[发明专利]一种自动钻铆机压铆力位移混合控制方法

说明书

本发明公开了一种自动钻铆机压铆力位移混合控制方法，该方法同时将力信号与位置信号接入了闭环控制系统，在压铆头进给过程中未与铆钉接触的阶段，采用位置反馈闭环控制，压铆头与铆钉接触后的阶段，采用力反馈闭环控制，这样既保留了力闭环控制可以精确控制压铆力的优点，又通过利用位置闭环控制可以精确、稳定控制压铆头进给的优点，克服了系统未出现压铆力时的不稳定阶段。该方法可以满足压铆工艺中对压铆力控制的要求。

技术领域

本发明属于机械钻铆领域，具体涉及一种自动钻铆机压铆力位移混合控制方法。

背景技术

铆接技术在飞机壁板装配中，是一项普遍使用的机械连接技术，具有重量轻、强度高等优势，在航空制造领域得到了广泛的应用。经过多年的发展，铆接技术从经历了人工锤铆、气动锤铆阶段，逐渐发展到自动化机床进行钻铆安装，而自动钻铆机也从最初的气动力、液压动力，发展到现在的全自动化电动力压铆和电磁铆接。

随着压铆工艺的不断发展更新，很多研究成果已经表明，对固定尺寸、材料的加工对象，能够精确控制形成镦头时的压铆力，可以获得稳定的加工质量，所以能够进行精确的压铆力控制才能应对压铆工艺的需求。而传统的位置闭环控制中，力信号只起到了检测辅助作用，最好能够实现在达到一定压铆力时就及时停止压铆的功能。目前的钻铆机压铆动力主要采用的是电动力压铆，以欧美为代表的自动钻铆机厂商如EI、GEMCOR、 BROETJE等代表了当今钻铆设备的最高水平，但由于自动钻铆机原理和结构非常复杂，国内的各个相关技术仍存在很大差距，因此针对钻铆机压铆过程和工艺需求，提出了一种自动钻铆机力位移混合控制方法，以长度计读数作为位置反馈，力传感器信号作为力反馈，将位置反馈闭环控制与力反馈闭环控制混合，可以获得期望的压铆力，对满足钻铆机压铆功能需求具有重要的现实意义。

发明内容

本发明提供了一种自动钻铆机压铆力位移混合控制方法，在钻铆机压铆加工时，该方法通过控制系统实时获取长度计和力传感器信号，在压铆头进给过程中未与铆钉接触阶段，采用位置反馈闭环控制，精确、稳定控制压铆头进给；在压铆头与铆接接触后，快速切换到力反馈闭环控制，精确控制压铆过程结束时的压铆力为设定值。

一种自动钻铆机压铆力位移混合控制方法，具体步骤为：

(1)设定衬套的进给速度、压铆顶杆进给速度；

(2)调整法矢，保证压铆进给方向与壁板垂直，此时压铆头前端面与衬套的前端面齐平，长度计的读数为X0；

(3)控制系统通过可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)给出启动信号到衬套气缸的气动控制电磁阀，衬套伸出贴紧壁板表面后锁死，此时长度计的读数为X1，则衬套前端面与压铆头前端面间的实际距离L＝X1-X0；

(4)控制系统通过PLC给出启动信号到镦 紧驱动电机，压铆顶杆开始进给运动，，此时压铆头做位置闭环控制，压铆过程中读取长度计的读数X，则进给轴的实际进给量Z1＝X1-X；

(5)根据进给轴的实际进给量Z1采用位置闭环控制，控制进给过程；

(6)根据设定压铆力和实际压铆力采用力闭环控制，控制压铆结束时的压铆力；

(7)压铆结束后，控制系统通过PLC给出回零信号，镦 紧驱动电机反转，压铆头回到初始位置；再启动衬套气缸缩回衬套，完成压铆过程。

步骤(5)采用位置闭环控制的方法为：