斜向压嵌装配的特点与自动装配策略装配任务与装配关系本装配单元的装配对象为电机和由电机套筒、弹簧片等零件组成的电机套筒组件。电机和电机套筒的结构简图如所示。电机套筒呈左右对称结构：下方是圆柱形的电机套筒与电机的零件简图凹槽，用于放置弹簧片等零件；上沿是半圆形的凹口，用于卡住电机的上端轴。电机的两个侧面是平面，另两个侧面是圆弧面。在装配电机前，电机套筒的凹槽中已装有弹簧片等零件。该装配任务将电机斜向压嵌入电机套筒。装配结束后，电机的上端被卡入电机套筒的上翼缘，下端轴插入减速器的十字槽中。
由于工艺要求，电机套筒上沿的变形不能很大，实际装配时，要先将电机下端斜向插入电机套筒中，然后再将电机上端压入电机套筒。在装配过程中，要同时克服电机套筒和弹簧片因变形产生的阻力。施加的装配力不仅使电机有斜向下插的运动，而且使电机有压嵌电机套筒上沿的运动。这说明该装配作业是一个斜向压嵌装配的过程，整个过程可简单描述如下：（1）电机下端轴斜向插入电机套筒中，电机上端处于自由状态；（2）电机上端向电机套筒靠近，与电机套筒的上沿接触；（3）电机上端继续运动，下压弹簧片并涨开电机套筒上沿，使电机进入电机套筒；（4）电机在弹簧片和电机套筒的弹性变形约束下继续运动，直至嵌入电机套筒中；（5）电机在电机套筒中的运动受到约束，装配动作结束。
从上面对斜向压嵌电机装配过程的分析可以看出：为顺利完成装配任务，要同时提供沿电机轴向的装配力和沿电机径向的装配力；而且对于装配过程中的不同的接触状态，其受力状态各不相同，所需的装配力也相应不同。
斜向压嵌装配作业的自动装配策略手工装配时，一般采用如所示的夹持方式和斜向压嵌装配动作。人手的食指搭在电机上端轴处对电机进行轴向定位和产生轴向压力。人手的拇指和中指环绕电机的两个圆弧侧面，对电机进行径向定位和产生径向压力。各手指产生的压力是装配过程中装配力的来源。斜向压嵌装配时，各手指与电机保持相对静止，通过绕手腕旋转使电机运动到不同的斜向位姿。同时，通过各手指的协调配合，自动顺应不同的接触状态，产生合适的装配力。
人手的斜向压嵌装配动作通过模拟人手的斜向压嵌装配动作，我们设计了如所示的仿生手爪。该夹持器主要由支座、手指、手爪体和气缸驱动装置4部分组成，分别类似于人的小臂、手指、手掌和手部的肌腱。手指与手爪体固连在一起，通过螺销装在支座上，可以绕支座转动，这类似于手掌绕手腕的转动。
支座是安装手指、手爪体和气缸驱动装置的地方，同时也是整个手爪与外界连接的接口。手指部分有两个手指，对称分布形成圆形空腔，类似人手的拇指和中指，用于对电机径向的夹持。手爪体是整个手爪的核心组成部分，不仅用于对电机的径向夹持，还用于执行斜向压嵌装配的动作。
手爪体上方设计有钩子，类似人手的食指，在电机轴向施加装配力。手爪体通过螺销与支座连接。装配开始时，手爪体在顶销的作用下偏垂直方向15.抓取电机时，钩子仍保持这一倾斜姿态，以保证斜向的装配角度。当斜向插轴结束后，手爪继续向前运动，使顶销受到压迫，电机随手爪体沿螺销轴旋转。转动时，钩子将产生向下的运动，提供轴向的装配力，把电机压嵌入电机套筒。
电机采用滑槽送料。电机滑槽有一定的倾斜角度，可使电机顺利滑下。电机套筒采用送料。电机套筒在送料托盘上由电机套筒的3个孔定位。抓取电机套筒时，抓取点也为电机套筒上的3个孔。通过统一定位基准与抓取基准，可以减小对电机套筒的抓取误差。
对电机操作时，机器人末端装上电机手爪。通过模拟人手的装配动作，电机手爪不仅用于抓取电机，更用于实现斜向压嵌装配的装配策略。抓取电机套筒的手爪为三指手爪，3个手指通过法兰连接起来。手爪上3指的分布与电机套筒上3个定位孔的位置分布一致。每个指的前端设计为锥形，使手指更易于插入电机套筒。2个手爪都放在手爪库中，通过手爪更换装配选择需要的手爪。
我们选用SV3机器人作为装配机器人完成装配任务。选用的装配机器人应具有6个自由度才能完成装配任务，SV3机器人可以满足这一要求；而且SV3机器人的精度为02mm，由于采取了相应措施降低定位误差和抓取误差，SV3机器人可满足精度上的要求。在生产现场，可以用其它装配机或机器人代替SV3机器人，以进一步降低成本。
结束语斜向压嵌装配是一类复杂的装配任务。本文的设计思路适用于一般的斜向压嵌装配任务，而且易于在生产实践中实现。
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