[发明专利]微小器件装配系统及其装配方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用以将薄壁件和待加工器件胶合的装配系统及其装配方法。

背景技术

微小型化技术是面向21世纪的重要军民两用技术之一，它的发展对民用和国防等相关技术的发展有着深刻的影响。随着科技的发展，对微小型装置的功能、性能及可靠性等方面的要求越来越高，对精密微小型零件及产品的需求也日益迫切。微小型零件的几何尺寸一般在亚微米到几十个毫米的范围内，其加工技术（如硅微工艺、LIGA工艺和精密机械加工技术等）已经达到一定发展水平，但相应的装配技术发展仍然比较缓慢，绝大多数微小型零部件仍然采取手工的装配方法，不仅周期长、而且成本高，使之在批量生产和产品合格率方面受到较大的限制。

随着器件的小型化和零件更加微型化，手工装配将受到很大局限。借助于微装配技术，可通过柔性好、操作灵活、能适应各种作业特点的微型作业机械手装配来实现较高的定位精度和微细操作，实现人手难以实现的高精密、高精度微装配。自动化微装配不仅可提高效率、批量装配、降低成本，还可以大幅降低操作人员的劳动强度。

微小型化结构件或器件，例如微加速度计等器件中的核心部件，加工和装配精度要求均很高，尤其是微小件中的薄壁结构件，其装配是小型化亟待解决的关键问题，微型薄壁结构件加工精度和质量很高，结构件装夹作业要求精细，对操作者人员技能要求非常高，不但操作过程复杂、效率低，而且难以达到装配要求的性能，因此非常有必要借助自动化技术及特殊的装配方法提高装配的质量和效率，同时解决人手装配中不可避免地引入的装配应力问题，重要的是往往由于装配误差造成整个器件或者系统的故障，损失巨大。

薄壁结构件采用胶结的方式，要求点胶装配时的精度很高（往往在5微米以下），装配后需要压紧结构件，使结构件与粘接面充分结合，固化一定时间使胶凝固，固化过程中结构件与其它部件不能有相对位移。目前手工工艺实现困难很大。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种微小器件装配系统及其装配方法，通过该装置，可以大大提高了薄壁件装夹效率和装夹质量，装配精度高且固化过程中薄壁件无位移变化。

为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种微小器件装配系统，用以将薄壁件和待加工器件胶合，包括：

装配平台，用以承载待加工器件；

二级吸附系统，包括一级吸附头和二级吸附头，所述的一级吸附头和二级吸附头可拆卸连接，所述的二级吸附头上定义有挤压面，所述二级吸附头的下端设有用以吸附所述薄壁件的吸孔；

第一调节装置，连接于所述二级吸附系统以控制其运动；

显微系统，位于所述装配平台的上方；

压紧系统，包括第二调节装置和压片，所述的第二调节装置连接于所述压片并控制其运动，所述的压片具有可作用于所述挤压面上的压紧面。

作为本发明的进一步改进，所述的装配平台包括第三调节装置，该第三调节装置用以控制所述的待加工器件于水平面内运动。

作为本发明的进一步改进，所述的一级吸附头下端设有凹槽，所述的二级吸附头配合所述凹槽设有凸起，所述的一级吸附头和二级吸附头之间通过气体吸附方式连接。

作为本发明的进一步改进，所述的二级吸附系统还包括力传感器，该力传感器用以检测所述的薄壁件和待加工器件之间的压力。

作为本发明的进一步改进，所述的二级吸附头包括主体部以及自所述主体部的侧边凸伸的凸台，所述的挤压面为所述凸台的顶面，所述的吸孔位于所述凸台的底端。

相应地，本发明还公开了一种微小器件装配系统的装配方法，包括步骤：

a）一级吸附头和二级吸附头连接组成一个吸附手；

b）二级吸附头的吸孔与气路连通形成负压拾取薄壁件，同时显微系统进行识别和检测，保证拾取的精度；

c）第三调节装置控制顶面涂有胶的待加工器件运动至薄壁件的正下方，通过显微系统获得的图像判断薄壁件与待加工器件之间的位置偏差，并将该偏差反馈至第一调节装置进行调整；

d）二级吸附系统下移，使得薄壁件与待加工器件贴合，力传感器检测到设定的压力时，二级吸附系统停止下移；

e）第二调节装置控制压片运动，使得压片的压紧面作用于所述二级吸附头的挤压面上；

f）一级吸附头向上运动，与二级吸附头脱离；

g）对薄壁件与待加工器件之间胶进行烧结。

与现有技术相比，本发明的微小器件装配系统，可以大大提高了薄壁件装夹效率和装夹质量，装配精度高且固化过程中薄壁件无位移变化。

附图说明