[发明专利]一种基于激光辅助对中的轴孔自动化装配方法

说明书

一种基于激光辅助对中的轴孔自动化装配方法，包括以下步骤：一：装配轴零件(3)向装配孔零件(5)趋近；二：装配轴零件(3)位姿粗调；三：装配轴零件(3)位姿精调；四：装配轴零件(3)第一阶段进给；五：装配轴零件(3)第二阶段进给及花键轴段装配阶段；通过以上步骤，可以实现复杂装配条件下的轴孔零件自动化对中装配，提高了轴孔装配效率和质量，解决了复杂条件下无法实现轴孔自动化装配的问题。本发明中使用了激光辅助对中技术，能实现对轴孔轴线误差的快速精确非接触检测，避免轴孔配合过程中零件表面结构产生损伤，提高调节效率和准确性，降低了工人的劳动强度，提升了装配的自动化程度，缩短了产品的制造周期。

【技术领域】

本发明提供一种基于激光辅助对中的轴孔自动化装配方法，尤其涉及一种针对复杂装配条件下的基于激光辅助对中的轴孔装配的方法，属于装配自动化技术领域。

【技术背景】

随着航空航天、汽车、国防等领域的高精尖技术的发展，对装配技术提出了具有挑战性的要求，例如RV减速器、航空发动机等高精度装配等。轴孔装配是工业生产环节中非常关键的部分，装配的质量往往影响产品的最终质量。

目前，关于轴孔装配研究中的轴孔零件都相对简单，很少涉及到阶梯轴、花键轴等较为复杂的装配情况。以航空发动机中的风扇单元体与核心机单元体的装配为例：装配过程可以分为两个阶段，第一阶段是轴伸入孔内，轴孔之间有较大间隙(约0.1mm)；第二阶段是到达配合面或键槽配合处。两个阶段内的装配要求是不一样的：第一阶段中孔的内壁有大量薄壁结构，不允许发生碰撞，故不能使用接触式测量手段；第二阶段配合精度很高，但允许较小力的碰撞。所以在这种情况下，单靠简单的力、位置控制是无法实现顺利装配的。目前，航空发动机的装配依然主要靠人工的方式完成，这种方法对工人的技术经验水平要求较高，并且导致装配工人工作量很大、效率低，发动机装配的质量也不能得到充分保证。所以，引入非接触式的测量手段，实现较为复杂轴孔自动化装配是形势所趋。

【发明内容】

1、目的：本发明的目的是为复杂条件下的轴孔装配提供一种新方法，实现全自动化装配，提高轴孔装配效率和质量。

2、技术方案：

本发明涉及一种针对复杂装配条件下的基于激光辅助对中的轴孔装配系统，用于对轴、孔零件进行装配，该系统具体包括有测量系统、装配部件及工装系统、执行机构、控制系统等；

所述测量系统包括有激光检测系统、装配接触力检测系统及数据采集系统等；所述激光检测系统包括有轴端激光发生器、孔端激光发生器、PSD位置传感器。所述装配接触力检测系统包括有六维力传感器。

所述装配部件及工装系统包括有装配轴零件、装配孔零件、孔件固定工装、激光器固定工装等；

该装配孔零件安装在所述孔件固定工装上，位置固定；所述装配轴零件为阶梯轴，并且具有花键结构，安装在所述执行机构的末端，在所述轴件固定工装与执行机构之间安装有所述六维力传感器；

所述测量系统中的激光发生器分为两组，每组三个，一组安装在所述装配轴零件的末端面上，另一组安装在所述装配孔零件的末端面上，激光器全部均匀布置且均与所述装配轴零件的花键齿呈固定位置角度关系；所述PSD位置传感器固定在与装配轴线方向垂直的平面上，它的作用是将所述激光发生器发出的激光点信息转化为二维平面上的坐标信息。

本发明提供一种基于激光辅助对中的轴孔自动化装配方法，该方法包括以下步骤：

步骤一：装配轴零件(3)向装配孔零件(5)趋近：控制执行机构(1)带动装配轴零件(3)进行粗定位，实现装配轴零件(5)向装配孔零件的趋近，使装配轴零件(3)大部分落到装配孔零件(5)的延伸圆柱包络面内；