刘宏亮

摘 要： 飞机的制造过程是一个非常复杂、困难的过程，飞机壁板零件在装配中，非常容易出现变形，需要特殊的工装和设备进行装配，同时还需要利用到柔性装配方法，本文研究分析飞机壁板零件的装配工艺，通过应用自动钻铆技术完成壁板零件的装配，分析钻铆机的机构与工装原理，研究分析钻铆机柔性工装，保证飞机壁板零件的装配。

关键词： 壁板装配工艺;自动钻铆技术;钻铆机柔性工装

1.壁板装配工艺

飞机零部件是影响飞机质量和性能最重要的部分，飞机零部件可以分为壁板类和框梁类两种，典型的壁板零件材料上主要是铝合金、复合材料和钛合金，在结构上可以分为单曲面和双曲面，主要如图1.1.

飞机壁板零件在装配中主要可以从装配工艺分离面的划分、装配基准和定位、装配协调与互换这几个方面进行分析：

（1）分离面与工艺分离面的划分

飞机装配完成之后要满足飞机日常的维护和保养，所以零部件在装配的过程中，是要按照一定的顺序和规律进行，以便后期零件的拆卸，所以部件之间和可拆卸部件之间会有分离面，通过建立分离面可以缩短飞机的制造周期，减少产品装配工艺，提高分析的装配质量。

（2）定位与夹紧

在任何装配中都需要有基准，通过设定不同的基准可以完成不同的装配，飞机壁板装配中采用的是基准零件作为定位、划线定位、装配孔定位、坐标进行定位等来完成飞机的装配。

（3）在机械加工中，零件要满足互换性，协调性，飞机壁板零件的装配也是需要的，为了能满足后期的维修。

飞机壁板零件的装配流畅可以通过以下几个步骤进行，蒙皮是通过耳片上的定位孔定位在型架上的，同时两端贴合在内型卡板上;在通过将长桁以蒙皮作为基准，装配在蒙皮上;以蒙皮内形为基准贴合隔框，隔框与蒙皮贴合轴线为准使用工资定位器与DA孔定位，并将隔框进行夹紧;以长桁作为基准在安装角片并夹紧;将蒙皮重新作为定位，通过长桁与隔框为基准均匀的钻出NA孔;通过以上的步骤完成壁板的预装配，将壁板组件工装与旋转托架连接，进行自动钻铆装配，最终完成铆接，如图1.2。

2.自动钻铆技术

飞机装配与制造中，自动钻铆技术作为柔性装配技术中一个非常重要的核心技术，它是在数字量尺协调体系的基础上，在通过装配仿真、虚拟技术、集成技术，完成装配过程。

美国GEMCOR公司是最早研究自动钻铆技术的公司，最开始的是使用单台铆接机进行铆接，随着工业的发展，不能满足生产，一步一步的发展，半自动、全自动，到现在的柔性铆接技术，大大的提升了铆接质量与产品表面的平整度，通过不同型号的钻铆设备和可改变的铆头，实现壁板的的铆接。

起初研究的钻铆技术只能单一实现铆接，同时只能在单方向上进行铆接，代替人工，铆接，而现代先进的铆接技术，是通过五轴铆接机与柔性机器人结合产生的铆接技术，可以实现不同机型、不同结构壁板的铆接。

3.钻铆机柔性工装

自动铆接机结构主要有分离式的钻孔和铆接系统以及旋转托架系统，自动铆接机的机构如图3.1.

（1）控制系统，同时也是钻铆机的核心机构，是控制钻铆机工作的系统，主要是由PMAC运动控制系统控制实现，有人机对话屏幕、手持控制单元、操作台、编码器、伺服放大器、钻铆执行器、自动送钉系统等模块;

（2）动力系统，包含液压、气动以及电力等动力源、主要的元件有液压缸、控制阀、蓄能器、伺服电机等;

（3）定位与夹紧系统，主要有旋转托架与工装及上下铆头工作过程中对产品实现定位与夹紧;

（4）钻孔与铆接系统，该部分是铆接机的执行机构，是完成铆接过程中钻孔与铆接动作的，为了能满足铆接质量，主轴系统需要伺服控制主轴的转速，换位（涂胶/铣平/压铆）的调节;

（5）ARS自动送钉系统，该系统是实现铆接过程的可连续性的必要环节，主要包含自动装订器、装订储备柜，送钉器等;

（6）检测系统，主要是完成对铆接过程的监控，铆接的平整度、铆钉铆接完成的高度、压铆力测算等，主要是应用激光传感器测量铆接的质量;

（7）旋转托架系统，钻铆机旋转托架组件在铆接过程中。可将飞机产品工装及工装连接器牢固在设定的传感器上，完成铆接过程，保证铆接过程中，可以实现多方位、多角度的铆接，实现一次定位的铆接动作。

结论

飞机零部件的装配在飞机制造中式一个主要的环节，飞机上每一个系统和主要结构都是由零部件组装而成的，这些零件在装配过程中主要是应用工装的定位于夹紧，在结合钻铆进行连接，所以钻铆技术和质量直接影响飞机结构的寿命与飞机的总体性能，飞机壁板零件装配使用的钻铆机，它的工作主要分为定位、夹紧、钻孔、涂胶、送钉、铆接以及铣平，通过这些工序将壁板零件铆接上，是的质量和性能满足飞机的要求。

参考文獻

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