【摘要】：近年來,隨著國防事業(yè)的不斷發(fā)展,面向航空航天領域的微小組件精密裝配技術成為了研究熱點。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,對裝配精度要求較高,零件的裝配技術屬于精密裝配領域。目前國內對于微小組件的壓裝仍然采用手工操作方式,不僅無法保證裝配后產品的一致性,并且裝配精度不高、產品合格率較低。為了解決手工裝配帶來的問題,推動微小組件精密裝配的自動化,本文進行了相關的研究和分析。首先,對國內外與過盈連接有關的壓裝系統(tǒng)進行了綜述,并對適用于微小組件精密裝配的相關技術進行了總結,基于已經搭建的微小組件精密壓裝設備,結合零件的結構特點,分析了壓裝設備需要實現(xiàn)的總體功能,編寫了控制軟件,制定了裝配作業(yè)流程,采用機器視覺技術完成了零件的對準作業(yè),制定了壓力控制和位移控制策略,并采用LabVIEW軟件完成了視覺對準、壓力控制和位移控制程序的編寫,設計了友好的人機交互界面。其次,針對微小組件平面之間的平行度、直線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、導軌運動的直線度以及零件的對準精度等多個方面分析了它們對裝配后組件精度的影響,并確定了精密壓裝設備中需要標定的模塊。最后,對微小組件精密壓裝設備進行了標定,其中包括壓裝作業(yè)模塊中四根導向柱運動的直線度、視覺對準模塊中相機的像素和上下相機的相對位置、檢測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和夾具受力變形量。通過壓裝實驗,驗證了微小組件精密壓裝設備控制系統(tǒng)的可行性,并對微小組件精密壓裝設備的進一步研究進行了展望。
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圖片說明： 感器、差動位移傳感器以及光柵尺，利用工業(yè)計算機進行過程控制，同時集成了精密傳逡逑感器技術和電液比利控制技術，提高了輪對的壓裝精度。張樂平等［８］提出了一種智能壓逡逑裝機的構想，其結構如圖１．１所示，其本體上集成了力傳感器和行程傳感器，能夠實現(xiàn)逡逑整個壓裝行程的全程監(jiān)控并對數據進行實時懫集和處理，待壓裝的零件不局限于大尺寸逡逑零件，對提高產品質量，推動壓裝作業(yè)的自動化和智能化有很大的意義。但是這種智能逡逑壓裝機仍然采用液壓系統(tǒng)為動力源，在使用過程中容易產生油污，并且結構復雜，體積逡逑和重量較大，成本高，，效率較低，并且沒有對壓裝機的控制系統(tǒng)進行詳細描述。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－？？壓頭感應片９－？？直線軸承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智能壓裝機結構圖逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ａｐｐｅａｒａｎｃｅ邋ｏｆ邋ｓｍａｒｔ邋ｐｒｅｓｓ－ｆｉｔ邋ｄｅｖｉｃｅ逡逑在國外，研究人員已經實現(xiàn)了壓裝機的自動化和智能化控制，目前著重于對于壓裝逡逑機的動力源和控制算法的研宄，力求使用清潔能源作為動力源并提高壓裝系統(tǒng)的控制精逡逑度。Ｃｈｅｎｇ－Ｈｏ邋Ｌｉ等［９］設計了一種采用混合驅動作為動力的伺服壓裝系統(tǒng)，其實物圖如逡逑圖１．２所示。這種壓裝機由交流電動機和飛輪提供混合動力從而節(jié)約能源
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圖片說明： 逑控制算法，從而減小了誤差。Ｈｏｎｇ－Ｍｉｎｇ邋Ｃｈｅｎ等設計了一種由電動和液壓混合控制逡逑的壓裝機，其實物圖如圖１．３所示。研宄人員設計了一種基于模糊控制的液壓伺服系統(tǒng)，逡逑通過減壓閥和流量伺服閥實現(xiàn)對壓裝力的精確控制，控制軟件懫用ＬａｂＶＩＥＷ編寫，有逡逑效減少了由于壓裝力過大對零件造成的損壞的情況。Ｐｉ－Ｙｉｎｇ邋Ｃｈｅｎｇ等設計了一種帶逡逑有雙伺服電機驅動器的壓裝機。該壓裝機的最大特點是采用兩臺伺服電機同時驅動，通逡逑過ＰＩＤ閉環(huán)控制反饋來對電機的速度進行調節(jié)，避免壓頭產生過大的角度偏差，進而提逡逑高了精度。該壓裝機的雙電機驅動系統(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敏捷模糊調整算法并將此算法應用于壓裝機的壓力控制，通過實驗逡逑證明該方法優(yōu)于傳統(tǒng)的ＰＩＤ控制和模糊ＰＩＤ控制，實現(xiàn)了壓力的高精度控制。Ｍ．邋Ｂｉｒｋｈｏｌｄ逡逑等［１３］設計了一種集成了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�，使生产过秤懨{輝儺枰ザ賴幕越由璞�，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：2514987