如何實(shí)現(xiàn)檢測(cè)實(shí)心鉚釘鉚接時(shí)的變形

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鉚釘連接在飛機(jī)的裝配中是一種被廣泛使用的可靠性較高的連接方式。重型飛機(jī)上，鉚釘數(shù)量多達(dá)150~200萬(wàn)件。
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如此大量鉚釘聯(lián)接的裝配可以使用自動(dòng)鉆鉚系統(tǒng)進(jìn)行裝配，也可以使用手工鉚接進(jìn)行鉚接。大量的鉚釘連接的傳統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)方法

是用鉚釘鐓頭卡規(guī)、鐓頭檢查樣板、塞尺、帶輔助支架的千分表等進(jìn)行抽樣檢測(cè) 。這種傳統(tǒng)的檢測(cè)方法檢測(cè)速度相對(duì)較低，檢測(cè)精度也
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不是太高，讀數(shù)相對(duì)困難，對(duì)檢測(cè)人員要求相對(duì)較高。因此筆者設(shè)計(jì)了一種新型的測(cè)量工具，它可以降低對(duì)測(cè)量人員的要求，提高測(cè)量
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的精度和效率。

1 測(cè)量系統(tǒng)的總體構(gòu)成

/ f0 J& u! [1 o; c% e0 h# a/ k1．1系統(tǒng)構(gòu)成

) l/ T7 T% F1 j# e8 G" z$ f6 a系統(tǒng)主要由測(cè)量器具、位移傳感器、數(shù)據(jù)采集卡和軟件系統(tǒng)等組成。軟件系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行，數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡用RS232串口的數(shù)據(jù)線傳遞 。
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位移傳感器于測(cè)量器具用一個(gè)調(diào)節(jié)桿連接在一起，測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量范圍就是位移傳感器的量程為0~25rnm，精度為無(wú)窮小， 線性度達(dá)到量程的
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+ r) g- P+ P8 y0．1％ 即25μm。

1.2測(cè)量系統(tǒng)的工作原理

3 _8 Q% U$ t9 n( I. y% P實(shí)心鉚釘鉚接變形檢測(cè)系統(tǒng)的信息是經(jīng)自行設(shè)計(jì)測(cè)量器具單元、位移傳感器單元，再經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡采集輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示和判斷。系統(tǒng)
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中使用數(shù)據(jù)采集卡，結(jié)合計(jì)算機(jī)，以Visual Basic6．0語(yǔ)言進(jìn)行軟件開(kāi)發(fā)實(shí)心鉚釘鉚接變形檢測(cè)。系統(tǒng)的工作原理為：測(cè)量器具的物理
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位移轉(zhuǎn)化為位移傳感器的模擬信號(hào)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡對(duì)其進(jìn)行調(diào)理、采集、緩存，并通過(guò)RS232串行接口送人計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)在
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程序控制下，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、運(yùn)算，最后完成輸出被測(cè)對(duì)象的位移量，做出判斷和修正意見(jiàn)。

- T+ b3 V5 _/ a* W; x2 系統(tǒng)元件的選用
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& J$ Z3 n3 B) P  i4 U% E7 Q2．1測(cè)量器具的設(shè)計(jì)
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5 V- a# G0 D: f* E實(shí)心鉚釘鉚接后的檢測(cè)主要對(duì)鉚接過(guò)后形成鐓頭的直徑和高度進(jìn)行測(cè)量。設(shè)計(jì)的測(cè)量器具具有測(cè)量高度、深度、直徑等功能�？梢越梃b游標(biāo)
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卡尺的功能，進(jìn)行改進(jìn)，使其可以與位移傳感器進(jìn)行連接，這樣就可以提高測(cè)量精度和效率，同時(shí)降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
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2．2位移傳感器的選擇

* t$ C" t0 q; i6 E6 W) q由于實(shí)心鉚釘鉚接變形檢測(cè)系統(tǒng)主要針對(duì)航空工業(yè)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它的檢測(cè)對(duì)象主要是鉚接過(guò)后形成鐓頭的直徑和高度，這些尺寸范圍較小，

" ?- I, ~  ?0 `4 T/ m* |一般不會(huì)超過(guò)20mm。并且要求測(cè)量的精度較高，要精確到0．1mm 。因而在位移傳感器的選用上要求是高精度量程小的位移傳感器。在比較
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& Z; r2 I# L7 b2 Q: z阻粉熱塑大量的傳感器的性能后選用小量 位移傳感器PTR—V1這種傳感器是電阻式傳感器。它是用特殊工藝將DAP (鄰苯二甲酸二稀
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丙脂)電壓在絕緣基體的凹槽內(nèi)形成的實(shí)心體作為電阻體。特點(diǎn)是： 平滑性好、分辯力優(yōu)異耐磨性好、壽命長(zhǎng)、動(dòng)噪聲小、可靠性極高、耐化

: b# q( X) k" y+ W. F2 S) u學(xué)腐蝕。電阻式傳感器的基本原理是在附加電源的參與下，將被測(cè)量的變化轉(zhuǎn)換成電阻值的變化，然后通過(guò)測(cè)控該電阻值達(dá)到測(cè)控被測(cè)量的目
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的。傳感器由觸點(diǎn)機(jī)構(gòu)和電阻器兩部分組成，如圖4N示。電刷固定在被測(cè)控物體上， 電阻絲的一個(gè)固定端和滑動(dòng)的觸點(diǎn)之間的電阻是與被測(cè)

5 C. u' \  f0 g2 `( S& P量值位移x相對(duì)應(yīng)的，R為電位器總電阻，L為電位器總行程，X為電刷行程，Rx為對(duì)應(yīng)電刷行程X的電阻值。當(dāng)被測(cè)非電量(例如位移量s)變化

' D9 {# I, }, |時(shí)，使活動(dòng)觸點(diǎn)帶動(dòng)電位器上的電刷滑動(dòng)到相應(yīng)位置，其輸出信號(hào)是電阻值Rx。由于在電位器兩端加有電壓E，整個(gè)電阻回路上就有電流通過(guò)，
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5 x! G* z8 r" @, N* A+ [- d# S該電流在Rx兩端產(chǎn)生壓降，其大小為：U=(R ／R)E (1)

因?yàn)椋篟 ／R=X／L (2)

: f' c0 p+ \' O3 \# p: ~$ f由(1)和(2)式得：X=LU／E
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因此通過(guò)原理圖中電壓表的數(shù)值就可以算出位移數(shù)量x。

3 數(shù)據(jù)采集及其軟件設(shè)計(jì)

/ P- n1 b! @% z# p* d' O" |3．1測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集測(cè)量系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)采集是通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡獲得的，由傳感器和數(shù)據(jù)采集卡相連，數(shù)據(jù)采集卡通過(guò)RS232與計(jì)算機(jī)相連實(shí)

現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸如圖5所示。采集卡與計(jì)算機(jī)通過(guò)RS232串行接口進(jìn)行通信，串口信號(hào)格式為：COM1口、波特率4 800b／S、無(wú)奇偶校驗(yàn)、8位
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數(shù)據(jù)位、l位停止位。A／D轉(zhuǎn)換結(jié)果為14位二進(jìn)制數(shù)，分兩組讀取，先讀第1組高8位，再讀第2組低6位。每組又分小兩次讀取每4位，最后一
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次是2位 。
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$ R. N* i" o4 r  U3．2測(cè)量系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

% K8 N% |3 N# f, |+ l測(cè)量系統(tǒng)使用VB6．0進(jìn)行軟件的編程。圖6為程序流程圖，圖7為進(jìn)入測(cè)量系統(tǒng)的界面。測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括面板和功能程序的設(shè)計(jì)。面板

, ]/ h, ?$ b: L8 T+ b: E0 O9 e是用來(lái)操作測(cè)量的命令按鈕和選取鉚釘直徑參數(shù)；功能程序用來(lái)完成系統(tǒng)各項(xiàng)測(cè)試功能。通過(guò)測(cè)量，傳感器上的信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)采集卡采集后，由
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RS232串口通信送到計(jì)算機(jī)中， 在測(cè)量系統(tǒng)軟件的界面上顯示出來(lái)。軟件對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，判斷鉚接過(guò)后鉚釘?shù)淖冃问欠窈细瘢�如果不�?font class="jammer">( ^8 m& j  j4 L

- W, s  L# o! M, Y2 l# o- ~, `& w: u! P2 c格則給出修正意見(jiàn)。還可以將數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)中的文本文檔中，以備查詢。數(shù)據(jù)采集處理是通過(guò)各個(gè)檢測(cè)命令按鈕的回調(diào)函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為了不

$ @# h# L5 H% ]/ d* o8 z丟失數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)采集，系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)采集卡的雙緩沖模式。時(shí)鐘控件(Timer)對(duì)采集時(shí)間控制使數(shù)據(jù)顯示自動(dòng)刷新并輸出位移大小。
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  U/ E  B9 k3 \4 P4 測(cè)量實(shí)驗(yàn)
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! u" h( B/ Q$ S# G8 }, q3 n先將位移傳感器校準(zhǔn)，再和設(shè)計(jì)的測(cè)量器具連接，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)并固定好。再依次將位移傳感器、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等連接好，組裝完檢測(cè)

  B" _: A( }) s2 W6 K& X系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量實(shí)驗(yàn)。
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通過(guò)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，從表1是檢測(cè)系統(tǒng)測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)，檢測(cè)出來(lái)的判斷結(jié)果正確。測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)誤差范圍不大于0．1mm，在測(cè)量要求的范圍內(nèi)。

并且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間較短，實(shí)時(shí)性較好。整個(gè)系統(tǒng)滿足檢測(cè)測(cè)量的要求。

5 結(jié)論
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基于位移傳感器的實(shí)心鉚釘鉚接變形后的檢測(cè)系統(tǒng)，對(duì)鉚釘變形后的檢測(cè)比較方便直觀，檢測(cè)的效率較高，精度較高，同時(shí)降低了對(duì)測(cè)量人員的要

0 D, |3 K; K0 Y求。通過(guò)試驗(yàn)過(guò)后，該系統(tǒng)將投入試用。