CN105149897B - 一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法 - Google Patents
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Abstract
一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，本发明涉及一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，本发明为了解决采用现有技术锥壳靶中锥球腔微小零件装配采用传统手动安装，精度差、效率低的问题，为了满足零件装配要求，装配平台需要更好的稳定性、易操作性，保证更高的精度和工作效率，它包括中心平台、锥操作手平台、球腔操作手平台、组合显微镜平台、独立显微镜平台、点胶平台、紫外光源和光学平台；中心平台固定安装在光学平台上，独立显微镜平台和紫外光源安装在光学平台上，组合显微镜平台安装在的光学平台上，球腔操作手平台安装在光学平台上，锥操作手平台和点胶平台安装在光学平台上，本发明用于属于激光聚变靶装配领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法。
背景技术
目前，国内锥壳靶中锥球腔微小零件装配采用传统手动安装，精度差、效率低，而国外方面也为能解决此类问题。为满足点火要求，装配平台需要更好的稳定性、易操作性，保证更高的精度和工作效率。因此对于锥球腔微小零件装配平台，采用自动化程度高、刚度强、操作简单稳定、提升精度和效率是装配的关键，因此需要提出一种能解决此类问题的装置及方法。
发明内容
本发明为了解决采用现有技术锥壳靶中锥球腔微小零件装配采用传统手动安装，精度差、效率低的问题，为了满足零件装配要求，装配平台需要更好的稳定性、易操作性，保证更高的精度和工作效率，进而提供一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是：
本发明提供了一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，它包括中心平台、锥操作手平台、球腔操作手平台、组合显微镜平台、独立显微镜平台、点胶平台、紫外光源和光学平台；光学平台为长方形平台，中心平台固定安装在光学平台的上端面的中心处，独立显微镜平台和紫外光源安装在中心平台上方的光学平台上，且独立显微镜平台位于紫外光源的左侧，组合显微镜平台安装在位于中心平台左侧的光学平台上，球腔操作手平台安装在位于中心平台下方的光学平台上，锥操作手平台和点胶平台安装在中心平台右侧的光学平台上。
本发明还提供了一种锥球腔微小零件自动精密装配方法，所述方法是按下述步骤实现的：
步骤一、分别移动组合显微镜平台和独立显微镜平台，通过第一组合显微镜的水平显微镜、第二组合显微镜的竖直显微镜和独立显微镜对摆放在中心锥摆放支架上待选取的锥零件进行图像信息提取，分别启动锥操作第一电动平台、锥操作第二电动平台和锥操作第三电动平台并通过锥操作吸头在中心锥摆放支架上吸附选取的锥零件，并将锥零件移动到中心光源上方的装配区内；
步骤二、通过启动锥操作第一电动转台和锥操作第二电动转台调整锥零件的角度，并确保锥零件数值设置：
步骤三、分别移动组合显微镜平台和独立显微镜平台，通过第一组合显微镜的水平显微镜和第二组合显微镜的竖直显微镜对摆放在中心球摆放台上待选取的球零件进行图像信息提取，通过球吸头吸附将选取的球零件移动到到中心光源上方的装配区内，并保证球零件上的开孔竖直设置，并移动锥操作手平台保证锥零件竖直插装在球零件的开孔内；
步骤四、移动组合显微镜平台、独立显微镜平台和点胶平台，使点胶探针移动至中心光源上方的装配区内，并通过水平显微镜和独立显微镜对球零件和锥零件进行图像采集，通过点胶探针的尖端对球零件和锥零件相交处进行点胶，点胶完成后将点胶平台回到初始位置，通过开启紫外光源对球零件和锥零件的点胶处进行光源照射，照射时长为一分钟，照射完成后控制球吸头脱离球零件，并将球腔操作手平台移出装配区域；
步骤五、移动组合显微镜平台，通过第一组合显微镜的水平显微镜和第二组合显微镜的竖直显微镜对在中心腔摆放支架摆放待选取的柱腔零件进行图像采集，并移动球腔操作手平台将柱腔吸头移动至选取的柱腔零件处，使柱腔吸头的中心线与柱腔零件的中心线重合，并通过柱腔吸头将柱腔零件移动至中心光源上方的装配区内，并位于装配好的锥零件和球零件的下方；
步骤六、控制锥操作手平台离开操作区域，并通过第一组合显微镜的水平显微镜、第二组合显微镜的竖直显微镜和独立显微镜对柱腔零件进行图像采集，通过控制球腔第一电动转台、球腔第二电动转台和球腔第三电动转台对柱腔零件进行调整，使柱腔零件安装孔保证竖直并处于的中心位置，控制球腔第一电动平台向下运行，并将锥操作手平台上装配好的锥零件和球零件移动至装配区域内，使装配好的锥零件和球零件位于柱腔零件的上方；
步骤七、控制腔第一电动平台向上运动，保证球零件落入柱腔零件内，通过第一组合显微镜的水平显微镜和独立显微镜进行图像采集，通过分析计算保证锥零件的中心线、球零件的中心线和柱腔零件的中心线重合，停止第一电动平台运动；
步骤八、移动点胶平台，使点胶探针移动至装配区，控制点胶探针的尖端对球零件和柱腔零件的接触处进行点胶，点胶完成后将移动点胶平台移出装配平台区返回至初始位置，通过开启紫外光源对球零件和锥零件的点胶处进行光源照射，照射时长为一分钟，球零件和柱腔零件的接触点胶处的胶水固化后完成装配。
本发明的有益效果是：1、本发明的锥球腔微小零件自动精密装配平台具有结构简单、刚性强、装配精度高，误差小于10μm，装配效率高，每个锥球腔微小零件装配耗时小于1小时，本发明还具有安装的可靠性高的特点。
2、本发明采用高精度电机定位，增加装配精度、提高效率，同时针对各零件采用真空吸附式夹具，其中锥操作手平台能够在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向以及绕Y轴方向和绕Z轴方向运动的五个方向调整，球腔操作手平台能够在X轴方向、Y轴方向、Z轴方向以及绕Y轴方向、绕Y轴方向和绕Z轴方向运动的六个方向调整。组合显微镜平台、独立显微镜平台能够实现图像实时采集，通过外部上位机程序进行特征信息提取，并控制装配过程，增加装配精度。本发明完全采用电动平台驱动，自由度为23个，通过简化装配过程，降低手动装配系统复杂程度，增加系统刚性和稳定性。
附图说明
图1是本发明整体结构主视图，图2是本发明的整体结构示意图，图3是本发中心平台1的结构示意图，图4是本发明锥操作手平台2的整体结构示意图，图5是本发明球腔操作手平台3的整体结构示意图，图6是本发明组合显微镜平台4的整体结构示意图，图7是本发明独立显微镜平台5的整体结构示意图，图8是本发明点胶平台6整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图8说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，它包括中心平台1、锥操作手平台2、球腔操作手平台3、组合显微镜平台4、独立显微镜平台5、点胶平台6、紫外光源7和光学平台8；光学平台8为长方形平台，中心平台1固定安装在光学平台8的上端面的中心处，独立显微镜平台5和紫外光源7安装在中心平台1上方的光学平台8上，且独立显微镜平台5位于紫外光源7的左侧，组合显微镜平台4安装在位于中心平台1左侧的光学平台8上，球腔操作手平台3安装在位于中心平台1下方的光学平台8上，锥操作手平台2和点胶平台6安装在中心平台1右侧的光学平台8上。
本实施方式中光学平台8上端面所在平面箭头向左的方向为X轴方向，中光学平台8上端面所在平面上与X轴垂直的方向为Y轴方向，垂直于光学平台8上端面的方向为Z轴方向。
具体实施方式二：结合图3说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，所述中心平台1包括中心光源1-1、中心锥摆放支架1-2、中心球摆放台1-3、中心腔摆放支架1-4、中心平台第一转接件1-5、中心手动平台1-6、中心平台第二转接件1-7、中心立柱1-8和中心平台第三转接件1-9；中心光源1-1、中心锥摆放支架1-2、中心球摆放台1-3和中心腔摆放支架1-4均固定安装在中心平台第一转接件1-5上，且中心锥摆放支架1-2、中心球摆放台1-3和中心腔摆放支架1-4围绕中心光源1-1设置，中心平台第一转接件1-5、中心手动平台1-6、中心平台第二转接件1-7、中心立柱1-8和中心平台第三转接件1-9由上至下依次设置，中心平台第一转接件1-5和中心平台第二转接件1-7通过中心手动平台1-6连接，中心平台第二转接件1-7和中心平台第三转接件1-9通过中心立柱1-8连接，中心平台第三转接件1-9的底端固定安装在光学平台8上，其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中中心手动平台1-6是北京卓立汉光生产，型号为TSMV5-1A,且中心手动平台1-6是沿Z轴方向运动的平台。
具体实施方式三：结合图1-图2和图4说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，所述锥操作手平台2包括锥操作吸头2-1、锥操作吸头延长件2-2、锥操作吸头支架2-3、锥操作定位块2-4、锥操转接件2-5、锥操作第一电动转台2-6、锥操作第一转接件2-7、锥操作第一电动平台2-8、锥操作第二转接件2-9、锥操作方形转接件2-10、锥操作第二电动转台2-11、锥操作转接件2-12、锥操作第二电动平台2-13、锥操作转接件2-14、锥操作第三电动平台2-15和锥操作底板2-16；锥操作吸头2-1安装在锥操作吸头延长件2-2上，锥操作吸头延长件2-2的竖直固定安装在锥操作吸头支架2-3的下端面上，锥操作吸头支架2-3固定安装在锥操作定位块2-4上，锥操作定位块2-4上固定安装在锥操转接件2-5上，锥操转接件2-5固定安装在锥操作第一电动转台2-6上，锥操作第一电动转台2-6固定安装在锥操作第一转接件2-7上，锥操作第一转接件2-7安装在锥操作第一电动平台2-8上，第一电动平台2-8上固定安装在锥操作第二转接件2-9上，锥操作第二转接件2-9安装在锥操作方形转接件2-10上，锥操作方形转接件2-10、锥操作第二电动转台2-11、锥操作转接件2-12、锥操作第二电动平台2-13和锥操作转接件2-14由上向下顺次安装在锥操作第三电动平台2-15上，锥操作第三电动平台2-15固定安装在锥操作底板2-16上，锥操作底板2-16固定安装在光学平台8的上端面上，其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中锥操作第一电动转台2-6是日本Sruka Seiki生产，型号为KS501-40U，且锥操作第一电动转台2-6是绕Y轴转动的电动转台。
本实施方式中锥操作第一电动平台2-8是日本Sruka Seiki生产，型号为KS101-30L，且锥操作第一电动平台2-8是沿Z轴方向运动的电动平台。
本实施方式中锥操作第二电动转台2-11是日本Sruka Seiki生产，型号为KS501-60LR，且锥操作第二电动转台2-11是绕X轴转动的电动转台。
本实施方式中锥操作第二电动平台2-13日本Sruka Seiki生产，型号为KS102-70，且锥操作第二电动平台2-13是沿Y轴方向运动的电动平台。
本实施方式中锥操作第三电动平台2-15日本Sruka Seiki生产，型号为KS102-70R，且锥操作第三电动平台2-15是沿X轴方向运动的电动平台。
本实施方式中锥操作第一电动平台2-8、锥操作第二电动平台2-13和锥操作第三电动平台2-15可以再X轴Y轴Z轴三个方向运动。
具体实施方式四：结合图1-图2和图5说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，所述球腔操作手平台3包括柱腔吸头3-1、球吸头3-2、柱腔吸头支架3-3、球吸头支架3-4、球腔定位块3-5、球腔第一转接件3-6、球腔第一电动转台3-7、球腔第二转接件3-8、球腔第二电动转台3-9、球腔第三转接件3-10、球腔第一电动平台3-11、球腔第四转接件3-12、球腔方形转接件3-13、球腔第三电动转台3-14、球腔第五转接件3-15、球腔第二电动平台3-16、球腔第六转接件3-17、球腔第三电动平台3-18和球腔底板3-19；柱腔吸头3-1固定安装在柱腔吸头支架3-3上，球吸头3-2固定安装在球吸头支架3-4上，且柱腔吸头支架3-3和球吸头支架3-4均固定安装在球腔定位块3-5上，球腔定位块3-5固定安装在球腔第一转接件3-6上，球腔第一转接件3-6固定安装在球腔第一电动转台3-7上，第一电动转台3-7安装在球腔第二转接件3-8上，球腔第二转接件3-8安装在球腔第二电动转台3-9上，球腔第二电动转台3-9安装在球腔第三转接件3-10上，球腔第三转接件3-10安装在球腔第一电动平台3-11上，球腔第一电动平台3-11安装在球腔第四转接件3-12上，球腔第四转接件3-12安装在球腔方形转接件3-13上，球腔方形转接件3-13、球腔第三电动转台3-14和球腔第五转接件3-15由上至下依次固定安装在球腔第二电动平台3-16上，球腔第二电动平台3-16固定安装在球腔第六转接件3-17上，球腔第六转接件3-17固定安装在球腔第三电动平台3-18上，球腔第三电动平台3-18固定安装在球腔底板3-19上，球腔底板3-19固定安装在光学平台8的上端面上，其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中球腔第一电动转台3-7是日本Sruka Seiki生产，型号为KS501-40U，且球腔第一电动转台3-7是绕X轴转动的电动转台。
本实施方式中球腔第二电动转台3-9是日本Sruka Seiki生产，型号为KS501-60LR，且球腔第二电动转台3-9是绕Z轴转动的电动转台。
本实施方式中球腔第一电动平台3-11是日本Sruka Seiki生产，型号为KS101-30L,且球腔第一电动平台3-11是沿Z轴方向运动的电动平台。
本实施方式中球腔第三电动转台3-14是日本Sruka Seiki生产，型号为KS501-60L,且球腔第三电动转台3-14是绕Y轴转动的电动转台。
本实施方式中球腔第二电动平台3-16是日本Sruka Seiki生产，型号为KS102-70,且球腔第二电动平台3-16是沿X轴方向运动的电动平台。
本实施方式中球腔第三电动平台3-18是日本Sruka Seiki生产，型号为KS102-70R，且球腔第三电动平台3-18是沿Y轴方向运动的电动平台。
本实施方式中球腔第一电动平台3-11、球腔第二电动平台3-16和球腔第三电动平台3-18控制球腔操作手在Z轴、X轴和Y轴三个自由度方向运动，球腔第一电动转台3-7、球腔第二电动转台3-9和球腔第三电动转台3-14控制球腔操作手在绕X轴方向运动、绕Z轴方向运动和绕Y轴方向运动的三个自由度方向运动。
具体实施方式五：结合图1-图2和图6说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，所述组合显微镜平台4包括第一组合显微镜的水平显微镜4-1、第一组合显微镜固定件4-2、第二组合显微镜固定件4-3、第一组合显微镜相机4-4、组合显微镜悬臂4-5、第一组合显微镜电动平台4-6、第二组合显微镜电动平台4-7、组合显微镜转接板4-8、第一组合显微镜转接件4-9、第二组合显微镜转接件4-10、第三组合显微镜电动平台4-11、第四组合显微镜电动平台4-12、‘L’形组合显微镜悬臂4-13、第二组合显微镜相机4-14、第三组合显微镜固定件4-15、第四组合显微镜固定件4-16、第二组合显微镜的竖直显微镜4-17、第五组合显微镜电动平台4-18、组合显微镜底板4-19、组合显微镜横梁4-20、两个组合显微镜立柱4-21和两个组合显微镜底座4-22；两个组合显微镜立柱4-21竖直设置，每个组合显微镜立柱4-21的底端固定安装有一个组合显微镜底座4-22，组合显微镜转接板4-8包括两个竖直板和一个水平板，一个竖直板的底端和水平板的一端固定连接，水平板的另一端与另一个竖直板的顶端固定连接，每个竖直板均与水平板相互垂直设置，两个组合显微镜底座4-22固定安装在光学平台8的上端面上，组合显微镜横梁4-20的每端分别与一个组合显微镜立柱4-21的顶端固定连接，组合显微镜底板4-19固定安装在组合显微镜横梁4-20的上方，第五组合显微镜电动平台4-18固定安装在组合显微镜底板4-19的上方，组合显微镜悬臂4-5固定安装在组合显微镜横梁4-20下方，第一组合显微镜的水平显微镜4-1通过第一组合显微镜固定件4-2和第二组合显微镜固定件4-3水平固定安装在组合显微镜悬臂4-5上，第一组合显微镜相机4-4的镜头对准第一组合显微镜的水平显微镜4-1的目镜设置在组合显微镜悬臂4-5上，组合显微镜悬臂4-5安装在第一组合显微镜电动平台4-6上，第一组合显微镜电动平台4-6水平安装在第二组合显微镜电动平台4-7上，第二组合显微镜电动平台4-7竖直安装在组合显微镜转接板4-8的一个竖直板上，第一组合显微镜转接件4-9通过第二组合显微镜转接件4-10固定安装在第五组合显微镜电动平台4-18上，第一组合显微镜转接件4-9和第三组合显微镜电动平台4-11分别安装在组合显微镜转接板4-8的另一个竖直板的两个侧面上，且第三组合显微镜电动平台4-11竖直设置，第四组合显微镜电动平台4-12水平固定安装在第三组合显微镜电动平台4-11上，‘L’形组合显微镜悬臂4-13的一个板水平固定安装在第四组合显微镜电动平台4-12上，‘L’形组合显微镜悬臂4-13的另一个板竖直设置，第二组合显微镜的竖直显微镜4-17通过第三组合显微镜固定件4-15和第四组合显微镜固定件4-16固定安装在‘L’形组合显微镜悬臂4-13的竖直板上，第二组合显微镜相机4-14的镜头对准第二组合显微镜的竖直显微镜4-17的目镜设置在‘L’形组合显微镜悬臂4-13上，其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中第一组合显微镜电动平台4-6是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP26-50，且第一组合显微镜电动平台4-6是沿X轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第二组合显微镜电动平台4-7是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP26-50，且第二组合显微镜电动平台4-7是沿Z轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第三组合显微镜电动平台4-11是日本Sruka Seiki生产，型号为KS101-30L，且第三组合显微镜电动平台4-11是沿Z轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第四组合显微镜电动平台4-12是日本Sruka Seiki生产，型号为KS501-60L，且第四组合显微镜电动平台4-12是沿X轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第五组合显微镜电动平台4-18是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP33-100，且第五组合显微镜电动平台4-18是沿Y轴方向运动的电动平台。
具体实施方式六：结合图1-图2和图7说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，所述独立显微镜平台5包括独立显微镜5-1、第一独立显微镜固定件5-2、第二独立显微镜固定件5-3、独立显微镜相机5-4、独立显微镜悬臂5-5、第一独立显微镜电动平台5-6、独立显微镜支架5-7、第二独立显微镜电动平台5-8、第三独立显微镜电动平台5-9和独立显微镜底板5-10；独立显微镜底板5-10固定安装在光学平台8的上端面上，第三独立显微镜电动平台5-9水平固定安装在独立显微镜底板5-10上，第二独立显微镜电动平台5-8水平固定安装在第三独立显微镜电动平台5-9上，第二独立显微镜电动平台5-8运动方向和第三独立显微镜电动平台5-9运动方向相互垂直，独立显微镜支架5-7固定安装在第二独立显微镜电动平台5-8上，第一独立显微镜电动平台5-6竖直固定安装在独立显微镜支架5-7上，独立显微镜悬臂5-5水平固定安装在第一独立显微镜电动平台5-6上，独立显微镜5-1通过第一独立显微镜固定件5-2和第二独立显微镜固定件5-3水平固定安装在独立显微镜悬臂5-5上，独立显微镜相机5-4安装在独立显微镜5-1上，且独立显微镜相机5-4的镜头靠近独立显微镜5-1的目镜设置，其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中第一独立显微镜电动平台5-6是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP26-50,且第一独立显微镜电动平台5-6是沿Z轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第二独立显微镜电动平台5-8是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP26-50,且第二独立显微镜电动平台5-8是沿Y轴方向运动的电动平台.
本实施方式中、第三独立显微镜电动平台5-9是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP26-50,且第三独立显微镜电动平台5-9是沿X轴方向运动的电动平台。
具体实施方式七：结合图1-图2和图8说明本实施方式，一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，所述点胶平台6包括点胶探针6-1、‘L’形转接件6-2、第一点胶平台电动转台6-3、第一点胶平台立柱6-4、点胶平台悬臂6-5、第二点胶平台电动平台6-6、第三点胶平台电动平台6-7、第四点胶平台电动平台6-8、点胶平台底板6-9、点胶平台横梁6-10、两个第二点胶平台立柱6-11和两个点胶平台底座6-12；两个第二点胶平台立柱6-11竖直设置，每个第二点胶平台立柱6-11的底端固定安装有一个点胶平台底座6-12，点胶平台横梁6-10的每端分别与一个第二点胶平台立柱6-11的顶端固定连接，点胶平台底板6-9固定安装在点胶平台横梁6-10的上端面上，第四点胶平台电动平台6-8水平固定安装在点胶平台底板6-9的上端面上，第三点胶平台电动平台6-7水平固定安装在第四点胶平台电动平台6-8上，第三点胶平台电动平台6-7的运动方向和第四点胶平台电动平台6-8运动方向相互垂直，第二点胶平台电动平台6-6竖直固定安装在第三点胶平台电动平台6-7上，点胶平台悬臂6-5的一端安装在第二点胶平台电动平台6-6上，第一点胶平台立柱6-4的顶端固定安装在点胶平台悬臂6-5的另一端的下端面上，第一点胶平台电动转台6-3的顶端固定安装在第一点胶平台立柱6-4的底端面上，‘L’形转接件6-2固定安装在第一点胶平台电动转台6-3的底端，点胶探针6-1固定安装在‘L’形转接件6-2上，其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中第一点胶平台电动转台6-3是Sruka Seiki生产，型号为KRW04360,且第一点胶平台电动转台6-3是绕Z轴方向运动的电动转台。
本实施方式中第二点胶平台电动平台6-6是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP80-20，且第二点胶平台电动平台6-6是沿Z轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第三点胶平台电动平台6-7是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP33-100，且第三点胶平台电动平台6-7是沿X轴方向运动的电动平台。
本实施方式中第四点胶平台电动平台6-8是日本Sigma Koki生产，型号为SGSP33-100，且第四点胶平台电动平台6-8是沿Y轴方向运动的电动平台。
具体实施方式八：结合图1-图8说明本实施方式，本实施方式的一种锥球腔微小零件自动精密装配平台及装配方法，采用具体实施方式一、二、三、四、五、六或七所述装置实现的，具体实现步骤如下：
步骤一、分别移动组合显微镜平台4和独立显微镜平台5，通过第一组合显微镜的水平显微镜4-1、第二组合显微镜的竖直显微镜4-17和独立显微镜5-1对摆放在中心锥摆放支架1-2上待选取的锥零件进行图像信息提取，分别启动锥操作第一电动平台2-8、锥操作第二电动平台2-13和锥操作第三电动平台2-15并通过锥操作吸头2-1在中心锥摆放支架1-2上吸附选取的锥零件，并将锥零件移动到中心光源1-1上方的装配区内；
步骤二、通过启动锥操作第一电动转台2-6和锥操作第二电动转台2-11调整锥零件的角度，并确保锥零件数值设置：
步骤三、分别移动组合显微镜平台4和独立显微镜平台5，通过第一组合显微镜的水平显微镜4-1和第二组合显微镜的竖直显微镜4-17对摆放在中心球摆放台1-3上待选取的球零件进行图像信息提取，通过球吸头3-2吸附将选取的球零件移动到到中心光源1-1上方的装配区内，并保证球零件上的开孔竖直设置，并移动锥操作手平台2保证锥零件竖直插装在球零件的开孔内；
步骤四、移动组合显微镜平台4、独立显微镜平台5和点胶平台6，使点胶探针6-1移动至中心光源1-1上方的装配区内，并通过水平显微镜4-1和独立显微镜5-1对球零件和锥零件进行图像采集，通过点胶探针6-1的尖端对球零件和锥零件相交处进行点胶，点胶完成后将点胶平台6回到初始位置，通过开启紫外光源7对球零件和锥零件的点胶处进行光源照射，照射时长为一分钟，照射完成后控制球吸头3-2脱离球零件，并将球腔操作手平台3移出装配区域；
步骤五、移动组合显微镜平台4，通过第一组合显微镜的水平显微镜4-1和第二组合显微镜的竖直显微镜4-17对在中心腔摆放支架1-4摆放待选取的柱腔零件进行图像采集，并移动球腔操作手平台3将柱腔吸头3-1移动至选取的柱腔零件处，使柱腔吸头3-1的中心线与柱腔零件的中心线重合，并通过柱腔吸头3-1将柱腔零件移动至中心光源1-1上方的装配区内，并位于装配好的锥零件和球零件的下方；
步骤六、控制锥操作手平台2离开操作区域，并通过第一组合显微镜的水平显微镜4-1、第二组合显微镜的竖直显微镜4-17和独立显微镜5-1对柱腔零件进行图像采集，通过控制球腔第一电动转台3-7、球腔第二电动转台3-9和球腔第三电动转台3-14对柱腔零件进行调整，使柱腔零件安装孔保证竖直并处于4-17的中心位置，控制球腔第一电动平台3-11向下运行，并将锥操作手平台2上装配好的锥零件和球零件移动至装配区域内，使装配好的锥零件和球零件位于柱腔零件的上方；
步骤七、控制腔第一电动平台3-11向上运动，保证球零件落入柱腔零件内，通过第一组合显微镜的水平显微镜4-1和独立显微镜5-1进行图像采集，通过分析计算保证锥零件的中心线、球零件的中心线和柱腔零件的中心线重合，停止第一电动平台3-11运动；
步骤八、移动点胶平台6，使点胶探针6-1移动至装配区，控制点胶探针6-1的尖端对球零件和柱腔零件的接触处进行点胶，点胶完成后将移动点胶平台6移出装配平台区返回至初始位置，通过开启紫外光源7对球零件和锥零件的点胶处进行光源照射，照射时长为一分钟，球零件和柱腔零件的接触点胶处的胶水固化后完成装配。
Claims (7)
1.一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，它包括中心平台(1)、锥操作手平台(2)、球腔操作手平台(3)、组合显微镜平台(4)、独立显微镜平台(5)、点胶平台(6)、紫外光源(7)和光学平台(8)；其特征在于：所述中心平台(1)包括中心光源(1-1)、中心锥摆放支架(1-2)、中心球摆放台(1-3)、中心腔摆放支架(1-4)、中心平台第一转接件(1-5)、中心手动平台(1-6)、中心平台第二转接件(1-7)、中心立柱(1-8)和中心平台第三转接件(1-9)；光学平台(8)为长方形平台，中心平台(1)固定安装在光学平台(8)的上端面的中心处，独立显微镜平台(5)和紫外光源(7)安装在中心平台(1)上方的光学平台(8)上，且独立显微镜平台(5)位于紫外光源(7)的左侧，组合显微镜平台(4)安装在位于中心平台(1)左侧的光学平台(8)上，球腔操作手平台(3)安装在位于中心平台(1)下方的光学平台(8)上，锥操作手平台(2)和点胶平台(6)安装在中心平台(1)右侧的光学平台(8)上，中心光源(1-1)、中心锥摆放支架(1-2)、中心球摆放台(1-3)和中心腔摆放支架(1-4)均固定安装在中心平台第一转接件(1-5)上，且中心锥摆放支架(1-2)、中心球摆放台(1-3)和中心腔摆放支架(1-4)围绕中心光源(1-1)设置，中心平台第一转接件(1-5)、中心手动平台(1-6)、中心平台第二转接件(1-7)、中心立柱(1-8)和中心平台第三转接件(1-9)由上至下依次设置，中心平台第一转接件(1-5)和中心平台第二转接件(1-7)通过中心手动平台(1-6)连接，中心平台第二转接件(1-7)和中心平台第三转接件(1-9)通过中心立柱(1-8)连接，中心平台第三转接件(1-9)的底端固定安装在光学平台(8)上。
2.根据权利要求1所述一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，其特征在于：所述锥操作手平台(2)包括锥操作吸头(2-1)、锥操作吸头延长件(2-2)、锥操作吸头支架(2-3)、锥操作定位块(2-4)、锥操转接件(2-5)、锥操作第一电动转台(2-6)、锥操作第一转接件(2-7)、锥操作第一电动平台(2-8)、锥操作第二转接件(2-9)、锥操作方形转接件(2-10)、锥操作第二电动转台(2-11)、锥操作转接件(2-12)、锥操作第二电动平台(2-13)、锥操作转接件(2-14)、锥操作第三电动平台(2-15)和锥操作底板(2-16)；锥操作吸头(2-1)安装在锥操作吸头延长件(2-2)上，锥操作吸头延长件(2-2)的竖直固定安装在锥操作吸头支架(2-3)的下端面上，锥操作吸头支架(2-3)固定安装在锥操作定位块(2-4)上，锥操作定位块(2-4)上固定安装在锥操转接件(2-5)上，锥操转接件(2-5)固定安装在锥操作第一电动转台(2-6)上，锥操作第一电动转台(2-6)固定安装在锥操作第一转接件(2-7)上，锥操作第一转接件(2-7)安装在锥操作第一电动平台(2-8)上，第一电动平台(2-8)上固定安装在锥操作第二转接件(2-9)上，锥操作第二转接件(2-9)安装在锥操作方形转接件(2-10)上，锥操作方形转接件(2-10)、锥操作第二电动转台(2-11)、锥操作转接件(2-12)、锥操作第二电动平台(2-13)和锥操作转接件(2-14)由上向下顺次安装在锥操作第三电动平台(2-15)上，锥操作第三电动平台(2-15)固定安装在锥操作底板(2-16)上，锥操作底板(2-16)固定安装在光学平台(8)的上端面上。
3.根据权利要求1所述一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，其特征在于：所述球腔操作手平台(3)包括柱腔吸头(3-1)、球吸头(3-2)、柱腔吸头支架(3-3)、球吸头支架(3-4)、球腔定位块(3-5)、球腔第一转接件(3-6)、球腔第一电动转台(3-7)、球腔第二转接件(3-8)、球腔第二电动转台(3-9)、球腔第三转接件(3-10)、球腔第一电动平台(3-11)、球腔第四转接件(3-12)、球腔方形转接件(3-13)、球腔第三电动转台(3-14)、球腔第五转接件(3-15)、球腔第二电动平台(3-16)、球腔第六转接件(3-17)、球腔第三电动平台(3-18)和球腔底板(3-19)；柱腔吸头(3-1)固定安装在柱腔吸头支架(3-3)上，球吸头(3-2)固定安装在球吸头支架(3-4)上，且柱腔吸头支架(3-3)和球吸头支架(3-4)均固定安装在球腔定位块(3-5)上，球腔定位块(3-5)固定安装在球腔第一转接件(3-6)上，球腔第一转接件(3-6)固定安装在球腔第一电动转台(3-7)上，第一电动转台(3-7)安装在球腔第二转接件(3-8)上，球腔第二转接件(3-8)安装在球腔第二电动转台(3-9)上，球腔第二电动转台(3-9)安装在球腔第三转接件(3-10)上，球腔第三转接件(3-10)安装在球腔第一电动平台(3-11)上，球腔第一电动平台(3-11)安装在球腔第四转接件(3-12)上，球腔第四转接件(3-12)安装在球腔方形转接件(3-13)上，球腔方形转接件(3-13)、球腔第三电动转台(3-14)和球腔第五转接件(3-15)由上至下依次固定安装在球腔第二电动平台(3-16)上，球腔第二电动平台(3-16)固定安装在球腔第六转接件(3-17)上，球腔第六转接件(3-17)固定安装在球腔第三电动平台(3-18)上，球腔第三电动平台(3-18)固定安装在球腔底板(3-19)上，球腔底板(3-19)固定安装在光学平台(8)的上端面上。
4.根据权利要求1所述一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，其特征在于：所述组合显微镜平台(4)包括第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)、第一组合显微镜固定件(4-2)、第二组合显微镜固定件(4-3)、第一组合显微镜相机(4-4)、组合显微镜悬臂(4-5)、第一组合显微镜电动平台(4-6)、第二组合显微镜电动平台(4-7)、组合显微镜转接板(4-8)、第一组合显微镜转接件(4-9)、第二组合显微镜转接件(4-10)、第三组合显微镜电动平台(4-11)、第四组合显微镜电动平台(4-12)、‘L’形组合显微镜悬臂(4-13)、第二组合显微镜相机(4-14)、第三组合显微镜固定件(4-15)、第四组合显微镜固定件(4-16)、第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)、第五组合显微镜电动平台(4-18)、组合显微镜底板(4-19)、组合显微镜横梁(4-20)、两个组合显微镜立柱(4-21)和两个组合显微镜底座(4-22)；两个组合显微镜立柱(4-21)竖直设置，每个组合显微镜立柱(4-21)的底端固定安装有一个组合显微镜底座(4-22)，组合显微镜转接板(4-8)包括两个竖直板和一个水平板，一个竖直板的底端和水平板的一端固定连接，水平板的另一端与另一个竖直板的顶端固定连接，每个竖直板均与水平板相互垂直设置，两个组合显微镜底座(4-22)固定安装在光学平台(8)的上端面上，组合显微镜横梁(4-20)的每端分别与一个组合显微镜立柱(4-21)的顶端固定连接，组合显微镜底板(4-19)固定安装在组合显微镜横梁(4-20)的上方，第五组合显微镜电动平台(4-18)固定安装在组合显微镜底板(4-19)的上方，组合显微镜悬臂(4-5)固定安装在组合显微镜横梁(4-20)下方，第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)通过第一组合显微镜固定件(4-2)和第二组合显微镜固定件(4-3)水平固定安装在组合显微镜悬臂(4-5)上，第一组合显微镜相机(4-4)的镜头对准第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)的目镜设置在组合显微镜悬臂(4-5)上，组合显微镜悬臂(4-5)安装在第一组合显微镜电动平台(4-6)上，第一组合显微镜电动平台(4-6)水平安装在第二组合显微镜电动平台(4-7)上，第二组合显微镜电动平台(4-7)竖直安装在组合显微镜转接板(4-8)的一个竖直板上，第一组合显微镜转接件(4-9)通过第二组合显微镜转接件(4-10)固定安装在第五组合显微镜电动平台(4-18)上，第一组合显微镜转接件(4-9)和第三组合显微镜电动平台(4-11)分别安装在组合显微镜转接板(4-8)的另一个竖直板的两个侧面上，且第三组合显微镜电动平台(4-11)竖直设置，第四组合显微镜电动平台(4-12)水平固定安装在第三组合显微镜电动平台(4-11)上，‘L’形组合显微镜悬臂(4-13)的一个板水平固定安装在第四组合显微镜电动平台(4-12)上，‘L’形组合显微镜悬臂(4-13)的另一个板竖直设置，第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)通过第三组合显微镜固定件(4-15)和第四组合显微镜固定件(4-16)固定安装在‘L’形组合显微镜悬臂(4-13)的竖直板上，第二组合显微镜相机(4-14)的镜头对准第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)的目镜设置在‘L’形组合显微镜悬臂(4-13)上。
5.根据权利要求1所述一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，其特征在于：所述独立显微镜平台(5)包括独立显微镜(5-1)、第一独立显微镜固定件(5-2)、第二独立显微镜固定件(5-3)、独立显微镜相机(5-4)、独立显微镜悬臂(5-5)、第一独立显微镜电动平台(5-6)、独立显微镜支架(5-7)、第二独立显微镜电动平台(5-8)、第三独立显微镜电动平台(5-9)和独立显微镜底板(5-10)；独立显微镜底板(5-10)固定安装在光学平台(8)的上端面上，第三独立显微镜电动平台(5-9)水平固定安装在独立显微镜底板(5-10)上，第二独立显微镜电动平台(5-8)水平固定安装在第三独立显微镜电动平台(5-9)上，第二独立显微镜电动平台(5-8)运动方向和第三独立显微镜电动平台(5-9)运动方向相互垂直，独立显微镜支架(5-7)固定安装在第二独立显微镜电动平台(5-8)上，第一独立显微镜电动平台(5-6)竖直固定安装在独立显微镜支架(5-7)上，独立显微镜悬臂(5-5)水平固定安装在第一独立显微镜电动平台(5-6)上，独立显微镜(5-1)通过第一独立显微镜固定件(5-2)和第二独立显微镜固定件(5-3)水平固定安装在独立显微镜悬臂(5-5)上，独立显微镜相机(5-4)安装在独立显微镜(5-1)上，且独立显微镜相机(5-4)的镜头靠近独立显微镜(5-1)的目镜设置。
6.根据权利要求1所述一种锥球腔微小零件自动精密装配平台，其特征在于：所述点胶平台(6)包括点胶探针(6-1)、‘L’形转接件(6-2)、第一点胶平台电动转台(6-3)、第一点胶平台立柱(6-4)、点胶平台悬臂(6-5)、第二点胶平台电动平台(6-6)、第三点胶平台电动平台(6-7)、第四点胶平台电动平台(6-8)、点胶平台底板(6-9)、点胶平台横梁(6-10)、两个第二点胶平台立柱(6-11)和两个点胶平台底座(6-12)；两个第二点胶平台立柱(6-11)竖直设置，每个第二点胶平台立柱(6-11)的底端固定安装有一个点胶平台底座(6-12)，点胶平台横梁(6-10)的每端分别与一个第二点胶平台立柱(6-11)的顶端固定连接，点胶平台底板(6-9)固定安装在点胶平台横梁(6-10)的上端面上，第四点胶平台电动平台(6-8)水平固定安装在点胶平台底板(6-9)的上端面上，第三点胶平台电动平台(6-7)水平固定安装在第四点胶平台电动平台(6-8)上，第三点胶平台电动平台(6-7)的运动方向和第四点胶平台电动平台(6-8)运动方向相互垂直，第二点胶平台电动平台(6-6)竖直固定安装在第三点胶平台电动平台(6-7)上，点胶平台悬臂(6-5)的一端安装在第二点胶平台电动平台(6-6)上，第一点胶平台立柱(6-4)的顶端固定安装在点胶平台悬臂(6-5)的另一端的下端面上，第一点胶平台电动转台(6-3)的顶端固定安装在第一点胶平台立柱(6-4)的底端面上，‘L’形转接件(6-2)固定安装在第一点胶平台电动转台(6-3)的底端，点胶探针(6-1)固定安装在‘L’形转接件(6-2)上。
7.一种利用权利要求1、2、3、4、5、或6所述一种锥球腔微小零件自动精密平台的装配方法，其特征在于：所述方法是按下述步骤实现的：
步骤一、分别移动组合显微镜平台(4)和独立显微镜平台(5)，通过第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)、第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)和独立显微镜(5-1)对摆放在中心锥摆放支架(1-2)上待选取的锥零件进行图像信息提取，分别启动锥操作第一电动平台(2-8)、锥操作第二电动平台(2-13)和锥操作第三电动平台(2-15)并通过锥操作吸头(2-1)在中心锥摆放支架(1-2)上吸附选取的锥零件，并将锥零件移动到中心光源(1-1)上方的装配区内；
步骤二、通过启动锥操作第一电动转台(2-6)和锥操作第二电动转台(2-11)调整锥零件的角度，并确保锥零件数值设置：
步骤三、分别移动组合显微镜平台(4)和独立显微镜平台(5)，通过第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)和第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)对摆放在中心球摆放台(1-3)上待选取的球零件进行图像信息提取，通过球吸头(3-2)吸附将选取的球零件移动到到中心光源(1-1)上方的装配区内，并保证球零件上的开孔竖直设置，并移动锥操作手平台(2)保证锥零件竖直插装在球零件的开孔内；
步骤四、移动组合显微镜平台(4)、独立显微镜平台(5)和点胶平台(6)，使点胶探针(6-1)移动至中心光源(1-1)上方的装配区内，并通过水平显微镜(4-1)和独立显微镜(5-1)对球零件和锥零件进行图像采集，通过点胶探针(6-1)的尖端对球零件和锥零件相交处进行点胶，点胶完成后将点胶平台(6)回到初始位置，通过开启紫外光源(7)对球零件和锥零件的点胶处进行光源照射，照射时长为一分钟，照射完成后控制球吸头(3-2)脱离球零件，并将球腔操作手平台(3)移出装配区域；
步骤五、移动组合显微镜平台(4)，通过第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)和第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)对在中心腔摆放支架(1-4)摆放待选取的柱腔零件进行图像采集，并移动球腔操作手平台(3)将柱腔吸头(3-1)移动至选取的柱腔零件处，使柱腔吸头(3-1)的中心线与柱腔零件的中心线重合，并通过柱腔吸头(3-1)将柱腔零件移动至中心光源(1-1)上方的装配区内，并位于装配好的锥零件和球零件的下方；
步骤六、控制锥操作手平台(2)离开操作区域，并通过第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)、第二组合显微镜的竖直显微镜(4-17)和独立显微镜(5-1)对柱腔零件进行图像采集，通过控制球腔第一电动转台(3-7)、球腔第二电动转台(3-9)和球腔第三电动转台(3-14)对柱腔零件进行调整，使柱腔零件安装孔保证竖直并处于(4-17)的中心位置，控制球腔第一电动平台(3-11)向下运行，并将锥操作手平台(2)上装配好的锥零件和球零件移动至装配区域内，使装配好的锥零件和球零件位于柱腔零件的上方；
步骤七、控制腔第一电动平台(3-11)向上运动，保证球零件落入柱腔零件内，通过第一组合显微镜的水平显微镜(4-1)和独立显微镜(5-1)进行图像采集，通过分析计算保证锥零件的中心线、球零件的中心线和柱腔零件的中心线重合，停止第一电动平台(3-11)运动；
步骤八、移动点胶平台(6)，使点胶探针(6-1)移动至装配区，控制点胶探针(6-1)的尖端对球零件和柱腔零件的接触处进行点胶，点胶完成后将移动点胶平台(6)移出装配平台区返回至初始位置，通过开启紫外光源(7)对球零件和锥零件的点胶处进行光源照射，照射时长为一分钟，球零件和柱腔零件的接触点胶处的胶水固化后完成装配。
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- 2015-07-28 CN CN201510451197.5A patent/CN105149897B/zh active Active
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