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龙图腾网获悉大连理工大学申请的专利一种星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116654289B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-09发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310595871.1，技术领域涉及：B64G1/22；该发明授权一种星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法是由任同群;石权;王晓东;崔璨;李健;蒋锐锋设计研发完成，并于2023-05-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法在说明书摘要公布了：本发明属于航天器件精密装配技术领域，涉及一种星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法。所采用的装调设备主要由供料模块、测量模块、装调模块和工装锁紧模块组成，该方法以平行度检测过程为分界点划分为装配工序、检验工序、锁附工序，其中检验工序又分为两种情况，检验后若满足精度要求，直接继续进行锁附工序；若不满足精度要求，在等待调整垫片研磨加工的同时对多组新的零件进行批量平行度测量。本发明可以实现调整垫片的对准定位、CMOS电路板与星敏感器支架相对位置的自动调整与装配、靶面与基准面平行度的自动测算，且装调过程可视、测算过程中由夹具工装定位锁紧零件进行测量，无需锁付测量再拆卸调整，减少零件损伤。

本发明授权一种星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法在权利要求书中公布了：1.一种星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法，其特征在于，所采用的装调设备由供料模块、测量模块、装调模块和工装锁紧模块组成，其中三个模块的底部均安装在光学平台4上，从左向右依次为测量模块、工装锁紧模块和供料模块，而装调模块则采用龙门结构横架于设备上方，用于实现零件自动锁附功能； 所述的测量模块，由三轴精密位移滑台5、测头支座a6、组合激光位移测头7、测头支座b8、测量组件支架9和工业相机a10组成；所述测头支座a6和测头支座b8底部安装在测量组件支架9一侧，所述工业相机a10安装在测量组件支架9另一侧，测量组件支架9安装在三轴精密位移滑台5的Z轴上，三轴精密位移滑台5底部安装在光学平台4上，组合激光位移测头7由测头支座a6和测头支座b8前后锁紧，其中，组合激光位移测头7由组合夹具上安装三个小型的分光干涉式位移计构成，三者呈等边三角形形状排布；所述组合激光位移测头7在CMOS电路板1装配后，实现CMOS电路板1的靶面和星敏感器支架3下的基准面平行度的测量功能；所述工业相机a10在CMOS电路板1装配时，实现了CMOS电路板1上的像素点矩形靶面边线和星敏感器支架3基准面边线平行度测量功能；所述三轴精密位移滑台5具有三维直线运动能力，实现组合激光位移测头7和工业相机a10调整不同的测量位置的功能； 所述的工装锁紧模块，由带座轴承33、转轴支座34、转轴35、导杆气缸36、夹具组件底座37、转角气缸38、反光镜39、V型块40、直线精密位移滑台d41、精密转台b42和工装锁紧组件支架43组成；所述工装锁紧组件支架43为U型结构，其中部安装有反光镜39，其一端侧面上安装有带座轴承33，其另一端侧面上安装有精密转台b42，其底部安装在直线精密位移滑台d41上，直线精密位移滑台d41底部安装在光学平台4上；所述夹具组件底座37为L型结构，其一端安装有转轴支座34，转轴35的一端从转轴支座34的开口中穿过并锁紧固定，转轴35的另一端从带座轴承33中穿过并固定；所述夹具组件底座37的另一端安装在精密转台b42的转台面上；所述导杆气缸36安装在夹具组件底座37一端，所述转角气缸38竖直安装在夹具组件底座37中部，所述V型块40安装在夹具组件底座37另一端侧面上；所述反光镜39实现了工业相机a10在侧面自下向上观测CMOS电路板1上像素点矩形靶面和星敏感器支架3基准面的功能；所述夹具组件底座37及转轴支座34、转轴35和带座轴承33、精密转台b42，组成类秋千的转动结构，在精密转台b42驱动下，使夹具组件底座37以及其上的星敏感器支架3零件和转轴支座34、转轴35、导杆气缸36、转角气缸38和V型块40，绕着精密转台b42转轴旋转，在装配和测量时，实现了调整CMOS电路板1、调整垫片2和星敏感器支架3零件姿态的功能；所述V型块40适配星敏感器支架3外轮廓设计，在星敏感器支架3定位夹紧中实现定位的功能；所述导杆气缸36的顶杆沿着V型块40开口方向伸缩运动，在星敏感器支架3定位夹紧中实现夹紧的功能；所述转角气缸38绕自身转轴旋转90°后锁紧，实现CMOS电路板1调整装配后，CMOS电路板1的锁紧功能；所述直线精密位移滑台d41沿单一方向位移，实现其上零件的工作位置调整和装配调整的功能； 所述的装调模块，由型材支架11、直线精密位移滑台a12、滑台支架16、装调模组和锁付模组组成；所述滑台支架16为U型结构，其两端分别安装有装调模组和锁付模组，其中部安装在直线精密位移滑台a12上，直线精密位移滑台a12底部安装在型材支架11上，型材支架11底部安装在光学平台4上；所述装调模组由工业相机b13、装调组件支架14、直线精密位移滑台b15、精密转台a26、圆柱式力传感器27和零件吸附头28组成；所述零件吸附头28顶部安装在圆柱式力传感器27底部，圆柱式力传感器27顶部安装在精密转台a26底部的转台面上，精密转台a26顶部安装在装调组件支架14底部的安装面上，工业相机b13安装在装调组件支架14上，装调组件支架14侧面安装在直线精密位移滑台b15的台面上，直线精密位移滑台b15安装在滑台支架16侧面上；所述锁付模组由滑台气缸17、锁付气缸18、锁付组件底座19、直线导轨20、电动螺丝刀21、电动螺丝刀支架22和螺丝吸附头23组成；所述电动螺丝刀21安装在电动螺丝刀支架22上，电动螺丝刀支架22为L型结构，其侧面安装在直线导轨20上，直线导轨20底部安装在锁付组件底座19上，锁付组件底座19为L型结构，其侧面安装在滑台气缸17台面上，滑台气缸17底部安装在滑台支架16侧面上，所述锁付气缸18固定安装在锁付组件底座19上，其顶杆与电动螺丝刀支架22相连接安装，所述螺丝吸附头23安装在锁付组件底座19的底部；所述直线精密位移滑台a12、直线精密位移滑台b15和直线精密位移滑台d41组合形成零件拾取装配的三维运动结构；所述直线精密位移滑台a12、滑台气缸17和直线精密位移滑台d41组合形成螺丝吸附取料和零件锁付过程的三维运动结构；所述精密转台a26驱动零件吸附头28上吸附的零件绕转轴旋转，即实现调整CMOS电路板1上的像素点矩形靶面边线和星敏感器支架3基准面边线平行度的功能；所述工业相机b13实现待装配零件位置识别的功能；所述圆柱式力传感器27实时反馈装配过程中零件吸附头28与零件之间的接触力，既避免接触不充分导致零件拾取失败，也避免过大的接触力损伤零件及设备；所述锁付模组实现螺丝吸附和零件锁付功能，其中，锁付气缸18实现驱动电动螺丝刀支架22及其上电动螺丝刀21上下往复锁付运动的功能，直线导轨20实现对电动螺丝刀支架22及其上电动螺丝刀21上下往复运动的导向功能，螺丝吸附头23实现螺丝供料器24提供的螺丝吸附取料功能； 所述的供料模块由螺丝供料器24、螺丝供料器底座25、料盘29、压块30、直线精密位移滑台c31和供料组件底座32组成；所述螺丝供料器24底部安装在螺丝供料器底座25上，螺丝供料器底座25底部安装在光学平台4上；所述料盘29底部安装在直线精密位移滑台c31上，直线精密位移滑台c31底部安装在供料组件底座32上，供料组件底座32底部安装在光学平台4上；所述压块30放置在料盘上固定区域；所述螺丝供料器24实现螺丝的供料功能；所述料盘29适配CMOS电路板1、调整垫片2和压块30上的孔位，设计有凸台形状的限位结构，使得三个调整垫片2放置在料盘29上直接呈三角形分布，使得调整垫片2和压块30放置在料盘29的平面上被限位结构限制，不产生过大的转动，便于零件吸附头28的吸附拾取；所述压块30底部涂覆有缓冲材料，CMOS电路板1安装后，由装调模块拾取压块30并压装在CMOS电路板1上，再由转角气缸38压紧压块30，避免转角气缸38直接压紧在CMOS电路板1上损伤零件，并且由于CMOS电路板1与星敏感器支架3之间最终需要螺丝锁紧，所以压块30压紧CMOS电路板1后，对应CMOS电路板1上的螺孔位置设计有开口结构，保证压紧状态下不影响螺丝锁付； 以平行度检测过程为分界点，将星敏感器CMOS电路板靶面自动装调方法划分为三道工序，分别是装配工序、检验工序、锁附工序，具体步骤如下： 第一步，零件上料：装配前，由人工将星敏感器支架3放置在工装锁紧模块的V型块40上定位，由导杆气缸36的推杆将星敏感器支架3夹紧在V型块40中；再将压块30和待装配零件CMOS电路板1和调整垫片2放置在带有限位结构的料盘29上，完成上料；其中，料盘29对应于CMOS电路板1、调整垫片2和压块30上的孔位，设计有凸台形状的限位结构，使得三个调整垫片2放置在料盘29上直接呈三角形分布，使得调整垫片2和压块30放置在料盘29的平面上被限位结构限制，不产生过大的转动，便于零件吸附头28的吸附拾取； 第二步，调整垫片2装配：上料完成后，进行调整垫片2装配；装调组件在直线精密位移滑台a12驱动下运动至调整垫片2吸附拾取工作位置，在工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台c31组合形成二维平面运动，调整零件吸附头28与调整垫片2之间的相对位置，由精密转台a26调整零件吸附头28与调整垫片2之间的相对姿态，对准后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28向下运动，对调整垫片2进行吸附取料，取料成功后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28带动其上调整垫片2向上运动，完成调整垫片2取料；其中，零件吸附头28与调整垫片2接触取料时的相互接触力，由圆柱式力传感器27实时反馈，保证接触力，不损伤零件和设备；三个调整垫片2相互之间的位置，已在上料时由料盘29上呈三角形分布的凸台形状结构进行限位，实现零件吸附头28单次吸附拾取三个调整垫片2；取料完成后，装调组件在直线精密位移滑台a12驱动下运动至调整垫片2装配调整工作位置，在工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台d41组合形成二维平面运动，调整零件吸附头28上吸附的调整垫片2与星敏感器支架3上装配孔位之间的相对位置，由精密转台a26调整零件吸附头28上吸附的调整垫片2与星敏感器支架3上安装孔位之间的相对姿态，对准后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28上吸附的调整垫片2向下运动，将调整垫片2装配在星敏感器支架3的装配孔位上，装配完成后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28向上运动恢复初始位置，完成调整垫片2装配；其中，零件吸附头28上吸附的调整垫片2与星敏感器支架3上装配孔位装配时的相互接触力，由圆柱式力传感器27实时反馈，保证接触力，不损伤零件和设备； 第三步，CMOS电路板1装配：调整垫片2装配完成后，进行CMOS电路板1装配；装调模块在直线精密位移滑台a12驱动下运动至CMOS电路板1吸附拾取工作位置，在工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台c31组合形成二维平面运动，调整零件吸附头28与CMOS电路板1之间的相对位置，由精密转台a26调整零件吸附头28与CMOS电路板1之间的相对姿态，对准后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28向下运动，对CMOS电路板1进行吸附取料，取料成功后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28带动其上CMOS电路板1向上运动，完成CMOS电路板1取料；其中，零件吸附头28与CMOS电路板1接触取料时的相互接触力，由圆柱式力传感器27实时反馈，保证接触力，不损伤零件和设备；取料完成后，装调模块在直线精密位移滑台a12驱动下运动至CMOS电路板1装配调整工作位置，在工业相机a10和工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台d41组合形成二维平面运动，调整零件吸附头28上吸附的CMOS电路板1与星敏感器支架3上装配孔位之间的相对位置，由精密转台a26调整零件吸附头28上吸附的CMOS电路板1的像素点矩形靶面边线和星敏感器支架3基准面边线的平行度；其中，工业相机a10在侧面，通过反光镜39自下而上地观测CMOS电路板1的像素点矩形靶面边线和星敏感器支架3基准面边线，辅助精密转台a26进行边线平行度的姿态调整，工业相机b13在顶部，自上而下观测星敏感器支架3上装配孔位，辅助直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台d41进行CMOS电路板1和星敏感器支架3之间的位置调整；位置姿态调整完成后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28上吸附的CMOS电路板1向下运动，将CMOS电路板1叠装在调整垫片2上，装配完成后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28向上运动恢复初始位置，完成CMOS电路板1装配；其中，零件吸附头28上吸附的CMOS电路板1与调整垫片2装配时的相互接触力，由圆柱式力传感器27实时反馈，保证接触力，不损伤零件和设备； 第四步，CMOS电路板1和调整垫片2压紧：CMOS电路板1装配完成后，需要由转角气缸38压紧固定，为保护零件不受损伤，采用压块30作为中间缓冲零件；装调模块在直线精密位移滑台a12驱动下运动至压块30吸附拾取工作位置，在工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台c31组合形成二维平面运动，调整零件吸附头28与压块30之间的相对位置，由精密转台a26调整零件吸附头28与压块30之间的相对姿态，对准后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28向下运动，对压块30进行吸附取料，取料成功后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28带动其上压块30向上运动，完成压块30取料；其中，零件吸附头28与压块30接触取料时的相互接触力，由圆柱式力传感器27实时反馈，保证接触力，不损伤零件和设备；取料完成后，装调模块在直线精密位移滑台a12驱动下运动至压块30装配调整工作位置，在工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台d41组合形成二维平面运动，调整零件吸附头28上吸附的压块30与CMOS电路板1之间的相对位置，由精密转台a26调整零件吸附头28上吸附的压块30与CMOS电路板1之间的相对姿态，对准后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28上吸附的压块30向下运动，将压块30叠装在CMOS电路板1上，装配完成后，由直线精密位移滑台b15驱动零件吸附头28向上运动恢复初始位置，完成压块30装配；其中，零件吸附头28上吸附的压块30与CMOS电路板1叠装时的相互接触力，由圆柱式力传感器27实时反馈，保证接触力，不损伤零件和设备；压块30装配完成后，转角气缸38旋转90°再下压，其压杆直接作用在压块30上，将压块30压紧在CMOS电路板1上，间接将CMOS电路板1压紧在调整垫片2上，再将调整垫片2间接压紧在星敏感器支架3上，完成所有零件的压紧；其中，压块30下表面涂覆有缓冲材料，使得压紧力均匀分布在CMOS电路板1的背面上，避免损伤CMOS电路板1；至此为装配工序； 第五步，CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测：CMOS电路板1和调整垫片2压紧在星敏感器支架3上后，测量CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度；工装锁紧模块在直线精密位移滑台d41驱动下运动至CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测工作位置，由精密转台b42驱动调整V型块40以及其上已经被转角气缸38夹紧的CMOS电路板1、调整垫片2和星敏感器支架3装配体的姿态，使得CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3标准面朝向组合激光位移测头7，由三轴精密位移滑台5驱动组合激光位移测头7移动，分别测量CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3标准面，并将数据传输给工控机，计算两平面之间的平行度，CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测完成后，由精密转台b42驱动调整V型块40以及其上已经被转角气缸38夹紧的CMOS电路板1、调整垫片2和星敏感器支架3装配体的姿态，使得CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3标准面恢复竖直向下的状态；若CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测合格，则进行螺丝锁付流程；若CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测不合格则计算三个调整垫片2的调整量并记录反馈给操作人员，再由装调模块将压块30、CMOS电路板1和调整垫片2进行下料，具体步骤与装配工序步骤相反，由操作人员取走调整垫片2研磨加工，加工后再重新装配调整测量；装配过程停止的该阶段，设备可继续对另一组新的零件进行平行度测量；至此为检验工序； 第六步，若满足精度要求，进行CMOS电路板1锁付：CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测合格后，进行CMOS电路板1锁付；工装锁紧模块在直线精密位移滑台d41驱动下运动至CMOS电路板1锁付工作位置，锁付模组在直线精密位移滑台a12驱动下运动至螺丝供料器24上的吸附取料位置，由滑台气缸17驱动锁付模组中的螺丝吸附头23向下运动，对螺丝进行吸附取料，取料成功后，由滑台气缸17驱动螺丝吸附头23及其上吸附的螺丝向上运动，完成螺丝的吸附取料；其中，螺丝每次吸附拾取的位置固定，已提前将螺丝供料器24的螺丝出料口调整对准，锁付模组在直线精密位移滑台a12驱动下每次移动至同一位置进行吸附取料即可，无需视觉定位反馈；螺丝吸附取料完成后，锁付模组在直线精密位移滑台a12驱动下运动至CMOS电路板1锁付工作位置，在工业相机b13的辅助下，由直线精密位移滑台a12和直线精密位移滑台d41组合形成二维平面运动，调整锁付模组中螺丝吸附头23与星敏感器支架3上装配孔位之间的相对位置，对准后，由滑台气缸17驱动螺丝吸附头23及其上吸附的螺丝向下运动，再由锁付气缸18的顶杆推动电动螺丝刀支架22及其上安装的电动螺丝刀21在直线导轨20的导向下向下运动，将螺丝顶出螺丝吸附头23，将CMOS电路板1和调整垫片2锁紧在星敏感器支架3上，再依次完成剩下两个螺丝的拾取锁付，完成CMOS电路板1锁付，最后设备各模块复位，由操作人员取下锁紧后的CMOS电路板1、调整垫片2和星敏感器支架3装配体，完成装配； 若不满足精度要求，调整垫片2研磨加工完成后，重复零件上料、调整垫片2装配、CMOS电路板1装配、CMOS电路板1和调整垫片2压紧、CMOS电路板1靶面和星敏感器支架3基准面平行度检测过程，检测后若仍不满足精度要求，计算调整量，下料重新研磨加工，直至检测结果为满足安装倾斜范围要求，进行CMOS电路板1锁付，完成整个装调流程；至此为锁附工序。

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