[发明专利]一种飞机气动铆接质量在线检测装置及检测方法

说明书

本发明提供了一种飞机气动铆接质量在线检测装置及检测方法，涉及工业装配制造领域，检测装置包括底座、顶铁、夹紧螺栓、传感器系统、铆接板、铆钉、数据处理系统，用于铆接过程参数精确采集、铆接数据的处理与铆接质量的评价。本发明提供了一种可用于飞机气动铆接质量在线检测的检测方法，可通过调整丝杆螺栓实现仿真板夹紧和放松，利用传感器对于铆接信号的实时采集，数据文件传输到上位机进行结果分析和评价，在显示平台上显示出铆接的基本过程、铆接质量评价结果和针对性指导反馈。本发明操作简单，数据采集精确，评价结果和反馈指导客观准确，可以有效提高铆接质量评价效率，显著降低质量检验成本。

技术领域

本发明涉及航空航天运用气动铆接装配制造领域，是一种飞机气动铆接质量在线检测装置，特别是一种铆接质量在线检测评定和铆接操作改进指导的方法。

背景技术

在装配制造领域，机械连接是重要的组成部分，是将零散零件集成为多功用装备和系统的必要方法。为了保证零件装配成系统后具有高强度、长寿命，必须对于连接工艺进行研究。铆接作为机械连接的主要方式，具有低风阻系数、性能稳定、长寿命、良好密封性等优点而被广泛采用，尤其是航空航天领域。

目前，为了保证铆接质量的一致性，国外研发了自动钻铆设备，采用压铆的方式，但是由于其只能用于开敞部位和法向检测不准确等问题，使用受到很大限制，多用于开敞性良好的部位连接。因此，开敞性差的连接部位，只能采用气动铆接。气动铆枪机构简单、且结实轻便，目前国内气动铆接自动化水平较低，主要以人工手持铆枪铆接为主，铆接质量一致性不高，需要进行逐个质量检测。传统铆接质量检查方法检查铆钉质量有两种，一是检查铆钉的墩头形貌，但是对于铆接质量评价的可靠性较差；二是必须把铆接板沿着直径方向剪开检查铆接干涉量情况，但是结果会导致连接件失效；由于将变形后的铆钉从连接板中取出后会出现自由回弹，导致干涉量测量不准，同时还需要开发借助专门的夹具来固定铆接后铆钉完成尺寸测量和干涉量计算，不仅程序繁复，工艺难度大，成本高，同时测量结果也存在不准确问题。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种气动铆接质量评价和验证装置及方法，可以应用于气动铆接质量检测领域，解决传统质量检测方式可靠性差、检测成本和工艺要求高等问题。同时，还可以实现对于测试台信号评价方式的准确性进行试验验证，保证使用过程中的可靠性。

发明内容

针对现有质量检测设备和方法的缺陷，本发明提供了气动铆接质量评价和验证装置及方法，并以期通过此工装对于气动铆接冲击力大小、铆接位置偏移、角度偏斜三个重要参数进行测量，从而完成对于气动铆接过程的科学反映，提供一种评价铆接质量的无损检测方法，同时可以对铆接工人进行实时反馈与指导。

本发明公开了一种飞机气动铆接质量在线检测装置，包括底座、顶铁、夹紧螺栓、传感器系统、铆接仿真板、铆钉和数据处理系统，所述铆接仿真板与所述顶铁通过丝杆相连，所述丝杆通过顺、逆时针转动用于所述铆接仿真板和所述顶铁的夹紧与放松。

进一步地，所述丝杆采用细牙单线螺纹连接，螺纹升角小于3.5°。

进一步地，所述顶铁与铆接板通过丝杆相接的同时与力传感器通过螺纹连接，与加速度传感器也通过螺纹连接固定。

进一步地，所述传感器系统包括一个三轴力学传感器位于顶铁的几何中心，与顶铁通过螺纹连接，用于直接检测顶铁传递的x、y、z三轴冲击力。

进一步地，所述传感器系统包括四个加速度传感器在以顶铁几何中心为圆心的圆周上均匀布置，分别位于三轴力传感器的坐标轴上，通过螺纹连接方式进行定位，用于直接检测顶铁传递的z轴方向的冲击力，以反应铆接力出现偏斜角度的大小。

进一步地，所述底座与所述三轴力学传感器相连接，用于轴向固定。

本发明还公开了使用飞机气动铆接质量在线检测装置的检测方法，包括如下步骤：

第一步：对于所述的传感器系统进行调零和校准；