一種精密裝配用在線實時測量系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種精密裝配用在線實時測量系統，包括自下向上依次配合安裝的伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元和精密裝配測量儀，所述精密裝配測量儀，分別從伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元獲取相應的工藝參數動力學參數，并對工藝參數動力學參數進行測量。本發明所述精密裝配用在線實時測量系統，可以克服現有技術中裝配誤差大、產品質量難以保證和生產成本高等缺陷，以實現裝配誤差小、產品質量可靠和生產成本低的優點。
【專利說明】一種精密裝配用在線實時測量系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及伺服機構精密裝配【技術領域】，具體地，涉及一種精密裝配用在線實時測量系統。
【背景技術】
[0002]伺服機構的運動部分主要由內環和外環兩個旋轉組件組成。其中，內環旋轉組件主要由旋轉框架及扇形齒輪組成，外環旋轉組件則主要由基座、大齒輪、滾輪組件及電機組件組成。根據其結構設計特點及以往經驗，伺服機構啟動電壓分布不均勻的現象通常發生在外環旋轉組件上，由此可知影響伺服機構精密裝配的關鍵技術就在于如何控制外環旋轉組件中大齒輪與電機組件之間的裝配間隙以及7組滾輪組件與大齒輪滾道之間的裝配預緊力。
[0003]在裝配過程中需要加入對伺服機構關鍵環節參數的測試，開展專用的定位、裝夾、測試系統的研制，時刻記錄并分析產品在各種工況下啟動電壓的檢測數據，從軸承運轉情況、電機組件的配合、產品空載啟動力矩、產品負載啟動力矩等方面綜合考慮對軸承預緊力、配合間隙等關鍵參數進行量化；因此，找出并量化外環旋轉組件中滾輪組件與大齒輪之間的最優裝配預緊力是研究測量系統的主要目的。
[0004]在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在裝配誤差大、產品質量難以保證和生產成本高等缺陷。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種精密裝配用在線實時測量系統，以實現裝配誤差小、產品質量可靠和生產成本低的優點。
[0006]為實現上述目的，本發明采用的技術方案是:一種精密裝配用在線實時測量系統，包括自下向上依次配合安裝的伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元和精密裝配測量儀，所述精密裝配測量儀，分別從伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元獲取相應的工藝參數動力學參數，并對工藝參數動力學參數進行測量。
[0007]進一步地，所述伺服機構，包括依次連接的電機、第一旋轉變壓器和框架，所述電機與啟動電壓及摩擦力矩生成單元連接，所述旋轉變壓器與精密裝配測量儀連接。
[0008]這里，框架是旋轉框架，與產品相連，電機轉動帶動旋轉變壓器，旋轉變壓器再帶動框架。旋轉框架是與產品通過設計好的圓弧度正好接觸。框架與產品之間摩擦力矩通過精密裝配測量儀測量摩擦力矩。
[0009]進一步地，所述啟動電壓及摩擦力矩生成單元，包括并行設置、且分別與所述精密裝配測量儀連接的啟動電壓生成模塊和摩擦力矩生成模塊，所述啟動電壓生成模塊與電機連接，所述摩擦力矩生成模塊與框架連接。
[0010]進一步地,所述啟動電壓生成模塊,包括連接在所述精密裝配測量儀與電機之間的第一功放模塊；所述電機與第一功放模塊的公共端還與精密裝配測量儀連接，為精密裝配測量儀提供啟動電壓信號。
[0011]進一步地，所述摩擦力矩生成模塊，包括依次連接在所述精密裝配測量儀與框架之間的第二功放模塊、電機及減速器、第二旋轉變壓器和力矩傳感器；所述第二旋轉變壓器還與精密裝配測量儀連接，為精密裝配測量儀提供轉速角度信號；所述力矩傳感器還與精密裝配測量儀連接，為精密裝配測量儀提供轉矩信號。
[0012]進一步地，所述精密裝配測量儀，包括依次連接的計算機、精密裝配測量軟件模塊和數據采集卡，所述數據采集卡，分別與第一功放模塊和第二功放模塊連接；
[0013]所述電機與第一功放模塊的公共端還與數據采集卡連接，為數據采集卡提供啟動電壓信號；所述第一旋轉變壓器與數據采集卡連接，為數據采集卡提供轉速角度信號；
[0014]所述第二旋轉變壓器還與數據采集卡連接，為數據采集卡提供轉速角度信號；所述力矩傳感器還與數據采集卡連接，為數據采集卡提供轉矩信號。
[0015]進一步地,所述工藝參數動力學參數,至少包括裝配預緊力、摩擦力矩和啟動電壓。
[0016]本發明各實施例的精密裝配用在線實時測量系統，由于包括自下向上依次配合安裝的伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元和精密裝配測量儀，精密裝配測量儀，分別從伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元獲取相應的工藝參數動力學參數，并對工藝參數動力學參數進行測量；可以通過測量各滾輪組件與大齒圈之間的摩擦力矩的大小來間接反饋各滾輪組件裝配預緊力的大小，實現量化工藝裝配參數的目的，提升外框組件啟動電壓的滿足率；從而可以克服現有技術中裝配誤差大、產品質量難以保證和生產成本高的缺陷，以實現裝配誤差小、產品質量可靠和生產成本低的優點。
[0017]本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。
[0018]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]附圖用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與本發明的實施例一起用于解釋本發明，并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0020]圖1為本發明精密裝配用在線實時測量系統的工作原理示意圖；
[0021]圖2為本發明精密裝配用在線實時測量系統摩擦力矩及啟動電壓測試控制板的板面顯示界面圖；
[0022]圖3a為本發明精密裝配用在線實時測量系統靜摩擦力矩測量過程的板面顯示界面圖；
[0023]圖3b為本發明精密裝配用在線實時測量系統動摩擦力矩測量過程的板面顯示界面圖；
[0024]圖4為本發明精密裝配用在線實時測量系統啟動電壓測量過程的板面顯示界面圖。
[0025]結合附圖，本發明實施例中附圖標記如下:
[0026]1-力矩傳感器；2_計算機；3_數據采集卡；4_電機及減速器；5_旋轉變壓器；6-功放模塊；7_精密裝配測量軟件模塊。
【具體實施方式】
[0027]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用于說明和解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0028]根據本發明實施例，如圖1、圖2、圖3a、圖3b和圖4所示，提供了一種精密裝配用在線實時測量系統。
[0029]本發明的技術方案，對于伺服機構各滾輪組件裝配預緊力的定量化起關鍵作用。首先針對所要檢測的預緊力參數建立理論簡化模型，通過分析擬建立一套伺服機構配套的在線實時測量工裝及數據采集系統，通過測量各滾輪組件與大齒圈之間的摩擦力矩的大小來間接反饋各滾輪組件裝配預緊力的大小，并通過數據采集系統實時顯示測量數值，達到參數量化的目的。
[0030]本發明的技術方案，主要由力矩傳感器1、計算機2、數據采集卡3、電機及減速器
4、旋轉變壓器5、功放模塊6、精密裝配測量軟件模塊7等組成，如圖1所示，對裝配預緊力、摩擦力矩和啟動電壓等工藝參數動力學參數進行測量。
[0031]在本發明的技術方案中，摩擦力矩及啟動電壓測量控制面板基于labview CVI開發，界面如圖2所示。測量摩擦力矩時，采用電機及減速器4，從電壓OV開始不斷增加電機電壓，直至編碼器數據有變化，即電機轉動。同時，采集力矩數據，記錄電機轉動前后力矩變化，從而得到系統的靜摩擦和動摩擦力矩，如圖3a和圖3b所示。
[0032]啟動電壓測量時，采用系統伺服結構內置電機及旋轉變壓器5，連續增大電機電壓，通過旋轉變壓器5的信號變化判斷電機軸是否轉動，從而得到系統的啟動電壓，如圖4所示。
[0033]通過參數測試系統將實際測量的參數值代入數字化力矩模型，進行伺服機構啟動力矩的仿真分析，可根據仿真結果、工藝數據庫和專家知識庫評定所測試工藝參數對伺服機構啟動力矩和裝調工藝的影響。
[0034]與現有技術相比，本發明的技術方案，至少具有的優點是:通過測量各滾輪組件與大齒圈之間的摩擦力矩的大小來間接反饋各滾輪組件裝配預緊力的大小，從而實現量化工藝裝配參數的目的，提升外框組件啟動電壓的滿足率。量化裝配參數對于伺服機構的裝配具有積極的指導作用。
[0035]本發明的技術方案，通過在線實時檢測工裝實時檢測這部分關鍵裝配參數，盡可能的使參數數值貼近測試系統所給出的參考數值，以提高伺服機構的一次裝配合格率，指導精密裝配工藝的完善。
[0036]由于伺服機構精密裝配是個多點多自由度的空間裝配工程，涉及的參數項目多，且各參數項之間都存在一定的制約關系，因此需要長期的對裝配過程中產生的各項參數進行收集、保存、管理。對伺服機構精密裝配過程數據的收集、保存、分析、演示等功能進行整合，充分挖掘技術裝調經驗，形成工藝經驗知識庫，通過統一的數據庫系統進行管理，創建伺服機構精密裝配在線檢測，形成有效的工程應用數據包并統一保存；實現伺服機構精密裝配過程的可測、可控，提升生產效率。
[0037]最后應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，盡管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，包括自下向上依次配合安裝的伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元和精密裝配測量儀，所述精密裝配測量儀，分別從伺服機構、啟動電壓及摩擦力矩生成單元獲取相應的工藝參數動力學參數，并對工藝參數動力學參數進行測量。
2.根據權利要求1所述的精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，所述伺服機構，包括依次連接的電機、第一旋轉變壓器和框架，所述電機與啟動電壓及摩擦力矩生成單元連接，所述旋轉變壓器與精密裝配測量儀連接。
3.根據權利要求2所述的精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，所述啟動電壓及摩擦力矩生成單元，包括并行設置、且分別與所述精密裝配測量儀連接的啟動電壓生成模塊和摩擦力矩生成模塊，所述啟動電壓生成模塊與電機連接，所述摩擦力矩生成模塊與框架連接。
4.根據權利要求3所述的精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，所述啟動電壓生成模塊，包括連接在所述精密裝配測量儀與電機之間的第一功放模塊；所述電機與第一功放模塊的公共端還與精密裝配測量儀連接，為精密裝配測量儀提供啟動電壓信號。
5.根據權利要求3所述的精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，所述摩擦力矩生成模塊，包括依次連接在所述精密裝配測量儀與框架之間的第二功放模塊、電機及減速器、第二旋轉變壓器和力矩傳感器；所述第二旋轉變壓器還與精密裝配測量儀連接，為精密裝配測量儀提供轉速角度信號；所述力矩傳感器還與精密裝配測量儀連接，為精密裝配測量儀提供轉矩信號。
6.根據權利要求4或5所述的精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，所述精密裝配測量儀，包括依次連接的計算機、精密裝配測量軟件模塊和數據采集卡，所述數據采集卡，分別與第一功放模塊和第二功放模塊連接； 所述電機與第一功放模塊的公共端還與數據采集卡連接，為數據采集卡提供啟動電壓信號；所述第一旋轉變壓器與數據采集卡連接，為數據采集卡提供轉速角度信號； 所述第二旋轉變壓器還與數據采集卡連接，為數據采集卡提供轉速角度信號；所述力矩傳感器還與數據采集卡連接，為數據采集卡提供轉矩信號。
7.根據權利要求1所述的精密裝配用在線實時測量系統，其特征在于，所述工藝參數動力學參數，至少包括裝配預緊力、摩擦力矩和啟動電壓。
【文檔編號】G01L3/00GK104198103SQ201410462670
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年9月12日 優先權日:2014年9月12日
【發明者】孫克, 張文杰, 于乃輝, 羅自榮, 趙鵬, 劉軼 申請人:北京新立機械有限責任公司