[发明专利]一种大长径比轴孔自动装配装置及方法

说明书

本发明公开了一种大长径比轴孔自动装配装置及方法，涉及大长径比轴孔工件装配技术领域，通过采用可调节带孔工件的位置和角度的夹持组件、能够调节轴工件位置和姿态的调姿机构，以及能够分别调整所述调姿机构竖直位置和测量组件测试位置的第一升降组件和第二升降组件，能够测轴工件局部区域的位姿向量Am和孔的位姿向量A1，从而得出调姿机构需要执行的轴工件位姿调节量△Am；轴工件在和带孔工件装配过程中的能够进行实时的调节，以保证轴工件与带孔工件的孔内壁不接触，以避免产生干涉及造成轴工件损伤的情况，提高装配质量和效率。

技术领域

本发明涉及大长径比轴孔工件装配技术领域，尤其涉及一种大长径比轴孔自动装配装置及方法。

背景技术

轴孔装配是机械制造领域中一种常见的装配方式，随着机械制造领域往超声高精度高质量制造发展，轴孔装配的精度与质量要求不断提升。

对于大长径比（通常长度与直径之比大于100）的细长轴来说，由于其细长结构刚性差，制造加工精度通常较低，在制造与存放过程中存在径向变形大、变形方向随机的问题，给轴孔装配带来了较大困难，在装配过程中可能发生轴与孔内壁接触、干涉现象，容易引起轴工件损伤，严重制约了装配质量与效率的提升。

现有的轴孔装配方法与装置主要面向常规刚性轴孔装配，装配过程中轴变形小，无法适用于解决大长径比轴孔装配问题。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大长径比轴孔自动装配装置及方法，以解决大长径轴在装配时容易与孔内壁或形成干涉，从而导致的轴工件损伤的问题。

本发明提供的一种大长径比轴孔自动装配装置，其特征在于，包括：

夹持单元，其包括：带孔工件和用于夹持所述带孔工件的夹持构件，所述夹持构件能够调节带孔工件的位置及角度；

调姿装配单元，其包括：轴工件、第一升降组件、用于调整轴工件位置和角度的调姿机构，所述第一升降组件用于控制所述调姿机构的升降，所述轴工件安装于所述调姿机构的顶面；

测量单元，其包括：第二升降组件和测量组件，所述第二升降组件包括第二支撑板，所述第二升降组件用于控制所述第二支撑板的升降，所述测量组件安装于所述第二支撑板；所述测量组件包括：第一线激光轮廓传感器、第一水平运动轴、第二线激光轮廓传感器、第二水平运动轴，所述第一水平运动轴和所述第二水平运动轴安装在所述第二支撑板上，所述第一线激光轮廓传感器安装于第一水平运动轴，所述第二线激光轮廓传感器安装于第二水平运动轴；

所述第一升降组件和第二升降组件的运动方向平行，所述第一线激光轮廓传感器与第二线激光轮廓传感器的激光线处于同一高度，所述第一线激光轮廓传感器的出射方向、第二线激光轮廓传感器的出射方向、第二升降组件的运动方向两两垂直；定义第一线激光轮廓传感器的出射方向为X方向，第二线激光轮廓传感器的出射方向为Y方向，第二升降组件的运动方向为Z方向 。

进一步地，所述夹持构件为工业机器人，所述工业机器人安装于第一底座，所述带孔工件夹持在所述工业机器人远离所述第一底座的一端。

进一步地，所述第一升降组件和第二升降组件均固定安装于第二底座的顶面。

进一步地，所述第一升降组件包括：第一升降轴、第一支撑板，所述第一升降轴的一端与所述第二底座固定，所述第一升降轴能够控制所述第一支撑板在竖直方向上的位置，所述第一支撑板用于支撑和固定所述调姿机构。

进一步地，所述第二升降组件还包括：第二升降轴、背板、第三底座，所述第三底座固定安装于第二底座的顶面，所述背板固定在所述第三底座的顶部，所述第二升降轴安装于背板位于轴工件所在一侧，所述第二升降轴能够控制所述第二支撑板在竖直方向上的位置。

本发明还提供了一种大长径比轴孔自动装配方法，采用一种大长径比轴孔自动装配装置，包括如下步骤：