摘 要：飞机设计技术的发展和飞机性能不断提高对飞机制造技术也提出更高要求。飞机的喷涂是飞机制造的主要组成部分。涂层不单起到表面防护的作用，而且对隐身等性能至关重要。目前我国飞机喷涂尚处在手工作业阶段，精度无法满足设计要求，因此对专用喷涂设备的需求极为迫切。本文介绍一种用于飞机进气道内表面自动喷涂装备，包括它的系统组成、工作原理等，实验结果表明，喷涂质量符合设计要求（由于保密原因，本文不涉及具体参数）。
关键词：进气道；自动喷涂
0 引言
进气道是由飞机上的进口至发动机进口所经过的一段管道。由于其自身的结构特点，是雷达反射区域最大的部分，以此必须喷涂隐身涂料以降低雷达反射。然而由于进气道长度直径比很大，内部空间狭小且截面形状不规则，无法采用常规喷涂机器人进行内部喷涂，必须设计专门装置使喷枪进入进气道内部进行喷涂。
根据文献[1]描述，美国F-35飞机的进气道是在部件情况下进行喷涂的。而根据我国飞机制造工艺要求，需要在整机状态下进行喷涂。由于飞机制造的差异和停放位置的不确定，喷涂设备需要具备行走和位姿调整能力。
系统采用空气喷涂的方式，根据喷涂工艺的要求，为保证漆膜质量，喷枪出口距离内表面200mm～300mm，喷涂速度约为0.4m/s。由于进气道空间限制，无法满足喷枪始终垂直与被喷涂表面。本文介绍的喷涂设备采用离线编程的方式生成喷枪运行轨迹，由进气道内向外连续回转喷涂，涂层形状呈螺旋线方式。喷涂速度和喷枪与内表面的距离都可进行实时控制，对于不同截面采用相同的喷涂工艺。
综合以上的要求，本文进行了进气道自动喷涂设备的研制。系统由机械系统、控制系统、定位系统、供漆系统和废气处理装置等组成。本文着重介绍机械系统的设计和试验结果，同时也对控制系统进行简单介绍。
1 设备描述
1.1 机械系统
机械系统由移动装置、调整平台和3自由度喷涂机组成，如图1所示。
移动装置的作用是将3自由度喷涂机由停放位置移动到进气道的前方完成喷涂设备的粗定位。系统是采用轮式移动装置，它可以实现各向移动和原地回转。可以实现狭小场地内比较复杂地面条件下的运输和定位。
移动装置包括车架，两个由轮边电机驱动的主动轮组件，两个无驱动的万向轮，用于驱动主动轮绕自身立轴回转的转向装置。主动轮采用对角线布置。运动方式如图2所示。图纸箭头表示车轮转动方向。
调整平台包括回转支承、横移装置和4根支腿，可实现喷涂机高低、俯仰、回转和横向4个自由度的调整。
3自由度喷涂机包括实现前后运动的悬臂和2自由度手腕，手腕可实现喷枪绕进气道轴线的连续回转和垂直进气道轴线的径向运动。图3为喷涂机深入进气道的照片。
1.2 控制系统
喷涂机运动控制核心部件选用安川MP2310控制器。MP2310是集成型控制器，可完成多个轴的同步伺服控制。标配有MECHATROLINK-II和Ethernet端口，可分别实现与伺服控制器和上位的通讯。系统利用了控制器的电子凸轮功能，以时间轴为主轴，3个电机作为从轴，实现离线编程生成的喷涂轨迹。移动装置采用手动控制。
2 喷涂工艺及试验
喷枪的涂料流量、雾化空气、扇幅空气均可进行调节，试验首先根据喷枪的工艺参数进行离线编程，目前采用的离线编程数据曲线如图4所示。经过对放置在进气道内部试板的喷涂试验，无论是单次成膜厚度还是漆膜表面质量，都符合涂料的设计要求。图5为试板喷涂效果照片。
3 结论
飞机进气道自动喷涂装备的研制和试验，说明我国已经掌握了此项关键技术，必将极大的提高我国飞机制造水平。同时此项技术也可以应用于此类小直径、大深度工件的内表面喷涂。
参考文献略
本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
