自动化装配  精密装配技术在微型产品制造领域的应用

何为惯性传感器？惯性传感器是如何生产出来的？

飞行员在空中无法依赖视觉和感觉分辨何为水平方向，而要依赖飞行仪表。根据（FAA）的研究，人类定向系统具有复杂性，在地面上的表现极为出色，而一旦到空中，人体处于一种不熟悉的三维环境下，再加上缺少视觉定向参考，就难以或不可能管理空间（距离）方位。在此时，人类易受到空间定向障碍的影响，必须借助外部帮助才能实现良好的定位，惯性传感器为我们提供了解决方案。

为确保惯性传感器工作的可靠性，其生产工艺至关重要，装配精度、装配条件等均会影响传感器的整体特性，而一旦发生装配误差，惯性信号传达错误，可能影响飞机航路，在作战情况下更可能导致整场战斗的失利。

虽然近些年国内对微型精密传感器的智能装配已有一定研究，但惯性传感器的生产与装配目前均为人工操作，由于产品零部件尺寸小、精度要求高，人工需要在放大镜下进行操作，产品一致性差，同时对人员素质有很高要求，

图1 惯性传感器示意图

惯性传感器智能装配线能做什么？

惯性传感器智能装配线，可实现各零件的自动输送、自动点胶、自动同轴装配、自动胶接等过程，提高了零部件装配的精准度、高效性及产品一致性。该线来料有3种：

1）零件1，直径9.4mm、厚度0.8mm；

2）零件2，直径9.4mm、厚度4mm，有预装环；

3）零件3，直径22mm、厚度7.6mm（根据型号不同可定制化）。

*为保护军工秘密，所有部件均由代号表示

图2 惯性传感器装配线示意图

该线主要构成有零件1/2/3输送机、零件1/2/3输送盘、成品输送机、成品盘、视觉系统1/2/3、点胶机A/B、6轴机器人A/B、装配平台及控制系统构成，可实现零件的自动定位抓取、自动点胶装配、成品下料压紧等惯性传感器自动化胶接装配工序。

图3 装配工艺流程图

如何严丝合缝的保证装配精度？

真空吸盘，实现脆弱小尺寸零件装配的可行性。

惯性传感器需装配的零件尺寸最小为直径Φ9.4mm，厚度0.8m，常规的机械手无法进行抓取操作，且抓取过程易对零件产生损伤；此外需装配的零件因其产品特性，不能采用磁吸的方式进行操作。该线采用了小型真空吸盘，吸头直径Φ5mm，可以对零件进行平稳的吸取及转运，且在此过程中不会对零件造成损伤。

定制化抓手，实现自动分布式点胶。

人工操作点胶时，由于人工的不确定性，使得点胶位置、点胶量不能得到很好的保证，且零件中心及外圈点胶为两种不同成分的胶液，人工极易造成胶体混杂。6轴点胶机器人，使用了北钢联自行研制的定制化抓手，带有旋转分度，可根据预设点数及位置自动旋转配合点胶机实现分布式点胶，分度精度达5′，胶量精度达2μL。

锥型结构，实现装配零件高度同轴。

人工装配时，通过放大镜放大，肉眼识别+辅助工具控制装配同轴度，耗时长，且产品精度重复性差。新研制的生产线装配平台设置了锥型装配工装，通过锥型结构与机器人的锥型配合，可实现同轴度0.03mm的高精度要求，精度重复性高，同时显著提高其装配效率。

惯性传感器装配线落地前，人工操作产量为2000件（8小时），需技艺熟练的操作工10名。通过机器人配合视觉系统，PLC系统控制各设备有序运转，改造后的生产线每天产量达3000件，无需人员参与生产，实现了人员的大幅节省。当下，我国对航空事业越来越重视，航空工业发展迅猛，基于工业机器人的智能装配系统将大大缩短产品生产周期，有力的促进国防军工事业飞速发展。

在工业自动化领域，机器需要传感器提供必要的信息，以正确执行相关的操作。机器人已经开始应用大量的传感器以提高适应能力。例如有很多的协作机器人集成了力矩传感器和摄像机，以确保在操作中拥有更好的视角，同时保证工作区域的安全等。

光纤传感器

光纤传感器技术是随着光导纤维实用化和光通信技术的发展而形成的一门崭新的技术。光纤传感器与传统的各类传感器相比有许多特点，如灵敏度高.抗电磁干扰能力强，耐腐蚀，绝缘性好，结构简单，体积小.耗电少，光路有可挠曲性，以及便于实现遥测等。

光纤传感器一般分为两大类，一类是利用光纤本身的某种敏感特性或功能制成的传感器.称为功能型传感器;另一类是光纤仅仅起传输光波的作用，必须在光纤端面或中间加装其他敏感元件才能构成传感器，称为传光型传感器。无论哪种传感器，其工作原理都是利用被测量的变化调制传输光光波的某一参数，使其随之变化，然后对已调制的光信号进行检测，从而得到被测量。

光纤传感器可以测量多种物理量.目前已经实用的光纤传感器可测量的物理量达70多种，因此光纤传感器具有广阔的发展前景。

红外传感器

红外传感器是将辐射能转换为电能的一种传感器，又称为红外探测器。热探测器的主要优点是响应波段宽，可以在室沮下工作，使用方便。但是，热探测器响应时间长，灵敏度较低，一般用于红外辐射变化缓慢的场合.如光谱仪、测温仪、红外摄像等。光子红外探测器是利用某些半导体材料在红外辐射的照射下，产生光子效应，使材料的电学性质发生变化，通过测最电学性质的变化，可以确定红外辐射的强弱。光子探测器的主要优点是灵敏度高，响应速度快，响应频率高。

气敏传感器是指能将被侧气体浓度转换为与其成一定关系的电量输出的装置。气敏传感器的性能必须满足下列条件:能够检渊易爆炸气体的允许浓度、有害气体的允许浓度和其他基准设定浓度.并能及时给出报薯、显示与控制信号;对被侧气体以外的共存气体或物质不敏感;长期稳定性好、重复性好;动态特性好、响应迅速、使用、维护方便，价格便宜等。

生物传感器

生物传感器是利用生物或生物物质做成的、用以检测与识别生物体内的化学成分的传感器。生物或生物物质是指酶、微生物、抗体等，被侧物质经扩散作用进人生物敏感膜，发生生物学反应(物理、化学反应)，通过变换器将其转换成可定量、可传输、处理的电信号.按照所用生物活性物质的不同，生物传感器包括酶传感器、微生物传感器、免疫传感器、生物组织传感器等。酶传感器具有灵敏度高、选择性好等优点，目前已实用化的商品达200种以上，但由于酶的提炼工序复杂，因而造价高，性能也不太稳定。

机器人传感器

机器人传感器是一种能将机器人目标物特性(或参量)变换为电量输出的装置，机器人通过传感器实现类似于人类的知觉作用。

机器人传感器分为内部检测传感器和外界检测传感器两大类。内部检测传感器是在机器人中用来感知它自己的状态，以调整和控制机器人自身行动的传感器。它通常由位置、加速度、速度及JR力传感器组成。外界检测传感器是机器人用以感受周围环境、目标物的状态特征信息的传感器.从而使机器人对环境有自校正和自适应能力。外界枪侧传感器通常包括触觉、接近觉、视觉、听觉、嗅觉、味觉等传感器。机器人传感器是机器人研究中必不可缺的重要课题，需要有更多的、性能更好的、功能更强的、集成度更高的传感器来推动机器人的发展。精密自动化装配, 智能自动化装配，汽车精密零部件自动装配生产线，自动化精密装配 , 军工自动化非标装配生产线，自动化精密装配零部件, 智能制造精密装配，航空军工精密裝配自动化，军工精密制造自动化裝配，零部件精密裝配自动化，精密自动化非标装配组装机,汽车精密零部件装配自动化，自动化非标精密装配机器人，医疗器械自动化组裝，自动化精密机械加工装配，精密装配非标自动化机器人运用，军工产品精密装配，