一种微型玻璃管自动穿丝调心装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于精密微小零件自动装配技术领域，涉及一种微型玻璃管自动穿丝调心装置及方法，是一种用于微小型加速度计惯性摆零件悬丝、玻璃管的自动穿丝和调心的技术。所述的装置中部为玻璃管夹具装调机构，玻璃管夹具装调机构的两侧分别为悬丝调心机构和穿丝调心机构，后侧为视觉测量模块，四个部分的底部均安装在平台上，穿丝调心机构与视觉测量模块分别与PC机相连，实现自动化控制。本发明专利技术可实现装配过程可视，穿丝张紧力可控的微型玻璃管自动穿丝调心功能。

A Micro Glass Tube Automatic Thread-aligning Device and Method

The invention belongs to the technical field of automatic assembly of precise micro parts, and relates to an automatic threading and centering device and method for micro glass tube. It is a technology for automatic threading and centering of suspension wire and glass tube of inertial pendulum parts of micro accelerometer. The central part of the device is the fixture adjustment mechanism of glass tube. The two sides of the fixture adjustment mechanism of glass tube are respectively the suspension wire aligning mechanism and the threading wire aligning mechanism. The rear side is the visual measurement module. The bottom of the four parts are all installed on the platform. The threading aligning mechanism and the visual measurement module are connected with the PC respectively to realize automatic control. The invention can realize the function of automatic threading and centering of micro glass tube with visual assembly process and controllable threading tension.

【技术实现步骤摘要】
一种微型玻璃管自动穿丝调心装置及方法
本专利技术属于精密微小零件自动装配
，涉及一种微型玻璃管自动穿丝调心装置及方法，是一种用于微小型加速度计惯性摆零件悬丝、玻璃管的自动穿丝和调心的技术。
技术介绍
惯性加速度计是导航系统的惯性敏感元件，用于测量运载体的加速度。悬丝摆式加速度计体积小、重量轻、量程大，有较高的精度并能够承受较大的加速度和冲击。该加速度计采用的是力平衡式结构，摆组件是敏感加速度计的部件，穿过摆组件的悬丝所在轴是悬丝加速度计的敏感轴，构成该轴的零件悬丝在摆组件玻璃管中的精确装配对加速度计性能会产生很大的影响。因此，摆组件中悬丝与玻璃管的装配对提高摆式加速度计的测量精度有重要意义。惯性摆组件中悬丝与玻璃管的装配，其装配要求是将悬丝穿入两个同轴放置的玻璃管中且悬丝在玻璃管内对中放置。目前的装配方法主要是利用专用夹具工装和显微镜等工具的人工装配，如路永乐论文《小型悬丝摆式加速度传感器原理及关键技术研究》中悬丝与玻璃管的装配，其装配过程是将两个玻璃管装卡到特制的工装上，通过显微镜观察手动将悬丝穿入两个玻璃管中，并未提到悬丝在玻璃管中对中调整方法。专利技术专利号201110178911.X，黄文斌专利技术了一种在石英管中穿入铂金丝的装置，该装置采用对轧辊导入铂金丝，这种方法会对铂金丝表面造成一定的损伤，且没有调心定位。专利技术专利号201410855198.1，李娟等人专利技术了一种微通道穿丝装置可实现对准穿丝，其所述调心方式只是将穿丝前完成对准，穿丝完成后再无法进行调心。综上所述可知，现有的装配方法其装配精度依赖于工人的技术水平、操作习惯、工作经验等，装配精度低、废品率高。针对上述问题，提高工人的操作水平来达到很高的装配精度已经很难，产出投入比很小，并且自动化程度较低；穿丝方式对丝有一定的损伤，且未涉及到对丝的自动调心与张紧。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服目前摆组件中悬丝、玻璃管装配工艺所带来的精度与效率缺陷，专利技术一种自动穿丝调心装置，可以实现悬丝快速准确穿入玻璃管并实现对中调整，提高装配精度和效率。本专利技术的技术方案如下：一种微型玻璃管自动穿丝调心装置，装置中部为玻璃管夹具装调机构，玻璃管夹具装调机构的两侧分别为悬丝调心机构和穿丝调心机构，后侧为视觉测量模块，四个部分的底部均安装在平台20上，穿丝调心机构与视觉测量模块分别与PC机相连，实现自动化控制。所述的玻璃管夹具装调机构，主要由玻璃管夹具6、夹具安装台支座7、精密转台8和玻璃管夹具安装台15组成；所述的玻璃管夹具6安装在玻璃管夹具安装台15上，玻璃管夹具安装台15底部卡在夹具安装台支座7上表面的安装槽中，夹具安装台支座7固定安装在精密转台8上，精密转台8安装在平台20上；所述的玻璃管夹具6上表面的两个端部和中间位置各设有一段悬丝引导槽，悬丝引导槽呈喇叭口状；相邻两个悬丝引导槽之间设有V型槽，V型槽内侧设有夹持机构，玻璃管13安装在V型槽中，通过夹持机构以实现玻璃管13的定位与夹持，并使玻璃管13与悬丝14的水平中心面重合，在悬丝14穿入时，悬丝在玻璃管13中竖直方向的居中；右侧悬丝引导槽的左端槽口高于右侧玻璃管13内口，中间悬丝引导槽的右端槽口低于右侧玻璃管13内口，中间悬丝引导槽的槽体底面呈斜面，左高右低，中间悬丝引导槽的左端槽口高于左侧玻璃管13内口，左侧悬丝引导槽的右端槽口高于左侧玻璃管13内口；所述的玻璃管夹具6的两端设有悬丝夹紧机构，调整悬丝夹紧机构上的拨片以夹紧悬丝14。所述的穿丝调心机构，位于玻璃管夹具装调机构的右侧，主要由右侧悬丝夹钳1、微型拉力传感器2、直线电机递送机构3、右侧精密位移平台4和支撑座a5组成；所述的微型拉力传感器2的一端与直线电机递送机构3相连，其另一端与右侧悬丝夹钳1的端部相连；所述的直线电机递送机构3安装在右侧精密位移平台4上表面，右侧精密位移平台4固定在支撑座a5上，支撑座a5安装在平台20上；通过右侧精密位移平台4的移动实现右侧悬丝夹钳1、微型拉力传感器2、直线电机递送机构3的前后移动；所述的右侧悬丝夹钳1的夹钳口与玻璃管夹具6的右侧悬丝引导槽相对，右侧悬丝夹钳1上设有悬丝定位凹槽，悬丝14的一端卡在悬丝定位凹槽中，用于夹持悬丝14；所述的微型拉力传感器2用于测量悬丝14的张紧力，力信号通过控制回路传至PC机，与预设力阈值进行比较实现对张紧力的闭环控制，使悬丝14张紧到预设张紧力。所述的悬丝调心机构，位于玻璃管夹具装调机构的左侧，主要由左侧悬丝夹钳9、夹钳安装臂10、左侧精密位移平台11和支撑座b12组成；所述的左侧悬丝夹钳9安装在夹钳安装臂10的端部，左侧悬丝夹钳9与玻璃管夹具6的左侧悬丝引导槽相对，左侧悬丝夹钳9上设有锁紧螺钉，拧紧以夹持悬丝14的另一端；所述的夹钳安装臂10底部安装在左侧精密位移平台11上，左侧精密位移平台11安装在支撑座b12上，支撑座b12安装在平台20上；通过左侧精密位移平台11的移动实现左侧悬丝夹钳9的前后移动；悬丝14的两端分别被右侧悬丝夹钳1与左侧悬丝夹钳9夹持后，通过PC机控制使悬丝14在玻璃管13的水平方向居中。所述的视觉测量模块，位于玻璃管夹具装调机构的后侧，主要由工业相机16、相机安装座17、三轴位移平台18和支撑座c19组成；所述的工业相机16固定安装在相机安装座17的侧面，工业相机16的镜头向下，位于玻璃管夹具6的上方，工业相机16与PC机相连；所述的相机安装座17安装在三轴位移平台18上，以实现工业相机16三个方向的移动；所述的三轴位移平台18安装在平台20上。一种微型玻璃管自动穿丝调心方法，具体如下：待装配零件的玻璃管13安装在玻璃管夹具6的V型槽上，通过精密转台8和右侧精密位移平台4的移动调节，将右侧悬丝夹钳1的夹钳口与玻璃管夹具6的悬丝引导槽对准，将悬丝14一端装卡在右侧悬丝夹钳1上，另一端搭入玻璃管夹具6的悬丝引导槽中，完成玻璃管13和悬丝14的上料；三轴位移平台18带动工业相机16移动至玻璃管夹具6正上方，将穿丝过程实时显示在PC机上；直线电机递送机构3动作开始穿丝，穿丝过程从右至左，至悬丝14完全穿入两个玻璃管13中；悬丝14穿出玻璃管夹具6进入左侧悬丝夹钳9后，将左侧悬丝夹钳9的锁紧螺钉拧紧夹持悬丝14的另一端；右侧穿丝夹钳1后退将悬丝14张紧，张紧力由微型拉力传感器2测量，力信号通过控制回路传至PC机，与预设力阈值进行比较实现对张紧力的闭环控制，使悬丝14张紧到预设张紧力。悬丝14张紧后，通过对右侧悬丝夹钳1和左侧悬丝夹钳9的方向进行调整以实现悬丝14在玻璃管13中的水平方向对中调整，调整量由工业相机16测量反馈，实现对中调整的闭环控制；调整完成后，拨动玻璃管夹具6的悬丝夹紧机构的拨片以固定悬丝14，松开右侧悬丝夹钳1和左侧悬丝夹钳9，右侧精密位移平台4和左侧精密位移平台11移动回到预设初始位置，玻璃管夹具6从装置上拆下进行后续工艺。本专利技术具有以下有益效果：a.除上料和锁紧，装配过程可有程序实现自动化控制，提高装配效率并避免人工装配产生的误差；b.装配中装配过程可视，且水平对中调整由视觉测量模块反馈，精密位移平台动作实现自动调整功能；c.装配力可控，张紧力在微力传感器量程范围内连续、可控。附图说明图1为玻璃管夹具示意图；图2a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微型玻璃管自动穿丝调心装置，其特征在于，所述的微型玻璃管自动穿丝调心装置的中部为玻璃管夹具装调机构，玻璃管夹具装调机构的两侧分别为悬丝调心机构和穿丝调心机构，后侧为视觉测量模块，四个部分的底部均安装在平台(20)上，穿丝调心机构与视觉测量模块分别与PC机相连，实现自动化控制；所述的玻璃管夹具装调机构，主要由玻璃管夹具(6)、夹具安装台支座(7)、精密转台(8)和玻璃管夹具安装台(15)组成；所述的玻璃管夹具(6)安装在玻璃管夹具安装台(15)上，玻璃管夹具安装台(15)底部卡在夹具安装台支座(7)上表面的安装槽中，夹具安装台支座(7)固定安装在精密转台(8)上，精密转台(8)安装在平台(20)上；所述的玻璃管夹具(6)上表面的两个端部和中间位置各设有一段悬丝引导槽，悬丝引导槽呈喇叭口状；相邻两个悬丝引导槽之间设有V型槽，V型槽内侧设有夹持机构，玻璃管(13)安装在V型槽中，通过夹持机构以实现玻璃管(13)的定位与夹持，并使玻璃管(13)与悬丝(14)的水平中心面重合，在悬丝(14)穿入时，悬丝在玻璃管(13)中竖直方向的居中；右侧悬丝引导槽的左端槽口高于右侧玻璃管(13)内口，中间悬丝引导槽的右端槽口低于右侧玻璃管(13)内口，中间悬丝引导槽的槽体底面呈斜面，左高右低，中间悬丝引导槽的左端槽口高于左侧玻璃管(13)内口，左侧悬丝引导槽的右端槽口高于左侧玻璃管(13)内口；所述的玻璃管夹具(6)的两端设有悬丝夹紧机构，调整悬丝夹紧机构上的拨片以夹紧悬丝(14)；所述的穿丝调心机构，位于玻璃管夹具装调机构的右侧，主要由右侧悬丝夹钳(1)、微型拉力传感器(2)、直线电机递送机构(3)、右侧精密位移平台(4)和支撑座a(5)组成；所述的微型拉力传感器(2)的一端与直线电机递送机构(3)相连，其另一端与右侧悬丝夹钳(1)的端部相连；所述的直线电机递送机构(3)安装在右侧精密位移平台(4)上表面，右侧精密位移平台(4)固定在支撑座a(5)上，支撑座a(5)安装在平台(20)上；通过右侧精密位移平台(4)的移动实现右侧悬丝夹钳(1)、微型拉力传感器(2)、直线电机递送机构(3)的前后移动；所述的右侧悬丝夹钳(1)的夹钳口与玻璃管夹具(6)的右侧悬丝引导槽相对，右侧悬丝夹钳(1)上设有悬丝定位凹槽，悬丝(14)的一端卡在悬丝定位凹槽中，用于夹持悬丝(14)；所述的微型拉力传感器(2)用于测量悬丝(14)的张紧力，力信号通过控制回路传至PC机，与预设力阈值进行比较实现对张紧力的闭环控制，使悬丝(14)张紧到预设张紧力；所述的悬丝调心机构，位于玻璃管夹具装调机构的左侧，主要由左侧悬丝夹钳(9)、夹钳安装臂(10)、左侧精密位移平台(11)和支撑座b(12)组成；所述的左侧悬丝夹钳(9)安装在夹钳安装臂(10)的端部，左侧悬丝夹钳(9)与玻璃管夹具(6)的左侧悬丝引导槽相对，左侧悬丝夹钳9上设有锁紧螺钉，拧紧以夹持悬丝(14)的另一端；所述的夹钳安装臂(10)底部安装在左侧精密位移平台(11)上，左侧精密位移平台(11)安装在支撑座b(12)上，支撑座b(12)安装在平台(20)上；通过左侧精密位移平台(11)的移动实现左侧悬丝夹钳(9)的前后移动；悬丝(14)的两端分别被右侧悬丝夹钳(1)与左侧悬丝夹钳(9)夹持后，通过PC机控制使悬丝(14)在玻璃管(13)的水平方向居中；所述的视觉测量模块，位于玻璃管夹具装调机构的后侧，主要由工业相机(16)、相机安装座(17)、三轴位移平台(18)和支撑座c(19)组成；所述的工业相机(16)固定安装在相机安装座(17)的侧面，工业相机(16)的镜头向下，位于玻璃管夹具(6)的上方，工业相机(16)与PC机相连；所述的相机安装座(17)安装在三轴位移平台(18)上，以实现工业相机(16)三个方向的移动；所述的三轴位移平台(18)安装在平台(20)上。...

【技术特征摘要】
1.一种微型玻璃管自动穿丝调心装置，其特征在于，所述的微型玻璃管自动穿丝调心装置的中部为玻璃管夹具装调机构，玻璃管夹具装调机构的两侧分别为悬丝调心机构和穿丝调心机构，后侧为视觉测量模块，四个部分的底部均安装在平台(20)上，穿丝调心机构与视觉测量模块分别与PC机相连，实现自动化控制；所述的玻璃管夹具装调机构，主要由玻璃管夹具(6)、夹具安装台支座(7)、精密转台(8)和玻璃管夹具安装台(15)组成；所述的玻璃管夹具(6)安装在玻璃管夹具安装台(15)上，玻璃管夹具安装台(15)底部卡在夹具安装台支座(7)上表面的安装槽中，夹具安装台支座(7)固定安装在精密转台(8)上，精密转台(8)安装在平台(20)上；所述的玻璃管夹具(6)上表面的两个端部和中间位置各设有一段悬丝引导槽，悬丝引导槽呈喇叭口状；相邻两个悬丝引导槽之间设有V型槽，V型槽内侧设有夹持机构，玻璃管(13)安装在V型槽中，通过夹持机构以实现玻璃管(13)的定位与夹持，并使玻璃管(13)与悬丝(14)的水平中心面重合，在悬丝(14)穿入时，悬丝在玻璃管(13)中竖直方向的居中；右侧悬丝引导槽的左端槽口高于右侧玻璃管(13)内口，中间悬丝引导槽的右端槽口低于右侧玻璃管(13)内口，中间悬丝引导槽的槽体底面呈斜面，左高右低，中间悬丝引导槽的左端槽口高于左侧玻璃管(13)内口，左侧悬丝引导槽的右端槽口高于左侧玻璃管(13)内口；所述的玻璃管夹具(6)的两端设有悬丝夹紧机构，调整悬丝夹紧机构上的拨片以夹紧悬丝(14)；所述的穿丝调心机构，位于玻璃管夹具装调机构的右侧，主要由右侧悬丝夹钳(1)、微型拉力传感器(2)、直线电机递送机构(3)、右侧精密位移平台(4)和支撑座a(5)组成；所述的微型拉力传感器(2)的一端与直线电机递送机构(3)相连，其另一端与右侧悬丝夹钳(1)的端部相连；所述的直线电机递送机构(3)安装在右侧精密位移平台(4)上表面，右侧精密位移平台(4)固定在支撑座a(5)上，支撑座a(5)安装在平台(20)上；通过右侧精密位移平台(4)的移动实现右侧悬丝夹钳(1)、微型拉力传感器(2)、直线电机递送机构(3)的前后移动；所述的右侧悬丝夹钳(1)的夹钳口与玻璃管夹具(6)的右侧悬丝引导槽相对，右侧悬丝夹钳(1)上设有悬丝定位凹槽，悬丝(14)的一端卡在悬丝定位凹槽中，用于夹持悬丝(14)；所述的微型拉力传感器(2)用于测量悬丝(14)的张紧力，力信号通过控制回路传至PC机，与预设力阈值进行比较实现对张紧力的闭环控制，使悬丝(14)张紧到预设张紧力；所述的悬丝调心机构，位于玻璃管夹具装调机构的左侧，主要由左侧悬丝夹钳(9)、夹钳安装臂(10)、左侧精密位移平台(11)和支撑座b(12)组...

【专利技术属性】
技术研发人员：任同群，王晓东，徐向东，袁迪，钱志龙，李伟，谯珊，王晓飞，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21