一种适用于两圆形工件装配的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于两圆形工件装配的装置，本实用新型专利技术主要由隔震平台模块、激光扫描模块、相机拍摄模块、自动调节模块、PLC控制器、计算机系统六个模块组成。隔震平台装置用于承载整个装置，激光扫描装置用来扫描两圆形工件的面积并进行对比分析，通过计算机系统计算出待装配圆形工件相对于固定圆形工件的俯仰角、偏航角以及平移量，相机拍摄装置用来检测两圆形工件端面销和孔的位置误差，自动调节装置用来调整待装配圆形工件的位置直到两工件同心同轴对齐。本实用新型专利技术自动化程度高、精度高，解决了两圆形工件装配时圆心和轴线不一致的问题。

A device suitable for assembly of two circular workpiece

The utility model discloses a device suitable for two circular workpiece assembly. The utility model is mainly composed of six modules, such as the isolation platform module, the laser scanning module, the camera shooting module, the automatic regulation module, the PLC controller and the computer system. The isolating platform device is used to carry the whole device. The laser scanning device is used to scan the area of the two circular workpiece and compare and analyze it. The pitch angle, yaw angle and translation amount of the round workpiece to be assembled are calculated by the computer system. The camera shooting device is used to detect the end face pin of the two circular workpiece. As for the position error of the hole, the automatic adjustment device is used to adjust the position of the circular workpiece to be assembled until the two workpiece concentrically aligns. The utility model has high automation degree and high precision, and solves the problem that the center and axis of the two round workpiece are not identical.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于两圆形工件装配的装置
本技术涉及一种适用于自动化焊接或激光对准调整等过程中模拟大型圆筒中心对准以及圆柱孔位对准的方法，具体特指一种利用激光扫描和线阵列拍摄技术计算两圆形工件的相对位置误差，并利用自动调整技术调整其同心度和同轴度的一种适用于两圆形工件装配的装置。
技术介绍
随着科技的快速发展，设备精密要求和装配要求越来越高，工件的安装精度要求更是达到微米级别。圆柱体在安装时的旋转特性和圆柱安装夹具的工艺误差会导致两圆形工件在安装时两工件的同心度和同轴度有所偏差，而肉眼难以判断其同心度和同轴偏差，且人工调整的精密度不够，因此设计一套在两圆形工件自动化对接过程中，快速计算两圆形工件的相对位置误差并自动调整其同心度和同轴度的装置非常重要。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种利用激光轮廓传感器和图像识别技术计算两圆形工件的相对位置误差，并利用自动控制技术调整其同心度和同轴度的一种适用于两圆形工件装配的装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于两圆形工件装配的装置，主要由隔震平台模块、激光扫描模块、相机拍摄模块、自动调节模块、PLC控制器、计算机系统六个模块组成。(1)隔震平台模块：用于承载整个装置，隔震平台由高强度支撑腿和蜂窝面板组成，高强度支撑腿采用高强度钢材一体焊接成型，避免连接件过多造成强度下降。支腿上安装橡胶隔震垫和水平调节轴承，其中橡胶隔震垫用来抗震，水平调节轴承用来调节平台的高度。蜂窝面板采用钢制芯板结构，具有重量轻、刚度高、高阻尼的特点，且面板上有阵列盲孔，用户可根据实际需要在不同区域进行安装。(2)激光扫描模块：用来扫描两圆形工件的面积并进行对比分析，计算出两个圆形工件的位置误差，主要由激光扫描仪、扫描仪支架、水平移动滑台、直线导轨、伺服电机组成。激光扫描仪由扫描仪支架支撑，扫描仪支架与滑台连接，电机控制滑台在直线导轨上做直线运动，当滑台运动时，激光扫描仪就能扫描两圆形工件的一小段面积进行计算对比并计算出两个圆形工件的位置误差，然后由自动调节装置调整待安装工件的位置。(3)相机拍摄模块：由于空间的限制，激光扫描仪无法扫描圆形工件端面的销和孔，也就无法判断销和孔的位置误差。因此，完成前述激光测量后，采用相机拍摄装置就是用来检测两圆形工件端面销和孔的位置误差。所述相机拍摄装置主要由两个线阵列相机、相机支架、相机夹具、标定板组成，考虑到实际问题，相机较难正对端面拍摄，因此采用线阵列相机倾斜拍摄的方式得到两圆形工件端面销和孔的图像。(4)自动调节模块：用来调整待装配圆形工件的位置。主要由线性导轨、轴向移动滑台、径向移动滑台、升降台、电动角位台、工件夹具组成，激光扫描仪检测完两圆形工件的相对位置误差后，自动调节装置上的轴向移动滑台、径向移动滑台和升降台会调节待安装工件的位置，直到对齐两圆形工件的圆心和轴线。(5)PLC控制器：PLC控制器分别与所述激光扫描装置、相机拍摄装置支架和自动调节装置的伺服电机相连，PLC控制器同时和计算机系统相连，通过串口实现通信。(6)计算机系统：分别连接所述激光扫描仪、第一、二线阵列相机、PLC控制器，所述计算机系统根据扫描仪扫描到的两圆形工件部位进行对比分析，计算出俯仰角、偏航角以及平移量，所述计算机系统接收第一、二线阵列CCD采集到的工件端面销和孔的图像，并通过图像处理方式消除畸变后可得到等效于相机正面拍摄端面的图像。本技术的有益效果是：本技术采用激光扫描装置计算两圆形工件位置误差，采用线阵列相机拍摄装置检测两圆形工件的销孔误差，并采用自动调节装置自动调整两工件的相对位置，具有自动化程度高、精度高的特点，解决了两圆形工件装配时圆心和轴线不一致的问题。附图说明下面结合附图和实施例对本技术进一步说明。图1为本技术的结构示意图；图2为本技术另一结构示意图；图3为电动角位台的结构示意图；图4是两圆形工件的三维示意图。图中，1-高强度支腿，2-蜂窝面板，3-第一直线导轨，4-伺服电机，5-扫描仪支架，6-水平移动滑台，7-激光扫描仪，8-固定圆形工件，9-待装配圆形工件，10-第二直线导轨，11-第一轴向移动滑台，12-第一径向移动滑台，13-第一升降台，14-第一圆形工件夹具，15-第二轴向移动滑台，16-第二径向移动滑台，17-第二升降台，18-电动角位台，19-第二圆形工件夹具，20-第三轴向移动滑台，21-第三圆形工件夹具，22-第四轴向移动滑台，23-第四圆形工件夹具，24-第一线阵列相机，25-第二线阵列相机，26-第一相机夹具，27-第二相机夹具，28-相机支架，29-竖直移动滑台，30-竖直线性导轨，31-标定板，32-PLC控制器，33-计算机系统。具体实施方式【实施例】系统的具体硬件结构如图1所示，整个装置由高强度支腿1支撑，安装在蜂窝面板2上，激光扫描仪7由扫描仪支架5支撑，扫描仪支架5与水平移动滑台6连接，伺服电机4控制所述水平移动滑台6在第一直线导轨3上做直线运动，所述激光扫描仪7就能扫描固定圆形工件8和待装配圆形工件9的一小段面积并将数据传输到计算机系统33进行对比分析，所述计算机系统33会计算出两个圆形工件的位置误差。第一线阵列相机24和第二线阵列相机25分别依靠第一相机夹具26和第二相机夹具27在相机支架28上左右移动、旋转、固定，所述相机支架28与竖直移动滑台29连接并可以随着所述竖直移动滑台29上下移动，所述第一线阵列相机24和第二线阵列相机25分别倾斜拍摄所述待装配圆形工件9和所述固定圆形工件8端面上销和孔的图像。第二直线导轨10固定安装在蜂窝面板2上，所述第二直线导轨10上面安装第一轴向移动滑台11，第二轴向移动滑台15，第三轴向移动滑台20，第四轴向移动滑台22，所述第三轴向移动滑台20和第四轴向移动滑台22分别与第三圆形工件夹具21，第四圆形工件夹具23连接用来夹持所述固定圆形工件8。第一轴向移动滑台11和第二轴向移动滑台15上面分别安装有第一径向移动滑台12和第二径向移动滑台16，所述第二径向滑台16上面安装有电动角位台18，电动角位台使用V型导轨，可以使待装配圆形工件9沿着圆心转动。第一径向移动滑台12和电动角位台18上面分别安装第一圆形工件夹具14和第二圆形工件夹具19分别用来夹持待装配圆形工件9。本技术的使用方法如下：首先将两圆形工件的任意一个工件安装在第三圆形工件夹具和第四圆形工件夹具上，然后以蜂窝面板的各个面为基准，用千分尺反复测量调整工件的位置，直到圆形工件的各个端面与蜂窝面板的平行度误差在允许范围内为止。然后将待装配圆形工件放到第一圆形工件夹具和第二圆形工件夹具上，接着PLC控制器控制电机转动从而驱动水平移动滑台移动，激光扫描仪就能随着水平移动滑台移动扫描固定圆形工件和待装配圆形工件的一小段面积并将数据传输到计算机系统进行对比分析，计算机系统会计算出待装配圆形工件相对于固定圆形工件的俯仰角、偏航角以及平移量。接着通过第一、二径向滑台，和第一、二升降台来调整待装配圆形工件的位置，直到两工件位置误差在允许误差范围内才能进入下一步。两工件同心同轴后，销和孔可能还未对齐，第一、二线阵列相机先以标定板为参照物，调试对焦后分别拍摄固定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于两圆形工件装配的装置，其特征在于：整个装置由高强度支撑腿(1)和蜂窝面板(2)支撑，激光扫描仪(7)由扫描仪支架(5)支撑，扫描仪支架(5)与水平移动滑台(6)连接，伺服电机(4)控制所述水平移动滑台(6)在第一直线导轨(3)上做直线运动，所述激光扫描仪(7)就能扫描固定圆形工件(8)和待装配圆形工件(9)的一小段面积并将数据传输到计算机系统(33)进行对比分析，所述计算机系统(33)会计算出两个圆形工件的位置误差。

【技术特征摘要】
1.一种适用于两圆形工件装配的装置，其特征在于：整个装置由高强度支撑腿(1)和蜂窝面板(2)支撑，激光扫描仪(7)由扫描仪支架(5)支撑，扫描仪支架(5)与水平移动滑台(6)连接，伺服电机(4)控制所述水平移动滑台(6)在第一直线导轨(3)上做直线运动，所述激光扫描仪(7)就能扫描固定圆形工件(8)和待装配圆形工件(9)的一小段面积并将数据传输到计算机系统(33)进行对比分析，所述计算机系统(33)会计算出两个圆形工件的位置误差。2.根据权利要求1所述的一种适用于两圆形工件装配的装置，其特征在于：第一线阵列相机(24)和第二线阵列相机(25)分别依靠第一相机夹具(26)和第二相机夹具(27)在相机支架(28)上移动、旋转、固定，所述相机支架(28)与竖直移动滑台(29)连接并可以随着所述滑台(29)上下移动，所述第一线阵列相机(24)和第二线阵列相机(25)分别倾斜拍摄所述待装配圆形工件(9)和所述固定圆形工件(8)端面上销和孔的图像。3.根据权利要求1所述的一种适用于两圆形工件装配的装置，其特征在于：第二直线导轨(10)固定安装在蜂窝面板(2)上，所述第二直线导轨(10)上面安装第一轴向移动滑台(11)，第二轴向移动滑台(15)，第三轴向移动滑台...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晋武，周谦，邓松松，
申请(专利权)人：武汉红星杨科技有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北,42