CN112676815B - 一种辐射单元柔性自动化组装生产系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种辐射单元柔性自动化组装生产系统及方法，生产系统包括匹配块安装单元、匹配块测量单元、连接器安装单元、电性能测试单元和底板安装单元，所述匹配块安装单元、匹配块测量单元、连接器安装单元和电性能测试单元依次顺序排布成辐射单元生产线，所述底板安装单元位于所述辐射单元生产线的一侧并靠近所述电性能测试单元布置；所述辐射单元生产线的一侧还设有上料台和下料台，且所述下料台靠近所述底板安装单元布置。本发明生产系统采用U型布局，具有设备占用空间小，物料搬运距离短等优点，生产系统各个单元具有完整的独立功能，可在脱离整线作业流程情况下单独作业，进一步提高了生产线的柔性。

Description

一种辐射单元柔性自动化组装生产系统及方法

技术领域

本发明涉及辐射单元组装相关技术领域，具体涉及一种辐射单元柔性自动化组装生产系统及方法。

背景技术

相控阵雷达天线研制过程中辐射单元普遍采用人工装配、检测的方式，已无法满足辐射单元的大批量、高精度、高可靠性、快速装配的需求，存在如下问题：

(1)辐射单元人工装配、检测周期长。每个辐射单元都需要经过完整的装配、检测过程，电调合格后才能交付使用，传统的辐射单元组装技术手段对人力、时间成本占用较高，研制周期长；且每8个中就有1个电调不通过，需要重新装调。

(2)事后检测与线下记录，效率不高、过程不可控。匹配块装配完成后需要检测辐射单元电调测试是否合格，目前辐射单元电调检测由工人通过矢量网络分析仪手工进行的，效率低、过程不可控，且测试数据线下保存，没有与生产过程数据统一管理，没有形成对前序组装过程的反馈支撑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是解决上述技术问题的一种或几种，并为满足辐射单元等产品大批量生产、组装的需求，提供一种辐射单元柔性自动化组装生产系统及方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，包括匹配块安装单元、匹配块测量单元、连接器安装单元、电性能测试单元和底板安装单元，所述匹配块安装单元、匹配块测量单元、连接器安装单元和电性能测试单元依次顺序排布成辐射单元生产线，所述底板安装单元位于所述辐射单元生产线的一侧并靠近所述电性能测试单元布置；所述辐射单元生产线的一侧还设有上料台和下料台，且所述下料台靠近所述底板安装单元布置。

本发明的有益效果是：本发明生产系统采用U型布局，具有设备占用空间小，物料搬运距离短等优点，生产系统各个单元具有完整的独立功能，可在脱离整线作业流程情况下单独作业，进一步提高了生产线的柔性。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，还包括打标单元，所述打标单元靠近所述匹配块安装单元布置。

进一步，还包括柔性上下料机器人，所述柔性上下料机器人为多个，所述上料台和下料台所在区域与所述辐射单元生产线之间、所述匹配块安装单元与匹配块测量单元之间、所述连接器安装单元与电性能测试单元之间均设有至少一个所述柔性上下料机器人。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过柔性上下料装置，各生产线单元作业顺序可自由切换，大幅提高设备利用率，提升产品混线生产的柔性。

匹配块安装单元包括匹配块夹具和辐射单元夹具，所述辐射单元夹具内设有弹性销，所述匹配块夹具一侧靠近端部的位置设有匹配块限位槽，所述匹配块夹具一端端面设有与所述匹配块限位槽连通的限位口；其中，当所述匹配块夹具带动匹配块伸入辐射单元内时，所述辐射单元夹具内的弹性销从所述限位口伸入所述匹配块限位槽并抵接所述匹配块的一端。

通过匹配块夹具将匹配块送入到辐射单元夹具内，并利用弹性销对匹配块限位槽内的匹配块进行限位，可以实现喇叭腔体狭小空间内匹配块的快速安装，解决传统匹配块精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性，保证天线辐射单元腔体内部匹配块与法兰盘定位基准面的距离尺寸精度，并提高一次装配合格率。

进一步，所述匹配块限位槽为与所述匹配块相适配的阶梯槽。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用阶梯槽可以对匹配块进行Y向和Z向的限位。

进一步，所述匹配块夹具上设有分体缝，所述分体缝沿所述匹配块夹具的长度方向延伸至匹配块一端的端面上，使匹配块夹具的一端形成分体式结构。所述匹配块夹具的形状与辐射单元侧壁形状相适配，包括一体连接的安装段、倾斜段和连接段，所述限位槽位于所述安装段的自由端。

采用上述进一步方案的有益效果是：匹配块夹具一端形成分体式结构，可以保证匹配块顺利落入，即使匹配块与夹持装置没有完全对准，也可以通过自适应调整，使匹配块夹紧在匹配块限位槽内。

进一步，所述辐射单元夹具包括夹紧部和工装支架，所述夹紧部安装在所述工装支架上，所述夹紧部包括夹紧气缸和气动夹爪，所述夹紧气缸驱动气动夹爪对辐射单元进行夹持；所述夹紧部上设有支架，所述支架横跨所述夹紧气缸且穿过气动夹爪布置，所述弹性销安装在所述支架上。

采用上述进一步方案的有益效果是：将弹性销安装在支架上，不会对气动夹爪产生交涉。

进一步，所述工装支架上设有装配板，所述装配板竖直安装在所述工装支架上，所述装配板上设有与所述气动夹爪相适配的装配孔，所述气动夹爪在所述装配孔内对辐射单元进行夹持。

采用上述进一步方案的有益效果是：装配孔的设置可以为辐射单元的夹持定位以及其他结构提供有效支撑。

进一步，所述辐射单元夹具还包括压紧部，所述压紧部包括压板和压紧气缸，所述压紧气缸安装在所述工装台架上，所述压板成Z字型结构，所述压板的一端安装在所述压紧气缸的驱动端，所述压板的中部位于所述压紧气缸的一侧，所述压板的另一端靠近装配板布置且设有用于辐射单元通过的限位口，所述限位口与所述装配孔对应布置。

采用上述进一步方案的有益效果是：压紧部的设置可以对辐射单元上的法兰盘提供有效压紧，压板上的限位口便于辐射单元通过。

进一步，还包括第一激光传感器和Y轴模组，所述第一激光传感器安装在所述装配板上，所述压紧气缸安装在所述Y轴模组上，所述压板上设有与所述第一激光传感器相对应的挡片；所述Y轴模组驱动所述压紧气缸沿平行于所述装配板的方向移动，并当所述挡片触发所述第一激光传感器的限位信息时，所述压紧气缸驱动所述压板压紧辐射单元。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用Y向模组可以调整压紧气缸的位置。

进一步，还包括第二激光传感器，所述第二激光传感器安装在所述装配板上，并位于装配板上装配孔的下方，当第二激光传感器检测到辐射单元移动至装配孔内时，控制夹紧气缸驱动气动夹爪合拢实现对辐射单元的夹持定位。

进一步，还包括定位机构，所述定位机构包括工装架、第一夹持气缸、第一气动夹爪、第二夹持气缸和第二气动夹爪，所述第一夹持气缸安装在所述工装架上且其驱动端连接并驱动两个第一气动夹爪开合，所述第一气动夹爪位于所述工装架上方并与工装架间隔布置，两个所述第一气动夹爪合拢后形成有用于夹持匹配块的匹配块夹持孔；所述第二夹持气缸的驱动端连接第二气动夹爪，所述第二夹持气缸安装在所述工装架上，所述工装架上开设有通孔，所述第二气动夹爪从所述通孔伸出到所述间隔中并对置于所述间隔中的匹配块夹具进行夹持定位。

进一步，还包括第一三轴模组和第一锁钉枪，所述第一锁钉枪安装在所述第一三轴模组上并在第一三轴模组的带动下进行XYZ三个方向的移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用三轴模组可以驱动锁钉枪对辐射单元和匹配块进行锁紧固定。

一种辐射单元匹配块装配方法，包括以下步骤：

S1，采用辐射单元夹具夹持住辐射单元的法兰盘；

S2，采用匹配块夹具夹取匹配块，并使匹配块位于匹配块限位槽内；

S3，驱动匹配块夹具从辐射单元大口端伸入，使弹性销从X方向将匹配块压靠在匹配块限位槽内；

S4，利用螺钉将匹配块与辐射单元拧紧。

匹配块测量单元包括控制系统以及分别与控制系统连接的激光测头、两轴伺服模组、快换夹具工装和Z轴驱动机构，所述快换夹具工装安装在所述两轴伺服模组上，所述激光测头安装在所述Z轴驱动机构上并位于所述快换夹具工装的上方；所述快换夹具工装用于夹持辐射单元，所述激光测头用于对辐射单元底部法兰盘平面的点位信息以及辐射单元内侧壁上安装的匹配块台阶面上的点位信息进行采集并发送至控制系统，所述控制系统根据所述点位信息计算得到匹配块的高度或/和匹配块与法兰盘平面的间距。采用激光非接触式测量手段进行快速测量与定位，实现喇叭腔体底部法兰盘法向方向的精确定位，提升测量精度与稳定性。

进一步，所述快换夹具工装包括夹紧气缸、压紧气缸、夹爪和夹臂，所述夹紧气缸的两个驱动端分别连接有夹持辐射单元的夹爪，所述压紧气缸的驱动端连接有压住辐射单元的夹臂。采用夹紧气缸以及与夹紧气缸连接的夹爪，可以实现对辐射单元的夹持定位，采用压紧气缸配合夹臂可以实现对辐射单元的压紧固定。利用夹持气缸以及压紧气缸实现对辐射单元的柔性夹持，还能够适配不同的待测产品，达到整个测量系统快速重新使用的目的。

进一步，所述快换夹具工装还包括固定平台，所述固定平台安装在所述两轴伺服模组上；所述夹紧气缸和所述压紧气缸分别安装在所述固定平台内部，所述固定平台上设有工装板，所述工装板上设有工作孔，所述夹紧气缸的两个驱动端分别通过工作孔与夹爪连接，所述夹臂位于所述工装板的外侧并在压紧气缸的驱动下压住辐射单元。将夹紧气缸以及压紧气缸安装在固定平台内部，并且在工装板上进行夹紧和压紧操作，操作方便，有利于激光测量的精确控制。而且可以在工装板上安装限位块，来对夹臂进行限位，方便夹具的精确控制。压紧气缸可以设置两个，并且对称布置在夹紧气缸的两侧，有利于辐射单元压紧和稳定性。

进一步，所述Z轴驱动机构采用丝杠螺母驱动机构，采用丝杠螺母驱动机构，方便精确调整激光测头在Z向的位置。可以在丝杠螺母驱动机构的丝杠上安装手轮，采用手动调节。

进一步，所述两轴伺服模组包括垂直布置的第一直线模组和第二直线模组，所述第二直线模组安装在所述第一直线模组上，所述快换夹具工装安装在所述第二直线模组上。所述快换夹具工装在所述第一直线模组和第二直线模组的驱动下进行X向和Y向移动。

进一步，还包括工作台和支架，所述支架安装在所述工作台上，所述两轴伺服模组安装在所述工作台上，所述Z轴驱动机构安装在所述支架上。利用两轴伺服模组实现XY向的驱动，利用支架上的Z轴驱动机构实现激光测头Z向驱动。

进一步，还包括读码器，所述读码器与所述控制系统连接，并用于识别所述辐射单元上的二维码信息。

基于激光测量的匹配块装配间隙测量方法，包括以下步骤：S1，利用激光测头对辐射单元底部法兰盘平面上非共线若干点的点位信息进行采集得到信息参数一，并对辐射单元内侧壁上安装的匹配块台阶面上任意点的点位信息进行采集得到信息参数二；

S2，控制系统根据所述信息参数一和信息参数二计算得到匹配块的高度和/或匹配块与法兰盘平面的间距。

针对天线辐射单元腔体内部匹配块与法兰盘定位基准面的距离尺寸精度控制以及检测、快速记录等需求，提供了一种适用于典型辐射单元狭小腔体内部匹配块位置精度的数字化在线测量方法，采用激光非接触式测量手段进行快速测量与定位，采用多点定面测距法，消除表面质量对测量精度的影响，实现喇叭腔体底部法兰盘法向方向的精确定位，提升测量精度与稳定性。

S2中，所述控制系统根据所述信息参数一采用最小二乘法获取法兰盘平面上的z坐标，并结合所述信息参数二得到匹配块台阶面上任意点与法兰盘平面的距离H，利用H与匹配块的厚度参数h作差即得到匹配块与法兰盘平面的间距。

S1中，利用激光测头对辐射单元底部法兰盘平面上非共线的至少8个点的点位信息进行采集得到信息参数一。

连接器安装单元包括安装支架、辐射单元夹持机构、压装机构和连接器夹持机构，所述辐射单元夹持机构和压装机构分别安装在所述安装支架上，所述连接器夹持机构安装在所述压装机构上，并位于所述辐射单元夹持机构上方。主要针对辐射单元和射频连接器的复杂结构，适用于辐射单元狭小空间的射频连接器快速装配，解决了传统射频连接器的精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性。

进一步，所述压装机构包括压紧气缸和压板，所述压紧气缸安装在所述安装支架内且其驱动端与压板相连接，所述压板位于所述安装支架上方，所述压板中部开设有用于装配射频连接器的装配通孔，所述连接器夹持机构安装在所述压板上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用辐射单元夹持机构可以实现辐射单元XY两方向的移动限位，采用压紧气缸驱动压板向下运动压紧辐射单元的法兰盘，限制辐射单元Z方向移动。

进一步，所述压装机构还包括直线轴承，所述直线轴承安装在所述安装支架内，所述压板安装在所述直线轴承上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用直线轴承可以对压板的移动提供导向，使其对辐射单元法兰盘的压接更平稳牢固。

进一步，所述连接器夹持机构包括两个连接器夹持气缸和两个连接器气动夹爪，两个所述连接器夹持气缸分别相对安装在所述压板上，且其驱动端分别与所述连接器气动夹爪相连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用两个连接器夹持气缸驱动两个连接器气动夹爪，可以实现对射频连接器的有效夹持。

进一步，所述连接器气动夹爪运动方向的前侧设有限位块，所述连接器气动夹爪与所述限位块滑动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：限位块的设置可以为连接器气动夹爪的移动提供限位。

进一步，所述限位块底部设有滑槽，顶部设有凸块；所述连接器气动夹爪包括夹持部和限位部，所述限位部位于所述夹持部后侧上方，所述夹持部滑动连接在滑槽内，并当所述夹持部移动至预设位置后，所述限位部与所述凸块相抵接。所述夹持部前端中部凹陷形成有夹持槽，两个所述连接器气动夹爪合拢后形成连接器夹持孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：滑槽的设置可以为连接器气动夹爪的移动提供导向，凸块的设置可以为连接器气动夹爪的移动位置进行限位。

进一步，所述连接器气动夹爪运动方向的前方两侧各设有一个限位块，所述连接器气动夹爪的两侧分别与所述限位块滑动连接。

采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置两个限位块，为连接器气动夹爪的移动提供平稳导向和限位。

进一步，还包括用于检测射频连接器的第一激光传感器和用于检测射频连接器上螺钉的第二激光传感器，所述第一激光传感器安装在所述安装支架上，所述第二激光传感器安装在所述压装机构上。

采用上述进一步方案的有益效果是：采用第一激光传感器可以检测射频连接器是否到位，采用第二激光传感器可以检测螺钉是否安装到位。

进一步，还包括第二三轴模组和第二锁钉枪，所述第二锁钉枪安装在所述第二三轴模组上并在第二三轴模组的带动下进行XYZ三个方向的移动。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以采用第二锁定枪将射频连接器通过螺钉装配到辐射单元法兰盘上。

辐射单元射频连接器装配方法，包括以下步骤：

S1，将辐射单元送入辐射单元夹持机构中进行夹持；

S2，利用压装机构压住辐射单元的法兰盘；

S3，将射频连接器送入到与辐射单元的法兰盘上方相对应的位置，并利用连接器夹持机构将射频连接器夹持住；

S4，利用螺钉将射频连接器与法兰盘进行连接。

电性能测试单元包括支撑框架以及安装在支撑框架上的XY两轴驱动模组、YZ两轴驱动模组、电性能测试仪、支撑框架和辐射单元工装夹具，所述XY两轴驱动模组安装在所述支撑框架上并驱动所述辐射单元工装夹具在水平面移动，所述YZ驱动模组安装在所述支撑框架内并驱动所述电性能测试仪的电调插头在竖直面移动以对辐射单元工装夹具内的辐射辐射单元进行电性能测试。采用XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合，分别驱动辐射单元工装夹具和电调插头移动，可以实现辐射单元及其组件电性能的快速检测，提高了测试效率，也为后续辐射单元的尺寸参数与电性能关联分析打下基础。

进一步，所述辐射单元工装夹具包括夹持定位板、夹持气缸以及气动夹爪，所述夹持气缸安装在所述夹持定位板的底部，所述气动夹爪位于所述夹持定位板的上方，所述夹持气缸的驱动杆穿过所述夹持定位板并连接驱动所述气动夹爪。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用夹持气缸驱动气动夹爪可以将辐射单元定位在夹持定位板上。

进一步，所述夹持气缸为至少两组，每组所述夹持气缸包括至少两个夹持气缸，每个所述夹持气缸连接有一个所述气动夹爪。

采用上述进一步方案的有益效果是：至少两组夹持气缸可以单独对辐射单元进行压紧定位，也可以对辐射单元组件进行压紧定位。

进一步，所述气动夹爪水平布置在所述夹持定位板的上方，所述气动夹爪的一端下方设有与辐射单元的法兰盘适配的压接缺口。

采用上述进一步方案的有益效果是：在压接的时候，可以将辐射单元的法兰盘置于压接缺口中进行压紧定位。

进一步，还包括工业相机，所述支撑框架上安装有工业相机支架，所述工业相机支架上安装有Z向移动模组，所述工业相机安装在所述Z向移动模组上，并位于所述辐射单元工装夹具上方。

采用上述进一步方案的有益效果是：可以利用工业相机对辐射单元尺寸参数进行提取。

进一步，所述XY两轴驱动模组包括X向移动模组和Y向移动模组，所述X向移动模组和Y向移动模组分别安装在所述支撑框架上，所述X向移动模组可移动的安装在所述Y向移动模组上，所述辐射单元工装夹具可移动的安装在所述X向移动模组上。

进一步，所述YZ两轴驱动模组包括第三Y向模组和第三Z向模组，所述第三Y向模组安装在所述支撑框架内，所述第三Z向模组可移动的安装在所述第三Y向模组上，所述第三Z向模组上安装有电调插头夹具。

进一步，所述电调插头夹具包括第一夹持板和第二夹持板，所述第一夹持板安装在所述Z向模组上，所述第一夹持板上端向外延伸出夹持沿，所述夹持沿上设有第一夹持槽，所述第二夹持板上也设有第二夹持槽，所述第二夹持板安装在所述第一夹持板上并使第一夹持槽和第二夹持槽合拢以夹持电调插头。

采用上述进一步方案的有益效果是：利用夹持槽合拢可以对电调插头进行有效夹持。

进一步，所述支撑框架上表面设有操作通孔，所述辐射单元工装夹具在所述XY两轴驱动模组的驱动下在所述操作通孔内移动。

一种辐射单元及其组件的电性能测试方法，包括以下步骤：

S1，将辐射单元夹持在辐射单元工装夹具内，将辐射单元工装夹具安装在XY两轴驱动模组上；

S2，利用XY两轴驱动模组将辐射单元工装夹具驱动到工业相机下方，利用工业相机对辐射单元的尺寸参数进行提取，然后XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合将电调插头移动到辐射单元下方，并带动电调插头插入辐射单元底部的射频连接器中，测试单个辐射单元的电性能；

S3，测试完一组单个辐射单元的电性能后，将一组辐射单元装配到底板上形成辐射单元组件，再安装到辐射单元工装夹具上，利用XY两轴驱动模组将辐射单元工装夹具驱动到工业相机下方，利用工业相机对辐射单元组件上每个辐射单元的尺寸参数进行提取；

S4，再次利用XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合将电调插头移动到辐射单元组件下方，并带动电调插头插入辐射单元组件中每个辐射单元底部的射频连接器中，测试每个辐射单元的电性能；

S5，根据测试结果，得到辐射单元组件的装配参数对辐射单元电性能的影响。

底板安装单元包括快换夹具和翻转工装，所述快换夹具包括定位工装板、压板驱动装置和压板，所述压板驱动装置安装在所述定位工装板一端并与所述压板相连接，所述压板与所述定位工装板平行布置，并在所述压板驱动装置的驱动下移动至所述定位工装板上方将辐射单元的法兰盘压在定位工装板的底板上；所述定位工装板安装在所述翻转工装上并在翻转工装的驱动下翻转。通过设置快换夹具和翻转工装，利用压板驱动装置驱动压板对辐射单元法兰盘进行压紧定位，然后再利用翻转工装驱动快换夹具翻转，从底部对底板和法兰盘进行拧紧固定，提高了装配精度和合格率，解决了传统底板与辐射单元的精确安装定位问题，提高了装配精度的稳定性和一致性。本发明通过采用快换夹具可以适配不同的等测产品，达到测量系统快速重用的目的。

进一步，还包括导轨，所述导轨安装在所述定位工装板的下侧面上，所述压板滑动连接在所述导轨上。

采用上述进一步方案的有益效果是：导轨的设置可以为压板在定位工装板上的移动提供导向。

进一步，所述导轨为两条，且平行布置在所述定位工装板的下侧面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：两条导轨保证了底板移动的稳定性。

进一步，所述压板一端设有若干间隔布置的压齿，所述压板向定位工装板上方移动使辐射单元一一对应的置于压齿之间的间隔中，所述压齿对辐射单元的法兰盘进行压接。

采用上述进一步方案的有益效果是：若干压齿呈梳齿状结构，每个压齿可以对相邻两个辐射单元的法兰盘进行压紧定位，保证了辐射单元的稳定性，压接效果更好。

进一步，所述压板驱动装置和压板分别为两个，两个所述压板驱动装置分别布置在所述定位工装板的两端，两个所述压板分别相对布置在所述定位工装板的两侧，两个所述压板在对应的压板驱动装置的驱动下靠近或远离。

采用上述进一步方案的有益效果是：两组压板驱动装置驱动压板，可以同时对底板上的两排辐射单元进行压紧定位，且互不干扰。

进一步，所述快换夹具还包括第一安装板，所述定位工装板安装在所述第一安装板上，所述定位工装板和第一安装板上分别设有对应布置的装配通孔。导轨安装在第一安装板上。

采用上述进一步方案的有益效果是：第一安装板可以为导轨提供支撑，定位工装板和第一安装板上装配通孔的设置，便于快换夹具翻转后对底板底部进行操作。

进一步，所述翻转工装包括翻转驱动装置和第二安装板，所述翻转驱动装置的驱动端与第二安装板相连接并驱动第二安装板翻转，所述定位工装板安装在所述第二安装板上，所述第二安装板上开设有操作孔。

采用上述进一步方案的有益效果是：第二安装板上操作孔的设置，便于翻转驱动装置驱动第二安装板上的快换夹具翻转后，对底板进行操作。

进一步，还包括定位驱动装置和定位销，所述第二安装板上设有定位孔，所述定位驱动装置与定位销连接并能够驱动所述定位销伸入定位孔中对第二安装板进行定位。

采用上述进一步方案的有益效果是：当快换夹具翻转前或翻转后，可以利用定位驱动装置驱动定位销插入第二安装板的定位孔中，对第二安装板进行锁定定位。

进一步，所述定位驱动装置为气缸。

一种辐射单元底板与支架装配方法，包括以下步骤：

S1，将底板安装在定位工装板上，然后将辐射单元置于定位工装板的底板上；

S2，利用压板驱动装置驱动压板向定位工装板中部移动，并将辐射单元的法兰盘压在底板上；

S3，再利用翻转工装将定位工装板翻转180°，使底板的底部朝上布置；

S4，利用螺钉从底板底部将底板与辐射单元法兰盘拧紧固定。

进一步，所述打标单元包括激光打标器、两轴驱动机构和吸烟除尘系统，所述激光打标器安装在所述两轴驱动机构上并在所述两轴驱动机构的驱动下移动对其下方辐射单元进行打标，所述吸烟除尘系统对打标环境进行吸烟除尘。

一种辐射单元柔性自动化组装生产方法，包括以下步骤：

S1，采用匹配块安装单元将匹配块装配到辐射单元内，并采用匹配块测量单元检测匹配块与辐射单元法兰盘平面的距离；

S2，采用连接器安装单元将射频连接器安装在辐射单元的法兰盘上，利用电性能测试单元对射频连接器电性能进行检测；

S3，然后在底板安装单元上将辐射单元装配到底板上，再利用电性能测试单元重新对底板上的辐射单元的射频连接器的电性能进行检测。

附图说明

图1为本发明辐射单元匹配块装配装置的立体结构示意图；

图2为图1中A部的放大结构示意图；

图3为本发明辐射单元匹配块装配装置去掉装配板的立体结构示意图；

图4为本发明辐射单元匹配块装配装置另一方位的立体结构示意图；

图5为本发明辐射单元匹配块装配装置的俯视结构示意图；

图6为图5中B-B剖面结构示意图；

图7为装配夹爪将匹配块放入到辐射单元匹配块定位机构上的结构示意图；

图8为第一气动夹爪夹持住匹配块的结构示意图；

图9为第二气动夹爪夹持住匹配块夹具的结构示意图；

图10为第一气动夹爪将匹配块释放到匹配块限位槽中的结构示意图；

图11为下压气缸将匹配块压入到匹配块限位槽中的结构示意图；

图12为下压气缸将匹配块压入到匹配块限位槽中的另一方位结构示意图；

图13为本发明辐射单元匹配块装配装置安装工位结构示意图；

图14为本发明基于激光测量的匹配块装配间隙测量方法原理示意图；

图15为本发明快换夹具工装安装结构的立体结构示意图；

图16为本发明快换夹具工装安装结构的俯视结构示意图；

图17为本发明Z轴驱动机构的立体结构示意图；

图18为本发明基于激光测量的匹配块装配间隙测量装置的立体结构示意图。

图19为本发明辐射单元射频连接器装配装置的立体结构示意图一；

图20为本发明辐射单元射频连接器装配装置的立体结构示意图二；

图21为本发明辐射单元射频连接器装配装置的立体结构示意图三；

图22为图2中A部的放大结构示意图；

图23为本发明辐射单元射频连接器装配装置的立体结构示意图三；

图24为图23中B部的放大结构示意图；

图25为本发明辐射单元射频连接器装配装置自动装配结构示意图。

图26为本发明辐射单元工装夹具的立体结构示意图；

图27为本发明电性能测试装置的立体结构示意图一；

图28为本发明电性能测试装置的立体结构示意图二；

图29为图28中A部的放大结构示意图；

图30为本发明电性能测试装置部分驱动机构的立体结构示意图。

图31为本发明快换夹具的立体结构示意图；

图32为本发明翻转工装的立体结构示意图；

图33为本发明辐射单元与底板装配装置的立体结构示意图一；

图34为图33中A部的放大结构示意图；

图35为本发明辐射单元与底板装配装置的立体结构示意图二；

图36为图35中B部的放大结构示意图；

图37为底板结构示意图；

图38为打标单元的立体结构示意图；

图39为辐射单元柔性自动化组装生产系统的俯视结构示意图。

打标单元结构示意图；

生产系统整体俯视结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1000、匹配块测量单元；1、激光测头；11、激光测头控制器；

2、两轴伺服模组；21、第一直线模组；22、第二直线模组；

3、快换夹具工装；31、夹紧气缸；32、压紧气缸；33、夹爪；34、夹臂；

4、Z轴驱动机构；41、手轮；42、Z向滑轨；43、测头夹具；

5、固定平台；51、工装板；52、限位件；

6、工作台；7、支架；8、读码器；

c：匹配块与法兰盘平面的间距；H、匹配块的高度，即匹配块台阶面与法兰盘平面之间的距离。

100、辐射单元；101、法兰盘；102、匹配块；103、安装平台；104、射频连接器；105、螺钉；106、连接器法兰盘；107、底板；108、螺钉孔；109、辐射单元组件；

2000、匹配块安装单元；200、匹配块夹具；201、匹配块限位槽；202、分体缝；203、安装段；204、连接段；205、倾斜段；206、装配夹爪；

300、辐射单元夹具；301、弹性销；302、工装支架；303、装配板；304、装配孔；305、夹紧气缸；306、气动夹爪；307、压板；308、压紧气缸；310、第一激光传感器；311、挡片；312、Y轴模组；313、第二激光传感器；314、第一三轴模组；315、第一X向模组；316、第一Y向模组；317、第一Z向模组；318、第一锁钉枪；319、夹具底座；320、支架；321、压头；322、弹簧；323、第一螺钉排列机；324、导套；

400、定位机构；401、工装架；402、第一气动夹爪；403、第一夹持气缸；404、匹配块夹持孔；405、下压气缸；406、压块；407、第二夹持气缸；408、第二气动夹爪；409、通孔；410、支撑气缸；411、支撑块；412、调整气缸；413、第三激光传感器；414、顶板；415、底板。

500、底板安装单元；501、定位工装板；502、压板驱动装置；503、压板；504、导轨；505、压齿；506、第一安装板；507、翻转驱动装置；508、第二安装板；509、操作孔；510、定位驱动装置；511、定位销；512、定位孔；513、联轴器；514、换向减速器；515、电机；516、第三锁钉枪；517、四轴机器人；518、装配平台；519、翻转孔；520、第三螺钉排列机。

600、连接器安装单元；601、安装支架；602、压紧气缸；603、压板；604、装配通孔；605、直线轴承；606、连接器夹持气缸；607、连接器气动夹爪；608、限位块；609、滑槽；610、凸块；611、夹持槽；612、辐射单元夹持气缸；613、辐射单元气动夹爪；614、第一激光传感器；615、第二激光传感器；616、辐射单元机器人夹爪；617、连接器机器人夹爪；618、第二三轴模组；619、第二X向模组；620、第二Y向模组；621、第二Z向模组；622、第二锁钉枪；624、激光传感器安装架；625、夹持部；626、限位部；627、装配通孔；628、第二螺钉排列机。

700、电性能测试单元；701、支撑框架；702、电性能测试仪；703、辐射单元工装夹具；704、电调插头；705、X向移动模组；706、Y向移动模组；707、Z向移动模组；708、第三Y向模组；709、第三Z向模组；710、夹持定位板；711、夹持气缸；712、气动夹爪；713、工业相机；714、第一夹持板；715、第二夹持板；717、操作通孔；718、工业相机支架；719、导轨；720、安装支撑板；

800、上料台；801、下料台；802、打标单元；803、第一机器人；804、第二机器人；805、第三机器人；806、第四机器人；807、激光打标器；808、两轴驱动机构；809、吸烟除尘系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

如图1-图39所示，本实施例的一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，包括匹配块安装单元2000、匹配块测量单元1000、连接器安装单元600、电性能测试单元700和底板安装单元500，所述匹配块安装单元2000、匹配块测量单元1000、连接器安装单元600和电性能测试单元700依次顺序排布成辐射单元生产线，所述底板安装单元500位于所述辐射单元生产线的一侧并靠近所述电性能测试单元700布置；所述辐射单元生产线的一侧还设有上料台800和下料台801，且所述下料台801靠近所述底板安装单元500布置。

本实施例的生产系统采用U型布局，具有设备占用空间小，物料搬运距离短等优点，生产系统各个单元具有完整的独立功能，可在脱离整线作业流程情况下单独作业，进一步提高了生产线的柔性。

如图38和图39所示，本实施例的生产系统还包括打标单元802，所述打标单元802靠近所述匹配块安装单元2000布置。打标单元802包括激光打标器807、两轴驱动机构808和吸烟除尘系统809，所述激光打标器807安装在所述两轴驱动机构808上并在所述两轴驱动机构808的驱动下移动对其下方辐射单元100进行打标，所述吸烟除尘系统809对打标环境进行吸烟除尘。

如图38和图39所示，本实施例的生产系统还包括柔性上下料机器人，所述柔性上下料机器人为多个，所述上料台800和下料台801所在区域与所述辐射单元生产线之间、所述匹配块安装单元2000与匹配块测量单元1000之间、所述连接器安装单元600与电性能测试单元700之间均设有至少一个所述柔性上下料机器人。通过柔性上下料装置，各生产线单元作业顺序可自由切换，大幅提高设备利用率，提升产品混线生产的柔性。

具体的，如图39所示，所述上料台800和下料台801所在区域与所述辐射单元生产线之间第二机器人804和第四机器人806、所述匹配块安装单元2000与匹配块测量单元1000之间设有第一机器人803、所述连接器安装单元600与电性能测试单元700之间设有第三机器人805。本实施例的第一机器人803、第二机器人804、第三机器人805和第四机器人806分别采用六轴机器人。

一种辐射单元柔性自动化组装生产方法，包括以下步骤：

S1，采用匹配块安装单元2000将匹配块102装配到辐射单元100内，并采用匹配块测量单元1000检测匹配块102与辐射单元100法兰盘101平面的距离；

S2，采用连接器安装单元600将射频连接器104安装在辐射单元100的法兰盘101上，利用电性能测试单元700对射频连接器104电性能进行检测；

S3，然后在底板安装单元500上将辐射单元100装配到底板107上，再利用电性能测试单元700重新对底板107上的辐射单元100的射频连接器104的电性能进行检测。

本实施例生产系统的工作过程为，先在上料台800上放置需要配置的零部件，由第二机器人804取辐射单元100，由第二机器人804夹持到打标单元802打标点位置进行激光打标，随后放置在与第一机器人803之间的原料盘上。由第一机器人803把辐射单元100放置到辐射单元夹具300上夹紧，第一机器人803从匹配块料盘上把匹配块102抓取到匹配块夹具200上，三轴机器人带动匹配块夹具200移动到辐射单元夹具300上辐射单元100安装位置，并压紧到指定位置。通过弹簧322压紧弹簧销301和匹配块夹具200来保证匹配块底面与辐射单元100底面的安装间隙，三轴机器人带动第一锁定枪吸取螺钉105，并通过拧紧螺钉105将匹配块102与辐射单元100进行拧紧固定。在匹配块测量单元1000对匹配块102间隙进行测量时，首先使用第二机器人804通过专用抓手将待测量部件从料盘上放置到快换夹具工装3上，快换工装夹具3将辐射单元100夹紧后，使用激光测头1以及控制系统计算得到匹配块102与法兰盘101平面之间的间隙尺寸，测量合格的辐射单元100依次从第一机器人803、第二机器人804和第四机器人806转运至连接器安装单元600旁边的原料盘上，连接器安装单元600依次采用辐射单元机器人夹爪616执行辐射单元100壳体抓取放置、连接器机器人夹爪617执行射频连接器104抓取放置、螺钉105装配、成件下料过程，完成射频连接器104的安装。完成连接器安装后，由第三机器人805转运至电性能测试单元700，辐射单元工装夹具703对辐射单元100进行夹紧，YZ两轴驱动模组带动电调插头704对接辐射单元，然后电性能测试，测试完成后辐射单元工装夹具松开，第三机器人805抓取辐射单元100放回原料盘。随后由第四机器人806抓取辐射单元托盘到底板安装单元500内，四轴机器人517把辐射单元100抓回托盘并抓取下一个，全部测量完成后第四机器人806抓取底板107到定位工装板501上，压板503压紧底板107，四轴机器人517取走装配完成的工件并转运至下料台801。

其中，本实施例中匹配块安装单元2000、匹配块测量单元1000、连接器安装单元600、电性能测试单元700和底板安装单元500的具体结构以及具体安装测试过程分别如下实施例所述。

本实施例辐射单元柔性自动化组装生产系统采用U型布局，具备设备占用空间小，物料搬运距离短等优点；通过柔性上下料装置，各生产线单元作业顺序可自由切换，大幅提高设备利用率，提升产品混线生产的柔性。本实施例的生产线系统各个单元具有完整独立的功能，可以在脱离整线作业流程情况下单独作业，进一步提高了生产线系统的柔性。

实施例2

如图1-图6所示，匹配块安装单元2000包括匹配块夹具200和辐射单元夹具300，所述辐射单元夹具300内设有弹性销301，所述匹配块夹具200一侧靠近端部的位置设有匹配块限位槽201，所述匹配块夹具200一端端面设有与所述匹配块限位槽201连通的限位口；其中，当所述匹配块夹具200带动匹配块伸入辐射单元100内时，所述辐射单元夹具300内的弹性销301从所述限位口伸入所述匹配块限位槽201并抵接所述匹配块102的一端。

如图2所示，本实施例的所述匹配块限位槽201为与所述匹配块102相适配的阶梯槽。采用阶梯槽可以对匹配块进行Y向和Z向的限位。

如图2所示，本实施例的所述匹配块夹具200上设有分体缝202，所述分体缝202沿所述匹配块夹具200的长度方向延伸至匹配块102一端的端面上，使匹配块夹具200的一端形成分体式结构。所述匹配块夹具200的形状与辐射单元100侧壁形状相适配，包括一体连接的安装段203、倾斜段205和连接段204，所述匹配块限位槽201位于所述安装段203的自由端。匹配块夹具一端形成分体式结构，可以保证匹配块顺利落入，即使匹配块与夹持装置没有完全对准，也可以通过自适应调整，使匹配块夹紧在匹配块限位槽内。

如图1-图6所示，所述辐射单元夹具300包括夹紧部和工装支架302，所述夹紧部安装在所述工装支架302上，工装支架302上安装有夹具底座319，夹具底座319垂直于工装支架302布置，所述夹紧部包括夹紧气缸305和气动夹爪306，夹紧气缸305安装在夹具底座319上，所述夹紧气缸305驱动气动夹爪306对辐射单元100进行夹持；所述夹具底座319上设有支架320，所述支架320横跨所述夹紧气缸305且穿过气动夹爪306布置，所述弹性销301安装在所述支架320上。将弹性销安装在支架上，不会对气动夹爪产生交涉。

其中，所述辐射单元夹具300的夹紧气缸可以选用SCHUNK PZV64机械手，并将四个气动夹爪306安装在该机械手的四个驱动端，可以实现从四个方向对辐射单元100的法兰盘101进行气动夹持，四个气动夹爪306也可以都选用Z字型结构，参考图3所示，四个气动夹爪306的夹持端向该机械手的中心聚拢但预留有夹持装配辐射单元100法兰盘101的空间，而支架320可以横跨该机械手驱动端所在面上，但不影响气动夹爪306的夹持操作，可以使弹性销301从四个气动夹爪306预留的空间伸出来对伸入辐射单元100内的匹配块102进行抵接限位。通过设计专业夹具，采用机械手与气动夹爪协同配合进行定位与装配，实现喇叭腔体底部法兰盘法向方向的精确定位，提升了装配精度与稳定性。

具体的，如图6所示，所述支架320上安装有弹簧322和导套324，所述弹性销301滑动连接在所述导套324内，所述弹性销301一端与所述弹簧322相连接，另一端从所述导套324伸出并穿过法兰盘101抵靠住匹配块夹具200一端匹配块限位槽201内的匹配块102。

如图1、图2、图4-图6所示，所述工装支架302上设有装配板303，所述装配板303竖直安装在所述工装支架302上，所述装配板303上设有与所述气动夹爪306相适配的装配孔304，所述气动夹爪306在所述装配孔304内对辐射单元100进行夹持。装配孔的设置可以为辐射单元的夹持定位以及其他结构提供有效支撑。

如图1-图6所示，本实施例的所述辐射单元夹具300还包括压紧部，所述压紧部包括压板307和压紧气缸308，所述压紧气缸308安装在所述工装台架302上，所述压板307成Z字型结构，所述压板307的一端安装在所述压紧气缸308的驱动端，所述压板307的中部位于所述压紧气缸308的一侧，所述压板307的另一端靠近装配板303布置且设有用于辐射单元100通过的限位口，所述限位口与所述装配孔304对应布置。具体的，在压板307另一端设有压头321，压头321朝向背离所述压紧气缸308的方向延伸并与所述装配孔304相对应，所述限位口位于所述压头321上，所述限位口延伸至压头321一端的端面上。压紧部的设置可以对辐射单元上的法兰盘提供有效压紧，压板上的限位口便于辐射单元通过。

如图1-图6所示，本实施例的辐射单元匹配块装置装置还包括第一激光传感器310和Y轴模组312，所述第一激光传感器310安装在所述装配板303上，所述压紧气缸308安装在所述Y轴模组312上，所述压板307上设有与所述第一激光传感器310相对应的挡片311；所述Y轴模组312驱动所述压紧气缸308沿平行于所述装配板303的方向移动，并当所述挡片311触发所述第一激光传感器310的限位信息时，具体为当挡片311遮挡住所述第一激光传感器310时，所述压紧气缸308驱动所述压板307压紧辐射单元。另外，可以将压紧气缸308安装在导轨上，利用Y轴模组驱动压紧气缸308沿导轨移动，所述Y轴模组可以采用丝杠驱动机构，利用Y轴模组可以调整压紧气缸的位置。

如图1所示，还包括第二激光传感器313，所述第二激光传感器313安装在所述装配板303上，并位于装配板303上装配孔304的下方，当第二激光传感器313检测到辐射单元100移动至装配孔304内时，控制夹紧气缸305驱动气动夹爪306合拢实现对辐射单元100的夹持定位。

本实施例的工作过程为，先将辐射单元送入到辐射单元夹具中进行夹持，使辐射单元夹具的夹紧气缸驱动气动夹爪夹住辐射单元的法兰盘，法兰盘表面高于装配板布置，然后再利用压紧气缸驱动压板的压头压住法兰盘，辐射单元置于压头的限位口内，使压头从法兰盘的四周压住法兰盘。然后再使匹配块夹具将匹配块送入到辐射单元内，使支架上的弹性销抵靠住匹配块，使匹配块被稳定限位在匹配块夹具的匹配块限位槽内，然后再利用螺钉将辐射单元和匹配块进行锁紧固定。

本实施例通过匹配块夹具将匹配块送入到辐射单元夹具内，并利用弹性销对匹配块限位槽内的匹配块进行限位，可以实现喇叭腔体狭小空间内匹配块的快速安装，解决传统匹配块精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性，保证天线辐射单元腔体内部匹配块与法兰盘定位基准面的距离尺寸精度，并提高一次装配合格率。

如图13所示，本实施例的匹配块安装单元还包括第一三轴模组314和第一锁钉枪318，装配装置、第一三轴模组314以及第一锁钉枪318分别安装在安装平台103上，所述锁钉枪318安装在所述第一三轴模组314上并在第一三轴模组314的带动下进行XYZ三个方向的移动。所述第一三轴模组314包括第一X向模组315、第一Y向模组316和第一Z向模组317，所述第一X向模组315安装在所述安装平台103上，所述第一Z向模组317安装在第一X向模组315上，所述第一Y向模组316安装在所述第一Z向模组317上，所述第一锁钉枪318安装在所述第一Y向模组316上，所述装配装置位于所述第一Y向模组316的下方，利用三轴模组可以驱动第一锁钉枪318从第一螺钉排列机323取螺钉，并来利用第一锁钉枪318对辐射单元和匹配块进行锁紧固定，锁紧过程更加精准可靠。

如图7-图12所示，本实施例的匹配块安装单元2000可以采用定位机构将匹配块102安装定位在匹配块夹具200内。

其中，如图7-图12所示，定位机构包括工装架401、第一夹持气缸402和第一气动夹爪403，所述第一夹持气缸402安装在所述工装架401上且其驱动端连接并驱动两个第一气动夹爪403开合，所述第一气动夹爪403位于所述工装架401上方并与工装架401间隔布置，两个所述第一气动夹爪403合拢后形成有用于夹持匹配块102的匹配块夹持孔404。

本实施例采用第一夹持气缸403驱动第一气动夹爪402夹持匹配块102，并当匹配块102夹具伸入到工装架401上方与第一气动夹爪402之间的间隔内时，第一夹持气缸403驱动第一气动夹爪402释放匹配块102，使匹配块102落入到匹配块夹具200的匹配块限位槽201内。

如图7-图12所示，本实施例的定位机构400还包括下压气缸405，所述下压气缸405安装在所述工装架401上且用于当所述匹配块102落入匹配块夹具200内时，将匹配块102压紧在匹配块夹具200内。利用下压气缸可以将匹配块紧凑压入到匹配块限位槽内。

如图7-图12所示，本实施例的所述下压气缸405的驱动端连接有压块406，所述压块406呈倒置的凸字型，所述压块406的下端与所述匹配块102上表面相适配。凸字型压块可以与匹配块形状结构相适配，便于伸入到第二气动夹爪之间对匹配块进行下压。

如图7-图12所示，本实施例的所述第一气动夹爪402呈L型，包括相互垂直的连接臂和夹持臂，所述第一夹持气缸403与所述连接臂相连接，所述夹持臂朝向背离所述第一夹持气缸403的一侧延伸，所述第一气动夹爪402的一侧设有夹持槽，当两个所述第一气动夹爪402合拢后，两个夹持槽合拢形成所述匹配块夹持孔404。夹持槽的设置，便于与匹配块形状相适配，而且L型第一气动夹爪便于连接装配。

如图7-图12所示，本实施例的定位机构400还包括第二夹持气缸407和第二气动夹爪408，所述第二夹持气缸407的驱动端连接第二气动夹爪408，所述第二夹持气缸407安装在所述工装架401上，所述工装架401上开设有通孔409，所述第二气动夹爪408从所述通孔409伸出到所述间隔中并对置于所述间隔中的匹配块夹具200进行夹持定位。利用第二气动夹爪可以对匹配块夹具进行夹持定位。所述工装架401包括顶板414和底板415，所述第二夹持气缸407安装在所述顶板414的下表面上。

如图7-图12所示，本实施例的定位机构400还包括支撑气缸410，所述支撑气缸410安装在所述工装架401内，所述支撑气缸410的驱动端连接有支撑块411，可驱动支撑块411从所述工装架401上的通孔409伸出到所述间隔中并对所述间隔中的匹配块夹具200进行顶住支撑。利用支撑气缸可以对匹配块夹具进行顶住支撑，便于后续下压匹配块入槽。

如图7-图12所示，本实施例的定位机构400还包括调整气缸412，所述调整气缸412安装在所述工装架401上，所述调整气缸412的驱动端与所述第一夹持气缸403连接并驱动所述第一夹持气缸403前后移动。调整气缸可以调整第一夹持气缸夹持的匹配块的位置，便于准确落入到匹配块夹具的匹配块限位槽中。

如图7-图12所示，本实施例的定位机构400还包括第三激光传感器413，所述第三激光传感器413安装在所述工装架401上，并当检测到匹配块102到位后，控制所述第一气动夹爪402夹持住匹配块102。第三激光传感器的设置，便于控制第一气动夹爪夹持住匹配块。

如图6所示，本实施例的所述匹配块夹具200和装配夹爪206均安装在一块安装板上且位于安装板的同一侧，所述匹配块夹具200与所述装配夹爪206成角度布置，可以通过机械手操作安装板来实现匹配块夹具200和装配夹爪206的角度调整和运动方位。

本实施例定位机构400的工作过程为，如图7-图12所示，图7中，先利用装配夹爪206将匹配块移动到第一气动夹爪402之间，然后利用第一夹持气缸403驱动两个第一气动夹爪402夹持住装配夹爪206夹持的匹配块102，然后装配夹爪206松开匹配块102，将匹配块夹具200移动到两个第一气动夹爪402的下方，如图8所示；并采用第二夹持气缸407驱动两个第二气动夹爪408夹持住匹配块夹具200，采用支撑气缸412向上驱动支撑块411支撑顶住匹配块夹具200，如图9所示，可以采用调整气缸412调整匹配块102的前后位置，利用第一夹持气缸403驱动两个第一气动夹爪402打开释放所夹持的匹配块102，将匹配块102落入到匹配块夹具200的匹配块限位槽中201中，如图10所示，再利用下压气缸405驱动压块406将匹配块102压紧在匹配块限位槽201中，如图11和图12所示。

本实施例的一种采用匹配块安装单元对辐射单元匹配块进行装配的方法，包括以下步骤：

S1，利用装配夹爪206夹取匹配块102至两个所述第一气动夹爪402之间，两个所述第一气动夹爪402合拢后将匹配块102夹持在匹配块夹持孔404中；

S2，将匹配块夹具200移入到第一气动夹爪402下方的间隔中；利用第二夹持气缸407驱动第二气动夹爪408对匹配块102夹具进行夹持定位，并利用支撑气缸410驱动支撑块411对匹配块夹具200底部进行支撑。可以利用调整气缸调整第一气动夹爪夹持的匹配块的位置；

S3，打开两个第一气动夹爪402，使匹配块夹持孔404中的匹配块102落入到匹配块夹具200的匹配块限位槽201中；

S4，再利用下压气缸405将匹配块102适配压入到匹配块限位槽201中；

S5，采用装配夹爪206将辐射单元100送入到辐射单元夹具300内，并使辐射单元夹具300夹持住辐射单元100的法兰盘101；利用压紧气缸308驱动压板307的压头321压住法兰盘101，使辐射单元100置于压头321的限位口内，使压头321从法兰盘101的四周压住法兰盘101；

S6，采用匹配块夹具200夹取匹配块102，并使匹配块102位于匹配块限位槽201内；

S7，驱动匹配块夹具200从辐射单元100大口端伸入，使弹性销301从X方向将匹配块102压靠在匹配块限位槽201内；

S8，利用螺钉将匹配块102与辐射单元100拧紧。可以采用第一三轴模组314驱动锁钉枪318将螺钉拧入到辐射单元100和匹配块102上方的螺钉孔内，将辐射单元100和匹配块102拧紧固定。

本实施例的方法，可以实现喇叭腔体狭小空间内匹配块的快速安装，解决传统匹配块精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性，保证天线辐射单元腔体内部匹配块与法兰盘定位基准面的距离尺寸精度，并提高一次装配合格率。

实施例3

如图14-图18所示，匹配块测量单元1000包括控制系统以及分别与控制系统连接的激光测头1、两轴伺服模组2、快换夹具工装3和Z轴驱动机构4，所述快换夹具工装3安装在所述两轴伺服模组2上，所述激光测头1安装在所述Z轴驱动机构4上并位于所述快换夹具工装3的上方；所述快换夹具工装3用于夹持辐射单元100，所述激光测头1用于对辐射单元100底部法兰盘101平面的点位信息以及辐射单元100内侧壁上安装的匹配块102台阶面上的点位信息进行采集并发送至控制系统，所述控制系统根据所述点位信息计算得到匹配块102的高度H和/或匹配块102与法兰盘101平面的间距c。

如图15和图16所示，本实施例的所述快换夹具工装3包括夹紧气缸31、压紧气缸32、夹爪33和夹臂34，所述夹紧气缸31的两个驱动端分别连接有夹持辐射单元100的夹爪33，所述压紧气缸32的驱动端连接有压住辐射单元100的夹臂34。采用夹紧气缸以及与夹紧气缸连接的夹爪，可以实现对辐射单元的夹持定位，采用压紧气缸配合夹臂可以实现对辐射单元的压紧固定。利用夹持气缸以及压紧气缸实现对辐射单元的柔性夹持，还能够适配不同的待测产品，达到整个测量系统快速重新使用的目的。

如图15和图16所示，本实施例的所述快换夹具工装3还包括固定平台5，所述固定平台5安装在所述两轴伺服模组2上；所述夹紧气缸31和所述压紧气缸32分别安装在所述固定平台5内部，所述固定平台5上设有工装板51，所述工装板51上设有工作孔，所述夹紧气缸31的两个驱动端分别通过工作孔与夹爪33连接，所述夹臂34位于所述工装板51的外侧并在压紧气缸32的驱动下压住辐射单元100。将夹紧气缸以及压紧气缸安装在固定平台内部，并且在工装板上进行夹紧和压紧操作，操作方便，有利于激光测量的精确控制。而且可以在工装板上安装限位件52，来对夹臂进行限位，方便夹具的精确控制。压紧气缸可以设置两个，并且对称布置在夹紧气缸的两侧，有利于辐射单元压紧和稳定性。其中，所述固定平台5包括安装板和支柱，所述安装板安装在两轴伺服模组2上，工装板51位于安装板上方，所述支柱分别垂直固定在工装板51与安装板之间，且支柱、安装板以及工装板51合围成用于安装夹紧气缸31和压紧气缸32的空间。

具体的，所述夹爪33为两个且呈对角状置于工装板51的安装孔内，所述夹爪33的夹持端成直角状卡口结构，两个夹爪33的直角状卡口共同对辐射单元的直角面进行夹持，可参考图3。两个夹爪33相互配合的夹持方向与两个夹臂之间的连线成角度布置，可以从多个方向对辐射方向进行夹持定位。

如图15所示，所述压紧气缸34的驱动端与夹臂34相连接，夹臂34水平布置，且压紧气缸32驱动夹臂34上下移动，对辐射单元上方进行压紧定位。

本实施例的Z轴驱动机构4可以采用气缸或液压缸进行驱动激光测头1的升降。本实施例的一个优选方案如图4所示，所述Z轴驱动机构4采用丝杠螺母驱动机构，采用丝杠螺母驱动机构，方便精确调整激光测头在Z向的位置。丝杠螺母驱动机构可以采用电机驱动，也可以在丝杠螺母驱动机构的丝杠上安装手轮41，采用手动调节。丝杠螺母驱动机构包括丝杠和滑块，滑块与丝杠螺纹连接并且滑动连接在Z向滑轨42上，测头夹具43安装在滑块上，激光测头1安装在测头夹具43上，激光测头1可以通过螺栓固定在测头夹具43上，也可以被夹持在测头夹具43上。

如图15和图16所示，本实施例的所述两轴伺服模组2包括垂直布置的第一直线模组21和第二直线模组22，所述第二直线模组22安装在所述第一直线模组21上，所述固定平台5安装在所述第二直线模组22上。所述快换夹具工装3在所述第一直线模组21和第二直线模组22的驱动下进行X向和Y向移动。采用两轴伺服模组2运动实现待测平面内多个非共性点的坐标采集与法向拟合，测量可靠性高、稳定性好。

如图18所示，本实施例的匹配块装配间隙测量装置还包括工作台6和支架7，所述支架7安装在所述工作台6上，所述两轴伺服模组2安装在所述工作台6上，所述Z轴驱动机构4安装在所述支架7上。所述支架7包括两个立杆和两个横杆，两个立杆分别竖直固定在工作台6的两端，两个横杆分别连接在两个立杆的上端之间，所述Z轴驱动机构分别安装在两个横杆上。利用两轴伺服模组实现XY向的驱动，利用支架上的Z轴驱动机构实现激光测头Z向驱动。

如图18所示，本实施例的匹配块装配间隙测量装置还包括读码器8，所述读码器8与所述控制系统连接，并用于识别所述辐射单元100上的二维码信息。本实施例的控制系统包括与激光测头1相连接的激光测头控制器11。

本实施例的工作过程为，在工作台6上放置辐射单元100，使辐射单元100的小口端的法兰盘101置于固定平台5的工装板51上的两个夹爪33之间，利用夹爪33的两个直角状卡口结构对辐射单元法兰盘的四个面进行卡紧固定，然后驱动夹臂34向上运动后，再使夹臂34转动至辐射单元100上方，驱动夹臂34向下运动对辐射单元100顶部进行卡紧，夹臂34对辐射单元100的压紧位置不对激光测头1的激光发生干涉，调整激光测头1高度并固定其位置，保证辐射单元100与激光测头1不会发生干涉，利用控制系统控制两轴伺服模组2以及Z轴驱动驱动机构4带动辐射单元100以及激光测头1运动，并自动读取激光测头1测得的辐射单元100底部法兰盘101平面的点位信息以及辐射单元100内侧壁上安装的匹配块102台阶面上的点位信息，点位信息可以包括XYZ三轴坐标，经过计算得到匹配块102高度H和/或匹配块102与法兰盘101平面的间距c。由于匹配块结构尺寸为已知条件，这样就可以通过控制系统计算出匹配块与底部法兰盘之间的间距。

本实施例的匹配块装配间隙测量装置可以实现喇叭腔体狭小空间内匹配块安装过程中与底部法兰间距的高精度检测，解决传统匹配块精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性。同时，能够通过控制系统驱动高精度伺服机构，快速设置测量坐标点位、保存测量方案，支撑各种不同产品的测量需求。

基于激光测量的匹配块装配间隙测量方法，包括以下步骤：S1，利用激光测头1对辐射单元100底部法兰盘101平面上非共线若干点的点位信息进行采集得到信息参数一，并对辐射单元100内侧壁上安装的匹配块102台阶面上任意点的点位信息进行采集得到信息参数二；

S2，控制系统根据所述信息参数一和信息参数二计算得到匹配块102的高度和/或匹配块102与法兰盘101平面的间距。

S2中，所述控制系统根据所述信息参数一采用最小二乘法获取法兰盘101平面上的z坐标，并结合所述信息参数二得到匹配块102台阶面上任意点与法兰盘101平面的距离H，利用H与匹配块102的厚度参数h作差即得到匹配块102与法兰盘101平面的间距。

S1中，利用激光测头1对辐射单元100底部法兰盘101平面上非共线的至少8个点的点位信息进行采集得到信息参数一。

本实施例充分考虑了狭小腔体内匹配块高精度测量的共性需求，采用激光非接触式测量，实现了匹配块装配过程的在线检测与记录，解决传统测量工具操作空间不足的问题；本实施例针对天线辐射单元腔体内部匹配块与法兰盘定位基准面的距离尺寸精度控制以及检测、快速记录等需求，提供了一种适用于典型辐射单元狭小腔体内部匹配块位置精度的数字化在线测量方法，采用激光非接触式测量手段进行快速测量与定位，采用多点定面测距法，消除表面质量对测量精度的影响，实现喇叭腔体底部法兰盘法向方向的精确定位，提升测量精度与稳定性。

具体的，首先获取辐射单元100匹配块102台阶上的特定点P₀(x₀,y₀,z₀)，其中x₀,y₀值由两轴伺服模组2提供，z₀值由激光测头1提供。然后通过控制系统控制两轴伺服模组2改变辐射单元100底部法兰盘101相对激光测头1的相对位置，依次获取测量点的位置参数P_i(x_i,y_i,z_i)，i＝1,2,...,n。测量过程如图1所示。相当于，已知底面n个点的实际坐标，求底面的空间平面方程系数A、B、D的值，如式(1)所示。

z＝Ax+By+D (1)

理论上，三点即可确定一个平面，因此n≥3，但是实际情况下，法兰盘101表面易受到表面粗糙度以及落入的杂物与灰尘的影响，为提高测量的准确率，可通过采集更多的点的方式，利用最小二乘法拟合底面方程。当n≥8时即可将误差控制在满足要求的范围内。

下面介绍本实施例采用最小二乘法的具体计算过程。

首先，构造最小二乘法的代价函数J，如式(2)所示：

令Z＝[z₁z₂z₃…z_n]^T，X＝[x₁x₂x₃…x_n]^T，Y＝[y₁y₂y₃…y_n]^T，W＝[XYI]，M＝[ABD]^T，则

其中，I为单位矩阵。

由式(2)可知，代价函数J恒大于等于0，且不存在最大值，因此对W求偏导，偏导数为0时求得最小值，所以，

因此，

W^TZ＝W^TWM

整理可得，

M＝(W^TW)^-1W^TZ

求得法兰表面的空间平面方程系数A、B、D的值之后，可知空间平面方程法向量n＝[A,B,-1]^T，由于测得的P_i点并不一定落在平面上，需将P_i坐标(x_i,y_i)代入式(1)求得修正后的z坐标值。从而可计算P₀与法兰表面的距离H。

用H与匹配块的厚度参数h作差即可得间隙值c，h即为匹配块台阶与匹配块底部表面之间的距离。

实施例4

如图19-图24所示，所述连接器安装单元600包括包括安装支架601、辐射单元夹持机构616、压装机构和连接器夹持机构617，所述辐射单元夹持机构616和压装机构分别安装在所述安装支架601上，所述连接器夹持机构617安装在所述压装机构上，并位于所述辐射单元夹持机构616上方。

本实施例的辐射单元射频连接器装配装置主要针对辐射单元和射频连接器的复杂结构，适用于辐射单元狭小空间的射频连接器快速装配，解决了传统射频连接器的精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性。

如图19-图24所示，本实施例的辐射单元夹持机构616包括辐射单元夹持气缸612和辐射单元气动夹爪613，所述辐射单元夹持气缸612的驱动端于辐射单元气动夹爪613相连接并驱动两个辐射单元气动夹爪613开合，实现对辐射单元100的夹取。所述辐射单元夹持气缸612安装在所述安装支架601上，所述辐射单元气动夹爪613位于所述安装支架601顶板的下方，并将辐射单元100夹持在安装支架601顶板下方，使辐射单元100的法兰盘101与压板603上的装配通孔627相对应。

如图19-图23所示，本实施例的所述压装机构包括压紧气缸602和压板603，所述压紧气缸602安装在所述安装支架601内且其驱动端与压板603相连接，所述压板603位于所述安装支架601上方，所述压板603中部开设有用于装配射频连接器104的装配通孔604，所述连接器夹持机构617安装在所述压板603上。采用辐射单元夹持机构可以实现辐射单元XY两方向的移动限位，采用压紧气缸驱动压板向下运动压紧辐射单元的法兰盘，限制辐射单元Z方向移动。

如图19-图23所示，本实施例的所述压装机构还包括直线轴承605，所述直线轴承605安装在所述安装支架601内，所述压板603安装在所述直线轴承605上。采用直线轴承可以对压板的移动提供导向，使其对辐射单元法兰盘的压接更平稳牢固。

如图19-图23所示，本实施例的一个可选方案为，所述压紧气缸602和直线轴承605分别为两个且分别位于安装支架601顶板和底板之间。所述压紧气缸602的驱动端向上穿过安装支架601的顶板并与压板603相连接，所述直线轴承605的顶部也穿过安装支架601的顶板并于压板603相连接。压紧气缸602驱动压板603向下运动压住辐射单元100的法兰盘101。其中压紧气缸602的个数以及直线轴承605的个数可以根据实际情况来进行设定。

如图19-图23所示，本实施例的所述连接器夹持机构617包括两个连接器夹持气缸606和两个连接器气动夹爪607，两个所述连接器夹持气缸606分别相对安装在所述压板603上方，且其驱动端分别与所述连接器气动夹爪607相连接。采用两个连接器夹持气缸驱动两个连接器气动夹爪，可以实现对连接器的有效夹持。

如图19-图23所示，所述连接器气动夹爪607运动方向的前侧设有限位块608，所述连接器气动夹爪607与所述限位块608滑动连接。限位块的设置可以为连接器气动夹爪的移动提供限位。

如图21和图23所示，本实施例的所述限位块608底部设有滑槽609，顶部设有凸块610；所述连接器气动夹爪607包括夹持部625和限位部626，所述限位部626位于所述夹持部625后侧上方，所述夹持部625滑动连接在滑槽609内，并当所述夹持部625移动至预设位置后，所述限位部626与所述凸块610相抵接。所述夹持部625前端中部凹陷形成有夹持槽611，两个所述连接器气动夹爪607合拢后形成连接器夹持孔。滑槽的设置可以为连接器气动夹爪的移动提供导向，凸块的设置可以为连接器气动夹爪的移动位置进行限位。

如图21和图23所示，本实施例的所述连接器气动夹爪607运动方向的前方两侧各设有一个限位块608，所述连接器气动夹爪607的两侧分别与所述限位块608滑动连接。通过设置两个限位块，为连接器气动夹爪的移动提供平稳导向和限位。

如图19-图23所示，本实施例的装置还包括用于检测射频连接器的第一激光传感器614和用于检测射频连接器上螺钉的第二激光传感器615，所述第一激光传感器614安装在所述激光传感器安装架624上，所述第二激光传感器615安装在所述压装机构上。采用第一激光传感器可以检测连接器是否到位，采用第二激光传感器可以检测螺钉是否安装到位。

如图25所示，本实施例的辐射单元射频连接器装配装置还包括第二三轴模组618和第二锁钉枪622，所述第二锁钉枪622安装在所述第二三轴模组618上并在第二三轴模组618的带动下进行XYZ三个方向的移动。可以采用第二锁定枪622将射频连接器104通过螺钉装配到辐射单元100法兰盘101上。所述第二三轴模组618包括第二X向模组619、第二Y向模组620和第二Z向模组621，所述第二Y向模组620安装在支撑平台上，所述安装支架601也安装在支撑平台上，支撑平台上还设有第二螺钉排列机628等，将Z轴模组621可移动的设置在第二Y向模组620上，再将第二X向模组619可上下移动的设于所述第二Z向模组621上，将第二锁钉枪623可移动的安装再第二X向模组619上，利用第二三轴模组618调整第二锁钉枪623的位置，使第二锁钉枪623先去第二螺钉排列机628中取螺钉，再移动到安装支架601上方将螺钉拧入到连接器法兰盘106和辐射单元100法兰盘101上使其锁紧固定。

本实施例的工作过程为，利用辐射单元机器人夹爪616将辐射单元100夹持住并移动到安装支架601的顶板下方，如图19所示，并使辐射单元夹持气缸612驱动辐射单元气动夹爪613夹持住辐射单元100，再利用压紧气缸602驱动压板603下压住辐射单元100的法兰盘101，实现对辐射单元100的限位，然后再利用连接器机器人夹爪617将射频连接器104夹持住并将射频连接器104上的连接器法兰106移动到压板603的装配通孔627内，如图20所示，利用连接器夹持气缸606驱动连接器气动夹爪607夹持住射频连接器104，再利用第二三轴模组驱动锁钉枪至连接器法兰盘106上方，并打入螺钉将连接器法兰与辐射单元100法兰盘101锁紧固定即可。

辐射单元射频连接器装配方法，包括以下步骤：

S1，利用辐射单元机器人夹爪616将辐射单元100送入辐射单元气动夹爪613中进行夹持；

S2，利用压紧气缸602驱动压板603压住辐射单元100的法兰盘101；

S3，利用连接器机器人夹爪617将射频连接器104送入到与辐射单元100的法兰盘101上方相对应的位置，使连接器法兰盘106落入到压板603上的装配通孔604中，并利用连接器夹持气缸606驱动连接器气动夹爪607将射频连接器104夹持住；

S4，利用三轴模组618驱动锁钉枪623移动到连接器法兰盘106对应的位置，并将螺钉拧入连接器法兰盘106和辐射单元100法兰盘101相对应的螺纹孔中，将射频连接器104与辐射单元100法兰盘101进行连接。

本实施例主要针对辐射单元和射频连接器的复杂结构，适用于辐射单元狭小空间的射频连接器快速装配，解决了传统射频连接器的精确安装定位问题，提高装配精度的稳定性、一致性。

实施例5

如图26-图30所示，所述电性能测试单元700包括支撑框架701以及安装在支撑框架701上的XY两轴驱动模组、YZ两轴驱动模组、电性能测试仪702、支撑框架701和辐射单元工装夹具703，所述XY两轴驱动模组安装在所述支撑框架701上并驱动所述辐射单元工装夹具703在水平面移动，所述YZ驱动模组安装在所述支撑框架701内并驱动所述电性能测试仪702的电调插头704在竖直面移动以对辐射单元工装夹具703内的辐射单元100进行电性能测试。

如图26所示，本实施例的所述辐射单元工装夹具703包括夹持定位板710、夹持气缸711以及气动夹爪712，所述夹持气缸711安装在所述夹持定位板710的底部，所述气动夹爪712位于所述夹持定位板710的上方，所述夹持气缸711的驱动杆穿过所述夹持定位板710并连接驱动所述气动夹爪712。利用夹持气缸驱动气动夹爪可以将辐射单元定位在夹持定位板上，提高生产过程柔性需求。

如图26所示，本实施例的所述夹持气缸711为至少两组，每组所述夹持气缸711包括至少两个夹持气缸711，每个所述夹持气缸711连接有一个所述气动夹爪712。至少两组夹持气缸711可以单独对辐射单元100进行压紧定位，也可以对辐射单元组件109进行压紧定位。

如图26所示，本实施例的所述气动夹爪712水平布置在所述夹持定位板710的上方，所述气动夹爪712的一端下方设有与辐射单元100的法兰盘101适配的压接缺口。在压接的时候，可以将辐射单元的法兰盘置于压接缺口中进行压紧定位。

如图27-图30所示，本实施例的电性能检测装置还包括工业相机713，所述支撑框架701上安装有工业相机支架718，所述工业相机支架718上安装有Z向移动模组707，所述工业相机713安装在所述Z向移动模组707上，并位于所述辐射单元工装夹具703上方。可以利用工业相机对辐射单元尺寸参数进行提取。

如图27-图30所示，本实施例的所述XY两轴驱动模组包括X向移动模组705和Y向移动模组706，所述X向移动模组705和Y向移动模组706分别安装在所述支撑框架701上，所述X向移动模组705可移动的安装在所述Y向移动模组706上，所述辐射单元工装夹具703可移动的安装在所述X向移动模组705上。所述X向移动模组705通过安装支撑板720安装再Y向移动模组706上，且通过导轨719滑动连接在支撑平台上。

如图27-图30所示，本实施例的所述YZ两轴驱动模组包括第三Y向模组708和第三Z向模组709，所述第三Y向模组708安装在所述支撑框架701内，所述第三Z向模组709可移动的安装在所述第三Y向模组708上，所述第三Z向模组709上安装有电调插头夹具。

如图29所示，本实施例的所述电调插头夹具包括第一夹持板714和第二夹持板715，所述第一夹持板715安装在所述Z向模组709上，所述第一夹持板714上端向外延伸出夹持沿，所述夹持沿上设有第一夹持槽，所述第二夹持板715上也设有第二夹持槽，所述第二夹持板715安装在所述第一夹持板714上并使第一夹持槽和第二夹持槽合拢以夹持电调插头704。利用夹持槽合拢可以对电调插头进行有效夹持。

如图27-图30所示，本实施例的所述支撑框架701上表面设有操作通孔717，所述辐射单元工装夹具703在所述XY两轴驱动模组的驱动下在所述操作通孔717内移动。

本实施例的电性能测试仪可以选用HP4284A，也可以选用其他能够测试辐射单元电性能的装置。

本实施例的电性能测试装置的工作过程为，将辐射单元100夹持在辐射单元工装夹具703内，将辐射单元工装夹具703安装在X向移动模组705上；利用X向移动模组705和Y向移动模组706将辐射单元工装夹具703驱动到工业相机713下方，利用工业相机713对辐射单元100的尺寸参数(主要是口沿尺寸)进行提取，然后XY两轴驱动模组带动辐射单元工装夹具703退出拍摄位置，然后XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合将电调插头704移动到辐射单元100下方，并带动电调插头704插入辐射单元100底部的射频射频连接器104中，测试单个辐射单元100的电性能；分别测试完一组8个辐射单元100的电性能后，将一组8个辐射单元100装配到底板107上形成辐射单元组件109，再安装到辐射单元工装夹具703上，利用XY两轴驱动模组将辐射单元工装夹具703驱动到工业相机713下方，利用工业相机713对辐射单元组件109上每个辐射单元100的尺寸参数(主要是口沿间隙尺寸及其均匀度)进行提取，然后XY两轴驱动模组带动辐射单元工装夹具703退出拍摄位置；再次利用XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合将电调插头704移动到辐射单元组件109下方，并带动电调插头704插入辐射单元组件109中每个辐射单元100底部的射频射频连接器104中，测试每个辐射单元100的电性能；根据测试结果，得到辐射单元组件109的装配参数对辐射单元100电性能的影响。

本实施例的电性能测试装置采用XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合，分别驱动辐射单元工装夹具和电调插头移动，可以实现辐射单元及其组件电性能的快速检测，提高了测试效率，也为后续辐射单元的尺寸参数与电性能关联分析打下基础。本实施例的电性能测试装置可以实现辐射单元及其组件电性能的快速检测，能够驱动高精度伺服模组机构，实现辐射单元工装夹具的精确定位。

本实施例的电性能测试装置能够提高电性能测试效率，便于后续研究辐射单元及其组件的装配尺寸与电性能的关系，从而指导装配参数的合理设置。通过多轴运动机构与快换工装夹具结合，实现了辐射单元及其组件的快速转移以及主要工作装备的配合，并利用两轴驱动模组的高精度运动特性，实现了高精度、高效率、低成本的快速装配。

辐射单元及其组件的电性能测试方法，包括以下步骤：

S1，将辐射单元100夹持在辐射单元工装夹具703内，将辐射单元工装夹具703安装在XY两轴驱动模组上；

S2，利用XY两轴驱动模组将辐射单元工装夹具703驱动到工业相机713下方，利用工业相机713对辐射单元100的尺寸参数进行提取，然后XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合将电调插头704移动到辐射单元100下方，并带动电调插头704插入辐射单元100底部的射频射频连接器104中，测试单个辐射单元100的电性能；

S3，测试完一组单个辐射单元100的电性能后，将一组辐射单元100装配到底板107上形成辐射单元组件109，再安装到辐射单元工装夹具703上，利用XY两轴驱动模组将辐射单元工装夹具703驱动到工业相机713下方，利用工业相机713对辐射单元组件109上每个辐射单元100的尺寸参数进行提取；

S4，再次利用XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合将电调插头704移动到辐射单元组件109下方，并带动电调插头704插入辐射单元组件109中每个辐射单元100底部的射频射频连接器104中，测试每个辐射单元100的电性能；

S5，根据测试结果，得到辐射单元组件109的装配参数对辐射单元100电性能的影响。

本实施例采用XY两轴驱动模组和YZ两轴驱动模组配合，分别驱动辐射单元工装夹具和电调插头移动，可以实现辐射单元及其组件电性能的快速检测，提高了测试效率，也为后续辐射单元的尺寸参数与电性能关联分析打下基础。

实施例6

如图31-图36所示，底板安装单元500包括包括快换夹具和翻转工装，所述快换夹具包括定位工装板501、压板驱动装置502和压板503，所述压板驱动装置502安装在所述定位工装板501一端并与所述压板503相连接，所述压板503与所述定位工装板501平行布置，并在所述压板驱动装置502的驱动下移动至所述定位工装板501上方将辐射单元100的法兰盘101压在定位工装板501的底板107上；所述定位工装板501安装在所述翻转工装上并在翻转工装的驱动下翻转。由于辐射单元100与底板107的装配需要在底板107两个面上都进行安装工作，因此通过将快换夹具安装在翻转工装上，可以进行装配过程中翻转操作。

本实施例通过设置快换夹具和翻转工装，利用压板驱动装置驱动压板对辐射单元法兰盘进行压紧定位，然后再利用翻转工装驱动快换夹具翻转，从底部对底板和法兰盘进行拧紧固定，提高了装配精度和合格率，解决了传统底板与辐射单元的精确安装定位问题，提高了装配精度的稳定性和一致性。

如图31所示，本实施例的装置还包括导轨504，所述导轨504安装在所述定位工装板501的下侧面上，所述压板503滑动连接在所述导轨504上。导轨的设置可以为压板在定位工装板上的移动提供导向。

如图31、图33-图36所示，本实施例的所述导轨504为两条，且平行布置在所述定位工装板501的下侧面上。两条导轨保证了底板移动的稳定性。

如图31所示，本实施例的所述压板503一端设有若干间隔布置的压齿505，所述压板503向定位工装板501上方移动使辐射单元100一一对应的置于压齿503之间的间隔中，所述压齿503对辐射单元100的法兰盘101进行压接。若干压齿503呈梳齿状结构，每个压齿503可以对相邻两个辐射单元100的法兰盘101进行压紧定位，保证了辐射单元100的稳定性，压接效果更好。

如图31所示，本实施例的所述压板驱动装置502和压板503分别为两个，两个所述压板驱动装置502分别布置在所述定位工装板501的两端，两个所述压板503分别相对布置在所述定位工装板501的两侧，两个所述压板503在对应的压板驱动装置502的驱动下靠近或远离。两组压板驱动装置502驱动压板503，可以同时对底板107上的两排辐射单元100进行压紧定位，且互不干扰。压板驱动装置502可以选用气缸。

如图31、图33-图36所示，本实施例的所述快换夹具还包括第一安装板506，所述定位工装板501安装在所述第一安装板506上，所述定位工装板501和第一安装板506上分别设有对应布置的装配通孔，导轨504安装在第一安装板506上。第一安装板可以为导轨提供支撑，定位工装板和第一安装板上装配通孔的设置，便于快换夹具翻转后对底板底部进行操作。

如图32-图36所示，本实施例的所述翻转工装包括翻转驱动装置507和第二安装板508，所述翻转驱动装置507的驱动端与第二安装板508相连接并驱动第二安装板508翻转，所述定位工装板501安装在所述第二安装板508上，所述第二安装板508上开设有操作孔509。第二安装板上操作孔的设置，便于翻转驱动装置驱动第二安装板上的快换夹具翻转后，对底板进行操作。具体的，所述翻转驱动装置507包括电机515和换向减速器514，所述电机515与换向减速器514相连接，所述换向减速器514通过联轴器513与第二安装板508的一侧支板相连接。

如图32-图36所示，本实施例的装配装置还包括定位驱动装置510和定位销511，所述第二安装板508上设有定位孔512，所述定位驱动装置510与定位销511连接并能够驱动所述定位销511伸入定位孔512中对第二安装板508进行定位。当快换夹具翻转前或翻转后，可以利用定位驱动装置510驱动定位销511插入第二安装板508的定位孔512中，对第二安装板508进行锁定定位。

具体的，所述定位驱动装置510为气缸。其中，定位驱动装置510的个数可选两个，每个定位驱动装置510连接一个定位销511，两个定位驱动装置510可以分别固定在翻转驱动装置507的两侧，分别对第二安装板508进行定位。

如图33-图36所示，本实施例的装配装置还包括四轴机器人517、第三螺钉排列机520和第三锁钉枪516，所述四轴机器人517和翻转驱动装置507安装在装配平台518上，翻转驱动装置507一端与第二安装板508相连接，第二安装板508另一端转动连接在装配平台518上，装配平台518上设有翻转孔，第二安装板508及其上的部件可以在翻转孔内翻转孔519内进行翻转操作。四轴机器人517的操作端与第三锁钉枪516相连接并驱动锁钉枪516移动，锁钉枪516从第三螺钉排列机520中取螺钉并从定位工装板501上的螺钉孔108将翻转后底板107与辐射单元100法兰盘101拧紧固定。本实施例的四轴机器人517不仅负责运送锁钉枪516，而且四轴机器人上安装有机器人抓手负责柔性上下料，可以分别抓取辐射单元100，将其送入底板107上，完成与底板107的装配。其中，本实施例的四轴机器人517可以选用IRB1200型号，也可以选用其他型号。第三螺钉排列机520可以选用LSD-P1001型号，也可以选用其他型号。锁钉枪516可以选用DDK MFT-240M10-S型号，也可以选用其他型号。

本实施例的工作过程为，将底板107安装在定位工装板501上，然后将辐射单元100置于定位工装板501的底板107上，底板107上的辐射单元100放置两排，使底板上的多个方孔与辐射单元100法兰盘上的圆孔对应布置，如图37所示，每个底板107上有两排方孔，分别与辐射单元100法兰盘101上的圆孔对应；利用压板驱动装置502驱动两个压板503沿导轨504相对移动，并将辐射单元100的法兰盘101压在底板107上，每个压板503压住一排辐射单元100的法兰盘101；再利用翻转工装将定位工装板501翻转180°，使底板107的底部朝上布置；利用四轴机器人517驱动第三锁钉枪516从第三螺钉排列机520中取螺钉，并将螺钉移动到底板107对应位置，从底板107底部将底板107与辐射单元100法兰盘107拧紧固定。

本实施例充分考虑了狭小空间内底板与辐射单元高精度安装需求，采用数字化装配手段，实现了底板与辐射单元装配过程的自动化，解决了传统装配过程操作困难，效率低，一次成功率低的问题。本实施例通过四轴机器人与快换工装夹具结合，实现了辐射单元与底板的快速转移，并利用其高精度运动特性，实现了高精度、高效率、低成本的快速装配。

辐射单元底板与支架装配方法，包括以下步骤：

S1，将底板107安装在定位工装板501上，然后利用四轴机器人夹持辐射单元100并将辐射单元100置于定位工装板501的底板107上；

S2，当所有辐射单元(一般为8个，也可以为其他任意个数)都放置到位后，利用压板驱动装置502驱动压板503向定位工装板501中部移动，并将辐射单元100的法兰盘101压在底板107上；

S3，四轴机器人退出快换夹具的范围，再利用翻转工装将定位工装板501翻转180°，使底板107的底部朝上布置，露出螺钉安装位置；

S4，利用四轴机器人517驱动锁第三钉枪516从第三螺钉排列机520中取螺钉，然后移动到底板上方安装位置，将螺钉从底板107底部将底板107与辐射单元100法兰盘107拧紧固定；螺钉全部安装完成后，利用四轴机器人的夹爪夹取装配好的辐射单元组件，完成下料。

本实施例利用压板驱动装置驱动压板对辐射单元法兰盘进行压紧定位，然后再利用翻转工装驱动快换夹具翻转，从底部对底板和法兰盘进行拧紧固定，提高了装配精度和合格率，解决了传统底板与辐射单元的精确安装定位问题，提高了装配精度的稳定性和一致性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

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。

Claims (22)

1.一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，包括匹配块安装单元、匹配块测量单元、连接器安装单元、电性能测试单元和底板安装单元，所述匹配块安装单元、匹配块测量单元、连接器安装单元和电性能测试单元依次顺序排布成辐射单元生产线，所述底板安装单元位于所述辐射单元生产线的一侧并靠近所述电性能测试单元布置；所述辐射单元生产线的一侧还设有上料台和下料台，且所述下料台靠近所述底板安装单元布置；

所述匹配块安装单元包括匹配块夹具和辐射单元夹具，所述辐射单元夹具内设有弹性销，所述匹配块夹具一侧靠近端部的位置设有匹配块限位槽，所述匹配块夹具一端端面设有与所述匹配块限位槽连通的限位口；其中，当所述匹配块夹具带动匹配块伸入辐射单元内时，所述辐射单元夹具内的弹性销从所述限位口伸入所述匹配块限位槽并抵接所述匹配块的一端；所述匹配块限位槽为与所述匹配块相适配的阶梯槽；

所述匹配块测量单元包括控制系统以及分别与控制系统连接的激光测头、两轴伺服模组、快换夹具工装和Z轴驱动机构，所述快换夹具工装安装在所述两轴伺服模组上，所述激光测头安装在所述Z轴驱动机构上并位于所述快换夹具工装的上方；所述快换夹具工装用于夹持辐射单元，所述激光测头用于对辐射单元底部法兰盘平面的点位信息以及辐射单元内侧壁上安装的匹配块台阶面上的点位信息进行采集并发送至控制系统，所述控制系统根据所述点位信息计算得到匹配块的高度或/和匹配块与法兰盘平面的间距；

所述连接器安装单元包括安装支架、辐射单元夹持机构、压装机构和连接器夹持机构，所述辐射单元夹持机构和压装机构分别安装在所述安装支架上，所述连接器夹持机构安装在所述压装机构上，并位于所述辐射单元夹持机构上方；所述压装机构包括压紧气缸和压板，所述压紧气缸安装在所述安装支架内且其驱动端与压板相连接，所述压板位于所述安装支架上方，所述压板中部开设有用于装配射频连接器的装配通孔，所述连接器夹持机构安装在所述压板上；所述压装机构还包括直线轴承，所述直线轴承安装在所述安装支架内，所述压板安装在所述直线轴承上；

所述电性能测试单元包括支撑框架以及安装在支撑框架上的XY两轴驱动模组、YZ两轴驱动模组、电性能测试仪、支撑框架和辐射单元工装夹具，所述XY两轴驱动模组安装在所述支撑框架上并驱动所述辐射单元工装夹具在水平面移动，所述YZ驱动模组安装在所述支撑框架内并驱动所述电性能测试仪的电调插头在竖直面移动以对辐射单元工装夹具内的辐射单元进行电性能测试；

所述底板安装单元包括快换夹具和翻转工装，所述快换夹具包括定位工装板、压板驱动装置、导轨和压板，所述压板驱动装置安装在所述定位工装板一端并与所述压板相连接，所述压板与所述定位工装板平行布置，并在所述压板驱动装置的驱动下移动至所述定位工装板上方将辐射单元的法兰盘压在定位工装板的底板上；所述定位工装板安装在所述翻转工装上并在翻转工装的驱动下翻转；所述导轨安装在所述定位工装板的下侧面上，所述压板滑动连接在所述导轨上。

2.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，还包括打标单元，所述打标单元靠近所述匹配块安装单元布置。

3.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，还包括柔性上下料机器人，所述柔性上下料机器人为多个，所述上料台和下料台所在区域与所述辐射单元生产线之间、所述匹配块安装单元与匹配块测量单元之间、所述连接器安装单元与电性能测试单元之间均设有至少一个所述柔性上下料机器人。

4.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述匹配块夹具上设有分体缝，所述分体缝沿所述匹配块夹具的长度方向延伸至匹配块一端的端面上，使匹配块夹具的一端形成分体式结构。

5.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述辐射单元夹具包括夹紧部和工装支架，所述夹紧部安装在所述工装支架上，所述夹紧部包括夹紧气缸和气动夹爪，所述夹紧气缸驱动气动夹爪对辐射单元进行夹持；所述夹紧部上设有支架，所述支架横跨所述夹紧气缸且穿过气动夹爪布置，所述弹性销安装在所述支架上；所述工装支架上设有装配板，所述装配板上设有与所述气动夹爪相适配的装配孔。

6.根据权利要求5所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述辐射单元夹具还包括压紧部，所述压紧部包括压板和压紧气缸，所述压紧气缸安装在所述工装台架上，所述压板成Z字型结构，所述压板的一端安装在所述压紧气缸的驱动端，所述压板的中部位于所述压紧气缸的一侧，所述压板的另一端靠近装配板布置且设有用于辐射单元通过的限位口，所述限位口与所述装配孔对应布置。

7.根据权利要求6所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，还包括第一激光传感器和Y轴模组，所述第一激光传感器安装在所述装配板上，所述压紧气缸安装在所述Y轴模组上，所述压板上设有与所述第一激光传感器相对应的挡片；所述Y轴模组驱动所述压紧气缸沿平行于所述装配板的方向移动，并当所述挡片触发所述第一激光传感器的限位信息时，所述压紧气缸驱动所述压板压紧辐射单元。

8.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，匹配块安装单元还包括定位机构，所述定位机构包括工装架、第一夹持气缸、第一气动夹爪、第二夹持气缸和第二气动夹爪，所述第一夹持气缸安装在所述工装架上且其驱动端连接并驱动两个第一气动夹爪开合，所述第一气动夹爪位于所述工装架上方并与工装架间隔布置，两个所述第一气动夹爪合拢后形成有用于夹持匹配块的匹配块夹持孔；所述第二夹持气缸的驱动端连接第二气动夹爪，所述第二夹持气缸安装在所述工装架上，所述工装架上开设有通孔，所述第二气动夹爪从所述通孔伸出到所述间隔中并对置于所述间隔中的匹配块夹具进行夹持定位。

9.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，匹配块安装单元还包括第一三轴模组和第一锁钉枪，所述第一锁钉枪安装在所述第一三轴模组上并在第一三轴模组的带动下进行XYZ三个方向的移动；和/或，还包括第二激光传感器，所述第二激光传感器安装在装配板上。

10.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述快换夹具工装包括夹紧气缸、压紧气缸、夹爪和夹臂，所述夹紧气缸的两个驱动端分别连接有夹持辐射单元的夹爪，所述压紧气缸的驱动端连接有压住辐射单元的夹臂。

11.根据权利要求10所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述快换夹具工装还包括固定平台，所述固定平台安装在所述两轴伺服模组上；所述夹紧气缸和所述压紧气缸分别安装在所述固定平台内部，所述固定平台上设有工装板，所述工装板上设有工作孔，所述夹紧气缸的两个驱动端分别通过工作孔与夹爪连接，所述夹臂位于所述工装板的外侧并在压紧气缸的驱动下压住辐射单元。

12.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述连接器夹持机构包括两个连接器夹持气缸和两个连接器气动夹爪，两个所述连接器夹持气缸分别相对安装在所述压板上，且其驱动端分别与所述连接器气动夹爪相连接；所述连接器气动夹爪运动方向的前侧设有限位块，所述连接器气动夹爪与所述限位块滑动连接。

13.根据权利要求12所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述限位块底部设有滑槽，顶部设有凸块；所述连接器气动夹爪包括夹持部和限位部，所述限位部位于所述夹持部后侧上方，所述夹持部滑动连接在滑槽内，并当所述夹持部移动至预设位置后，所述限位部与所述凸块相抵接。

14.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，连接器安装单元还包括第二三轴模组和第二锁钉枪，所述第二锁钉枪安装在所述第二三轴模组上并在第二三轴模组的带动下进行XYZ三个方向的移动。

15.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述辐射单元工装夹具包括夹持定位板、夹持气缸以及气动夹爪，所述夹持气缸安装在所述夹持定位板的底部，所述气动夹爪位于所述夹持定位板的上方，所述夹持气缸的驱动杆穿过所述夹持定位板并连接驱动所述气动夹爪；所述夹持气缸为至少两组，每组所述夹持气缸包括至少两个夹持气缸，每个所述夹持气缸连接有一个所述气动夹爪。

16.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，电性能测试单元还包括工业相机，所述支撑框架上安装有工业相机支架，所述工业相机支架上安装有Z向移动模组，所述工业相机安装在所述Z向移动模组上，并位于所述辐射单元工装夹具上方。

17.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述压板一端设有若干间隔布置的压齿，所述压板向定位工装板上方移动使辐射单元一一对应的置于压齿之间的间隔中，所述压齿对辐射单元的法兰盘进行压接。

18.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述压板驱动装置和压板分别为两个，两个所述压板驱动装置分别布置在所述定位工装板的两端，两个所述压板分别相对布置在所述定位工装板的两侧，两个所述压板在对应的压板驱动装置的驱动下靠近或远离。

19.根据权利要求1所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述翻转工装包括翻转驱动装置和第二安装板，所述翻转驱动装置的驱动端与第二安装板相连接并驱动第二安装板翻转，所述定位工装板安装在所述第二安装板上，所述第二安装板上开设有操作孔。

20.根据权利要求19所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，还包括定位驱动装置和定位销，所述第二安装板上设有定位孔，所述定位驱动装置与定位销连接并能够驱动所述定位销伸入定位孔中对第二安装板进行定位。

21.根据权利要求2所述一种辐射单元柔性自动化组装生产系统，其特征在于，所述打标单元包括激光打标器、两轴驱动机构和吸烟除尘系统，所述激光打标器安装在所述两轴驱动机构上并在所述两轴驱动机构的驱动下移动对其下方辐射单元进行打标，所述吸烟除尘系统对打标环境进行吸烟除尘。

22.一种辐射单元柔性自动化组装生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，采用匹配块安装单元将匹配块装配到辐射单元内，并采用匹配块测量单元检测匹配块与辐射单元法兰盘平面的距离；

S2，采用连接器安装单元将射频连接器安装在辐射单元的法兰盘上，利用电性能测试单元对射频连接器电性能进行检测；

S3，然后在底板安装单元上将辐射单元装配到底板上，再利用电性能测试单元重新对底板上的辐射单元的射频连接器的电性能进行检测。

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