自动钻铆技术在直升机机身总装中的应用研究

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1、研究论文自动钻铆技术在直升机机身总装中的应用研究程涛，魏超，肖庆东(北京航空制造工程研究所，北京100024)【摘要】针对直升机装配行业的高质量、高效率的自动化装配需求，提出一种直升机机身总装自动钻铆系统。对直升机机身总装自动钻铆系统的功能、结构及关键技术进行了详细说明，此项研究系统可有效缩短直升机的研制周期、降低成本和提高竞争能力。关键词：直升机；自动钻铆系统；数字化定位工装；圆弧导轨；末端执行器ResearchonApplicationofAutomaticDrill-RivetingTec

2、hnologyintheHelicopterFuselageAssemblyCHENGTao，WEIChao，XIAOQingdong(AVICBeijingAeronauticalManufacturingTechnologyResearchInstitute，Beijing100024，China)【ABSTRACT】Forthehighqualityandhighefficiencyrequirementofhelicopterassemblyindustry,automaticdrill

3、-rivetingofthehelicopterfuselageassemblywaspresented．Thefunction，structureandkeytechniqueofthesystemwereillustratedindetail．Theautomaticdrill-rivetingsystemcanshortenthedevelopmentcycle，reducethecostandimprovethecompetitionabilityinthehelicopterassem

4、bly．Keywords：Helicopter；Automaticdrill--rivetingsystem；Digitalpositioningtooling；Arcguiderail；End·-effectorDoI：10．16080a．issnl671—833x．2017．09．084据相关统计，飞机机体疲劳失效事故的70％是源于结构连接部位，其中80％的疲劳裂纹产生于连接孑L处，因此连接质量极大地影响着飞机的寿命⋯。因此根据飞机自动化制孔的特点和要求，国外著名的飞机装配设备制造厂家(如G

5、emcor、E1等公司)生产了许多大型的面向飞机装配的自动化制孔和铆接设备。国外在新一代飞机的研制上大多已经采用自动钻铆设备配柔性定位工装的装配模式，尤其是基于机器人载体的自动制孑L及铆接系统口]。近年来，国内陆续引进了许多大型自动钻铆机，单台式自动钻铆机逐步开始应用于飞机壁板铆接中，并在局部上采用了较先进的技术，如利用激光跟踪仪或计算机辅助经纬仪技术安装型架【3卅。少数直升机制造厂也采用了自动钻铆技术，简化了装配型架结构，但与发达国家航空企业相比还存在较大的差距15l。直升机外形复杂，而且零件

6、数量巨大，内部空间紧凑，协调关系复杂，装配和安装周期长，质量要求更加严格，所以直升机的装配技术是一项技术难度大、涉及学科领域多的综合性高技术。目前装配T作在飞机生产84航空制造技术·2017年第9期过程中是最费时费力的，长期以来一直困扰着制造业的发展，严重影响了直升机的研制周期p】。本文根据直升机特殊的结构和工艺要求，设计出直升机机身总装自动钻铆系统，能够实现产品的自动压紧、自动测量标定、自动SJJ孑L、涂胶、送钉，并实施铆接，能够一次完成手工需要多次操作的工作，可满足直升机装配高质量、高效率的

7、自动化装配需求。1直升机机身总装自动钻铆系统功能和结构直升机机身总装自动钻铆系统包括机身结构自动化定位子系统、机器人自动钻孑L子系统等，如图1所示。此系统可实现机身结构的自动夹持定位、测量和机器人自动定位，实现前机身、中机身及过渡段连接区的自动制孔、送钉并进行铆接。1．1机身结构自动化定位子系统机身结构自动化定位子系统即数字化定位工装，主要包括工装主体、旋转机构和保型机构，可以完成产品的定位、夹持、保型和旋转。其功能主要是在机身结构预连接完成后，拖车驱动机身进入旋转机构，调整位置；研究论文然后旋

8、转机构、保型机构入位，保持机身外形；旋转机构驱动机身进行旋转，将机身旋转至工作位置，如图2所示。图1直升机机身总装自动钻铆系统Fig．1Automaticdrill-rivetingsystemofthehelicopterfuselageassembly保型机构工装主体滑座保型机构动部分滑座旋转机构环形结构下部同弧图2机身结构自动化定位子系统Fig．2Automaticpositioningsubsystemoffuselagestructure工装主体包括4个立柱底座和1套环形结构。环形结构