一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统，其特征在于，包括喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统、以及总控系统；分别独立控制自动化生产线的喷砂工位，喷铝工位，喷胶工位，固化炉工位，AGV工位；总控系统用于对喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统这五个工位监视、急停控制，还负责生产流程和生产节拍的管理。本发明专利技术实现飞机机翼生产过程中火焰喷铝工序的自动化和无人化，降低操作人员整体劳动强度，改善劳动条件，提高生产效率，同时能够对运行过程可能出现的意外情况进行处理，提升系统运行的安全性。统运行的安全性。统运行的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统


[0001]本专利技术涉及飞机生产制造
，具体是指一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统。

技术介绍

[0002]先进复合材料主要指高性能纤维(如硼纤维、碳纤维和芳纶)等增强的树脂基复合材料。近年来随着材料工艺的成熟以及产品质量的提高，高性能复合材料因其耐高温、耐疲劳、阻尼减震性好、破损安全性高等优势，逐渐成为了制造现代飞行器蒙皮的重要材料。
[0003]尽管有相对于金属材料，复合材料在诸多性能占据着更大优势，但导电性较差这一特性使得它在飞行器制造领域的应用受到了一定的限制。具体原因在于飞行器在飞行过程中遭遇雷击的风险不可避免，金属材料因其良好的导电性能，可将闪电的巨大电流迅速传导至飞行器外部；但复合材料的巨大电阻使其更易遭受到雷击的影响，从而导致飞行器部件的损坏。因此有必要采取一定的技术手段提升复合材料抗雷击的能力。
[0004]迄今复合材料雷击防护技术主要为4种：网箔保护法、表面层保护法、复合胶膜保护法以及添加导电材料保护法。相对于前三种防护技术，添加导电材料保护法因其工艺性较为简单，成本低廉，生产时间较短而更加受到飞行器制造行业的广泛青睐。
[0005]综合材料成本、导电性、机械性能等种种因素考虑，在飞机制造中，添加导电材料保护法所采用的导电材料一般是铝单质，加工过程一般采用火焰喷铝的方式，即利用氧气和乙炔的燃烧产生的高温，将送丝机送出的铝丝液化并喷涂至部件表面自然冷却，形成均匀的铝层。
[0006]落实到喷铝的具体工艺上，在喷铝之前，应当加工部件进行喷砂处理，使其表面粗化，以增强铝层的附着性。在喷铝之后，还需在铝层表面喷涂上胶层，并在烘箱中对部件予以加热固化，此举是为了增强铝层在部件表面的粘滞程度。总结起来，火焰喷铝工艺总共可分为四个子工艺流程：喷砂，喷铝，喷胶，以及固化。各个工艺流程按照顺序进行。
[0007]目前在国内的飞行器制造领域，火焰喷铝的工艺主要由人工完成。人工火焰喷铝工艺受操作者因素影响较大，涂层均匀性差，不可控性高，喷涂质量参差不齐。另一方面，机翼作为飞行器重要部件之一，因其大体积，其喷涂作业若完全依靠人工完成，劳动强度相对较大。且喷砂工艺中所产生的灰尘，喷铝工艺中产生的铝屑，以及喷胶工艺中喷涂的胶液，如若没有完善的劳动保护措施，长期在火焰喷铝工艺的加工环境下工作对人体有较大的损伤。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种实现飞机机翼生产过程中火焰喷铝工序的自动化和无人化，降低操作人员整体劳动强度，改善劳动条件，提高生产效率,同时能够对运行过程可能出现的意外情况进行处理，提升系统运行的安全性的用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系。
[0009]本专利技术通过下述技术方案实现：一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统，其特征在于，包括喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统、以及总控系统；
[0010]所述喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统分别独立控制自动化生产线的喷砂工位，喷铝工位，喷胶工位，固化炉工位，AGV工位；
[0011]所述总控系统用于对喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统这五个工位监视、急停控制，同时还负责生产流程和生产节拍的管理。
[0012]本技术方案原理为，喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统分别独立控制自动化生产线的喷砂工位，喷铝工位，喷胶工位，固化炉工位，AGV工位进行运作，总控系统用于对上述五个工位控制系统进行监视、急停控制，同时还负责生产流程和生产节拍的管理，进而使得上述五个工位控制系统控制该空位协同运作，六个工位协同运作，从而实现飞机机翼火焰喷铝生产线的自动化、无人化。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述喷砂工位控制系统主要由喷砂机器人，Z轴导轨，X轴导轨，导轨伺服电机，喷砂末端执行器，喷砂主机以及回砂设备组成；其通过PLC，驱动器，机器人控制柜以及信号接收端子进行控制；
[0014]所述喷砂末端执行器固定于喷砂机器人末端，喷砂机器人安置于伺服电机控制的导轨上；喷砂末端执行器的喷口设置有挡片，受到PLC控制，所述挡片放下能够阻挡喷砂末端执行器喷出的砂粒喷至机翼表面；所述喷砂机器人和导轨电机从初始位置执行预设的示教程序，带动喷砂末端执行器运动后，挡片提升，开始对机翼进行喷砂加工。
[0015]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述喷铝工位控制系统主要由喷铝机器人，伺服电机，Z轴导轨，X轴导轨，导轨伺服电机，喷铝末端执行器，温度调节模块，点火装置以及气体管理装置构成，通过PLC，驱动器，机器人控制柜以及信号接收端子进行控制；所述气体管理系统用于对工艺气体氧气、乙炔、压缩空气的流量进行控制，内部设有氧气、乙炔探测器；所述温度调节模块在喷涂过程中始终监控喷铝火焰的温度变化，并配合气体管理系统对温度进行调节。
[0016]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述喷胶工位控制系统主要由喷胶机器人，Z轴导轨，X轴导轨，导轨伺服电机，喷胶末端执行器，自动供胶系统，UV光解系统以及相关气体浓度传感器构成，通过PLC，驱动器，机器人控制柜以及信号接收端子进行控制；所述喷胶末端执行器固定于喷胶机器人末端，所述喷胶机器人安置于伺服电机控制的导轨上，所述自动供胶系统、UV光解系统以及相关传感器相对独立，安装于喷胶工位的现场。喷胶机器人执行预设的示教程序，带动喷胶末端执行器运动，喷胶末端执行器的喷口靠近机翼表面，喷涂供胶系统所提供的胶液。
[0017]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述固化炉工位控制系统主要由固化炉及其控制系统构成；固化炉炉体用于存放机翼并对其进行固化，控制系统主要控制炉内的温度和气压，且控制系统需与总控系统进行通讯，反馈固化炉工位的状态。
[0018]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述AGV工位控制系统由一台AGV以及定位工
装构成，所述AGV顶部设置二举升立柱，由伺服电机控制其举升和下降，从而带动机翼以及机翼的固定工装的上升和下降，AGV内部有射频通讯装置，用于与总控系统进行实时通讯；总控系统下发移动机翼指令后，AGV驶入机翼存在的位置，机翼连同其固定工装安置于定位工装上；所述定位工装由四个定位座构成，所述定位座上均设置有锥形销，机翼的固定工装下端为四个有孔座，与定位座上的锥形销能够形成配合，所述定位工装上安装有接近开关。
[0019]为了更好地实现本专利技术，进一步地，所述AGV采用二次定位的方式对该误差进行补偿，AGV上安装有相机，该相机会在AGV行走至预定位置之后采集地面上上的反光片的位置数据，内置于AGV的PLC会将该位置数据会与反光片的理论位置数据进行比对，计算出AGV距其理论位置的偏差，进而驱动AGV进行补偿；所述AGV上还安装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统，其特征在于，包括喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统、以及总控系统；所述喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统分别独立控制自动化生产线的喷砂工位，喷铝工位，喷胶工位，固化炉工位，AGV工位；所述总控系统用于对喷砂工位控制系统、喷铝工位控制系统、喷胶工位控制系统、固化炉工位控制系统、AGV工位控制系统这五个工位监视、急停控制，同时还负责生产流程和生产节拍的管理。2.根据权利要求1所述的一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统，其特征在于，所述喷砂工位控制系统主要由喷砂机器人，Z轴导轨，X轴导轨，导轨伺服电机，喷砂末端执行器，喷砂主机以及回砂设备组成；其通过PLC，驱动器，机器人控制柜以及信号接收端子进行控制；所述喷砂末端执行器固定于喷砂机器人末端，喷砂机器人安置于伺服电机控制的导轨上；喷砂末端执行器的喷口设置有挡片，受到PLC控制，所述挡片放下能够阻挡喷砂末端执行器喷出的砂粒喷至机翼表面；所述喷砂机器人和导轨电机从初始位置执行预设的示教程序，带动喷砂末端执行器运动后，挡片提升，开始对机翼进行喷砂加工。3.根据权利要求1或2所述的一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统，其特征在于，所述喷铝工位控制系统主要由喷铝机器人，伺服电机，Z轴导轨，X轴导轨，导轨伺服电机，喷铝末端执行器，温度调节模块，点火装置以及气体管理装置构成，通过PLC，驱动器，机器人控制柜以及信号接收端子进行控制；所述气体管理系统用于对工艺气体氧气、乙炔、压缩空气的流量进行控制，内部设有氧气、乙炔探测器；所述温度调节模块在喷涂过程中始终监控喷铝火焰的温度变化，并配合气体管理系统对温度进行调节。4.根据权利要求3所述的一种用于飞机机翼生产的火焰喷铝生产线的自动控制系统，其特征在于，所述喷胶工位控制系统主要由喷胶机器人，Z轴导轨，X轴导轨，导轨伺服电机，喷胶末端执行器，自动供胶系统，UV光解系统以及相关气体浓度传感器构成，通过PLC，驱动器，机器人控制柜以及信号接收端子进行控制；所述喷胶末端执行器固定于喷胶机器人末端，所述喷胶机器人安置于伺服电机控制的导轨上，所述自动供胶系统、UV光解系...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥军，雷沛，卫亚斌，饶华，谭红，邱晓宇，李现坤，伍承旭，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：