本發明專利技術公開了一種精加工前薄壁結構件自動排列定位機及排列定位方法，通過將結構件放置于工裝上并將工裝固定于夾具上，吸附手、壓緊機構、點膠頭通過控制系統先后自動運行操作，使得結構件有序的排列定位在量塊上，同時，由于帶動夾具運行的XYF三自由度驅動系統具有旋轉的功能，量塊一側排列定位完成后可隨即對其另一側結構件進行排列定位，無需手動操作，每次可實現多個結構件的排列定位，大大的提高了生產效率；此外，通過該裝置可有效提高結構件的排列與裝夾效率，保證后期加工產品的質量，降低生產裝配成本，大幅降低操作人員的勞動強度，亦可有效解決人手裝配中不可避免地引入加工和裝配應力的問題。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種排列定位設備，具體涉及一種。
技術介紹
微小型化技術是面向21世紀的重要軍民兩用技術之一，它的發展對民用和國防等相關技術的發展有著深刻的影響。隨著科技的發展，對微小型裝置的功能、性能及可靠性等方面的要求越來越高，對精密微小型零件及產品的需求也日益迫切。微小型零件的幾何尺寸一般在亞微米到幾十個毫米的范圍內，其加工技術(如硅微工藝、LIGA工藝和精密機械加工技術等)已經達到一定發展水平，但相應的裝配技術發展仍然比較緩慢，絕大多數微小型零部件仍然采取手工的裝配方法，不僅周期長、而且成本高，使之在批量生產和產品合格率方面受到較大的限制。隨著器件的小型化和零件更加微型化，手工裝配將受到很大局限。借助于微裝配技術，可通過柔性好、操作靈活、能適應各種作業特點的微型作業機械手裝配來實現較高的定位精度和微細操作，實現人手難以實現的高精密、高精度微裝配。自動化微裝配不僅可提高效率、批量裝配、降低成本，還可以大幅降低操作人員的勞動強度。微小型化加速度計薄壁結構件的加工和裝配是加速度計小型化亟待解決的關鍵問題，薄壁結構件加工前，需要進行精確的裝夾才能保證后續加工過程中的結構件加工精度和質量，結構件裝夾作業精細，對操作人員技能要求非常高，不但操作過程復雜、效率低，而且會造成后續加工和裝配應力的出現，難以達到加速度計要求的性能。因此有必要提出一種采用自動化高效組裝設備來代替手工操作的方法與裝置，縮短裝配周期，提高工作效率，降低生產裝配成本，大幅降低操作人員的勞動強度，同時可有效解決人手裝配中不可避免地引入加工和裝配應力的問題。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種以代替手工操作，以達到縮短裝配周期，提高工作效率，降低生產裝配成本，保證結構件后續加工質量，大幅降低操作人員的勞動強度，同時可有效解決人手裝配中不可避免地引入加工和裝配應力問題的目的。根據本專利技術的目的提出的一種精加工前薄壁結構件自動排列定位機，包括外框架、工作臺、電控箱、控制系統、以及設置于所述工作臺上的排列定位裝置，所述控制系統包括點I父控制系統；所述排列定位裝置包括XYZ三自由度驅動系統，位于所述XYZ三自由度驅動系統上的吸附手與點膠頭，放置結構件的工裝與固定所述工裝的夾具，檢測結構件所在位置的觀測系統，以及帶動所述夾具移動并旋轉的XYF三自由度驅動系統，所述吸附手位于所述工裝的上方用于拾取結構件，所述點膠頭位于所述工裝上方用于將結構件固定于所述工裝上，所述點膠頭與所述點膠控制系統電連接；所述工裝包括量塊以及位于所述量塊兩側的擋塊夾具，所述擋塊夾具上沿所述量塊長度方向均勻設置有多個豁口，吸附手可將結構件沿所述豁口依次排列于所述量塊上。優選的，所述觀測系統包括位于所述工裝上方的頂部顯微視覺系統以及位于所述工裝一側的側方顯微視覺系統；所述頂部顯微視覺系統用于識別結構件，所述側方顯微視覺系統用于觀測結構件底部與所述量塊的接觸情況。優選的，所述工作臺上還設置有帶動所述頂部顯微視覺系統上下移動實現圖像自動調焦的頂部驅動機構。優選的，所述工作臺上還設置有帶動所述側方顯微視覺系統移動的側方驅動機構。優選的，所述排列定位裝置還包括將結構件壓緊定位于所述量塊上的壓緊機構。優選的，所述壓緊機構包括壓桿、位于所述壓桿前端的彈性壓針、以及帶動所述壓桿上下運行的壓桿驅動機構。優選的，所述彈性壓針為均勻設置的三個，分別壓在結構件的三個位置，保證壓力的均勻性和結構件的平整度。優選的，所述頂部顯微視覺系統與所述側方顯微視覺系統的中心線匯交于所述彈性壓針處。優選的，所述工作臺上還設置有用于盛放結構件的放置盤，以及設置于所述放置盤一側的均勻設置的多個待處理工裝。一種精加工前薄壁結構件自動排列定位方法，具體步驟如下:一、首先，工藝人員將結構件從放置盤中取出，放在量塊上，根據擋塊夾具上的豁口數量確定放置的結構件數，各結構件沿量塊的長度方向放置，然后將工裝放置于夾具上，且使得一端的豁口與頂部顯微視覺系統對應；二、頂部顯微視覺系統自動識別結構件，識別完成后，吸附手在XYZ三自由度驅動系統的驅動下移動拾取結構件，后沿豁口方向將結構件下壓在量塊上；三、頂部顯微視覺系統識別結構件，進行定位，如結構件存在位置偏差，則通過XYZ三自由度驅動系統帶動吸附手進行結構件位置的微調，微調完成后，吸附手撤離；四、壓桿驅動機構帶動壓桿及彈性壓針下壓結構件將結構件進行壓緊固定，后點膠頭在XYZ三自由度驅動系統的驅動下運動至結構件處進行點膠處理，點膠持續10-20秒，完成一個結構件的定位，點膠完成后點膠頭撤離；五、XYF三自由度驅動系統帶動工裝向一側移動，使得下一豁口與頂部顯微視覺系統對應，重復步驟二至步驟四依次完成量塊一側結構件的固定；六、XYF三自由度驅動系統帶動工裝旋轉180°對量塊另一側結構件進行拾取與點膠處理，重復步驟二至步驟五依次完成量塊另一側結構件的固定；七、所有結構件排列定位完成后將工裝從夾具上取下，對下一工裝繼續操作。與現有技術相比，本專利技術公開了一種的優點是:通過將結構件放置于工裝上并將工裝固定于夾具上，吸附手、壓緊機構、點膠頭通過控制系統先后自動運行操作，使得結構件有序的排列定位在量塊上，可實現微小件的操作與排列定位，薄壁件尺寸在毫米到亞毫米范圍，排列定位精度小于10微米。同時，由于帶動夾具運行的XYF三自由度驅動系統具有旋轉的功能，量塊一側排列定位完成后可隨即對其另一側結構件進行排列定位，無需手動操作，每次可實現多個結構件的排列定位，大大的提高了生產效率；此外，通過該裝置可有效提高結構件的排列與裝夾效率，保證后期加工產品的質量，降低生產裝配成本，大幅降低操作人員的勞動強度，亦可有效解決人手裝配中不可避免地弓I入加工和裝配應力的問題。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機的結構示意圖。圖2為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機內部結構主視圖。圖3為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機內部結構后視圖。圖4為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機內部結構俯視圖。圖5為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機內部結構左視圖。圖6為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機內部結構右視圖。圖7為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機A處局部放大圖。圖8為本專利技術公開的精加工前薄壁結構件自動排列定位機B處局部放大圖。圖9為排列定位后的工裝示意圖。圖中的數字或字母所代表的相應部件的名稱:1、外框架2、顯示系統 3、點膠控制系統4、控制鍵盤及鼠標5、排列定位裝置6、電控箱7、工作臺5-1、ΧΥΖ三自由度驅動系統5-2、吸附手5_3、點膠頭5_4、頂部顯微視覺系統5-5、壓桿驅動機構5-6、頂部驅動機構 5-7、壓桿 5-8、側方顯微視覺系統5_9、側方驅動機構5-10、夾具5-11、XYF三自由度驅動系統5-12、工裝5_13、放置盤5_14、彈性壓針5-15、結構件5-16、擋塊夾具5-17、量塊本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，包括外框架、工作臺、電控箱、控制系統、以及設置于所述工作臺上的排列定位裝置，所述控制系統包括點膠控制系統；所述排列定位裝置包括XYZ三自由度驅動系統，位于所述XYZ三自由度驅動系統上的吸附手與點膠頭，放置結構件的工裝與固定所述工裝的夾具，檢測結構件所在位置的觀測系統，以及帶動所述夾具移動并旋轉的XYF三自由度驅動系統，所述吸附手位于所述工裝的上方用于拾取結構件，所述點膠頭位于所述工裝上方用于將結構件固定于所述工裝上，所述點膠頭與所述點膠控制系統電連接；所述工裝包括量塊以及位于所述量塊兩側的擋塊夾具，所述擋塊夾具上沿所述量塊長度方向均勻設置有多個豁口，吸附手可將結構件沿所述豁口依次排列于所述量塊上。
【技術特征摘要】
1.一種精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，包括外框架、工作臺、電控箱、控制系統、以及設置于所述工作臺上的排列定位裝置，所述控制系統包括點膠控制系統； 所述排列定位裝置包括XYZ三自由度驅動系統，位于所述XYZ三自由度驅動系統上的吸附手與點膠頭，放置結構件的工裝與固定所述工裝的夾具，檢測結構件所在位置的觀測系統，以及帶動所述夾具移動并旋轉的XYF三自由度驅動系統，所述吸附手位于所述工裝的上方用于拾取結構件，所述點膠頭位于所述工裝上方用于將結構件固定于所述工裝上，所述點膠頭與所述點膠控制系統電連接； 所述工裝包括量塊以及位于所述量塊兩側的擋塊夾具，所述擋塊夾具上沿所述量塊長度方向均勻設置有多個豁口，吸附手可將結構件沿所述豁口依次排列于所述量塊上。2.如權利要求1所述的精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，所述觀測系統包括位于所述工裝上方的頂部顯微視覺系統以及位于所述工裝一側的側方顯微視覺系統；所述頂部顯微視覺系統用于識別結構件，所述側方顯微視覺系統用于觀測結構件底部與所述量塊的接觸情況。3.如權利要求2所述的精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，所述工作臺上還設置有帶動所述頂部顯微視覺系統上下移動實現圖像自動調焦的頂部驅動機構。4.如權利要求2所述的精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，所述工作臺上還設置有帶動所述側方顯微視覺系統移動的側方驅動機構。5.如權利要求2所述的精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，所述排列定位裝置還包括將結構件壓緊定位于所述量塊上的壓緊機構。6.如權利要求5所述的精加工前薄壁結構件自動排列定位機，其特征在于，所述壓緊機構包括壓桿、位于所述 壓桿前端的彈性壓針、以及帶動所述壓桿上下運行的壓桿驅動機構。7.如權利要求6所述的精加工前薄壁結...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳濤，孫立寧，潘明強，劉吉柱，王陽俊，陳立國，汝長海，王蓬勃，黃海波，
申請(專利權)人：蘇州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32
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