本發明涉及機械設備的裝配工藝保證，具體涉及一種六自由度運動平臺的裝配方法。

背景技術：

六自由度運動平臺是一種在一定空間內運行，實現空間內六個自由度(X、Y、Z軸平移及旋轉)運動的機電一體化設備；由運動平臺、固定平臺、兩個平臺之間的伺服電動缸以及控制系統組成，通過主控制器運行運動控制算法，控制各個伺服電動缸的伸縮長度以及伸縮速度和加速度，實現運動平臺在空間內六個自由度的運動，從而可以實現運動平臺上固定物在空間內翻轉、扭轉、平移等的運動姿態變換過程。

六自由度運動平臺在使用過程中的穩定性和精度與裝配過程有很大關系。如果裝配順序不當，可能增加裝配難度,或者無法進行裝配，即使完成裝配，最終造成整個設備的穩定性和精確度下降。

技術實現要素：

本方法在于提供一種裝配方法，保證六自由度運動平臺裝配結果的一致性和精確度。

本發明創造通過以下技術方案來實現：

本發明創造的六自由度運動平臺的裝配方法，包括以下步驟：

1、安裝固定平臺，使用吊裝設備同時吊掛固定平臺的吊掛點，對正固定平臺的螺栓孔與平整后安裝基面上的固定螺栓，使用緊固件將固定螺栓所在安裝基面與固定平臺底面緊貼在一起為固定平臺提供穩定的固定基礎；

2、安裝定萬向鉸節器，將定萬向鉸節器的固定端放置在固定平臺的定萬向鉸節器支撐座上，對正定萬向鉸節器的固定端固定孔與定萬向鉸節器支撐座上的螺紋孔，使用緊固件均勻壓緊；

3、安裝伺服電動缸，吊住伺服電動缸的兩端，對正伺服電動缸的減速器端的螺紋孔與定萬向鉸節器的活動端的固定孔，使用緊固件均勻壓緊；

4、安裝動萬向鉸節器，對正動萬向鉸節器的螺柱與伺服電動缸的導桿螺紋孔，螺柱完全旋入導桿螺紋孔后，反向旋出45-90°為動萬向鉸節器相對運動預留一定的空間；

5、安裝控制箱，將控制箱放置在固定平臺上平面的中間空間內，控制箱相對電源插頭端的另一端朝向對面緊挨著的兩臺伺服電動缸的中間位置，調整控制箱的中心點與固定平臺的中心點重合，使用緊固件定位控制箱與固定平臺；

6、安裝連接電纜，將伺服電動缸與控制箱上的伺服電機連接插頭依次對應編號，連接電纜兩端分別連接對應編號的伺服電動缸與控制箱上的伺服電機連接插頭，鎖緊連接插頭；編號需對應匹配于控制箱中伺服驅動器的站號；

7、安裝電纜保護蓋，將電纜保護蓋開口面朝向固定平臺，圍繞固定平臺邊沿拼接成一圈，各個伺服電動缸的連接電纜從最近的出線口出線，其余設置于電纜保護蓋內；使用緊固件連接電纜保護蓋與固定平臺；

8、調整伺服電動缸達到初始化長度，向控制箱供電，啟動控制系統，分別測量各個伺服電動缸的導桿伸出長度，記錄各個伺服電動缸到達初始化長度所使用伺服電機的編碼器讀值，寫入到控制系統中，作為基準參數；

9、安裝運動平臺，使用吊裝設備同時吊掛運動平臺的吊掛點，對正運動平臺與固定平臺，運動平臺上動萬向鉸節器支撐座與動萬向鉸節器接觸，對正動萬向鉸節器的固定孔與運動平臺上動萬向鉸節器支撐座上的螺紋孔，使用緊固件均勻壓緊連接。

為更好的實施本發明創造，緊固定萬向鉸節器前，需調整定萬向鉸節器的注油口相對于固定平臺朝外向上。

為更好的實施本發明創造，起吊伺服電動缸時，伺服電動缸表面需做防護；且緊固前緊挨的兩臺伺服電動缸的接線插頭應相對于固定平臺正向朝外。

為更好的實施本發明創造，緊固動萬向鉸節器前，需調整動萬向鉸節器的注油口相對于固定平臺朝外。

為更好的實施本發明創造，控制箱的中心點與固定平臺的中心點角度誤差不超過±0.2°，位置誤差不超過±2mm。

為更好的實施本發明創造，所述電纜保護蓋采用金屬材質。

為更好的實施本發明創造，所述伺服電動缸的初始化長度是指在六自由度運動平臺啟動后，伺服電動缸初始化完成時要達到的長度；以六自由度運動平臺初始化完成后，運動平臺的各自由度運動范圍達最大為基準。

進一步的，當需要同時使用六個自由度，所述的伺服電動缸的初始化長度調整到伺服電動缸行程中間點位置；當需要使用上下運動的自由度，所述的伺服電動缸的初始化長度調整到伺服電動缸行程最長或最短的位置；當需要傾斜運動的自由度，所述的伺服電動缸的初始化長度調整到使運動平臺傾斜的伺服電動缸行程位置。

為更好的實施本發明創造，步驟5能夠在步驟1與步驟4之間的任一步驟完成后執行。

本發明創造通過上述技術方案，保證了六自由度運動平臺裝配結果的一致性和精確度。

附圖說明

圖1是本發明創造六自由度運動平臺的裝配示意圖；

圖2是本發明創造六自由度運動平臺的固定平臺與控制箱的裝配示意圖；

圖3是本發明創造六自由度運動平臺的初始化狀態一的示意圖；

圖4是本發明創造六自由度運動平臺的初始化狀態二的示意圖；

具體實施方式

結合本發明創造優選實施例及附圖1-4，進一步說明本發明創造。

本優選實施例的六自由度運動平臺的裝配方法，包括以下步驟：

安裝固定平臺1的步驟，使用吊裝設備同時吊掛固定平臺呈120°分布的三個吊掛點21，以使固定平臺1的各吊掛點21受力均勻，減小吊裝過程對固定平臺1變形的影響；然后將固定平臺1平移到安裝固定平臺1的平整后安裝基面上固定螺栓的正對方向，調整固定平臺1的姿態，使固定平臺1的固定螺栓孔與固定螺栓正對，然后緩慢移動固定平臺1，使固定螺栓穿過固定平臺1的所有固定螺栓孔，最后使用螺母將固定平臺1與螺栓均勻壓緊連接一起，使固定平臺1與固定螺栓所在安裝基面緊貼在一起。由于在六自由度運動平臺的運行過程中，固定平臺1的不同部位受力大小和方向不是均勻和等同的，需要固定平臺1的支撐基礎即固定螺栓所在安裝基面為固定平臺1提供穩定的固定基礎，緊貼在一起可以減小整個六自由度運動平臺在使用過程中固定平臺1的變形，降低由于固定平臺1自身的變形對整個六自由度運動平臺工作時精確度的影響，提高整個六自由度運動平臺運動的精確度。

安裝定萬向鉸節器4的步驟，調整定萬向鉸節器4的方向和角度，使其注油口17相對于固定平臺1朝外向上，以方便在使用過程中進行加注潤滑劑操作，減小使用過中維護人員的操作難度，提高使用過中的維護效率；將定萬向鉸節器4放置在固定平臺1的定萬向鉸節器支撐座2上，使定萬向鉸節器4的固定孔與定萬向鉸節器支撐座2的各個螺紋孔正對，然后用螺栓穿過定萬向鉸節器4的固定孔旋入到定萬向鉸節器支撐座2的螺紋孔中，均勻壓緊使定萬向鉸節器4與固定平臺1連接一起；依此方法將其它的定萬向鉸節器4與固定平臺1連接一起。

安裝伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的步驟，使用吊帶吊起伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)，過程中應做防護，以避免劃傷伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的表面；同時吊住伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的兩端，使其在吊運過程中不會滑落和傾斜；調整伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的角度，使在緊挨的兩個定萬向鉸節器4上裝配的兩臺伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的接線插頭7相對于固定平臺1正向朝外，以方便電纜的安裝插接，同時也為使用過程的檢修和維護留下良好的操作基礎；將伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)減速器6端的螺紋孔與定萬向鉸節器4活動端的固定孔對正，使用螺栓穿過定萬向鉸節器4活動端固定孔后旋入伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)減速器6端的螺紋孔內，全部螺栓安裝完成后，使用工具均勻壓緊使伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)與定萬向鉸節器4連接在一起。

安裝動萬向鉸節器11的步驟，將動萬向鉸節器11的螺柱10正對著伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的導桿9螺紋孔，動萬向鉸節器11的螺柱10旋入伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的導桿9螺紋孔，直至螺柱10完全進入螺紋孔，然后再反向旋出45-90°，且使動萬向鉸節器11的注油口相對于固定平臺1朝外，以方便在使用過程中進行加注潤滑劑操作，減小使用過中維護人員的操作難度，提高使用過中的維護效率；反向旋出一定的角度，一方面為接下來的運動平臺裝配時，動萬向鉸節器11預留一定的調整空間，另一方面在六自由度運動平臺的使用過程中，一些空間運動動作會引起動萬向鉸節器11與伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)發生相對運動，此反向旋出的一定角度也為此相對運動預留一定的空間，防止動萬向鉸節器11與伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)在使用過程中因為相對運動而鎖死，引起設備故障或精確度下降。

結合圖2，安裝控制箱18的步驟，將控制箱18放到固定平臺1上平面的中間空間內，控制箱18的電源插頭19端朝外，另一端朝向對面緊挨著的兩臺伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的中間位置，調整使控制箱18的中心點與固定平臺1的中心點重合，角度誤差不超過±0.2°，位置誤差不超過±2mm，完成后使用自攻螺絲釘穿過控制箱18周圍的固定孔20與固定平臺1連接在一起；控制箱18的角度和位置誤差需要在控制箱18安裝完成再次進行檢查，以確定沒有超過要求的誤差范圍，否則會在使用過程中與伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)發生干涉碰撞，對伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)、控制箱18及內部元件造成損壞。

安裝連接電纜的步驟，依靠近控制箱18電源插頭19位置的伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)編號為1(標號為16)，從伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的導桿9端向減速器6端看，逆時針轉向將伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)分別編號為2(標號為5)、3(標號為8)、4(標號為13)、5(標號為14)和6(標號為15)，同樣控制箱18上的伺服電機連接電纜插頭(22、23、24、25、26、27)也依此規則依次編號為1(標號為22)、2(標號為23)、3(標號為24)、4(標號為25)、5(標號為26)和6(標號為27)；根據編號依次遞增或遞減的連接電纜，兩端連接對應編號的伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)與控制箱18上對應的伺服電機連接電纜插頭(22、23、24、25、26、27)，然后使用鎖緊機構鎖緊電纜插頭(22、23、24、25、26、27)，以防止在使用過程中連接電纜脫落；在伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)和控制箱18上的電纜插頭(22、23、24、25、26、27)編號時，需要與控制箱18中伺服驅動器的站號相匹配；即無論三者誰的編號變動，另外兩個均需要對應變動，才能保障整個六自由度運動平臺的使用過程中，實際的運動動作和指令運動動作相符，位置、姿態和運動性能達到指令要求的預期情況。在實際工作中，原則上伺服驅動器的站號已先確定，因此，只需要對應匹配其他兩者即可。伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)與控制箱18上對應的伺服電機連接電纜插頭(22、23、24、25、26、27)匹配是保障整個六自由度運動平臺正常運動的重要裝配節點，另一方面，采用統一和匹配的編號可以提高不同批次和不同規格設備的一致性，方便使用過程中的檢修和維護，提高檢修和維護效率，降低檢修和維護成本。

安裝電纜保護蓋3的步驟，將電纜保護蓋3開口面朝向固定平臺1，圍繞固定平臺1邊沿拼接成一圈，同時使各個伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的連接電纜從最近的出線口出線，其余連接電纜設置在電纜保護蓋內；然后使用自攻螺絲釘將電纜保護蓋3與固定平臺1連接在一起；使用電纜保護蓋3一方面可以對各連接電纜進行防護，保護連接電纜在使用過程中不受外部作用力的損壞；另一個方面，采用金屬材質的電纜保護蓋，可以起到信號屏蔽保護的作用，防止連接電纜傳輸信號受到外部信號干擾信號源的干擾，也防止六自由度運動平臺在使用過程中，連接電纜傳輸的信號干擾到六自由度運動平臺以外的設施；其次，電纜保護蓋3還對其內部穿行的連接電纜有限位作用，防止其隨意被挪動；在使用了合適的噴涂顏色與其它六自由度運動平臺的零部件搭配以后，還有外觀裝飾作用，視覺上看起來更加美觀。

結合圖3、圖4，調整伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)達到初始化長度的步驟，向控制箱18供電，啟動控制系統，分別測量各個伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的導桿伸出長度，控制各個伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)到達初始化長度，記錄此時各個伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)所使用伺服電機的編碼器讀值，然后寫入到控制系統中，作為控制系統進行控制的基準參數。所述的伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)達到的初始化長度是指通過計算、模擬或根據經驗得到的，在六自由度運動平臺使用過程中，為達到最佳使用效果，六自由度運動平臺啟動后，初始化完成時要達到的長度；為達到更佳的使用效果，用戶可以調整初始化長度，調整的依據是在六自由度運動平臺初始化完成后，六自由度運動平臺的各自由度運動范圍達最大，以此來達到可以達到的最佳使用效果：比如需要同時使用六個自由度，就需要將初始化長度調整到伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的行程中間點位置；再比如需要使用上下運動的自由度，則需要將初始化長度調整到伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)行程最長或最短的位置；當需要傾斜運動的自由度，所述的伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的初始化長度調整到使運動平臺12傾斜的伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)行程位置。

安裝運動平臺12的步驟，使用吊裝設備同時吊掛運動平臺12的吊掛點，以使運動平臺12的各吊掛點受力均勻，減小吊裝過程對運動平臺12變形的影響；平移運動平臺12到固定平臺1的正對方向，再平移到與動萬向鉸節器11接觸，調整動萬向鉸節器11的擺角角度和旋轉角度，使動萬向鉸節器11的固定孔與運動平臺12上動萬向鉸節器支撐座28上的螺紋孔正對，使用螺栓穿過動萬向鉸節器11的固定孔旋入到動萬向鉸節器支撐座28的螺紋孔中，然后均勻壓緊使動萬向鉸節器11與運動平臺12連接一起；依此方法將其它的動萬向鉸節器11與運動平臺12連接一起。

上述優選實施例的裝配順序為A順序，其中，作為另一實施例時，調整伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)達到初始化長度的步驟與安裝運動平臺的步驟可以調換，相對A順序，先執行安裝運動平臺的步驟再執行調整伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)達到初始化長度的步驟，在裝配完成運動平臺12后，運動平臺12的自重力會通過動萬向鉸節器11作用到伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)的導桿9上，再執行調整伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)達到初始化長度的步驟對應的操作時可能會引起伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)不可控的伸縮長度變化，增加安全隱患，不利于裝配過程中的生產安全。

安裝伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)步驟與安裝動萬向鉸節器步驟可調換，或安裝伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)步驟和安裝定萬向鉸節器步驟可調換，相對A順序，伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)不是單獨裝配的，此時該組合部件包含有動萬向鉸節器11或定萬向鉸節器4的重量，會增加裝配時的難度，降低裝配效率。

安裝控制箱步驟與安裝連接電纜步驟為先后順序，但不是緊接的順序，安裝控制箱步驟可以在步驟1與步驟4之間的任一步驟完成后執行，即控制箱可以在伺服電動缸(16、5、8、13、14、15)及動萬向鉸節器11或定萬向鉸節器4裝配前后進行，而不會對整個裝配效果產生實質影響。