惯性传感器的装配系统和方法技术方案

本发明专利技术属于惯性传感器的装配技术领域，具体公开了一种惯性传感器的装配系统，以及采用上述装配系统来完成惯性传感器装配的装配方法，旨在降低人工成本并提高惯性传感器装配的效率、一致性和良品率。该装配系统主要由控制器以及分别与控制器电性连接的上下料模块、装配中转平台、识别模块和坐标测量模块组成。利用该装配系统装配惯性传感器，可有效降低人工劳动强度和人工成本，并提高装配的效率；通过初步装配过程中对惯性传感器的各零部件的相对位置进行粗调，并在精密装配过程中进行精调，可有效保证惯性传感器的各零部件的同轴度精度，大大提高产品的良品率，并保证惯性传感器中刚体零件与摆片相对位置的一致性。器中刚体零件与摆片相对位置的一致性。器中刚体零件与摆片相对位置的一致性。

【技术实现步骤摘要】
惯性传感器的装配系统和方法


[0001]本专利技术属于惯性传感器的装配
，具体涉及一种惯性传感器的装配系统和方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的不断发展，各种传感器的应用也越来越广泛，高精密传感器的需求也越来越大，惯性传感器就是其中一种。惯性传感器主要用于检测和测量加速度、倾斜、冲击、振动、旋转以及多自由度运动等，是解决导航、定向和运动载体控制的重要部件。由于惯性传感器的制作工艺复杂且零件易碎，极易损坏，故极其依赖人工装配。
[0003]在惯性传感器的装配过程中，刚体零件与摆片轴线相对位置的精密度是保证惯性传感器性能的重要指标。人工装配是通过作业人员凭经验把控刚体零件与摆片彼此轴线的相对位置，但由于人工操作的不稳定性以及人员的多样性，目前惯性传感器装配的一致性、良品率以及产量都有着较大的波动，得不到保障。且当今社会环境下，人工成本越来越高，在精密传感器领域，对作业人员的专业水平也要求较高，需要从事精密装配领域的高精尖人员才能达到稳定地装配，极大的增加了惯性传感器的装配成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种惯性传感器的装配系统，旨在降低人工成本并提高惯性传感器装配的效率、一致性和良品率。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：惯性传感器的装配系统，包括控制器以及分别与控制器电性连接的上下料模块、装配中转平台、识别模块和坐标测量模块；
[0006]所述上下料模块能够将惯性传感器的各零部件上料至装配中转平台的相应工位处；
[0007]所述识别模块能够识别惯性传感器的各零部件的相对位置；
[0008]所述坐标测量模块能够测量惯性传感器的各零部件的轴心坐标；
[0009]所述装配中转平台能够将惯性传感器的各零部件运送至识别模块的识别范围以及坐标测量模块的测量范围内，并能够调整惯性传感器的各零部件的位置；
[0010]所述控制器能够获取惯性传感器的各零部件的相对位置，并据此控制装配中转平台对惯性传感器的至少两个零部件进行位置调整使之轴线对齐，之后控制器还能够控制装配中转平台将惯性传感器的至少两个零部件装配为一个整体，以完成初步装配并得到初步装配体；控制器还能够获取惯性传感器的各零部件的轴心坐标，并据此控制装配中转平台对初步装配体中的各零部件进行位置调整，使初步装配体中各零部件的同轴度精度达标，以完成精密装配并得到精密装配体。
[0011]进一步的，所述上下料模块包括上下料工作台、设置在上下料工作台的台面上的上下料盘、设置在上下料工作台一侧的机械臂安装立柱、设置在机械臂安装立柱上的机械臂、设置在机械臂自由端的机械手爪、以及设置在上下料盘上侧的上下料引导单元。
[0012]进一步的，所述装配中转平台包括装配基板、夹具水平夹持机构、上刚体零件水平夹持机构、摆片调整夹钳、下刚体零件调整夹钳和下刚体零件水平夹持机构；
[0013]所述装配基板设置在直线运动机构的运动件上；
[0014]所述夹具水平夹持机构通过夹具推送机构设置在装配基板上；
[0015]所述上刚体零件水平夹持机构设置在装配基板上，并位于夹具水平夹持机构的前侧；
[0016]所述摆片调整夹钳通过水平运动机构设置在装配基板上，并能够运动至与上刚体零件水平夹持机构相对应的位置；
[0017]所述下刚体零件水平夹持机构设置在装配基板上，并位于上刚体零件水平夹持机构的前侧；
[0018]所述下刚体零件调整夹钳通过三维运动机构设置在装配基板上，并能够运动至与上刚体零件水平夹持机构以及与下刚体零件水平夹持机构相对应的位置。
[0019]进一步的，该惯性传感器的装配系统还包括基体平台；
[0020]装配中转平台通过直线运动机构设置在基体平台上；
[0021]所述识别模块包括设置在基体平台上的相机安装立柱以及设置在相机安装立柱上的工业相机，所述工业相机的拍摄范围与直线运动机构的一端相对应；
[0022]所述坐标测量模块包括设置在基体平台上的三坐标测量仪，所述三坐标测量仪的测量范围与直线运动机构的另一端相对应。
[0023]进一步的，该惯性传感器的装配系统还包括锁紧模块；
[0024]所述上下料模块还能够将装配夹具上料至装配中转平台的相应工位处；
[0025]所述装配中转平台还能够运送装配夹具并使精密装配体被装入装配夹具的中间夹紧位置；
[0026]所述锁紧模块能够将装有精密装配体的装配夹具锁紧；
[0027]所述上下料模块还能够将锁紧有精密装配体的装配夹具下料。
[0028]进一步的，所述锁紧模块包括设置在基体平台上的锁紧模块立柱以及通过竖向运动机构设置在锁紧模块立柱上的锁附机构。
[0029]进一步的，所述直线运动机构为Y轴直线运动机构，所述水平运动机构为XY两轴直线运动机构，所述三维运动机构为XYZ三轴直线运动机构，所述竖向运动机构为Z轴直线运动机构。
[0030]本专利技术还提供了一种可提高惯性传感器装配的效率、一致性和合格率的装配方法，所述惯性传感器包括依次同轴安装在一起的上刚体零件、摆片和下刚体零件，该装配方法采用上述的惯性传感器的装配系统来完成惯性传感器的装配，并包括下列步骤：
[0031]步骤一，人工将上刚体零件和摆片组合为摆片组合件，再将摆片组合件、下刚体零件和装配夹具放置到置物区；之后，控制器控制上下料模块将摆片组合件和下刚体零件分别上料至装配中转平台的相应工位处；
[0032]步骤二，控制器通过识别模块获取摆片组合件中的上刚体零件与摆片的相对位置，并据此控制装配中转平台对上刚体零件和摆片进行位置调整使之轴线对齐；
[0033]步骤三，控制器控制装配中转平台将下刚体零件安装到摆片组合件上，完成初步装配并得到初步装配体；
[0034]步骤四，控制器通过坐标测量模块获取上刚体零件的轴心坐标A(x1，y1，z1)、摆片的轴心坐标B(x2，y2，z2)和下刚体零件的轴心坐标C(x3，y3，z3)；
[0035]步骤五，控制器根据步骤四获取的轴心坐标，控制装配中转平台对初步装配体中的各零部件进行位置调整，使上刚体零件的轴心、摆片的轴心和下刚体零件的轴心三者处于装配体的轴线上，完成精密装配并得到精密装配体。
[0036]进一步的，该装配方法还包括步骤六、步骤七、步骤八和步骤九；
[0037]步骤一具体为，将摆片组合件、下刚体零件和装配夹具放置到上下料盘的相应位置处；控制器检测到上下料盘就位，通过上下料引导单元获取摆片组合件、下刚体零件和装配夹具的位置，并控制机械臂带动机械手爪将摆片组合件抓取上料至上刚体零件水平夹持机构处、将下刚体零件抓取上料至下刚体零件水平夹持机构处；
[0038]步骤二具体为，控制器控制摆片调整夹钳移动并将摆片夹持住，并控制直线运动机构的运动件带动装配基板移动至工业相机的拍摄范围内；接着，控制器通过工业相机拍得摆片与上刚体零件的相对位置，并据此计算后控制摆片调整夹钳对摆片进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.惯性传感器的装配系统，其特征在于：包括控制器以及分别与控制器电性连接的上下料模块(100)、装配中转平台(200)、识别模块(300)和坐标测量模块(400)；所述上下料模块(100)能够将惯性传感器的各零部件上料至装配中转平台(200)的相应工位处；所述识别模块(300)能够识别惯性传感器的各零部件的相对位置；所述坐标测量模块(400)能够测量惯性传感器的各零部件的轴心坐标；所述装配中转平台(200)能够将惯性传感器的各零部件运送至识别模块(300)的识别范围以及坐标测量模块(400)的测量范围内，并能够调整惯性传感器的各零部件的位置；所述控制器能够获取惯性传感器的各零部件的相对位置，并据此控制装配中转平台(200)对惯性传感器的至少两个零部件进行位置调整使之轴线对齐，之后控制器还能够控制装配中转平台(200)将惯性传感器的至少两个零部件装配为一个整体，以完成初步装配并得到初步装配体；控制器还能够获取惯性传感器的各零部件的轴心坐标，并据此控制装配中转平台(200)对初步装配体中的各零部件进行位置调整，使初步装配体中各零部件的同轴度精度达标，以完成精密装配并得到精密装配体。2.根据权利要求1所述的惯性传感器的装配系统，其特征在于：所述上下料模块(100)包括上下料工作台(110)、设置在上下料工作台(110)的台面上的上下料盘(120)、设置在上下料工作台(110)一侧的机械臂安装立柱(130)、设置在机械臂安装立柱(130)上的机械臂(140)、设置在机械臂(140)自由端的机械手爪(150)、以及设置在上下料盘(120)上侧的上下料引导单元(160)。3.根据权利要求1或2所述的惯性传感器的装配系统，其特征在于：所述装配中转平台(200)包括装配基板(210)、夹具水平夹持机构(220)、上刚体零件水平夹持机构(230)、摆片调整夹钳(240)、下刚体零件调整夹钳(250)和下刚体零件水平夹持机构(260)；所述装配基板(210)设置在直线运动机构(211)的运动件上；所述夹具水平夹持机构(220)通过夹具推送机构(221)设置在装配基板(210)上；所述上刚体零件水平夹持机构(230)设置在装配基板(210)上，并位于夹具水平夹持机构(220)的前侧；所述摆片调整夹钳(240)通过水平运动机构(241)设置在装配基板(210)上，并能够运动至与上刚体零件水平夹持机构(230)相对应的位置；所述下刚体零件水平夹持机构(260)设置在装配基板(210)上，并位于上刚体零件水平夹持机构(230)的前侧；所述下刚体零件调整夹钳(250)通过三维运动机构(251)设置在装配基板(210)上，并能够运动至与上刚体零件水平夹持机构(230)以及与下刚体零件水平夹持机构(260)相对应的位置。4.根据权利要求3所述的惯性传感器的装配系统，其特征在于：还包括基体平台(600)；装配中转平台(200)通过直线运动机构(211)设置在基体平台(600)上；所述识别模块(300)包括设置在基体平台(600)上的相机安装立柱(310)以及设置在相机安装立柱(310)上的工业相机(320)，所述工业相机(320)的拍摄范围与直线运动机构(211)的一端相对应；所述坐标测量模块(400)包括设置在基体平台(600)上的三坐标测量仪，所述三坐标测
量仪的测量范围与直线运动机构(211)的另一端相对应。5.根据权利要求4所述的惯性传感器的装配系统，其特征在于：还包括锁紧模块(500)；所述上下料模块(100)还能够将装配夹具(740)上料至装配中转平台(200)的相应工位处；所述装配中转平台(200)还能够运送装配夹具(740)并使精密装配体被装入装配夹具(740)的中间夹紧位置；所述锁紧模块(500)能够将装有精密装配体的装配夹具(740)锁紧；所述上下料模块(100)还能够将锁紧有精密装配体的装配夹具(740)下料。6.根据权利要求5所述的惯性传感器的装配系统，其特征在于：所述锁紧模块(500)包括设置在基体平台(600)上的锁紧模块立柱(510)以及通过竖向运动机构(520)设置在锁紧模块立柱(510)上的锁附机构(530)。7.根据权利要求6所述的惯性传感器的装配系统，其特征在于：所述直线运动机构(211)为Y轴直线运动机构，所述水平运动机构(241)为XY两轴直线运动机构，所述三维运动机构(251)为XYZ三轴直线运动机构，所述竖向运动机构(520)为Z轴直线运动机构。8.惯性传感器的装配方法，所述惯性传感器包括依次同轴安装在一起的上刚体零件(710)、摆片(720)和下刚体零件(730)，其特征在于：该装配方法采用权利要求1至7中任意一项所述的惯性传感器的装配系统来完成惯性传感器的装配，并包括下列步骤：步骤一，人工将上刚体零件(710)和摆片(720)组合为摆片组合件(701)，再将摆片组合件(701)、下刚体零件(730)和装配夹具(740)放置到置物区；之后，控制器控制上下料模块(100)将摆片组合件(701)和下刚体零件(730)分别上料至装配中转平台(200)的相应工位处；步骤二，控制器通过识别模块(300)获取摆片组合件(701)中的上刚...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文汉，李强，朱明江，黄显伟，余平，
申请(专利权)人：四川乐成电气科技有限公司，
类型：发明
国别省市：