本发明专利技术提供了一种装配间隙的全闭环控制装置及方法，包括以下步骤：安装加载机构；控制单元控制加载杆步进下降，实现对组件外上件的加载；加载完成后，控制单元控制滑块组件往复运动，带动图像传感器测量上下件之间的间隙值；通过测距仪测量上下件的初始间距，并计算满足装配间隙要求时组件下件和组件外上件的理论间距，测距仪实时测量组件下件和组件外上件间距，并实时反馈给控制单元；然后控制单元对上下件之间的实时间距值与满足装配间隙要求时的理论间距值进行大小比较，调整实时间距值不大于理论间距值；完成间隙调整后，拆卸加载机构，结束装配间隙控制；采用本方案，能解决实现装配组件上下件间隙的自动测量与自动调节。节。节。
【技术实现步骤摘要】
一种装配间隙的全闭环控制装置及方法
[0001]本专利技术涉及精密测量
，具体涉及一种装配间隙的全闭环控制装置及方法。
技术介绍
[0002]针对内外层装配组件，需通过加载装配工艺，精确控制组件上下件间的间隙值及间隙均匀性。传统采用手工装配的工艺方法，在组件上下件间放置塞尺、人工手动控制加载力，并通过选择不同厚度尺寸的塞尺及人工感知塞尺松紧程度，完成加载和上下件的间隙调整。这种方法效率低、间隙值严重依赖于操作者感知，产品间隙的一致性较差。
[0003]采用CCD视觉测量上下件边缘，自动获取上下件间隙值，并反馈该间隙测量值给控制单元，实现间隙的自动调节。但由于加载机构存在弹性变形、结构的连接及运动等累积误差，CCD获取的间隙测量值与实际加载调整值之间存在非线性的关系，导致需进行多次迭代测量与加载调整间隙，效率较低。此外，实际工程件的边缘轮廓质量，会导致组件上下件在小间隙时测量结果不稳定，常需人工进行测量调整与结果确认，影响了装配间隙自动调节的效率。
技术实现思路
[0004]本专利技术为解决上述提出的传统手工装配对人的依赖以及产品间隙一致性差，依靠CCD视觉测量作为间隙调整存在多次迭代及小间隙测量不稳定的问题，提供了一种装配间隙的全闭环控制装置及方法，采用本方案，能解决实现装配组件上下件间隙的自动测量与自动调节，还能实现组件上下件间隙的安全、高效率精确调节。
[0005]本专利技术采用的技术方案为：一种装配间隙的全闭环控制装置，包括装配台，还包括托座、测距仪、加载杆、加载托盘和图像传感器；
[0006]所述托座设于装配台上，所述托座上放置组件下件用于定位组件下件，所述组件下件上方设有组件外上件，所述组件外上件上方设置加载托盘，所述加载托盘中部和组件外上件上端型面配合，所述加载托盘的两端均设有加载杆，所述加载托盘通过加载杆和装配台连接，所述加载杆可沿组件下件轴线方向移动，所述加载杆可带动加载托盘下压组件外上件；
[0007]所述测距仪设于装配台上用于测量组件下件和组件外上件之间的间距；
[0008]所述图像传感器设于装配台上用于测量组件下件和组件外上件之间的间隙。
[0009]本方案具体运作时，在装配台上设置托座，其中托座顶部两侧带有两个定位凸件，两个定位凸件之间用于放置组件，能对其进行定位，其中组件可通过真空吸附或机械夹持等方式被固定于托座上，组件包括组件下件、组件外上件和组件内上件，组件下件放置于托座上，组件外上件放置于组件下件上方，组件内上件位于组件外上件内部，本方案主要测量组件下件和组件外上件之间的间隙；而在组件外上件上方设置加载托盘，加载托盘的中部和组件外上件顶部接触的型面相互配合，且加载托盘两端还均设有加载杆，加载杆竖向放
置，且平行于组件轴线，加载杆一端和加载托盘连接，另一端活动连接在装配台上，此时加载杆可沿组件轴线方向移动，并带动加载托盘一起移动，在装配台上或装配台外部还设有控制单元，通过控制单元实现本方案的闭环控制；控制单元通过控制伺服电机驱动加载杆自动升降，在加载杆自动下降的过程中，加载托盘能下压组件外上件，使组件外上件和组件下件之间的间隙缩小，以此来对间隙进行调节；
[0010]而在装配台上还设有测距仪和图像传感器，其中测距仪优选为非接触式位移传感器，测距仪能测量组件外上件和组件下件之间的距离，即间距，并将测得数值反馈给控制单元，其中测距仪高精度测量值实时反馈给控制单元，实现装配间隙的实时反馈与控制；而图像传感器优选为CCD，通过图像传感器能测得组件外上件和组件下件端面之间的间隙，并将测得数值实时传输给控制单元；基于CCD视觉测量、自动获取间隙值，在组件上下件间增加非接触式测距仪、测量上下件间的相对距离并实时反馈给控制单元，CCD视觉测量的间隙值作为上下件加载间隙调整值，CCD测量获取间隙测量值，作为调整组件上下件间相对距离的调整量，非接触式测距仪测量上下件间的相对距离变化量作为间隙调整的结果，从而快速准确调整间隙值至工程需求。控制效率高、安全可靠。
[0011]本方案工作原理：测距仪测量组件上下件的初始间距L0，CCD测量组件上下件的间隙值
△
h；
[0012]根据装配要求的间隙值a,计算获得间隙调整值
△
＝
△
h
‑
a；
[0013]要控制组件上下件的装配间隙值为a，测距仪测量上下件的理论间距Ls＝L0‑
Δ；
[0014]测距仪实时测量上下件的实时间距值L，并反馈给控制单元，计算实时间距值L与理论间距Ls的差值，若该差值大于等于步进调整量，则进行步进加载、调整间隙；若该差值小于步进调整量，则完成间隙的加载调整，结束完成装配间隙的控制。
[0015]进一步优化，所述测距仪为激光尺，所述激光尺包括信号发射单元和信号反射单元，所述信号反射单元固设于托座上，所述信号发射单元可拆卸连接于组件外上件侧面。
[0016]本方案具体运作时，其中测距仪为激光尺，激光尺包括信号发射单元和信号反射单元，将信号反射单元固设置在托座一侧的定位凸件上，将信号发射单元可拆卸连接在组件外上件侧面上，两者之间的距离便为上下件之间的间距，在组件外上件向下移动的过程中，信号发射单元也随之移动，此时便可测出上下件之间的实时间距，并件测得数值实时反馈给控制单元。
[0017]进一步优化，还包括滑块组件，所述滑块组件设于装配台上，所述滑块组件可沿组件下件径向方向滑动，所述图像传感器设于滑块组件上，所述滑块组件往复滑动时，用于带动所述图像传感器实现对焦测量间隙。
[0018]本方案具体运作时，在装配台上还设有滑块组件，滑块组件包括滑动轨道和滑块，将图像传感器设于滑块上，此时滑块沿组件径向方向滑动时，能带动图像传感器一起运动，图像传感器往复运动时，便能实现对焦测量间隙，其中图像传感器应优选设置于组件下件的上端面相对位置处，便于更清晰的实现对焦测量组件下件和组件外上件之间的间隙。
[0019]进一步优化，所述组件下件的周向均布有多个滑块组件，多个滑块组件上均设有图像传感器。
[0020]本方案具体运作时，其中滑块组件为多个，优选为4个，在组件下件的圆周方向均布，且在每个滑块组件上均设有图像传感器，多个图像传感器通过对焦测量多个间隙数值，
用于比对，得到更准确的间隙数值。
[0021]进一步优化，为使加载托盘和加载杆之间为可拆卸连接，便于组装和拆卸，测量多个组件，设置为：还包括锁紧螺母,所述加载杆通过锁紧螺母和加载托盘连接。
[0022]进一步优化，所述托座底部设有称重传感器，所述称重传感器用于加载间隙调节过程中的力测量。
[0023]本方案具体运作时，在托座底部还设有称重传感器，其中称重传感器用于测量加载间隙调节过程中，组件外上件给予组件下件的加载力，可通过加载力判断加载是否到位，即是否超过设定的预载力。
[0024]进一步优化，一种装配间隙的全闭环控制装置的测量方法，包括以下步骤：
[0025]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种装配间隙的全闭环控制装置，包括装配台(12)，其特征在于，还包括托座(2)、测距仪(3)、加载杆(6)、加载托盘(7)和图像传感器(10)；所述托座(2)设于装配台(12)上，所述托座(2)上放置组件下件(1)用于定位组件下件(1)，所述组件下件(1)上方设有组件外上件(4)，所述组件外上件(4)上方设置加载托盘(7)，所述加载托盘(7)中部和组件外上件(4)上端型面配合，所述加载托盘(7)的两端均设有加载杆(6)，所述加载托盘(7)通过加载杆(6)和装配台(12)连接，所述加载杆(6)可沿组件下件(1)轴线方向移动，所述加载杆(6)可带动加载托盘(7)下压组件外上件(4)；所述测距仪(3)设于装配台(12)上用于测量组件下件(1)和组件外上件(4)之间的间距；所述图像传感器(10)设于装配台(12)上用于测量组件下件(1)和组件外上件(4)之间的间隙。2.根据权利要求1所述的一种装配间隙的全闭环控制装置，其特征在于，所述测距仪(3)为激光尺，所述激光尺包括信号发射单元(31)和信号反射单元(32)，所述信号反射单元(32)固设于托座(2)上，所述信号发射单元(31)可拆卸连接于组件外上件(4)侧面。3.根据权利要求1所述的一种装配间隙的全闭环控制装置，其特征在于，还包括滑块组件(11)，所述滑块组件(11)设于装配台(12)上，所述滑块组件(11)可沿组件下件(1)径向方向滑动，所述图像传感器(10)设于滑块组件(11)上，所述滑块组件(11)往复滑动时，用于带动所述图像传感器(10)实现对焦测量间隙。4.根据权利要求3所述的一种装配间隙的全闭环控制装置，其特征在于，所述组件下件(1)的周向均布有多个滑块组件(11)，多个滑块组件(11)上均设有图像传感器(10)。5.根据权利要求1所述的一种装配间隙的全闭环控制装置，其特征在于，还包括锁紧螺母(8),所述加载杆(6)通过锁紧螺母(8)和加载托盘(7)连接。6.根据权利要求1所述的一种装配间隙的全闭环控制装置，其特征在于，所述托座(2)底部设有称重传感器，所述称重传感器用于加载间隙调节过程中的力测量。7.采用权利要求1～6任意一项所述的一种装配间隙的全闭环控制装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将组件放于托座(2)上，通过托座(2)定位并固定组件，然后...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈华，张连新，刘延龙，唐恺，殷俊，庞培川，贾玉辉，李翔，肖虹，石英托，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院机械制造工艺研究所，
类型：发明
国别省市：
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