[发明专利]一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置

说明书

本发明公开了一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置，解决了现有引孔方法及装置存在的通用性差、操作不便及较多人为主观判断因素而导致的引孔位置标定不准确、易产生定位偏差、无法有效实现对开敞性较差工作环境实施制孔，造成制孔精度及制孔效率低并极易产生“8”字孔、孔超差，最终严重影响飞机铆接质量并降低产能的问题；在不损坏飞机构件的情况下，可在一定范围内穿过飞机骨架及蒙皮的性质，以及将分别处于飞机骨架和蒙皮两侧的两个通有同向电流的线圈相互靠近时，线圈在相互的磁场中将受到安培力的作用而产生移动，最终两个线圈保持同轴这一电磁原理，在不损坏飞机蒙皮和骨架的情况下实现引孔位置的高效精确自动找正。

技术领域

本发明属于蒙皮引孔的技术领域，具体涉及一种用于飞机蒙皮与骨架装配的电磁引孔方法及装置。

背景技术

飞机装配工艺是保证飞机产品质量稳定、高强度、长寿命可靠运行的决定性环节。在飞机装配过程中，主要采用的连接方式为螺接和铆接。当飞机蒙皮与骨架连接、骨架与骨架之间连接时，均需钻制数量庞大的连接孔。对于飞机上常规的连接孔，可通过相关的数字化设备完成制孔，并有效保证制孔精度。然而，由于飞机结构复杂，不同部位骨架形状差异较大，且机身表面存在较多复杂的曲面结构，导致较多重要位置的连接孔无法通过自动化设备完成。

在飞机各部件连接过程中，为了有效控制铆钉孔位置距离零部件边界处的尺寸且避免干涉，通常需要先在飞机骨架上钻制预制孔（即初孔），然后在预装配时通过骨架上的预制孔向飞机蒙皮上引孔或者采用划线钻孔的方法进行制孔。然而，因装配顺序限制且飞机骨架存在较多的闭角区域，导致工作空间尤为狭小。当从飞机骨架内部向飞机蒙皮引孔时，制孔设备难以置于该区域，且在狭小区域内制孔设备操作难度大，造成引孔困难。而目前常规采用的引孔钉和划线引孔的方式均无法有效保证制孔精度，且现有的引孔方法均存在通用性差、操作不便及较多人为主观判断因素，导致引孔位置标定不准确，易产生定位偏差，严重影响制孔精度和制孔效率。在此类开敞性较差的区域开展制孔作业时，极易产生孔超差问题，从而影响飞机铆接质量。因此，为了提高引孔精度和引孔效率，现今迫切需要一种适用于作业空间狭小和工作环境开放性较差情况下的操作简单、引孔精度高且具有良好通用性的引孔装置。

现有技术中，如专利号为“CN109396748B”的专利文件中公开了一种飞机蒙皮磁显影引孔方法，该方法采用永磁材料制成圆柱磁棒，磁棒直径与骨架上初孔尺寸一致，使用时将磁棒一端置于初孔内，在待引孔蒙皮的一侧放置磁极观察片以获得初孔显像图形，随后移动磁极观察片，使观察片上的微孔对准磁显像孔的中心位置，实现初孔位置的标定，随后利用冲头进行制孔。

该方法存在以下问题和不足：

①该方法磁极观察片对孔操作不便。在调整观察片上的微孔与磁显像孔的中心位置对准的过程中，需要反复移动和调整磁极观察片，其过程相当于在初孔磁显像处的圆形区域内寻找确定该圆的圆心。

②该方法磁极观察片对孔操作极易产生误差。在利用磁极观察片进行对孔操作时，圆心孔的对准位置需要人为观察判断，从而引入过多人为主观判断因素，造成制孔误差。

③该方法圆柱磁棒存在无法有效固定的问题。由于飞机蒙皮和骨架大多为非铁磁性材料，即圆柱磁棒无法自动吸附在蒙皮和骨架上，并且圆柱磁棒及飞机骨架均具有一定硬度，无法保证有效固定。

④该方法普遍适用性较差，采用该方法对飞机骨架上的初孔进行引孔时，由于初孔直径较小，为了保证磁棒可放入初孔内，磁棒直径亦随之减小，在该情况下，一方面会导致磁棒体积变小，磁力变弱，不利于磁显像。

如专利号为“CN 107745825B”的专利文件中公开了一种利用磁场定位的引孔装置及其使用方法，该装置采用有机玻璃底座与型腔模型螺栓连接，有机玻璃底座上具有与开孔位置相对应的磁棒安装孔，使用时，将该装置与型腔模型共同置于待引孔的型腔内，并在安装孔内放入磁棒，通过在型腔外侧放置磁球，磁球被磁棒吸引的方法进行引孔，磁球位置即为制孔位置。

该装置存在以下问题和不足：