小型過(guò)盈聯(lián)接組件裝配中對(duì)準(zhǔn)方法及誤差分析

周志華,韓 宇,于津洋,馬 誠(chéng),婁志峰

(大連理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院,遼寧大連 116024)

0 引言

精密微小型過(guò)盈聯(lián)接組件具有尺寸小、承載能力強(qiáng)、連接性能可靠等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用在儀器、儀表和精密機(jī)械等領(lǐng)域。該類(lèi)組件大多采用機(jī)械壓入法和溫差法進(jìn)行裝配[1-2],其裝配精度和連接質(zhì)量會(huì)直接影響產(chǎn)品的可靠程度、工作性能及使用壽命。

目前,小型精密過(guò)盈聯(lián)接件主要采用手工裝配完成,易導(dǎo)致組件裝配精度低、效率低、一致性差[3-5]等問(wèn)題。采用自動(dòng)化裝配技術(shù)實(shí)現(xiàn)小型過(guò)盈聯(lián)接件的裝配,因精度高、效率高和產(chǎn)品一致性好等優(yōu)點(diǎn)已成為提高精密過(guò)盈件裝配質(zhì)量的研究熱點(diǎn)。H.M.Chen等[6]研制了一套電液伺服控制壓裝機(jī),并基于力傳感器的反饋信號(hào)設(shè)計(jì)了伺服控制系統(tǒng),通過(guò)流量伺服閥和減壓閥的相互配合實(shí)現(xiàn)了對(duì)壓裝力的精確控制。婁志峰等[7]研制了一套精密自動(dòng)壓裝系統(tǒng),并對(duì)壓裝中的零件對(duì)準(zhǔn)、位移測(cè)量、質(zhì)量評(píng)估等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了分析,該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)某種精密過(guò)盈件的對(duì)準(zhǔn)與壓裝,并對(duì)裝配后的組件進(jìn)行質(zhì)量評(píng)估。

此外,精密小型過(guò)盈聯(lián)接件因其自身結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、獨(dú)特性及對(duì)連接強(qiáng)度的高要求性,會(huì)對(duì)裝配工藝提出更高的要求,如裝配前零件的精確對(duì)準(zhǔn)、位置和姿態(tài)的精確調(diào)整[5]。因此針對(duì)不同類(lèi)型及功能的精密過(guò)盈聯(lián)接組件,應(yīng)根據(jù)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和裝配要求,設(shè)計(jì)合理的裝配策略和壓裝設(shè)備。

對(duì)于小型精密零件的過(guò)盈裝配,零件裝配前需要進(jìn)行嚴(yán)格的對(duì)準(zhǔn),否則易引起連接件配合面的損傷、連接強(qiáng)度的不足。采用機(jī)器視覺(jué)完成零件的位置測(cè)量和精確對(duì)準(zhǔn),可以克服傳統(tǒng)工裝定位靈活性差、定位精度低的缺點(diǎn)[8-11]。視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)裝置一般由CCD相機(jī)、光學(xué)鏡組、光源和精密位移平臺(tái)組成[12]。針對(duì)不同類(lèi)型視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)的對(duì)準(zhǔn)誤差分析工作,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了很多研究。例如,Y.L.Tang等[13]研究了同軸光學(xué)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)中棱鏡安裝誤差引起的對(duì)準(zhǔn)誤差,給出了誤差的影響方程。D.J.Lee等[14]為了在芯片封裝中實(shí)現(xiàn)較高的對(duì)準(zhǔn)精度,提出了一種雙成像系統(tǒng),并設(shè)計(jì)了一種視覺(jué)伺服算法來(lái)確定平移和旋轉(zhuǎn)的方向和速度,提高了定位精度和跟蹤速度。

視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)裝置的對(duì)準(zhǔn)精度直接影響到組件的裝配質(zhì)量。目前,提高視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)精度的方法主要是基于標(biāo)定法、圖像處理算法和視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)算法[15],但尚未對(duì)裝置內(nèi)導(dǎo)軌的安裝誤差進(jìn)行分析。對(duì)于雙目視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)裝置,即使2個(gè)相機(jī)的對(duì)準(zhǔn)精度很高,但最終的對(duì)準(zhǔn)精度仍然很大程度上受到導(dǎo)軌安裝精度的影響。因此,根據(jù)相機(jī)導(dǎo)軌的安裝誤差進(jìn)行補(bǔ)償,對(duì)保證最終對(duì)準(zhǔn)精度具有重要意義。

本文基于研制的精密壓裝設(shè)備中的雙目視覺(jué)和位姿調(diào)整裝置,為小型過(guò)盈組件的裝配提出了一種自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)方法;分析了由2臺(tái)相機(jī)的相對(duì)位置偏差和在不同高度拍攝零件時(shí)由Z軸導(dǎo)軌的安裝傾角所引起的對(duì)準(zhǔn)誤差,并提出相應(yīng)的標(biāo)定與補(bǔ)償方法,顯著提高了壓裝設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)精度,解決了由相機(jī)安裝偏差、導(dǎo)軌安裝誤差及組件特征空間位置變化導(dǎo)致組件裝配精度低和一致性差的問(wèn)題。

1 精密微小組件壓裝設(shè)備

1.1 小型過(guò)盈聯(lián)接組件結(jié)構(gòu)及裝配要求

本文以伺服閥銜鐵組件中的銜鐵和彈簧管為裝配對(duì)象,二者的配合方式屬于過(guò)盈配合,其結(jié)構(gòu)特征和裝配順序如圖1所示。

圖1 小型過(guò)盈聯(lián)接組件模型圖

銜鐵內(nèi)孔與彈簧管外軸的配合尺寸為5 mm,過(guò)盈量范圍為12～14 μm。根據(jù)裝配工藝要求,需要將銜鐵的內(nèi)孔壓入彈簧管的外軸。壓入過(guò)程中,要求兩零件的同軸對(duì)準(zhǔn)偏差不超過(guò)±5 μm。

1.2 精密自動(dòng)壓裝設(shè)備

如圖2所示,壓裝設(shè)備的主體結(jié)構(gòu)是由4根導(dǎo)向軸作為支撐和導(dǎo)向的框架;上、下夾具保證銜鐵和彈簧管在裝配過(guò)程中的定位與夾緊;雙目視覺(jué)測(cè)量裝置完成兩零件裝配前相對(duì)位置和姿態(tài)偏差的測(cè)量;精密回轉(zhuǎn)臺(tái)和XY精密位移平臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩零件的角度調(diào)整和同軸對(duì)準(zhǔn)工作;對(duì)準(zhǔn)完成后,由固定在上橫梁上的直線推桿提供驅(qū)動(dòng)力帶動(dòng)移動(dòng)橫梁沿著導(dǎo)向軸向下運(yùn)動(dòng)來(lái)完成零件的壓合工作;由安裝在框架側(cè)面的光柵尺和下橫梁底部的力傳感器測(cè)量零件裝配過(guò)程中的位移和壓力,并由工控機(jī)輸出壓力-位移曲線以評(píng)估壓合件的質(zhì)量。

圖2 精密自動(dòng)壓裝設(shè)備實(shí)物圖

在配合階段,零件的可靠定位與夾持是保證裝配精度的關(guān)鍵。如圖2所示,上夾具安裝在移動(dòng)橫梁的下端面上,來(lái)保證銜鐵的定位與夾緊;下夾具安裝在XY精密位移平臺(tái)上,可以實(shí)現(xiàn)彈簧管的可靠夾持與定位。

壓裝前,調(diào)整零件的相對(duì)位置和對(duì)準(zhǔn)偏差是避免配合表面磨損、提高裝配精度的關(guān)鍵。該設(shè)備采用雙目視覺(jué)測(cè)量裝置和XY精密位移平臺(tái),實(shí)現(xiàn)兩零件的自動(dòng)調(diào)整與對(duì)準(zhǔn)。如圖3所示,雙目視覺(jué)測(cè)量裝置主要由2個(gè)高分辨率CCD相機(jī)、高精度遠(yuǎn)心鏡頭、45°反射棱鏡、光源和XYZ精密位移滑臺(tái)組成。裝配前,通過(guò)上、下相機(jī)分別采集銜鐵和彈簧管的圖像并經(jīng)過(guò)圖像處理可以得到兩零件的相對(duì)位置偏差;如圖4所示,XY精密位移平臺(tái)根據(jù)此位置偏差帶動(dòng)下夾具移動(dòng),實(shí)現(xiàn)兩零件的對(duì)準(zhǔn)。

圖3 雙目視覺(jué)測(cè)量裝置

圖4 XY精密位移平臺(tái)

1.3 零件自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)與調(diào)整策略

壓裝設(shè)備中的雙目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)由2套機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)構(gòu)成,實(shí)現(xiàn)上下視野的測(cè)量,2個(gè)CCD相機(jī)的相對(duì)位置和坐標(biāo)系如圖5所示。

圖5 上、下CCD相機(jī)坐標(biāo)系

本文基于雙目視覺(jué)測(cè)量裝置和XY精密位移平臺(tái),提出了銜鐵和彈簧管的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)與調(diào)整策略,如圖6所示。首先,上相機(jī)采集銜鐵的內(nèi)孔圖像,經(jīng)過(guò)圖像處理,擬合出其內(nèi)孔輪廓并得到圓心坐標(biāo)(u1,v1);接著,把該圓心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到下相機(jī)坐標(biāo)系U2O2V2中作為基準(zhǔn),下相機(jī)采集彈簧管外軸的圖像,經(jīng)過(guò)圖像處理,擬合出其外圓輪廓并得到圓心坐標(biāo)(u2,v2);然后,在下相機(jī)坐標(biāo)系U2O2V2中將提取的兩圓心坐標(biāo)作差,求得對(duì)準(zhǔn)誤差(Δx,Δy);最后,控制精密位移平臺(tái)分別在X、Y方向上移動(dòng)-Δx、-Δy。待調(diào)整完畢后,下相機(jī)會(huì)再次獲取彈簧管外軸的圓心坐標(biāo)并計(jì)算對(duì)準(zhǔn)誤差,若Δx和Δy不能同時(shí)小于設(shè)定的對(duì)準(zhǔn)偏差Δ時(shí)(|Δx|≤Δ∩|Δy|≤Δ)會(huì)重復(fù)上述過(guò)程,直到調(diào)整量滿(mǎn)足要求為止。

圖6 軸孔對(duì)準(zhǔn)策略與調(diào)整方法

2 雙目視覺(jué)測(cè)量裝置的誤差分析

雙目視覺(jué)測(cè)量裝置是實(shí)現(xiàn)零件位置信息測(cè)量與對(duì)準(zhǔn)偏差計(jì)算的關(guān)鍵。為了提高對(duì)準(zhǔn)精度,分析了2個(gè)CCD相機(jī)的相對(duì)位置偏差和Z軸導(dǎo)軌存在安裝傾角時(shí)對(duì)測(cè)量精度的影響。

2.1 上、下相機(jī)相對(duì)位置安裝偏差分析

銜鐵內(nèi)孔與彈簧管外軸在進(jìn)行自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)時(shí)是通過(guò)將上相機(jī)獲得的圓心坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到下相機(jī)坐標(biāo)系中,然后根據(jù)二者圓心坐標(biāo)的位置偏差進(jìn)行調(diào)整。但由于上、下相機(jī)存在安裝偏差,必然會(huì)導(dǎo)致兩相機(jī)的坐標(biāo)系不完全重合(存在角度和位置偏差),這會(huì)直接影響零件的對(duì)準(zhǔn)精度。因此需要在對(duì)準(zhǔn)前標(biāo)定上、下相機(jī)之間的夾角及其原點(diǎn)相對(duì)位置偏差,得到上、下相機(jī)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換矩陣。

上、下相機(jī)的坐標(biāo)系如圖5所示,相機(jī)的參數(shù)如表1所示。將上相機(jī)坐標(biāo)系U1O1V1中的任意一點(diǎn)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到下相機(jī)坐標(biāo)系U2O2V2中,轉(zhuǎn)換方程可用式(1)表示:

表1 上、下CCD相機(jī)參數(shù)

(1)

式中:sui、svi(i=1,2)為上、下CCD在相機(jī)坐標(biāo)系U和V方向上單個(gè)像素的物理尺寸;γ為兩相機(jī)的安裝夾角;ui、vi為兩相機(jī)坐標(biāo)系中任意點(diǎn)的坐標(biāo);(Dx,Dy)為上相機(jī)坐標(biāo)原點(diǎn)轉(zhuǎn)換到下相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

2.2 視覺(jué)測(cè)量裝置Z軸導(dǎo)軌安裝傾斜誤差分析

該設(shè)備用于完成多種零件的精密壓裝工作。在對(duì)準(zhǔn)過(guò)程中,由于相機(jī)的焦距是固定的,上、下相機(jī)的圖像采集位置會(huì)隨著零件高度方向尺寸的不同而變化,如圖7(a)所示。當(dāng)雙目視覺(jué)測(cè)量裝置的Z軸導(dǎo)軌與壓裝方向(W負(fù)方向)之間存在安裝傾角時(shí),如圖7(b)中的夾角θ,會(huì)導(dǎo)致上、下相機(jī)的轉(zhuǎn)換方程系數(shù)不同,這樣當(dāng)相機(jī)在不同高度采集圖像時(shí),會(huì)導(dǎo)致在相機(jī)坐標(biāo)系U和V方向產(chǎn)生測(cè)量誤差,從而影響零件的對(duì)準(zhǔn)。

(a)上、下相機(jī)不同采集位置

現(xiàn)定義壓裝方向?yàn)閃軸負(fù)方向,設(shè)備坐標(biāo)系為O-UVW,上、下相機(jī)的坐標(biāo)系分別為U1O1V1和U2O2V2。

由于導(dǎo)軌Z相對(duì)于W軸存在安裝傾斜,現(xiàn)假設(shè)導(dǎo)軌Z在UOW和VOW平面中的投影與W軸的夾角分別為θu和θv,則當(dāng)上、下相機(jī)沿Z軸滑臺(tái)的位移為ΔLzi(i=1,2)時(shí),如圖7(b)所示,因?qū)к塟的安裝傾斜引起的測(cè)量誤差在相機(jī)坐標(biāo)系U和V方向的偏差分量可表示為式(2):

(2)

由于上、下相機(jī)之間存在夾角,因此當(dāng)上相機(jī)圖像采集位置發(fā)生變化時(shí)因Z軸導(dǎo)軌傾斜引起的對(duì)準(zhǔn)誤差轉(zhuǎn)換到下相機(jī)坐標(biāo)系后會(huì)隨之變化,該變化可表示為式(3):

(3)

因此,雙目視覺(jué)測(cè)量裝置在對(duì)不同高度尺寸的零件進(jìn)行位置測(cè)量與偏差計(jì)算時(shí),因Z軸導(dǎo)軌安裝傾斜導(dǎo)致在相機(jī)坐標(biāo)系U和V方向上產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)誤差可表示為式(4):

(4)

綜合考慮雙目視覺(jué)測(cè)量裝置中因上下相機(jī)安裝誤差和Z軸導(dǎo)軌相對(duì)于壓裝方向的安裝傾斜導(dǎo)致的對(duì)準(zhǔn)誤差,得出最終的轉(zhuǎn)換方程如式(5)所示:

(5)

式(5)中:ΔUz、ΔVz表示因Z軸導(dǎo)軌安裝傾斜導(dǎo)致在相機(jī)坐標(biāo)系U、V方向上產(chǎn)生的對(duì)準(zhǔn)誤差。

3 標(biāo)定實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證

3.1 上、下相機(jī)轉(zhuǎn)換方程參數(shù)標(biāo)定

3.1.1 相機(jī)像素物理尺寸標(biāo)定

使用標(biāo)定板對(duì)上、下CCD相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,得到相機(jī)每個(gè)像素的物理尺寸,標(biāo)定結(jié)果如表2所示。

表2 上、下相機(jī)像素標(biāo)定結(jié)果 μm·pixel-1

3.1.2 上、下相機(jī)安裝夾角標(biāo)定

在標(biāo)定上、下相機(jī)的安裝夾角時(shí),以雙目視覺(jué)測(cè)量裝置的X軸導(dǎo)軌(重復(fù)定位精度為±0.5 μm)為基準(zhǔn);然后分別測(cè)量X軸導(dǎo)軌與上相機(jī)坐標(biāo)系U1軸、下相機(jī)坐標(biāo)系U2軸的夾角;最后,兩者的夾角作差即可得到上、下相機(jī)之間的安裝夾角,標(biāo)定原理如圖8所示。

圖8 相機(jī)安裝夾角標(biāo)定原理

圖9 上相機(jī)與X軸導(dǎo)軌夾角標(biāo)定

(6)

下相機(jī)坐標(biāo)系U2軸與X軸導(dǎo)軌之間的夾角γ2也可用同樣的方法求出。最終上、下相機(jī)坐標(biāo)系的偏轉(zhuǎn)角度可用式(7)表示:

γ=γ1-γ2

(7)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出:γ1=-0.276 1°;γ2=0.601 5°;γ=-0.877 6°。

3.1.3 上、下相機(jī)原點(diǎn)相對(duì)位置標(biāo)定

式(1)中的參數(shù)(Dx,Dy)可以通過(guò)壓印法[7]計(jì)算得到。過(guò)程如下:將壓印圓臺(tái)和研磨好的鋁板分別安裝在上、下夾具上,驅(qū)動(dòng)移動(dòng)橫梁沿導(dǎo)向軸向下移動(dòng),使壓印圓臺(tái)壓在鋁板上并壓出清晰印痕;將移動(dòng)橫梁回到初始位置,控制視覺(jué)測(cè)量裝置中的上、下相機(jī)分別獲取壓印圓臺(tái)和鋁板上的“印痕”圖像,如圖10所示;對(duì)圖像進(jìn)行處理,得到兩圖像的中心坐標(biāo),并將這兩個(gè)坐標(biāo)代入式(1),計(jì)算出系數(shù)Dx和Dy。

(a)壓印圓臺(tái)

經(jīng)過(guò)圖像處理得出壓印圓臺(tái)和印記的圓心坐標(biāo)分別為(1 997.7,1 471.5)、(1 995.8,1 525.2),將其帶入式(1)即可求得(Dx,Dy)=(23.5,10.9)。則上相機(jī)坐標(biāo)系中某點(diǎn)的坐標(biāo)(u1,v1)轉(zhuǎn)換到下相機(jī)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(u2,v2)滿(mǎn)足以下關(guān)系:

(8)

3.2 視覺(jué)測(cè)量裝置Z軸導(dǎo)軌安裝傾角標(biāo)定

雙目視覺(jué)測(cè)量裝置中相機(jī)沿著Z軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)的直線度決定了Z軸導(dǎo)軌相較于壓裝方向(W軸負(fù)方向)的安裝傾角。用到的工具包括:大理石方箱(平面度誤差1 μm、垂直度誤差1 μm)、電感測(cè)微儀和磁性表座。測(cè)量過(guò)程如圖11所示,將大理石方箱固定在下夾具平面上;磁性表座一端夾緊電感測(cè)微儀,另一端固定在用于安裝相機(jī)的連接板上;調(diào)節(jié)測(cè)頭使其接觸方箱表面并記錄電感測(cè)微儀初始示數(shù);控制Z軸導(dǎo)軌帶動(dòng)相機(jī)向下運(yùn)動(dòng),并每隔5 mm記錄一次電感測(cè)微儀的讀數(shù)。

圖11 Z軸導(dǎo)軌安裝傾角標(biāo)定

分別測(cè)量在40 mm運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)相機(jī)沿導(dǎo)軌Z軸運(yùn)動(dòng)時(shí)分別在U、V方向上的直線度偏差,并擬合出偏差關(guān)系曲線,如圖12所示,得到了相機(jī)Z軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相較于壓裝方向在U、V方向上的夾角分別為:θu=0.029°;θv=0.037°。

圖12 Z軸導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)時(shí)在U和V方向的偏差關(guān)系曲線

通過(guò)對(duì)上、下相機(jī)轉(zhuǎn)換方程參數(shù)和Z軸滑臺(tái)安裝傾角的標(biāo)定,實(shí)現(xiàn)了由相機(jī)安裝誤差和Z軸導(dǎo)軌安裝傾斜引起的對(duì)準(zhǔn)誤差的補(bǔ)償。

3.3 視覺(jué)對(duì)準(zhǔn)對(duì)比實(shí)驗(yàn)

為了驗(yàn)證對(duì)雙目視覺(jué)測(cè)量裝置對(duì)準(zhǔn)誤差分析的可行性,再次采用壓印法進(jìn)行了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。首先,控制上、下相機(jī)采集壓印圓臺(tái)和印記的圖像;然后,將上相機(jī)和壓印圓臺(tái)同時(shí)沿著導(dǎo)向軸向下移動(dòng),并每間隔5 mm采集一次壓印圓臺(tái)的圖像,如圖13所示;接著,通過(guò)圖像處理獲得不同高度位置的壓印圓臺(tái)的圓心坐標(biāo),并將其帶入轉(zhuǎn)換方程(1)和方程(5)中,可以得到壓印圓臺(tái)在下相機(jī)坐標(biāo)系中的圓心坐標(biāo),如表3所示;最后,通過(guò)計(jì)算下相機(jī)坐標(biāo)系中壓印圓臺(tái)與印記圓心坐標(biāo)的差值可以得到雙目視覺(jué)測(cè)量裝置補(bǔ)償前后的對(duì)準(zhǔn)誤差(ΔU,ΔV),結(jié)果如表4所示。

表3 印記和壓印圓臺(tái)補(bǔ)償前后的圓心坐標(biāo)

表4 雙目視覺(jué)測(cè)量裝置補(bǔ)償前后的對(duì)準(zhǔn)誤差

圖13 不同高度壓印圓臺(tái)及印記圖像

如表4所示,雙目視覺(jué)測(cè)量裝置的Z軸導(dǎo)軌安裝傾斜會(huì)引起較大的對(duì)準(zhǔn)誤差,這將直接導(dǎo)致零件壓裝傾斜或失敗。但進(jìn)行誤差補(bǔ)償后,對(duì)準(zhǔn)精度明顯提升,可達(dá)±5 μm。因此,當(dāng)對(duì)不同高度尺寸的零件進(jìn)行測(cè)量與對(duì)準(zhǔn)時(shí),采用本文提出標(biāo)定與補(bǔ)償方法仍能使精密壓裝設(shè)備具有較好的對(duì)準(zhǔn)精度。

3.4 壓裝實(shí)驗(yàn)

對(duì)于小型過(guò)盈連接組件,目前一般采用壓力-位移曲線來(lái)對(duì)壓裝過(guò)程中的壓裝力進(jìn)行分析。由博等[16]通過(guò)仿真分析預(yù)測(cè)了銜鐵組件過(guò)盈量在12～14 μm時(shí)壓力-位移曲線的合理范圍,可根據(jù)該曲線對(duì)壓裝過(guò)程中的壓裝力進(jìn)行分析及對(duì)裝配質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估。

對(duì)5組過(guò)盈量在12～14 μm范圍的銜鐵與彈簧管進(jìn)行壓裝,壓裝過(guò)程中的壓力-位移曲線如圖14所示。圖中可以看出,序號(hào)1～序號(hào)5的壓裝力均在合理范圍之內(nèi),說(shuō)明銜鐵-彈簧管在壓裝后的裝配質(zhì)量較好,由此也驗(yàn)證了二者裝配前的對(duì)準(zhǔn)精度較高。

圖14 不同過(guò)盈量的壓裝力-位移曲線

4 結(jié)束語(yǔ)

本文基于研制的精密自動(dòng)壓裝設(shè)備中的雙目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)和位姿調(diào)整裝置提出了一種適用于小型過(guò)盈組件的自動(dòng)對(duì)準(zhǔn)與裝配方法。對(duì)設(shè)備中影響對(duì)準(zhǔn)精度的視覺(jué)測(cè)量裝置進(jìn)行了分析,提出了相應(yīng)的標(biāo)定及誤差補(bǔ)償方法。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,該方法顯著提高了壓裝設(shè)備的對(duì)準(zhǔn)精度,可達(dá)±5 μm。又隨機(jī)抽取5套零件進(jìn)行壓裝實(shí)驗(yàn),其壓力-位移曲線均在合理預(yù)測(cè)范圍內(nèi),表明組件的裝配質(zhì)量良好。