在飞机制造过程中,金属壁板和复合材料壁板制造完成后,需要对其进行型面的误差检测,当型面误差较大时,在后面的装配过程中,会产生较大的装配应力,影响最终的产品质量。在装配过程中,也需要给壁板施加一定的压紧力,再进行定位。在飞机制造领域,通常是设计专用的检验工装,将壁板构件置于检验工装上,在构件型面规定距离多点位置上施加一定大小的压紧力,以使构件朝向检验工装产生一定的弹性变形,再根据构件与检验工装的吻合度来评测产品是否合格。
对于阵列多点施力,存在施力和型面变形的耦合,导致施力大小相互影响,且不同的施力顺序,影响规律和程度不同,如在某一点压到刚性的检验卡板后,施力再大也不再产生更大的形变,且压紧卡板后,卡板与壁板有很大的摩擦力,导致壁板局部变形受阻,进而影响壁板检测和装配的质量;如果通过仿真分析计算来确定施力速度和顺序,计算过程繁琐,由于存在非线性和耦合等因素,与实际的结果出入较大。
为了解决上述问题,本发明提供的壁板型面检测和装配压紧力施力方法,可以解决上述的现有技术中的问题。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案包括以下步骤:
步骤1、根据飞机检测和加载标准,在壁板检测或装配的工装相应部位安装单点压紧力施力模块。
步骤2、根据航空壁板检测标准,输入设定的施力目标值F, 和设定的施力加速时间T,将输入的施力目标值F和施力加速时间T代入公式Fa=F/T,计算得到施力加速度Fa。
步骤3、对于各施力点,根据控制周期ΔT,计算当前周期应该输出的理论给定力增量值,计算公式如下:
∆F=Fa×∆T
式中:∆F为理论给定力增量,Fa为施力加速度,ΔT为控制周期。
步骤4、给每个施力点同步施加Fact,施加的实际给定力Fact大小与理论给定力增量∆F相同,即Fact=ΔF,式中Fact表示实际给定力,∆F表示理论给定力增量。
步骤5、根据每个施力点反馈的位移增量ΔS和实际给定力增量ΔFact及实际给定力Fact,代入公式∆Sremain=∆S∆Fact×(F-Fact),预测该施力点在施以施力目标值的情况下的剩余位移量,式中∆Sremain表示剩余位移量,ΔS表示位移增量,ΔFact表示实际给定力增量,F表示施力目标值,Fact表示实际给定力,并且根据该公式在计算过程中还可得到所有施力点中的最大剩余位移量:∆Sremain-max。
步骤6、计算下个周期每个施力点实际施力增量,根据同步到达目标点(变形量随压紧力增加达到最大给定目标力的点或者力未达到目标值,但变形量已经达到最大值的点)原则代入公式:∆Fact=∆Sremain∆Sremain-max×∆F,算得修调实际给定力增量,式中:ΔFact表示实际给定力增量,∆Sremain表示剩余位移量,∆Sremain-max表示最大剩余位移量,∆F表示理论给定力增量。
步骤7、根据修调后的施力大小进行施力,输出当前控制周期的实际给定力F'act=Fact+∆Fact 式中F'act表示当前控制周期的实际给定力,Fact表示实际给定力,∆Fact表示实际给定力增量。
步骤8、跳转到步骤5,循环进行下个周期的计算,直到当前控制周期实际给定力F'act达到施力目标值F,即F'act=F,或者当前点不变形为止,停止增加该点的施力值。