集成換接式工具的微小零件精密裝配系統(tǒng)研制.pdf

1、作為產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中的一個(gè)工藝環(huán)節(jié)，零部件裝配的精度與效率將直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、成本與生產(chǎn)效率。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品體積趨于小型化、功能趨于多樣。為了使微小型零件的裝配達(dá)到裝配精度要求，需要用到精密裝配技術(shù)。通常一套精密裝配系統(tǒng)主要針對(duì)一種或少數(shù)微小型零件的裝配而設(shè)計(jì)，如果待裝配零件較多，則需要多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行裝配，這大大降低了設(shè)備的利用效率。本文待裝配微小型零件數(shù)量與種類較多，形狀與尺寸差異較大。為提高設(shè)備利用率以及裝配效率

2、和精度，需要設(shè)計(jì)出一套特殊的末端執(zhí)行器并設(shè)計(jì)一套有效的裝配控制策略。
　　本研究根據(jù)待裝配精密組件構(gòu)成以及組件中待裝配零件裝配精度要求設(shè)計(jì)出帶有換接式工具的精密裝配系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過(guò)換接不同的工具頭實(shí)現(xiàn)多個(gè)微小型零件的精密裝配。設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件時(shí)利用模塊化思想將這套精密裝配系統(tǒng)分為零件的上料模塊、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)模塊、裝配作業(yè)模塊（換接式工具集成于該模塊）、機(jī)器視覺(jué)模塊以及固聯(lián)在機(jī)器視覺(jué)模塊上的螺紋副裝配模塊。在進(jìn)行精密裝配作業(yè)過(guò)程時(shí)，為了能

3、夠得到待裝配微小型零件的準(zhǔn)確位姿信息，需要對(duì)待裝配微小型零件進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。通過(guò)對(duì)零件圖像的預(yù)處理、閾值分割、邊緣檢測(cè)、邊緣掃描并利用優(yōu)化后的最小二值化或型心法得到微小型零件的位姿信息。對(duì)于待裝配零件的特征邊緣大于攝像機(jī)視場(chǎng)的情況，本文所述精密裝配系統(tǒng)利用圖像拼接的方法，實(shí)現(xiàn)零件特征定位。為能夠使本文所述精密裝配中各個(gè)模塊之間在零件裝配過(guò)程中協(xié)調(diào)配合，首先需要建立系統(tǒng)的坐標(biāo)系。在系統(tǒng)的坐標(biāo)系建立后，需要確定坐標(biāo)系模型中各個(gè)坐標(biāo)系之間的位姿

4、關(guān)系，以保證待裝配零件的測(cè)量與裝配精度。為使系統(tǒng)以合適的裝配力進(jìn)行裝配作業(yè)，需要確定裝配作業(yè)模塊中機(jī)械臂單元上的力傳感器的參數(shù)。因而在精密裝配系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試和裝配作業(yè)前需要對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。在完成精密裝配系統(tǒng)坐標(biāo)系的標(biāo)定后。便進(jìn)行其余部分的硬件搭建，在完成硬件搭建后，便需要按照裝配要求設(shè)計(jì)系統(tǒng)自動(dòng)裝配流程，之后根據(jù)裝配流程編寫系統(tǒng)自動(dòng)裝配程序。在最后進(jìn)行裝配實(shí)驗(yàn)之前，為保證裝配精度，還需要對(duì)系統(tǒng)的重復(fù)性精度進(jìn)行測(cè)量。在完成測(cè)量后，對(duì)