[发明专利]一种大长径比轴孔自动装配装置及方法

权利要求书

1.一种大长径比轴孔自动装配方法，其特征在于，基于一种大长径比轴孔自动装配装置，包括如下步骤：

S1：通过夹持构件将带孔工件(3)移动至远离轴工件(16)上方区域，通过第二升降组件将第一线激光轮廓传感器(6)和第二线激光轮廓传感器(4)的激光线高度调节至轴工件(16)的顶端，记录此时第一升降组件的位置Z0；

S2：通过第一水平运动轴(7)、第二水平运动轴(5)调节第一线激光轮廓传感器(6)和第二线激光轮廓传感器(4)的水平位置，使得轴工件(16)处于第一线激光轮廓传感器(6)与第二线激光轮廓传感器(4)测量范围内；

S3：通过第一升降组件匀速提升轴工件(16)的位置，记录同一时刻i下，第一升降组件的位置Zi,第一线激光轮廓传感器(6)与第二线激光轮廓传感器(4)测量获得的轴中心位置(Xi,Yi)，直至第一线激光轮廓传感器(6)与第二线激光轮廓传感器(4)的激光线高度到达轴工件(16)的端部，记录第一升降组件的最终位置Z1；

S4：第一升降组件位置为Zm时，第一线激光轮廓传感器(6)与第二线激光轮廓传感器(4)的激光线位置为起点，高度为孔深度h的轴工件(16)局部区域的位姿向量Am可根据下式计算得到

Am＝[Xm,Ym,(Xm+h-Xm)/h,(Ym+h-Ym)/h]

其中，Xm,Ym表示第一升降组件高度为Zm时，第一线激光轮廓传感器(6)与第二线激光轮廓传感器(4)测量获得的轴工件(16)对应横截面中心位置；Xm+h与Ym+h表示第一升降组件高度为Zm+h时，第一线激光轮廓传感器(6)与第二线激光轮廓传感器(4)测量获得的轴工件(16)对应横截面中心位置；

S5：第一升降组件回到位置Z0，利用夹持组件调节带孔工件(3)位置与姿态，使得带孔工件(3)的孔位于轴工件(16)的正上方，且孔的轴线与水平面垂直；

S6：第一水平运动轴(7)、第二水平运动轴(5)调节第一线激光轮廓传感器(6)和第二线激光轮廓传感器(4)的水平位置，使得带孔工件(3)的边缘处于第一线激光轮廓传感器(6)和第二线激光轮廓传感器(4)的测量范围内；

S7：通过第二升降组件将第一线激光轮廓传感器(6)和第二线激光轮廓传感器(4)的激光线高度分别调节至带孔工件(3)侧面的上下边缘，测量获取带孔工件(3)上下边缘在XY方向位置，并利用已知的带孔工件(3)上孔的尺寸与位置参数，计算孔的上下边缘中心坐标(x1,y1)与(x2,y2)，并记录孔上下边缘的高度差h1，根据如下公司式可计算获得孔的位姿向量A1:

A1＝[(x1+x2)/2,(y1+y2)/2,arctan[(y2-y1)/h1],arctan[(x2-x1)/h1]]；

S8：根据式如下公式可计算第一升降组件位置为Zm时，调姿机构(15)需要执行的轴工件(16)位姿调节量△Am：

△Am＝A1-Am；

S9：第一升降组件从位置Z0开始匀速升高，在此同时根据第一升降组件的实时位置Zm，调姿机构(15)对应执行姿态调节量△Am，直至第一升降组件升高至位置Z1，即完成轴孔自动装配过程。