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微小型零件的夹持技术及微应力装配研究

作　者: 王林
导　师: 王晓东
学　校: 大连理工大学
专　业: 精密仪器及机械
关键词: 精密装配系统组合式夹钳微应力装配基于力的阻抗控制
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着微小型化技术的发展,对微小型系统的需求越来越大,从而使得特征尺寸在0.01—10mm的微小型零件的装配作业也越来越普遍。近年来,已有较成熟的精密装配系统投入工程实际应用,然而这些装配系统多趋于应用在零件个数少、结构简单的微小型产品装配上。针对零件个数多,且结构较复杂的微小型产品的装配,多处于实验研究阶段。本文立足实际需求,研制了一套基于机器视觉和力反馈技术的精密装配系统,该系统采用功能化及模块化的设计思想,主要由夹持操作模块,视觉测量模块,上料模块,回转平台模块以及人机交互模块组成,各个模块协调工作,共同完成整个产品的装配任务。组合式夹钳作为夹持操作模块的核心组件,主要由真空吸附夹钳和机械夹持夹钳组成,能够实现多种不同形状、不同材料的微小型零件的拾取、搬运以及释放操作。考虑到装配测量要求,制定了切实可行的装配策略,多次装配实验表明,该系统所采用的软件构架、控制策略能够实现所要求的功能,满足了产品要求的性能指标。轻、小、薄、软是微尺度零件的显著特点,此特点导致了微小型零件在装配过程中极易损坏,即使采用高效率的专用设备,也很难装配出质量合格的产品。为了解决微小型零件难以装配的问题,引入了微应力装配的方法,即在零件的拾取和释放过程中,尽量减小装配系统与操作对象之间的操作力。然而,由于未知环境的不确定性,很难实现精确的力控制。本文采用被动柔顺控制与主动力控制相结合的方法对装配过程中零件所受的外力进行控制。被动柔顺机构可以依靠自身的协调性,提高整个系统的柔顺。为了实现主动的力控制,采用了一种基于力的阻抗控制策略,可根据作业机械手与待装配零件之间的接触力变化,控制夹钳的运动来实现操作力的控制。

微小型零件的夹持技术及微应力装配研究

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