基于視覺的多功能精密點(diǎn)膠系統(tǒng)研制.pdf

1、膠粘接技術(shù)是微小器件裝配中一個(gè)重要的工藝環(huán)節(jié)，然而微小器件膠粘接大多采用手工操作，點(diǎn)膠位置精度與膠滴的一致性很難得到保證，特別是應(yīng)用于航空航天等領(lǐng)域的微小器件，對膠粘接質(zhì)量有著嚴(yán)格的要求。本文面向航空航天等企業(yè)微小器件膠粘接的測試實(shí)驗(yàn)和小批量器件膠粘劑精密自動(dòng)點(diǎn)膠等方面的應(yīng)用需求，開展實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)備研制和相關(guān)技術(shù)研究。
　　設(shè)計(jì)并搭建了集噴射式點(diǎn)膠與接觸式點(diǎn)膠于一體的精密點(diǎn)膠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，其中噴射式點(diǎn)膠主要用于高粘度膠粘劑點(diǎn)膠，接觸式點(diǎn)

2、膠主要用于低粘度膠粘劑點(diǎn)膠。根據(jù)功能要求將系統(tǒng)分成4個(gè)模塊:三軸變速聯(lián)動(dòng)控制模塊、精密視覺定位與測量模塊、噴射式點(diǎn)膠與接觸式點(diǎn)膠模塊以及系統(tǒng)控制模塊。三軸變速聯(lián)動(dòng)控制模塊主要部件是三維操縱桿，并借助視覺定位模塊迅速將微小器件指定位置呈現(xiàn)在相機(jī)視野中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)指定位置的自動(dòng)點(diǎn)膠;精密視覺定位與測量模塊通過首滴膠滴標(biāo)定法和機(jī)器視覺定位保證膠滴的位置精度，同時(shí)利用相機(jī)采集膠滴圖像與處理圖像，進(jìn)行膠滴的一致性評估;噴射式點(diǎn)膠與接觸式點(diǎn)膠模塊實(shí)現(xiàn)

3、了大粘度跨度的多種膠粘劑的點(diǎn)膠功能;系統(tǒng)控制模塊通過人機(jī)交互界面完成了對整個(gè)精密點(diǎn)膠實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的控制。
　　對影響點(diǎn)膠定位精度的因素進(jìn)行了分析，包括相機(jī)像素標(biāo)定誤差、精密位移平臺精度、噴射式點(diǎn)膠閥與接觸式點(diǎn)膠料筒之間交換時(shí)的安裝誤差等，確定了精密位移平臺精度和噴射式點(diǎn)膠閥與接觸式點(diǎn)膠料筒交換時(shí)的安裝誤差是影響點(diǎn)膠定位精度的兩個(gè)主要因素。為了提高點(diǎn)膠位置精度，在對相機(jī)像素標(biāo)定的基礎(chǔ)上，通過齊次矩陣法完成了對坐標(biāo)系之間的正交誤差的補(bǔ)償，

4、提出首滴膠滴標(biāo)定法，實(shí)現(xiàn)對噴射式點(diǎn)膠閥與接觸式點(diǎn)膠料筒之間交換時(shí)的安裝誤差的補(bǔ)償。首滴膠滴標(biāo)定法是通過機(jī)器視覺采集膠滴圖像，圖像處理后獲取膠滴圖像位置信息，并結(jié)合導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)完成位置標(biāo)定，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證點(diǎn)膠位置精度達(dá)到10-60μm，滿足微小器件膠粘接的精度要求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了精密點(diǎn)膠系統(tǒng)噴嘴和噴針對點(diǎn)膠位置的實(shí)時(shí)跟蹤，并自動(dòng)生成點(diǎn)膠路徑。
　　對實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)標(biāo)定完成后，開展了點(diǎn)膠實(shí)驗(yàn)研究，并對結(jié)果進(jìn)行了分析，實(shí)驗(yàn)包括:最小直徑膠滴實(shí)驗(yàn)、不同基板上