悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接控制

任同群; 桑永胜; 曹润嘏; 吴晗; 王晓东

doi:10.37188/OPE.20233116.2395

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悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接控制

微纳技术与精密机械 | 更新时间：2023-08-25

- 悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接控制
- Automatic assembly and welding control of base components of suspended pendulum accelerometer
- 光学精密工程 2023年31卷第16期页码：2395-2405
- 作者机构：
  
  大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室，辽宁大连 116085
- 作者简介：
  
  [ "任同群（1980-），男，辽宁省瓦房店人，博士，副教授，2002年、2005年、2008年于天津大学分别获得学士、硕士、博士学位，现为大连理工大学机械工程学院微纳米技术及系统研究所副所长，主要从事精密微小装配技术、精密测试技术及信号处理等方面的研究。E-mail： ren_tq@dlut.edu.cn" ]
  [ "王晓东（1967-），男，黑龙江哈尔滨人，教授，博士研究生导师，1987年于南京航空学院获得学士学位，1992年于哈尔滨船舶工程学院获得硕士学位，1995年于哈尔滨工业大学获得博士学位，现任精密与特种加工教育部重点实验室（B类）副主任，主要从事精密微小装配技术、精密测试技术、精密仪器设计与制造等方面的研究。E-mail： xdwang@dlut.edu.cn" ]
- 基金信息：
  
  辽宁省兴辽英才计划项目(XLYC2002020);国家重点研发计划(2019YFB1310901)
- DOI：10.37188/OPE.20233116.2395
  中图分类号： TP241
- 收稿日期：2023-02-16，
  
  修回日期：2023-04-04，
  
  纸质出版日期：2023-08-25
- 稿件说明：
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任同群,桑永胜,曹润嘏等.悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接控制[J].光学精密工程,2023,31(16):2395-2405.

REN Tongqun,SANG Yongsheng,CAO Rungu,et al.Automatic assembly and welding control of base components of suspended pendulum accelerometer[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(16):2395-2405.
任同群,桑永胜,曹润嘏等.悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接控制[J].光学精密工程,2023,31(16):2395-2405. DOI： 10.37188/OPE.20233116.2395.

REN Tongqun,SANG Yongsheng,CAO Rungu,et al.Automatic assembly and welding control of base components of suspended pendulum accelerometer[J].Optics and Precision Engineering,2023,31(16):2395-2405. DOI： 10.37188/OPE.20233116.2395.

摘要

悬丝摆式加速度计具有小型化、大量程和抗冲击的特点，在航空航天领域得到广泛的应用。其底座与摆组件的精密装配，目前仍以人工装配为主，具有装配精度差、悬丝张紧力不易控制，人工焊接时焊接参数难以保证、焊点质量不佳等问题，导致产品的良品率较低。为此，研发了一套悬丝摆式加速度计底座组件自动装配与焊接设备。根据零件特点与装配环境，采用视觉与力觉反馈控制，实现底座与摆组件位姿和悬丝张紧力的自动调整。基于C++语言，开发了分层架构的控制软件。设计温度反馈控制的焊接工艺流程与焊接策略，并通过有限元仿真与焊接实验进行验证。实验结果表明：该设备可实现自动装配与焊接功能，底座组件的装配精度与焊接质量符合技术指标要求，提高了产品质量。

Abstract

Suspended pendulum accelerometers are widely used in the aerospace field because of the advantages of miniaturization， a large measuring range， and impact resistance. The precision assembly of the base and pendulum components is still mainly manual， with poor assembly accuracy， unstable suspension tension， unguaranteed welding parameters， and poor solder joint quality. These result in a low product yield. To address this， a set of automatic assembly and welding equipment for the pendulum accelerometer base components was developed in this study. According to the characteristics of the parts and the assembly environment， using visual and force feedback control realizes the automatic adjustment of the posture and suspension tension of the base and swing components. Control software for the layered architecture was developed based on the C++ language. A welding process and welding strategy controlled by temperature feedback were designed， and they were verified by finite element simulation and a welding experiment. The experimental results show that the equipment can realize automatic assembly and welding functions， and the assembly accuracy of the base assembly meets the requirements of the technical indicators， which improves the product quality.

关键词

Keywords

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