CN108942782B - 一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法 - Google Patents

一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法 Download PDF

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Abstract

本发明出一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法，属于大型零部件装配控制技术领域。该方法首先在带孔固定工件上分别装四个激光测距仪；然后将与带孔固定工件上的孔过盈配合的塑料轴配件***带孔固定工件的孔中，记录此时四个激光测距仪的测距值后将过盈配合的塑料轴配件取出；将带轴移动工件放置在机械臂上并控制机械臂运动，使得带轴移动工件上的轴与带孔固定工件上的孔对齐后，将带轴移动工件上的轴逐渐***带孔固定工件的孔中；更新四个激光测距仪的测距值并计算对应的测距间隙，根据测距间隙相应移动带轴移动工件直至将轴***到带孔固定工件的指定深度。本发明所需测量装置简单，操作方便，可实现对轴孔自动化装配中侧向间隙实时高效调整。

Description

一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法
技术领域
本发明属于大型零部件装配控制技术领域，尤其涉及一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法。
背景技术
多轴孔连接是大型零部件装配领域常用的一种装配连接方式。现有关于大型零部件的装配主要由人工装配完成，效率低下且装配精度不高。基于机器人的大型零部件自动化装配大部分停留在研究阶段，尚未有实用报导。
由于轴孔配合一般为间隙配合，轴在***孔中之后与孔壁之间留有一定间隙，称为侧向间隙，通过高精度控制使得轴周围的侧向间隙均匀可以避免在轴***孔的过程中发生卡阻，保护工件不受损伤。但是现有的轴孔装配体的侧向间隙调整方法均为人工调整，无法实现高精度的控制。
激光测距仪是利用激光二极管对准目标发射激光脉冲，通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，从而测定目标距离的光学传感器。激光测距仪目前广泛用于运动物***置监控、工业监控信号触发控制、工业中距离测量等工业领域。
发明内容
本发明的目的是为克服已有技术的不足之处，提出一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法。本发明测量装置简单，操作方便，可实现对轴孔自动化装配中侧向间隙实时高效调整。
本发明提出一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在带孔固定工件孔平面的四周分别安装四个激光测距仪，分别记为：左侧激光测距仪11，下侧激光测距仪12，右侧激光测距仪13和上侧激光测距仪14；其中每个激光测距仪的测量激光束对准带孔固定工件的孔轴线；
2)将一个与带孔固定工件的孔过盈配合的塑料轴配件***带孔固定工件的孔中，并记录此时四个激光测距仪11、12、13、14的测距值，分别记为e1、e2、e3、e4；然后将过盈配合的塑料轴配件取出；
3)将带轴移动工件放置在机械臂上并控制机械臂运动，使得带轴移动工件的轴与带孔固定工件的孔对齐；
4)继续控制机械臂运动，使带轴移动工件逐渐沿带轴固定工件坐标系X轴正方向运动，使得带轴移动工件的轴逐渐***带孔固定工件的孔中，进入步骤5)；
5)四个激光测距仪11、12、13、14分别更新当前时刻的测距值，将更新后的测距值分别记为e1′、e2′、e3′、e4′，则此时第i个侧向间隙为di＝ei′-ei，i＝1～4；
6)将带轴移动工件沿带孔固定工件坐标系的Y轴正方向移动
Figure BDA0001755253500000021
的距离，沿Z轴正方向移动
Figure BDA0001755253500000022
的距离，重新返回步骤5)；
7)重复步骤5)至6)，直至带轴移动工件的轴***到带孔固定工件的指定深度，侧向间隙调整完毕。
本发明的特点及有益效果在于：
本发明利用激光测距仪，在自动化轴孔装配的轴***孔过程中实时监测轴孔之间的间隙，并通过闭环精确控制保证轴四周间隙均匀，避免在轴***孔过程中发生卡阻从而损坏工件，提高了轴孔***装配的安全性。
本发明操作简单，可以很好解决航空等大量采用轴孔装配的领域对自动化装配的需求。
附图说明
图1是本发明方法的整体流程图。
图2是本发明方法实施例中带孔固定工件和带轴移动工件示意图。
图3是本发明实施例中过盈配合塑料轴配件示意图。
图4是本发明实施例中带轴移动工件***带孔固定工件示意图。
图中，1为带孔固定工件，2为带轴移动工件，3为过盈配合的塑料轴配件，11为左侧激光测距仪，12为下侧激光测距仪，13为右侧激光测距仪，14为上侧激光测距仪。
具体实施方式
本发明提出一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法，下面结合附图和具体实施例对本发明进一步详细说明如下。
本发明提出一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法，整体流程如图1所示，包括以下步骤：
1)在带孔固定工件上分别安装四个激光测距仪；
图2为本发明实施例的带孔固定工件和带轴移动工件示意图，图中包括一个带孔固定工件1和一个带轴移动工件2，其中在带孔固定工件1孔平面的四周分别装有四个激光测距仪，分别为：左侧激光测距仪11，下侧激光测距仪12，右侧激光测距仪13和上侧激光测距仪14，所述激光测距仪型号不限，根据具体精度要求进行选型，且四个激光测距仪无需型号一致；其中上下左右是以面对带孔固定工件孔平面进行设定的。四个激光测距仪在自动化装配过程中始终与带孔固定工件1固结(通过螺钉固定或胶枪粘接)，每个激光测距仪的测量激光束对准带孔固定工件的孔轴线。轴孔装配的目的就是使得带轴移动工件2的轴***带孔固定工件1的孔中。
2)将一个与带孔固定工件1的孔过盈配合的塑料轴配件3(型号无特殊要求)***带孔固定工件的孔中，并记录此时四个激光测距仪11、12、13、14的测距值，分别记为e1、e2、e3、e4；然后将过盈配合的塑料轴配件3取出；
图3是本发明实施例的一个与孔过盈配合的塑料轴配件的示意图，该塑料轴为圆柱形，用于校准激光测距仪。
3)将带轴移动工件2放置在机械臂上并控制机械臂运动，使得带轴移动工件2的轴与带孔固定工件1的孔对齐；
4)继续控制机械臂运动，使带轴移动工件2逐渐沿带孔固定工件坐标系的X轴正方向(其中带孔固定工件坐标系的X轴与孔轴线同向，Y轴、Z轴分别垂直于孔左右侧面和上下侧面，原点在轴线上)运动，使得带轴移动工件2的轴逐渐***带孔固定工件1的孔中，在***的同时按照步骤5)实时测量并调整侧向间隙；
5)四个激光测距仪11、12、13、14分别更新当前时刻的测距值，将更新后的测距值分别记为e1′、e2′、e3′、e4′，则此时第i个侧向间隙为di＝ei′-ei(i＝1～4)；
6)将带轴移动工件2沿带孔固定工件坐标系的Y轴正方向移动的距离，沿带孔固定工件坐标系的Z轴正方向移动
Figure BDA0001755253500000032
的距离，重新返回步骤5)；
图4为本发明实施例中带轴移动工件***带孔固定工件示意图，在轴将要以及***孔之后激光测距仪才能测得数值。
7)重复步骤5)至6)，直至带轴移动工件2的轴***到带孔固定工件1的指定深度，侧向间隙调整完毕。
本发明利用激光测距仪，在自动化轴孔装配的轴***孔过程中实时监测轴孔之间的间隙，并通过闭环精确控制保证轴四周间隙均匀，避免在轴***孔过程中发生卡阻从而损坏工件。

Claims (1)

1.一种轴孔装配体的侧向间隙调整方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)在带孔固定工件孔平面的四周分别安装四个激光测距仪，分别记为：左侧激光测距仪(11)，下侧激光测距仪(12)，右侧激光测距仪(13)和上侧激光测距仪(14)；其中每个激光测距仪的测量激光束对准带孔固定工件的孔轴线；
2)将一个与带孔固定工件的孔过盈配合的塑料轴配件***带孔固定工件的孔中，并记录此时四个激光测距仪(11、12、13、14)的测距值，分别记为e1、e2、e3、e4；然后将过盈配合的塑料轴配件取出；
3)将带轴移动工件放置在机械臂上并控制机械臂运动，使得带轴移动工件的轴与带孔固定工件的孔对齐；
4)继续控制机械臂运动，使带轴移动工件逐渐沿带孔固定工件坐标系X轴正方向运动，使得带轴移动工件的轴逐渐***带孔固定工件的孔中，进入步骤5)；
5)四个激光测距仪(11、12、13、14)分别更新当前时刻的测距值，将更新后的测距值分别记为e1′、e2′、e3′、e4′，则此时第i个侧向间隙为di＝ei′-ei，i＝1～4；
6)将带轴移动工件沿带孔固定工件坐标系的Y轴正方向移动
Figure RE-FDA0002215755160000011
的距离，沿Z轴正方向移动的距离，重新返回步骤5)；
7)重复步骤5)至6)，直至带轴移动工件的轴***到带孔固定工件孔的指定深度，侧向间隙调整完毕。
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