自動化裝配  精密裝配技術在微型產品制造領域的應用

何為慣性傳感器？慣性傳感器是如何生產出來的？

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。

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，

圖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）。

*為保護軍工秘密，所有部件均由代號表示

圖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。

圖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。

在工業自動化領域，機器需要傳感器提供必要的信息，以正確執行相關的操作。機器人已經開始應用大量的傳感器以提高適應能力。例如有很多的協作機器人集成了力矩傳感器和攝像機，以確保在操作中擁有更好的視角，同時保證工作區域的安全等。

光纖傳感器

光纖傳感器技術是隨著光導纖維實用化和光通信技術的發展而形成的一門嶄新的技術。光纖傳感器與傳統的各類傳感器相比有許多特點，如靈敏度高.抗電磁干擾能力強，耐腐蝕，絕緣性好，結構簡單，體積小.耗電少，光路有可撓曲性，以及便于實現遙測等。

光纖傳感器一般分為兩大類，一類是利用光纖本身的某種敏感特性或功能制成的傳感器.稱為功能型傳感器;另一類是光纖僅僅起傳輸光波的作用，必須在光纖端面或中間加裝其他敏感元件才能構成傳感器，稱為傳光型傳感器。無論哪種傳感器，其工作原理都是利用被測量的變化調制傳輸光光波的某一參數，使其隨之變化，然后對已調制的光信號進行檢測，從而得到被測量。

光纖傳感器可以測量多種物理量.目前已經實用的光纖傳感器可測量的物理量達70多種，因此光纖傳感器具有廣闊的發展前景。

紅外傳感器

紅外傳感器是將輻射能轉換為電能的一種傳感器，又稱為紅外探測器。熱探測器的主要優點是響應波段寬，可以在室沮下工作，使用方便。但是，熱探測器響應時間長，靈敏度較低，一般用于紅外輻射變化緩慢的場合.如光譜儀、測溫儀、紅外攝像等。光子紅外探測器是利用某些半導體材料在紅外輻射的照射下，產生光子效應，使材料的電學性質發生變化，通過測最電學性質的變化，可以確定紅外輻射的強弱。光子探測器的主要優點是靈敏度高，響應速度快，響應頻率高。

氣敏傳感器是指能將被側氣體濃度轉換為與其成一定關系的電量輸出的裝置。氣敏傳感器的性能必須滿足下列條件:能夠檢淵易爆炸氣體的允許濃度、有害氣體的允許濃度和其他基準設定濃度.并能及時給出報薯、顯示與控制信號;對被側氣體以外的共存氣體或物質不敏感;長期穩定性好、重復性好;動態特性好、響應迅速、使用、維護方便，價格便宜等。

生物傳感器

生物傳感器是利用生物或生物物質做成的、用以檢測與識別生物體內的化學成分的傳感器。生物或生物物質是指酶、微生物、抗體等，被側物質經擴散作用進人生物敏感膜，發生生物學反應(物理、化學反應)，通過變換器將其轉換成可定量、可傳輸、處理的電信號.按照所用生物活性物質的不同，生物傳感器包括酶傳感器、微生物傳感器、免疫傳感器、生物組織傳感器等。酶傳感器具有靈敏度高、選擇性好等優點，目前已實用化的商品達200種以上，但由于酶的提煉工序復雜，因而造價高，性能也不太穩定。

機器人傳感器

機器人傳感器是一種能將機器人目標物特性(或參量)變換為電量輸出的裝置，機器人通過傳感器實現類似于人類的知覺作用。

機器人傳感器分為內部檢測傳感器和外界檢測傳感器兩大類。內部檢測傳感器是在機器人中用來感知它自己的狀態，以調整和控制機器人自身行動的傳感器。它通常由位置、加速度、速度及JR力傳感器組成。外界檢測傳感器是機器人用以感受周圍環境、目標物的狀態特征信息的傳感器.從而使機器人對環境有自校正和自適應能力。外界槍側傳感器通常包括觸覺、接近覺、視覺、聽覺、嗅覺、味覺等傳感器。機器人傳感器是機器人研究中必不可缺的重要課題，需要有更多的、性能更好的、功能更強的、集成度更高的傳感器來推動機器人的發展。精密自動化裝配, 智能自動化裝配，汽車精密零部件自動裝配生產線，自動化精密裝配 , 軍工自動化非標裝配生產線，自動化精密裝配零部件, 智能制造精密裝配，航空軍工精密裝配自動化，軍工精密制造自動化裝配，零部件精密裝配自動化，精密自動化非標裝配組裝機,汽車精密零部件裝配自動化，自動化非標精密裝配機器人，醫療器械自動化組裝，自動化精密機械加工裝配，精密裝配非標自動化機器人運用，軍工產品精密裝配，