论文部分内容阅读
上世纪40年代，美国捷姆科公司在世界上首先发明了自动钻铆紧固工艺。自那以后，自动钻铆技术就开始在飞机装配中逐渐应用起来，现在已经成为飞机装配的主流技术之一。
从手动到自动
铆接在工业生产中应用广泛，是因为它有很多其他金属连接方法没有的优点。首先，在对重量敏感的行业，比如航空航天领域，同样重量的连接工具，铆接能达到比其他工具更高的强度。其次，铆接很可靠。为什么这么说呢，拿螺栓连接作为对比就知道了。螺栓连接需要螺栓配合螺母一起使用，在使用中存在松动的问题。铆接是利用自身的金属永久变形来实现连接的，不存在松动问题，连接自然也就更可靠。最后，铆接性价比也高。铆钉一般是由轻质的合金材料制成，成型工艺简单，成本低廉。在市场上，铆钉是论重量卖，而其他紧固件基本上都是按个卖。
铆接虽然有这么多的好处，但是要实现铆接却不是那么容易。起初的铆接，都是手动实现的。以飞机制造行业的手动铆接为例，一般是采用冲击铆接，其原理是通过铆枪产生冲击力作用在铆钉上，同时在另一侧给铆钉一个支撑，铆钉受到冲击力挤压后，产生永久变形完成铆接。手动铆接工作不仅费时费力，而且工作环境差，铆接发出的噪音对操作人员听力损伤严重。
自动钻铆技术起源于美国，其标志是1948年美国捷姆科公司研发出自动钻铆紧固工艺并随后将其应用于飞机壁板的铆接。自动钻铆是一种用设备来代替人工进行钻孔并铆接的自动化装配技术。和手动铆接相比，自动钻铆技术为稳定的产品质量提供了有力保证，同时将操作人员从繁重的体力劳动中解放出来。
世界上其他国家的自动钻铆技术，大多是从美国引进的，然后再进行国产化和后续研发。前苏联在上世纪70年代从捷姆科公司引进了G300型和G666型自动钻铆系统，并在此基础上研制出了自己的自动钻铆系统，有AK-2.2-0.5、AK-5.5-2.4等。法国在从美国引进各种型号的自动钻铆系统后，也曾研制出自己的自动钻铆系统PRECA300和PRECA600，其性能与G300相当。
德国在引进美国自动钻铆技术的基础上，进行了大量的研发和技术创新工作，其产品现在已经进入了世界自动钻铆设备的领先行列。如德国的宝捷公司，不仅生产一般的C型自动钻铆设备，还针对机身壁板的铆接，开发出了专用设备MPAC（Multi-Panel Assembly Cell）。中国在上世纪70年代初期和80年代中期也曾有过研发自动钻铆系统的工作。
自动钻铆技术已在飞机装配中得到广泛应用。在20世纪80年代，波音公司壁板自动钻铆已达60%以上。自20世纪90年代初，波音公司在发展777飞机的过程中，全面实施飞机数字化技术以来，自动钻铆技术迅速从壁板自动钻铆，扩展到了机翼翼梁、机身半壳体或筒形体、复合材料部件、机身对接、机翼对接等各个装配部位，波音和空客分别形成了多种机型、多种部件的自动化装配生产线。
一般来说，自动钻铆系统大体可分为钻铆执行系统、零件定位系统及集成控制系统三个部分。
钻铆执行系统。钻铆执行系统的主要作用就是根据接收到的指令，实现包括制孔、铆接、质量检测、紧固件插入、自动注胶、真空除屑等功能。这些功能可以按照实际钻铆工作的要求进行增加或减少。
零件定位系统。零件定位系统的主要作用就是将需要加工的零件固定好，从而保证在自动钻铆的过程中零件和设备的相对位置不变。
集成控制系统。集成控制系统的主要作用就是将钻铆执行系统和零件定位系统有机联系起来，告诉钻铆执行系统该如何运动并按照要求去准确的实现这种运动。
零件定位系统的进步
像任何事物一样，自动钻铆技术也在不断地发展中。从动力来源上看，从早期的液压动力为主，发展成现在的电动动力为主，兼有电磁动力。另一个方面，钻铆技术柔性化进一步得到加强，这主要体现在零件定位系统上。
早期的零件定位系统是依赖手工的，每次完成一个状态的钻铆后需要人工来实现另一个零件姿态的转换。进行钻铆前，先将产品按要求固定在升降台上，然后靠手工来移动和调节零件的位置，完成一个工作循环后，还要靠手工移动到下一个加工位置。
后来，出现了半自动的零件定位系统。该系统的操作方式是把产品固定在悬架上，悬架再与一个桥式支架连在一起。通过一个遥控装置，可以让悬架实现多方向的运动。这种半自动的零件定位系统通常用于机身壁板、框、门组件或大的梁结构等。
鉴于手工和半自动的零件定位系统都有调节不便、效率不高、精度低等缺点，现在的钻铆系统已经大量采用全自动的零件定位系统。全自动的零件定位系统优点是定位迅速、效率和精度都比较高，目前已经在民用飞机的机翼壁板、机身壁板、中央翼盒的铆接中加以广泛运用，还有就是比较复杂的形面，如发动机前缘的铆接。
从手动到自动
铆接在工业生产中应用广泛，是因为它有很多其他金属连接方法没有的优点。首先，在对重量敏感的行业，比如航空航天领域，同样重量的连接工具，铆接能达到比其他工具更高的强度。其次，铆接很可靠。为什么这么说呢，拿螺栓连接作为对比就知道了。螺栓连接需要螺栓配合螺母一起使用，在使用中存在松动的问题。铆接是利用自身的金属永久变形来实现连接的，不存在松动问题，连接自然也就更可靠。最后，铆接性价比也高。铆钉一般是由轻质的合金材料制成，成型工艺简单，成本低廉。在市场上，铆钉是论重量卖，而其他紧固件基本上都是按个卖。
铆接虽然有这么多的好处，但是要实现铆接却不是那么容易。起初的铆接，都是手动实现的。以飞机制造行业的手动铆接为例，一般是采用冲击铆接，其原理是通过铆枪产生冲击力作用在铆钉上，同时在另一侧给铆钉一个支撑，铆钉受到冲击力挤压后，产生永久变形完成铆接。手动铆接工作不仅费时费力，而且工作环境差，铆接发出的噪音对操作人员听力损伤严重。
自动钻铆技术起源于美国，其标志是1948年美国捷姆科公司研发出自动钻铆紧固工艺并随后将其应用于飞机壁板的铆接。自动钻铆是一种用设备来代替人工进行钻孔并铆接的自动化装配技术。和手动铆接相比，自动钻铆技术为稳定的产品质量提供了有力保证，同时将操作人员从繁重的体力劳动中解放出来。
世界上其他国家的自动钻铆技术，大多是从美国引进的，然后再进行国产化和后续研发。前苏联在上世纪70年代从捷姆科公司引进了G300型和G666型自动钻铆系统，并在此基础上研制出了自己的自动钻铆系统，有AK-2.2-0.5、AK-5.5-2.4等。法国在从美国引进各种型号的自动钻铆系统后，也曾研制出自己的自动钻铆系统PRECA300和PRECA600，其性能与G300相当。
德国在引进美国自动钻铆技术的基础上，进行了大量的研发和技术创新工作，其产品现在已经进入了世界自动钻铆设备的领先行列。如德国的宝捷公司，不仅生产一般的C型自动钻铆设备，还针对机身壁板的铆接，开发出了专用设备MPAC（Multi-Panel Assembly Cell）。中国在上世纪70年代初期和80年代中期也曾有过研发自动钻铆系统的工作。
自动钻铆技术已在飞机装配中得到广泛应用。在20世纪80年代，波音公司壁板自动钻铆已达60%以上。自20世纪90年代初，波音公司在发展777飞机的过程中，全面实施飞机数字化技术以来，自动钻铆技术迅速从壁板自动钻铆，扩展到了机翼翼梁、机身半壳体或筒形体、复合材料部件、机身对接、机翼对接等各个装配部位，波音和空客分别形成了多种机型、多种部件的自动化装配生产线。
一般来说，自动钻铆系统大体可分为钻铆执行系统、零件定位系统及集成控制系统三个部分。
钻铆执行系统。钻铆执行系统的主要作用就是根据接收到的指令，实现包括制孔、铆接、质量检测、紧固件插入、自动注胶、真空除屑等功能。这些功能可以按照实际钻铆工作的要求进行增加或减少。
零件定位系统。零件定位系统的主要作用就是将需要加工的零件固定好，从而保证在自动钻铆的过程中零件和设备的相对位置不变。
集成控制系统。集成控制系统的主要作用就是将钻铆执行系统和零件定位系统有机联系起来，告诉钻铆执行系统该如何运动并按照要求去准确的实现这种运动。
零件定位系统的进步
像任何事物一样，自动钻铆技术也在不断地发展中。从动力来源上看，从早期的液压动力为主，发展成现在的电动动力为主，兼有电磁动力。另一个方面，钻铆技术柔性化进一步得到加强，这主要体现在零件定位系统上。
早期的零件定位系统是依赖手工的，每次完成一个状态的钻铆后需要人工来实现另一个零件姿态的转换。进行钻铆前，先将产品按要求固定在升降台上，然后靠手工来移动和调节零件的位置，完成一个工作循环后，还要靠手工移动到下一个加工位置。
后来，出现了半自动的零件定位系统。该系统的操作方式是把产品固定在悬架上，悬架再与一个桥式支架连在一起。通过一个遥控装置，可以让悬架实现多方向的运动。这种半自动的零件定位系统通常用于机身壁板、框、门组件或大的梁结构等。
鉴于手工和半自动的零件定位系统都有调节不便、效率不高、精度低等缺点，现在的钻铆系统已经大量采用全自动的零件定位系统。全自动的零件定位系统优点是定位迅速、效率和精度都比较高，目前已经在民用飞机的机翼壁板、机身壁板、中央翼盒的铆接中加以广泛运用，还有就是比较复杂的形面，如发动机前缘的铆接。