RU2555263C1 - Method of riveting of curvilinear panels at drilling-riveting machine - Google Patents
Method of riveting of curvilinear panels at drilling-riveting machine Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555263C1 RU2555263C1 RU2014100544/02A RU2014100544A RU2555263C1 RU 2555263 C1 RU2555263 C1 RU 2555263C1 RU 2014100544/02 A RU2014100544/02 A RU 2014100544/02A RU 2014100544 A RU2014100544 A RU 2014100544A RU 2555263 C1 RU2555263 C1 RU 2555263C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- riveting
- panel
- axis
- drilling
- sensors
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Automatic Assembly (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано для клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате при его перемещении на шаг клепки с одновременным выравниванием поверхности криволинейных панелей относительно оси клепки в процессе их автоматической клепки, а также для программирования маршрута клепки.The invention relates to mechanical engineering and can be used for riveting curvilinear panels on a drilling and riveting machine when it is moved to the riveting step while leveling the surface of the curvilinear panels relative to the axis of the riveting during their automatic riveting, as well as for programming the riveting route.
Известны применяемые в отечественном и зарубежных сборочно-клепальных производствах два способа программирования процесса позиционирования и маршрута автоматической клепки криволинейных панелей. В первом способе программу позиционирования (ориентирования) сверлильно-клепального автомата на шаг клепки с одновременным выравниванием панели по нормали к оси клепки разрабатывают путем снятия исходной информации с эталона собираемой панели, а в качестве эталона используется панель с направляющими отверстиями в стрингерах, определяющими положение осей заклепок (точек клепки) на поверхности панели (Белянин П.Н. Производство широкофюзеляжных самолетов. Издательство: М., Машиностроение, 1979. - 298 с). Изготовление эталона панели включает этапы выполнения плазов сечений панели с последующим изготовлением шаблонов для производства оснастки, с помощью которой формуют стрингеры и сверлят в них направляющие отверстия, и сборки эталон-панели в сборочном приспособлении, что приводит к значительному повышению трудоемкости и удорожанию процесса автоматической клепки.There are two known methods of programming the positioning process and the route of automatic riveting of curved panels used in domestic and foreign assembly and riveting industries. In the first method, a program for positioning (orienting) a drilling and riveting machine to the riveting step while simultaneously aligning the panel normal to the riveting axis is developed by removing the initial information from the standard of the assembled panel, and the panel with guide holes in the stringers determining the position of the rivet axes is used as a reference (riveting points) on the surface of the panel (Belyanin PN Production of wide-body aircraft. Publisher: M., Mashinostroenie, 1979. - 298 p). The manufacture of the panel standard includes the steps of performing section cross-sections of the panel, followed by the manufacture of templates for the production of tooling, with the help of which stringers are formed and drilled into them, guide panels are assembled in the assembly device, which leads to a significant increase in the complexity and cost of the automatic riveting process.
Вместе с этим снижается точность расположения осей заклепок на поверхности панели вследствие возникновения погрешностей на этапах переноса размеров: чертеж-плаз-шаблон-оснастка-деталь-сборочное приспособление-эталон-панель и увеличивается время подготовки производства в связи с необходимостью изготовления комплекта эталон-панелей на изделие при смене объекта производства.Along with this, the accuracy of the location of the axis of the rivets on the surface of the panel decreases due to errors at the stages of size transfer: drawing-plasma-template-tooling-part-assembly fixture-standard-panel and the production preparation time is increased due to the need to produce a set of standard-panels on product when changing the object of production.
При втором способе информация для программирования позиционирования(ориентирования) на шаг клепки t (отрезок [i; i+1]) берется из чертежа панели (фиг. 1), на котором указаны координаты пересечения осей заклепок с поверхностью панели (точек клепки) (Ершов В.И. Автоматизация сборки и технологического проектирования. Учебник, 2Т. Издательство: М., МАИ. - 1998. - 153 с.) Таким образом, параметрами перемещения сверлильно-клепального автомата на шаг клепки t в плоскости клепки XOY являются координаты xi и yi, а по ряду клепки - координаты zi. При этом с помощью датчиков происходит выравнивание панели или силовой головки (СКА) с целью достижения перпендикулярности оси клепки OiOi к поверхности панели в зоне клепки. В процессе выравнивания необходимо корректировать параметры позиционирования xi yi и zi вследствие непостоянства радиуса кривизны панели Ri в плоскости клепки ZOX. Это усложняет и делает в большей степени трудоемким процесс программирования параметров позиционирования xi, yi и zi. Одновременно, малая жесткость собираемой панели и погрешности ее предварительной сборки приводят к отклонениям ее реальных геометрических параметров от теоретических в координатном пространстве OZYX.In the second method, information for programming positioning (orientation) on the riveting step t (segment [i; i + 1]) is taken from the panel drawing (Fig. 1), which shows the coordinates of the intersection of the axis of the rivets with the surface of the panel (riveting points) (Ershov V.I. Automation of assembly and technological design.Tutorial, 2T. Publisher: M., MAI. - 1998. - 153 p.) Thus, the coordinates x i of the riveting step t in the riveting plane XOY are the coordinates x i and y i , and along a number of riveting - coordinates z i . In this case, with the help of sensors, the panel or power head (SKA) is aligned to achieve perpendicularity of the riveting axis O i O i to the surface of the panel in the riveting area. During the alignment process, it is necessary to correct the positioning parameters x i y i and z i due to the inconsistency of the radius of curvature of the panel R i in the plane of the ZOX riveting. This complicates and makes the process of programming the positioning parameters x i , y i and z i more time consuming. At the same time, the low rigidity of the assembled panel and the errors of its preliminary assembly lead to deviations of its real geometric parameters from the theoretical ones in the OZYX coordinate space.
Указанные выше причины возникновения погрешностей снижают точность позиционирования параметров при автоматической клепке криволинейных панелей, а этап программирования маршрута клепки делают сложным и трудоемким, а в некоторых случаях - невыполнимым практически.The above-mentioned causes of errors reduce the accuracy of parameter positioning during automatic riveting of curved panels, and the stage of programming the riveting route is difficult and time-consuming, and in some cases practically impossible.
Для выравнивания поверхности панели по нормали к оси клепки (оси силовой головки сверлильно-клепального автомата) служат устройства автоматического выравнивания - датчики-дальномеры (лазерные, тактильные и др.), смонтированные на корпусе силовой головки сверлильно-клепального автомата.To align the surface of the panel normal to the axis of the riveting (axis of the power head of the boring-riveting machine), automatic alignment devices are used - rangefinder sensors (laser, tactile, etc.) mounted on the case of the power head of the boring-riveting machine.
Известно множество методов, конструктивных и функциональных схем с использованием указанных датчиков, одним из которых является «Способ измерения отклонений от прямолинейности» (а.с. №1523890, G01B 5/28, авторов Зейтмана Л.Л. и Тимофеева Ю.П.), в котором основание измерительного прибора перемещают по нормали к плоскости путем его вращения по одной постоянной опоре, перпендикулярной к измеряемой поверхности до последовательного позиционирования остальных опор основания на линию профиля измеряемой поверхности, а в качестве хорд выбирают отрезки прямых, и далее, путем тригонометрических преобразований, получают величину измеряемого отклонения от прямолинейности.There are many known methods, constructive and functional schemes using these sensors, one of which is the “Method for measuring deviations from straightness” (AS No. 1523890, G01B 5/28, authors L. Zeitman and Yu.P. Timofeev) in which the base of the measuring device is moved normal to the plane by rotating it along one constant support perpendicular to the measured surface until the remaining base supports are sequentially positioned on the profile line of the measured surface, and segments are selected as chords direct, and further, by trigonometric transformations, the measured deviation from straightness is obtained.
Однако, этот способ имеет существенные недостатки при его использовании для управления процессом позиционирования с одновременным выравниванием поверхности панели относительно оси клепки в процессе автоматической клепки:However, this method has significant drawbacks when it is used to control the positioning process while aligning the surface of the panel with respect to the riveting axis during automatic riveting:
1) в способе измеряются отклонения от прямолинейности, а при выравнивании панели необходимо иметь значения параметров отклонения криволинейности поверхности панелей от ее теоретических значений, представив криволинейные участки через хорды, что приводит к выполнению дополнительных трудоемких операций по расчету и программированию параметров позиционирования(ориентирования);1) in the method, deviations from straightness are measured, and when aligning the panel, it is necessary to have the values of the deviation parameters of the curvilinearity of the panel surface from its theoretical values, presenting curved sections through the chords, which leads to additional labor-intensive operations for calculating and programming positioning (orientation) parameters;
2) низкие эффективность и производительность при реализации данного способа с помощью управляющих датчиков, т.к в нем предусмотрено дополнительные вращательные движения для измерений отклонений от прямолинейности;2) low efficiency and productivity when implementing this method using control sensors, because it provides for additional rotational movements for measuring deviations from straightness;
3) требуется дополнительный пересчет каждого измеренного значения отклонения с помощью тригонометрических преобразований, что в значительной степени усложняет и делает трудоемким программирование процесса позиционирования по маршруту клепки.3) additional recalculation of each measured deviation value is required using trigonometric transformations, which greatly complicates and makes time-consuming programming of the positioning process along the riveting route.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению и взятому в качестве прототипа является «Способ клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате» (А.С. №912392, B21J 15/28, БИ №10, авторов: Баранова Г.А., Новикова А.Д. и др. При этом принцип управления процессом выравнивания панелей с их помощью остается однотипным независимо от их конструкции. Его сущность заключается в том, что поверхность панели считается выравненной, т.е соблюдается необходимое для выполнения клепки условие перпендикулярности поверхности панели относительно оси клепки в зоне клепки, при равном удалении от нее фиксирующих это удаление элементов датчиков или устройств выравнивания. Этот принцип лежит в основе функционирования отечественных и зарубежных сверлильно-клепальных автоматов и установок и представлен в рассматриваемых аналогах.The closest in technical essence to the proposed invention and taken as a prototype is the "Method of riveting curved panels on a drilling and riveting machine" (AS No. 912392,
Его недостатком является низкая точность способа клепки сверлильно-клепального автомата при его перемещении на шаг клепки с одновременным выравниванием поверхности перпендикулярно оси клепки из-за отсутствия связей между параметрами измерений датчиков и устройств выравнивания, их взаимного расположения друг относительно друга в зоне клепки и геометрией панели, а именно, ее кривизной в плоскости ряда клепки, которая имеет разные значения при позиционировании (ориентировании) на шаг клепки. Это затрудняет, а иногда делает невозможным корректировку координат xi и yi при перемещении сверлильно-клепального автомата на шаг клепки (фиг. 1), что также снижает производительность, а значит и эффективность в целом при реализации данного способа с помощью управляющих датчиков.Its disadvantage is the low accuracy of the riveting method of the drilling and riveting machine when it is moved to the riveting step with simultaneous alignment of the surface perpendicular to the riveting axis due to the lack of connections between the measurement parameters of the sensors and alignment devices, their relative position relative to each other in the riveting area and the panel geometry, namely, its curvature in the plane of the riveting row, which has different meanings when positioning (orientation) on the riveting step. This makes it difficult, and sometimes makes it impossible to correct the coordinates x i and y i when moving the drilling and riveting machine by the riveting step (Fig. 1), which also reduces productivity, and therefore overall efficiency, when implementing this method using control sensors.
Решаемой задачей изобретения является повышение производительности и точности автоматической клепки криволинейных панелей путем определения связей между параметрами измерения положения поверхности панели относительно оси и плоскости клепки и ее кривизной в зоне клепки с помощью регулируемых датчиков с последующим расчетом параметров позиционирования (ориентирования) и программированием маршрута автоматической клепки сверлильно-клепального автомата.The object of the invention is to increase the productivity and accuracy of automatic riveting of curved panels by determining the relationships between the parameters of measuring the position of the surface of the panel relative to the axis and plane of the riveting and its curvature in the riveting area using adjustable sensors, followed by the calculation of positioning (orientation) parameters and programming the automatic riveting route by drilling riveting machine.
Техническим результатом от использования изобретения является создание эффективного и точного способа клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате в процессе перемещения на шаг клепки с одновременным выравниванием поверхности панели относительно оси клепки по маршруту клепки, а также программирование этого маршрута.The technical result from the use of the invention is the creation of an effective and accurate method for riveting curved panels on a drilling and riveting machine in the process of moving to the step of riveting while aligning the surface of the panel relative to the axis of the riveting along the riveting route, as well as programming this route.
Технический результат достигается тем, что в Способе клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате, включающем выравнивание поверхности криволинейной панели в зонах клепки, установку в зонах клепки криволинейной панели заклепок и перемещение сверлильно-клепального автомата с силовой головкой по зонам клепки криволинейной панели, согласно изобретению выравнивание поверхности криволинейной панели в зонах клепки осуществляют путем ее ориентирования по нормали к оси силовой головки сверлильно-клепального автомата с использованием трех датчиков выравнивания, посредством которых измеряют расстояние от них до поверхности криволинейной панели, при этом датчики выравнивания располагают на корпусе силовой головки с образованием их параллельными осями при пересечении с перпендикулярной к ним плоскостью равностороннего треугольника с высотой 2b, в середине которой упомянутую плоскость пересекает ось силовой головки с получением величины b, которая является параметром, определяющим дистанцию между датчиками выравнивания, при этом при расположении датчиков выравнивания величину b настраивают в зависимости от допуска на неперпендикулярность оси заклепки к поверхности криволинейной панели, а упомянутое ориентирование криволинейной панели осуществляют до равенства измеренных датчиками расстояний до нее, установку в зонах клепки криволинейной панели заклепок и линейное перемещение сверлильно-клепального автомата с силовой головкой по зонам клепки криволинейной панели на величину q, которую определяют по следующей формуле:The technical result is achieved by the fact that in the Method for riveting curved panels on a drilling and riveting machine, comprising aligning the surface of the curved panel in the riveting zones, installing rivets in the riveting areas of the rivets and moving the drilling and riveting machine with the power head along the riveting zones of the curved panel, according to the invention alignment of the surface of the curved panel in the riveting zones is carried out by orienting it normal to the axis of the power head of the drilling-riveting machine with using three alignment sensors, by means of which they measure the distance from them to the surface of the curved panel, while alignment sensors are placed on the body of the power head with the formation of their parallel axes at the intersection with the plane of an equilateral triangle perpendicular to them with a height of 2b, in the middle of which the plane intersects the axis power head to obtain a value of b, which is a parameter that determines the distance between the alignment sensors, while the location of the sensors For alignment, the value of b is adjusted depending on the tolerance on the non-perpendicularity of the rivet axis to the surface of the curved panel, and the aforementioned orientation of the curved panel is carried out to the equality of the distances measured by the sensors, installation of rivets in the riveting zones and linear movement of the drilling and riveting machine with the power head along the riveting zones of the curved panel by q, which is determined by the following formula:
t - шаг клепки;t is the riveting pitch;
а - измеренная датчиками выравнивания величина удаления плоскости клепки, касательной к поверхности криволинейной панели в точке пересечения ее осью силовой головки клепально-сверлильного автомата и расположенной перпендикулярно упомянутой оси, от поверхности криволинейной панели в точках, соответствующих датчикам выравнивания, и вводят это значение перемещения в программу маршрута клепки автомата с дальнейшей ее реализацией в автоматическом режиме клепки.a - the distance measured by the alignment sensors of the riveting plane tangent to the surface of the curved panel at the point of intersection of the axis of the power head of the riveting and drilling machine and located perpendicular to the axis from the surface of the curved panel at points corresponding to the alignment sensors, and enter this displacement value into the program automatic riveting route with its further implementation in automatic riveting mode.
Для пояснения технической сущности способа рассмотрим фигуры 1, 2, 3, 4, 5, 6.To clarify the technical nature of the method, consider figures 1, 2, 3, 4, 5, 6.
На фигуре 1 показана схема обозначения координат (точек клепки) на поверхности собираемой панели в ее координатном пространстве OZYX.The figure 1 shows a diagram of the designation of coordinates (riveting points) on the surface of the assembled panel in its coordinate space OZYX.
На фигуре 2 показана принципиальная схема позиционирования сверлильно-клепального автомата при автоматической клепке криволинейной панели.The figure 2 shows a schematic diagram of the positioning of a drilling and riveting machine with automatic riveting of a curved panel.
На фигуре 3 представлена схема расположения датчиков выравнивания в плоскости ряда клепки.The figure 3 presents the layout of the alignment sensors in the plane of the row of riveting.
На фигуре 4 показана схема определения шага клепки и соответствующего ему параметра линейного позиционирования сверлильно-клепального автомата.The figure 4 shows a diagram for determining the pitch of the riveting and the corresponding parameter of the linear positioning of the drilling-riveting machine.
На фигуре 5 представлена схема определения значения пошагового позиционирования.The figure 5 presents a diagram for determining the value of stepwise positioning.
На фигуре 6 показана зона клепки с датчиками выравнивания и силовой головкой сверлильно-клепальной установки GEMCOR 5013TTX/G86 для автоматической клепки криволинейных панелей.Figure 6 shows the riveting zone with alignment sensors and the power head of the GEMCOR 5013TTX / G86 drilling and riveting machine for automatic riveting of curved panels.
Где: 1 - обрабатываемая панель; 2 - рама поддерживающе-выравнивающего устройства; 3 - силовая головка; 4, 5, 6 - датчики выравнивания; 7, 8 - приводы вертикального перемещения и поворота; 9 - силовая головка сверлильно-клепального автомата; 1 - опорная втулка; 11 - обшивка собираемой панели; 12 - полка стрингера; 13 - заклепка.Where: 1 - processed panel; 2 - frame support-leveling device; 3 - power head; 4, 5, 6 - alignment sensors; 7, 8 - drives vertical movement and rotation; 9 - power head drilling and riveting machine; 1 - supporting sleeve; 11 - sheathing of the assembled panel; 12 - shelf stringer; 13 - rivet.
Рассмотрим работу предлагаемых систем в статике (фиг. 2, 3, 4, 5, 6).Consider the work of the proposed systems in statics (Fig. 2, 3, 4, 5, 6).
Обрабатываемая панель 1 зафиксирована на раме 2 поддерживающе -выравнивающего устройства сверлильно-клепального автомата в его координатном пространстве OZOX с возможностью двухстороннего вертикального перемещения по оси OZ и поворота относительно оси симметрии рамы 2 для ориентации любой точки ее поверхности перпендикулярно оси O1O1 силовой головки 3 сверлильно-клепального автомата, выполняемой с помощью датчиков выравнивания 4, 5 и 6, управляющих приводами вертикального перемещения и поворота 7 и 8 рамы 2 (фиг. 2).The
Датчики 4, 5 и 6 расположены на корпусе 9 силовой головки 3 таким образом, что их параллельные оси при пересечении с плоскостью равноудаленной и перпендикулярной к ним образуют на последней равносторонний треугольник с высотой 2b, а ось O1O1 силовой головки 3 сверлильно-клепального автомата пересекает эту плоскость в середине высоты этого треугольника b. При этом величина b является регулировочно-настроечным параметром и определяет размер дистанции между датчиками 4, 5 и 6. Ось O1O1 силовой головки 3 (ось клепки) пересекает поверхность собираемой панели 1 в точке Ci, образуемой этой поверхностью и касательной к ней плоскостью М, перпендикулярной к оси O1O1 (фиг. 3). Плоскость М совмещена с рабочей поверхностью опорной втулки 10 сверлильно-клепального автомата, предназначенной для сжатия пакета из обшивки 11 собираемой панели 1 и полки стрингера 12 при установке заклепки 13 (фиг. 3).
Заклепки 13 расположена по ряду клепки с шагом t, равным длине дуги между точками пересечения их осей с поверхностью панели (точками клепки) (фиг. 4).
Рассмотрим работу предлагаемых систем в динамике: Датчики 4, 5 и 6 измеряют расстояние до поверхности обрабатываемой панели 1, соответственно - LC, KD′ и GE и подают команду на следящие приводы 7, 8 поддерживающе-выравнивающего устройства. При этом рабочая рама 2 с обрабатываемой панелью 1, перемещаясь вверх - вниз по координате OZ, поворачивается относительно оси OY на угол β и, одновременно, разворачивается вокруг своей оси, параллельной оси ОХ на угол α. Таким образом, панель 1 ориентируется по нормали к оси O1O1 силовой головки 2 сверлильно-клепального автомата и считается выровненной в момент, когда измеренные каждым датчиком расстояния до нее равны, т.е выполняется условие:Consider the work of the proposed systems in dynamics:
LC=KD′=GE=l, где:LC = KD ′ = GE = l, where:
точки L, К и G - точки отсчета расстояния до поверхности обрабатываемой панели 1. На поверхности панели 1 образуется зона перпендикулярности Ω с границами CD′E, в которой выполняется условие перпендикулярности оси O1O1 к поверхности собираемой панели 1 (условие выравнивания). В этой зоне и устанавливается заклепка, а ее ось пересекает поверхность панели в точке Ci, как и ось O1O1 силовой головки 3 сверлильно-клепального автомата.points L, K, and G are reference points of the distance to the surface of the processed
Соединив точки С, D′ и Е после выполнения условия выравнивания панели 1, получим равносторонний треугольник CD′E в плоскости, параллельной плоскости клепки М, причем удаление его вершин соответствует измеренному датчиками 4, 5 и 6 расстоянию l до поверхности панели при дистанции между ними, определяемой параметром 2b, а плоскость клепки М при этом удалена от поверхности панели в точках С, D на расстояние а (фиг. 3).Connecting the points C, D ′ and E after the alignment condition for
Перемещение сверлильно-клепального автомата с силовой головкой 3 по оси ОХ на шаг клепки t при переменном радиусе кривизны на величину этого шага приводит к погрешности позиционирования Δt, т.к. величина шага клепки t определяется в клепаных конструкциях летательных аппаратов как длина дуги C2Ci а сверлильно-клепальный автомат перемещается по прямолинейной составляющей и величина его перемещения при позиционировании на шаг клепки t равна значению длины хорды дуги C2Ci (фиг. 4). Определим значение этого перемещения.The movement of a drilling and riveting machine with a
Для этого рассмотрим участок ряда клепки CD между точками пересечения осей датчиков 4 и 5, 6 с поверхностью собираемой панели 1. Он представляет собой дугу CD, лежащую в плоскости, параллельной ZOX (фиг. 3).To do this, consider the section of the row of riveting CD between the points of intersection of the axes of the
Проведем касательную АВ, лежащую в плоскости клепки М, в точке постановки заклепки Ci. Тогда из условия перпендикулярности оси клепки O1O1 расстояния от касательной до дуги CD в точках С и D будут равны, т.е АС=BD=а. Это означает, что дуга CD ряда клепки между датчиками 4 и 5 при выровненной по нормали оси клепки O1O1 поверхности панели 1 имеет постоянный радиус кривизны R с определенной погрешностью. Величину этой погрешности, зависящую от отклонений теоретических значений переменного радиуса кривизны панели в зоне клепки Ω от значения R, регулируют дистанцией b между датчиками 4, 5 и 6 таким образом, чтобы отклонение нормали к поверхности панели 1 в точке клепке от оси клепки O1O1 не превышало допуск на положение оси заклепки.We draw a tangent AB lying in the plane of the riveting M, at the point of setting the rivet C i . Then, from the condition that the riveting axis is O 1 O 1 perpendicular, the distances from the tangent to the arc CD at points C and D will be equal, i.e., AC = BD = a. This means that the arc CD of the riveting row between the
Этот допуск и является основным фактором, определяющим границы зоны Ω и, соответственно, параметры настройки датчиков 2b и l. Найдем взаимосвязь между этими параметрами и радиусом R кривизны панели в зоне клепки Ω.This tolerance is the main factor determining the boundaries of the zone Ω and, accordingly, the settings of the sensors 2b and l. Find the relationship between these parameters and the radius R of the curvature of the panel in the riveting zone Ω.
Определим значение R дуги CD между датчиками 4, 5 и 6, зная параметры их настройки l и b. Проведем в равнобедренном ΔCQ1Ci высоту OC1 к хорде CCi. Отрезок OC1 является биссектрисой угла CO1Ci. Треугольники ΔCC1S и ΔCC1O1 - подобны, как треугольники со взаимно - перпендикулярными сторонами. Следовательно, имеет место равенство ∠SCCi=∠CO1C1.We determine the value of R of the arc CD between the
Из ΔCCiS найдем значение угла αFrom ΔCC i S we find the value of the angle α
где: а и b - параметры настройки датчиков 4 и 5.where: a and b are the settings for
Далее из ΔCSO1 найдем R:Next, from ΔCSO 1 we find R:
Пусть шаг клепки равен длине дуги t=C2Ci и при позиционировании на это значение точка С2 совместится с точкой Ci. При постоянном R можно определить значение t через величину R:Let the riveting step be equal to the length of the arc t = C 2 C i and when positioning on this value, point C 2 will be combined with point C i . With a constant R, you can determine the value of t through the value of R:
Отсюда найдем значение α′:From here we find the value of α ′:
Подставив R из выражения (2) в последнее равенство, имеем:Substituting R from expression (2) into the last equality, we have:
Определим значение отрезка C2Ci в ΔO1C2Ci (фиг. 5):Define the value of the segment C 2 C i in ΔO 1 C 2 C i (Fig. 5):
Подставим значение α' из выражения (5) и значение R в соотношении (2) в выражение (6) и определим значение перемещения СКА при заданном шаге t (отрезок C2Ci):We substitute the value of α 'from expression (5) and the value of R in relation (2) into expression (6) and determine the value of moving the SKA at a given step t (segment C 2 C i ):
где: t - шаг клепки;where: t is the riveting pitch;
а и b - регулировочно-настроечные параметры датчиков 4, 5 и 6 выравнивания панели 1, причем а - производная от значения параметра l (фиг. 2).a and b are the adjusting and tuning parameters of the
Таким образом, зная допуск на неперпендикулярность оси заклепки к поверхности панели 1 настройкой устанавливают параметры b и l датчиков 4, 5 и 6 выравнивания и вычисляют по формуле (7) значения перемещений q сверлильно-клепального автомата для каждой величины шага клепки t по зонам клепки криволинейной панели 1, после чего программируют маршрут ее клепки в автомате в целом и реализуют его в процессе последовательного позиционирования на шаг клепки путем линейного по оси ОХ перемещения сверлильно-клепального автомата на расчетную величину q, соответствующую величине шага клепки t, с одновременным выравниванием поверхности панели 1 по нормали к оси клепки и последующим выполнением цикла постановки заклепки в автоматическом режиме.Thus, knowing the tolerance on the non-perpendicularity of the axis of the rivet to the surface of
ПримерExample
Для подтверждения технического результата заявляемого технического решения была выполнена автоматическая клепка предварительно собранных на технологические болты экспериментальных панелей с поверхностью произвольной кривизны на установке GEMCOR 5013ТТХ - 128 /G86. Позиционирование на заданный шаг клепки t=(20±0,5) мм произведено в ручном и программном режимах по ряду клепки между технологическими болтами, соединяющими стрингер 12 без направляющих отверстий с Г-образным сечением профиля с внутренней поверхностью листа обшивки 11 панели 1 (см. фиг. 6). При этом технологические болты расположены на расстоянии, кратном двадцати значениям шага клепки t и равном (400±0,5) мм по дуге PQ на внешней поверхности панели 1, лежащей в плоскости ряда клепки ZOX.To confirm the technical result of the claimed technical solution, automatic riveting of experimental panels pre-assembled on technological bolts with a surface of arbitrary curvature was performed on a GEMCOR 5013TTX - 128 / G86 installation. Positioning for a given riveting step t = (20 ± 0.5) mm was performed in manual and program modes by a number of rivets between the technological bolts connecting the
Перемещение q сверлильно-клепального автомата G86 установки GEMCOR 5013ТТХ - 128 /G86 для реализации его позиционирования на шаг клепки t=(20±0,5) мм предварительно определено по формуле (7), исходя из параметров измерения датчиками 4, 5 и 6 расстояния до поверхности панели 1 и дистанции между ними. Причем эти параметры как в конструкции рассматриваемой модели оборудования для автоматической клепки, так и в других моделях имеют постоянное нерегулируемое значение и определяют возможность клепки панелей, кривизна которых лежит в определенном диапазоне ее значений. Поэтому величины радиусов кривизны экспериментальных панелей лежат в пределах значений кривизны фюзеляжных панелей самолета ТУ-204, автоматическую клепку которых выполняют на вышеуказанном оборудовании.The movement q of the G86 drilling and riveting machine GEMCOR 5013ТТХ - 128 / G86 for its positioning at the riveting step t = (20 ± 0.5) mm is previously determined by formula (7) based on the measurement parameters of the
В процессе ручного позиционирования (ориентирования) на шаг клепки t оператором задавалось с пульта управления значение перемещения q и, соответственно, сверлильно-клепальный автомат перемещался на это значение по оси ОХ при автоматическом выравнивания поверхности панели 1 с помощью датчиков 4, 5 и 6 относительно оси клепки O1O1, после чего производились операции цикла автоматической клепки. В программном режиме этот процесс реализован с помощью ЧПУ GE FANUC установки GEMCOR 5013ТТХ - 128 /G86.In the process of manual positioning (orientation) at the riveting step t, the operator set the displacement value q from the control panel and, accordingly, the drilling and riveting machine moved to this value along the OX axis while automatically leveling the surface of
После клепки, между технологическими болтами произведены замеры расстояний между осями заклепок по дуге ряда клепки PQ и определена погрешность позиционирования (ориентирования) на шаг клепки. При этом ее значения не превысили величин допуска ±0,5 мм на шаг клепки, что является практическим подтверждением теоретических закономерностей и основных технических принципов, заложенных в способе клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате.After riveting, between the technological bolts, the distances between the axes of the rivets along the arc of the row of rivets PQ were measured and the positioning (orientation) error on the riveting step was determined. At the same time, its values did not exceed the tolerance values of ± 0.5 mm per riveting step, which is practical confirmation of the theoretical laws and basic technical principles inherent in the method of riveting curved panels on a boring-riveting machine.
Таким образом, практически реализован технологический процесс автоматической клепки без использования для программирования параметров позиционирования маршрута клепки эталонов панелей и теоретических координат осей заклепок при перемещении сверлильно-клепального автомата на шаг клепки, в рассмотренных аналогах и в современных сборочных производствах при автоматической клепке криволинейных панелей, а сам процесс программирования маршрута клепки выполнен с использованием основных принципов способа клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате.Thus, the technological process of automatic riveting was practically implemented without using the standards of panels and the theoretical coordinates of the axis of the rivets for positioning the riveting route when the drilling and riveting machine is moved to the riveting step, in the considered analogues and in modern assembly plants for automatic riveting of curved panels, and the riveting route programming process is performed using the basic principles of the riveting method of curved panels n and a riveting machine.
Предлагаемый способ клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате позволяет получить экономический эффект при использовании, который заключается в отказе от проектирования, изготовления и хранения эталон-панелей для программирования маршрута автоматической клепки и трудоемкого ввода большого массива координат точек клепки на поверхности собираемых панелей в программу маршрута клепки автомата при наличии теоретических моделей панелей с последующими корректировками значений последних в процессе автоматической клепки вследствие малой жесткости панели. Использование расчетных параметров способа автоматической клепки предлагаемого изобретения делает процесс программирования маршрута клепки автомата простым и малотрудоемким при выполнении всех технических требований точности позиционирования (ориентирования) по маршруту клепки. Таким образом, в силу вышеуказанных причин и заключений использование способа клепки криволинейных панелей на сверлильно-клепальном автомате существенно снижает трудоемкость и время подготовки их производства при сохранении требуемых параметров качества и точности, делая заявляемый способ клепки эффективным.The proposed method of riveting curvilinear panels on a drilling and riveting machine allows to obtain an economic effect when used, which consists in refusing to design, manufacture and store reference panels for programming a route of automatic riveting and laborious input of a large array of coordinates of riveting points on the surface of assembled panels in the route program automatic riveting in the presence of theoretical models of panels with subsequent adjustments to the values of the latter in the process of automatic epki due to the low stiffness panel. Using the calculated parameters of the automatic riveting method of the present invention makes the process of programming the riveting route of the machine simple and low-labor when fulfilling all the technical requirements of positioning (orientation) accuracy along the riveting route. Thus, due to the above reasons and conclusions, the use of the method of riveting curved panels on a boring-riveting machine significantly reduces the complexity and preparation time of their production while maintaining the required quality and accuracy parameters, making the inventive riveting method effective.
Claims (1)
где t - шаг клепки;
а - измеренная датчиками выравнивания величина удаления плоскости клепки, касательной к поверхности криволинейной панели в точке пересечения ее осью силовой головки клепально-сверлильного автомата и расположенной перпендикулярно упомянутой оси, от поверхности криволинейной панели в точках, соответствующих датчикам выравнивания, при этом значение указанной величины q вводят в программу маршрута клепки сверлильно-клепального автомата, которую используют для осуществления клепки в автоматическом режиме. A method for riveting curvilinear panels on a drilling and riveting machine, including aligning the surface of the curvilinear panel in the riveting zones, installing rivets in the riveting areas of the curved panel, moving the boring and riveting machine with the power head over the said riveting zones, characterized in that the alignment of the surface of the curvilinear panel in the zones riveting is carried out by orienting it normal to the axis of the power head of a drilling and riveting machine using three alignment sensors, by They measure the distance from them to the surface of the curvilinear panel, while alignment sensors are placed on the body of the power head with the formation of their parallel axes when they intersect with the plane of an equilateral triangle with a height of 2b, in the middle of which the said plane crosses the axis of the power head with the value b , which is a parameter that determines the distance between the alignment sensors, and when the alignment sensors are located, the value of b is adjusted depending on start perpendicularity to the axis of the rivet to the surface of the curved panel and the curved panel is performed before orientation equal distances measured by the sensors before it, a linear displacement of drilling-riveting machine with a power head for riveting curved panel zones to produce a value q, which is defined by the following formula:
where t is the riveting pitch;
a - the distance measured by the alignment sensors of the riveting plane tangent to the surface of the curvilinear panel at the point of intersection of the axis of the power head of the riveting-drilling machine and located perpendicular to the axis from the surface of the curvilinear panel at points corresponding to the alignment sensors, while the value of the specified value q is entered into the program of the riveting route of a drilling and riveting machine, which is used for riveting in automatic mode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100544/02A RU2555263C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Method of riveting of curvilinear panels at drilling-riveting machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014100544/02A RU2555263C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Method of riveting of curvilinear panels at drilling-riveting machine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2555263C1 true RU2555263C1 (en) | 2015-07-10 |
Family
ID=53538336
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014100544/02A RU2555263C1 (en) | 2014-01-09 | 2014-01-09 | Method of riveting of curvilinear panels at drilling-riveting machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2555263C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626520C2 (en) * | 2015-11-09 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Drilling-riveting machine for riveting of curvilinear panels |
WO2021036588A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 上海航天精密机械研究所 | Automatic drilling and riveting actuating mechanism and method suitable for riveting rocket cabin body |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU912392A1 (en) * | 1980-07-15 | 1982-03-15 | Предприятие П/Я Р-6115 | Pickup to riveting press for straightening curvilinear panels |
SU950474A1 (en) * | 1980-11-27 | 1982-08-15 | Предприятие П/Я М-5671 | Unit for riveting |
SU967658A1 (en) * | 1978-08-07 | 1982-10-23 | Предприятие П/Я Г-4744 | Holding apparatus to press |
RU2027574C1 (en) * | 1991-04-01 | 1995-01-27 | Скуратов Виктор Иванович | Device for automatic straightening of curvilinear panels on riveting and welding equipment |
EP1857206B1 (en) * | 2002-08-19 | 2013-08-07 | TT electronics Technology Ltd | Method and apparatus for locating non-visible objects |
-
2014
- 2014-01-09 RU RU2014100544/02A patent/RU2555263C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU967658A1 (en) * | 1978-08-07 | 1982-10-23 | Предприятие П/Я Г-4744 | Holding apparatus to press |
SU912392A1 (en) * | 1980-07-15 | 1982-03-15 | Предприятие П/Я Р-6115 | Pickup to riveting press for straightening curvilinear panels |
SU950474A1 (en) * | 1980-11-27 | 1982-08-15 | Предприятие П/Я М-5671 | Unit for riveting |
RU2027574C1 (en) * | 1991-04-01 | 1995-01-27 | Скуратов Виктор Иванович | Device for automatic straightening of curvilinear panels on riveting and welding equipment |
EP1857206B1 (en) * | 2002-08-19 | 2013-08-07 | TT electronics Technology Ltd | Method and apparatus for locating non-visible objects |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2626520C2 (en) * | 2015-11-09 | 2017-07-28 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" (КНИТУ-КАИ) | Drilling-riveting machine for riveting of curvilinear panels |
WO2021036588A1 (en) * | 2019-08-26 | 2021-03-04 | 上海航天精密机械研究所 | Automatic drilling and riveting actuating mechanism and method suitable for riveting rocket cabin body |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106697326B (en) | Advanced automated process for wing-body engagement of an aircraft with predictive surface scanning | |
EP1719030B2 (en) | Methods and systems for large-scale airframe assembly | |
US7305277B2 (en) | Methods and systems for position sensing of components in a manufacturing operation | |
US11529706B2 (en) | Method of aligning hardpoints in aeronautical structures | |
CN103307977A (en) | Field measuring device, system and method of inner wall size of large rotary workpiece | |
CN106584513A (en) | Industrial robot repeated positioning accuracy testing method and industrial robot repeated positioning accuracy testing device | |
CN104308663A (en) | Method for virtually measuring machining error of profile of cambered-surface cam | |
CN103144109B (en) | Substation type precision compensation for robot system with additional external shaft | |
CN103302162B (en) | Mould positioning method based on feature distance | |
CN107957234A (en) | A kind of method and device for measuring normal vector of arbitrary point of free-form surface | |
RU2555263C1 (en) | Method of riveting of curvilinear panels at drilling-riveting machine | |
CN104236455B (en) | Honeycomb boards on-line detecting system and detection method thereof | |
CN104060839A (en) | Construction control method special for steel-structure vertical keels of metal curtain wall of large gymnasium | |
CN101833088B (en) | Digitized radar boresight method applied to plane general assembly | |
CN104615082A (en) | Rail coupling error real-time compensation device and method in cutting process | |
CN103925854B (en) | A kind of guided missile level measurement method based on three-dimensional coordinate transfer principle | |
JPH1077609A (en) | Steel member manufacturing method | |
CN209925010U (en) | Shield constructs section of jurisdiction position control device based on machine vision | |
CN206113861U (en) | Device for measuring normal vector of arbitrary point of free -form surface | |
CN105588512B (en) | The measuring device and method of class rectangle tunnel tunnel segment component size | |
CN210268525U (en) | Flexible detection equipment for C-shaped beam of wing | |
RU2626520C2 (en) | Drilling-riveting machine for riveting of curvilinear panels | |
US11338937B2 (en) | Installation comprising an articulated arm and a machine tool, and corresponding machining method | |
CN105606080A (en) | Size detection method of ultra-large combined type steel-box-shaped steel column and steel plate shear wall | |
CN110146014A (en) | A kind of measuring head structure and measurement method measuring inner circle hole data |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180110 |