阅读说明：本技术 一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统及检测方法 (Intelligent force control system and method for detecting profile of composite material reinforced wall plate ) 是由 潘春林 何凯 陈志霞 王晓梅 郭渊 赵砚 曹习飞 张得礼 任朝东 于 2020-07-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统及检测方法,包括检测型架、施力推杆器和检测控制柜；所述检测型架用于固定复合材料加筋壁板；所述施力推杆器安装在检测型架上,用于对待检测的复合材料加筋壁板的型面施加检测力；所述检测控制柜通过电源线及数据线与施力推杆器连接,用于控制及记录施力推杆器施加检测力。即通过检测控制柜控制施力推杆器对复合材料加筋壁板型面不同部位施加检测需要的力值,达到快速精确检测复合材料加筋壁板型面质量的目的。本发明检测系统及方法,大大提升了复合材料加筋壁板的检测效率,且检测结果更加精确,大幅度提升了复合材料加筋壁板的检测效率和精确性,推动了复合材料领域的快速发展。(The invention discloses an intelligent force control system and a detection method for detecting the molded surface of a composite material reinforced wall plate, wherein the intelligent force control system comprises a detection molded frame, a force application push rod device and a detection control cabinet; the detection jig is used for fixing the composite material reinforced wall plate; the force application push rod device is arranged on the detection jig and is used for applying detection force to the molded surface of the composite material reinforced wall plate to be detected; the detection control cabinet is connected with the force application push rod device through a power line and a data line and is used for controlling and recording the force application push rod device to apply detection force. The force application push rod device is controlled by the detection control cabinet to apply force values required by detection to different parts of the profile of the composite material reinforced wall plate, and the purpose of quickly and accurately detecting the quality of the profile of the composite material reinforced wall plate is achieved. The detection system and the detection method greatly improve the detection efficiency of the composite material reinforced wall plate, have more accurate detection results, greatly improve the detection efficiency and accuracy of the composite material reinforced wall plate and promote the rapid development of the field of composite materials.)

一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统及检测方法

技术领域

本发明涉及一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统及检测方法。

背景技术

复合材料加筋壁板，如图1所示，是飞机机身承载和连接的关键零件，涉及诸多框梁类等承力结构零件的装配。在复合材料加筋壁板制造完成后，需要对其型面进行检测，若检测数据不可靠，将影响整个机身的结构和强度，对飞机的安全造成影响。

目前检测施力是通过人工控制调节的。例如，国内C919飞机复合材料壁板的轮廓度检测，存在如下几种情况：1、在产品上表面加压标准重力的沙袋，检测产品与成型工装周围的贴膜间隙，缺点是检测项目缺失和检测区域覆盖面不足；2、将产品固定在装配型架上，用绷带束缚产品，检测产品与装配型架的装配面的贴膜间隙，缺点是绷带施力不可控，存在强迫施力的风险；3、将产品固定在检测型架上，采用手动施力装置对产品进行施力，通过便携施力传感器进行监控，但不能实时进行闭环调整施力大小，缺点是效率低，力控精度不高，检测不稳定。因此，通过人工控制调节检测施力，不仅效率低，而且手动施力的读数只能单点显示从施力开始到施力结束时的施力大小，而当相邻区域施力时，对该点实际施力大小造成动态的邻效影响，检测的精度也比较低，无法满足民机高质量要求；而且人工检测无法实现壁板型面轴线检测的施力有效监控。

因此，亟需一种合理有效的方式，对复合材料加筋壁板的型面检测进行科学、精确的施力，且可以实现多点同时施力，为壁板型面检测提供精确地测量状态，提高壁板检测效率和精确度。

发明内容

针对上述存在的问题及为了达到上述的目的，本发明提供一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统及检测方法，通过将复合材料加筋壁板固定在特制的检测型架上，通过推杆器单点或多点高精度全闭环控制施力，达到快速精确检测其型面的质量。具体技术方案如下：

一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统，包括检测型架、施力推杆器和检测控制柜；所述检测型架用于固定复合材料加筋壁板；所述施力推杆器安装在检测型架上，用于对待检测的复合材料加筋壁板的型面施加检测力；所述检测控制柜通过电源线及数据线与施力推杆器连接，用于控制及记录施力推杆器施加检测力。

前述的复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统，所述施力推杆器为多个，其按照检测要求安装在检测型架上对复合材料加筋壁板型面的不同部位施力；所述施力推杆器包括推杆器本体，设置在推杆器本体前部的施力组件，设置在推杆器本体上部的控制组件，设置在推杆器本体下部的固定组件，和设置在推杆器本体后部的把手；所述施力组件直接接触复合材料加筋壁板的型面；所述控制组件接收和反馈检测控制柜控制信息；所述固定组件将施力推杆器固定在检测型架上；所述把手用于方便施力推杆器的拆装。

优选的，所述推杆器本体内设有电机；所述施力组件包括与推杆器本体内电机相连的推杆，设置在推杆前端的压力帽，以及设置在推杆与压力帽之间的推力传感器。

优选的，所述控制组件包括仪表控制箱，位于仪表控制箱前方的带灯按钮和数据线接口，以及位于仪表控制箱后方的电源线接口。

优选的，所述固定组件包括固定底座和将固定底座固定在检测型架上的螺栓。

前述的复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统，所述检测型架为框架结构，其包括型架底座框、型架立柱和型架上框；所述检测型架的一个侧面为检测型面，其设有多个内侧卡板和外侧卡板；所述内侧卡板和外侧卡板均竖向设置，安装在检测型架的型架底座框和型架上框的边框上；所述待检测的复合材料加筋壁板安装在所述内侧卡板和外侧卡板之间，并通过耳片固定在检测型面两端的型架立柱上。

优选的，所述内侧卡板、外侧卡板均为条形板，且均垂直于复合材料加筋壁板设置；所述外侧卡板固定安装在检测型架的边框上，其内侧边构成的型面与待检测的复合材料加筋壁板的外型面轮廓一致，并且二者之间存在一定的距离；所述内侧卡板可摆动打开地安装在检测型架的边框上，其内侧边构成的型面与待检测的复合材料加筋壁板的内型面轮廓一致；施力推杆器分别安装在内侧卡板和外侧卡板的平面上，其压力帽面向待检测的复合材料加筋壁板的内、外型面。

优选的，所述内侧卡板两端均通过固定铰接件可摆动打开地安装在检测型架的边框上；所述固定铰接件包括铰接座和铰接螺栓；所述铰接座固定在检测型架的边框上，其上设有铰接桥，所述铰接桥上及内侧卡板的两端均设有铰接孔；所述铰接螺栓穿过铰接孔将内侧卡板安装在括铰接座上。

优选的，所述检测型架的型架底座框的下面设有固定脚。

前述的复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统进行复合材料加筋壁板型面检测智能检测方法，包括步骤如下：

1）定位安装待检测的复合材料加筋壁板：将内侧卡板一端的铰接螺栓打开，内侧卡板以另一端的铰接点为支点向上或向下摆动，使其与外侧卡板之间形成大间距；将待检测的复合材料加筋壁板通过耳片固定安装在检测型架检测型面两端的型架立柱上；然后将内侧卡板摆动回位***铰接螺栓，使其定位固定；

2）施力检测：通过检测控制柜接通施力推杆器的电源，选中单个或多个需要检测部位的施力推杆器，输入需要施加的目标力值；点击开始按钮，施力推杆器的施力组件开始向待检测的复合材料加筋壁板方向运动；同时检测控制柜的软件操作界面实时显示施力推杆器施力大小并记录；当施力值达到目标推力值时，施力推杆器的推杆将停止运动，推杆器本体进行施力锁止，保持当前恒定施力状态；

3）检测分析：通过检测控制柜的软件操作界面实时监控整个施力过程，并将其记录的数据导出，分析每个施力推杆器施力值的实时变化情况，判断复合材料加筋壁板的产品质量。

本发明具备的有益效果如下：

本发明通过引用智能力控系统对复合材料加筋壁板型面进行检测，大大提升了复合材料加筋壁板的检测效率，原先人工施力控制调整工序需要约8个小时，而通过智能力控系统，仅需半个小时就能完成检测。另外，本发明检测方法解决手动施力的读数只能单点显示从施力开始到施力结束时的施力大小，而当相邻区域施力时，对该点实际施力大小造成动态的邻效影响的问题，可以实时显示每个施力点的实际施力情况，检测结果更加精确。此外，本发明复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统，可以对复合材料加筋壁板的多个点进行法向施力，实时显示和分析壁板加载情况，大幅度提升了复合材料加筋壁板的检测效率和精确性，推动了复合材料领域的快速发展。

附图说明

图1为复合材料加筋壁板结构外型面示意图；

图2为复合材料加筋壁板结构内型面示意图；

图3为本发明复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统的结构示意图；

图4为本发明复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统用于检测复合材料加筋壁板组装结构示意图；

图5为本发明的施力推杆器结构示意图；

图6为本发明的固定铰接件结构示意图；

图7为本发明的内侧卡板结构示意图。

图中：1、检测型架；11、型架底座框；12、型架立柱；13、型架上框；14、固定脚；2、施力推杆器；21、推杆器本体；22、施力组件；221、推杆；222、压力帽；223、推力传感器；23、控制组件；231、仪表控制箱；232、带灯按钮；233、数据线接口；234、电源线接口；24、固定组件；241、固定底座；242、螺栓；25、把手；3、检测控制柜；4、复合材料加筋壁板；5、内侧卡板；6、外侧卡板；7、固定铰接件；71、铰接座；72、铰接螺栓；73、铰接桥；74、铰接孔。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明较佳实施例，而不是全部的实施例，亦并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用所揭示的技术内容加以变更或改型等同变化。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。实施例如下：

一种复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统，如图3和图4所示，包括检测型架1、施力推杆器2和检测控制柜3；所述检测型架1用于固定复合材料加筋壁板4；所述施力推杆器2安装在检测型架1上，用于对待检测的复合材料加筋壁板4的型面施加检测力；所述检测控制柜3通过电源线及数据线与施力推杆器2连接，用于控制及记录施力推杆器2施加检测力。即通过检测控制柜3控制施力推杆器2对复合材料加筋壁板4型面不同部位施加检测需要的力值，达到快速精确检测复合材料加筋壁板4型面质量的目的。

本实施例中，所述施力推杆器2为多个，其按照检测要求安装在检测型架1上对复合材料加筋壁板4型面的不同部位施力。所述施力推杆器2的结构如图5所示，包括推杆器本体21，设置在推杆器本体21前部的施力组件22，设置在推杆器本体21上部的控制组件23，设置在推杆器本体21下部的固定组件24，和设置在推杆器本体21后部的把手25。所述推杆器本体21内设有电机及控制执行模块，是施力的执行传动机构，用于控制施力组件22的前进、锁死和退。所述施力组件22直接接触复合材料加筋壁板4的型面；其包括与推杆器本体21内电机相连的推杆221，设置在推杆221前端的压力帽222，以及设置在推杆221与压力帽222之间的推力传感器223。在检测时，推杆221在电机的作用下前进或后退，压力帽222与复合材料加筋壁板4的型面接触，一方面加大力作用面积，另一避免施力集中损坏复合材料加筋壁板4的型面；推力传感器223实时检测施力的大小并传递给检测控制柜3。所述控制组件23接收和反馈检测控制柜3控制信息，其包括仪表控制箱231，位于仪表控制箱231前方的带灯按钮232和数据线接口233，以及位于仪表控制箱231后方的电源线接口234。检测控制柜3对施力推杆器2的控制信息均经仪表控制箱231接收，施力组件22的施力实时信息也通过仪表控制箱231传递给检测控制柜3。所述固定组件24将施力推杆器2固定在检测型架1上；其包括固定底座241和将固定底座241固定在检测型架1上的螺栓242。所述把手25用于方便施力推杆器2的拆装。

本实施例中，所述检测型架1为框架结构，如图3所示，其包括型架底座框11、型架立柱12和型架上框13；所述检测型架1的一个侧面为检测型面，其设有多个内侧卡板5和外侧卡板6；所述内侧卡板5和外侧卡板6均竖向设置，安装在检测型架1的型架底座框11和型架上框13的边框上；所述待检测的复合材料加筋壁板4安装在所述内侧卡板5和外侧卡板6之间，并通过耳片固定在检测型面两端的型架立柱12上。优选的，所述内侧卡板5、外侧卡板6均为条形板，且均垂直于复合材料加筋壁板4设置。所述外侧卡板6固定安装在检测型架1的边框上，其内侧边构成的型面与待检测的复合材料加筋壁板4的外型面轮廓一致，并且二者之间存在一定的距离，检测产品外形轮廓度时，可用塞尺检测产品实际外型面与外侧理论外型面之间的差距。所述内侧卡板5可摆动打开地安装在检测型架1的边框上，其内侧边构成的型面与待检测的复合材料加筋壁板4的内型面轮廓一致。优选的，所述内侧卡板5两端均通过固定铰接件7可摆动打开地安装在检测型架1的边框上。该固定铰接件7包括铰接座71和铰接螺栓72；如图6所示，所述铰接座71固定在检测型架1的边框上，其上设有铰接桥73，所述铰接桥73上及内侧卡板5（图7）的两端均设有铰接孔74；所述铰接螺栓72穿过铰接孔74将内侧卡板5安装在括铰接座71上。使用时，将内侧卡板5一端的铰接螺栓72打开，内侧卡板5以另一端的铰接点为支点向上或向下摆动，使其与外侧卡板6之间形成大间距；将待检测的复合材料加筋壁板4通过耳片固定安装在检测型架1检测型面两端的型架立柱12上；然后将内侧卡板5摆动回位***铰接螺栓72，使其定位可靠。前述的施力推杆器2分别安装在内侧卡板5和外侧卡板6的平面上，其压力帽222面向待检测的复合材料加筋壁板4的内、外型面，便于施力检测。另外为了检测的安全及可靠性，所述检测型架1的型架底座框11的下面设有固定脚14，其将检测型架安稳牢固地固定在地面上，保证检测的精确及检测过程的安全。

本实施例所述的复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统进行复合材料加筋壁板型面检测智能检测的方法包括步骤如下：

首先，定位安装待检测的复合材料加筋壁板。将内侧卡板5一端的铰接螺栓72打开，内侧卡板5以另一端的铰接点为支点向上或向下摆动，使其与外侧卡板6之间形成大间距；将待检测的复合材料加筋壁板4通过耳片固定安装在检测型架1检测型面两端的型架立柱12上；然后将内侧卡板5摆动回位***铰接螺栓72，使其定位固定。

然后进行施力检测。通过检测控制柜3接通施力推杆器2的电源，其上的带灯按钮232灯亮。所述检测控制柜3由中控单元、软件操作系统、显示器等部件，每个施力推杆器2均有编号并在显示器显示。通过软件操作系统选中需要检测部位的施力推杆器2，输入需要施加的目标力值；点击开始按钮，施力推杆器2的施力组件22开始向待检测的复合材料加筋壁板4方向运动；同时检测控制柜3的软件操作界面实时显示施力推杆器2施力大小并记录；当施力值达到目标推力值时，施力推杆器2的推杆221将停止运动，推杆器本体21进行施力锁止，保持当前恒定施力状态。

施力检测包括单点高精度全闭环控制和多点施力的网络化同步控制。单点高精度全闭环控制是选中单对应的施力推杆器2，输入需要施加的目标力（验收文件要求不得高于45牛）对待检测的复合材料加筋壁板4型面进行检测；多点施力的网络化同步控制是当需要多个施力推杆器2同时施力时，将多个施力推杆器2同时选中，设置需要施加的力值（可同步设置均等施力，也可单独设置单点施力大小），点击开始按钮，推杆器开始运动，直至达到目标力为止。

最后进行检测分析。前面说过，整个施力过程中的施力推杆器的推力数据可通过检测控制柜3的软件操作界面显示，因此在检测过程中可进行实时监控检测。而且检测施力的数据能被检测控制柜3的软件操作系统记录，该数据可被导出，用于分析每个施力推杆器2施力值的实时变化情况，从而判断复合材料加筋壁板4的产品质量，整个过程智能可控，而且方便快捷，结果精确。

总结而言，本发明通过引用智能力控系统对复合材料加筋壁板型面进行检测，大大提升了复合材料加筋壁板的检测效率，原先人工施力控制调整工序需要约8个小时，而通过智能力控系统，仅需半个小时就能完成检测。另外，本发明检测方法解决手动施力的读数只能单点显示从施力开始到施力结束时的施力大小，而当相邻区域施力时，对该点实际施力大小造成动态的邻效影响的问题，可以实时显示每个施力点的实际施力情况，检测结果更加精确。此外，本发明复合材料加筋壁板型面检测智能力控系统，可以对复合材料加筋壁板的多个点进行法向施力，实时显示和分析壁板加载情况，大幅度提升了复合材料加筋壁板的检测效率和精确性，推动了复合材料领域的快速发展。