本實用新型涉及水準儀裝配過程中擺體、擺棱鏡的裝配設(shè)備，特別涉及一種水準儀擺棱鏡粘貼工裝。

背景技術(shù)：

水準儀的擺棱鏡粘貼直接影響水準儀光路偏斜情況和擺體組的重心，同時影響水準儀裝配過程中像高低、交叉精度和補償范圍的調(diào)節(jié)，還會影響粗瞄準的調(diào)節(jié)，傳統(tǒng)水準儀擺棱鏡粘貼方式為機械定位，擺體、擺棱鏡均依靠同一個零件不同位置進行定位，定位后配合尺寸不可調(diào)節(jié)，而且工裝通用型差，工裝需要根據(jù)不同的零件結(jié)構(gòu)進行對應(yīng)設(shè)計，同時原工裝夾緊方式為手工螺釘夾緊，工作強度大、不便于批量生產(chǎn)使用，另外原粘貼工藝用膠為環(huán)氧樹脂膠，膠初固化時間長且膠接后膠接處易產(chǎn)生應(yīng)力，影響裝配體一次合格率，同時影響儀器像質(zhì)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本實用新型的目的在于提供一種水準儀擺棱鏡粘貼工裝及使用方法，以解決上述問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取的技術(shù)方案是：一種水準儀擺棱鏡粘貼工裝，其特征在于：水準儀擺棱鏡粘貼工裝包括腳踏開關(guān)、桌體框架、電氣箱、擺棱鏡粘貼主體、桌板、UV固化機、腳踏氣動閥、工藝文件支架、支撐板和控制系統(tǒng)，其中桌板通過螺釘固定到桌體框架上層，電氣箱和支撐板通過螺釘固定到桌體框架下層，UV固化機主體安放到支撐板上，擺棱鏡粘貼主體通過桌板預(yù)留安裝孔用螺釘固定到桌板上，工藝文件支架擺放到桌板上，腳踏開關(guān)為動作控制輸入端連接到控制系統(tǒng)。

本實用新型所述擺棱鏡粘貼主體分為兩大部分，一部分為擺體定位裝置，另一部分為擺棱鏡定位裝置，擺體定位裝置包括夾緊裝置、主立板和緩沖裝置；緩沖裝置包括限位塊、壓簧和導(dǎo)柱，壓簧和導(dǎo)柱裝入限位塊中，導(dǎo)柱壓在壓簧之上；夾緊裝置和緩沖裝置通過螺釘安裝到主立板上，主立板通過銷釘和六角螺釘固定到安裝底板上，安裝底板通過螺釘固定到所述的桌板上。

本實用新型所述擺棱鏡定位裝置包括二維平臺連接板、LY-60二維平臺、支撐板、肋板、紫外燈固定架、帶導(dǎo)軌氣缸、氣缸、連接塊、導(dǎo)軌、氣動手指裝配體和紫外燈調(diào)整架，其中氣動手指裝配體通過螺釘連接到連接塊的U型槽內(nèi)部，氣缸通過氣缸桿末端螺紋連接到連接塊上面，連接塊通過螺釘緊固到導(dǎo)軌的滑塊上，導(dǎo)軌與氣缸通過螺釘使其緊貼于支撐板正面，UV固化機固化頭通過頂絲固定到紫外燈調(diào)整架中，并通過頂絲將其固定到紫外燈固定架對應(yīng)孔中，紫外燈固定架通過螺釘固定到帶導(dǎo)軌氣缸的導(dǎo)軌L型面的短面上，帶導(dǎo)軌氣缸通過螺釘固定到支撐板后面并貼緊，肋板通過螺釘與支撐板連接，以增強支撐板的穩(wěn)定性，支撐板再通過螺釘連接到LY-60二維平臺上表面，然后通過螺釘連接LY-60二維平臺，再通過LY-60二維平臺底部層預(yù)留孔連接到二維平臺連接板上，二維平臺連接板再通過螺釘連接到所述的安裝底板上。

本實用新型所述擺體定位裝置的主立板設(shè)有上定位面、右定位面和后定位面，擺體定位裝置依靠主立板的上定位面、右定位面和后定位面與擺體的上定位面、右定位面和后定位面配合定位擺體。

本實用新型所述擺棱鏡定位裝置的氣動手指裝配體分別為定位手指、氣動手指和夾持手指，定位手指通過螺釘固定到氣動手指的一個開合手指端的外側(cè)，夾持手指通過螺釘固定到氣動手指的另一個開合手指端的外側(cè)，擺棱鏡的X、Y方向定位是通過定位手指和夾持手指與擺棱鏡上的定位面、右定位面和后定位面的配合定位擺棱鏡。

本實用新型的所產(chǎn)生的有益效果是：采用本實用新型，可實現(xiàn)裝配尺寸的實時連續(xù)可調(diào)和工裝的通用型，其次工裝利用氣動元件實現(xiàn)零件的夾緊，節(jié)約了裝夾時間、提高了裝配效率、降低了工人的工作強度，而且工裝利用光敏膠作為膠合材料，減少了初固化時間，同時降低了膠合應(yīng)力。利用光敏膠進行零件膠接縮短了裝配體的初固化，提高了工作效率，同時以由于光敏膠產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力較小，儀器像質(zhì)較用原工裝粘貼的擺棱鏡像質(zhì)較好。

附圖說明

圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)軸側(cè)圖；

圖2為本實用新型結(jié)構(gòu)正視圖；

圖3為本實用新型工件軸側(cè)圖；

圖4為本實用新型工件正視圖；

圖5為本實用新型工件右視圖；

圖6為本實用新型擺棱鏡粘貼主體軸側(cè)圖；

圖7為本實用新型擺棱鏡粘貼主體左視圖；

圖8為本實用新型緩沖裝置剖視圖；

圖9為本實用新型氣動手指裝配體軸側(cè)圖；

圖10為本實用新型主立板軸側(cè)圖；

圖11為本實用新型電氣箱軸側(cè)圖；

圖12為本實用新型電氣箱俯視圖；

圖13為本實用新型控制系統(tǒng)硬件框圖；

圖14為本實用新型PI1、PI2、PI3、PI4輸入口原理圖；

圖15為本實用新型AVR芯片、外部晶振電路、復(fù)位電路原理圖；

圖16為本實用新型ISP接口電路原理圖；

圖17為本實用新型電源電路原理圖；

圖18為本實用新型Px接口原理圖；

圖19為本實用新型繼電器樣例原理圖；

圖20為本實用新型坐標系圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1、圖2所示，一種水準儀擺棱鏡粘貼工裝包括腳踏開關(guān)1、桌體框架2、電氣箱3、擺棱鏡粘貼主體4、桌板5、UV固化機6、腳踏氣動閥7、工藝文件支架8、支撐板9和控制系統(tǒng)，其中桌板5通過螺釘固定到桌體框架2上層，電氣箱3和支撐板9通過螺釘固定到桌體框架2下層，UV固化機6主體安放到支撐板9上，擺棱鏡粘貼主體4通過桌板5預(yù)留安裝孔用螺釘固定到桌板5上，工藝文件支架8擺放到桌板5上，腳踏開關(guān)1為動作控制輸入端連接到控制系統(tǒng)。

如圖1、圖2、圖6、圖7和圖8所示，本實用新型的擺棱鏡粘貼主體4分為兩大部分，一部分為擺體定位裝置，另一部分為擺棱鏡定位裝置，擺體定位裝置包括夾緊裝置4-3、主立板4-2和緩沖裝置4-15；緩沖裝置4-15包括限位塊4-15-1、壓簧4-15-2和導(dǎo)柱4-15-3，壓簧4-15-2和導(dǎo)柱4-15-3裝入限位塊4-15-1中，導(dǎo)柱4-15-3壓在壓簧4-15-2之上；夾緊裝置4-3和緩沖裝置4-15通過螺釘安裝到主立板4-2上，主立板4-2通過銷釘4-16和六角螺釘4-17固定到安裝底板4-1上，安裝底板4-1通過螺釘固定到桌板5上。

如圖6、圖7和圖20所示，擺棱鏡10的Z軸方向定位則依靠緩沖裝置4-15中的限位塊4-15-1對應(yīng)面接觸限位，保證Z軸方向擺棱鏡10上定位面10-1到擺體11上定位面11-1裝配尺寸，同時導(dǎo)柱4-15-3與壓簧4-15-2共同作用減緩擺棱鏡10的下降速度，防止下落速度過快、沖擊過大，定位發(fā)生偏移。

如圖1、圖2、圖7和圖8所示，本實用新型的擺棱鏡定位裝置包括二維平臺連接板4-4、LY-60二維平臺4-5、支撐板4-6、肋板4-7、紫外燈固定架4-8、帶導(dǎo)軌氣缸4-9、氣缸4-10、連接塊4-11、導(dǎo)軌4-12、氣動手指裝配體4-13和紫外燈調(diào)整架4-14，其中氣動手指裝配體4-13通過螺釘連接到連接塊4-11的U型槽內(nèi)部，氣缸4-10通過氣缸桿末端螺紋連接到連接塊4-11上面，連接塊4-11通過螺釘緊固到導(dǎo)軌4-12的滑塊上，導(dǎo)軌4-12與氣缸4-10通過螺釘使其緊貼于支撐板4-6正面，UV固化機6固化頭通過頂絲固定到紫外燈調(diào)整架4-14中，并通過頂絲將其固定到紫外燈固定架4-8對應(yīng)孔中，紫外燈固定架4-8通過螺釘固定到帶導(dǎo)軌氣缸4-9的導(dǎo)軌L型面的短面上，帶導(dǎo)軌氣缸4-9通過螺釘固定到支撐板4-6后面并貼緊，肋板4-7通過螺釘與支撐板4-6連接，以增強支撐板4-6的穩(wěn)定性，支撐板4-6再通過螺釘連接到LY-60二維平臺4-5上表面，然后通過螺釘連接LY-60二維平臺4-5，再通過LY-60二維平臺4-5底部層預(yù)留孔連接到二維平臺連接板4-4上，二維平臺連接板4-4再通過螺釘連接到安裝底板4-1上。

如圖6、圖7和圖20所示，本實用新型的擺體11可通過繞銷釘4-16旋轉(zhuǎn)主立板4-2調(diào)整擺體11與擺棱鏡10繞Z軸的角度，通過調(diào)整LY-60二維平臺4-5可以實現(xiàn)擺棱鏡10與擺體11之間關(guān)于X、Y方向的配合尺寸。

如圖1、圖5、圖6和圖10所示，本實用新型的擺體定位裝置的主立板4-2設(shè)有上定位面4-2-1、右定位面4-2-2和后定位面4-2-3，擺體定位裝置依靠主立板4-2的上定位面4-2-1、右定位面4-2-2和后定位面4-2-3與擺體11的上定位面11-1、右定位面11-2和后定位面11-3配合定位擺體11。

如圖4、圖5、圖6、圖9和圖20所示，本實用新型的擺棱鏡定位裝置的氣動手指裝配體4-13分別為定位手指4-13-1、氣動手指4-13-2和夾持手指4-13-3，定位手指4-13-1通過螺釘固定到氣動手指4-13-2的一個開合手指端的外側(cè)，夾持手指4-13-3通過螺釘固定到氣動手指4-13-2的另一個開合手指端的外側(cè)，擺棱鏡10的X、Y方向定位是通過定位手指4-13-1和夾持手指4-13-3與擺棱鏡10上的定位面10-1、右定位面10-2和后定位面10-3的配合定位擺棱鏡10。

如圖11和圖12所示，本實用新型的電氣箱3包括調(diào)壓閥裝配體3-1、箱體支架3-2、散熱風扇3-3、電磁閥3-4、散熱片3-5、電磁閥安裝板3-6，其中散熱片3-5貼于電磁閥3-4的電磁開關(guān)側(cè)面，電磁閥3-4通過螺釘連接到電磁閥安裝板3-6上，電磁閥安裝板3-6通過螺釘安裝到箱體支架3-2中間層位置鋁型材搭建的平臺上，調(diào)壓閥裝配體3-1通過螺釘安裝到箱體支架3-2中間層鋁型材的方管上，散熱風扇3-3通過螺釘安裝到箱體支架3-2側(cè)面。

電氣箱3中的氣管通過桌板5上的氣管預(yù)留孔連接到擺棱鏡粘貼主體4對應(yīng)氣缸上。壓縮空氣通過調(diào)壓閥裝配體3-1過濾掉壓縮氣體中的水分后進入電磁閥3-4。

如圖13、圖14、圖15所示，本實用新型的控制系統(tǒng)采用AVR單片機ATMEGA16L為主芯片，AVR主芯片通過輸入接口與腳踏開關(guān)1連接，外部晶振電路、復(fù)位電路、電源電路、ISP接口電路、Px接口分別與AVR主芯片連接，AVR主芯片連接繼電器，繼電器連接電磁閥。AVR主芯片用腳踏開關(guān)1作為信號輸入，輸入信號通過AVR內(nèi)部程序處理轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)中繼電器的響應(yīng)，繼電器輸出端連接著電磁閥，從而實現(xiàn)對電磁閥的控制。

控制系統(tǒng)所用芯片為AVR芯片（ATMEGA16L），電源供電為12V2.1A開關(guān)電源供電，通過控制系統(tǒng)實現(xiàn)對電氣箱3中電磁閥的動作控制。

圖16為本實用新型控制系統(tǒng)ISP接口原理圖。圖18為本實用新型Px接口原理圖。

如圖17所示，電源接口主要采用LM2576電源芯片。如圖19所示，本實用新型控制系統(tǒng)的繼電器主要采用HK4100F-DC5V芯片。

如圖1、圖2所示，本實用新型的擺棱鏡粘貼主體4、電氣箱3和腳踏氣動閥7數(shù)量均設(shè)為兩套，腳踏開關(guān)1設(shè)為五套，其中四套為電氣箱3控制開關(guān)，一套為UV固化機控制開關(guān)。

本實用新型采用的UV固化機6為固化頭輸出，固化頭數(shù)量為四根：分別是1#固化頭6-1、2#固化頭6-2、 3#固化頭6-3、4#固化頭6-4。如圖1所示：從左至右分別為1#擺棱鏡粘貼主體和2#擺棱鏡粘貼主體，從左至右為1#腳踏開關(guān)、2#腳踏開關(guān)、3#腳踏開關(guān)、4#腳踏開關(guān)和5#腳踏開關(guān)，從左至右為1#腳踏氣動閥和2#腳踏氣動閥。

本實用新型采用的UV固化機6通過固化光敏膠實現(xiàn)擺棱鏡10與擺體11的膠接。

水準儀擺棱鏡粘貼工裝的工作原理及使用方法有如下步驟：

1、打開工裝配電開關(guān)和配氣開關(guān)，檢查電氣箱3中調(diào)壓閥裝配體3-1上氣壓表顯示是否正常；

2、繞銷釘轉(zhuǎn)動主立板4-2，調(diào)節(jié)LY-60二維平臺4-5校準工裝；

3、將擺體11放置到1#擺棱鏡粘貼主體4的主立板4-2上，擺體11定位面與主立板4-2對應(yīng)定位面配合，踩動與輸入接口PI1連接的1#腳踏開關(guān)1，1#腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN1電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN1的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N1輸入信號進行處理，并由OUT1端口輸出使1#繼電器工作，1#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，夾緊裝置4-3中的氣缸（圖3所示）進氣，氣缸桿伸出頂緊擺體11，同時1#繼電器由AVR單電機內(nèi)部程序控制延遲幾秒關(guān)閉；

4、擺棱鏡10定位面貼緊定位手指4-13-1定位面，再次踩動與輸入接口PI1相連的1#腳踏開關(guān)1，1#腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN1電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN1的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N1輸入信號進行處理，并由OUT2端口輸出使2#繼電器工作，2#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，氣動手指4-13-2進氣，平行對開手指收緊從而帶動定位手指4-13-1和夾緊手指4-13-3收緊，擺棱鏡10夾緊，同時由程序控制2#繼電器工作延遲幾秒后關(guān)閉；

5、第三次踩動與輸入接口PI1相連的1#腳踏開1，1#腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN1由電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN1的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N1輸入信號進行處理，并由OUT3端口輸出使3#繼電器工作，3#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，氣缸4-10推動連接塊4-11使已經(jīng)定位、夾緊的擺棱鏡10沿導(dǎo)軌4-12克服緩沖裝置4-15中的彈簧力向下移動，直至連接塊4-11與限位塊4-15-1接觸，3#繼電器依然經(jīng)由單片機程序控制工作后延遲幾秒鐘關(guān)閉；

6、在擺體點膠槽位置按操作工藝點適量光敏膠；

7、踩動1#腳踏氣動閥7，帶導(dǎo)軌氣缸4-9導(dǎo)桿伸出，帶動1#固化頭6-1、2#固化頭6-2向下移動；

8、踩動與UV固化機相連的3#腳踏開,1，UV固化機的1#固化頭6-1、2#固化頭6-2工作，3#固化頭6-3、4#固化頭6-4不工作，從而對光敏膠進行初固化；

9、將擺體11放置到2#擺棱鏡粘貼主體4的主立板4-2上，擺體11定位面與主立板4-2定位面配合，踩動與輸入接口PI3連接的4#腳踏開關(guān)1，腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN3電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN3輸入的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N3輸入信號進行處理，并由OUT7端口輸出使7#繼電器工作，7#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，夾緊裝置4-3中的氣缸（如圖6所示）進氣，氣缸桿伸出頂緊擺體11，同時7#繼電器由AVR單電機內(nèi)部程序控制延遲幾秒關(guān)閉；

10、擺棱鏡10定位面貼緊定位手指4-13-1對應(yīng)定位面，再次踩動與輸入接口PI3相連的4#腳踏開關(guān)1，腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN3電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN3輸入的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N3輸入信號進行處理，并由OUT8端口輸出使8#繼電器工作，8#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，氣動手指4-13-2進氣，平行對開手指收緊，從而帶動定位手指4-13-1和夾緊手指4-13-3收緊，擺棱鏡10夾緊，同時由程序控制8#繼電器工作延遲幾秒后關(guān)閉；

11、第三次踩動與輸入接口PI3相連的4#腳踏開關(guān)1，腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN3電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN3輸入的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N3輸入信號進行處理，并由OUT9端口輸出使9#繼電器工作，9#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，氣缸4-10推動連接塊4-11，使已經(jīng)定位、夾緊的擺棱鏡10沿導(dǎo)軌4-12克服緩沖裝置4-15中的彈簧力向下移動，直至連接塊4-11與限位塊4-15-1接觸，9#繼電器依然經(jīng)由單片機程序控制工作后延遲幾秒鐘關(guān)閉；

12、在擺體點膠槽位置按操作工藝點適量光敏膠；

13、踩動2#腳踏氣動閥，帶導(dǎo)軌氣缸4-9導(dǎo)桿伸出，帶動UV固化機6的3#固化頭6-3、4#固化頭6-4向下移動；

14、踩動與UV固化機相連的3#腳踏開關(guān)1，UV固化機6的1#固化頭6-1、2#固化頭6-2不工作，3#固化頭6-3、4#固化頭6-4工作，從而對光敏膠進行初固化；

15、踩動與輸入接口PI2相連的2#腳踏開關(guān)1，2#腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN2電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN2輸入的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N2輸入信號進行處理，并由OUT4端口、OUT5端口、OUT6端口輸出使4#繼電器、5#繼電器、6#繼電器工作，4#繼電器、5#繼電器、6#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，取下初固化后擺體11；

16、重復(fù)步驟3至步驟8；

17、踩動與輸入接口PI4相連的5#腳踏開關(guān)1，5#腳踏開關(guān)1閉合，光耦合元件接通工作，輸入接口IN4電平由高電平轉(zhuǎn)為低電平，AVR單片機識別到輸入接口IN4輸入的低電平信號，單片機內(nèi)部程序?qū)N4輸入信號進行處理，并由OUT10端口、OUT11端口、OUT12端口輸出使10#繼電器、11#繼電器、12#繼電器工作，10#繼電器、11#繼電器、12#繼電器工作控制對應(yīng)的電磁閥工作，取下初固化后擺體11；

18、重復(fù)步驟9至步驟14。

綜上所述，本實用新型可以實現(xiàn)裝配尺寸的實時連續(xù)可調(diào)，提高了裝配精度，而且由于工裝的可調(diào)節(jié)性，工裝對于不同擺棱鏡的通用適應(yīng)性也有很大的提高，同時工裝利用氣動元件實現(xiàn)零件的夾緊，節(jié)約了裝夾時間、提高了裝配效率、降低了工人的工作強度。