微装配系统设计及位移台误差分析..doc

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，采用定位精度在4-6μm的位移台实现零件的定位。分析了位移台误差的来源，重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±1.405μm，可以达到位移台的精度要求。重复定位精度对位移台精度起着重要的作用，以位移台中光栅尺为基准进行闭环控制，通过大量实验验证位移台的重复定位精度小于3μm。 关键词：微装配；真空吸附；位移台；累积误差；重复定位精度 中图分类号：TP24；TH161 文献标识符：A 文章编号： Structure design of micro-assembly and error analysis of displacement instrument ZHANG Jia-yi ;LU Chao ;HAO Yong-ping (Key Laboratory of Advanced Manufacture and Equipment of Liaoning Province, Shenyang Ligong University, Shenyang 110159,China) Abstract: aiming at The characteristics of flat and small parts assembly, a set of micro-assembly systems platform based on vacuum suction is designed.The Vacuum adsorption micro-gripper parts realize clamping and placing.the doublel CCD cameras achieve the pose and position parameters recognition. positioning accuracy of displacement instrument in the of 4-6μm is used to part orientation. Error source of displacement table is indroduced ,this paper emphatically calculate the accumulated error of stepper motor and lead screw in the displacement table .The calculated results is ± 1.405μm within a reasonable range . the re-orientation accuracy plays important role in accuracy of displacement instrument .basing on the close lood control of grating,the re-orientation accuracy of less than 3 μm is verified by lots of expriments. Keywords: micro-assembly； vauum adsortption；displacement instrument；accumulated error；re-orientation accuracy 0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[1]。实现完全的自动化装配也是所有微装配研究的目标[2]。对于表面光滑、强度不高、质量较轻的薄板零件，一般的传统机械手很难完成装配。微装配技术已经成为制约微小型制造技术发展的关键技术之一，微装配技术的研究已引起国内外研究人员的高度重视[3]。 为了实现薄板零件的安全顺利的搬运、高效快速的装配，设计一套基于真空吸附[4]的微装配系统平台。为了提高零件的吸取、搬运、释放[5]、装配的精度，必须要选择精度较高的精密位移台[6]。位移台中主要的误差来源是电机和丝杠。通过验证位移台的中电机和丝杠的误差精度，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[7] 计算机控制系统。其是整个系统的核心部分，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