[发明专利]精加工前薄壁结构件自动排列定位机及排列定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种排列定位设备，具体涉及一种精加工前薄壁结构件自动排列定位机及排列定位方法。

背景技术

微小型化技术是面向21世纪的重要军民两用技术之一，它的发展对民用和国防等相关技术的发展有着深刻的影响。随着科技的发展，对微小型装置的功能、性能及可靠性等方面的要求越来越高，对精密微小型零件及产品的需求也日益迫切。微小型零件的几何尺寸一般在亚微米到几十个毫米的范围内，其加工技术（如硅微工艺、LIGA工艺和精密机械加工技术等）已经达到一定发展水平，但相应的装配技术发展仍然比较缓慢，绝大多数微小型零部件仍然采取手工的装配方法，不仅周期长、而且成本高，使之在批量生产和产品合格率方面受到较大的限制。

随着器件的小型化和零件更加微型化，手工装配将受到很大局限。借助于微装配技术，可通过柔性好、操作灵活、能适应各种作业特点的微型作业机械手装配来实现较高的定位精度和微细操作，实现人手难以实现的高精密、高精度微装配。自动化微装配不仅可提高效率、批量装配、降低成本，还可以大幅降低操作人员的劳动强度。

微小型化加速度计薄壁结构件的加工和装配是加速度计小型化亟待解决的关键问题，薄壁结构件加工前，需要进行精确的装夹才能保证后续加工过程中的结构件加工精度和质量，结构件装夹作业精细，对操作人员技能要求非常高，不但操作过程复杂、效率低，而且会造成后续加工和装配应力的出现，难以达到加速度计要求的性能。

因此有必要提出一种采用自动化高效组装设备来代替手工操作的方法与装置，缩短装配周期，提高工作效率，降低生产装配成本，大幅降低操作人员的劳动强度，同时可有效解决人手装配中不可避免地引入加工和装配应力的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种精加工前薄壁结构件自动排列定位机及排列定位方法以代替手工操作，以达到缩短装配周期，提高工作效率，降低生产装配成本，保证结构件后续加工质量，大幅降低操作人员的劳动强度，同时可有效解决人手装配中不可避免地引入加工和装配应力问题的目的。

根据本发明的目的提出的一种精加工前薄壁结构件自动排列定位机，包括外框架、工作台、电控箱、控制系统、以及设置于所述工作台上的排列定位装置，所述控制系统包括点胶控制系统；

所述排列定位装置包括XYZ三自由度驱动系统，位于所述XYZ三自由度驱动系统上的吸附手与点胶头，放置结构件的工装与固定所述工装的夹具，检测结构件所在位置的观测系统，以及带动所述夹具移动并旋转的XYF三自由度驱动系统，所述吸附手位于所述工装的上方用于拾取结构件，所述点胶头位于所述工装上方用于将结构件固定于所述工装上，所述点胶头与所述点胶控制系统电连接；

所述工装包括量块以及位于所述量块两侧的挡块夹具，所述挡块夹具上沿所述量块长度方向均匀设置有多个豁口，吸附手可将结构件沿所述豁口依次排列于所述量块上。

优选的，所述观测系统包括位于所述工装上方的顶部显微视觉系统以及位于所述工装一侧的侧方显微视觉系统；所述顶部显微视觉系统用于识别结构件，所述侧方显微视觉系统用于观测结构件底部与所述量块的接触情况。

优选的，所述工作台上还设置有带动所述顶部显微视觉系统上下移动实现图像自动调焦的顶部驱动机构。

优选的，所述工作台上还设置有带动所述侧方显微视觉系统移动的侧方驱动机构。

优选的，所述排列定位装置还包括将结构件压紧定位于所述量块上的压紧机构。

优选的，所述压紧机构包括压杆、位于所述压杆前端的弹性压针、以及带动所述压杆上下运行的压杆驱动机构。

优选的，所述弹性压针为均匀设置的三个，分别压在结构件的三个位置，保证压力的均匀性和结构件的平整度。

优选的，所述顶部显微视觉系统与所述侧方显微视觉系统的中心线汇交于所述弹性压针处。

优选的，所述工作台上还设置有用于盛放结构件的放置盘，以及设置于所述放置盘一侧的均匀设置的多个待处理工装。

一种精加工前薄壁结构件自动排列定位方法，具体步骤如下：

一、首先，工艺人员将结构件从放置盘中取出，放在量块上，根据挡块夹具上的豁口数量确定放置的结构件数，各结构件沿量块的长度方向放置，然后将工装放置于夹具上，且使得一端的豁口与顶部显微视觉系统对应；

二、顶部显微视觉系统自动识别结构件，识别完成后，吸附手在XYZ三自由度驱动系统的驱动下移动拾取结构件，后沿豁口方向将结构件下压在量块上；