BA96自动钻铆机基本原理探讨及研究.pdf

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1、．!：：i弛趟量巡已BQQ型堡工曼(6)高效的紧固件选择和输送系统，使紧固件可自动根据夹层厚度选择合适长度并输送到紧固件孔中。2应用的产品结构BA96适用的飞机产品结构分为BA96自动钻铆机基本原理探讨及研究Research＆StudyoftheBasicPrincipleofAutomaticDrillingandRivetingMachineBA96中航工业沈飞民用飞机有限公司技术管理处周自敏BA96自动钻铆机由德国宝捷公司设计制造，主要应用于商用飞机机身紧同件的自动安装。由于采用了新颖的机构和控制技术，从而获得较高的铆接质量和效率。BA96自动钻铆机系

2、统简介1技术特点和传统的自动钻铆设备比较，BA96具备如下技术特点：(1)分离式的钻孔和铆接工位的结构设计，使得钻孑L过程和铆接过程的控制相对独立，从而提供更精确的变速钻孔进给过程和更安全的铆接动作过程。(2)完善的主轴钻头润滑控制132航空制造技术·2010年第22期系统，使得钻头的润滑量得到了精确的控制，经测算，提高了钻头的耐用度约5倍，并且不占用额外的自动循环时间。(3)采用了一体化的钻锪复合刀具，使紧固件的钻孔锪窝一次完成，配合优化的T艺参数，在提高加工效率的同时极大地提高了制孔的表面质量。(4)电液伺服的夹紧和铆接力控制技术使飞机夹层结构间隙消除，

3、完全消除夹层间的毛刺，获得均匀一致的紧固件连接接头。(5)软件系统带有故障诊断功能，使系统的逻辑控制严密可靠，提高了整体系统效率和可维护性。以下几类：(1)双曲度蒙皮壁板：其表面结构为双曲度镜面蒙皮，内部结构为长珩、剪切带和多为机身的上下壁板，其气动表面质量要求较高，这是自动钻铆机加工的主要结构形式。(2)甲板类：表面结构为平面腹板，上下均有角材或槽型加强件等突出结构。(3)扭力盒类产品：表面结构为平面腹板，但下部有工字型或z型加强件，适用范围取决于下铆头的结构形式。(4)舱门类：特征为双曲度镜面蒙皮，底部为格型加强结构，在BA96上应用的737项目48段的

4、APU门，结构平均厚度1．5mm，极易变形。通过自动钻铆设备的应用，大大提高蒙皮表面质量和紧同件的铆接质量，使得BA96成为其加工质量和生产效率的保证。系统单元基本原理和功能分析在各系统单元中，控制单元是核心单元，操作者对机器的操作及控制指令由人机交互系统传输至控制单元进行解释，与核心控制软件进行数据交换然后控制各功能执行单元产生各种专用的自动化动作。定位夹紧单元、钻孑L单元、ARS单元和铆接单元是专用的功能执行单元，均属于程序受控单元，执行由控制单元经分析处理的控制指令。1动力单元动力单元提供整个系统用到的各种能源，其中液压泵站提供所需要的液压压力，用于液

5、压系统及功能元件(液压缸，电液比例控制阀，蓄能器)，提供大能量驱动的动力。稳压电源提供用于系统电机，控制元件，液压控制卡等电气元件所需要的电压。气压设备提供系统所需要的气压，用于系统的润滑、注胶和紧固件输送等功能元件。2控制单元控制单元对整个系统的各种能源、控制信息和功能部件进行分配及逻辑控制完成各项复杂系统工作。控制中心为PLC(可编程控制器)，所有的参数及功能设定由控制台进行人机交互完成。3定位夹紧单元定位夹紧单元主要的作用是完成对飞机结构表面铆接点的定位及夹紧，零件孔位确定系统可自动将零件的孔位放大反映到系统中，由操作者判断其位置是否达到正确的系统相对

6、位置；零件调平系统通过涡流检测传感器组与零件上3个点之间的距离来自动判断零件的调平程度。通过伺服夹紧，零件结构之间的间隙会被消除，而且确保结构在钻孑L铆接过程中的稳定性。4钻孔单元钻孑L单元是重要的功能执行单元，自动完成飞机结构上紧固件孑L的制备，是飞机产品制孑L质量的重要保证。其主轴系统具备完善的伺服控制功能来控制主轴的驱动、换位及锪窝深度调节。主轴的进给和换位在钻孔过程中全自动完成，因为钻孑L进给动作极为迅速，且为自动变速进给，所以这一过程采用了极为精密的控制过程来保证动态过程的准确和稳定。主轴的换位采用液压式涡轮蜗杆结构来实现45。的水平面位置旋转。锪

7、窝深度调节是通过调整受控进给的最低点来精确调节钻孔的锪窝深度，其控制精度为0．01mm，来满足飞机气动表面的齐平度要求。润滑系统在钻头钻孔完毕后回到润滑位置时启动，通过精确控制润滑时间和润滑流量进行润滑量的调节，保证制孑L精度和刀具耐用度。吸屑系统可有效收集钻孑L过程中产生的切屑，其动作过程由可编程控制器及其输出电路进行控制。注胶系统主要用于对紧固件及孔间有密封要求的铆接操作。注胶系统的启动在制孑L完毕后进行，其控制点也接入控制单元的输出环节。5ARS(铆钉自动选择)单元ARS单元能自动完成紧固件的选择并将其快速而高效地输送到飞机结构上，这是一套完善的气动系

8、统，能自动完成料斗位置的选择，以及输送管和滑道的选择