微小零件裝配和影響可靠操作的粘附力研究.pdf

1、零件裝配是微小慣性器件生產(chǎn)制造過程中的重要環(huán)節(jié)，直接影響器件的性能。裝配的可靠性是實(shí)現(xiàn)微小零件裝配系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用的保證。隨著零件的微小化，表面力對(duì)零件拾取與釋放的影響增加，尤其是在釋放過程中，吸附頭與零件之間的表面力導(dǎo)致的位置誤差會(huì)影響裝配精度，因此微小慣性器件裝配中零件的可靠拾取與釋放是裝配成功與否的關(guān)鍵。
　　本文需要裝配的微小慣性器件由七個(gè)零件組成，其中三個(gè)為薄片類零件，最小質(zhì)量為0.4g，零件的拾取方式采用真空吸附。為了減小

2、裝配時(shí)粘附力對(duì)零件裝配精度帶來的影響，分別對(duì)范德華力、靜電力和毛細(xì)作用力三種粘附力進(jìn)行了分析，研究了不同力的產(chǎn)生機(jī)理與影響因素，為減弱粘附力提供了一定的理論參考。
　　設(shè)計(jì)并搭建了微力測(cè)量裝置用于測(cè)量裝配作業(yè)時(shí)吸附頭和零件接觸表面間的粘附力，針對(duì)上述三個(gè)零件，分別研究了不同的分離速度、加載的裝配力和時(shí)間、吸附頭材料及環(huán)境濕度等參數(shù)對(duì)粘附力的影響規(guī)律。測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:分離速度、加載裝配力時(shí)間對(duì)橡膠吸附頭和硅、鍍金材料零件間的粘附力

3、影響較大，粘附力隨著參數(shù)值的增加顯著增大，而對(duì)吸附頭和氮化鋁材料零件間的粘附力影響微弱;在加載的20-80mN裝配力范圍內(nèi)變化時(shí)，橡膠吸附頭和三種材料零件間的粘附力基本保持穩(wěn)定;聚四氟乙烯(PTFE)材料吸附頭能顯著減小和三種材料零件間的粘附力;環(huán)境濕度對(duì)橡膠吸附頭和三種材料零件間的粘附力影響顯著，粘附力都隨著濕度的增加而顯著增大，但當(dāng)濕度超過60％時(shí)，硅材料零件和橡膠吸附頭間的粘附力大小基本穩(wěn)定。
　　綜上，以吸附方式拾取微小零

4、件時(shí)作業(yè)環(huán)境的濕度應(yīng)盡量小，吸附頭采用PTFE材料，分離速度和裝配力加載時(shí)間應(yīng)在合適的范圍內(nèi)選擇較小的值有利于減小粘附力以提高裝配的精度。上述研究工作為微小薄片類零件的可靠釋放與高精度裝配提供了技術(shù)手段和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　針對(duì)已有裝配系統(tǒng)流程單一，不靈活的缺點(diǎn)，本文對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，研究制定了可從不同的零件開始裝配的裝配流程，在Microsoft Visual C++平臺(tái)上開發(fā)了精密裝配系統(tǒng)的控制軟件程序，系統(tǒng)可選擇從任意零件開始完成后