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自动模拟微触检测设备的设计与实现

2025-02-21 35 上传者：管理员

摘要：卡爪是连接器的核心部件，所以卡爪的装配及检测在连接器绝缘体装配过程中十分重要，检测要求对绝缘体孔腔进行100%检测。主要检测卡爪在孔腔内受到的轴向对接力，使接触件不会发生脱出及缩针现象，其次在检测过程也模拟接触体的取送过程，使检测后的绝缘体组件可以实现接触体正常取送符合产品的使用要求。该项目主要解决绝缘体组件模拟微触手工检测准确度低，检测精度差，并无法检测插入力和拉力的问题，进而设计一种自动模拟微触检测设备，利用视觉系统识别绝缘体组件的孔腔坐标，利用拉力传感器反馈拉力值，提高检测精度，满足使用要求。

关键词：
自动检测
自动模拟微触检测设备
自动装配
视觉系统
非标自动化设备
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1、引言

该项目为一种自动模拟微触检测设备,根据使用需求进行设备结构的设计及研发,主要的研发难点及存在的风险是绝缘体孔位的定位及拔力的检测,需要设备的装配精度､重复定位精度及稳定性较高,所以该设备采用视觉系统进行孔位的识别,提高孔组的精确定位,以及采用高精度的伺服电机,以提高设备的运行及定位的精度｡

2、机械方案设计

2.1插孔检测组件

插孔检测组件是自动模拟微触检测设备的核心组件,检测过程由机械动作来完成,机械部分的组件的核心零件由插针及插针套筒等组成,拉力值由力传感器反馈,保证拉力的稳定性,该组件结构如图1所示｡

图1插孔检测组件结构图

插孔检测组件主要运行动作首先驱动器驱动插针下移至绝缘体卡爪部位,将插针的台阶端卡在卡爪的反抓之上,上下驱动器上移,这时插针通过微触杆连件的传感器及传感器支座组件相对绝缘体不动,弹簧一端与弹簧固定座接触,一端与感器连接组件接触,随着驱动器的上移弹簧被压缩,这时传感器到达设置的拉力值时停止,然后上下驱动器下移,同时气缸驱动套筒支座使套筒下移撑开卡爪的反抓｡这时,上下驱动器上移复位,气缸复位,绝缘体移至下一孔重复以上动作进行检测｡

2.2绝缘体夹持组件

绝缘体夹持组件包括XY驱动轴､绝缘体夹具气缸､绝缘体组件,绝缘体夹持组件主要完成绝缘体组件的夹持及孔位坐标的移动,该组件结构如图2所示｡

图2绝缘体夹持组件结构示意图

2.3视觉组件

视觉组件主要由相机､光源等通过机械加工零件固定在单轴驱动器上,单轴驱动器带着相机､光源等往复运动,使相机可对绝缘体组件进行拍照,通过视觉系统计算出孔组的坐标,并将坐标通过PLC控制插孔检测组件的运动,该组件结构如图3所示｡

图3视觉组件结构示意图

2.4设备总体机构

设备总体机构包括电控箱平台､控制面板､视觉组件､绝缘体夹持组件､插孔检测组件等组成,首先由人工将绝绝缘体组件放置绝缘体夹持组件进行夹持,并运行至视觉组件的相机之下,视觉组件进行拍照,拍照后视觉组件将绝缘体孔位坐标反馈至PLC,由PLC控制绝缘体夹持组件的驱动轴按孔组坐标逐个自动移至插孔检测组件的插针的位置进行检测,检测完成后设备复位,由人工取下检测完成的绝缘体组件,并将未检测的绝缘体组将放置绝缘体夹持组件之上,重复以上的检测过程,如图4所示｡

图4局部镀金插孔自动装配设备结构示意图

3、电气方案设计

自动模拟微触检测设备电气部分主要硬件结构主要有可编程控制器､工业机器视觉､HMI人机界面､工业交换机､气缸､伺服电机､传感器等组成｡设备通过工业视觉运动控制系统实现对绝缘体组件孔组坐标识别,并将坐标数据传输到可编程控制器,再通过控制工业机器人执行相关动作,并通过HMI人机界面对设备的运行状态进行实时显示或控制设备运动等｡

图5设备硬件框图

4、结论

自动模拟微触检测设备实现了绝缘体组件孔组的自动模拟微触,一方面利用视觉组件反馈绝缘体孔位坐标,即提高了人工检测的准确度又降低了人工的检测强度;另一方面采用了拉力传感器反馈检测力值,保证每次检测力大小一致,解决了手工微触无法保证卡爪轴向反向力一致性的问题,提高了产品质量的一致性｡

参考文献:

[1]吴力言.现代机械设计手册[M].西安:西北工业大学出版社,(2010).

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[3]刘鸿文.材料力学[M].北京:高度教育出版社,(2005).

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文章来源:崔利光,陈浩然,黄金菡.自动模拟微触检测设备的设计与实现[J].机电元件,2025,45(01):10-11.