，直线电机带动吸盘组模块返回零点位置。
[0055]步骤5:机器人带动外框模块移动到飞行器待贴片区域；视觉找正模块工作，利用视觉系统的拍照和记录功能，测量出待贴片区域的整体轮廓外形，得到待贴片区域中心点，并计算出待贴片区域中心点与视觉相机中心的偏差值；依据待贴片区域中心点与视觉相机中心的偏差值，控制机器人带动外框模块移动，使待贴片区域中心点与视觉相机中心重合；由于相机位置与电机主轴位置固定，所以根据步骤1标定的视觉相机中心与直线电机主轴轴线的相对距离，控制机器人带动外框模块移动，使待贴片区域中心点与直线电机主轴轴线重合。
[0056]步骤6:机身待贴片找正之后，法向调平模块工作，四个激光测距传感器测得激光测距传感器测量中心与待贴片区域距离；根据四个激光测距传感器测量中心与待贴片区域距离，以及步骤1标定的矩形平面长度、宽度，计算得到法向角度补偿量，并根据法向角度补偿量控制机器人调整位姿，经过多次测量及姿态调整，使直线电机主轴轴线与待贴片区域表面法向平行。
[0057]步骤7:直线电机驱动吸盘组模块沿轴线进给，并通过压力传感器实时检测压力值，当检测的隔热片与飞行器待贴片区域接触压力达到设计要求时，直线电机停止进给，保压一定时间至隔热片与飞行器固定后，关闭吸盘真空系统，吸盘与隔热片分离，直线电机带动吸盘组模块返回零点位置，自动贴片完成。
[0058]飞行器隔热片自动装配技术是飞行器先进制造技术的重要组成部分，是实现飞行器装配数字化、自动化、柔性化的重要保证。本发明通过预先的结构设计、高柔性的工业机器人及先进的自动控制技术，使飞行器隔热片抓取贴合由纯手工转向自动化，保障贴合精度的同时，提高了贴合质量的稳定性，降低了工人的劳动强度。
[0059]尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【主权项】
1.一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的装置，其特征在于:包括外框模块、主轴模块、法向调平模块、视觉找正模块、压力检测模块、吸盘组模块；外框模块用于安装其余模块；主轴模块包括直线电机，直线电机实现沿贴片轴线的直线进给，并提供贴片所需的拉压力；法向调平模块包括四个分布在直线电机轴线周围的激光测距传感器，法向调平模块实现主轴模块轴线与待抓取隔热片法向平行以及主轴模块轴线与待贴片区域表面法向平行；视觉找正模块包括视觉相机和配套光源，视觉找正模块实现不同形状隔热片中心位置找正和待贴片区域位置识别；压力检测模块安装在主轴模块与吸盘组模块之间，压力检测模块通过压力传感器监测并反馈贴片压力；吸盘组模块采用真空吸盘实现抓取隔热片。2.根据权利要求1所述一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的装置，其特征在于:四个激光测距传感器向内倾斜锥度安装，使激光与直线电机轴线存在夹角。3.根据权利要求2所述一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的装置，其特征在于:外框模块包括法兰盘和围框，法兰盘一端与外部机器人固定连接，另一端固定连接围框上端；视觉找正模块固定安装在围框一侧，法向调平模块安装在围框下端；围框内部固定有电机安装板，直线电机安装在电机安装板上，且直线电机轴线与法兰盘轴线共线。4.根据权利要求2或3所述一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的装置，其特征在于:压力检测模块包括压力传感器，压力传感器两端通过安装套筒分别与直线电机主轴以及吸盘组模块连接。5.根据权利要求4所述一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的装置，其特征在于:吸盘组模块包括安装支架、吸盘安装板和真空吸盘；安装支架与压力检测模块下侧安装套筒连接，吸盘安装板固定在安装支架上，若干真空吸盘固定在吸盘安装板上，且中间位置吸盘的轴线与直线电机主轴轴向重合。6.一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤1:对四个激光测距传感器组成的传感器系统进行标定:四个激光测距传感器的测量中心组成一个矩形平面，测量矩形平面长度和宽度；对视觉找正模块与主轴模块进行标定:测量视觉相机中心与直线电机主轴轴线的相对距离； 步骤2:控制主轴模块运行至零点位置，并由机器人带动外框模块移动到隔热片放置工位；视觉找正模块工作，测量出隔热片的整体轮廓，得到隔热片中心点，并计算出隔热片中心点与视觉相机中心的偏差值；依据隔热片中心点与视觉相机中心的偏差值，控制机器人带动外框模块移动，使隔热片中心点与视觉相机中心重合；根据步骤1标定的视觉相机中心与直线电机主轴轴线的相对距离，控制机器人带动外框模块移动，使隔热片中心点与直线电机主轴轴线重合； 步骤3:法向调平模块工作，四个激光测距传感器测得激光测距传感器测量中心与隔热片距离；根据四个激光测距传感器测量中心与隔热片距离，以及步骤1标定的矩形平面长度、宽度，计算得到法向角度补偿量，并根据法向角度补偿量控制机器人调整位姿，使直线电机主轴轴线与隔热片表面法向平行； 步骤4:直线电机驱动吸盘组模块沿轴线进给，并通过压力传感器实时检测压力值，当检测的吸盘与隔热片接触压力达到设计要求时，直线电机停止进给，吸盘真空系统启动，当真空度满足要求后，直线电机带动吸盘组模块返回零点位置； 步骤5:机器人带动外框模块移动到飞行器待贴片区域；视觉找正模块工作，测量出待贴片区域的整体轮廓外形，得到待贴片区域中心点，并计算出待贴片区域中心点与视觉相机中心的偏差值；依据待贴片区域中心点与视觉相机中心的偏差值，控制机器人带动外框模块移动，使待贴片区域中心点与视觉相机中心重合；根据步骤1标定的视觉相机中心与直线电机主轴轴线的相对距离，控制机器人带动外框模块移动，使待贴片区域中心点与直线电机主轴轴线重合； 步骤6:法向调平模块工作，四个激光测距传感器测得激光测距传感器测量中心与待贴片区域距离；根据四个激光测距传感器测量中心与待贴片区域距离，以及步骤1标定的矩形平面长度、宽度，计算得到法向角度补偿量，并根据法向角度补偿量控制机器人调整位姿，使直线电机主轴轴线与待贴片区域表面法向平行； 步骤7:直线电机驱动吸盘组模块沿轴线进给，并通过压力传感器实时检测压力值，当检测的隔热片与飞行器待贴片区域接触压力达到设计要求时，直线电机停止进给，当隔热片与飞行器固定后，关闭吸盘真空系统，吸盘与隔热片分离，直线电机带动吸盘组模块返回零点位置。
【专利摘要】本发明涉及一种实现飞行器隔热片自动抓取和精准贴合的装置及方法，装置包括外框模块、主轴模块、法向调平模块、视觉找正模块、压力检测模块、吸盘组模块；其中通过视觉找正模块可以准确找寻隔热片中心及待贴片区域中心，实现了隔热片与机身的精准贴合，保证了所有隔热片贴合的位置精度；通过法向调平模块实现了电机轴线、吸盘中心与隔热片曲面法向精确重合，使拉压力始终与隔热片法向重合，保证了贴片及粘附检测时力方向始终与隔热片外表面垂直；通过压力检测模块实时检测电机轴向方向的力，从而实现电机加载精准闭环控制；通过采用吸盘组模块实现根据需求进行吸盘直径、数量及位置的柔性设计与调整，实现了不同尺寸、不规则形状的隔热片的抓取。
【IPC分类】B25J15/06, B23P19/02
【公开号】CN105252251
【申请号】CN201510731096
【发明人】张开富, 刘平, 程晖, 胡文强, 邹鹏, 武涛
【申请人】西北工业大学
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年11月2日