[发明专利]一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的镦紧头

说明书

技术领域

本发明涉及飞机装配技术与装备领域，尤其涉及一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的镦紧头。

背景技术

在飞机壁板装配中，铆接仍然是目前主要的连接方法，占据了飞机壁板装配中大量的工作量。传统的人工铆接劳动条件差，生产效率低，铆接质量严重依赖于工人的经验和技术，所以采用自动钻铆机来代替人工操作是现代飞机装配领域的一大趋势。

然而，由于自动钻铆机原理和结构非常复杂，目前世界上只有欧美的少数厂商如EI、GEMCOR、BROETJE等具备开发和制造的能力，在国内则还处于空白状态。已有和研发中的自动钻铆机实现铆接的主流方式是采用压铆，这就需要设计和配置专用的镦紧头。

自动钻铆机工作时，镦紧头位于待装配壁板的内侧，一般需要有紧凑的结构使之不易与工装和工件产生干涉，同时镦紧头要能够提供足够大的压铆力，所以又要有足够的刚度来承受压铆力带来的自身变形。为了保证铆接质量，镦紧头应该具备必要的位移及力反馈方式来控制压铆。

此外，镦紧头上的压铆头决定了镦头的形状和大小，所以为了适应不同的直径和规格的铆钉，不同规格的压铆头应该能够快速更换。综上所述，镦紧头直接影响了铆接质量，是自动钻铆机的核心部件之一，镦紧头对结构的设计合理性、材料选择以及控制方式的设计等有着很高的要求，是卧式自动钻铆机设计的主要难点之一。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于飞机壁板卧式自动钻铆机的镦紧头，包括镦紧驱动模块，衬套压紧模块，转向机构和压铆头。

所述的压铆头包括由镦紧驱动模块驱动的外筒，设置在外筒的气缸，与外筒连接的导向套筒，位于所述导向套筒内且顶住活塞一端的导向顶杆；所述导向顶杆的端部连接有顶压飞机壁板的衬套，所述导向套筒的端部设有伸入衬套内的压铆顶杆。

本发明中，镦紧驱动模块用于驱动压铆头镦紧飞机壁板并完成压铆，其中衬套压紧模块和转向机构均安装在压铆头内。

本发明的压铆头在进行压铆时，镦紧驱动模块带动外筒、气缸、导向套筒、导向顶杆、衬套和压铆顶杆向飞机壁板推进，当衬套端部抵住飞机壁板时，镦紧驱动模块仍然驱动整个压铆头前进，此时衬套将所受的推进力通过导向顶杆转移为对活塞的压力；即衬套始终贴住飞机壁板，而压铆顶杆在镦紧驱动模块的作用下向前进行压铆，由于衬套所受的压铆推进力远大于活塞通过导向顶杆对衬套的压紧力，使得气缸反向受到衬套传递的压力，使活塞杆推动气缸内的活塞退回，同时保持衬套镦紧，而压铆顶杆推进完成压铆。

作为优选的，所述衬套套设在导向套筒的端部，导向套筒上开有导向槽，所述导向顶杆设有穿过导向槽与衬套联动的顶杆推销。

导向顶杆通过穿过导向槽的顶杆推销与衬套保持同步，在气缸内的活塞退回时，衬套的位置保持不变，导向套筒继续推进，顶杆推销在导向槽内的发生位移，为导向套筒和压铆顶杆提供避让空间。

作为优选的，所述的镦紧驱动模块用于驱动压铆头，包括镦紧驱动电机，通过同步带轮对由所述镦紧驱动电机驱动的丝杠螺母座；所述外筒通过法兰盘与丝杠螺母座联动。

作为优选的，所述丝杠螺母座的底部设有镦紧导轨滑块副，内部设有由所述镦紧驱动电机驱动的镦紧滚珠丝杠副，该镦紧滚珠丝杠副末端的下铆头座组件上安装有镦紧力传感器。

本发明中利用镦紧力传感器作为压铆时的力反馈控制，检测压铆时压铆头所受的反向作用力，用于精确控制压铆力的大小。

作为优选的，所述下铆头座组件内安装有限制丝杠螺母座移动范围的行程开关组。

作为优选的，所述的镦紧头还包括衬套压紧模块；所述衬套压紧模块包括顶压气缸活塞杆和支撑弹簧。在进行制孔和插钉操作时，通过气缸活塞杆和支撑弹簧抵住活塞的另一端，使衬套自锁，避免此时的活塞被退回。

作为优选的，所述活塞的端部与导向顶杆之间安装有衬套力传感器，用于检测力反馈，能精确控制衬套的压紧力。

作为优选的，所述外筒上安装有用于位移测量的长度计，以及用于行程控制的光电开关组。

本发明中利用长度计测量活塞的退回距离，从而得到衬套和压铆顶杆的相对位移，由此来反馈控制压铆头的压铆距离；光电开关组用于对长度计的活动杆进行最大位移限位，保证装置的可靠性和安全性。