CN109877561A - 一种基于一维力传感器的轴孔装配系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其包括底板、安装座、连接在安装座上的第一轴、连接在第一轴上的第一连接件、连接在第一连接件上的第二轴、连接在第二轴上的第二连接件、连接在第二连接件上的第三轴、连接在第三轴上的第三连接件、连接在第三连接件上的伸出杆、设于伸出杆末端的吸盘件、固定在底板上的底座、安装在底座上的角度微调滑台、连接在角度微调滑台上的调整台转接板、固定在调整台转接板上的一维力传感器以及连接在一维力传感器上的夹具，第一轴、第二轴、第三轴通过第一连接件、第二连接件装配到一起构成三轴运动平台。该轴孔装配系统采用一维力传感器反馈力信息，引导三轴运动平台实现装配零件精确定位，结构简单、成本低。
Description
技术领域
本发明属于精密仪器装配领域，尤其涉及一种基于一维力传感器的轴孔装配系统。
背景技术
近年来，随着精密和超精密加工技术的不断发展，零件的精度也越来越高，随之而来的问题便是即使零件精度达到要求，由于装配精度不够，也会导致最终产品不合格，因此精密机械装配设备已成为现代化生产的薄弱环节。同时，如今的高精度轴孔装配系统大都使用了多种传感器，使得整个装配系统较为复杂、成本较高。
因此，有必要提供一种新型结构的高精度轴孔装配系统，以适应市场的需求。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，采用一维力传感器反馈力信息，引导三轴运动平台实现装配零件精确定位，结构简单、成本低。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其包括底板、设于底板上的安装座、连接在安装座上的第一轴、连接在第一轴上的第一连接件、连接在第一连接件上的第二轴、连接在第二轴上的第二连接件、连接在第二连接件上的第三轴、连接在第三轴上的第三连接件、连接在第三连接件上的伸出杆、设于伸出杆末端的吸盘件、固定在底板上的底座、安装在底座上的角度微调滑台、连接在角度微调滑台上的调整台转接板、固定在调整台转接板上的一维力传感器以及连接在一维力传感器上的夹具，所述第一轴、第二轴、第三轴通过第一连接件、第二连接件装配到一起构成三轴运动平台。
进一步的，所述吸盘件包括吸盘、吸盘支架及转换件，所述吸盘支架的一端与吸盘装配，所述吸盘支架的另一端与转换件装配。
进一步的，所述吸盘件为采用柔性胶脂材质的吸盘件。
进一步的，所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统包括阀体的安装平台，所述阀体的安装平台包括所述的底座、所述的角度微调滑台、所述的调整台转接板、所述的一维力传感器、所述的夹具。
进一步的，所述第一轴的行程为100mm，所述第一轴的分辨率为1μm。
进一步的，所述第二轴的行程为70mm，所述第二轴的分辨率为0.5μm。
进一步的，所述第三轴的行程为20mm，所述第三轴的分辨率为0.5μm。
进一步的，所述角度微调滑台为角度微调滑台。
进一步的，所述一维力传感器的量程为-22～22N，所述一维力传感器的精度为0.03N。
进一步的，所述安装座上设有通槽，所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统设有与通槽配合且连接安装座与底板的螺钉。
从上述技术方案可以看出，本发明实施例的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统结构简单、使用方便。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明利用一维力传感器反馈力信息，引导三轴运动平台实现装配零件精确定位，结构简单、成本低、精度高。
2、吸盘采用柔性胶脂材料，可补偿插装过程中零件的相对位姿偏差，以及缓解因操作失误而造成对系统的冲击。
附图说明
图1是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统的外部结构图。
图2是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的安装座结构图。
图3是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的第一连接件结构图。
图4是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的第二连接件结构图。
图5是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的第三连接件结构图。
图6是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的伸出杆结构图。
图7、图7A是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的吸盘结构图。
图8是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的底座结构图。
图9是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的TD-60型角度微调滑台结构图。
图10是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的调整台转接板结构图。
图11是本发明基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统中的夹具结构图。
其中：100-底板、1-安装座、1A-第一通槽、1B-第一螺纹孔、2-第一轴、3-第一连接件、3A-第二沉头孔、3B-第三螺纹孔、4-第二轴、5-第二连接件、5A-第四沉头孔、5B-第五螺纹孔、6-第三轴、7-第三连接件、7A-第一槽、7B-第七螺纹孔、8-伸出杆、8A-第六沉头孔、8B-第八螺纹孔、9-吸盘件、9A-吸盘、9B-吸盘支架、9C-转换件、10-底座、10A-第二槽、10B-第九螺纹孔、11-角度微调滑台、11A-第七沉头孔、11B-第十螺纹孔、12-调整台转接板、12A-第二通孔、12B-第三通孔、13-一维力传感器、14-夹具、14A-第八沉头孔。
具体实施方式
本发明公开了一种基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，采用一维力传感器反馈力信息，引导三轴运动平台实现装配零件精确定位，结构简单、成本低。
如图1所示，本发明的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其包括底板100、设于底板100上的安装座1、连接在安装座1上的第一轴2、连接在第一轴2上的第一连接件3、连接在第一连接件3上的第二轴4、连接在第二轴4上的第二连接件5、连接在第二连接件5上的第三轴6、连接在第三轴6上的第三连接件7、连接在第三连接件7上的伸出杆8、设于伸出杆8末端的吸盘件9、固定在底板100上的底座10、安装在底座10上的角度微调滑台11、连接在角度微调滑台11上的调整台转接板12、固定在调整台转接板12上的一维力传感器13以及连接在一维力传感器13上的夹具14，所述第一轴2、第二轴4、第三轴6通过第一连接件3、第二连接件5装配到一起构成三轴运动平台。
如图2所示，安装座1上设有第一通槽1A，所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统设有与第一通槽1A配合且连接安装座1与底板100的螺钉，在一个实施例中，安装座1上设有两个第一通槽1A，该两个第一通槽1A用螺钉连接在底板100上。
继续如图2所示，安装座1上设有第一螺纹孔1B，第一轴2上设有第一沉头孔(未图示)，第一轴2通过第一沉头孔用螺钉连接在安装座1的四个第一螺纹孔1B上。在一个实施例中，安装座1上设有四个第一螺纹孔1B，对应的，第一轴2上设有四个第一沉头孔(未图示)，第一轴2通过四个第一沉头孔用螺钉连接在安装座1的四个第一螺纹孔1B上，该第一轴2通过角度微调滑台11的移动实现三轴平台X轴的移动。
如图3所示，第一连接件3上设有第二沉头孔3A，第一轴2上设有第二螺纹孔(未图示)，第一连接件3通过第二沉头孔3A用螺钉连接在第一轴2的第二螺纹孔上。在一个实施例中，第一连接件3上设有四个第二沉头孔3A，对应的，第一轴2上设有四个第二螺纹孔，第一连接件3通过四个第二沉头孔3A用螺钉连接在第一轴2的四个第二螺纹孔上。
继续如图3所示，第一连接件3上设有第三螺纹孔3B，第二轴4上设有第三沉头孔(未图示)，第二轴4通过第三沉头孔用螺钉连接在第一连接件3的第三螺纹孔3B上。在一个实施例中，第一连接件3上设有四个第三螺纹孔3B，对应的，第二轴4上设有四个第三沉头孔(未图示)，第二轴4通过四个第三沉头孔用螺钉连接在第一连接件3的四个第三螺纹孔3B上，该第二轴4通过角度微调滑台11的移动实现三轴平台Y轴的移动。
如图4所示，第二连接件5设有第四沉头孔5A，第二轴4上设有第四螺纹孔(未图示)，第二连接件5通过第四沉头孔5A用螺钉连接在第二轴4的第四螺纹孔上。在一个实施例中，第二连接件5设有四个第四沉头孔5A，对应的，第二轴4上设有四个第四螺纹孔(未图示)，第二连接件5通过四个第四沉头孔5A用螺钉连接在第二轴4的四个第四螺纹孔上。
继续如图4所示，第二连接件5设有第五螺纹孔5B，第三轴6上设有第五沉头孔(未图示)，第三轴6通过第五沉头孔用螺钉连接在第二连接件5的第五螺纹孔5B上。在一个实施例中，第二连接件5设有四个第五螺纹孔5B，对应的，第三轴6上设有四个第五沉头孔(未图示)，第三轴6通过四个第五沉头孔用螺钉连接在第二连接件5的四个第五螺纹孔5B上，其通过滑台的移动实现三轴平台Z轴的移动。
如图5所示，第三连接件7设有第一槽7A，第三轴6上设有第六螺纹孔(未图示)，第三连接件7通过第一槽7A用螺钉连接在第三轴6的第六螺纹孔上。在一个实施例中，第三连接件7设有四个第一槽7A，对应的，第三轴6上设有四个第六螺纹孔(未图示)，第三连接件7通过四个第一槽7A用螺钉连接在第三轴6的四个第六螺纹孔上，可以通过其上的螺栓调节伸出杆8的角度。伸出杆8通过两螺钉连接在连第三接件7上。
如图5及图6所示，第三连接件7设有第七螺纹孔7B，伸出杆8上设有第六沉头孔8A，伸出杆8通过第六沉头孔8A用螺钉连接在第三连接件7的第七螺纹孔7B上。在一个实施例中，第三连接件7设有两个第七螺纹孔7B，对应的，伸出杆8上设有两个第六沉头孔8A，第三轴6通过两个第六沉头孔用螺钉连接在第三连接件7的两个第七螺纹孔7B上。
继续如图6所示，伸出杆8上设有第六沉头孔8A上设有第八螺纹孔8B，吸盘件9连接在伸出杆8的第八螺纹孔8B上。
如图7及图7A所示，伸出杆8末端装有吸盘件9用于吸取阀芯。吸盘件9包括吸盘9A、吸盘支架9B及转换件9C。吸盘支架9B的一端与吸盘9A装配，吸盘支架9B的另一端与转换件9C装配。在一个实施例中，所述吸盘件9为采用柔性胶脂材质的吸盘件9。
如图8所示，底座10设有第二槽10A，所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统设有与第二槽10A配合且连接底座10与底板100的螺钉，在一个实施例中，底座10上设有两个第二槽10A，该两个第二槽10A用螺钉连接在底板100上。
如图8及图9所示，底座10设有第九螺纹孔10B，角度微调滑台11上设有第七沉头孔11A，角度微调滑台11通过第七沉头孔11A用螺钉连接在底座10的第九螺纹孔10B上。角度微调滑台11可以调节倾斜角度，减小误差。
如图9及图10所示，角度微调滑台11上设有第十螺纹孔11B，调整台转接板12上设有第二通孔12A，调整台转接板12通过第二通孔12A用螺钉连接在角度微调滑台11的四个第十螺纹孔11B上。在一个实施例中，角度微调滑台11上设有四个第十螺纹孔11B，对应的，调整台转接板12上设有四个第二通孔12A，调整台转接板12通过四个第二通孔12A用螺钉连接在角度微调滑台11的四个第十螺纹孔11B上。
如图10所示，调整台转接板12上第三通孔12B，一维力传感器13通过螺栓穿过调整台转接板12上的第三通孔12B用螺母固定起来。
如图11所示，夹具14设有第八沉头孔14A，夹具14通过第八沉头孔14A用螺母连接在一维力传感器13的螺栓上。
在本发明一个实施例中，第一轴2、第二轴4、第三轴6通过第一连接件3、第二连接件5装配到一起构成三轴运动平台。所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统包括阀体的安装平台，所述阀体的安装平台包括所述的底座10、所述的角度微调滑台11、所述的调整台转接板12、所述的一维力传感器13、所述的夹具14。在一个实施例中，底座10、角度微调滑台11、调整台转接板12、一维力传感器13、夹具14连接在一起构成阀体的安装平台。
在本发明一个实施例中，第一轴2为KS102-100型轴，为标准件，所述第一轴2的行程为100mm，所述第一轴2的分辨率为1μm。
在本发明一个实施例中，第二轴4为XA07A-L2型轴，为标准件，所述第二轴4的行程为70mm，所述第二轴4的分辨率为0.5μm。
在本发明一个实施例中，第三轴6为XA07A-R1型轴，为标准件，所述第三轴6的行程为20mm，所述第三轴6的分辨率为0.5μm。
在本发明一个实施例中，角度微调滑台11为TD-60型角度微调滑台，为标准件。
在本发明一个实施例中，一维力传感器的量程为-22～22N，所述一维力传感器的精度为0.03N。
本发明实施例的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统采用一维力传感器反馈力信息，引导三轴运动平台实现装配零件精确定位，结构简单、成本低。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明利用一维力传感器反馈力信息，引导三轴运动平台实现装配零件精确定位，结构简单、成本低、精度高。
2、吸盘采用柔性胶脂材料，可缓解因操作失误而造成对系统的冲击。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于，其包括底板(100)、设于底板(100)上的安装座(1)、连接在安装座(1)上的第一轴(2)、连接在第一轴(2)上的第一连接件(3)、连接在第一连接件(3)上的第二轴(4)、连接在第二轴(4)上的第二连接件(5)、连接在第二连接件(5)上的第三轴(6)、连接在第三轴(6)上的第三连接件(7)、连接在第三连接件(7)上的伸出杆(8)、设于伸出杆(8)末端的吸盘件(9)、固定在底板(100)上的底座(10)、安装在底座(10)上的角度微调滑台(11)、连接在角度微调滑台(11)上的调整台转接板(12)、固定在调整台转接板(12)上的一维力传感器(13)以及连接在一维力传感器(13)上的夹具(14)，所述第一轴(2)、第二轴(4)、第三轴(6)通过第一连接件(3)、第二连接件(5)装配到一起构成三轴运动平台。
2.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述吸盘件(9)包括吸盘(9A)、吸盘支架(9B)及转换件(9C)，所述吸盘支架(9B)的一端与吸盘(9A)装配，所述吸盘支架(9B)的另一端与转换件(9C)装配。
3.根据权利要求2所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述吸盘件(9)为采用柔性胶脂材质的吸盘件(9)。
4.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统包括阀体的安装平台，所述阀体的安装平台包括所述的底座(10)、所述的角度微调滑台(11)、所述的调整台转接板(12)、所述的一维力传感器(13)、所述的夹具(14)。
5.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述第一轴(2)为KS102-100型轴，所述第一轴(2)的行程为100mm，所述第一轴(2)的分辨率为1μm。
6.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述第二轴(4)的行程为70mm，所述第二轴(4)的分辨率为0.5μm。
7.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述第三轴(6)的行程为20mm，所述第三轴(6)的分辨率为0.5μm。
8.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述角度微调滑台(11)为角度微调滑台。
9.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述一维力传感器(13)的量程为-22～22N，所述一维力传感器(13)的精度为0.03N。
10.根据权利要求1所述的基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统，其特征在于：所述安装座(1)上设有通槽(1A)，所述基于一维力传感器的高精度轴孔装配系统设有与通槽(1A)配合且连接安装座(1)与底板(100)的螺钉。
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