微装配系统设计及位移台误差分析

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1、微装配系统结构设计及位移台误差分析张嘉易路超郝永平(沈阳理工大学辽宁省先进制造与装备重点实验室，辽宁沈阳110159)摘要：针对平板类微小零件装配特点,设计了一套基于真空吸附的微装配系统平台。采用真空吸附式微夹持器实现零件的夹持、释放，采用双CCD摄像头实现对零件的位姿识别，采用定位梢度在4-6ym的位移台实现零件的定位。分析了位移台误差的來源，巫点计算了位移台中步进电机和丝杠的累积误差，计算结果为±1.405um,可以达到位移台的精度要求。重复定位梏度对位移台梢度起着重要的作用，以位移台中光栅尺为基准进行闭环控

2、制，通过大量实验验证位移台的重复定位精度小于3um。关键词：微装配；真空吸附；位移台；累积谋差；匝复定位精度中图分类号：TP24；TH161文献标识符：A文章编号：Structuredesignofmicro・assemblyanderroranalysisofdisplacementinstrumentZHANGJia-yi;LUChao;HAOYong-ping(KeyLaboratoryofAdvancedManufactureandEquipmentofLiaoningProvince,ShenyangL

3、igongUniversity,Shenyang110159,China)Abstract:aimingatThecharacteristicsofflatandsmallpartsassembly,asetofmicro-assemblysystemsplatformbasedonvacuumsuctionisdesigned.TheVacuumadsorptionmicro-gripperpartsrealizeclampingandplacing.thedoublelCCDcamerasachievethe

4、poseandpositionparametersrecognition.positioningaccuracyofdisplacementinstrumentintheof4-6pmisusedtopartorientation.Eirorsourceofdisplacementtableisindroduced.thispaperemphaticallycalculatetheaccumulatedeiTorofsteppermotorandleadscrewinthedisplacementtable・Th

5、ecalculatedresultsis士1.405gmwithinareasonablerange・there-orientationaccuracyplaysimportantroleinaccuracyofdisplacementinstalment.basingonthecloseloodcontrolofgrating.there-orientationaccuracyoflessthan3gmisverifiedbylotsofexpriments・Keywords:micro-assembly；va

6、uumadsortption；displacementinstalment；accumulatederror；re-orientationaccuracy0引言随着现代装配平台性能要求越来越高，在满足结构的刚度和强度条件下，对薄板类微小零件的装配需求越来越多⑴。实现完全的口动化装配也是所冇微装配研究的冃标⑵。对于表面光滑、强度不高、质量较轻的薄板零件，i般的传统机械手很难完成装配。微装配技术己经成为制约微小型制造技术发展的关键技术么一，微装配技术的研究已引起国内外研究人员的高度重视⑴。为了实现薄板零件的安全顺利的

7、搬运、高效快速的装配，设计一套基于真空吸附⑷的微装配系统平台。为了提高零件的吸取、搬运、释放呵、装配收稿口期：XXXX-XX-XX的精度，必须要选择精度较高的精密位移台⑹。位移台屮主要的误差来源是电机和丝杠。通过验证位移台的屮电机和丝杠的谋差精度，确定位移台满足系统装配的精度要求。1基于真空吸附式的微装配系统1・1、微装配系统组成⑺计算机控制系统。其是幣个系统的核心部分，控制系统根据观测系统所获得的图像信息，做出逻辑决策，从而指导并驱动器件做出相应的动作、控制零件的吸附、釋放动作要求，控制气路系统做出相应的动作等

8、。气动系统。整个气动系统主要由压力源，压力调节阀，真空发生器，电磁阀开关，减压阀，调速阀等器件组成。其作用是产生真空气体，以此来固定、吸附、释放零件等。真空夹持系统。该系统的作用是完成微零件的吸附和释放，由于所有的微操作和微装配都是由真空吸附系统完成的，因此该系统是微装配屮硬件的核心部分。显微观测系统凶。观测系统是微装呢的视觉系统，由竖直CCD摄像机、图像采集卡和水平CC