自主移动钻铆机器人的基准检测与修正方法

自主移动钻铆机器人是一种适应机身筒段对接装配的8足并联机器人,由于其存在初始位置的不确定性以及加工制造等引起的理论与实际位置偏差,因此需要解决机器人制孔的基准检测问题。针对多坐标系系统和多种不同的基准形式,提出坐标变换方法与基准检测与修正方法,通过坐标系的空间变换,分别采用最小二乘法与间接转换法求解理论位置与实际位置的偏差,从而对待加工孔进行位置修正。实验表明,该方法能够实现机器人制孔的基准检测,完成偏差修正。     

考虑钻孔应力的铝合金板铆接变形实验

针对具有多个铆钉连接的铝板这一典型航空结构件,提出了ABAQUS中铆接等效建模方法,探讨了钻孔应力对铝板的变形影响。首先考虑钻孔引入的应力、铆接时铆钉自身膨胀力以及多个铆钉连接的相互耦合作用建立ABAQUS铆接等效模型,并仿真计算得出铝板压铆后的变形结果;然后进行了普通切削和线切割铝板的铆接实验;最后将实验结果与仿真结果对比,证明了钻孔应力对铆接变形的显著影响和仿真方法的有效性。     

自冲铆接中微动的研究概况

介绍了自冲铆接技术及自冲铆接,微动的破坏机制,在受到循环载荷的作用下,自冲铆接连接表面易产生微动磨损。可从结构、增加材料接触表面强度、降低摩擦系数和材料匹配等方面提高铆接材料的抗微动损伤能力,降低微动损伤。     

基于PLC的电磁铆接设备控制系统

以可编程控制器（PLC）为主要控制元件,设计出电磁铆接设备的控制系统,介绍了控制系统的工作原理、设计思想、控制方式及系统的软硬件构成。该系统已在新研制的电压电磁铆接设备中得到应用。实践证明,控制系统使用方便、工作稳定,可以满足铆接工艺要求。     

2.25m助推器筒形壳段高精度装配及自动钻铆技术

针对2.25 m助推器筒形壳段的装配和铆接,开展了无毛刺制孔刀具和工艺参数研究、电动压力铆接技术研究、电动压力铆接与气动锤击铆接剪切力对比研究和自动钻铆技术的工艺流程分析研究,得出最佳制孔和铆接参数,通过剪切力试验,得出电动压铆接头剪切力的离散性较小,铆钉成型一致性好.     

铝锂合金压铆壁板残余应力与疲劳性能分析

自动压铆是航空制造工业中的重要装配技术,压铆过程结束后铆孔周围产生的残余应力的分布形式与压铆结构的疲劳性能息息相关。本文使用ABAQUS软件建立了2060-T8铝锂合金壁板压铆过程的有限元模型,通过有限元分析发现了压铆后铆孔壁面上的残余应力由靠近镦头处到靠近钉头处逐渐降低的分布规律。随着压铆力由28.5kN增大至46kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板孔壁平均残余应力提高33%,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升180%;铆钉材料为7050-T73的压铆壁板孔壁平均残余应力提高58%,残余应力沿壁板厚度上分布的均匀度提升184%。疲劳裂纹萌生于铆接下板孔壁附近,随着压铆力由32.5kN增大至42kN,铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升了31%~80%,铆钉材料为7050-T73的压铆壁板疲劳寿命提升6%~161%。相比于铆钉材料为7050-T73的压铆壁板,相同工艺条件下铆钉材料为2117-T4的压铆壁板疲劳寿命提升12%~44%。     

Flexible servo riveting system control strategy based on the RBF network and self-pierce riveting process

As more and more composite materials are used in lightweight vehicle white bodies, self-pierce riveting (SPR) technology has attracted great attention. However, the existing riveting tools still have the disadvantages of low efficiency and flexibility. To improve these disadvantages and the riveting qualification rate, this paper improves the control scheme of the existing riveting tools, and proposes a novel controller design approach of the flexible servo riveting system based on the RBF network and SPR process. Firstly, this paper briefly introduces the working principle and SPR procedure of the servo riveting tool. Then a moving component force analysis is performed, which lays the foundation for the motion control. Secondly, the riveting quality inspection rules of traditional riveting tools are used for reference to plan the force-displacement curve autonomously. To control this process, the riveting force is fed back into the closed-loop control of the riveting tool and the riveting speed is computed based on the admittance control algorithm. Then, this paper adopts the permanent magnet synchronous motor (PMSM) as the power of riveting tool, and proposes an integral sliding mode control approach based on the improved reaching law and the radial basis function (RBF) network friction compensation for the PMSM speed control. Finally, the proposed control approach is simulated by Matlab, and is applied to the servo riveting system designed by our laboratory. The simulation and riveting results show the feasibility of the designed controller. The full text can be downloaded at https://link.springer.com/article/10.1007/s40436-022-00403-3     

CFRP构件带垫圈铆接损伤及剪切性能

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)在航空领域应用广泛,但极易发生铆接损伤。因此,针对航空CFRP构件,本文通过试验方法研究带垫圈铆接损伤行为,评估不同宽径比和宽径比西铆接构件拉伸剪切性能,研究结果表明：CFRP铆接损伤主要由镦头径向过度膨胀和镦头材料轴向变形挤压造成,以挤压损伤为主,带限制垫圈铆接可有效减少铆接损伤,其损伤主要发生在镦头附近层板孔周附近表层局部区域,由垫圈内孔附近区域挤压下凹造成；所有试件力-位移响应曲线特征由钛合金铆钉主导,呈现出明显弹性变形阶段、塑性变形阶段和最终失效阶段,最终失效模式均为铆钉剪切失效；拉伸失效过程中,垫圈均未发生明显变形,CFRP层板钉孔周围表层发生明显局部挤压损伤,拉伸过程中伴随纤维断裂声响；宽径比对试件刚度和最终失效强度均具有明显影响,而边径比对试件力-位移响应影响不明显。