CN110961877B - 一种阵列天线tr模块智能化装配系统 - Google Patents

一种阵列天线tr模块智能化装配系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种阵列天线TR模块智能化装配系统，属于精密装配领域；包括TR组件自动装配装置、十字滑台、扶正保持装置、尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置、KK射频连接器试插筛选装置、相控阵自动化装配平台和控制模块；TR组件自动装配装置、十字滑台、扶正保持装置、尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置、KK射频连接器试插筛选装置均固定安装在相控阵自动化装配平台上；且分别与控制模块连接；本发明通过运动控制以及运行参数设置，实现了本发明的一种TR模块智能化装配装置系统，节约了人力，提高了TR模块装配的精度和效率。

Description

一种阵列天线TR模块智能化装配系统
技术领域
本发明属于精密装配领域，涉及一种阵列天线TR模块智能化装配系统。
背景技术
TR模块作为有源相控阵天线最核心的部分，具有装配精度高、小巧紧凑、数量众多等特点，现有TR模块装配完全依靠人工进行，人工装配的装配精度及一致性很难保证，产品质量完全依靠熟练的操作和经验，经常会出现因装配误差累积而导致装配失败从而必须返工的情况。同时在装配过程中没有检测过程，返工时很难判断装配失败的原因，产品质量无法追溯。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种阵列天线TR模块智能化装配系统，通过运动控制以及运行参数设置，实现了本发明的一种TR模块智能化装配装置系统，节约了人力，提高了TR模块装配的精度和效率。
本发明解决技术的方案是：
一种阵列天线TR模块智能化装配系统，包括TR组件自动装配装置、十字滑台、扶正保持装置、尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置、KK射频连接器试插筛选装置、相控阵自动化装配平台和控制模块；其中，相控阵自动化装配平台水平放置；TR组件自动装配装置、十字滑台、扶正保持装置、尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置、KK射频连接器试插筛选装置均固定安装在相控阵自动化装配平台上表面；控制模块设置在相控阵自动化装配平台的外侧；TR组件自动装配装置、十字滑台、扶正保持装置、尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置、KK射频连接器试插筛选装置分别与控制模块连接。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述TR组件自动装配装置、尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置、KK射频连接器试插筛选装置均位于扶正保持装置的同一侧；且尺寸及位置测量装置、KK射频连接器自动装配装置、KK射频连接器自动上料装置和KK射频连接器试插筛选装置均位于TR组件自动装配装置的同一侧；且KK射频连接器自动上料装置和KK射频连接器试插筛选装置位于KK射频连接器自动装配装置的一侧；尺寸及位置测量装置位于KK射频连接器自动装配装置的另一侧。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述十字滑台位于所述TR组件扶正保持装置的下方。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，相控阵天线自动化装配过程包括如下步骤：
步骤一、对扶正保持装置和十字滑台的相对位置进行校准标定；通过扶正保持装置对外部全部TR模块和外部网络模块进行测量，同时将测量结果数据进行存储；
步骤二、将外部网络模块安装在外部底板上，形成半成品；
步骤三、将半成品放置在十字滑台上进行固定；通过扶正保持装置对半成品装配结果进行检测；
步骤四、根据步骤一的测量数据和步骤三的检测内容；控制模块自动生成全部TR模块的安装顺序排布表；按照全部TR模块的安装顺序排布表的顺序，将全部TR模块依次放入KK射频连接器自动装配装置中；
步骤五、将全部KK射频连接器放置在KK射频连接器自动上料装置中；通过KK射频连接器自动装配装置将KK射频连接器放入KK射频连接器试插筛选装置中，进行两端试插；筛选出无故障KK射频连接器；
步骤六、KK射频连接器自动装配装置将筛选出的KK射频连接器按顺序装配至全部TR模块上；
步骤七、TR组件自动装配装置将装配好KK射频连接器的TR模块抓取至十字滑台上；将TR模块装配到半成品中的外部网络模块上；
步骤八、每装配完一排TR模块，通过扶正保持装置对该排TR模块进行扶正；进入下一排TR模块的装配；直至完成全部TR模块的装配。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述步骤一中，扶正保持装置的测量内容包括长、宽、高、平面度、垂直度和安装孔位置。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述步骤三中，检测时，扶正保持装置对半成品拍摄照片，对拍摄照片进行图像畸变校正、特征提取和像素尺寸标定处理后进行检测；扶正保持装置检测的内容包括外部网络模块与部底板是否对齐、外部网络模块与部底板的间隙尺寸是否合格。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述步骤四中，放置全部TR模块时，通过尺寸及位置测量装置对全部TR模块的编号和位置进行识别；所述步骤六中，尺寸及位置测量装置对全部TR模块的射频端进行精准定位。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述步骤五中，将全部KK射频连接器放置在KK射频连接器自动上料装置时，KK射频连接器自动上料装置实现对相邻2个KK射频连接器物理隔离；试插时，KK射频连接器自动装配装置对试插压力及位移进行监测。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述步骤七中，装配TR模块时，通过尺寸及位置测量装置对TR模块进行位置偏差及KK射频连接器垂直度检测；通过扶正保持装置对外部网络模块上TR模块装配接口进行检测，确定TR模块安装位置，并对位置偏差进行自动补偿。
在上述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，所述步骤八中，对该排TR模块进行扶正后，通过扶正保持装置对TR模块的位置、平面度、垂直度进行检测；检测合格后进入下一排TR模块的装配。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)本发明实现了TR组件装配和装配过程的测量环节采用自动化设备代替人工，降低了操作人员的劳动强度，提高了装配的精度及效率；
(2)本发明在TR模块天线装配过程中对零部件及过程状态实时自动精密测量、在装配完成后对整机进行检测，并对检测数据进行保存，保证了TR模块天线的装配质量，为后续质量追溯提供依据。。
附图说明
图1为本发明装配装置示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步阐述。
本发明提供一种阵列天线TR模块智能化装配系统，用于相控阵天线的装配及检测，如图1所示，主要包括TR组件自动装配装置1、十字滑台2、扶正保持装置3、尺寸及位置测量装置4、KK射频连接器自动装配装置5、KK射频连接器自动上料装置6、KK射频连接器试插筛选装置7、相控阵自动化装配平台8和控制模块9；其中，相控阵自动化装配平台8水平放置；TR组件自动装配装置1、十字滑台2、扶正保持装置3、尺寸及位置测量装置4、KK射频连接器自动装配装置5、KK射频连接器自动上料装置6、KK射频连接器试插筛选装置7均固定安装在相控阵自动化装配平台8上表面；控制模块9设置在相控阵自动化装配平台8的外侧；TR组件自动装配装置1、十字滑台2、扶正保持装置3、尺寸及位置测量装置4、KK射频连接器自动装配装置5、KK射频连接器自动上料装置6、KK射频连接器试插筛选装置7分别与控制模块9连接。其中，TR组件自动装配装置1、尺寸及位置测量装置4、KK射频连接器自动装配装置5、KK射频连接器自动上料装置6、KK射频连接器试插筛选装置7均位于扶正保持装置3的同一侧；且尺寸及位置测量装置4、KK射频连接器自动装配装置5、KK射频连接器自动上料装置6和KK射频连接器试插筛选装置7均位于TR组件自动装配装置1的同一侧；且KK射频连接器自动上料装置6和KK射频连接器试插筛选装置7位于KK射频连接器自动装配装置5的一侧；尺寸及位置测量装置4位于KK射频连接器自动装配装置5的另一侧。十字滑台2位于所述TR组件扶正保持装置3的下方。
相控阵天线自动化装配过程包括如下步骤：
步骤一、对扶正保持装置3和十字滑台2的相对位置进行校准标定；通过扶正保持装置3对外部全部TR模块和外部网络模块进行测量，扶正保持装置3的测量内容包括长、宽、高、平面度、垂直度和安装孔位置。同时将测量结果数据进行存储；并自动将测量值与标准值进行对比，得出检测报告并上传数据，为之后自动化装配提供依据。
平面度测量时，需要对扶正保持装置3与所述十字滑台2进行标定，首先固定十字滑台2与扶正保持装置3的相对位置关系，将基准放置在测量平台上，在十字滑台2移动过程中保证基准安置位置不发生变化，然后启动十字滑台2和扶正保持装置3，利用扶正保持装置3对基准进行扫描，需要注意的是，调整扶正保持装置3曝光时间，确保基准扫描过程中只能够扫描到标志点而扫不到基准，可以得到基准上标志点的点云数据，对点云数据进行处理就能得到每个标志点的坐标值，根据扫描得到的标志点的“伪坐标”与标志点的标定数据，解算所述十字滑台2位移量与扶正保持装置3Y轴的关系，即完成扶正保持装置3与所述十字滑台2标定。
步骤二、将外部网络模块安装在外部底板上，形成半成品；同时记录装配过程。
步骤三、将半成品放置在十字滑台2上进行固定；通过扶正保持装置3对半成品装配结果进行检测；检测时，扶正保持装置3对半成品拍摄照片，对拍摄照片进行图像畸变校正、特征提取和像素尺寸标定处理后进行检测；扶正保持装置3检测的内容包括外部网络模块与部底板是否对齐、外部网络模块与部底板的间隙尺寸是否合格。
步骤四、根据步骤一的测量数据和步骤三的检测内容；控制模块9自动生成全部TR模块的安装顺序排布表；按照全部TR模块的安装顺序排布表的顺序，将全部TR模块依次放入KK射频连接器自动装配装置5中；放置全部TR模块时，通过尺寸及位置测量装置4对全部TR模块的编号和位置进行识别；所述步骤六中，尺寸及位置测量装置4对全部TR模块的射频端进行精准定位。
步骤五、将全部KK射频连接器放置在KK射频连接器自动上料装置6中；通过KK射频连接器自动装配装置5将KK射频连接器放入KK射频连接器试插筛选装置7中，进行两端试插；筛选出无故障KK射频连接器；将全部KK射频连接器放置在KK射频连接器自动上料装置6时，KK射频连接器自动上料装置6实现对相邻2个KK射频连接器物理隔离；试插时，KK射频连接器自动装配装置5对试插压力及位移进行监测。
步骤六、KK射频连接器自动装配装置5将筛选出的KK射频连接器按顺序装配至全部TR模块上；KK射频连接器装配时，KK射频连接器自动装配装置5实现对装配压力进行实时监测；单端KK射频连接器装配完成后，KK射频连接器自动装配装置5将TR模块翻转180°并放置固定。
步骤七、TR组件自动装配装置1将装配好KK射频连接器的TR模块抓取至十字滑台2上；将TR模块装配到半成品中的外部网络模块上；装配TR模块时，通过尺寸及位置测量装置4对TR模块进行位置偏差及KK射频连接器垂直度检测；通过扶正保持装置3对外部网络模块上TR模块装配接口进行检测，确定TR模块安装位置，并对位置偏差进行自动补偿。TR模块装配时，通过TR组件自动装配装置1对装配压力进行实时监测。
步骤八、每装配完一排TR模块，通过扶正保持装置3对该排TR模块进行扶正；进入下一排TR模块的装配；直至完成全部TR模块的装配。对该排TR模块进行扶正后，通过扶正保持装置3对TR模块的位置、平面度、垂直度进行检测；检测合格后进入下一排TR模块的装配。
步骤九：进行剩余零部件装配，操作者对剩余零部件进行装配，并将装配过程信息进行记录和存储。
步骤十：进行整机检测，相控阵天线装配完成后，操作者对天线整机的三维外形尺寸、整机垂直度、整机平面度、低频连接器位置尺寸、射频连接器位置尺寸进行检测，同时对整机接口三维坐标进行标定，并将测量信息进行记录和存储。
在整个装配及检测过程中，操作人员及操作设备进行防静电处理。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (7)

1.一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：包括TR组件自动装配装置(1)、十字滑台(2)、扶正保持装置(3)、尺寸及位置测量装置(4)、KK射频连接器自动装配装置(5)、KK射频连接器自动上料装置(6)、KK射频连接器试插筛选装置(7)、相控阵自动化装配平台(8)和控制模块(9)；其中，相控阵自动化装配平台(8)水平放置；TR组件自动装配装置(1)、十字滑台(2)、扶正保持装置(3)、尺寸及位置测量装置(4)、KK射频连接器自动装配装置(5)、KK射频连接器自动上料装置(6)、KK射频连接器试插筛选装置(7)均固定安装在相控阵自动化装配平台(8)上表面；控制模块(9)设置在相控阵自动化装配平台(8)的外侧；TR组件自动装配装置(1)、十字滑台(2)、扶正保持装置(3)、尺寸及位置测量装置(4)、KK射频连接器自动装配装置(5)、KK射频连接器自动上料装置(6)、KK射频连接器试插筛选装置(7)分别与控制模块(9)连接；
所述TR组件自动装配装置(1)、尺寸及位置测量装置(4)、KK射频连接器自动装配装置(5)、KK射频连接器自动上料装置(6)、KK射频连接器试插筛选装置(7)均位于扶正保持装置(3)的同一侧；且尺寸及位置测量装置(4)、KK射频连接器自动装配装置(5)、KK射频连接器自动上料装置(6)和KK射频连接器试插筛选装置(7)均位于TR组件自动装配装置(1)的同一侧；且KK射频连接器自动上料装置(6)和KK射频连接器试插筛选装置(7)位于KK射频连接器自动装配装置(5)的一侧；尺寸及位置测量装置(4)位于KK射频连接器自动装配装置(5)的另一侧；
所述十字滑台(2)位于所述TR组件扶正保持装置(3)的下方；
相控阵天线自动化装配过程包括如下步骤：
步骤一、对扶正保持装置(3)和十字滑台(2)的相对位置进行校准标定；通过扶正保持装置(3)对外部全部TR模块和外部网络模块进行测量，同时将测量结果数据进行存储；
步骤二、将外部网络模块安装在外部底板上，形成半成品；
步骤三、将半成品放置在十字滑台(2)上进行固定；通过扶正保持装置(3)对半成品装配结果进行检测；
步骤四、根据步骤一的测量数据和步骤三的检测内容；控制模块(9)自动生成全部TR模块的安装顺序排布表；按照全部TR模块的安装顺序排布表的顺序，将全部TR模块依次放入KK射频连接器自动装配装置(5)中；
步骤五、将全部KK射频连接器放置在KK射频连接器自动上料装置(6)中；通过KK射频连接器自动装配装置(5)将KK射频连接器放入KK射频连接器试插筛选装置(7)中，进行两端试插；筛选出无故障KK射频连接器；
步骤六、KK射频连接器自动装配装置(5)将筛选出的KK射频连接器按顺序装配至全部TR模块上；
步骤七、TR组件自动装配装置(1)将装配好KK射频连接器的TR模块抓取至十字滑台(2)上；将TR模块装配到半成品中的外部网络模块上；
步骤八、每装配完一排TR模块，通过扶正保持装置(3)对该排TR模块进行扶正；进入下一排TR模块的装配；直至完成全部TR模块的装配。
2.根据权利要求1所述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：所述步骤一中，扶正保持装置(3)的测量内容包括长、宽、高、平面度、垂直度和安装孔位置。
3.根据权利要求2所述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：所述步骤三中，检测时，扶正保持装置(3)对半成品拍摄照片，对拍摄照片进行图像畸变校正、特征提取和像素尺寸标定处理后进行检测；扶正保持装置(3)检测的内容包括外部网络模块与部底板是否对齐、外部网络模块与部底板的间隙尺寸是否合格。
4.根据权利要求3所述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：所述步骤四中，放置全部TR模块时，通过尺寸及位置测量装置(4)对全部TR模块的编号和位置进行识别；所述步骤六中，尺寸及位置测量装置(4)对全部TR模块的射频端进行精准定位。
5.根据权利要求4所述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：所述步骤五中，将全部KK射频连接器放置在KK射频连接器自动上料装置(6)时，KK射频连接器自动上料装置(6)实现对相邻2个KK射频连接器物理隔离；试插时，KK射频连接器自动装配装置(5)对试插压力及位移进行监测。
6.根据权利要求5所述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：所述步骤七中，装配TR模块时，通过尺寸及位置测量装置(4)对TR模块进行位置偏差及KK射频连接器垂直度检测；通过扶正保持装置(3)对外部网络模块上TR模块装配接口进行检测，确定TR模块安装位置，并对位置偏差进行自动补偿。
7.根据权利要求6所述的一种阵列天线TR模块智能化装配系统，其特征在于：所述步骤八中，对该排TR模块进行扶正后，通过扶正保持装置(3)对TR模块的位置、平面度、垂直度进行检测；检测合格后进入下一排TR模块的装配。
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