[发明专利]一种弱钢性框架式结构的跨尺度零件自动装配装置及方法

摘要

本发明属于航天惯性器件精密装配技术领域，涉及一种弱钢性框架式结构的跨尺度零件自动装配装置及方法，是一种用于微小型加速度计惯性摆组件的自动装配技术。所述的装置主要由视觉测量模块、上装调模块、下装调模块和穿丝调心模块组成；中部为上装调模块和下装调模块，穿丝调心模块位于下装调模块的两侧，视觉测量模块位于前侧。本发明克服目前摆组件装配工艺所带来的精度与效率缺陷，可以实现涡流片的对准定位、摆框架与接线片、玻璃管相对位置的自动调整与装配、悬丝相对于玻璃管的自动穿入、对中调整与固定，且张紧力可控、夹具工装可整体拆卸，拆卸后零件保持装配位置。装置由视觉测量模块、上装调模块，下装调模块和穿丝调心模块构成。

主权项

1.一种弱钢性框架式结构的跨尺度零件自动装配装置，其特征在于，所述的弱钢性框架式结构的跨尺度零件自动装配装置主要由视觉测量模块、上装调模块、下装调模块和穿丝调心模块组成，四个模块的底部均安装在光学平台(1)上；装置的中部为上装调模块和下装调模块，下装调模块位于上装调模块的下方，穿丝调心模块位于下装调模块的两侧，视觉测量模块位于下装调模块的前侧，用于获取待装配零件的位姿信息；所述的视觉测量模块，主要由工业相机(4)和三轴精密位移滑台a(3)组成；所述的三轴精密位移滑台a(3)的底部安装在光学平台(1)上，其z轴上设有水平安装座，所述的工业相机(4)固定在水平安装座上，通过三轴精密位移滑台a(3)在三个位移自由度的移动，调整工业相机(4)的位置，获取待装配零件的位姿信息并进行调整，以实现装配精度要求；所述的上装调模块，主要由三轴精密位移滑台b(14)、真空吸盘(12)、吸盘安装臂(13)和上夹具工装(10)组成；所述的上夹具工装(10)为U型结构，中部的开口卡槽与夹紧杆(31)相配合；上夹具工装(10)的上表面对称设有多个吸盘接触面，与真空吸盘(12)相配合；上夹具工装(10)的侧面安装有涡流片装配机构(9)，涡流片(27)安装在涡流片装配机构(9)的底部，涡流片装配机构(9)上设有涡流片进给丝杆(32)，涡流片进给丝杆(32)的一端固定在上夹具工装(10)上，通过涡流片进给丝杆(32)推动涡流片(27)至装配位置，实现涡流片(27)的装卡；所述的上夹具工装(10)的侧面安装有摆框架安装座(11)，用于安装摆框架(28)，摆框架安装座(11)位于涡流片(27)的一侧，通过涡流片进给丝杆(32)的调节，使涡流片(27)安装在摆框架(28)上；摆框架安装座(11)的中心安装有外反射棱镜(33)，与工业相机(4)相配合，使视觉测量模块采集零件的位置图像；所述的三轴精密位移滑台b(14)，其z轴上安装有吸盘安装臂(13)，用于安装真空吸盘(12)，真空吸盘(12)的盘面向下，三轴精密位移滑台b(14)的底部安装在光学平台(1)上；所述的真空吸盘(12)的底部吸取上夹具工装(10)的上表面，通过三轴精密位移滑台b(14)在三个位移自由度的移动，将上夹具工装(10)移动至装配位置；所述的下装调模块，主要由精密转台(25)、顶升气缸(22)、锁紧气缸(23)、下夹具工装安装支座(24)和下夹具工装(16)组成；所述的下夹具工装(16)的侧面安装有接线片夹具(34)或玻璃管夹具(15)，接线片夹具(34)与玻璃管夹具(15)的位置与摆框架安装座(11)相对应；所述的接线片夹具(34)用于固定接线片(30)，所述的玻璃管夹具(15)用于固定玻璃管(29)；所述的玻璃管夹具(15)上表面的两端及中部各设有一段悬丝引导槽，悬丝引导槽呈喇叭口，槽体底面呈斜面；相邻两段悬丝引导槽之间设有V型槽，V型槽上设有夹持机构，以实现两个玻璃管(29)的定位与夹紧；所述的下夹具工装(16)的中心设有竖直阶梯通孔，用于安装弹簧夹紧装置；所述的弹簧夹紧装置主要由夹紧杆(31)和弹簧组成，夹紧杆(31)在竖直阶梯通孔中上下滑动，夹紧杆(31)的底端与顶升气缸(22)相连；弹簧套在在夹紧杆(31)上，弹簧的底部与夹紧杆(31)的下端相连接，弹簧的顶部卡在夹具工装16的阶梯孔内，夹紧杆(31)的顶端伸至下夹具工装(16)的外部；所述的精密转台(25)的底部安装在光学平台(1)上，精密转台(25)上安装有下夹具工装安装支座(24)，下夹具工装安装支座(24)的上表面的中心设有通孔，用于顶升气缸(22)顶杆的通过；下夹具工装安装支座(24)的上表面设有多个定位块，所述的下夹具工装(16)安装在下夹具工装安装支座(24)的上表面，通过定位块定位和锁紧气缸(23)锁紧，完成下夹具工装(16)的装卡；所述的顶升气缸(22)和锁紧气缸(23)置于下夹具工装安装支座(24)的底面，通过弹簧夹紧装置与顶升气缸(22)的配合，完成上夹具工装(10)和下夹具工装(16)的合体锁紧；所述的穿丝调心模块，包括右侧穿丝调整机构和左侧穿丝调整机构；所述的右侧穿丝调整机构主要由右侧悬丝夹钳(17)、微型拉力传感器(18)、直线电机递送机构(19)、右侧精密位移滑台(20)和右侧支座(21)组成；所述的右侧精密位移滑台(20)安装在右侧支座(21)上表面，右侧精密位移滑台(20)上设有水平支撑台，用于安装右侧悬丝夹钳(17)、微型拉力传感器(18)和直线电机递送机构(19)；所述的微型拉力传感器(18)，其一端与直线电机递送机构(19)相连接，另一端与右侧悬丝夹钳(17)相连接，微型拉力传感器(18)用于获取悬丝(26)的张紧力，力信号通过控制回路传至PC机，与预设力阈值进行比较实现对张紧力的闭环控制；所述的左侧悬丝调整机构主要由左侧支座(2)、左侧精密位移滑台(5)、左侧悬丝夹钳安装臂(6)、上夹具工装上料台(7)和左侧悬丝夹钳(8)组成；所述的上夹具工装上料台(7)和左侧悬丝夹钳安装臂(6)安装在左侧精密位移滑台(5)上表面，上夹具工装上料台(7)用于放置上夹具工装(10)，左侧悬丝夹钳(8)的一端固定在左侧悬丝夹钳安装臂(6)的端部；所述的左侧悬丝夹钳(8)与右侧悬丝夹钳(17)的位置相对，二者的夹钳口设有悬丝定位凹槽，悬丝(26)的两端分别固定在左侧悬丝夹钳(8)与右侧悬丝夹钳(17)上；所述的右侧支座(21)和左侧支座(2)的底部安装在光学平台(1)上。