微型悬丝摆式加速度计惯性组件装配设备研制

发布时间：2020-04-01 14:10

【摘要】：悬丝摆式加速度计具有小型化、大量程和高抗冲击振动的特点,被广泛应用于航空、航天的惯性导航等领域。惯性组件作为加速度计的核心组成部分,其制造和装配精度都会对加速度计的测量准确性产生影响。长期以来对于该类型加速度计的装配主要是技术工人借助专用的工装夹具手工完成,其装配过程劳动强度大,自动化程度低,装配一致性差,批量化生产困难。针对上述问题,研制开发惯性组件自动化精密装配设备,以满足目前装配效率和装配精度的要求。本文具体工作包括:分析惯性组件整体制造工艺流程和要求,制订基于设备的装配流程,完成自动化装配设备的总体方案设计。细分装配功能,采用模块化的设计方法完成装配设备结构设计。根据待装配零件的形状特征,设计通用和专用夹具相结合的可拆卸夹具工装以实现各个零件可靠的装卡和操作。夹具既能保证装配要求,又不造成零件损伤,同时可拆卸的夹具工装便于实现后续烘胶工艺。根据惯性零件装配的精度要求,对硬件进行分析选型。设计电气控制系统,最终完成惯性组件装配设备整体搭建。根据所细分的装配功能,结合所选硬件设计装配控制策略。针对悬丝的无损装配要求,在穿丝机构中将穿丝夹钳与高灵敏度的微型力传感器结合以实现张紧力闭环控制。针对装配过程中零件位姿的调整要求,采用基于视觉引导的位姿调整策略。构建单目相机加反射棱镜的立体视觉测量模块以实现各零件空间位姿图像信息的获取,通过对位姿图像的处理得到待装配零件之间的相对位置及尺寸信息,再将该信息转换为装配操作模块精密位移滑台的调整脉冲量,完成零件位移调整和装配。同时,实现装配过程的可视化。根据惯性组件分时分步的装配工艺,依次实现零件的装配,装配设备配备多组装配夹具工装,保证装配工作的连贯性。对惯性组件装配设备进行调试及装配实验,验证其功能性及可靠性。建立误差模型,对设备中影响零件装配精度的因素进行分析并提出补偿装配误差的方法。完成装配设备标定调整之后,在超净实验室环境下,操作设备进行装配实验。对实验数据进行分析,得到的最终结果显示:微型悬丝摆式加速度计惯性组件装配设备能够按照装配要求完成零件装配且满足装配精度要求,装配稳定性、一致性等也均满足预期要求。
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：V241;V441

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本文编号：2610560