【摘要】：近年來(lái),隨著國(guó)防事業(yè)的不斷發(fā)展,面向航空航天領(lǐng)域的微小組件精密裝配技術(shù)成為了研究熱點(diǎn)。本文研究的微小組件是電液伺服閥中的核心組件,其中的零件尺寸在毫米級(jí),對(duì)裝配精度要求較高,零件的裝配技術(shù)屬于精密裝配領(lǐng)域。目前國(guó)內(nèi)對(duì)于微小組件的壓裝仍然采用手工操作方式,不僅無(wú)法保證裝配后產(chǎn)品的一致性,并且裝配精度不高、產(chǎn)品合格率較低。為了解決手工裝配帶來(lái)的問(wèn)題,推動(dòng)微小組件精密裝配的自動(dòng)化,本文進(jìn)行了相關(guān)的研究和分析。首先,對(duì)國(guó)內(nèi)外與過(guò)盈連接有關(guān)的壓裝系統(tǒng)進(jìn)行了綜述,并對(duì)適用于微小組件精密裝配的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié),基于已經(jīng)搭建的微小組件精密壓裝設(shè)備,結(jié)合零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),分析了壓裝設(shè)備需要實(shí)現(xiàn)的總體功能,編寫(xiě)了控制軟件,制定了裝配作業(yè)流程,采用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)完成了零件的對(duì)準(zhǔn)作業(yè),制定了壓力控制和位移控制策略,并采用LabVIEW軟件完成了視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)、壓力控制和位移控制程序的編寫(xiě),設(shè)計(jì)了友好的人機(jī)交互界面。其次,針對(duì)微小組件平面之間的平行度、直線(xiàn)邊的平行度和垂直度以及高度尺寸的要求,分別從零件自身的加工精度、夾具的安裝精度、導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線(xiàn)度以及零件的對(duì)準(zhǔn)精度等多個(gè)方面分析了它們對(duì)裝配后組件精度的影響,并確定了精密壓裝設(shè)備中需要標(biāo)定的模塊。最后,對(duì)微小組件精密壓裝設(shè)備進(jìn)行了標(biāo)定,其中包括壓裝作業(yè)模塊中四根導(dǎo)向柱運(yùn)動(dòng)的直線(xiàn)度、視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)模塊中相機(jī)的像素和上下相機(jī)的相對(duì)位置、檢測(cè)模塊中的光柵尺和壓力傳感器以及夾持定位模塊中的壓裝基準(zhǔn)和夾具受力變形量。通過(guò)壓裝實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了微小組件精密壓裝設(shè)備控制系統(tǒng)的可行性,并對(duì)微小組件精密壓裝設(shè)備的進(jìn)一步研究進(jìn)行了展望。
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圖片說(shuō)明： 感器、差動(dòng)位移傳感器以及光柵尺，利用工業(yè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行過(guò)程控制，同時(shí)集成了精密傳逡逑感器技術(shù)和電液比利控制技術(shù)，提高了輪對(duì)的壓裝精度。張樂(lè)平等［８］提出了一種智能壓逡逑裝機(jī)的構(gòu)想，其結(jié)構(gòu)如圖１．１所示，其本體上集成了力傳感器和行程傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)逡逑整個(gè)壓裝行程的全程監(jiān)控并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)懫集和處理，待壓裝的零件不局限于大尺寸逡逑零件，對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量，推動(dòng)壓裝作業(yè)的自動(dòng)化和智能化有很大的意義。但是這種智能逡逑壓裝機(jī)仍然采用液壓系統(tǒng)為動(dòng)力源，在使用過(guò)程中容易產(chǎn)生油污，并且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積逡逑和重量較大，成本高，，效率較低，并且沒(méi)有對(duì)壓裝機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)描述。逡逑朿＿邋ｆ逡逑�。停礤义希省簼窨郏病灅O３￣■`村逡渙Υ珆B器異向嫌ｆｒ—橫板逡逑７－？？壓頭感應(yīng)片９－？？直線(xiàn)軸承ｔｙ符傳感器丨丨一被粗容件逡逑１２—容件ＩＪ一支座丨４￣壓板丨ｈ聯(lián)板逡逑圖１．邋１智能壓裝機(jī)結(jié)構(gòu)圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｓｍａｒｔ邋ｐｒｅｓｓ－ｆｉｔ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑在國(guó)外，研究人員已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了壓裝機(jī)的自動(dòng)化和智能化控制，目前著重于對(duì)于壓裝逡逑機(jī)的動(dòng)力源和控制算法的研宄，力求使用清潔能源作為動(dòng)力源并提高壓裝系統(tǒng)的控制精逡逑度。Ｃｈｅｎｇ－Ｈｏ邋Ｌｉ等［９］設(shè)計(jì)了一種采用混合驅(qū)動(dòng)作為動(dòng)力的伺服壓裝系統(tǒng)，其實(shí)物圖如逡逑圖１．２所示。這種壓裝機(jī)由交流電動(dòng)機(jī)和飛輪提供混合動(dòng)力從而節(jié)約能源
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圖片說(shuō)明： 逑控制算法，從而減小了誤差。Ｈｏｎｇ－Ｍｉｎｇ邋Ｃｈｅｎ等設(shè)計(jì)了一種由電動(dòng)和液壓混合控制逡逑的壓裝機(jī)，其實(shí)物圖如圖１．３所示。研宄人員設(shè)計(jì)了一種基于模糊控制的液壓伺服系統(tǒng)，逡逑通過(guò)減壓閥和流量伺服閥實(shí)現(xiàn)對(duì)壓裝力的精確控制，控制軟件懫用ＬａｂＶＩＥＷ編寫(xiě)，有逡逑效減少了由于壓裝力過(guò)大對(duì)零件造成的損壞的情況。Ｐｉ－Ｙｉｎｇ邋Ｃｈｅｎｇ等設(shè)計(jì)了一種帶逡逑有雙伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的壓裝機(jī)。該壓裝機(jī)的最大特點(diǎn)是采用兩臺(tái)伺服電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)，通逡逑過(guò)ＰＩＤ閉環(huán)控制反饋來(lái)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免壓頭產(chǎn)生過(guò)大的角度偏差，進(jìn)而提逡逑高了精度。該壓裝機(jī)的雙電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)圖如圖１．４所示。０．（５．�。保保保埃保保傅龋郏保玻萏岢鲆环N基于逡逑卡爾曼濾波器的ＰＩＤ敏捷模糊調(diào)整算法并將此算法應(yīng)用于壓裝機(jī)的壓力控制，通過(guò)實(shí)驗(yàn)逡逑證明該方法優(yōu)于傳統(tǒng)的ＰＩＤ控制和模糊ＰＩＤ控制，實(shí)現(xiàn)了壓力的高精度控制。Ｍ．邋Ｂｉｒｋｈｏｌｄ逡逑等［１３］設(shè)計(jì)了一種集成了q醫(yī)庸δ艿男灤退歐棺盎�，这种压装机除了能够完成压左aδ苠義舷Σ罰故迪至搜棺骯蟮腦锝庸δ埽股討脅輝儺枰ザ賴(lài)幕越由璞�，綑n土瞬義掀返某殺盡Ｆ浣峁雇既繽跡保鄧盡ｅ義希粒睿紓酰歟幔蟈澹澹睿悖錚洌邋澹媯錚蟈澹蹋恚脲澹插義希ǎ模潁椋觶澹鑠澹猓澹粒緬澹停錚簦錚潁╁義希粒睿紓酰歟幔蟈澹澹睿悖錚洌澹

本文編號(hào)：2514987