[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

说明书

本发明提供的多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，涉及自动化微装配设备技术领域，该多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备包括微装配在线检测系统、微装配输送主轴及托板快换系统、微装配机械手及换手系统。微装配在线检测系统用于对跨尺度复杂多构型微小零部件进行实时在线检测。微装配输送主轴及托板快换系统用于实现微零件的预存储、位置定位、工位转运、提供装配基准、装配完成后的固化存放。微装配机械手及换手系统用于实现微零件的拾取、位姿调整、涂胶操作、零件装配等。该多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备设计精简、结构优化紧凑、功能完备、装配精度优良，可实现自动化高标准一致性微装配。

技术领域

本发明涉及自动化微装配设备技术领域，具体而言，涉及一种多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备。

背景技术

微操作与微装配技术是先进制造领域里的关键技术之一，已广泛应用于微机电系统、纳米制造、精密光电子工程、生物工程、医学等领域。微小器件的装配是精密制造的重要环节，微装配作业的质量对产品的性能有着重要影响。

微装配技术领域中，特别是对于具有跨尺度复杂多构型特征的微零件组件装配，需考虑不同尺寸、构型、尺度之间微零件的组装问题，甚至存在毫米级、微米级以及亚微米级的多尺度零件之间的装配难题。由于微装配的操作对象微小、精度要求高，鉴于手工精密装配作业效率低，精度和一致性难以保证，凭借人工方式操作已经无法满足要求。

有鉴于此，本发明提出了一种多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，以解决跨尺度多构型微零件的微装配技术难题。

发明内容

本发明的目的包括提供一种多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，以解决跨尺度复杂多构型微零件的微装配技术难题，实现自动化、装配精度优良、高标准一致性的复杂多构型微零件组件的微装配。

本发明改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供的一种多传感融合的复杂多构型微零件自动微装配设备，包括设备工作台和安装在所述设备工作台上的微装配在线检测系统、微装配输送主轴及托板快换系统、微装配机械手及换手系统、电气控制及可视化监控系统。

所述微装配在线检测系统包括视觉检测模块、力觉检测模块、光电检测模块；所述微装配在线检测系统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包括输送主轴模块、托板快换模块、换手支架模块。输送主轴模块安装在所述设备工作台上，所述托板快换模块和所述换手支架模块均安装在所述输送主轴模块上。所述微装配输送主轴及托板快换系统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包括多手臂运动模块、装配机械手及快换模块、压装机械手模块。所述装配机械手及快换模块和所述压装机械手模块分别安装在所述多手臂运动模块上；所述微装配机械手及换手系统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。

进一步地，所述微装配在线检测系统还包括重载龙门架，所述重载龙门架安装在所述设备工作台上，所述视觉检测模块包括水平视觉检测模块和垂直视觉检测模块；所述水平视觉检测模块设于所述重载龙门架的下侧，所述垂直视觉检测模块设于所述重载龙门架的上侧。