[发明专利]自动钻铆机的铆接控制方法

说明书

本发明公开了一种自动钻铆机的铆接控制方法，其包括以下步骤：获取和铆接结构相关的以及和铆钉、壁板的材料、结构相关的输入参数；判断期望相对干涉量是否大于弹性极限干涉量；计算压铆应力；计算压铆力推荐值；采用数值逼近算法计算压铆力推荐值所对应的铆钉镦头高度推荐值，然后进一步计算得到铆钉成形后的墩头直径；根据计算得到的压铆力推荐值及铆钉镦头高度推荐值控制自动钻铆机实施压铆过程。本发明，能够实现针对压铆力和镦头高度这两个关键工艺参数的协同控制，在工作状态下可同时给出压铆力和镦头高度的控制参数，从而保证铆接的干涉量和镦头高度均符合预定的控制范围，能够更好地避免工艺参数超差的问题，且易于实现实时控制。

技术领域

本发明涉及自动钻铆机领域，尤其涉及一种自动钻铆机的铆接控制方法。

背景技术

在现代化制造业中采用了大量自动化装配技术，其中之一就是已经在多个领域中得到广泛应用的自动钻铆技术。

举例来说，飞机结构采用的主要连接方法是机械连接，因而一架大型飞机上大约有150万～200万个铆钉和螺栓，为了满足现代飞机高寿命的要求，就必须保证机械连接的安全性和可靠性。近年来，为保证飞机装配质量，提高机体的疲劳寿命，同时实现大批量生产中的低成本和高效率，自动钻铆机就称为了当前飞机壁板的自动化装配的主要设备。

自动钻铆机有着高精度制孔以及铆钉尺寸筛选的能力，为了保证装配连接质量，必须保证铆接的干涉量等关键指标，而压铆力、镦头高度、镦头直径等则是保证干涉量的关键工艺参数。当前主流的自动钻铆机，如美国捷姆科公司的G2000型自动钻铆机，德国宝捷自动化公司的MPAC型自动钻铆机等，都是采用单一工艺参数为主的控制策略，即采用压铆力或者铆接行程(用于控制镦头高度)为主的控制方法。这种控制方法具有易于实现的优点，但也具有部分工艺指标容易超差的问题。

为了进一步提升自动钻铆机的加工精度和可控性以及避免部分工艺指标超差的问题，亟需一种协同控制压铆力和镦头高度工艺参数的控制方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的自动钻铆机的控制方法无法避免部分工艺指标超差，尤其是压铆力参数或铆接形成容易超差的缺陷，提出一种自动钻铆机的铆接控制方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本发明提供了一种自动钻铆机的铆接控制方法，其特点在于，包括以下步骤：

步骤一、获取和铆接结构相关的以及和铆钉、壁板的材料、结构相关的以下输入参数：

铆钉的屈服强度σ_s1；铆钉的强度极限σ_b1；铆钉的弹性模量E₁；铆钉的泊松比μ₁；铆钉的强度系数K；铆钉的指数系数n；铆钉的初始钉长L；铆钉的钉杆直径d；壁板的屈服强度σ_s2；壁板的强度极限σ_b2；壁板的弹性模量E₂；壁板的泊松比μ₂；壁板的变形系数λ₂；壁板的夹层厚度B；铆接结构的孔径D和期望相对干涉量Δ；

步骤二、根据以下公式(1)计算弹性极限干涉量Δm，公式(1)中p为强度理论系数且p＝2/√3、d₁为干涉后孔径，并判断期望相对干涉量是否大于弹性极限干涉量，

步骤三、如果期望相对干涉量大于弹性极限干涉量，则根据以下公式(2)计算压铆应力σ_Z，

σ_z＝-(σ_i+q) (2)，