CN218169276U - 一种用于回转件同轴装配的找正装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于回转件同轴装配的找正装置，可以解决现有技术中回转件同轴装配通用性差、精度低、效率低的问题。所述找正装置包括三坐标测量机、标准球、第一回转件运动调整平台和第二回转件运动调整平台，第一回转件运动调整平台包括三轴运动调整组件、第一角度调整组件和第一夹具，第一夹具设在第一角度调整组件上，第一角度调整组件设在三轴运动调整组件上；第二回转件运动调整平台包括第二角度调整组件和第二夹具。本实用新型可实现第一回转件和第二回转件同轴装配前的自动化找正，大大提高了回转件同轴装配效率。

Description

一种用于回转件同轴装配的找正装置

技术领域

本实用新型涉及检测技术领域，具体是一种用于回转件高精度同轴装配的找正装置。

背景技术

在微电子设计领域存在一类需要精准同轴装配焊接的回转类工件，为保证该零件的高性能要求，在装配过程中需要保证两个回转类工件具有较高的同轴度要求。

对于此类有精确位置要求的回转类零件，常规的同轴装配方式为轴孔配合，利用销孔和光轴的加工精度及装配精度来保证两个工件的装配后的位置精度，但该方式仅适用于两个工件分别具有轴、孔特征的类型，且严重依赖孔、轴特征的加工精度及技术人员的装配技巧，技术难度及偶然性较大；另外一种常见的同轴装配方式是加工工艺特征，例如两个工件预加工出法兰工艺特征，利用法兰工艺特征间的配合来同轴装配两工件，但该方式装配精度较低，难以满足目前微电子产品日益增长的精度要求。

为了适应当今时代微电子行业高速发展的现状，满足微电子行业产品装配的高精高速要求，亟待设计一种用于回转件同轴装配的找正装置，提高此类零件同轴装配的精度和效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于回转件同轴装配的找正装置，可以解决现有技术中回转件同轴装配通用性差、精度低、效率低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种用于回转件同轴装配的找正装置，包括：

总控系统；

电气控制系统，其与所述总控系统通信连接；

三坐标测量机，其与所述总控系统通信连接；

标准球，其设在所述三坐标测量机的工作台上并可沿所述三坐标测量机的Y轴移动；

第一回转件运动调整平台，其设在所述三坐标测量机的工作台上并与所述电气控制系统通信连接，包括可实现X轴、Y轴及Z轴直线运动的三轴运动调整组件、可实现空间角度调整的第一角度调整组件和用于定位第一回转件的第一夹具，所述第一夹具设在所述第一角度调整组件上，所述第一角度调整组件设在所述三轴运动调整组件上；

第二回转件运动调整平台，其设在所述三坐标测量机的工作台上并与所述电气控制系统通信连接，包括可实现空间角度调整的第二角度调整组件和用于定位第二回转件的第二夹具，所述第二夹具设在所述第二角度调整组件上。

所述三轴运动调整组件包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴直线模组，所述X轴直线模组设在所述Y轴直线模组的滑块上，所述Z轴直线模组设在所述X轴直线模组的滑块上，所述第一角度调整组件设在所述Z轴直线模组的滑块上。

所述第一角度调整组件包括第一回转型高阶精密滑台模组和第一测角型高阶精密滑台模组，所述第一测角型高阶精密滑台模组设在所述第一回转型高阶精密滑台模组的转动部上，所述第一夹具设在所述第一测角型高阶精密滑台模组上；

所述第二角度调整组件包括第二回转型高阶精密滑台模组和第二测角型高阶精密滑台模组，所述第二测角型高阶精密滑台模组设在所述第二回转型高阶精密滑台模组的转动部上，所述第二夹具设在所述第二测角型高阶精密滑台模组上。

所述标准球设在所述Y轴直线模组的滑块上或者设在所述第一夹具上。

所述第一夹具包括支撑部件和紧固部件，所述支撑部件具有V形定位槽，所述紧固部件可升降地设在所述V形定位槽的上方，以压紧所述第一回转件或脱离所述第一回转件，所述紧固部件的升降方向垂直于所述第一回转件的轴向；所述第二夹具与所述第一夹具的结构相同。

所述第一夹具的紧固部件沿所述第一回转件的轴向设置两个，所述第二夹具的紧固部件沿所述第二回转件的轴向设置两个。

所述支撑部件的顶部设有横跨所述V形定位槽的固定支架，所述固定支架位于所述V形定位槽的上方，所述固定支架上设有具有竖直轴线的紧固螺纹孔，所述紧固部件为螺旋微分头，其与所述紧固螺纹孔螺纹配合。

所述固定支架为呈倒U形的梁式支架，其底部两端上均形成有第一限位导向部，所述支撑部件的顶面上对应形成有第二限位导向部，所述第二限位导向部由所述支撑部件的一端延伸至另一端，且其延伸方向平行于所述第一回转件的轴向，所述第二限位导向部与所述第一限位导向部滑动导向配合且限制所述第一限位导向部的竖直方向自由度。

所述第一回转件运动调整平台和所述第二回转件运动调整平台沿所述三坐标测量机的Y向间隔设置在一固定底板上。

所述第二回转件运动调整平台设在一支撑平台上，所述支撑平台设在所述固定底板上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和积极效果：

本实用新型在三坐标测量机上集成标准球、第一回转件运动调整平台和第二回转件运动调整平台，标准球可沿三坐标测量机的Y轴移动。首先通过三坐标测量机对标准球第一位置及沿三坐标Y轴移动后的第二位置分别采点后，得到两位置处的球心坐标，两位置球心连线构成基准轴线，再测量第二回转件在其初始位置时的初始轴线，并由电气控制系统控制第二角度调整组件动作调整第二回转件使其初始轴线与基准轴线平行，然后再测量第一回转件在其初始位置时的初始轴线，并通过电气控制系统控制第一角度调整组件调整第一回转件，使其轴线与调整后的第二回转件的轴线平行，最终通过电气控制系统控制三轴运动调整组件调整第一回转件在X轴、Y轴、Z轴上的位置，直至第一回转件最终调整后的轴线与第二回转件调整后的轴线同轴，从而实现了第一回转件和第二回转件在同轴装配时的自动化找正，大大提高了回转件同轴装配的作业效率，且提高了同轴装配精度；无需依赖工件上的轴、孔特征，大大提高自动化同轴装配找正的通用性，有利于减少生产成本；且操作简单，性能可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例中用于回转件同轴装配的找正装置的立体图；

图2为本实用新型实施例中第一回转件运动调整平台的立体图；

图3为本实用新型实施例中第二回转件运动调整平台的立体图；

图4为本实用新型实施例中装夹有第一回转件的第一夹具立体图；

图5为本实用新型实施例中第一夹具的支撑部件立体图；

图6为本实用新型实施例中固定支架立体图。

附图标记：100、三坐标测量机；110、工作台；200、标准球；300、第一回转件运动调整平台； 310、三轴运动调整组件；311、X轴直线模组；312、Y轴直线模组；313、Z轴直线模组；320、第一角度调整组件；321、第一回转型高阶精密滑台模组；322、第一测角型高阶精密滑台模组；330、第一夹具；331、支撑部件；332、紧固部件；333、V形定位槽；334、固定支架；335、紧固螺纹孔；336、第一限位导向部；337、第二限位导向部；400、第二回转件运动调整平台；410、第二角度调整组件；411、第一回转型高阶精密滑台模组；412、第一测角型高阶精密滑台模组；420、第二夹具；500、固定底板；510、把手；600、支撑平台。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1至图3，本实施例一种用于回转件同轴装配的找正装置，包括总控系统、电气控制系统、三坐标测量机100、标准球200、第一回转件运动调整平台300和第二回转件运动调整平台400。

其中，电气控制系统与总控系统通信连接，三坐标测量机100为现有三坐标测量机，其也与总控系统通信连接，标准球200设在三坐标测量机100的工作台上110，且可沿三坐标测量机100的Y轴移动。

第一回转件运动调整平台300设在三坐标测量机100的工作台110上并与电气控制系统通信连接，第一回转件运动调整平台300包括可实现X轴、Y轴及Z轴直线运动的三轴运动调整组件310、可实现空间角度调整的第一角度调整组件320和用于定位第一回转件1的第一夹具330，第一夹具330设在第一角度调整组件320上，第一角度调整组件320设在三轴运动调整组件310上。

第二回转件运动调整平台400设在三坐标测量机100的工作台110上并与电气控制系统通信连接，包括可实现空间角度调整的第二角度调整组件410和用于定位第二回转件2的第二夹具420，第二夹具420设在第二角度调整组件410上。

采用本实施例所述的找正装置进行两回转件的同轴装配找正时，步骤如下：

1）将第一回转件1和第二回转件2分别定位在第一夹具330和第二夹具420上；

2）总控系统控制三坐标测量机100启动，此时标准球200处在工作台110上第一位置，三坐标测量机100测量标准球200在此位置的第一球心坐标值S1，标准球200沿三坐标测量机100的Y轴移动至第二位置，三坐标测量机100测量标准球200在第二位置的第二球心坐标值S2，定义第一球心坐标值S1与第二球心坐标值S2的连线为基准轴线Y；

3）三坐标测量机测量第二回转件2的初始轴线Y2；

4）总控系统读取第二回转件2的初始轴线Y2，并判断初始轴线Y2是否与基准轴线Y平行，若是执行步骤5），若否，电气控制系统控制第二角度调整组件410启动，以调整第二回转件的初始轴线Y2相对基准轴线Y的空间角度，直至第二回转件2调整后的轴线Y2＇与基准轴线Y平行后执行步骤5）；

5）三坐标测量机100测量第一回转件1的初始轴线Y1；

6）总控系统读取第一回转件1的初始轴线Y1，并判断第一回转件1的初始轴线Y1是否与第二回转件2调整后的轴线Y2＇平行，若是执行步骤7），若否，电气控制系统控制第一角度调整组件320启动，以调整第一回转件1的初始轴线Y1相对第二回转件2调整后的轴线Y2＇的空间角度，直至第一回转件1调整后的轴线Y1＇与第二回转件2调整后的轴线Y2＇平行后，执行步骤7）；

7）电气控制系统控制三轴运动调整组件310启动，调整第一回转件1在X轴、Y轴、Z轴上的位置，直至第一回转件1调整后的轴线Y1＇＇与第二回转件2调整后的轴线Y2＇共线。

第一回转件1和第二回转件2调整到位后进行同轴装配即可，比如使用外部焊接装置对两回转件进行焊接。

本实施例通过在三坐标测量机上集成标准球、第一回转件运动调整平台和第二回转件运动调整平台，三坐标测量机先测量得到由标准球移动所形成的基准轴线，再测量第二回转件在其初始位置时的初始轴线，并由电气控制系统控制第二角度调整组件动作调整第二回转件使其初始轴线与基准轴线平行，然后再测量第一回转件在其初始位置时的初始轴线，并通过电气控制系统控制第一角度调整组件调整第一回转件，使其轴线与调整后的第二回转件的轴线平行，最终通过电气控制系统控制三轴运动调整组件调整第一回转件在X轴、Y轴、Z轴上的位置，直至第一回转件最终调整后的轴线与第二回转件调整后的轴线同轴，从而实现了第一回转件和第二回转件的同轴装配前的自动化找正，大大提高了回转件同轴装配的作业效率，且提高了同轴装配精度；无需依赖工件上的轴、孔特征，大大提高了自动化同轴装配找正的通用性，有利于减少生产成本；且操作简单，性能可靠。

进一步地，三轴运动调整组件310包括X轴直线模组311、Y轴直线模组312和Z轴直线模组313，X轴直线模组311设在Y轴直线模组312的滑块上，Z轴直线模组313设在X轴直线模组311的滑块上，第一角度调整组件320设在Z轴直线模组313的滑块上，则第一角度调整组件320可随三轴运动调整组件310沿X、Y、Z轴移动，进而使第一夹具330可随三轴运动调整组件310沿X、Y、Z轴移动，则相应地，第一夹具330上的第一回转件1在X、Y、Z轴上的位置可调，本实施例中三轴运动调整组件310结构简单，易于获得。

第一角度调整组件320包括第一回转型高阶精密滑台模组321和第一测角型高阶精密滑台模组322，第一测角型高阶精密滑台模组322设在第一回转型高阶精密滑台模组321的转动部上，第一夹具330设在第一测角型高阶精密滑台模组322上。其中，第一回转型高阶精密滑台模组321带动第一测角型高阶精密滑台模组322及第一回转件1在水平面内摆动，即调节第一回转件1水平偏摆角度，第一测角型高阶精密滑台模组322带动第一回转件1在竖直面内摆动，即调节第一回转件1竖直俯仰角度，从而第一角度调整组件320可实现第一回转件1空间角度的调整。

同理，第二角度调整组件410包括第二回转型高阶精密滑台模组411和第二测角型高阶精密滑台模组412，第二测角型高阶精密滑台模组412设在第二回转型高阶精密滑台模组411的转动部上，第二夹具420设在第二测角型高阶精密滑台模组412上。其中，第二回转型高阶精密滑台模组411带动第二角型高阶精密滑台模组412及第二回转件2在水平面内摆动，即调节第二回转件2水平偏摆角度，第二测角型高阶精密滑台模组412带动第二回转件2在竖直面内摆动，即调节第二回转件2竖直俯仰角度，从而第二角度调整组件410可实现第二回转件2空间角度的调整。

由于三轴运动调整组件310的Y轴直线模组312的滑块可沿Y轴直线移动，第一夹具330设在第一角度调整组件320上，则第一夹具330也可随Y轴直线模组312沿Y轴直线移动，本实施例中标准球200设在Y轴直线模组312的滑块上或者设在第一夹具330上均可实现沿Y轴直线移动。标准球200设在Y轴直线模组312的滑块上或者设在第一夹具330上，则无需在工作台110上另外单独设置用于驱动标准球200沿Y轴直线移动的驱动装置，测量标准球200移动形成的基准轴线时，只需电气控制系统控制Y轴直线模组312动作即可将标准球200由第一位置移动沿Y轴移动至第二位置，从而有利于简化整机机构，减少生产成本。

参照图4至图6，第一夹具330包括支撑部件331和紧固部件332，支撑部件331具有V形定位槽333，V形定位槽333用于定位第一回转件1，紧固部件332可升降地设在V形定位槽333的上方，以压紧第一回转件1或脱离第一回转件1，紧固部件332的升降方向垂直于第一回转件1的轴向；第二夹具420与第一夹具330的结构相同。第一回转件1水平放置在V形定位槽333内时，以其周向外侧面与V形定位槽333的两相对内壁相切，实现定位。当紧固部件332下降至沿第一回转件1的径向抵靠在第一回转件1上时，其将第一回转件1紧固在V形定位槽333内；当紧固部件332上升至脱离第一回转件1时，丧失对第一回转件1的紧固作用。第二夹具420对第二回转件2的装夹原理同上所述，在此不做赘述。

为进一步提高对第一回转件1、第二回转件2的装夹可靠性，第一夹具330的紧固部件332沿第一回转件1的轴向设置两个，第二夹具420的紧固部件沿第二回转件2的轴向设置两个，即实现多点定位，定位可靠性高，工件位置精度高。

以第一夹具330的紧固部件332为例，在支撑部件331的顶部设有横跨V形定位槽333的固定支架334，固定支架334位于V形定位槽333的上方，固定支架334上设有具有竖直轴线的紧固螺纹孔335，紧固部件332为螺旋微分头，其与紧固螺纹孔335螺纹配合。采用螺旋微分头作为紧固部件332，精度高，易于控制紧固力度。

进一步地，如图5和图6所示，固定支架334为呈倒U形的梁式支架，其底部两端上均形成有第一限位导向部336，支撑部件331的顶面上对应形成有第二限位导向部337，第二限位导向部337由支撑部件331的一端延伸至另一端，且其延伸方向平行于第一回转件1的轴向，第二限位导向部337与第一限位导向部336滑动导向配合且限制第一限位导向部336的竖直方向自由度。即在第一限位导向部336和第二限位导向部337的滑动导向配合下，固定支架334可沿与第一回转件1的轴向平行的方向移动，则可以根据第一回转件1的长度滑动第一回转件1选择合适的位置紧固第一回转件1，提高对第一回转件1定位的可靠性。

本实施例中，第二限位导向部337为贯通支撑部件331两端的导槽，第一限位导向部336对应为导块，导槽与导块轮廓形状一致，且优选为圆滑轮廓，以尽可能避免卡滞。固定支架334安装时，其两端的第一限位导向部336从第二限位导向部337的一端嵌入第二限位导向部337内，然后在第二限位导向部337的导向作用下滑动至合适位置后由紧固部件332对第一回转件1进行紧固即可，本实施例中固定支架334拆装方便，通用性高。

进一步地，第一回转件运动调整平台300和第二回转件运动调整平台400沿三坐标测量机100的Y向间隔设置在一固定底板500上，形成一个整体置于三坐标测量机100的工作台110上，便于整体上下料，同时固定底板500可采用现有固定底板，其上设有定位结构以对第一回转件运动调整平台300和第二回转件运动调整平台400进行定位，同时设有把手510以方便取放。第一回转件运动调整平台300和第二回转件运动调整平台400沿三坐标测量机100的Y向间隔放置，从而使其上的第一回转件1和第二回转件2初始状态尽可能对正，以提高同轴装配找正效率。

由于第二回转件运动调整平台400相比第一回转件运动调整平台300缺少三轴运动调整组件310，则第二回转件2所在高度会低于第一回转件1，同样为使第一回转件1和第二回转件2初始状态尽可能对正，本实施例中第二回转件运动调整平台400设在一支撑平台600上，支撑平台600设在固定底板500上，支撑平台600的顶面和底面均为水平面，以使第二回转件2尽可能与第一回转件1处于同一高度上，方便调节。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，包括：

总控系统；

电气控制系统，其与所述总控系统通信连接；

三坐标测量机，其与所述总控系统通信连接；

标准球，其设在所述三坐标测量机的工作台上并可沿所述三坐标测量机的Y轴移动；

第一回转件运动调整平台，其设在所述三坐标测量机的工作台上并与所述电气控制系统通信连接，包括可实现X轴、Y轴及Z轴直线运动的三轴运动调整组件、可实现空间角度调整的第一角度调整组件和用于定位第一回转件的第一夹具，所述第一夹具设在所述第一角度调整组件上，所述第一角度调整组件设在所述三轴运动调整组件上；

第二回转件运动调整平台，其设在所述三坐标测量机的工作台上并与所述电气控制系统通信连接，包括可实现空间角度调整的第二角度调整组件和用于定位第二回转件的第二夹具，所述第二夹具设在所述第二角度调整组件上。

2.根据权利要求1所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述三轴运动调整组件包括X轴直线模组、Y轴直线模组和Z轴直线模组，所述X轴直线模组设在所述Y轴直线模组的滑块上，所述Z轴直线模组设在所述X轴直线模组的滑块上，所述第一角度调整组件设在所述Z轴直线模组的滑块上。

3.根据权利要求1或2所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述第一角度调整组件包括第一回转型高阶精密滑台模组和第一测角型高阶精密滑台模组，所述第一测角型高阶精密滑台模组设在所述第一回转型高阶精密滑台模组的转动部上，所述第一夹具设在所述第一测角型高阶精密滑台模组上；

所述第二角度调整组件包括第二回转型高阶精密滑台模组和第二测角型高阶精密滑台模组，所述第二测角型高阶精密滑台模组设在所述第二回转型高阶精密滑台模组的转动部上，所述第二夹具设在所述第二测角型高阶精密滑台模组上。

4.根据权利要求2所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述标准球设在所述Y轴直线模组的滑块上或者设在所述第一夹具上。

5.根据权利要求1所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述第一夹具包括支撑部件和紧固部件，所述支撑部件具有V形定位槽，所述紧固部件可升降地设在所述V形定位槽的上方，以压紧所述第一回转件或脱离所述第一回转件，所述紧固部件的升降方向垂直于所述第一回转件的轴向；所述第二夹具与所述第一夹具的结构相同。

6.根据权利要求5所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述第一夹具的紧固部件沿所述第一回转件的轴向设置两个，所述第二夹具的紧固部件沿所述第二回转件的轴向设置两个。

7.根据权利要求5所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述支撑部件的顶部设有横跨所述V形定位槽的固定支架，所述固定支架位于所述V形定位槽的上方，所述固定支架上设有具有竖直轴线的紧固螺纹孔，所述紧固部件为螺旋微分头，其与所述紧固螺纹孔螺纹配合。

8.根据权利要求7所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述固定支架为呈倒U形的梁式支架，其底部两端上均形成有第一限位导向部，所述支撑部件的顶面上对应形成有第二限位导向部，所述第二限位导向部由所述支撑部件的一端延伸至另一端，且其延伸方向平行于所述第一回转件的轴向，所述第二限位导向部与所述第一限位导向部滑动导向配合且限制所述第一限位导向部的竖直方向自由度。

9.根据权利要求5所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述第一回转件运动调整平台和所述第二回转件运动调整平台沿所述三坐标测量机的Y向间隔设置在一固定底板上。

10.根据权利要求9所述的用于回转件同轴装配的找正装置，其特征在于，

所述第二回转件运动调整平台设在一支撑平台上，所述支撑平台设在所述固定底板上。

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