【摘 要】
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微操作机器人是微操作技术与机器人技术结合的产物,也是协助操作人员在微小空间进行精密作业的有效工具。显微视觉定位是实现微操作机器人的控制方法之一,对提高速度、保证精
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微操作机器人是微操作技术与机器人技术结合的产物,也是协助操作人员在微小空间进行精密作业的有效工具。显微视觉定位是实现微操作机器人的控制方法之一,对提高速度、保证精度、实现全自动微操作有重要意义。微夹持器是微操作机器人系统的末端执行器,设计结构合理、功能完善的微夹持器是实现微操作的基础。微夹持器作为一种典型的微执行机构,在微型机械零件的加工、装配、生物医药学工程和光学等领域均有很好的应用前景。本文拟设计一套用于自动引线的SLM(Stereo Light Microscope)视觉微夹持系统,操作对象是外径为3mm,导线直径为50~70μm的转子线圈,转子线圈有3根导线和对应的3个焊盘,微夹持系统的任务就是将线圈导线牵引到相应焊盘上。本论文各章节内容如下:第1章综述了目前国内外微夹持器的研究现状与功能特点,阐述了本课题的研究背景。第2章设计了SLM视觉引导的转子线圈自动引线微夹持系统,系统主要包括多自由度移动平台、体视显微镜、控制系统及微夹持器。第3章基于电磁驱动式的工作原理,设计了一种电磁驱动式微夹持器,理论估计了电磁线圈电磁力。然后利用ANSYS软件对微夹持器夹持导线时应力仿真,并对仿真结果进行分析。第4章设计了电机驱动式和气动式两种微夹持器,并分别设计相应的夹持针组件结构。最后给出了两种微夹持器实物图。第5章设计了SLM视觉微夹持系统中的自动进件系统和线圈自动引线时的夹持固定系统。编写了自动进件系统运行程序。最后给出了自动进件系统和夹持固定系统实物图。第6章首先对微夹持器进行了夹持寿命实验,之后进行了三维移动平台的定位精度实验,最后在SLM视觉引导系统下进行了微夹持器的自动引线实验。夹持寿命实验显示夹持针磨损情况良好;平移台的定位精度实验显示各轴移动误差在8μm范围内,满足引线需求;最后的自动引线实验显示了SLM视觉微夹持系统的可靠性。
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