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(jù)（FAA）的研究，人類定向系統(tǒng)具有復(fù)雜性，在地面上的表現(xiàn)極為出色，而一旦到空中，人體處于一種不熟悉的三維環(huán)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(xiàn)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(chǎn)出來的？

為確保慣性傳感器工作的可靠性，其生產(chǎn)工藝至關(guān)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(fā)生裝配誤差，慣性信號傳達(dá)錯誤，可能影響飛機(jī)航路，在作戰(zhàn)情況下更可能導(dǎo)致整場戰(zhàn)斗的失利。雖然近些年國內(nèi)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(chǎn)與裝配目前均為人工操作，由于產(chǎn)品零部件尺寸小、精度要求高，人工需要在放大鏡下進(jìn)行操作，產(chǎn)品一致性差，同時對人員素質(zhì)有很高要求，而在此方面的精密裝配技術(shù)僅有北鋼聯(lián)一家有長達(dá)數(shù)年的攻關(guān)研究。

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(xiàn)各零件的自動輸送、自動點(diǎn)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(zhǔn)度、高效性及產(chǎn)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(yù)裝環(huán)；

3）零件3，直徑22mm、厚度7.6mm（根據(jù)型號不同可定制化）。

*為保護(hù)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(gòu)成有零件1/2/3輸送機(jī)、零件1/2/3輸送盤、成品輸送機(jī)、成品盤、視覺系統(tǒng)1/2/3、點(diǎn)膠機(jī)A/B、6軸機(jī)器人A/B、裝配平臺及控制系統(tǒng)構(gòu)成，可實現(xiàn)零件的自動定位抓取、自動點(diǎn)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(yán)絲合縫的保證裝配精度？

真空吸盤，實現(xiàn)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(guī)的機(jī)械手無法進(jìn)行抓取操作，且抓取過程易對零件產(chǎn)生損傷；此外需裝配的零件因其產(chǎn)品特性，不能采用磁吸的方式進(jìn)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(jìn)行平穩(wěn)的吸取及轉(zhuǎn)運(yùn)，且在此過程中不會對零件造成損傷。

定制化抓手，實現(xiàn)自動分布式點(diǎn)膠。

人工操作點(diǎn)膠時，由于人工的不確定性，使得點(diǎn)膠位置、點(diǎn)膠量不能得到很好的保證，且零件中心及外圈點(diǎn)膠為兩種不同成分的膠液，人工極易造成膠體混雜。6軸點(diǎn)膠機(jī)器人，使用了北鋼聯(lián)自行研制的定制化抓手，帶有旋轉(zhuǎn)分度，可根據(jù)預(yù)設(shè)點(diǎn)數(shù)及位置自動旋轉(zhuǎn)配合點(diǎn)膠機(jī)實現(xiàn)分布式點(diǎn)膠，分度精度達(dá)5′，膠量精度達(dá)2μL。

錐型結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)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(chǎn)品精度重復(fù)性差。新研制的生產(chǎn)線裝配平臺設(shè)置了錐型裝配工裝，通過錐型結(jié)構(gòu)與機(jī)器人的錐型配合，可實現(xiàn)同軸度0.03mm的高精度要求，精度重復(fù)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(chǎn)量為2000件（8小時），需技藝熟練的操作工10名。通過機(jī)器人配合視覺系統(tǒng)，PLC系統(tǒng)控制各設(shè)備有序運(yùn)轉(zhuǎn)，改造后的生產(chǎn)線每天產(chǎn)量達(dá)3000件，無需人員參與生產(chǎn)，實現(xiàn)了人員的大幅節(jié)省。當(dāng)下，我國對航空事業(yè)越來越重視，航空工業(yè)發(fā)展迅猛，基于工業(yè)機(jī)器人的智能裝配系統(tǒng)將大大縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，有力的促進(jìn)國防軍工事業(yè)飛速發(fā)展。