CN113318919A - 一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，涉及飞机部件密封工艺技术领域，包括以下步骤：步骤S1：涂胶机器人准备；步骤S2：飞机部件蒙皮涂胶；在步骤S2中，涂胶时确定涂胶工艺理论比值关系式：

式中，V_L为机器人末端执行器线速度，V_S为密封胶胶筒推挤活塞移动速度，L_W为出胶口宽度，H₁为密封胶涂覆厚度，S₁为胶筒推挤活塞横截面积；根据所述涂胶工艺理论比值关系式来指导机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺过程中的关键参数配置，本发明具有可减少试验量、确定并调整关键工艺参数即可精确控制胶层均匀性及厚度同一性的优点。

Description

一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺

技术领域

本发明涉及飞机部件密封工艺技术领域，具体涉及一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺。

背景技术

目前针对飞机部件密封胶涂覆现状为：①作业方式：采用工人手动涂覆；②胶层均匀性：针对不同架次的飞机部件、不同的工人操作或者相同工人的不同操作状态都会使得胶层涂覆的均匀性较差、胶层厚度同一性波动较大；③涂胶效率：飞机部件尺寸较大，工人操作可达性较差，进而影响密封胶的涂覆效率；④安全风险：对于飞机部件密封胶涂覆不可达处，工人会出现踩踏部件，一方面有破坏部件结构的风险，另一方面存在落下多余物的情况。

针对上述问题，可采用自动化设备代替重复性人力劳动，同时解决效率与质量问题。目前可接受的解决方案是采用机器人自动涂覆系统进行飞机部件密封胶的自动涂覆，一方面它解决了效率瓶颈，提升了产能，另一方面该系统精确的数字化与机械化执行，避免了人为操作的不确定性，提高了质量安全等级。但是如何控制它去解决胶层均匀性、厚度同一性的问题，则需要大量的试验加以摸索验证，现有自动化涂胶工艺中在这一环节控制比较薄弱，基本是依靠经验来控制胶层均匀性、厚度同一性，控制难度较大，也容易出现较大误差。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，以达到可减少试验量，确定并调整关键工艺参数即可精确控制胶层均匀性、厚度同一性的作用。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，包括以下步骤：

步骤S1：涂胶机器人准备；

步骤S2：飞机部件蒙皮涂胶；

在步骤S2中，涂胶时确定涂胶工艺理论比值关系式：

式(1)中，V_L为机器人末端执行器线速度，V_S为密封胶胶筒推挤活塞移动速度，L_W为出胶口宽度，H₁为密封胶涂覆厚度，S₁为胶筒推挤活塞横截面积；

根据所述涂胶工艺理论比值关系式来指导机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺过程中的关键参数配置。

优选地，所述涂胶工艺理论比值关系式推导过程如下：

步骤一：定义挤胶量V₁表达式：

V₁＝S₁×Δd₁ (2)

Δd₁＝V_S×T₁ (3)

式(2)中，Δd₁为密封胶活塞位移，式(3)中，T₁为挤胶时间；

步骤二：定义涂胶量V₂表达式：

V₂＝L_W×H₁×Δd₂ (4)

Δd₂＝V_L×T₂ (5)

式(4)中，Δd₂为出胶口线位移，式(5)中，T₂为涂胶时间；

步骤三：密封胶涂覆过程，其挤胶量V₁与涂胶量V₂相等，则：

V₁＝V₂

S₁×V_S×T₁＝L_W×H₁×V_L×T₂

步骤四：确定挤胶时间T₁与涂胶时间T₂：

T₁＝t₁+t (6)

T₂＝t+t₁ (7)

式(6)、(7)中，t₁为挤胶与涂胶动作时间差，t为涂胶与挤胶复合时间；

步骤五：比值关系推导：

S₁×V_S×(t₁+t)＝L_W×H₁×V_L×(t+t₁)

S₁×V_S＝L_W×H₁×V_L

优选地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：对机器人的部件骨架面进行清洗；

步骤S12：在骨架内侧实施增粘底涂剂；

步骤S13：安装或更换机器人的涂胶胶管；

步骤S14：按照所述涂胶工艺理论比值关系式对机器人自动涂胶工艺参数进行设置。

优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：飞机部件蒙皮连接孔内涂胶；

步骤S22：飞机部件蒙皮连接孔内胶均匀化处理；

步骤S23：飞机部件蒙皮吊装；

步骤S24：部件封装与蒙皮紧固连接。

本发明的有益效果体现在：

本发明利用涂胶工艺理论比值关系式来指导机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺过程中的关键参数配置，关系式中H₁属于已知的工艺需求数据，L_W与S₁属于胶筒的已知结构参数，则V_L与V_S属于机器人涂胶系统可提供给使用人员调整的参数，使用人员可根据涂胶任务的紧急程度、现场环境以及胶体状态设置V_L与V_S两者之一的速度值，适当调整该比值来确定另一速度值即可投入涂覆工艺使用，调整关键工艺参数即可精确控制胶层均匀性、厚度同一性。对于飞机部件密封胶自动涂覆工艺，厚度调试耗费的有效平均工时可由约4个小时缩短至约1.5小时，可减少试验量，大大提高了系统参数调试时间，对突破实际生产瓶颈起到了积极的推动作用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明提供的一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺的流程示意图；

图2为本发明工艺在挤胶过程中胶筒内活塞的位置变化示意图；

图3为本发明工艺中出胶口的宽度尺寸结构示意图；

图4为本发明工艺中在涂胶过程的状态示意图；

图5为本发明工艺在自动涂胶时的时间轴示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

如图1-5所示，本实施例提供一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，包括以下步骤：

步骤S1：涂胶机器人准备；

步骤S2：飞机部件蒙皮涂胶；

在步骤S2中，涂胶时确定涂胶工艺理论比值关系式：

式(1)中，V_L为机器人末端执行器线速度，V_S为密封胶胶筒推挤活塞移动速度，L_W为出胶口宽度，H₁为密封胶涂覆厚度，S₁为胶筒推挤活塞横截面积；

根据所述涂胶工艺理论比值关系式来指导机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺过程中的关键参数配置。

本实施例中，利用涂胶工艺理论比值关系式来指导机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺过程中的关键参数配置，关系式中H₁属于已知的工艺需求数据，L_W与S₁属于胶筒的已知结构参数，则V_L与V_S属于机器人涂胶系统可提供给使用人员调整的参数，使用人员可根据涂胶任务的紧急程度、现场环境以及胶体状态设置V_L与V_S两者之一的速度值，并结合实际试验情况，如温度、粘度变化等因素，在此比值关系基础上进行相应调整即可，具有一定的理论指导意义，适当调整该比值来确定另一速度值即可投入涂覆工艺使用，调整关键工艺参数即可精确控制胶层均匀性、厚度同一性。

对于飞机部件密封胶自动涂覆工艺，厚度调试耗费的有效平均工时可由约4个小时缩短至约1.5小时，可减少试验量，大大提高了系统参数调试时间，对突破实际生产瓶颈起到了积极的推动作用。使用人员根据比值关系进行机器人密封胶自动涂覆系统试验验证，结合涂覆现场的环境以及测试反馈，在比值关系微小波动区域内进行调整，从而方便快捷地实现满足胶层涂覆工艺要求的系统运行参数数据获取。

具体地，所述涂胶工艺理论比值关系式推导过程如下：

步骤一：定义挤胶量V₁表达式：

V₁＝S₁×Δd₁ (2)

Δd₁＝V_S×T₁ (3)

式(2)中，Δd₁为密封胶活塞位移，式(3)中，T₁为挤胶时间；

步骤二：定义涂胶量V₂表达式：

V₂＝L_W×H₁×Δd₂ (4)

Δd₂＝V_L×T₂ (5)

式(4)中，Δd₂为出胶口线位移，式(5)中，T₂为涂胶时间；

步骤三：密封胶涂覆过程，其挤胶量V₁与涂胶量V₂相等，则：

V₁＝V₂

S₁×V_S×T₁＝L_W×H₁×V_L×T₂

步骤四：确定挤胶时间T₁与涂胶时间T₂：

T₁＝t₁+t (6)

T₂＝t+t₁ (7)

式(6)、(7)中，t₁为挤胶与涂胶动作时间差，t为涂胶与挤胶复合时间；

步骤五：比值关系推导：

S₁×V_S×(t₁+t)＝L_W×H₁×V_L×(t+t₁)

S₁×V_S＝L_W×H₁×V_L

在步骤四中，开始挤胶时与结束涂胶时存在一段挤胶与涂胶的时间差t₁，该差值即为胶体下落时间，因此在此基础上即可确定挤胶时间T₁与涂胶时间T₂均为t₁与t之和，且T₁和T₂相等，即可为后续比值关系的推导奠定核心基础，使得明确变量仅为V_L与V_S，为涂胶工艺提供科学的理论支撑，从而提高涂胶质量。

具体地，所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：对机器人的部件骨架面进行清洗；

步骤S12：在骨架内侧实施增粘底涂剂；

步骤S13：安装或更换机器人的涂胶胶管；

步骤S14：按照所述涂胶工艺理论比值关系式对机器人自动涂胶工艺参数进行设置。

需要说明的是，在步骤S12中，增粘底涂剂具有众多优异的特性，因而广泛用于国民经济各个领域。使用时，在干净、清洁、无水分、无锈蚀的表面上，均匀地、薄薄地涂一层，放置晾干10-20分钟，即可涂覆或灌封硅橡胶。增粘底涂剂使用时，切忌涂厚，如需要可加入无水乙醇稀释至所需浓度，再使用。

具体地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：飞机部件蒙皮连接孔内涂胶；

步骤S22：飞机部件蒙皮连接孔内胶均匀化处理；

步骤S23：飞机部件蒙皮吊装；

步骤S24：部件封装与蒙皮紧固连接。

在飞机部件蒙皮连接孔内涂胶时，按照涂胶机器人根据涂胶工艺理论比值关系式设置好的参数配置进行涂胶，从而精确控制胶层均匀性、厚度同一性，提高工艺质量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (4)

1.一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：涂胶机器人准备；

步骤S2：飞机部件蒙皮涂胶；

在步骤S2中，涂胶时确定涂胶工艺理论比值关系式：

式(1)中，V_L为机器人末端执行器线速度，V_S为密封胶胶筒推挤活塞移动速度，L_W为出胶口宽度，H₁为密封胶涂覆厚度，S₁为胶筒推挤活塞横截面积；

根据所述涂胶工艺理论比值关系式来指导机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺过程中的关键参数配置。

2.根据权利要求1所述的一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，其特征在于，所述涂胶工艺理论比值关系式推导过程如下：

步骤一：定义挤胶量V₁表达式：

V₁＝S₁×Δd₁ (2)

Δd₁＝V_S×T₁ (3)

式(2)中，Δd₁为密封胶活塞位移，式(3)中，T₁为挤胶时间；

步骤二：定义涂胶量V₂表达式：

V₂＝L_W×H₁×Δd₂ (4)

Δd₂＝V_L×T₂ (5)

式(4)中，Δd₂为出胶口线位移，式(5)中，T₂为涂胶时间；

步骤三：密封胶涂覆过程，其挤胶量V₁与涂胶量V₂相等，则：

V₁＝V₂

S₁×V_S×T₁＝L_W×H₁×V_L×T₂

步骤四：确定挤胶时间T₁与涂胶时间T₂：

T₁＝t₁+t (6)

T₂＝t+t₁ (7)

式(6)、(7)中，t₁为挤胶与涂胶动作时间差，t为涂胶与挤胶复合时间；

步骤五：比值关系推导：

S₁×V_S×(t₁+t)＝L_W×H₁×V_L×(t+t₁)

S₁×V_S＝L_W×H₁×V_L

3.根据权利要求1所述的一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，其特征在于，所述步骤S1具体包括以下步骤：

步骤S11：对机器人的部件骨架面进行清洗；

步骤S12：在骨架内侧实施增粘底涂剂；

步骤S13：安装或更换机器人的涂胶胶管；

步骤S14：按照所述涂胶工艺理论比值关系式对机器人自动涂胶工艺参数进行设置。

4.根据权利要求3所述的一种机器人在飞机部件密封胶自动涂覆工艺，其特征在于，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：飞机部件蒙皮连接孔内涂胶；

步骤S22：飞机部件蒙皮连接孔内胶均匀化处理；

步骤S23：飞机部件蒙皮吊装；

步骤S24：部件封装与蒙皮紧固连接。

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