【技术实现步骤摘要】
一种基于人机协作的智能铆接控制系统及铆接方法
[0001]本申请涉及机械工程和飞机装配
，具体涉及一种基于人机协作的智能铆接控制系统及铆接方法
。
技术介绍
[0002]铆接是飞机装配的主要连接方式，铆接的每个步骤将直接影响飞机蒙皮结构的稳定性
、
飞机结构的装配质量以及飞机的服役可靠性，铆接成型的质量主要受铆钉墩头尺寸是否合格，铆钉的轴线与顶铁工作面角度趋于垂直等因素的影响，当这些因素都合格时，铆接质量就可以得到很好地保证
。
[0003]目前飞机的铆接通常为一端持铆钉枪，另一端持顶铁，两者配合实现铆接作业，顶铁提供相应的顶紧力和与铆接面保持一定距离，用于控制铆钉墩头的尺寸，同时顶铁工作面与铆钉的轴线保持垂直，用于避免铆钉墩头出现歪斜，在现有技术中，专利号授权公告为
CN 202516998 U
，专利技术名称为一种多功能集成式顶铁，该专利涉及一种具有
15
度
、30
度
、45
度
、60
度工作面的异型顶铁，使用在各种机型不开敞的结构进行与人工铆接配合
。
其设计的目的只是根据不开敞结构使用，并不能控制铆接时铆钉墩头的高度以及顶铁工作面与铆钉的轴线的角度；另外专利号授权公告为
CN 115302527 A
，专利技术名称为一种双机器人自动钻铆设备，该专利涉及钻铆机器人
、
顶铁机器人进行配合
。
工作时钻铆接机器人与顶铆机...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
一种基于人机协作的智能铆接控制系统，其特征在于，包括：机器控制模块：所述机器控制模块用于在需要铆接的零件上制作第一通孔，并向所述第一通孔内送入铆钉；数据采集模块：在智能顶铁上设置压力检测模块和距离检测模块，所述压力检测模块采集所述智能顶铁的工作面对所述铆钉施加的顶紧力，所述距离检测模块采集所述智能顶铁的工作面与铆接面的距离，所述距离检测模块还采集所述智能顶铁与所述铆钉的轴线的角度；通讯交互模块：将采集的所述顶紧力
、
距离和角度数据发送至控制器，所述控制器根据标准数据库分析采集到的数据是否符合当前位置铆接需要的顶紧力
、
距离和角度范围；警报指导模块：采集到的顶紧力
、
距离和角度数据中有一项或多项数据不处于当前位置铆接需要的范围时，则发出异常警报，根据所述异常警报调整所述智能顶铁的工作面对铆钉施加的顶紧力和
/
或所述智能顶铁的工作面与铆接面的距离和
/
或所述智能顶铁的工作面与铆钉的轴线的角度；铆接执行模块：将所述顶紧力
、
距离和角度数据调整到均处于所述标准数据库中规定的当前位置铆接需要的范围时，铆接机器人根据所述智能顶铁的工作面对所述铆钉施加的顶紧力匹配相应的铆接力进行铆接操作
。2.
如权利要求1所述的一种基于人机协作的智能铆接控制系统，其特征在于，所述数据采集模块设置有第一子模块，所述第一子模块用于建立铆接面对应的空间曲面的仿真模型，并根据所述空间曲面的仿真模型和铆接位置计算得到所述智能顶铁的工作面与铆钉的轴线的角度；所述压力检测模块为安装在所述智能顶铁的工作面的压力传感器；所述距离检测模块为安装在所述智能顶铁上的距离传感器
。3.
如权利要求2所述的一种基于人机协作的智能铆接控制系统，其特征在于，所述第一子模块建立所述空间曲面模型的方法包括：在铆接面和所述智能顶铁之间建立空间直角坐标系，以所述智能顶铁上与铆钉的接触面所在平面为
xoy
坐标面，以智能顶铁到铆接面的方向为
z
轴正方向；所述距离检测模块获取铆接面上多个不同位置到所述智能顶铁的距离，得到第一数值；所述第一子模块根据所述第一数值建立所述空间曲面模型；所述智能顶铁的工作面与铆钉的轴线的角度的计算方法包括：所述距离检测模块获取铆接位置到所述智能顶铁的距离，得到第二数值；根据所述第二数值和所述空间直角坐标系计算得到铆接位置对应的坐标；根据所述坐标和所述空间曲面模型计算得到所述坐标所在曲面的法向量；计算所述法向量与
z
轴正方向对应向量之间的夹角，得到所述智能顶铁的工作面与铆钉的轴线的角度
。4.
如权利要求3所述的一种基于人机协作的智能铆接控制系统，其特征在于，所述距离传感器识别所述第一通孔，并根据多个所述距离传感器与所述第一通孔的距离，对所述第一通孔进行立体建模得到仿真通孔，通过所述仿真通孔得到穿过所述仿真通孔的圆柱体仿真铆钉，所述智能顶铁的工作面与所述圆柱体仿真铆钉端面的角度范围，与所述标准数据库中所述智能顶铁的工作面与所述铆钉的轴线的角度范围相同，对所述智能顶铁进行角度
调整，使所述智能顶铁与所述圆柱体仿真铆钉端面的偏角处于规定的角度范围
。5.
如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：淡俊杰，李吉，田亚铃，舒永圣，刘畅，刘良，范登羿，董峪杠，莫伟强，涂宇晨，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：
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