CN209935795U

CN209935795U - 一种快速精确压铆装置

Info

Publication number: CN209935795U
Application number: CN201920448527.9U
Authority: CN
Inventors: 闫喜强; 杨宝华; 田忠文
Original assignee: Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Current assignee: Xian Aircraft Industry Group Co Ltd
Priority date: 2019-04-03
Filing date: 2019-04-03
Publication date: 2020-01-14
Anticipated expiration: 2029-04-03

Abstract

本申请公开了本实用新型提供了一种快速精确压铆装置。该装置通过托架实现飞机装配零件的固定及沿X、Y向移动、定位；通过铆接机构和控制系统，可将需铆接装配的零件间的铆钉挤压变形，实现两零件间的快速、精确铆接。

Description

一种快速精确压铆装置

技术领域

本申请涉及飞机壁板、梁等组件装配技术领域，具体是一种快速精确压铆装置及压铆方法。

背景技术

目前我国大型飞机设计与制造技术发展迅速，飞机的装配质量也有了很大的提高。为了保证飞机的装配质量，无头铆钉、高锁螺栓和冠头铆钉等新型连接方式在大型飞机装配中广泛应用。一架次的大型飞机上有超过20万个铆钉，铆接工作成为飞机装配工作中的主要工作之一，其铆接质量和效率影响整个飞机装配的质量和效率。在我国大飞机制造的过程中，主要采用人工锤铆、自动钻铆设备完成飞机装配中的铆接工作。人工锤铆铆接件质量差，工作强度高，效率低，基本可完成飞机装配中的大部分铆接工作；自动钻铆设备铆接质量好，效率较高，但其具有专用性，需与专用工装配合使用，成本高，其主要用于机翼壁板装配铆接工作。对于飞机上简单平面零件、小曲率零件相互之间铆接仍处于人工锤铆阶段，铆接质量差、效率低，未实现铆接机械化，自动化。

发明内容

为了解决生产实际问题，本发明提供了一种快速精确压铆装置及实现方法。该装置通过托架实现飞机装配零件的固定及沿X、Y向移动、定位；通过铆接机构和控制系统，可将需铆接装配的零件间的铆钉挤压变形，实现两零件间的快速、精确铆接。

一种快速精确压铆装置，含有托架、上铆模、下铆模、连接机构、床身、驱动机构、控制系统、压力传感器、光栅尺。产品放置于托架上，托架处于上、下铆模之间，上铆模、下铆模分别通过连接机构固定于床身上方和下方，控制系统和驱动机构带动上铆模和下铆模上下运动进行压铆，压力传感器和光栅尺安装在固定下铆模的连接机构上，并与控制机构和驱动系统连接，实时反馈下铆模的位置和上下铆模之间压铆力的大小，通过控制上下铆模的压铆力和下铆模的垂直运动距离，进而控制铆钉墩头的高度，实现精确铆接。

托架沿长度方向设有X向导轨，X向导轨上架设有Y向导轨，手动驱动产品在X向和Y向导轨上移动，使需铆接的两零件的铆接部位处于上、下铆模的铆接区域内。上铆模和下铆模为长方体块状铆模，可一次压铆多个同种规格的铆钉，下铆模上设有三个弹簧立柱，在外力作用下可被压缩至下铆模内部。连接机构包括上铆模座、上固定座、上支撑柱、下铆模座、下固定座、下支撑柱，上、下固定座固定于床身上，上、下支撑柱分别连接在上、下固定座上，且轴线同轴，上、下铆模座通过卡圈安装于上、下支撑柱上，可绕支撑柱的轴线进行360度旋转，上、下铆模座上开有槽型缺口，上、下铆模卡嵌在槽型缺口上，上铆模上平面与上铆模座槽型缺口的上平面留有间隙；安装上铆模的上铆模座中部设有一限位开关，当上铆模向上移动至上铆模的上平面与上铆模座槽型缺口的上平面贴合时，限位开关触发，实现上铆模接触需铆接的产品后停止运动；压力传感器安装在下支撑柱上，处于下铆模座与下支撑柱之间，可实时监测上、下铆模之间的压铆力，实现对铆钉受力情况的监控；光栅尺竖直安装于下固定座的侧面，可实时反馈下铆模的当前位置，进而控制铆钉墩头的高度，实现精确铆接。

驱动机构包括电机、减速机、滚珠丝杠、导轨。滚珠丝杠、导轨平行竖直安装于固定座上，支撑柱与滚珠丝杠的螺母连接，移动板连接导轨上的滑块和支撑柱，电机带动支撑柱沿竖直方向运动。控制系统包括伺服电机、脚踏开关组、行程开关、PLC、触摸屏，伺服电机控制上、下铆模和连接接机构在竖直方向上运动调整；行程开关分别安装在上、下铆模的连接机构的竖直方向上，用于控制连接机构在设定的行程范围内运动；脚踏开关组含有三个脚踏开关，分别与控制器PLC连接，用于控制连接机构的运动，实现整个压铆循环；PLC是控制系统的中枢，用于控制设定的运动逻辑、运动速度、位置、压铆力等物理量。

以下结合实施例附图对本申请做进一步详细描述：

附图说明

图1是一种快速精确压铆装置结构示意图

图2是一种快速精确压铆装置的托架机构结构示意图

图3是一种快速精确压铆装置的上部连接机构正向图

图4是一种快速精确压铆装置的上部连接机构正向剖视图

图5是一种快速精确压铆装置的下部连接机构正向图

图6是一种快速精确压铆装置的下部连接机构正向剖视图

图7是一种快速精确压铆装置的上铆模结构示意图

图8是一种快速精确压铆装置的下铆模结构示意图

图中编号说明：1托架、2待铆工件、3驱动机构、4床身、5电器柜、6脚踏开关组、7触摸屏、8连接机构、9X向导轨、10Y向导轨、11托件、12框架、13上固定座、14轴承座、15移动板、16导轨、17上支撑柱、18卡圈、 19上铆模座、20弹簧定位销、21上铆模、22下铆模、23下铆模座、24减速机、25滚珠丝杠、26轴承、27下固定座、28伺服电机、29限位开关、30光栅尺、31压力传感器、32下支撑柱、33弹簧立柱。

具体实施方式

参见图1－8所示，一种快速精确压铆装置，含有托架1、上铆模21、下铆模22、连接机构8、床身4、驱动机构3、控制系统、压力传感器31、光栅尺 30。待铆工件2放置于托架1上，托架1处于上铆模21、下铆模22之间，上铆模21、下铆模22分别通过连接机构8固定于床身4上方和下方，控制系统和驱动机构3带动上铆模21和下铆模22上下运动进行压铆，压力传感器31 和光栅尺30安装在固定下铆模22的连接机构上，并与控制机构和驱动机构3 连接，实时反馈下铆模22的位置和上下铆模之间压铆力的大小，通过控制上下铆模的压铆力和下铆模22的垂直运动距离，进而控制铆钉墩头的高度，实现精确铆接。

托架1沿长度方向设有X向导轨9，X向导轨9上架设有Y向导轨10，手动驱动待铆工件2在X向导轨9和Y向导轨10上移动，使待铆工件2的铆接部位处于上铆模21、下铆模22的铆接区域内。上铆模21和下铆模22为长方体块状铆模，可一次压铆多个同种规格的铆钉，下铆模22上设有三个弹簧立柱 33，在外力作用下可被压缩至下铆模22内部。连接机构8包括上铆模座19、上固定座13、上支撑柱17、下铆模座23、下固定座27、下支撑柱32，上固定座13、下固定座27固定于床身4上，上支撑柱17、下支撑柱32分别连接在上固定座13、下固定座27上，且轴线同轴，上铆模座19、下铆模座23通过卡圈 18安装于上支撑柱17、下支撑柱32上，可绕支撑柱的轴线进行360度旋转，上铆模座19、下铆模座23上开有槽型缺口，上铆模21、下铆模22卡嵌在槽型缺口上，上铆模21上平面与上铆模座19槽型缺口的上平面留有间隙；上铆模座19中部设有一限位开关29，当上铆模21向上移动至上铆模21的上平面与上铆模座19槽型缺口的上平面贴合时，限位开关29触发，实现上铆模21接触待铆工件2后停止运动；压力传感器31安装在下支撑柱32上，处于下铆模座 23与下支撑柱32之间，可实时监测上铆模21、下铆模22之间的压铆力，实现对铆钉受力情况的监控；光栅尺30竖直安装于下固定座27的侧面，可实时反馈下铆模22的当前位置，进而控制铆钉墩头的高度，实现精确铆接。

驱动机构3包括伺服电机28、减速机24、滚珠丝杠25、导轨16。两组滚珠丝杠25、导轨16平行竖直安装于上固定座13、下固定座27上，上支撑柱 17、下支撑柱32与滚珠丝杠25的螺母连接，移动板15连接导轨16上的滑块和支撑柱，伺服电机28带动上支撑柱17、下支撑柱32沿竖直方向运动。控制系统包括伺服电机、脚踏开关组6、行程开关、PLC、触摸屏7，伺服电机控制上铆模21、下铆模22和连接机构8在竖直方向上运动调整；行程开关分别安装在上铆模21、下铆模22的连接机构的竖直方向上，用于控制连接机构在设定的行程范围内运动；脚踏开关组6含有三个脚踏开关，分别与控制器PLC连接，用于控制连接机构的运动，实现整个压铆循环；PLC是控制系统的中枢，用于控制设定的运动逻辑、运动速度、位置、压铆力等物理量。

一种快速精确压铆方法，包括以下步骤：

1准备待铆工件2，将需铆接的两零件预连接，并在相应准确位置制孔，在孔中放入合适的铆钉，将整个工件放在快速精确压铆装置的托架1上；

2移动待铆工件2至铆接区域，将待铆工件2沿托架1上的X向导轨9、Y 向导轨10移动，使得工件的本次铆接部位处于压铆装置上铆模21、下铆模22 的铆接区域附近；

3控制脚踏开关组6，使连接上铆模21的连接机构8中的上支撑柱17向下移动，待上铆模21接近待铆工件2上表面时，旋转上铆模21，使上铆模21的长边方向与铆钉排列方向一致，便于一次压铆多个铆钉，继续控制脚踏开关组 6，上铆模21继续向下移动，直至接触待铆工件2上表面，触发限位开关29，上铆模21停止运动；

4控制脚踏开关组6，使连接下铆模22的连接机构8中的下支撑柱32向上移动，下铆模22上的弹簧立柱33接触待铆工件2下表面，随着下铆模22继续向上移动，弹簧立柱33不断被压缩，将需铆接的两零件逐渐压紧，消除间隙，在该过程中控制系统实时获取压力传感器31的压力值，当下铆模22上表面与铆钉下表面接触时，压力传感器31的压力值超过阈值，控制系统读取此刻光栅尺30的数值，并根据预设程序计算出下铆模22的终点位置；下铆模22继续向上移动，对铆钉进行压铆，移动至终点位置停止运动；控制系统记录整个压铆过程中压力传感器31的数值，并与程序预设范围进行比较，其不得超出该范围，否则铆接装置停止运动；

5控制系统使上铆模21、下铆模22的连接机构8分别向上、下移动，上铆模21、下铆模22与待铆工件2表面脱离至合适距离，完成铆接工作；

6重复第2－5步，实现压铆循环。

Claims

1.一种快速精确压铆装置，其特征在于包括托架、上铆模、下铆模、连接机构、床身、驱动机构、控制系统、压力传感器、光栅尺，产品放置在托架上，托架处于上、下铆模之间，上铆模、下铆模分别通过连接机构固定于床身上方和下方，控制系统和驱动机构带动上铆模和下铆模上下运动进行压铆，压力传感器和光栅尺安装在固定下铆模的连接机构上，并与控制机构和驱动系统连接，实时反馈下铆模的位置和上下铆模之间压铆力的大小，通过控制上下铆模的压铆力和下铆模的垂直运动距离，进而控制铆钉墩头的高度，实现精确铆接。

2.根据权利要求1所述的一种快速精确压铆装置，其特征在于所述的托架沿长度方向设有X向导轨，X向导轨上架设有Y向导轨，手动驱动产品在X向和Y向导轨上移动。

3.根据权利要求1所述的一种快速精确压铆装置，其特征在于所述的上、下铆模为长方体块状铆模，可一次压铆多个同种规格的铆钉，下铆模上设有三个弹簧立柱，在外力作用下可被压缩至下铆模内部。

4.根据权利要求1所述的一种快速精确压铆装置，其特征在于所述的连接机构包括上铆模座、上固定座、上支撑柱、下铆模座、下固定座、下支撑柱，上、下固定座固定于床身上，上、下支撑柱分别连接在上、下固定座上，且轴线同轴，上、下铆模座通过卡圈安装于上、下支撑柱上，可绕支撑柱的轴线进行360度旋转，上、下铆模座上开有槽型缺口，上、下铆模卡嵌在槽型缺口上，上铆模上平面与铆模座槽型缺口的上平面留有间隙。

5.根据权利要求4所述的一种快速精确压铆装置，其特征在于所述上铆模座中部设有一限位开关，当上铆模向上移动至上铆模的上平面与上铆模座槽型缺口的上平面贴合时，限位开关触发，实现上铆模接触待铆接的产品后停止运动；压力传感器安装在下支撑柱上，处于下铆模座与下支撑柱之间，可实时监测上、下铆模之间的压铆力，实现对铆钉受力情况的监控；光栅尺竖直安装于下固定座的侧面，可实时反馈下铆模的当前位置，进而控制铆钉墩头的高度，实现精确铆接。

6.根据权利要求1所述的一种快速精确压铆装置，其特征在于所述的驱动机构包括电机、减速机、滚珠丝杠、导轨，滚珠丝杠、导轨平行竖直安装于固定座下，支撑柱与滚珠丝杠的螺母连接，移动板连接导轨上的滑块和支撑柱，电机带动支撑柱沿竖直方向运动。

7.根据权利要求1所述的一种快速精确压铆装置，其特征在于所述的控制系统包括伺服电机、脚踏开关组、行程开关、PLC、触摸屏，伺服电机控制上、下铆模和连接接机构在竖直方向上运动调整；行程开关分别安装在上、下铆模的连接机构的竖直方向上，用于控制连接机构在设定的行程范围内运动；脚踏开关组含有三个脚踏开关，分别与控制器PLC连接，用于控制连接机构的运动，实现整个压铆循环；PLC是控制系统的中枢，用于控制设定的运动逻辑、运动速度、位置、压铆力等物理量。