[发明专利]多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备

权利要求书

1.一种多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，其特征在于，包括设备工作台(5)和安装在所述设备工作台(5)上的微装配在线检测系统(1)、微装配输送主轴及托板快换系统(2)、微装配机械手及换手系统(3)、电气控制及可视化监控系统(4)；

所述微装配在线检测系统(1)包括视觉检测模块(11)、力觉检测模块(12)、光电检测模块(13)；所述微装配在线检测系统(1)用于对跨尺度复杂多构型微小零部件进行实时在线检测；

所述微装配输送主轴及托板快换系统(2)包括输送主轴模块(21)、托板快换模块(22)、换手支架模块(23)；输送主轴模块安装在所述设备工作台(5)上，所述托板快换模块(22)和所述换手支架模块(23)均安装在所述输送主轴模块(21)上；所述微装配输送主轴及托板快换系统(2)用于实现所述跨尺度复杂多构型微小零部件的预存储、位置定位、工位转运、提供装配基准、装配完成后的固化存放；

所述微装配机械手及换手系统(3)包括多手臂运动模块(31)、装配机械手及快换模块(32)、压装机械手模块(33)；所述装配机械手及快换模块(32)和所述压装机械手模块(33)分别安装在所述多手臂运动模块(31)上；所述微装配机械手及换手系统(3)用于实现所述跨尺度复杂多构型微小零部件的拾取、位姿调整、涂胶操作、装配位置精确定位、零件装配、机械手快换、压装拾取、压装配准放置；

所述电气控制及可视化监控系统(4)包括工控机控制系统、子系统驱动器模块、上位机软件操作系统；所述电气控制及可视化监控系统(4)用于实现对传感器、机械运动轴及相应控制器、驱动器、电源的自动控制和监视。

2.根据权利要求1所述的多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，其特征在于，所述微装配在线检测系统(1)还包括重载龙门架(14)，所述重载龙门架(14)安装在所述设备工作台(5)上，所述视觉检测模块(11)包括水平视觉检测模块(11-1)和垂直视觉检测模块(11-2)；所述水平视觉检测模块(11-1)设于所述重载龙门架(14)的下侧，所述垂直视觉检测模块(11-2)设于所述重载龙门架(14)的上侧；

所述水平视觉检测模块(11-1)包括一路水平方向的显微视觉系统(11-11)，所述水平方向的显微视觉系统(11-11)安装在第一定位运动平台上；所述水平方向的显微视觉系统(11-11)包括水平变倍镜头(11-12)、水平CCD相机(11-13)和水平辅助光源(11-14)；所述第一定位运动平台具有X、Y、Z三轴方向运动的自由度，用于实现所述水平视觉检测模块(11-1)的自动调焦、平面位置调整以及工位切换；

所述垂直视觉检测模块(11-2)包括一路垂直方向的显微视觉系统(11-21)，所述垂直方向的显微视觉系统(11-21)安装在第二定位运动平台上；所述垂直方向的显微视觉系统(11-21)包括垂直变倍镜头(11-22)、垂直CCD相机(11-23)和垂直辅助光源(11-24)；所述第二定位运动平台具有X、Y、Z三轴方向运动的自由度，用于实现所述垂直视觉检测模块(11-2)的自动调焦、平面位置调整以及工位切换。

3.根据权利要求2所述的多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，其特征在于，所述力觉检测模块(12)包括一个Z轴方向的微力觉位移传感器；所述力觉检测模块(12)安装于所述装配机械手及快换模块(32)的执行端，通过Z轴方向反馈力信号实时判断微装配件装配过程中的到位信息。

4.根据权利要求3所述的多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，其特征在于，所述光电检测模块(13)包括一个垂直方向的共焦位移传感器(13-1)；所述第二定位运动平台包括平行设置的第一Z轴方向运动轴(11-27)和第二Z轴方向运动轴(11-28)，所述垂直视觉检测模块(11-2)安装在所述第一Z轴方向运动轴(11-27)上，所述光电检测模块(13)通过固定板(13-2)固定安装在所述第二Z轴方向运动轴(11-28)上；所述光电检测模块(13)与所述垂直视觉检测模块(11-2)共用同一个X轴方向的运动轴和同一个Y轴方向的运动轴。