微小器件精密點(diǎn)膠控制與設(shè)備研制.pdf

1、慣性器件等微小器件廣泛應(yīng)用在航天飛機(jī)、導(dǎo)彈、宇宙飛船等航空航天工具中，其研制過(guò)程中有大量需要點(diǎn)膠粘接工序，點(diǎn)膠質(zhì)量將直接關(guān)系到微小器件的工作性能。由于點(diǎn)膠過(guò)程中涉及流體的精確分液、零件的自動(dòng)識(shí)別、點(diǎn)膠針頭的定位和高度控制等集多學(xué)科技術(shù)為一體的綜合性控制，加之器件的體積小、所用膠粘劑粘度高、精度要求高、點(diǎn)膠部位特殊等原因，目前粘接工作普遍依靠工作人員在顯微鏡下手工點(diǎn)膠完成。迫切需要開(kāi)發(fā)一種對(duì)微小器件定位要求低、點(diǎn)膠量和點(diǎn)膠軌跡精確且針對(duì)高

2、粘度膠粘劑分液的精密點(diǎn)膠設(shè)備，進(jìn)一步研究被國(guó)外壟斷的精密點(diǎn)膠技術(shù)，不僅可以提高點(diǎn)膠效率和改善點(diǎn)膠產(chǎn)品質(zhì)量，還能在一定程度上促進(jìn)國(guó)內(nèi)點(diǎn)膠技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展。
　　本文針對(duì)某型號(hào)微小型慣性器件的點(diǎn)膠密封任務(wù)，研制了基于視覺(jué)技術(shù)和傳感技術(shù)的精密自動(dòng)點(diǎn)膠設(shè)備。采用模塊化設(shè)計(jì)思想，設(shè)備分為精密定位模塊、視覺(jué)檢測(cè)模塊、微量注射模塊和人機(jī)交互模塊。精密運(yùn)動(dòng)模塊按照程序預(yù)設(shè)的點(diǎn)膠作業(yè)軌跡完成的微米量級(jí)的定位；視覺(jué)檢測(cè)模塊完成零件的識(shí)別和點(diǎn)膠路徑的控制

3、；微量注射模塊完成對(duì)點(diǎn)膠動(dòng)作的控制，實(shí)現(xiàn)膠量的準(zhǔn)確分配；人機(jī)交互模塊作為用戶與設(shè)備的交流窗口，通過(guò)優(yōu)化操作步驟來(lái)提高點(diǎn)膠作業(yè)的效率。
　　課題結(jié)合時(shí)間-壓力型點(diǎn)膠特點(diǎn)和微小慣性器件的點(diǎn)膠任務(wù)要求，對(duì)點(diǎn)膠中的關(guān)鍵控制技術(shù)進(jìn)行了深入研究，包括點(diǎn)膠一致性的控制和零件識(shí)別定位的控制。通過(guò)分析膠量的影響因素對(duì)精密點(diǎn)膠機(jī)進(jìn)行了選型和控制，并對(duì)實(shí)驗(yàn)所用的膠粘劑粘溫特性和固化特性進(jìn)行測(cè)試。為解決相機(jī)分辨率提高與視野范圍縮小之間的矛盾，設(shè)計(jì)了圖像中

4、鼠標(biāo)選點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)控制方案。在保證點(diǎn)膠定位精度的基礎(chǔ)上，提高點(diǎn)膠系統(tǒng)靈活性，采取了基于膠滴圖像補(bǔ)償針頭安裝偏差的誤差補(bǔ)償措施。提出了針頭基準(zhǔn)位置的標(biāo)定方案，結(jié)合使用高精度的激光測(cè)距傳感器，使針頭與基板間隙的控制精度達(dá)到了10μm以內(nèi)。利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，提出了“先圖像定心，再偏差補(bǔ)償”的零件與轉(zhuǎn)臺(tái)安裝偏心的補(bǔ)償方案。
　　完成了設(shè)備各硬件的安裝和調(diào)試，用LabVIEW與Matlab的混合編程編制了精密點(diǎn)膠系統(tǒng)的控制程序，進(jìn)而對(duì)精密運(yùn)動(dòng)滑