一种微小挠性零件的自动化精密装配系统

为解决具有挠性结构微小零件精密装配的问题,将基于机器视觉的精密测量技术、高分辨率非接触激光位移测量技术等应用到精密装配系统的研制中.设计了用于微小零件夹持的装置,实现了对微小挠性零件拾取、搬运、放置等操作;根据视觉系统测量得到的微小零件与目标位置的偏差,对微小零件水平面内的位置和姿态进行了调整;提出了装配微小零件挠性结构的接触控制方法,该方法通过激光位移传感器非接触测量挠性结构接触变形所引起的微小位移变化,实现了装配过程中垂直方向的精密接触控制;通过在作业机械臂上集成标定模板,实现了装配系统的自动标定.简要介绍了所研制的装配系统组成,并进行了微小挠性零件的装配实验.实验结果表明,微小零件装配的平行度、同轴度误差小于10 μm,挠性结构接触控制偏差为0.6 μm ～0.8 μm,装配精度满足使用要求.     

射流盘组件压装技术研究

根据射流盘组件过盈联接压装要求,通过分析压装力与弹性变形之间的变化关系,对射流盘组件的压力-位移关系进行补偿;此外,提出了视觉装置的标定方法,且利用该方法对压装设备的上下视野视觉装置中两台CCD相机之间的夹角进行标定,从而保证两台相机之间的角度偏差得到补偿,进而保证射流盘一字槽侧面与上壳体侧面之间的平行度。随机抽取14套零件在已研制的压装设备上进行压装实验。将实验结果与压装精度要求进行对比,结果表明射流盘一字槽侧面与上壳体侧面之间的平行度≤±0.01 mm,而上端盖与上壳体之间的高度差在0.01~0.03 mm。上述比较结果说明压装设备满足使用要求。     

微装配正交精确对准系统的设计

针对平板类零件微装配系统设计过程中面临的问题,提出采用正交光学对准机构来实现用人机协同的微装配系统对微小型平板类结构件的高精度装配,并分析计算高精度对准机构模块产生的误差.建立了基于显微机器视觉及正交光学对准的微装配系统平台,用本文提出的方法进行了微装配实验,结果显示本装配系统在装配的一致性与装配效率方面有较大的改善与提高.提出的光学对准方法可有效地用于平板结构的硅微MEMS器件和非硅MEMS器件等集成的复杂微小型异构机电系统的装配,设计的平台具有很好的开放性和可移植性.棱镜正交对准机构产生0.001°的角度误差时,对准理论偏差小于0.98 μm,实际实验中微装配平台系统装配精度小于5μm,满足平板类微小型结构件装配一般精度需求.     

微小易损零件的精密装配及接触控制

针对某微小易损零件在装配过程中易损坏的问题,采用有限元仿真对其薄弱部分的装配应力进行了分析.搭建了一套基于机器视觉和激光位移传感器的微装配系统,该系统主要包括1个3自由度机械手,1个3自由度精密视觉系统与测距传感模块和一套专用夹具.采用机器视觉系统实现了目标零件在XY平面内的精确定位.采用激光位移传感器与工控机所组成的闭环系统对目标零件装配过程中Z轴方向上的接触状态进行检测和控制,接触状态检测精度优于2μm.     

悬丝摆式加速度计摆组件自动装配系统

摆组件是微型悬丝摆式加速度计的核心部分,其装配精度直接影响加速度计的测量准确性。为此,开发了一台摆组件自动装配设备。设计了上下固定式和可拆装式工装夹具,摆组件通过可拆装夹具安装在对应的固定夹具上。由步进直线电机驱动穿丝夹钳实现悬丝相对于玻璃管的穿入,并由微力传感器控制张紧力。真空吸附装置集成于三维运动平台构成上装调模块,实现上工装拾取、搬运和定位。锁紧装置集成于电动转台构成下装调模块,实现下工装的固定与姿态调整。通过上下工装夹具的对齐及合体,实现最终装配。装配过程中借助反射棱镜,由单相机实现立体视觉测量功能。实验数据表明,装配位置精度小于15μm,平行度小于15μm,满足自动装配设备的稳定可靠、装配精度高等要求。     

衔铁组件装配中的过盈联接分析与质量控制

为预测衔铁组件压装质量,以衔铁组件压装过程为研究对象,利用有限元软件Ansys Workbench对压装过程进行仿真分析,从而得到过盈量和压力-位移曲线的合理范围。在此基础上,对衔铁倾斜压装进行仿真研究,结果表明对压装平行度有影响的是压装面和零件内孔的倾斜角度,当施压圆台的压装面或零件内孔倾斜0.03°时,零件将造成损坏,因此在加工施压圆台压装面和精密零件内孔时,要满足倾斜角度<0.03°。在上述仿真研究的基础上,研制了基于压力传感器、光栅尺、机器视觉的精密压装实验设备,并在所研制的压装设备上进行压装实验,结果表明,仿真分析所得的压力-位移曲线和压装实验所得结果之间的差别很小,而且仿真分析得到的最大压装力与压装实验结果最大偏差只有2.3%。此外,通过拆卸实验得到的最大压出力能够满足使用要求,并且比最大压装力低15%。根据上述比较结果可以确定,压装实验结果是正确的,进而证明了仿真结果可以用来预测压装质量。     

基于机器视觉与被动柔顺机构的孔轴精密装配研究

人工装配微小型孔轴类零件,生产效率低,精度和一致性难以保证。为了实现微小型孔轴类零件的自动精密装配,研制了基于机器视觉与被动柔顺机构的装配系统。在装配的非接触阶段,该系统的机器视觉通过精密运动平台的引导进行位置检测与控制;在装配的接触阶段,被动柔顺机构补偿零件位姿偏差来实现精密装配。该系统组成简单、操作容易、效率高、成本低。     

基于压力-位移曲线和最大压装力的衔铁组件压装质量预测

对衔铁组件过盈联接压装进行有限元分析,并得到压力-位移曲线和最大压装力,从而实现了衔铁组件过盈联接压装质量预测。根据衔铁组件各零件的实际尺寸建立零件实体模型,然后利用有限元软件ANSYS Workbench建立相应的有限元模型,最后对压装过程进行结构静力学仿真。为了验证仿真结果的正确性,利用已有的压装设备进行压装实验。实验结果表明,有限元分析得到的压力-位移曲线与实验结果基本一致。除此之外,最大压装力的有限元分析结果也和实现结果基本一致,最大偏差仅为4.6%,是可以接受的。上述比较说明了压力-位移曲线和最大压装力的仿真结果可以用于压装质量的预测。     

衔铁组件精密压装技术及设备

为实现衔铁组件过盈联接的高精度压装作业,研制了一套基于压力传感器、光栅尺、机器视觉的精密压装设备。该设备的移动横梁通过直线轴承与导向轴配合,在直线推杆的作用下沿导向轴移动,完成压装作业。根据导向轴和轴承的相关尺寸和公差,计算了压装过程中的导向偏差,并且在考虑压头压装面平行度和衔铁内孔垂直度的情况下,分析了压装设备抑制偏摆的能力。通过对光栅尺进行标定,保证了压装位移的准确测量。随机抽取10套零件进行压装实验,结果表明衔铁压装平行度≤±0.008mm、衔铁压装高度<±0.01mm、反馈杆压装高度≤±0.01mm。上述实验结果说明压装设备满足使用要求。     

万向支架微小螺纹副自动装配系统

针对万向支架微小螺纹副装配自动化程度低、一致性差的问题,研制了一套自动装配系统,并对装配过程中的微小螺纹零件中心位置提取方法和多个微小螺纹副之间的装调策略进行了研究.首先,提出了一种改进的清晰度评价函数,并基于该函数实现了机器视觉装置的自动聚焦.然后,针对螺轴以及内环螺纹孔的端面特征不对称问题,提出了变聚焦位置分区域图...     

基于客户机/服务器模式的零件管理系统的研究

在企业的各种活动中，涉及了大量与零件相关的信息，零件管理系统的目的就是方便、快捷、有效地管理这些信息。本文把与零件相关的信息进行了分类，进而分析了零件管理系统的功能。认为客户机/服务器模式可以很好的实现管理系统的功能需要。     

简易检具的制作及应用

介绍一种充分利用内部资源将合格制件制作为可同时检测一种或几种制件的简易具及应用。     

UG环境下钢球表面缺陷检测仪标准零件库的建立

阐述了采用参数化思想,利用UG NX V2.0软件中零件族建立零件库的方法,并以六角头螺栓为例,实现钢球表面缺陷检测仪标准零件库建立.     

加工回转分度类零件的工艺方案设计

通过对回转分度类零件的结构分析，设计出了系列加工回转分度类零件的卡具，使零件定位合理准确，在保证零件精度的同时，提高了生产效率。     

基于模糊聚类的零部件重组策略与方法研究

综合考虑基于同构、几何、精度、材料、性能等属性的冗余零部件相似准则，建立了问题的形式化描述模型，采用欧几里德贴近度来计算零部件之间的相似度，提出了基于模糊聚类的重组算法，探讨了重组方案的分析和调整策略。以摩托车液压盘式制动器的制动盘重组为实例，证明了基于模糊聚类的零部件重组策略和方法具有一定的有效性。     

UG平台下标准件库系统研究

提出基于组件的标准件库系统体系结构，研究并实现了面向部件建库的标准件库数据库系统设计，实现了标准件库系统管理组件，利用UG／Open工具实现了标准件调用和参数化生成接口组件。最后给出了UG平台下标准件库系统Inte3DLib／UG的运行实例。     

微结构与微型零件的微注射成形

设计并制作了微注射成形模具，采用光刻、离子蚀刻工艺相结合在硅片上制得了微零件型腔、流道及浇口。利用该模具在微型注射机上进行了聚丙烯微注射成形实验，注射成形了微结构零件及独立的微型零件，其中最小微结构部分是直径50μm的微圆柱，最小独立的微型零件是直径300μm、厚300μm的微圆片。分析了模具温度、注射压力及保压时间对微注射成形的影响，其中模具温度影响最大，注射压力、保压时间的影响次之。     

机床夹具三维标准件库开发中的参数控制

在CATIAV5系统平台上,使用“目录”功能开发标准件库是最便捷的方法之一。介绍采用这种方法开发机床夹具三维标准件库中对多值参数的处理和管理方法,包括针对性地使用“设计参数表”、“检验”和“规则”等三种方式,并结合一个典型的标准件详细说明这些方式的应用。     

基于UG Moldwizard的标准件库的建立

介绍基于UG的标准件库的建立原则和建立方法 ,详细描述基于UGMoldwizard模块建立标准件的方法 ,并给出了一个实例     

复杂回转体类零件的计算机辅助数控编程

对于形状复杂的回转体零件的数控加工,常规的手工编程方法往往很难得到所期望的数控加工程序。本文以滚轧模具零件为例,采用计算机辅助数控编程软件MasterCAM进行数控加工程序编制,有效地解决了手工编程所遇到的各种难题,满足了企业新产品开发与加工的要求。