基于視覺的多功能精密點膠系統(tǒng)研制.pdf

1、膠粘接技術是微小器件裝配中一個重要的工藝環(huán)節(jié)，然而微小器件膠粘接大多采用手工操作，點膠位置精度與膠滴的一致性很難得到保證，特別是應用于航空航天等領域的微小器件，對膠粘接質量有著嚴格的要求。本文面向航空航天等企業(yè)微小器件膠粘接的測試實驗和小批量器件膠粘劑精密自動點膠等方面的應用需求，開展實驗系統(tǒng)設備研制和相關技術研究。
　　設計并搭建了集噴射式點膠與接觸式點膠于一體的精密點膠實驗系統(tǒng)，其中噴射式點膠主要用于高粘度膠粘劑點膠，接觸式點

2、膠主要用于低粘度膠粘劑點膠。根據(jù)功能要求將系統(tǒng)分成4個模塊:三軸變速聯(lián)動控制模塊、精密視覺定位與測量模塊、噴射式點膠與接觸式點膠模塊以及系統(tǒng)控制模塊。三軸變速聯(lián)動控制模塊主要部件是三維操縱桿，并借助視覺定位模塊迅速將微小器件指定位置呈現(xiàn)在相機視野中，進而實現(xiàn)指定位置的自動點膠;精密視覺定位與測量模塊通過首滴膠滴標定法和機器視覺定位保證膠滴的位置精度，同時利用相機采集膠滴圖像與處理圖像，進行膠滴的一致性評估;噴射式點膠與接觸式點膠模塊實現(xiàn)

3、了大粘度跨度的多種膠粘劑的點膠功能;系統(tǒng)控制模塊通過人機交互界面完成了對整個精密點膠實驗系統(tǒng)的控制。
　　對影響點膠定位精度的因素進行了分析，包括相機像素標定誤差、精密位移平臺精度、噴射式點膠閥與接觸式點膠料筒之間交換時的安裝誤差等，確定了精密位移平臺精度和噴射式點膠閥與接觸式點膠料筒交換時的安裝誤差是影響點膠定位精度的兩個主要因素。為了提高點膠位置精度，在對相機像素標定的基礎上，通過齊次矩陣法完成了對坐標系之間的正交誤差的補償，

4、提出首滴膠滴標定法，實現(xiàn)對噴射式點膠閥與接觸式點膠料筒之間交換時的安裝誤差的補償。首滴膠滴標定法是通過機器視覺采集膠滴圖像，圖像處理后獲取膠滴圖像位置信息，并結合導軌運動完成位置標定，實驗驗證點膠位置精度達到10-60μm，滿足微小器件膠粘接的精度要求，同時實現(xiàn)了精密點膠系統(tǒng)噴嘴和噴針對點膠位置的實時跟蹤，并自動生成點膠路徑。
　　對實驗系統(tǒng)標定完成后，開展了點膠實驗研究，并對結果進行了分析，實驗包括:最小直徑膠滴實驗、不同基板上