CN113788157A - 一种壁板型面检测和装配压紧力施力方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种壁板型面检测和装配压紧力施力方法，通过对壁板型面检测过程中力和变形量关系的计算，对施力和形变的关系进行控制，从而避免了壁板局部压死后，其临近区域变形受阻，使得在同样壁板整体形变量下施加的压紧力最小，提高了壁板的检测可信度和装配质量，本发明可以用于飞机制造过程中，金属壁板和复合材料壁板制造完成后的误差检测。

Description

一种壁板型面检测和装配压紧力施力方法

技术领域

本发明属于金属和复合材料壁板制造和装配领域，涉及一种壁板型面检测和装配压紧力施力方法。

背景技术

在飞机制造过程中，金属壁板和复合材料壁板制造完成后，需要对其进行型面的误差检测，当型面误差较大时，在后面的装配过程中，会产生较大的装配应力，影响最终的产品质量。在装配过程中，也需要给壁板施加一定的压紧力，再进行定位。在飞机制造领域，通常是设计专用的检验工装，将壁板构件置于检验工装上，在构件型面规定距离多点位置上施加一定大小的压紧力，以使构件朝向检验工装产生一定的弹性变形，再根据构件与检验工装的吻合度来评测产品是否合格。

对于阵列多点施力，存在施力和型面变形的耦合，导致施力大小相互影响，且不同的施力顺序，影响规律和程度不同，如在某一点压到刚性的检验卡板后，施力再大也不再产生更大的形变，且压紧卡板后，卡板与壁板有很大的摩擦力，导致壁板局部变形受阻，进而影响壁板检测和装配的质量；如果通过仿真分析计算来确定施力速度和顺序，计算过程繁琐，由于存在非线性和耦合等因素，与实际的结果出入较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供的壁板型面检测和装配压紧力施力方法，可以解决上述的现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1、根据飞机检测和加载标准，在壁板检测或装配的工装相应部位安装单点压紧力施力模块。

步骤2、根据航空壁板检测标准，输入设定的施力目标值F,和设定的施力加速时间T，将输入的施力目标值F和施力加速时间T代入公式F_a＝F/T，计算得到施力加速度F_a。

步骤3、对于各施力点，根据控制周期ΔT，计算当前周期应该输出的理论给定力增量值，计算公式如下：

ΔF＝Fa×ΔT

式中：ΔF为理论给定力增量，Fa为施力加速度，ΔT为控制周期。

步骤4、给每个施力点同步施加F_act，施加的实际给定力F_act大小与理论给定力增量ΔF相同，即F_act＝ΔF，式中F_act表示实际给定力，ΔF表示理论给定力增量。

步骤5、根据每个施力点反馈的位移增量ΔS和实际给定力增量ΔF_act及实际给定力F_act，代入公式

预测该施力点在施以施力目标值的情况下的剩余位移量，式中ΔS_remain表示剩余位移量，ΔS表示位移增量，ΔF_act表示实际给定力增量，F表示施力目标值，F_act表示实际给定力，并且根据该公式在计算过程中还可得到所有施力点中的最大剩余位移量：ΔS_remain-max。

步骤6、计算下个周期每个施力点实际施力增量，根据同步到达目标点(变形量随压紧力增加达到最大给定目标力的点或者力未达到目标值，但变形量已经达到最大值的点)原则代入公式：

算得修调实际给定力增量，式中：ΔF_act表示实际给定力增量，ΔS_remain表示剩余位移量，ΔS_remain-max表示最大剩余位移量，ΔF表示理论给定力增量。

步骤7、根据修调后的施力大小进行施力，输出当前控制周期的实际给定力F′_act＝F_act+ΔF_act式中F′_act表示当前控制周期的实际给定力，F_act表示实际给定力，ΔF_act表示实际给定力增量。

步骤8、跳转到步骤5，循环进行下个周期的计算，直到当前控制周期实际给定力F′_act达到施力目标值F，即F′_act＝F，或者当前点不变形为止，停止增加该点的施力值。

本发明的有益效果：本发明能够避免复杂的仿真计算和仿真计算误差带来的准确性问题，直接根据施力和变形数值进行计算分析，自动对施力与形变的关系进行控制，避免了壁板局部压死后，其临近区域变形受阻。本技术使得在同样壁板整体形变量下施加的压紧力最小，提高了壁板的检测可信度和装配质量。

附图说明

图1为本发明方法所使用的测试工装装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动的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。

结合附图1，本发明一种壁板型面检测和装配压紧力施力方法包括如下步骤：

步骤1.按照飞机制造行业标准，300mm*300mm范围只允许有一个施力点，对一套2100mm*3000mm的壁板进行单点压紧力施力模块点布置，施力模块点数量为：2100*3000/300*300＝70个；

步骤2.输入施力目标值F＝45N,和施力加速时间T＝20s(从0-F的时间)，计算得到施力加速度:Fa＝F/T＝2.25N/s；

步骤3.给各施力点根据控制周期ΔT＝10ms计算当前周期应该输出的理论给定力增量，计算公式入下：

ΔF＝Fa×ΔT＝2.25×0.01＝0.0225(N)

步骤4.给每个施力点同步施加F_act＝ΔF，即给每个施力点同步施加0.0225N的力；

步骤5.根据每个施力点反馈的位移增量ΔS和实际给定的力增量ΔF_act及实际给定力F_act，预测该施力点在最大给定施力值的情况下的剩余位移量

并得到所有施力点中的最大剩余位移量：ΔS_remain-max。

如当前周期的位移增量ΔS＝0.01mm，施加给定力F_act＝10N，上个周期的给定的ΔF_act＝0.02N，则剩余位移量

同时求得所有施力点中的最大剩余位移量：ΔS_remain-max＝20mm；

步骤6.计算下个周期每个施力点实际施力增量，根据同步到达目标点(变形量随压紧力增加达到最大给定目标力的点或者力未达到目标值，但变形量已经达到最大值的点)原则修调实际输出的力增量：

步骤7.输出当前控制周期的实际给定力：

F_act＝F_act+ΔF_act＝10N+0.0197N＝10.01969N

步骤8.跳转到步骤5，循环进行下个周期的计算，直到达到给定的力F或者当前点不变形为止，停止增加该点的施力值。

Claims (1)

1.一种壁板型面检测和装配压紧力施力方法，其特征在于，该壁板型面检测和装配压紧力施力方法具体步骤如下：

步骤1、根据飞机检测和加载标准，在壁板检测或装配的工装相应部位安装单点压紧力施力模块；

步骤2、根据航空壁板检测标准，输入设定的施力目标值F，输入设定的施力加速时间T，将输入的施力目标值F和施力加速时间T代入公式F_a＝F/T，计算得到施力加速度F_a；

步骤3、根据控制周期ΔT，代入公式ΔF＝F_a×ΔT计算得到各施力点当前周期应该输出的理论给定力增量ΔF，式中F_a为施力加速度，ΔT为控制周期；

步骤4、给每个施力点同步施加F_act，F_act＝ΔF，式中F_act表示实际给定力，ΔF表示理论给定力增量；

步骤5、根据每个施力点反馈的位移增量ΔS和实际给定力增量ΔF_act及实际给定力F_act，代入公式

预测该施力点在施以施力目标值的情况下的剩余位移量，式中ΔS_remain表示剩余位移量，ΔS表示位移增量，ΔF_act表示实际给定力增量，F表示施力目标值，F_act表示实际给定力，并且在计算过程中还可得到所有施力点中的最大剩余位移量：ΔS_remain-max；

步骤6、计算下个周期每个施力点实际施力增量，根据同步到达目标点原则代入公式：

算得修调的实际给定力增量ΔF_act；

步骤7、根据修调后的施力大小进行施力，输出当前控制周期的实际给定力F′_act＝F_act+ΔF_act式中：F′_act表示当前控制周期的实际给定力，F_act表示实际给定力，ΔF_act表示实际给定力增量；

步骤8、跳转到步骤5，循环进行下个周期的计算，直到当前控制周期实际给定力F′_act达到施力目标值F，即F′_act＝F，或者当前点不变形为止，停止增加该点的施力值。

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