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惯性传感器装配线制造领域的应用

2020年07月15日 18:06 次阅读

何为惯性传感器

飞行员在空中无法依赖视觉和感觉分辨何为水平方向,而要依赖飞行仪表。根据(FAA)的研究,人类定向系统具有复杂性,在地面上的表现极为出色,而一旦到空中,人体处于一种不熟悉的三维环境下,再加上缺少视觉定向参考,就难以或不可能管理空间(距离)方位。在此时,人类易受到空间定向障碍的影响,必须借助外部帮助才能实现良好的定位,惯性传感器为我们提供了解决方案。

惯性传感器是如何生产出来的?

为确保惯性传感器工作的可靠性,其生产工艺至关重要,装配精度、装配条件等均会影响传感器的整体特性,而一旦发生装配误差,惯性信号传达错误,可能影响飞机航路,在作战情况下更可能导致整场战斗的失利。虽然近些年国内对微型精密传感器的智能装配已有一定研究,但惯性传感器的生产与装配目前均为人工操作,由于产品零部件尺寸小、精度要求高,人工需要在放大镜下进行操作,产品一致性差,同时对人员素质有很高要求,而在此方面的精密装配技术仅有北钢联一家有长达数年的攻关研究。

惯性传感器装配线制造领域的应用

图1惯性传感器示意图

惯性传感器智能装配线能做什么?

惯性传感器智能装配线,可实现各零件的自动输送、自动点胶、自动同轴装配、自动胶接等过程,提高了零部件装配的精准度、高效性及产品一致性。该线来料有3种:

1)零件1,直径9.4mm、厚度0.8mm;

2)零件2,直径9.4mm、厚度4mm,有预装环;

3)零件3,直径22mm、厚度7.6mm(根据型号不同可定制化)。

*为保护军工秘密,所有部件均由代号表示

惯性传感器装配线制造领域的应用

图2惯性传感器装配线示意图

该线主要构成有零件1/2/3输送机、零件1/2/3输送盘、成品输送机、成品盘、视觉系统1/2/3、点胶机A/B、6轴机器人A/B、装配平台及控制系统构成,可实现零件的自动定位抓取、自动点胶装配、成品下料压紧等惯性传感器自动化胶接装配工序。

惯性传感器装配线制造领域的应用

图3装配工艺流程图

如何严丝合缝的保证装配精度?

真空吸盘,实现脆弱小尺寸零件装配的可行性。

惯性传感器需装配的零件尺寸最小为直径Φ9.4mm,厚度0.8m,常规的机械手无法进行抓取操作,且抓取过程易对零件产生损伤;此外需装配的零件因其产品特性,不能采用磁吸的方式进行操作。该线采用了小型真空吸盘,吸头直径Φ5mm,可以对零件进行平稳的吸取及转运,且在此过程中不会对零件造成损伤。

定制化抓手,实现自动分布式点胶。

人工操作点胶时,由于人工的不确定性,使得点胶位置、点胶量不能得到很好的保证,且零件中心及外圈点胶为两种不同成分的胶液,人工极易造成胶体混杂。6轴点胶机器人,使用了北钢联自行研制的定制化抓手,带有旋转分度,可根据预设点数及位置自动旋转配合点胶机实现分布式点胶,分度精度达5′,胶量精度达2μL。

锥型结构,实现装配零件高度同轴。

人工装配时,通过放大镜放大,肉眼识别+辅助工具控制装配同轴度,耗时长,且产品精度重复性差。新研制的生产线装配平台设置了锥型装配工装,通过锥型结构与机器人的锥型配合,可实现同轴度0.03mm的高精度要求,精度重复性高,同时显著提高其装配效率。

惯性传感器装配线落地前,人工操作产量为2000件(8小时),需技艺熟练的操作工10名。通过机器人配合视觉系统,PLC系统控制各设备有序运转,改造后的生产线每天产量达3000件,无需人员参与生产,实现了人员的大幅节省。当下,我国对航空事业越来越重视,航空工业发展迅猛,基于工业机器人的智能装配系统将大大缩短产品生产周期,有力的促进国防军工事业飞速发展。

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