一种微型零件组装装置及方法与流程

本发明涉及微型零件加工的，具体而言，涉及一种微型零件组装装置及方法。

背景技术：

1、随着精密制造技术的快速发展，毫米级高精度零件在精密仪器、智能设备、航空航天等诸多领域得到广泛应用，行业对零件的加工精度、组装精度及装配一致性的要求也持续提升。对于毫米级尺寸的精密零件而言，其整体尺寸微小、装配公差严苛，传统人工加工与组装方式极易因人工操作误差、手部抖动、定位偏差等问题，导致零件装配错位、贴合精度不足、成品合格率低等缺陷，完全无法满足高精度零件的量产装配需求，因此毫米级精密零件的加工与组装作业必须依托高精度专用设备完成。

2、现有一款精密组合零件，主要由底板、两组l形侧板及端板构成，其装配结构具有多维度、差异化定位的装配特点。该零件的标准装配情况为：将底板水平放置定位，在底板一端粘贴固定端板，并保证端板与底板保持垂直状态；同时在底板另一端的两侧位置分别安装两组l形侧板，且需使l形侧板相对底板保持倾斜状态，整体需通过多方位、多角度精准拼装，方可完成零件整体装配。

3、目前，针对该类多姿态、多角度的毫米级异形零件装配，现有组装设备及装配技术存在明显适配短板。现有组装装置多为单一水平或垂直姿态的固定式装配结构，仅能适配常规垂直、平行结构零件的装配作业，无法兼顾端板垂直装配、l形侧板倾斜装配的差异化装配需求，难以实现多角度、多姿态的精准定位与拼装。同时，现有设备缺乏针对性的定位工装与自适应调节结构，无法对微小尺寸零件进行精准限位，装配过程中易出现零件偏移、角度偏差、贴合不紧密等问题，极大影响零件的装配精度与成品质量，难以实现该类特殊结构毫米级精密零件的自动化、高精度量产装配。

4、综上所述，目前亟需研发一种适配该类多姿态异形毫米级精密零件的专用组装装置，以解决现有技术适配性差、装配精度低、无法满足多角度拼装需求的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种微型零件组装装置及方法，其能够方便的组装微型零件。

2、本发明的实施例通过以下技术方案实现：

3、一种微型零件组装装置，包括上料台、第一上料机械手、第二上料机械手、组装台和点胶装置；所述上料台配合配各零件设置有插槽；所述第一上料机械手的旋转路径与第二上料机械手的旋转路径有两个交叉点且两个交叉点分别布置所述上料台和组装台；所述点胶装置的旋转路径经过所述组装台；所述第一上料机械手、第二上料机械手和点胶装置均设置有x、y、z三向的滑台。

4、进一步的，所述上料台和组装台均设置有旋转机构，使其能够旋转。

5、进一步的，所述组装台还设置有插接孔；所述插接孔内插接有支撑杆；所述支撑杆的顶端位于所述组装台的旋转中心线；所述支撑杆的顶端配合于底板设置，以使所述底板能够固定于所述支撑杆的顶端。

6、进一步的，所述组装台配合设置有三组视觉组件；三组视觉组件的视线相互垂直；一组视觉组件的视线竖直向下并正对于所述组装台的中心点；另外两组视觉组件的视线均水平指向所述组装台的中心线。

7、进一步的，所述上料台的上方还竖向设置有上料视觉。

8、进一步的，所述第一上料机械手和第二上料机械手均设置有俯仰调节机构。

9、进一步的，所述组装台设置有两组俯仰调节机构且两组俯仰调节机构的旋转轴相互垂直。

10、进一步的，组装台的三组视觉组件均设置有x、y、z三向的滑台。

11、一种微型零件组装方法，采用上述的微型零件组装装置；组装方法为：将底板固定于支撑杆顶端并将支撑杆插接于组装台；组装台的三组视觉组件引导点胶装置在底板点胶；所述第一上料机械手和第二上料机械手抓取上料台的零件并将零件转移至组装台；组装台竖向的视觉组件观测零件在水平面内相对于底板的位置，并引导零件沿水平方向移动至组装位置；组装台横向的视觉组件观测零件在水平面内相对于底板的位置和竖向相对于底板的位置以及各零件的相对姿态，并引导零件沿竖直方向移动至组装位置并完成组装。

12、进一步的，侧板组装时，底板的侧面正对于组装台的一组横向的视觉组件；另一个侧板组装时，组装台旋转180度使得底板的另一侧面正对于组装台的一组横向的视觉组件。

13、本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

14、本微型零件组装装置针对现有毫米级异形零件无法兼顾垂直与倾斜多角度装配、定位精度差、装配易干涉、成品一致性低的行业痛点，采用多机构协同的一体化模块化结构设计，整体适配底板垂直装配端板、倾斜装配两组l形侧板的复合式异形拼装工艺。装置通过在上料台设置与各类微型零件外形精准匹配的专用插槽储料结构，可对底板、端板、l形侧板进行独立限位收纳，避免微小零件堆叠偏移、摆放歪斜，实现规整储料与精准供料；配合第一、第二上料机械手形成的双交叉作业路径，让两台机械手可分工负责不同零件的抓取转运，作业区域互补且互不冲突，同时搭配机械手与点胶装置全域配置的x、y、z三向滑台调节结构，可实现空间三维任意方向的微量位移微调，彻底解决传统固定作业机构对位精度差、无法适配微小零件装配的微米级公差的问题，有效实现微小异形零件的无干涉抓取、高精度对位与贴合拼装，从装配源头规避零件摆放偏移、抓取错位、对位偏差等缺陷，大幅提升毫米级异形零件的装配贴合精度与整体装配效率。

15、通过在上料台与组装台分别集成独立的旋转机构，利用上料台可旋转的结构特性，能够在多插槽密集排布、相邻零件易产生遮挡干涉的工况下，通过台面旋转精准切换待抓取零件工位，将目标零件转运至机械手最优抓取位置，配合上料视觉引导机械手抓取目标零件，彻底解决多插槽布局带来的零件遮挡、抓取困难、对位不准的问题；同时依托组装台可旋转的结构设计，可带动上方固定的底板随工艺需求动态旋转、切换装配作业面，能够分别适配端板垂直拼装、两侧l形侧板倾斜拼装的多角度作业需求，有效克服了传统组装设备姿态固定、作业维度单一、异形多姿态零件适配性极差的技术缺陷。

16、通过在组装台中心位置设置可插拔式的中心支撑杆结构，且支撑杆顶端精准对应组装台旋转中心线，利用支撑杆悬空抬高工件的结构特点，一方面能够将底板整体抬离组装台台面，为厚度有限的机械手夹持机构预留充足作业空间，彻底规避拼装过程中夹持机构与台面发生结构干涉、导致装配不到位的问题，另一方面依托支撑杆居中布设的特性，保证底板随组装台旋转过程中始终保持中心基准不变，无较大水平偏移误差，保障全程装配基准的高度稳定性；同时支撑杆采用可拆卸插接结构，可提前离线完成与底板的预装固定，再整体装配至组装台，规避了狭小设备台面内手动预装微型零件的操作难题，大幅简化预装工序，统一装配基准，显著提升装配便捷度与成品一致性。

17、通过在组装台布设三组视线两两垂直、且均配备x/y/z三向滑台可独立调节位置的视觉检测组件，搭配上料台上方竖向布设的俯视上料视觉组件，构建出全方位、可动态校准、多维度互补的视觉检测体系，其中三组核心视觉组件分别为一组竖直向下正对组装台中心的顶视视觉、两组水平对射且视线指向组装台中心轴线的侧视视觉，依靠顶视视觉检测零件水平面投影位置、两组正交水平侧视视觉分别检测横向对位偏差与竖向贴合高度、多角度装配夹角的多视角交叉验证结构布局，能够对零件水平对位状态、竖向贴合间隙、端板垂直角度、l形侧板倾斜装配角度进行全方位实时监测校验，多组视觉数据相互修正、相互佐证，彻底杜绝单一视觉检测存在的视野盲区、检测偏差问题，可精准识别微型零件的微小装配误差，保障多角度拼装精度；同时搭配上料俯视视觉单独负责抓取阶段的水平对位校准，分工完成零件抓取精准定位与组装精准对位的双重校准工作，在全面保障全流程装配精准度、杜绝角度偏移与装配错位的同时，合理优化视觉配置结构，精简冗余检测模块，有效降低设备整体研发与生产成本。

18、通过在两台上料机械手的夹持端均设置俯仰调节机构，同时在组装台配置两组旋转轴相互垂直的俯仰调节机构，依托机械手端可独立调节零件夹持角度、组装台可双向调节工件基准姿态的双向多角度联动调节结构，可根据端板垂直装配、l形侧板倾斜装配的不同工艺要求，同步微调零件夹持姿态与底板安装基准姿态，精准匹配异形零件的差异化角度装配需求，全方位修正毫米级装配微偏差，有效解决传统设备姿态固定、无法适配多姿态拼装的问题，极大提升装置对异形微型零件的装配适配性与成品装配一致性。本装置配套的组装方法依托上述一体化协同结构，通过预先将底板固定于支撑杆顶端、整体插接定位锁定装配基准，再通过多维视觉组件引导点胶装置完成精准定点点胶，随后依靠上料视觉辅助精准抓取、组装台多视角视觉分步完成水平、竖向、角度对位校准，并配合组装台180度旋转切换作业面完成双侧侧板对称拼装的协同作业流程，精准适配毫米级异形零件垂直结合倾斜的复合装配工艺，统一两侧侧板的装配基准与角度标准，彻底解决传统人工装配误差大、传统设备适配性差、成品对称性不足、量产稳定性薄弱的问题，可高效满足该类微型异形零件的高精度、自动化、批量量产装配需求。