波西亚时光全系列下载:

EN   
請填寫郵箱
研究報告
當前位置: 首頁 | 技術專家 | 研究報告

精密裝配技術在微型產品制造領域的應用研究報告(2018)

     

精密裝配技術在微型產品制造領域的應用一:慣性傳感器裝配線

波西亚时光最帅男角色 www.iyeuq.icu 何為慣性傳感器?

飛行員在空中無法依賴視覺和感覺分辨何為水平方向,而要依賴飛行儀表。根據(FAA)的研究,人類定向系統具有復雜性,在地面上的表現極為出色,而一旦到空中,人體處于一種不熟悉的三維環境下,再加上缺少視覺定向參考,就難以或不可能管理空間(距離)方位。在此時,人類易受到空間定向障礙的影響,必須借助外部幫助才能實現良好的定位,慣性傳感器為我們提供了解決方案。

慣性傳感器是如何生產出來的?

為確保慣性傳感器工作的可靠性,其生產工藝至關重要,裝配精度、裝配條件等均會影響傳感器的整體特性,而一旦發生裝配誤差,慣性信號傳達錯誤,可能影響飛機航路,在作戰情況下更可能導致整場戰斗的失利。雖然近些年國內對微型精密傳感器的智能裝配已有一定研究,但慣性傳感器的生產與裝配目前均為人工操作,由于產品零部件尺寸小、精度要求高,人工需要在放大鏡下進行操作,產品一致性差,同時對人員素質有很高要求,而在此方面的精密裝配技術僅有北鋼聯一家有長達數年的攻關研究。

blob.png

 1 慣性傳感器示意圖

慣性傳感器智能裝配線能做什么?

慣性傳感器智能裝配線,可實現各零件的自動輸送、自動點膠、自動同軸裝配、自動膠接等過程,提高了零部件裝配的精準度、高效性及產品一致性。該線來料有3種:

1)零件1,直徑9.4mm、厚度0.8mm;

2)零件2,直徑9.4mm、厚度4mm,有預裝環;

3)零件3,直徑22mm、厚度7.6mm(根據型號不同可定制化)。

*為?;ぞっ孛?,所有部件均由代號表示

blob.png 

2 慣性傳感器裝配線示意圖

該線主要構成有零件1/2/3輸送機、零件1/2/3輸送盤、成品輸送機、成品盤、視覺系統1/2/3、點膠機A/B、6軸機器人A/B、裝配平臺及控制系統構成,可實現零件的自動定位抓取、自動點膠裝配、成品下料壓緊等慣性傳感器自動化膠接裝配工序。

blob.png 

3 裝配工藝流程圖

如何嚴絲合縫的保證裝配精度?

真空吸盤,實現脆弱小尺寸零件裝配的可行性。

慣性傳感器需裝配的零件尺寸最小為直徑Φ9.4mm,厚度0.8m,常規的機械手無法進行抓取操作,且抓取過程易對零件產生損傷;此外需裝配的零件因其產品特性,不能采用磁吸的方式進行操作。該線采用了小型真空吸盤,吸頭直徑Φ5mm,可以對零件進行平穩的吸取及轉運,且在此過程中不會對零件造成損傷。

定制化抓手,實現自動分布式點膠。

人工操作點膠時,由于人工的不確定性,使得點膠位置、點膠量不能得到很好的保證,且零件中心及外圈點膠為兩種不同成分的膠液,人工極易造成膠體混雜。6軸點膠機器人,使用了北鋼聯自行研制的定制化抓手,帶有旋轉分度,可根據預設點數及位置自動旋轉配合點膠機實現分布式點膠,分度精度達5′,膠量精度達2μL。

錐型結構,實現裝配零件高度同軸。

人工裝配時,通過放大鏡放大,肉眼識別+輔助工具控制裝配同軸度,耗時長,且產品精度重復性差。新研制的生產線裝配平臺設置了錐型裝配工裝,通過錐型結構與機器人的錐型配合,可實現同軸度0.03mm的高精度要求,精度重復性高,同時顯著提高其裝配效率。

 

慣性傳感器裝配線落地前,人工操作產量為2000件(8小時),需技藝熟練的操作工10名。通過機器人配合視覺系統,PLC系統控制各設備有序運轉,改造后的生產線每天產量達3000件,無需人員參與生產,實現了人員的大幅節省。當下,我國對航空事業越來越重視,航空工業發展迅猛,基于工業機器人的智能裝配系統將大大縮短產品生產周期,有力的促進國防軍工事業飛速發展。


精密裝配技術在微型產品制造領域的應用二:煙感探測器裝配線

隨著現代建筑用火、用電量的增加,火災發生的頻率越來越高,尤其在少人的房間內發生火災,很容易出現撲救不及時、反應滯后、逃生遲緩等危險情況。煙感探測器是一種用于檢測煙霧的傳感器,一旦發生火災危險,其內部的電子元件便能及時報警,將火災損失降至最低。

blob.png 

1 煙感探測器

由于煙感探測器的使用關乎大眾生命財產安全,其生產過程控制必須嚴格。在傳統的生產中,需要人工仔細的在小型線路板上按孔位準確的完成插接、點焊、翻轉、剪切等工作,效率低下,同時存在焊口不牢、裝配錯誤的情況,對人體體能也是極大的考驗,易引起機體疲勞,并導致生產過程不可控。在極端的情況下,由于產品質量缺陷將引起探測器靈敏度降低乃至失靈等問題,具有較大的安全隱患。

 blob.png

2 煙感具有復雜的內部結構

因此,我國的煙感制造業,急需一條煙感探測器智能裝配線,以用來填補消防領域智能制造的技改空白,所以要求該線能實現線路板上所需電子元件準確插接、點焊、翻轉、剪切、再翻轉;抓取、裝配、再插接、再翻轉、焊接等一系列動作。隨著智能裝配技術的興起,北鋼聯在精密、微型、高價值產品的裝配領域以獨特的先發優勢處于行業領先地位,受消防主管部門、安監部門、產品制造商委托,北鋼聯為他們研制了一條滿足實際使用需求的煙感探測器智能裝配線。生產線的設計充分滿足產品質量、產能要求,確保工藝及各項技術參數的實現,并力求實用、安全、可靠,能有效控制及提高產品裝配精度。

 

首先利用裝配專機,將線路板固定于特制夾具上,兩個震動盤分別將晶振、電解電容順序排在指定位置,由機器人將其抓取,按編程要求放入相應位置,并對電解電容作相應彎曲;抓手提起時工作平臺移動到焊接機器人焊槍處,在編程程序的驅動下將八個焊點一次性焊完。當焊接機器手提起時,工件與夾具一移回到起始位置,并自動翻轉,由左邊特制的剪刀機械手修剪相應電子引腳(均按程序進行)。

 blob.png

3 生產線的結構示意

當剪刀機械手提起時,工件與夾具移動線路板抓取位置,抓手下降,松開線路板的壓板,并通過柔性抓取,移動到下一工序。在震動盤的作用下,迷宮零件按裝配所需順序排列,同時線體下部設有抽風裝置對迷宮進行吸塵。抓手取迷宮,按編程程序放置在另一個特制的夾具上,并用彈簧板加以固定。上工序的抓手將線路板安放在迷宮卡爪中,當抓手提起,夾具與線路板一起翻轉。隨后被送到插件工位,左邊機械手抓取兩個振動盤送出的發射管和卡罩,并按程序插接在迷宮的相應位置上。

 

左邊機械手歸位后,右邊的機械手抓取三個振動盤送出的接收管、檔片及屏蔽罩,按程序插接。在右邊的機械手歸位后,夾具翻面,運行到另一臺焊接機器人處,焊接發光二極管、接收管、屏蔽罩。當機器人焊槍收起時,迷宮與夾具一起被送到迷宮裝夾的初始位置,并由另一臺剪刀機械手修剪電子引腳。

blob.png 

4 裝配工藝流程圖

另一組振動盤將迷宮罩、導光柱送到相應位置,抓手同時抓取兩個零件,按既定動作,先裝罩、后裝導光柱。之后由另一邊的抓手抓取迷宮,機械手自身旋轉180°,并傳輸至下一工位。隨后機械手抓取大底盤,按要求放置,螺絲擰緊機械手將導電板固定。懸臂機械人抓取底盤上的臺,將此組裝件安放到煙感外罩上,由另一臺螺絲擰緊機械手固定另外螺絲。最后,懸臂機械手將裝配完的煙感探測器成品放置傳送裝置上,將其送入檢驗和噴漆工序。

 

煙感探測器智能生產線,充分考慮工藝流程系統的合理性,設備的先進性,生產節拍由115s/個提高至85s/個,效率提升26%,更為突出的是機器生產大大增強了產品可靠性,在保證產品靈敏度的基礎上,還能實現不同規格傳感器裝配的頻繁切換。該線中所使用精密裝配技術,具有潛在的開發價值,可應用于例如:PCBA線路板、電氣電子配件、小型精密件的裝配與生產。



精密裝配技術在微型產品制造領域的應用三:采樣圈生產線

前言

智能水表是一種利用現代微電子技術、現代傳感技術、智能IC卡技術對用水量進行計量并進行用水數據傳遞及結算交易的新型水表。遠傳、自動抄讀系統技術是智能水表發展的一個方向。它從問世至今,已有20余年的歷史,然而它的普及力度遠遠低于一般高科技產品,在大部分地區仍然使用人工抄表的方式進行水費結算。

blob.png

 

1 智能水表配件——采樣圈

工藝現狀

究其原因,是我國產品的生產模式及檢測工藝還存有缺陷,諸多生產細節需要完善,尤其是核心信號采集部件——采樣圈的生產中??上駁氖?,我國的水表廠家并沒有急功近利的將產品大規模推向市場,因為采樣圈人工生產存在致命問題,例如釘工藝,尺寸值在2mm左右,易引起視覺、機體疲勞;灌膠工藝,膠量全憑人工控制難以保證質量。總之,目前生產模式,效率不高,精度不佳,特別是有些隱形損傷(工廠檢測未出現問題,經過運輸、安裝在使用現場才出現故障),效率、質量均難以滿足巨大的市場需求。

blob.png 

2 采樣圈人工生產場景

解決思路

為解決智能水表的規?;侍?,國家儀器儀表相關研究機構委托北鋼聯,希望通過自動化手段改變采樣圈產品的生產模式,在無需人員干預的情況下,將采樣圈產量提升3-4倍,同時保證產品合格率。若該產品的裝配生產線研制成功,未來還將上線智能水表總裝線。接到此任務后,北鋼聯工程師團隊深入生產現場,掌握第一手生產資料,并調研國外發達國家的生產工藝,憑借自身智能裝配技術的積累,成功研制出智能水表采樣圈自動化生產線。該線具有以下特色:

 

A.環料自動排序上料

B.雙側孔自動注膠

C.三銷釘同步壓裝


 blob.png

3 采樣圈生產線示意圖

產線描述

自動上料部分

1、采樣圈上料:使用振動盤將采樣圈按所需位置輸出,然后由六軸機器人抓取,準確放入定位夾具中,環形輸送鏈將定位夾具送到三針自動上料壓裝聯合機處,一次性將三顆銷釘同時壓入采樣圈的三孔內;

2、銷釘上料:首先通過振動盤上料,在出料口設一套自動理料機構,準確將銷釘實現三針同時上料;

 

打釘機構

在三針聯合機中,集一套氣動壓裝機構,采樣圈由分度盤準確轉位到氣動壓裝機位置,銷釘通過自動理料機構上的兩個氣缸將銷釘轉向,并進入各自的定位孔內,在傳感器的指令下,由氣動壓裝機構將三根銷釘同時壓入采樣圈中,完成銷釘裝配。

 

雙頭自動打膠機

完成上述工序后,環形輸送鏈將采樣圈送到雙頭打膠機位置,兩個膠槍在伺服電機的作用下,同時向采樣圈打膠孔移動,到位后,自動進行打膠,一邊打膠一邊后退,直至符合要求。后,打膠槍返回到原位,完成打膠任務。

 

自動轉運工位

施膠完畢的采樣圈,通過環形輸送鏈頂起機構,上部的機械手迅速將采樣圈抓取,并分兩邊放在輸送皮帶機上;由特制工裝配合機械臂對采樣圈進行穿線,壓裝入槽;完成后擺放在定距環形輸送鏈的夾具上(分兩條線各自獨立運行);準確將采樣圈送入自動注膠位置。

blob.png 

4 采樣圈的生產工藝

自動注膠機和雙向點膠機

當采樣圈隨循環輸送線移動到注膠機,注膠機自動下行,電動推桿將齒條推定弧夾具,帶動齒輪作一定角度的圓弧運動,達到圓弧注膠目的。注膠完成后,注膠機停止并向上運動,電動推桿后,定弧夾具回位。循環輸送線前移至雙向點膠機位置停止,雙向點膠機對相應點膠處進行點膠,完成全部工序。

 

下料部分

采樣圈隨輸送線運動到下料位置,底部的頂出機構將采樣圈頂出,由機械手抓取,并在存料托盤中進行碼放。

 

采樣圈自動化生產線成功研制,解決了制約產品產業化的瓶頸問題,為智能水表的生產模式奠定了方向,它將采樣圈生產效率提高至4000件/天,產品一致性大大加強,合格率達99.5%,獲得了使用單位的高度認可。隨著智能水表的普及,在未來還將興建更多的智能水表配件生產線,在條件具備的情況下,將徹底取代機械水表,實現遠程抄表,在線運維,對構建智慧城市物聯網有諸多益處,大大豐富消費者的科技生活水平。

【返回列表】
聯系我們 400-900-6797
  • 關于北鋼聯
  • 解決方案
  • 產品
  • 行業應用案例
  • 技術專家
  • 服務
  • 支持
  • 聯系我們
400-900-6797
北鋼聯智造? 京ICP備09016446號
波西亚时光最帅男角色