微小器件精密點膠控制與設備研制.pdf

1、慣性器件等微小器件廣泛應用在航天飛機、導彈、宇宙飛船等航空航天工具中，其研制過程中有大量需要點膠粘接工序，點膠質量將直接關系到微小器件的工作性能。由于點膠過程中涉及流體的精確分液、零件的自動識別、點膠針頭的定位和高度控制等集多學科技術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膠完成。迫切需要開發(fā)一種對微小器件定位要求低、點膠量和點膠軌跡精確且針對高

2、粘度膠粘劑分液的精密點膠設備，進一步研究被國外壟斷的精密點膠技術，不僅可以提高點膠效率和改善點膠產(chǎn)品質量，還能在一定程度上促進國內點膠技術領域的發(fā)展。
　　本文針對某型號微小型慣性器件的點膠密封任務，研制了基于視覺技術和傳感技術的精密自動點膠設備。采用模塊化設計思想，設備分為精密定位模塊、視覺檢測模塊、微量注射模塊和人機交互模塊。精密運動模塊按照程序預設的點膠作業(yè)軌跡完成的微米量級的定位；視覺檢測模塊完成零件的識別和點膠路徑的控制

3、；微量注射模塊完成對點膠動作的控制，實現(xiàn)膠量的準確分配；人機交互模塊作為用戶與設備的交流窗口，通過優(yōu)化操作步驟來提高點膠作業(yè)的效率。
　　課題結合時間-壓力型點膠特點和微小慣性器件的點膠任務要求，對點膠中的關鍵控制技術進行了深入研究，包括點膠一致性的控制和零件識別定位的控制。通過分析膠量的影響因素對精密點膠機進行了選型和控制，并對實驗所用的膠粘劑粘溫特性和固化特性進行測試。為解決相機分辨率提高與視野范圍縮小之間的矛盾，設計了圖像中

4、鼠標選點的運動控制方案。在保證點膠定位精度的基礎上，提高點膠系統(tǒng)靈活性，采取了基于膠滴圖像補償針頭安裝偏差的誤差補償措施。提出了針頭基準位置的標定方案，結合使用高精度的激光測距傳感器，使針頭與基板間隙的控制精度達到了10μm以內。利用機器視覺技術，提出了“先圖像定心，再偏差補償”的零件與轉臺安裝偏心的補償方案。
　　完成了設備各硬件的安裝和調試，用LabVIEW與Matlab的混合編程編制了精密點膠系統(tǒng)的控制程序，進而對精密運動滑