微小惯性器件精密装配系统作业执行模块研究

发布时间：2017-06-20 02:00

  本文关键词：微小惯性器件精密装配系统作业执行模块研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：微小惯性器件装配是制造过程中的一个重要环节,目前主要依靠工人在显微镜下完成,生产效率低且装配后产品一致性差。装配自动化是提高微小器件装配质量及实现一致性的有效技术途径。针对微小惯性器件装配,课题设计了自动化精密装配系统,并根据功能的不同将系统分为几个功能模块,按照通用性要求对每个模块进行开发,从而缩短设备研制周期。根据课题需要,本文对精密装配系统中核心功能模块—作业执行模块子系统进行开发,其主要功能是针对易损微小零件,实现三维空间定位、零件的拾取与装配。针对易损微小零件,作业执行模块机械臂集成了高精度力传感器,在微小零件操作时实时检测力的大小,实现操作力控制,保护了零件结构的脆弱部分。为了实现多零件装配,设计了可更换微夹钳的夹持装置,并开发了装配作业工具库。通过微夹钳的换接,模块能够实现对不同零件进行装配。为减小零件装配过程中由作业执行模块引入的误差,对影响模块精度的主要因素进行分析,并得到了产生模块定位误差的主要原因,建立了具有误差补偿的运动学模型,制定了参数标定方案并完成了标定实验。根据精密装配系统对作业执行模块功能需要,本文对作业执行模块驱动软件架构进行设计,采用面向对象的方法开发了模块接口功能函数库,编写并调试了模块控制软件。将模块驱动软件集成于精密装配系统时,只需修改程序文件夹下的模块参数配置文件,接口函数调用时自动读取配置参数实现模块功能,该方法有效解决了不同精密装配设备存在硬件连接的差异,实现了模块驱动软件的可移植性。针对两种不同型号的微小惯性器件,将作业执行模块集成于两台不同的精密装配设备中并与其他模块合作,完成了两种产品的装配任务,实现了作业执行模块的各项预定功能。
【关键词】：微小零件精密装配 模块化装配系统 作业执行模块 模块参数标定
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN966
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 自动化精密装配研究意义10-14
• 1.1.1 国外自动化装配研究现状10-12
• 1.1.2 国内自动化装配研究现状12-14
• 1.2 精密装配系统关键技术14-17
• 1.2.1 微小零件操作技术14-15
• 1.2.2 机器视觉技术15
• 1.2.3 传感器检测技术15-16
• 1.2.4 标定技术16-17
• 1.3 模块化的精密装配系统17-18
• 1.4 论文主要研究内容18-20
• 2 作业执行模块硬件结构20-31
• 2.1 引言20
• 2.2 模块机械结构20-22
• 2.3 夹持装置与工具库开发22-25
• 2.4 控制系统硬件连接25-27
• 2.5 模块硬件结构的系统集成27-30
• 2.5.1 精密装配系统工作台27-28
• 2.5.2 模块硬件系统集成28-30
• 2.6 本章小结30-31
• 3 作业执行模块系统模型与误差补偿31-40
• 3.1 引言31
• 3.2 影响定位精度的主要因素分析31-32
• 3.3 误差补偿模型的建立32-39
• 3.3.1 坐标系的建立与变换33-37
• 3.3.2 误差补偿模型分析37-39
• 3.4 本章小结39-40
• 4 作业执行模块参数标定40-63
• 4.1 引言40
• 4.2 运动轴垂直误差角标定方案40-47
• 4.2.1 XY轴垂直误差角41-45
• 4.2.2 Z轴与X、Y轴垂直误差角45-47
• 4.3 模块参数标定47-56
• 4.3.1 XY轴垂直误差角48-51
• 4.3.2 Z轴与X、Y轴垂直误差角51-54
• 4.3.3 力传感器标定54-56
• 4.4 误差角标定结果验证及位移误差分析56-61
• 4.5 本章小结61-63
• 5 作业执行模块驱动软件63-79
• 5.1 引言63
• 5.2 模块软件架构设计63-64
• 5.3 模块功能函数库与系统集成64-77
• 5.3.1 模块函数库规划64-65
• 5.3.2 模块函数库开发65-76
• 5.3.3 模块函数库调试76-77
• 5.3.4 函数库系统集成77
• 5.4 本章小结77-79
• 结论79-81
• 参考文献81-83
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况83-84
• 致谢84-85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 徐征;王晓东;程新宇;罗怡;王立鼎;;基于机器视觉的微装配控制策略及软件架构[J];光学精密工程;2009年04期

2 林海波;杨国哲;;基于高精度运动平台的误差模型构建与分析[J];机械设计与制造;2011年10期

3 陈国良;黄心汉;周祖德;;微装配机器人系统[J];机械工程学报;2009年02期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 葛动元;面向精密制造与检测的机器视觉及智能算法研究[D];华南理工大学;2013年

2 吴朝明;自动微装配系统的关键技术研究[D];重庆大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王林;微小型零件的夹持技术及微应力装配研究[D];大连理工大学;2010年

  本文关键词：微小惯性器件精密装配系统作业执行模块研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：464242