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微型零件的自动装配系统研究

作　者: 吕长辉
导　师: 王晓东
学　校: 大连理工大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 微装配系统显微视觉系统微操作平台装配策略误差分析
分类号: TH164
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 208次
引　用: 2次
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内容摘要

随着机电产品的小型化和微型化,微装配在微机电产品的研发与装配中发挥着越来越重要的作用。微装配系统则是针对微机电产品的装配所开发出来的装配系统,其集微零件搬运、装配为一体。针对某种微型零件的装配,研制了一套微型零件自动装配系统,设计了微型零件自动装配系统的整体结构,分析了微型零件的装配策略并在此基础上计算了系统装配误差。研制了包括微操作运动平台、显微视觉系统、具有力感知的真空吸附式微夹钳、系统控制电路以及组合工作台在内的微型零件自动装配系统。显微视觉系统是自动装配系统的关键部分,其应用图像信息进行微型零件装配过程的监视、零件位置及形状信息的获取和反馈及智能决策。装配区域比较大,如果采用固定式显微视觉系统会使监测变得困难。采用精密微操作运动平台驱动视觉系统使其能够在三个方向上运动,以便视觉系统监测到整个装配区域。待装配零件小而薄,采用传统机械式微夹钳容易使得微型零件损坏和划伤,因而研制了带有力感知的真空吸附式微夹钳完成零件从载件台到装配区域的搬运和装配。微夹钳的x、y、z三个方向上的运动是由另一套三自由度微操作运动平台来实现。在安装真空吸附式夹钳的悬臂梁的末端集成了一个传感器,实现力的控制。装配夹具及放置零件的载件台安装在回转运动平台上,组成回转装配平台。设计了组合工作台用来安装自动装配系统。组合工作台包括主操作台和随动支架,合理的给出了装配系统各部分的安装位置,并符合人体工程学设计。自动装配系统的硬件设计采用继电器卡实现输入输出,输入实现人机对话。输出实现了对自动装配系统不同子系统的控制。科学的装配策略和过程能够提高系统的装配精度。本文分析确定了每个微型零件的装配策略和过程,尽量减小装配方法和顺序引进的装配误差。基于随机误差理论极限误差合成方法,在本文所确定的零件装配顺序的基础上,分析计算了微型零件装配的角度误差,轴线对称度,同轴度等。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
目录  7-9
1 绪论  9-24
  1.1 微装配技术研究  9-11
    1.1.1 微装配技术概述  9
    1.1.2 微装配技术的主要应用领域  9
    1.1.3 微装配技术中的问题与难点  9-11
  1.2 微装配系统研究  11-21
    1.2.1 微装配系统的体系分类  11
    1.2.2 微装配系统的发展现状  11-20
    1.2.3 微装配系统的发展趋势及研究热点  20-21
  1.3 本文主要研究内容及意义  21-24
2 自动装配系统的研制  24-41
  2.1 本章研究内容  24
  2.2 自动装配系统的总体设计  24-38
    2.2.1 自动装配系统的总体结构  25-27
    2.2.2 微操作运动平台  27-31
    2.2.3 显微视觉系统  31-32
    2.2.4 真空吸附式夹钳及气路系统  32-34
    2.2.5 系统控制电路  34-38
  2.3 组合工作台  38-39
  2.4 本章小结  39-41
3 装配过程分析  41-47
  3.1 本章研究内容  41
  3.2 装配过程分析  41-46
    3.2.1 装配初始化及零件1的装配  41-43
    3.2.2 零件2A的装配过程  43
    3.2.3 零件2B的装配过程  43-45
    3.2.4 零件3的装配过程  45
    3.2.5 零件4的装配过程  45-46
  3.3 本章小结  46-47
4 误差分析方法  47-54
  4.1 本章研究内容  47
  4.2 误差的计算  47-50
  4.3 误差的合成  50-52
  4.4 本文装配误差分析基础  52-53
  4.5 本章小结  53-54
5 装配误差分析  54-68
  5.1 本章研究内容  54
  5.2 零件装配误差分析  54-67
    5.2.1 零件2B的装配误差分析  54-59
    5.2.2 零件3的装配误差分析  59-64
    5.2.3 零件4的装配误差分析  64-67
  5.3 本章小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-71
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  71-72
致谢  72-73

微型零件的自动装配系统研究

内容摘要

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