[发明专利]一种直驱节能在线检测及高效装配设备

说明书

技术领域

本发明属于高精度自动化检测设备技术领域，具体涉及一种直驱节能在线检测及高效装配设备。

背景技术

三维测量技术被广泛应用于自动化控制加工、工业自动检测、产品质量控制等，尤其是机器视觉领域。CN102785073A公开了一种CCD检测压合结构，用于检测产品组装后是否合格，其CCD摄像头的位置通过旋钮调整，定位精度不高且自动化程度低，其次移动范围局限于CCD滑动板的腰形孔内，检测效率较低。CN102267274A公开了一种微米精度三层平面工件对位机器人系统，其X轴位移台、Y轴位移台、Z轴位移台和水平旋转台，都采用开式控制的步进电机驱动。由于是开式控制，环境的干扰引起的系统定位误差无法补偿，因此该机器人系统定位精度有限。其次，步进电机存在转速和转矩低的问题，所以该对位机器人系统，响应速度较低。第三，步进电机体积重量大，并且能源利用率低，这必然引起该机器人系统体积重量庞大，以及功耗较大的问题。

随着自动化和材料技术的发展，直线电机技术渐趋成熟。直线电机技术，无中间转换机构，结构简单，机械效率高；其次直线电机速度、加速度特性好，响应快，定位精度高，因此直线电机技术与三维测量技术的结合是，高精度检测设备的发展趋势。

发明内容

针对现有高精度检测设备响应速度低、抗环境干扰性差、体积重量大以及功耗大的问题，本发明提出一种直驱节能在线检测及高效装配设备，有效解决了上述不足。

一种直驱节能在线检测及高效装配设备包括直线电机平台、气动系统和控制系统，控制系统的输出端与直线电机平台连接和气动系统连接。所述直线电机平台包括X轴平台1、Y轴平台9、工件台12、力矩转台13、U型直线电机Ⅰ4、U形直线电机Ⅱ8、U型直线电机Ⅲ10、U型直线电机Ⅳ15、导轨Ⅰ2、导轨Ⅱ3、导轨Ⅲ14、导轨Ⅳ19、L形座21、主基座11和钢架机座7；U型直线电机Ⅰ4和U型直线电机Ⅱ8的定子部分、导轨Ⅰ2和导轨Ⅱ3放置于X轴平台1上，U型直线电机Ⅰ4和U型直线电机Ⅱ8的动子部分与Y轴平台9连接；Y轴平台9在U型直线电机Ⅰ4和U型直线电机Ⅱ8的驱动下，沿着导轨Ⅰ2和导轨Ⅱ3来回运动；导轨Ⅲ14和导轨Ⅳ19安装于主基座11上，U型直线电机Ⅲ10和U型直线电机Ⅳ15的定子部分固定在主基座11的两侧，U型直线电机Ⅲ10和U型直线电机Ⅳ15的动子部分与X轴平台1连接，X轴平台1在U型直线电机Ⅲ10和U型直线电机Ⅳ15的组合带动下，沿着导轨Ⅲ14和导轨Ⅳ19往复运动；导轨Ⅰ2和导轨Ⅱ3的长度方向与导轨Ⅲ14和导轨Ⅳ19的长度方向在水平面内的投影互相垂直；力矩转台13的定子固定在主基座11的中心位置，工件台12位于力矩转台13的动子上，放置于工件台12上的下工件6在力矩转台13的转动下，实现角度方位的调整；主基座11位于钢架机座7上方；

所述气动系统包括气动滑台22、摆台23、吸盘架16和数个吸盘18；

所述控制系统包括工控机31、控制器、驱动器、连接电路、CCD摄像头Ⅰ17和CCD摄像头Ⅱ20；CCD摄像头Ⅰ17、CCD摄像头Ⅱ20和数个吸盘18安装于吸盘架16上，吸盘架16与可变角度的摆台23连接，摆台23与气动滑台22固接，气动滑台22经L形座21与Y轴平台9连接；摆台23随着气动滑台22沿着L形座21在竖直方向上升或下降；摆台23在控制系统的操控下，调整吸盘架16、CCD摄像头Ⅰ17、CCD摄像头Ⅱ20、吸盘18及其吸合的上工件5的角度方位；摆台23位于力矩转台13的上方，使得位于力矩转台13上的下工件6能够与位于吸盘18上的上工件5配合装配；

工控机31控制所述直线电机平台、气动系统和CCD摄像头，上工件5与气动系统的吸盘18吸合，下工件6固定于所述直线电机平台的力矩转台13上，所述气动系统的摆台23与所述直线电机平台的L形座21连接，CCD摄像头Ⅰ15和CCD摄像头Ⅱ20实时检测上工件5和下工件6的位置关系，并将位置信号反馈到工控机31上，实现闭环控制。整机结构紧凑，运动部件少，以及直线电机优良的速度特性和节能特性，因此该检测设备响应速度快、节能效果明显。其次与吸盘18吸合的上工件5具有四个自由度，下工件6在力矩转台13带动下，也可以角度调整，因此，该设备动作灵活、可操控性好。