陈勐昊,李迎欣,叶 敏,魏臣隽,陈伟雄

(上海无线电设备研究所,上海 201109)

0 引言

在航天产品生产过程中,涉及到大量的微小螺钉连接装配。传统的人工装配螺钉的方式工作效率低、工人的劳动强度大、产品装配质量不稳定,难以满足目前航天产品快速、高质量、高可靠的生产需求[1]。因此,有必要采用适应性强的自动化设备代替人工进行螺钉紧固。

从20世纪中后期起,国内外学者就开展了自动化装配理论的研究以及自动化装配设备的研制。国内自动化螺钉紧固设备[2-4]的研制已经有一段历史,取得了一定的成果,特别是在珠三角、长三角一带市场需求很旺盛。市场上比较成熟的自动化螺钉紧固设备主要有直角坐标机器人与SCARA(selective compliance assembly robot arm)机器人。前者性价比高,紧固效率高,后者通用性强。但现有的自动螺钉紧固设备对夹具定位精度要求高,并且通常无法实时检测螺纹孔状态,也无法校正螺纹孔位的偏差[5]。对于螺纹孔分布规律、螺钉种类单一的工况,这些自动螺钉紧固设备可以满足稳定、可靠的紧固要求。然而在复杂工况下,这些紧固设备就很难适应不同规格的螺钉,无法实现精确定位。

本文在SCARA 机器人基础上,引入视觉定位技术对螺钉进行定位补偿,开发通用性强、可用于航天产品的微小螺钉自动紧固装配系统,并进行应用验证。

1 螺钉自动紧固装配系统需求分析

选取相控阵天线作为典型产品展开研究,相控阵天线冷板局部如图1所示。冷板上紧密分布了用于装配螺钉与同轴连接器的通孔,176颗M2小螺钉穿过冷板,拧入背面发射/接收(transmitter/receiver,T/R)组件的螺纹孔中,将组件与冷板压紧,保证散热性能。……