种材质。组合类型选板包括铆接指示灯2-1(红绿两色可变)，顶铁开关2-2，铆接上层板材料选择按钮2-3(铝合金和钛合金)，铆接下层板选择按钮2-4(铝合金和复合材料)，上层板厚度按钮2-5，铆接板下层厚度按钮2-6，铆钉材料按钮2-7，铆钉直径按钮2-8和2-9，正反铆接按钮2-10，

嵌入式模块可以实现气动铆接的信号采集和铆接操作的合理性判定。通过工艺试验获取气动铆接的合理参数、曲线和指标，并写入嵌入式系统；采集到气动铆接的信号之后对系统中的合理曲线进行对比，处于合理域之间则气动铆接合格；否则不合格。

传感器3是加速度传感器，可以用于采集气动铆接的过程中冲击力大小、频率和均匀性。

如图3所示，本发明还提供了一种使用飞机气动铆接操作合格判定装置的判定方法，包括如下步骤：

第一步：通过工艺试验获取气动铆接的合理参数指标，并烧写入嵌入式系统；

第二步：对于所述的飞机气动铆接操作合格判定装置进行启动；

第三步：对于所述的操作面板进行设定，模拟出铆接时连接板的材料和厚度、铆钉的材料和尺寸；

第四步：开启铆枪进行冲击铆接；

第五步：采集到气动铆接的信号之后对系统中的合理曲线进行对比；

第六步：铆接结束后指示灯如果出现红灯则铆接不合格；如果出现绿灯，则进行铆钉形貌检测。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，包括顶铁外罩、安装底座、组合类型选板、刚性弹簧、嵌入式模块和传感器；所述安装底座上具有螺纹孔，用于固定平面的安装固定。

2.如权利要求1所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，所述顶铁外罩与所述安装底座之间形成移动副，用于限制所述顶铁外罩与所述安装底座只能进行单轴向移动。

3.如权利要求1所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，所述顶铁外罩与所述安装底座之间具有刚性弹簧，所述刚性弹簧用于控制所述顶铁外罩与铆钉或铆接板之间的顶紧力处于合理范围。

4.如权利要求3所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，在正铆时，所述刚性弹簧的刚性比铆接表面的刚性小。

5.如权利要求3所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，在反铆时，所述刚性弹簧的刚性比铆接表面的刚性大。

6.如权利要求1所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，所述组合类型选板用于模拟不同的连接板的材料和厚度、不同的铆钉的材料和直径的组合。

7.如权利要求6所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，所述连接板厚度划分为：厚度大于4mm和厚度大于4mm两种；连接板的材料分为铝合金钛合金两种；铆钉的直径分为英制10号、20号、30号；铆钉的材料分为铝合金和钛合金两种材质。

8.如权利要求1所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，所述嵌入式模块用于气动铆接的信号采集和铆接操作的合理性判定。

9.如权利要求1所述的飞机气动铆接操作合格判定装置，其特征在于，所述传感器为加速度传感器，用于采集气动铆接的过程中冲击力大小、频率和均匀性。

10.一种使用如权利要求1至9中任一项所述的飞机气动铆接操作合格判定装置的判定方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：通过工艺试验获取气动铆接的合理参数指标，并烧写入嵌入式系统；

第二步：对于所述的飞机气动铆接操作合格判定装置进行启动；

第三步：对于所述的操作面板进行设定，模拟出铆接时连接板的材料和厚度、铆钉的材料和尺寸；

第四步：开启铆枪进行冲击铆接；

第五步：采集到气动铆接的信号之后对系统中的合理曲线进行对比；

第六步：铆接结束后指示灯如果出现红灯则铆接不合格；如果出现绿灯，则进行铆钉形貌检测。