孔轴柔顺装配的自动精密装配系统

发布时间：2017-01-10

微小器件的装配是精密制造的重要环节,装配作业的质量对产品的性能有着重要影响。随着先进制造技术的飞速发展,精密装配的相对落后制约着微小器件的生产效率和性能。鉴于手工精密装配作业效率低,精度和一致性难以保证,因此需要对自动精密装配进行研究,其中孔轴零件的装配在生产制造中有较广泛的应用。对于微小型孔轴零件的自动精密装配作业,由于装配系统和环境因素使得孔、轴之间存在位姿偏差,在孔轴接触时引起较大的装配力。为了避免过大的装配力而导致装配失败甚至装配零件与设备的损坏,我们提出了一种基于机器视觉与被动柔顺机构的装配方法。
     机器视觉在孔轴装配非接触阶段进行位置检测与控制;被动柔顺机构在接触阶段产生柔顺变形,一方面吸收碰撞冲击能量,另一方面补偿位姿偏差来完成装配。基于此方法研制了用于微小型孔轴零件柔顺装配的自动精密装配系统。该系统包括四大模块:机器视觉模块、夹持作业模块、夹具工作台模块、控制模块。可移动的机器视觉模块可实现不同位置的孔、轴零件的检测定位;夹持作业模块完成零件的拾取、搬运、装配等操作;夹具工作台模块用于轴零件的固定和孔零件存放;控制模块协调控制前三个模块完成整个装配过程。本文建立了孔轴柔顺装配模型,对孔轴装配过程进行了受力分析,计算分析了相关因素对装配插入力的影响。研究设计了层叠式被动柔顺机构,对柔顺机构的性能作了相应分析。孔轴装配实验和分析表明该系统可以用于微小型孔轴类零件的自动精密装配