CN108986634A - 一种用于真机铆接实训的半封闭式设备与操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于真机铆接实训的半封闭式设备，涉及航空航天装配制造领域。使用该装置，可实现飞机铆装工铆接操作技能培训，尤其是刚接触真机半封闭式铆接工况的铆接工，能够在半封闭的真机环境下快速适应铆接的特殊工况。通过中机身与半封闭式环形轨道的紧密贴合来模拟真机的半封闭铆接环境；通过轨道上滑动小车的滑动来模拟机身不同位置的铆接工况。滑动小车上装有多个铆接板，可进行批量的铆接模拟。通过铆接板下部安装的传感器设备可以得到铆接过程中施加的铆接力。铆接模拟结束后可对铆接质量进行检测与评估。本发明可以模拟真机铆接的工况，与实际工况贴合度高，可以有效提高铆接工技能培训效率，缩短铆装工适应实际生产工况的时间。

Description

一种用于真机铆接实训的半封闭式设备与操作方法

技术领域

本发明涉及机械、汽车、船舶、航空航天构件、组件装配制造领域，尤其涉及一种用于真机铆接实训的半封闭式设备与操作方法。

背景技术

飞机安全问题主要是装配的可靠性问题，铆接作为飞机零件的主要装配形式，在飞机装配中占有十分重要的地位。

目前，国内飞机装配和安装工作机械化和自动化程度较低，手工劳动量比重大，劳动生产率低，质量要求高。机身侧面铆接空间小、铆枪调整困难，铆接技能要求高，尤其是机身段的铆接，铆钉数量很多。大部分连接处需要批量的铆接，对于铆钉的铆接稳定性要求高。传统的铆接方法有手铆法和锤铆法。手铆法工具简单，操纵方便，主要用于小组合件、托板螺帽和双面沉头铆接；锤铆法适用于各种铆接结构，广泛应用于机体各种组合件和部件。这两种方法人为因素影响较大，铆接品质不稳定，而且劳动强度高、劳动条件差。真机生产工况差别非常大，使得铆接工刚接触真机半封闭工况时，不能进行正常的铆装作业。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于真机铆接实训的半封闭式设备，解决传统培训方式中培训成本过高、刚接触真机未能正常铆接、铆装工培训环境与实际生产工作环境差别大等问题。

发明内容

针对现有培训设备的缺陷，本发明提供了一种用于真机铆接实训的半封闭式设备，并通过此装置实现了铆装工技能培训效率的大幅提升，能够使铆接工在刚接触半封闭的真机时快速适应真机封闭环境，并能进行正常铆接作业，实现了员工培训与生产能力提升的无缝对接。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于真机铆接实训的半封闭式设备，包括中机身模型、铆接平台、半封闭铆接设备；

所述中机身模型是根据真实机身按一定比例缩放得到；

所述半封闭铆接设备包括外框架、铆接模拟单元、控制柜；所述铆接模拟单元包括与所述中机身模型等直径的环形轨道、滑动小车和齿条；所述滑动小车包括小车底板、小车导向轮、小车滑动轮、小车支架、行星减速机、伺服电机、铆钉、铆接板、传感器、传动齿轮，所述传感器一端装有夹持机构；所述控制柜为一种控制及信号采集设备。

进一步地，所述中机身模型是通过型材及蒙皮铆接而成，由液压杆支撑。

进一步地，所述外框架是由型材焊接而成的，焊接成的结构能够安装所述环形轨道，同时外部由钣金包裹。

进一步地，所述环形轨道为L形截面轨道，所述齿条安装在所述环形轨道内侧，与所述滑动小车上的所述传动齿轮进行配合。

进一步地，所述小车底板用于安装所述传感器及所述滑动小车的其他部件，所述小车导向轮可在所述齿条侧面进行滚动，防止所述滑动小车在所述环形轨道上滑动时沿侧向移动；所述小车滑动轮将所述滑动小车卡到所述环形轨道内，防止所述滑动小车在滑动时沿所述环形轨道半径方向脱落；所述行星减速机用于所述伺服电机的减速，所述伺服电机为所述滑动小车在所述环形轨道上滑动提供动力，同时可定点刹车，停在所述环形轨道上的任意位置。

进一步地，所述铆接板为带锪窝孔的铝板，铆接模拟时所述铆钉可插入所述铆接板上的钉孔内。

进一步地，所述传感器安装在所述小车底板上，用于放置所述铆接板。

进一步地，所述控制柜负责所述滑动小车在所述环形轨道上运动的控制以及在铆接过程中铆接信号的采集。

进一步地，所述铆接平台有两层，上下两层均可进行真机环境下的铆接培训及考核。

本发明也提供了一种使用如权利要求1-9中任一项所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备的操作方法，，所述操作方法包括以下步骤：

第一步、从所述中机身模型的上部、中部或下部三种工况中选择需要模拟的第一种工况，通过所述控制柜发出指令后，所述滑动小车运动到指定位置；

第二步、将所述铆钉装入所述铆接板后插入所述夹持机构中，操作人员手持铆枪进行铆接模拟，并通过所述传感器对铆接力信号进行采集；

第三步、在所述滑动小车上所述的所有铆接板都打完以后，通过所述控制柜的信息处理系统对所述铆接力信号进行分析，根据力信息是偏大或偏小给铆接工提供指导；

第四步、从第一步选择后剩下的两种工况中选择需要模拟的第二种工况，进行第二种工况的铆接模拟，重复第二步、第三步；

第五步、第四步选择后剩下的是第三种工况，进行第三种工况的铆接模拟，重复第二步、第三步；

第六步、三种工况模拟结束后对铆接工做出评价，如果评价结果为合格，则铆接工的模拟训练结束，如果评价结果为不合格，则铆接工回到第一步，继续进行不同工况的模拟。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

1、本发明采用半封闭铆接设备与机身模型结合，能够有效的模拟真机半封闭铆接场景；

2、本发明采用滑动小车滑动和定位，成本较低，定位准确，与实际工况贴合度较高；

3、本发明采用滑动小车作为载体，可以使得铆接模拟装置在环形轨道上滑动，可使得准确地模拟出铆接过程中：水平铆接、半蹲铆接、仰角铆接等姿势，同时小车底板上装有成排的铆接板，可进行批量的铆接模拟，同时铆接板下面装有传感器，可对铆接力进行采集。移植性较强，铆接质量的一致性、稳定性都较高；

4、本发明采用与机身模型等直径的环形轨道，能使机身与轨道紧密贴合，滑动小车在环形轨道上滑动可以逼真的模拟出飞机真实生产中的工作状况，极大的改善传统培训与实际生产脱节的问题；

5、本发明采用双层的铆接平台，上下两层可同时进行铆接培训及考核，极大地提高了培训效率。

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是本发明的一个较佳实施例的整体结构示意图；

图2是本发明的一个较佳实施例的半封闭铆接设备结构示意图；

图3是本发明的一个较佳实施例的半封闭铆接设备主体结构示意图；

图4是本发明的一个较佳实施例的滑动小车背面结构示意图；

图5是本发明的一个较佳实施例的滑动小车正面结构示意图；

图6是本发明的一个较佳实施例的流程图。

图中：1-中机身模型，2-半封闭铆接设备，21-外框架，22-铆接模拟单元，221-环形轨道，222-齿条，223-滑动小车，2230-小车底板，2231-小车导向轮，2232-小车滑动轮，2233-小车支架，2234-行星减速机，2235-伺服电机，2236-铆钉，2237-铆接板，2238-传感器，2239-传动齿轮，2240-夹持机构，23-控制柜，3-铆接平台。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1—图5所示，本发明所述技术方案提供一种用于真机实训的半封闭式设备，可模拟机身中部、机身中上部和机身中下部等飞机铆装过程中的批量铆接工况，用于飞机铆接工批量铆接操作技能培训。该培训装置包括中机身模型1、半封闭铆接设备2铆接平台3。

中机身模型1是根据真实机身按一定比例缩放得到，并通过型材及蒙皮铆接而成，由液压杆支撑。

半封闭铆接设备2包括外框架21、铆接模拟单元22、和控制柜23。

铆接模拟单元22包括环形轨道221、齿条222、滑动小车223。所述的环形轨道221为L形截面轨道，所述的齿条222安装在环形轨道221的内侧，与滑动小车223上的传动齿轮2239进行配合。

滑动小车223包括小车底板2230、小车导向轮2231、小车滑动轮2232、小车支架2233、行星减速机2234、伺服电机2235。小车底板2230用于安装传感器2238及小车其他部件。小车导向轮2231可在齿条222的侧面进行滚动，其作用是防止滑动小车223在滑动轨道上滑动时沿侧向移动，小车滑动轮2232将小车卡到L截面的环形轨道221内，其作用是防止小车在滑动时沿轨道半径方向脱落，行星减速机2234用于伺服电机2235的减速，所述的伺服电机2235为滑动小车223在轨道上滑动提供动力，同时可定点刹车，停在轨道上的任意位置。

铆接板2237为带锪窝孔的铝板，铆接模拟时铆钉2236可插入钉孔内。

传感器2238安装在小车底板上，另一端装有夹持机构2240，用于放置铆接板2237。

控制柜23负责滑动小车223在环形轨道221上运动的控制以及铆接过程中铆接信号的采集。

铆接平台3有两层，上下两层均可进行真机环境下的铆接培训及考核。

如图6所示，本发明所述技术方案也提供一种用于真机铆接实训的半封闭式设备的操作方法：

第一步、参见图1—图3，选择第一种要模拟的工况(机身的下部、或上部、中部)，控制柜23发出运动指令，滑动小车223上的伺服电机2235转动，小车运动到指定位置。

第二步、参见图5，将铆钉2236装入铆接板2237后插入夹持机构2240中，然后进行铆接模拟并通过传感器2238对铆接力信号进行采集。

第三步、参见图2，通过控制柜23的信息处理系统对铆接力信号进行处理，根据力信息是偏大或偏小给铆接工提供指导。

第四步、进行第二种工况(机身的中部、或下部、上部)的铆接模拟，重复第二步、第三步。

第五步、进行第三种工况(机身的上部、或中部、下部)的铆接模拟，重复第二步、第三步。

第六步、三种工况模拟结束后对铆接工做出评价；如果评价结果为合格，则铆接工的模拟训练结束，如果评价结果为不合格，则铆接工回到第一步，继续进行不同工况的模拟。

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)

1.一种用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，包括中机身模型、铆接平台、半封闭铆接设备；

所述中机身模型是根据真实机身按一定比例缩放得到；

所述半封闭铆接设备包括外框架、铆接模拟单元、控制柜；所述铆接模拟单元包括与所述中机身模型等直径的环形轨道、滑动小车和齿条；所述滑动小车包括小车底板、小车导向轮、小车滑动轮、小车支架、行星减速机、伺服电机、铆钉、铆接板、传感器、传动齿轮，所述传感器一端装有夹持机构；所述控制柜为一种控制及信号采集设备。

2.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述中机身模型是通过型材及蒙皮铆接而成，由液压杆支撑。

3.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述外框架是由型材焊接而成的，焊接成的结构能够安装所述环形轨道，同时外部由钣金包裹。

4.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述环形轨道为L形截面轨道，所述齿条安装在所述环形轨道内侧，与所述滑动小车上的所述传动齿轮进行配合。

5.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述小车底板用于安装所述传感器及所述滑动小车的其他部件，所述小车导向轮可在所述齿条侧面进行滚动，防止所述滑动小车在所述环形轨道上滑动时沿侧向移动；所述小车滑动轮将所述滑动小车卡到所述环形轨道内，防止所述滑动小车在滑动时沿所述环形轨道半径方向脱落；所述行星减速机用于所述伺服电机的减速，所述伺服电机为所述滑动小车在所述环形轨道上滑动提供动力，同时可定点刹车，停在所述环形轨道上的任意位置。

6.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述铆接板为带锪窝孔的铝板，铆接模拟时所述铆钉可插入所述铆接板上的钉孔内。

7.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述传感器安装在所述小车底板上，用于放置所述铆接板。

8.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述控制柜负责所述滑动小车在所述环形轨道上运动的控制以及在铆接过程中铆接信号的采集。

9.如权利要求1所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备，其特征在于，所述铆接平台有两层，上下两层均可进行真机环境下的铆接培训及考核。

10.一种使用如权利要求1-9中任一项所述的用于真机铆接实训的半封闭式设备的操作方法，其特征在于，所述操作方法包括以下步骤：

第一步、从所述中机身模型的上部、中部或下部三种工况中选择需要模拟的第一种工况，通过所述控制柜发出指令后，所述滑动小车运动到指定位置；

第二步、将所述铆钉装入所述铆接板后插入所述夹持机构中，铆接工手持铆枪进行铆接模拟，并通过所述传感器对铆接力信号进行采集；

第三步、在所述滑动小车上所述的所有铆接板都打完以后，通过所述控制柜的信息处理系统对所述铆接力信号进行分析，根据力信息是偏大或偏小给铆接工提供指导；

第四步、从第一步选择后剩下的两种工况中选择需要模拟的第二种工况，进行第二种工况的铆接模拟，重复第二步、第三步；

第五步、第四步选择后剩下的是第三种工况，进行第三种工况的铆接模拟，重复第二步、第三步；

第六步、三种工况模拟结束后对铆接工做出评价，如果评价结果为合格，则铆接工的模拟训练结束，如果评价结果为不合格，则铆接工回到第一步，继续进行不同工况的模拟。