基于微预紧力监测的微米级金属丝高精度自动微装配设备论文和设计-徐振源

全文摘要

本实用新型提供的一种基于微预紧力监测的微米级金属丝高精度自动微装配设备，涉及自动化微装配技术领域，包括金属丝微装配在线检测系统、金属丝微装配操作台、微丝装配预拉紧及微力检测系统、微丝快速点胶系统和可视化监控系统。柱状待缠丝微零件固定在金属丝微装配操作台上，金属丝穿过微丝装配预拉紧及微力检测系统，与柱状待缠丝微零件连接，金属丝微装配操作台旋转使金属丝缠绕在柱状待缠丝微零件上，微丝快速点胶系统对零件涂胶，起到边缠绕边固定的作用，金属丝微装配在线检测系统实时检测柱状待缠丝微零件的位姿，可视化监控系统进行自动运行控制及监测显示，该设备结构优化紧凑、运行稳定可靠，可实现自动化高标准一致性微装配。

主设计要求

1.一种基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，包括设备工作台(6)及安装在所述设备工作台(6)上的金属丝微装配在线检测系统(1)、金属丝微装配操作台(2)、微丝装配预拉紧及微力检测系统(3)、微丝快速点胶系统(4)和可视化监控系统(5)；所述金属丝微装配在线检测系统(1)包括水平X轴方向第一视觉检测模块(11)和水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)，所述水平X轴方向第一视觉检测模块(11)与所述水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)分别设于所述金属丝微装配操作台(2)的X轴方向和Y轴方向两侧，用于从不同方向对所述金属丝微装配操作台(2)进行检测；所述金属丝微装配操作台(2)包括操作台机械运动模块(21)、防缠绕旋转传气模块(22)和真空吸附式柱形微零件固定模块(23)；所述操作台机械运动模块(21)安装在所述设备工作台(6)上，所述防缠绕旋转传气模块(22)与所述操作台机械运动模块(21)连接，所述真空吸附式柱形微零件固定模块(23)与所述防缠绕旋转传气模块(22)连接，所述真空吸附式柱形微零件固定模块(23)用于固定柱状待缠丝微零件(7)；所述微丝装配预拉紧及微力检测系统(3)包括微丝预紧下压力调整台(31)和微丝预紧上压力调整台(32)，用于调整并检测金属丝的受力；所述微丝快速点胶系统(4)设于所述水平X轴方向第一视觉检测模块(11)与所述水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)之间，并与所述金属丝微装配操作台(2)连接，用于涂胶；所述微丝快速点胶系统(4)包括点胶手机械运动模块(41)和自动点胶手模块(42)，所述自动点胶手模块(42)安装在所述点胶手机械运动模块(41)上；所述点胶手机械运动模块(41)包括点胶手XY轴方向运动轴(41-1)、点胶手Z轴方向运动轴(41-2)、点胶手θx轴方向运动轴(41-3)、点胶手θy轴方向运动轴(41-4)和点胶手θz轴方向运动轴(41-5)，所述点胶手XY轴方向运动轴(41-1)安装在所述设备工作台(6)上，所述点胶手Z轴方向运动轴(41-2)安装在所述点胶手XY轴方向运动轴(41-1)上，所述点胶手θy轴方向运动轴(41-4)与所述点胶手θx轴方向运动轴(41-3)连接，所述点胶手θz轴方向运动轴(41-5)与所述点胶手θy轴方向运动轴(41-4)连接；所述可视化监控系统(5)分别与所述金属丝微装配在线检测系统(1)、所述金属丝微装配操作台(2)、所述微丝装配预拉紧及微力检测系统(3)、所述微丝快速点胶系统(4)连接，用于监控并显示所述柱状待缠丝微零件(7)与所述金属丝的缠绕装配。

设计方案

1.一种基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，包括设备工作台(6)及安装在所述设备工作台(6)上的金属丝微装配在线检测系统(1)、金属丝微装配操作台(2)、微丝装配预拉紧及微力检测系统(3)、微丝快速点胶系统(4)和可视化监控系统(5)；

所述金属丝微装配在线检测系统(1)包括水平X轴方向第一视觉检测模块(11)和水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)，所述水平X轴方向第一视觉检测模块(11)与所述水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)分别设于所述金属丝微装配操作台(2)的X轴方向和Y轴方向两侧，用于从不同方向对所述金属丝微装配操作台(2)进行检测；

所述金属丝微装配操作台(2)包括操作台机械运动模块(21)、防缠绕旋转传气模块(22)和真空吸附式柱形微零件固定模块(23)；所述操作台机械运动模块(21)安装在所述设备工作台(6)上，所述防缠绕旋转传气模块(22)与所述操作台机械运动模块(21)连接，所述真空吸附式柱形微零件固定模块(23)与所述防缠绕旋转传气模块(22)连接，所述真空吸附式柱形微零件固定模块(23)用于固定柱状待缠丝微零件(7)；

所述微丝装配预拉紧及微力检测系统(3)包括微丝预紧下压力调整台(31)和微丝预紧上压力调整台(32)，用于调整并检测金属丝的受力；所述微丝快速点胶系统(4)设于所述水平X轴方向第一视觉检测模块(11)与所述水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)之间，并与所述金属丝微装配操作台(2)连接，用于涂胶；

所述微丝快速点胶系统(4)包括点胶手机械运动模块(41)和自动点胶手模块(42)，所述自动点胶手模块(42)安装在所述点胶手机械运动模块(41)上；所述点胶手机械运动模块(41)包括点胶手XY轴方向运动轴(41-1)、点胶手Z轴方向运动轴(41-2)、点胶手θx轴方向运动轴(41-3)、点胶手θy轴方向运动轴(41-4)和点胶手θz轴方向运动轴(41-5)，所述点胶手XY轴方向运动轴(41-1)安装在所述设备工作台(6)上，所述点胶手Z轴方向运动轴(41-2)安装在所述点胶手XY轴方向运动轴(41-1)上，所述点胶手θy轴方向运动轴(41-4)与所述点胶手θx轴方向运动轴(41-3)连接，所述点胶手θz轴方向运动轴(41-5)与所述点胶手θy轴方向运动轴(41-4)连接；

所述可视化监控系统(5)分别与所述金属丝微装配在线检测系统(1)、所述金属丝微装配操作台(2)、所述微丝装配预拉紧及微力检测系统(3)、所述微丝快速点胶系统(4)连接，用于监控并显示所述柱状待缠丝微零件(7)与所述金属丝的缠绕装配。

2.根据权利要求1所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述水平X轴方向第一视觉检测模块(11)用于检测第一方向上的装配，包括第一定位运动台、水平的第一变倍镜头(11-1)、水平的第一CCD相机(11-2)和水平的第一辅助光源(11-3)；所述水平的第一变倍镜头(11-1)、所述水平的第一CCD相机(11-2)和所述水平的第一辅助光源(11-3)均安装在具有X、Y、Z方向运动自由度的精密的所述第一定位运动台上；所述第一定位运动台水平包括第一X轴方向运动轴(11-4)、水平的第一Y轴方向运动轴(11-5)、水平的第一Z轴方向运动轴(11-6)和水平的第一视觉基座(11-7)；所述水平的第一视觉基座(11-7)安装在所述设备工作台(6)上，所述水平的第一Z轴方向运动轴(11-6)安装在所述水平的第一视觉基座(11-7)，所述水平的第一Y轴方向运动轴(11-5)安装在所述水平的第一Z轴方向运动轴(11-6)上，所述第一X轴方向运动轴(11-4)安装在所述水平的第一Y轴方向运动轴(11-5)上；

所述水平的第一变倍镜头(11-1)、所述水平的第一CCD相机(11-2)和所述水平的第一辅助光源(11-3)分别与所述可视化监控系统(5)连接，用于实现所述第一方向的自动调焦、平面位置调整以及工位切换；

所述水平Y轴方向第二视觉检测模块(12)用于检测第二方向上的装配，包括第二定位运动台、水平的第二变倍镜头(12-1)、水平的第二CCD相机(12-2)和水平的第二辅助光源(12-3)；所述水平的第二变倍镜头(12-1)、所述水平的第二CCD相机(12-2)和所述水平的第二辅助光源(12-3)均安装在所述第二定位运动台上；

所述第二定位运动台采用X、Y、Z方向运动自由度的精密定位运动平台，包括水平的第二X轴方向运动轴(12-4)、水平的第二Y轴方向运动轴(12-5)、水平的第二Z轴方向运动轴(12-6)和水平的第二视觉基座(12-7)；所述水平的第二视觉基座(12-7)安装在所述设备工作台(6)上，所述水平的第二Z轴方向运动轴(12-6)安装在所述水平的第二视觉基座(12-7)上，所述水平的第二Y轴方向运动轴(12-5)安装在所述水平的第二Z轴方向运动轴(12-6)上，所述水平的第二X轴方向运动轴(12-4)安装在所述水平的第二Y轴方向运动轴(12-5)上；

所述水平的第二变倍镜头(12-1)、所述水平的第二CCD相机(12-2)和所述水平的第二辅助光源(12-3)分别与所述可视化监控系统(5)连接，用于实现所述第二方向的自动调焦、平面位置调整以及工位切换。

3.根据权利要求1所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述操作台机械运动模块(21)包括操作台X轴方向直线运动轴(21-1)、操作台Y轴方向直线运动轴(21-2)、操作台θz轴方向旋转运动轴(21-3)和操作台基座(21-4)；所述操作台基座(21-4)安装在所述设备工作台(6)上，所述操作台X轴方向直线运动轴(21-1)与所述操作台基座(21-4)连接，所述操作台Y轴方向直线运动轴(21-2)与所述操作台X轴方向直线运动轴(21-1)连接，所述操作台θz轴方向旋转运动轴(21-3)与所述操作台Y轴方向直线运动轴(21-2)连接；所述操作台θz轴方向旋转运动轴(21-3)与所述防缠绕旋转传气模块(22)连接。

4.根据权利要求3所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述防缠绕旋转传气模块(22)包括相互嵌套的防缠绕旋转动子端(22-1)和防缠绕旋转定子端(22-2)，所述防缠绕旋转动子端(22-1)与所述操作台θz轴方向旋转运动轴(21-3)连接；所述防缠绕旋转动子端(22-1)设有动子端传气接口(22-3)，所述防缠绕旋转定子端(22-2)设有定子端传气接口(22-4)；所述动子端传气接口(22-3)与所述防缠绕旋转定子端(22-2)连通，所述定子端传气接口(22-4)与所述防缠绕旋转动子端(22-1)连通；所述防缠绕旋转定子端(22-2)与所述操作台机械运动模块(21)之间设有防缠绕固定限位销钉(22-5)，用于实现防缠绕旋转定子端(22-2)的角度位姿固定，保证防缠绕旋转定子端(22-2)不会随意发生旋转运动。

5.根据权利要求4所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述真空吸附式柱形微零件固定模块(23)包括相互连接的柱形真空吸附式基座(23-1)和柱形真空吸附式端盖(23-2)，所述柱形真空吸附式基座(23-1)包括基座本体(23-11)、真空传气孔道(23-12)和真空吸附内腔(23-13)，所述真空传气孔道(23-12)的一端与所述动子端传气接口(22-3)连通，所述真空传气孔道(23-12)的另一端与所述真空吸附内腔(23-13)连通；所述柱形真空吸附式端盖(23-2)包括端盖本体(23-21)、异形传气孔道(23-22)和微零件固定基准台(23-23)，所述端盖本体(23-21)与所述基座本体(23-11)固定连接，所述异形传气孔道(23-22)与所述真空吸附内腔(23-13)连通，所述微零件固定基准台(23-23)用于安装所述柱状待缠丝微零件(7)。

6.根据权利要求1所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述微丝预紧下压力调整台(31)包括下压台机械运动模块(31-1)、下微力检测模块(31-2)和下微丝固定台(31-3)；所述下微力检测模块(31-2)包括下六自由度微力传感器(31-21)和下微力转接座(31-22)；所述下微力转接座(31-22)与所述下压台机械运动模块(31-1)连接，所述下六自由度微力传感器(31-21)安装在所述下微力转接座(31-22)上，所述下微丝固定台(31-3)与所述下六自由度微力传感器(31-21)连接；所述下微丝固定台(31-3)用于固定所述金属丝；所述下六自由度微力传感器(31-21)与所述可视化监控系统(5)连接，用于检测所述金属丝的受力并将受力信息反馈至所述可视化监控系统(5)。

7.根据权利要求6所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述下微丝固定台(31-3)包括下固定台座(31-31)、下载玻片(31-32)和下静电粘附膜(31-33)，所述下固定台座(31-31)与所述下六自由度微力传感器(31-21)连接，所述下静电粘附膜(31-33)固定在所述下载玻片(31-32)上，所述下载玻片(31-32)嵌入所述下固定台座(31-31)远离所述下六自由度微力传感器(31-21)的一侧。

8.根据权利要求6所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述微丝预紧上压力调整台(32)包括上压台机械运动模块(32-1)、上微力检测模块(32-2)和上微丝固定台(32-3)；所述上微力检测模块(32-2)包括上六自由度微力传感器(32-21)、上微力转接座(32-22)和上微力桥板(32-23)，所述上微力桥板(32-23)与所述上压台机械运动模块(32-1)连接，所述上微力转接座(32-22)与所述上微力桥板(32-23)连接，所述上六自由度微力传感器(32-21)安装在所述上微力转接座(32-22)上，所述上微丝固定台(32-3)与所述上六自由度微力传感器(32-21)连接；所述下微丝固定台(31-3)和所述上微丝固定台(32-3)之间用于穿过所述金属丝；所述上六自由度微力传感器(32-21)与所述可视化监控系统(5)连接，用于检测所述金属丝的受力并将受力信息反馈至所述可视化监控系统(5)。

9.根据权利要求8所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述上压台机械运动模块(32-1)包括上压X轴方向运动轴(32-11)、上压Y轴方向运动轴(32-12)、上压Y轴方向粗动大行程运动轴(32-13)、上压Z轴方向运动轴(32-14)和上压台基座(32-15)；所述上压台基座(32-15)安装在所述设备工作台(6)上，所述上压Y轴方向粗动大行程运动轴(32-13)安装在所述上压台基座(32-15)上，所述上压Y轴方向运动轴(32-12)安装在所述上压Y轴方向粗动大行程运动轴(32-13)上，所述上压X轴方向运动轴(32-11)安装在所述上压Y轴方向运动轴(32-12)，所述上压Z轴方向运动轴(32-14)安装在所述上压X轴方向运动轴(32-11)上；所述上微力桥板(32-23)与所述上压Z轴方向运动轴(32-14)连接；

所述上微丝固定台(32-3)包括上固定台座(32-31)、上载玻片(32-32)和上静电粘附膜(32-33)，所述上固定台座(32-31)与所述上六自由度微力传感器(32-21)连接，所述上静电粘附膜(32-33)固定在所述上载玻片(32-32)上，所述上载玻片(32-32)嵌入所述上固定台座(32-31)远离所述上六自由度微力传感器(32-21)的一侧。

10.根据权利要求1所述的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其特征在于，所述自动点胶手模块(42)包括可伸缩式储胶管(42-1)和微毛细点胶针头(42-2)，所述微毛细点胶针头(42-2)安装在所述可伸缩式储胶管(42-1)的一端，所述微毛细点胶针头(42-2)内设有毛细管，通过所述毛细管将胶液均匀稳定的输出至柱状待缠丝微零件(7)的待点胶区域，实现精密点胶操作；所述可伸缩式储胶管(42-1)的另一端与所述点胶手θx轴方向运动轴(41-3)连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及自动化微装配技术领域，具体而言，涉及一种基于微预紧力监测的微米级金属丝高精度自动微装配设备。

背景技术

微操作技术就是对微小对象(1nm～1mm范围内)的整体或部分进行某种操作和处理的技术。它是实现超精密加工、微细加工、微装配、大规模集成电路生产的一项重要手段。

现有技术中，在完成具有高度柔性的微细金属丝的装配时，大多还是通过手工装配的方式实现，这种装配技术相对落后，装配精度及一致性难以保证，难以高效完成丝的均匀缠绕和固定，且容易因外力施加不均匀而导致细丝断裂，装配效率依赖工人的装配水平与熟练程度，难以大幅度提高生产效率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的包括提供一种基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，通过设置金属丝微装配在线检测系统对金属丝缠绕装配过程进行实时检测，实时调整柱状待缠丝微零件的位姿，通过微丝装配预拉紧及微力检测系统实时检测微米级金属丝的受力，控制微米级金属丝缠绕装配过程中受力均匀、一致，确保装配精度的一致性。

本实用新型改善其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。

本实用新型提供的一种基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，包括设备工作台及安装在所述设备工作台上的金属丝微装配在线检测系统、金属丝微装配操作台、微丝装配预拉紧及微力检测系统、微丝快速点胶系统和可视化监控系统。

所述金属丝微装配在线检测系统包括水平X轴方向第一视觉检测模块和水平Y轴方向第二视觉检测模块，所述水平X轴方向第一视觉检测模块与所述水平Y轴方向第二视觉检测模块分别设于所述金属丝微装配操作台的X轴方向和Y轴方向两侧，用于从不同方向对所述金属丝微装配操作台进行检测。

所述金属丝微装配操作台包括操作台机械运动模块、防缠绕旋转传气模块和真空吸附式柱形微零件固定模块。所述操作台机械运动模块安装在所述设备工作台上，所述防缠绕旋转传气模块与所述操作台机械运动模块连接，所述真空吸附式柱形微零件固定模块与所述防缠绕旋转传气模块连接，所述真空吸附式柱形微零件固定模块用于固定柱状待缠丝微零件。

所述微丝装配预拉紧及微力检测系统包括微丝预紧下压力调整台和微丝预紧上压力调整台，用于调整并检测金属丝的受力。所述微丝快速点胶系统设于所述水平X轴方向第一视觉检测模块与所述水平Y轴方向第二视觉检测模块之间，并与所述金属丝微装配操作台连接，用于涂胶。

所述微丝快速点胶系统包括点胶手机械运动模块和自动点胶手模块，所述自动点胶手模块安装在所述点胶手机械运动模块上。所述点胶手机械运动模块包括点胶手XY轴方向运动轴、点胶手Z轴方向运动轴、点胶手θx轴方向运动轴、点胶手θy轴方向运动轴和点胶手θz轴方向运动轴。所述点胶手XY轴方向运动轴安装在所述设备工作台上，所述点胶手Z轴方向运动轴安装在所述点胶手XY轴方向运动轴上，所述点胶手θy轴方向运动轴与所述点胶手θx轴方向运动轴连接，所述点胶手θz轴方向运动轴与所述点胶手θy轴方向运动轴连接。

所述可视化监控系统分别与所述金属丝微装配在线检测系统、所述金属丝微装配操作台、所述微丝装配预拉紧及微力检测系统、所述微丝快速点胶系统连接，用于监控并显示所述柱状待缠丝微零件与所述金属丝的缠绕装配。

进一步地，所述水平X轴方向第一视觉检测模块用于检测第一方向上的装配，包括第一定位运动台、水平的第一变倍镜头、水平的第一CCD相机和水平的第一辅助光源。所述水平的第一变倍镜头、所述水平的第一CCD相机和所述水平的第一辅助光源均安装在具有X、Y、Z方向运动自由度的精密的所述第一定位运动台上。所述第一定位运动台水平包括第一X轴方向运动轴、水平的第一Y轴方向运动轴、水平的第一Z轴方向运动轴和水平的第一视觉基座。所述水平的第一视觉基座安装在所述设备工作台上，所述水平的第一Z轴方向运动轴安装在所述水平的第一视觉基座，所述水平的第一Y轴方向运动轴安装在所述水平的第一Z轴方向运动轴上，所述第一X轴方向运动轴安装在所述水平的第一Y轴方向运动轴上。所述水平的第一变倍镜头、所述水平的第一CCD相机和所述水平的第一辅助光源分别与所述可视化监控系统连接，用于实现所述第一方向的自动调焦、平面位置调整以及工位切换。

所述水平Y轴方向第二视觉检测模块用于检测第二方向上的装配，包括第二定位运动台、水平的第二变倍镜头、水平的第二CCD相机和水平的第二辅助光源。所述水平的第二变倍镜头、所述水平的第二CCD相机和所述水平的第二辅助光源均安装在所述第二定位运动台上。

所述第二定位运动台采用X、Y、Z方向运动自由度的精密定位运动平台，包括水平的第二X轴方向运动轴、水平的第二Y轴方向运动轴、水平的第二Z轴方向运动轴和水平的第二视觉基座。所述水平的第二视觉基座安装在所述设备工作台上，所述水平的第二Z轴方向运动轴安装在所述水平的第二视觉基座上，所述水平的第二Y轴方向运动轴安装在所述水平的第二Z轴方向运动轴上，所述水平的第二X轴方向运动轴安装在所述水平的第二Y轴方向运动轴上。所述水平的第二变倍镜头、所述水平的第二CCD相机和所述水平的第二辅助光源分别与所述可视化监控系统连接，用于实现所述第二方向的自动调焦、平面位置调整以及工位切换。

进一步地，所述操作台机械运动模块包括操作台X轴方向直线运动轴、操作台Y轴方向直线运动轴、操作台θz轴方向旋转运动轴和操作台基座，所述操作台基座安装在所述设备工作台上，所述操作台X轴方向直线运动轴与所述操作台基座连接，所述操作台Y轴方向直线运动轴与所述操作台X轴方向直线运动轴连接，所述操作台θz轴方向旋转运动轴与所述操作台Y轴方向直线运动轴连接；所述操作台θz轴方向旋转运动轴与所述防缠绕旋转传气模块连接。

进一步地，所述防缠绕旋转传气模块包括相互嵌套的防缠绕旋转动子端和防缠绕旋转定子端，所述防缠绕旋转动子端与所述操作台θz轴方向旋转运动轴连接。所述防缠绕旋转动子端设有动子端传气接口，所述防缠绕旋转定子端设有定子端传气接口，所述动子端传气接口与所述防缠绕旋转定子端连通，所述定子端传气接口与所述防缠绕旋转动子端连通；所述防缠绕旋转定子端与所述操作台机械运动模块之间设有防缠绕固定限位销钉，用于实现防缠绕旋转定子端的角度位姿固定，保证防缠绕旋转定子端不会随意发生旋转运动。

进一步地，所述真空吸附式柱形微零件固定模块包括相互连接的柱形真空吸附式基座和柱形真空吸附式端盖，所述柱形真空吸附式基座包括基座本体、真空传气孔道和真空吸附内腔，所述真空传气孔道的一端与所述动子端传气接口连通，所述真空传气孔道的另一端与所述真空吸附内腔连通；所述柱形真空吸附式端盖包括端盖本体、异形传气孔道和微零件固定基准台，所述端盖本体与所述基座本体固定连接，所述异形传气孔道与所述真空吸附内腔连通，所述微零件固定基准台用于安装所述柱状待缠丝微零件。

进一步地，所述微丝预紧下压力调整台包括下压台机械运动模块、下微力检测模块和下微丝固定台。所述下微力检测模块包括下六自由度微力传感器和下微力转接座。所述下微力转接座与所述下压台机械运动模块连接，所述下六自由度微力传感器安装在所述下微力转接座上，所述下微丝固定台与所述下六自由度微力传感器连接。所述下微丝固定台用于固定所述金属丝；所述下六自由度微力传感器与所述可视化监控系统连接，用于检测所述金属丝的受力并将受力信息反馈至所述可视化监控系统。

进一步地，所述下微丝固定台包括下固定台座、下载玻片和下静电粘附膜，所述下固定台座与所述下六自由度微力传感器连接，所述下静电粘附膜固定在所述下载玻片上，所述下载玻片嵌入所述下固定台座远离所述第一力觉传感器的一侧。

进一步地，所述微丝预紧上压力调整台(32)包括上压台机械运动模块、上微力检测模块和上微丝固定台。所述上微力检测模块包括上六自由度微力传感器、上微力转接座和上微力桥板，所述上微力桥板与所述上压台机械运动模块连接，所述上微力转接座与所述上微力桥板连接，所述上六自由度微力传感器安装在所述上微力转接座上，所述上微丝固定台与所述上六自由度微力传感器连接。所述下微丝固定台和所述上微丝固定台之间用于穿过所述金属丝。所述上六自由度微力传感器与所述可视化监控系统连接，用于检测所述金属丝的受力并将受力信息反馈至所述可视化监控系统。

进一步地，所述上压台机械运动模块包括上压X轴方向运动轴、上压Y轴方向运动轴、上压Y轴方向粗动大行程运动轴、上压Z轴方向运动轴和上压台基座。所述上压台基座安装在所述设备工作台上，所述上压Y轴方向粗动大行程运动轴安装在所述上压台基座上，所述上压Y轴方向运动轴安装在所述上压Y轴方向粗动大行程运动轴上，所述上压X轴方向运动轴安装在所述上压Y轴方向运动轴，所述上压Z轴方向运动轴安装在所述上压X轴方向运动轴上；所述上微力桥板与所述上压Z轴方向运动轴连接。

所述上微丝固定台包括上固定台座、上载玻片和上静电粘附膜，所述上固定台座与所述上六自由度微力传感器连接，所述上静电粘附膜固定在所述上载玻片上，所述上载玻片嵌入所述上固定台座远离所述上六自由度微力传感器的一侧。

进一步地，所述自动点胶手模块包括可伸缩式储胶管和微毛细点胶针头，所述微毛细点胶针头安装在所述可伸缩式储胶管的一端，所述微毛细点胶针头内设有毛细管，通过所述毛细管将胶液均匀稳定的输出至柱状待缠丝微零件的待点胶区域，实现精密点胶操作。所述可伸缩式储胶管的另一端与所述点胶手θx轴方向运动轴连接。

本实用新型提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，包括设备工作台及安装在设备工作台上的金属丝微装配在线检测系统、金属丝微装配操作台、微丝装配预拉紧及微力检测系统、微丝快速点胶系统和可视化监控系统。柱状待缠丝微零件固定在金属丝微装配操作台上，金属丝穿过微丝装配预拉紧及微力检测系统，与柱状待缠丝微零件连接，金属丝微装配操作台旋转使金属丝缠绕在零件上，微丝快速点胶系统对零件涂胶，起到边缠绕边固定的作用。金属丝微装配在线检测系统实时检测柱状待缠丝微零件的位姿，微丝装配预拉紧及微力检测系统实时检测金属丝的受力，控制金属丝缠绕装配过程中受力均匀、一致，确保装配精度的一致性。可视化监控系统对金属丝的缠绕装配过程进行电气控制、运动控制及监测显示。该基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备结构优化紧凑、运行稳定可靠、装配精度优良，可实现自动化高标准一致性微装配。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型具体实施例提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备的金属丝微装配在线检测系统的结构示意图；

图3为本实用新型具体实施例提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备的柱形真空吸附式微零件固定座及柱状待缠丝微零件的结构示意图；

图4为本实用新型具体实施例提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备的金属丝微装配操作台及微丝装配预拉紧及微力检测系统的结构示意图；

图5为本实用新型具体实施例提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备的微丝装配预拉紧及微力检测系统的结构示意图；

图6为本实用新型具体实施例提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备的微丝快速点胶系统、金属丝微装配操作台、微丝装配预拉紧及微力检测系统的结构示意图。

图标：1金属丝微装配在线检测系统；2金属丝微装配操作台；3微丝装配预拉紧及微力检测系统；4微丝快速点胶系统；5可视化监控系统；6设备工作台；7柱状待缠丝微零件；8微米级金属丝；11水平X轴方向第一视觉检测模块；11-1水平的第一变倍镜头；11-2水平的第一CCD相机；11-3水平的第一辅助光源；11-4第一X轴方向运动轴；11-5水平的第一Y轴方向运动轴；11-6水平的第一Z轴方向运动轴；11-7水平的第一视觉基座；12水平Y轴方向第二视觉检测模块；12-1水平的第二变倍镜头；12-2水平的第二CCD相机；12-3水平的第二辅助光源；12-4水平的第二X轴方向运动轴；12-5水平的第二Y轴方向运动轴；12-6水平的第二Z轴方向运动轴；12-7水平的第二视觉基座；21操作台机械运动模块；21-1操作台X轴方向直线运动轴；21-2操作台Y轴方向直线运动轴；21-3操作台θz轴方向旋转运动轴；21-4操作台基座；22防缠绕旋转传气模块；22-1防缠绕旋转动子端；22-2防缠绕旋转定子端；22-3动子端传气接口；22-4定子端传气接口；22-5防缠绕固定限位销钉；23真空吸附式柱形微零件固定模块；23-1柱形真空吸附式基座；23-11基座本体；23-12真空传气孔道；23-13真空吸附内腔；23-2柱形真空吸附式端盖；23-21端盖本体；23-22异形传气孔道；23-23微零件固定基准台；31微丝预紧下压力调整台；31-1下压台机械运动模块；31-11下压X轴方向运动轴；31-12下压Y轴方向运动轴；31-13下压Z轴方向运动轴；31-14下压台基座；31-2下微力检测模块；31-21下六自由度微力传感器；31-22下微力转接座；31-3下微丝固定台；31-31下固定台座；31-32下载玻片；31-33下静电粘附膜；32微丝预紧上压力调整台；32-1上压台机械运动模块；32-11上压X轴方向运动轴；32-12上压Y轴方向运动轴；32-13上压Y轴方向粗动大行程运动轴；32-14上压Z轴方向运动轴；32-15上压台基座；32-2上微力检测模块；32-21上六自由度微力传感器；32-22上微力转接座；32-23上微力桥板；32-3上微丝固定台；32-31上固定台座；32-32上载玻片；32-33上静电粘附膜；41点胶手机械运动模块；41-1点胶手XY轴方向运动轴；41-2点胶手Z轴方向运动轴；41-3点胶手θx轴方向运动轴；41-4点胶手θy轴方向运动轴；41-5点胶手θz轴方向运动轴；42自动点胶手模块；42-1可伸缩式储胶管；42-2微毛细点胶针头。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的“第一”、“第二”等，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

对于柔性不易操控的金属细丝类微零件的装配问题，通常这类微零件难以有效控制其装配精度，难以高效完成丝的均匀缠绕和固定，且容易因外力施加不均匀而导致细丝断裂，由于该类型装配难度大、精度高，通常极难保证装配效果。而目前通过自动装配设备进行批量统一、高精度在线装配的设备少之又少，通过调研发现解决此类问题大多仍采用手工方式，且极少有微米级细丝精密自动装配的设备。由于手工装配，装配技术相对落后，装配精度及一致性难以保证，装配效率依赖工人的装配水平与熟练程度，难以大幅度提高生产效率。因此，本实用新型提出的一种用于微米级金属细丝的全新的自动化微装配设备，解决了目前微米级金属细丝装配技术难题，可有效代替手工装配作业，当然，除了微米量级的金属丝，也同样适用于其它量级的柔性细丝类零件缠绕装配。

请参照图1，本实施例提供的一种基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，包括设备工作台6及安装在设备工作台6上的金属丝微装配在线检测系统1、金属丝微装配操作台2、微丝装配预拉紧及微力检测系统3、微丝快速点胶系统4和可视化监控系统5。可视化监控系统5分别与金属丝微装配在线检测系统1、金属丝微装配操作台2、微丝装配预拉紧及微力检测系统3、微丝快速点胶系统4连接，用于监控并显示柱状待缠丝微零件7与微米级金属丝8的缠绕装配。柱状待缠丝微零件7固定在金属丝微装配操作台2上，金属丝穿过微丝装配预拉紧及微力检测系统3，与柱状待缠丝微零件7连接，金属丝微装配操作台2旋转使微米级金属丝8缠绕在柱状待缠丝微零件7上，微丝快速点胶系统4对零件涂胶，起到边缠绕边固定的作用，金属丝微装配在线检测系统1实时检测柱状待缠丝微零件7的位姿，可视化监控系统5对微米级金属丝8的缠绕装配过程进行自动电气控制、运动控制及监测显示。

请参照图2，金属丝微装配在线检测系统1用于对微米级金属丝8高精度装配进行实时在线检测。金属丝微装配在线检测系统1包括水平X轴方向第一视觉检测模块11和水平Y轴方向第二视觉检测模块12，水平X轴方向第一视觉检测模块11与水平Y轴方向第二视觉检测模块12分别设于金属丝微装配操作台2的X轴方向和Y轴方向两侧，用于从不同方向对金属丝微装配操作台2进行检测。优选地，本实施例采用水平的两路视觉检测单元，且两路视觉检测单元的检测方向相互垂直。

具体地，水平X轴方向第一视觉检测模块11用于检测第一方向上，即实现水平X轴向的检测。水平X轴方向第一视觉检测模块11包括第一定位运动台、水平的第一变倍镜头11-1、水平的第一CCD相机11-2和水平的第一辅助光源11-3。第一定位运动台采用具有X、Y、Z方向运动自由度的精密定位运动平台，具体包括第一X轴方向运动轴11-4、水平的第一Y轴方向运动轴11-5、水平的第一Z轴方向运动轴11-6和水平的第一视觉基座11-7。

水平的第一视觉基座11-7安装在设备工作台6上，所述水平的第一Z轴方向运动轴11-6安装在所述水平的第一视觉基座11-7，所述水平的第一Y轴方向运动轴11-5安装在所述水平的第一Z轴方向运动轴11-6上，所述第一X轴方向运动轴11-4安装在所述水平的第一Y轴方向运动轴11-5上，水平的第一变倍镜头11-1、水平的第一CCD相机11-2和水平的第一辅助光源11-3均安装在第一X轴方向运动轴11-4上。并且，水平的第一变倍镜头11-1、水平的第一CCD相机11-2和水平的第一辅助光源11-3分别与可视化监控系统5连接，以实现第一方向即水平X轴方向第一视觉检测模块11的自动调焦、平面位置调整以及工位切换。

容易理解的是，水平的第一CCD相机11-2和水平的第一变倍镜头11-1的轴线沿X轴向安装，水平X轴方向第一视觉检测模块11采用环形光结合背光源的方式，第一定位运动台采用具有X、Y、Z三轴方向运动自由度的精密直线运动台，能实现空间范围内任意位置的精确定位。

水平Y轴方向第二视觉检测模块12用于检测第二方向上的装配，即实现水平Y轴向的检测。水平Y轴方向第二视觉检测模块12包括第二定位运动台、水平的第二变倍镜头12-1、水平的第二CCD相机12-2和水平的第二辅助光源12-3。第二定位运动台采用具有X、Y、Z方向运动自由度的精密定位运动平台，包括水平的第二X轴方向运动轴12-4、水平的第二Y轴方向运动轴12-5、水平的第二Z轴方向运动轴12-6和水平的第二视觉基座12-7。所述水平的第二视觉基座12-7安装在所述设备工作台6上，所述水平的第二Z轴方向运动轴12-6安装在所述水平的第二视觉基座12-7上，所述水平的第二Y轴方向运动轴12-5安装在所述水平的第二Z轴方向运动轴12-6上，所述水平的第二X轴方向运动轴12-4安装在所述水平的第二Y轴方向运动轴12-5上。水平的第二变倍镜头12-1、水平的第二CCD相机12-2和水平的第二辅助光源12-3均安装在水平的第二X轴方向运动轴12-4上。水平的第二变倍镜头12-1、水平的第二CCD相机12-2和水平的第二辅助光源12-3分别与可视化监控系统5连接，用于实现第二方向即水平Y轴方向第二视觉检测模块12的自动调焦、平面位置调整以及工位切换。

容易理解的是，水平的第二CCD相机12-2和水平的第二变倍镜头12-1的轴线沿Y轴向安装，水平Y轴方向第二视觉检测模块12采用环形光结合背光源的方式，第二定位运动台采用具有X、Y、Z三轴方向运动自由度的精密直线运动台，能实现空间范围内任意位置的精确定位。

金属丝微装配操作台2包括操作台机械运动模块21、防缠绕旋转传气模块22和真空吸附式柱形微零件固定模块23。操作台机械运动模块21安装在设备工作台6上，防缠绕旋转传气模块22与操作台机械运动模块21连接，真空吸附式柱形微零件固定模块23与防缠绕旋转传气模块22连接，真空吸附式柱形微零件固定模块23用于固定柱状待缠丝微零件7。

操作台机械运动模块21包括操作台X轴方向直线运动轴21-1、操作台Y轴方向直线运动轴21-2、操作台θz轴方向旋转运动轴21-3和操作台基座21-4，操作台基座21-4安装在设备工作台6上，操作台X轴方向直线运动轴21-1与操作台基座21-4连接，操作台Y轴方向直线运动轴21-2与操作台X轴方向直线运动轴21-1连接，使得操作台Y轴方向直线运动轴21-2能沿操作台X轴方向直线运动轴21-1移动，即沿X轴向移动。操作台θz轴方向旋转运动轴21-3与操作台Y轴方向直线运动轴21-2连接，使得操作台θz轴方向旋转运动轴21-3能沿操作台Y轴方向直线运动轴21-2移动，即沿Y轴向移动。操作台θz轴方向旋转运动轴21-3与防缠绕旋转传气模块22连接，防缠绕旋转传气模块22能绕Z轴转动，从而使得防缠绕旋转传气模块22能够在X轴方向、Y轴方向和θz轴方向的高精度精密运动调整。

防缠绕旋转传气模块22包括相互嵌套的防缠绕旋转动子端22-1和防缠绕旋转定子端22-2，防缠绕旋转动子端22-1与操作台θz轴方向旋转运动轴21-3直接连接并固定。防缠绕旋转定子端22-2与防缠绕旋转动子端22-1形成嵌套约束，实现防缠绕旋转动子端22-1在防缠绕旋转定子端22-2的内部进行稳定可靠的精密旋转运动。防缠绕旋转动子端22-1设有动子端传气接口22-3，动子端传气接口22-3位于防缠绕旋转动子端22-1的一侧，动子端传气接口22-3与防缠绕旋转定子端22-2连通，用于实现与防缠绕旋转定子端22-2稳定传输负压气体的作用。防缠绕旋转定子端22-2设有定子端传气接口22-4，定子端传气接口22-4位于防缠绕旋转定子端22-2的一侧，定子端传气接口22-4与防缠绕旋转动子端22-1连通，用于实现与防缠绕旋转动子端22-1稳定传输负压气体的作用。

优选地，防缠绕旋转定子端22-2与操作台机械运动模块21之间设有防缠绕固定限位销钉22-5，实现防缠绕旋转定子端22-2的角度位姿固定，保证防缠绕旋转定子端22-2不会随意发生旋转运动。

请参照图3，真空吸附式柱形微零件固定模块23包括相互连接的柱形真空吸附式基座23-1和柱形真空吸附式端盖23-2，柱形真空吸附式基座23-1包括基座本体23-11、真空传气孔道23-12和真空吸附内腔23-13。真空传气孔道23-12的一端与动子端传气接口22-3连通，真空传气孔道23-12的另一端与真空吸附内腔23-13连通。柱形真空吸附式端盖23-2包括端盖本体23-21、异形传气孔道23-22和微零件固定基准台23-23。端盖本体23-21与基座本体23-11固定连接，异形传气孔道23-22与真空吸附内腔23-13连通，微零件固定基准台23-23用于安装柱状待缠丝微零件7。

在本实施例中，采用真空吸附的方式进行固定柱状待缠丝微零件7。真空传气孔道23-12与动子端传气接口22-3连通，能够向真空吸附内腔23-13通入负压气体，实现柱形真空吸附式基座23-1与防缠绕旋转动子端22-1的固定连接，并且实现柱形真空吸附式基座23-1与操作台θz轴方向旋转运动轴21-3、防缠绕旋转动子端22-1的同步精密旋转功能。

柱形真空吸附式端盖23-2与柱形真空吸附式基座23-1紧密配合固定，异形传气孔道23-22采用异形孔，使得柱形真空吸附式端盖23-2与柱形真空吸附式基座23-1配合后，实现高真空度的气体密封。微零件固定基准台23-23的形状与柱状待缠丝微零件7的形状相似，将柱状待缠丝微零件7安装在微零件固定基准台23-23上，同时通过异形传气孔道23-22不断的输送来自真空吸附内腔23-13中的负压气体，实现柱状待缠丝微零件7的真空负压固定及精密旋转运动。

请参照图4和图5，微丝装配预拉紧及微力检测系统3包括微丝预紧下压力调整台31和微丝预紧上压力调整台32，微米级金属丝8穿过微丝预紧下压力调整台31和微丝预紧上压力调整台32之间，微丝装配预拉紧及微力检测系统3用于调整并实时检测微米级金属丝8的受力。

微丝预紧下压力调整台31包括下压台机械运动模块31-1、下微力检测模块31-2和下微丝固定台31-3。下微力检测模块31-2包括下六自由度微力传感器31-21和下微力转接座31-22。下微力转接座31-22与下压台机械运动模块31-1连接，下六自由度微力传感器31-21安装在下微力转接座31-22上，下微丝固定台31-3与下六自由度微力传感器31-21连接。下微丝固定台31-3用于固定微米级金属丝8。下六自由度微力传感器31-21与可视化监控系统5连接，用于检测微米级金属丝8的受力并将受力信息反馈至可视化监控系统5。

下压台机械运动模块31-1包括下压X轴方向运动轴31-11、下压Y轴方向运动轴31-12、下压Z轴方向运动轴31-13和下压台基座31-14，下压Z轴方向运动轴31-13安装在下压台基座31-14上，下压Y轴方向运动轴31-12安装在下压Z轴方向运动轴31-13，下压X轴方向运动轴31-11安装在下压Y轴方向运动轴31-12上，能够实现微丝预紧下压力调整台31整体在X轴向、Y轴向和Z轴三个自由度方向上的精密调整。下六自由度微力传感器31-21和下微力转接座31-22共同对下微丝固定台31-3起到支撑固定作用，并可实时检测微米级金属丝8受到的压紧力和张紧力的大小，及时向可视化监控系统5反馈受力信息。

具体地，下微丝固定台31-3包括下固定台座31-31、下载玻片31-32和下静电粘附膜31-33，下固定台座31-31与下六自由度微力传感器31-21连接，下静电粘附膜31-33固定在下载玻片31-32的上表面，下载玻片31-32嵌入下固定台座31-31远离下六自由度微力传感器31-21的一侧表面。即下静电粘附膜31-33、下载玻片31-32一起嵌入下固定台座31-31的上表面，对微米级金属丝8形成具有微静电黏附力的固定、张紧作用，配合微力传感器实现对金属丝的稳定固定、最优预紧力、张紧力控制。

微丝预紧上压力调整台32包括上压台机械运动模块32-1、上微力检测模块32-2和上微丝固定台32-3。上微力检测模块32-2包括上六自由度微力传感器32-21、上微力转接座32-22和上微力桥板32-23。上微力桥板32-23与上压台机械运动模块32-1连接，上微力转接座32-22与上微力桥板32-23连接，上六自由度微力传感器32-21安装在上微力转接座32-22上，上微丝固定台32-3与上六自由度微力传感器32-21连接。上六自由度微力传感器32-21和下微力转接座31-22共同对下微丝固定台31-3起到支撑固定作用，并可实时检测微米级金属丝8受到的压紧力和张紧力的大小。下微丝固定台31-3和上微丝固定台32-3之间用于穿过微米级金属丝8。上六自由度微力传感器32-21和下六自由度微力传感器31-21均与可视化监控系统5连接，用于检测金属丝的受力并将受力信息反馈至可视化监控系统5。

上压台机械运动模块32-1包括上压X轴方向运动轴32-11、上压Y轴方向运动轴32-12、上压Y轴方向粗动大行程运动轴32-13、上压Z轴方向运动轴32-14和上压台基座32-15。上压台基座32-15安装在设备工作台6上，上压Y轴方向粗动大行程运动轴32-13安装在上压台基座32-15上，实现沿Y轴方向的大行程移动。上压Y轴方向运动轴32-12安装在上压Y轴方向粗动大行程运动轴32-13上，实现沿Y轴方向的精密行程调整。上压X轴方向运动轴32-11安装在上压Y轴方向运动轴32-12，实现沿X轴方向的精密移动。上压Z轴方向运动轴32-14安装在上压X轴方向运动轴32-11上，实现沿Z轴方向的精密行程移动。上微力桥板32-23与上压Z轴方向运动轴32-14连接，从而实现整个微丝预紧上压力调整台32在X轴向、Y轴向和Z轴三个自由度方向上的精密调整。

上微丝固定台32-3包括上固定台座32-31、上载玻片32-32和上静电粘附膜32-33，上固定台座32-31与上六自由度微力传感器32-21连接，上静电粘附膜32-33固定在上载玻片32-32的下表面，上载玻片32-32、上静电粘附膜32-33一起嵌入上固定台座32-31远离上六自由度微力传感器32-21的一侧表面，即上固定台座32-31的下表面，这样对微米级金属丝8形成具有微静电黏附力的固定、张紧作用，配合微力传感器实现对金属丝的稳定固定、最优预紧力、张紧力控制。

微米级金属丝8的一端预固定在柱形真空吸附式端盖23-2的微零件固定基准台23-23上并且平整顺滑，通过微丝预紧下压力调整台31和微丝预紧上压力调整台32上下同时采用相同微力进行预压紧操作，通过微丝装配预拉紧及微力检测系统3中的上六自由度微力传感器32-21、下六自由度微力传感器31-21的力检测功能及可控微力夹持功能，对微米级金属丝8的压紧力、张紧力进行实时检测，保证微米级金属丝8的持续张紧绷直，实现在可控的预紧力下安全稳定的完成微米级金属丝8的高精度自动缠绕装配。

请参照图6，微丝快速点胶系统4设于水平X轴方向第一视觉检测模块11与水平Y轴方向第二视觉检测模块12之间，并与金属丝微装配操作台2连接，用于涂胶。优选地，水平X轴方向第一视觉检测模块11和水平Y轴方向第二视觉检测模块12之间形成90度角，微丝快速点胶系统4设于水平X轴方向第一视觉检测模块11和水平Y轴方向第二视觉检测模块12之间45度角的位置，即中心位置，这样操作空间更灵活。

微丝快速点胶系统4包括点胶手机械运动模块41和自动点胶手模块42，自动点胶手模块42安装在点胶手机械运动模块41上。点胶手机械运动模块41包括点胶手XY轴方向运动轴41-1、点胶手Z轴方向运动轴41-2、点胶手θx轴方向运动轴41-3、点胶手θy轴方向运动轴41-4和点胶手θz轴方向运动轴41-5。点胶手XY轴方向运动轴41-1安装在设备工作台6上，实现在XY平面内的移动。点胶手Z轴方向运动轴41-2安装在点胶手XY轴方向运动轴41-1上，能够沿Z轴方向移动。点胶手θy轴方向运动轴41-4与点胶手θx轴方向运动轴41-3连接，点胶手θz轴方向运动轴41-5与点胶手θy轴方向运动轴41-4连接，且点胶手θz轴方向运动轴41-5安装在点胶手Z轴方向运动轴41-2上，自动点胶手模块42与点胶手θx轴方向运动轴41-3连接，分别实现沿X轴向、Y轴向和Z轴向的转动，使得自动点胶手模块42能够在各个方向和维度上的精密自由运动。

具体地，自动点胶手模块42包括可伸缩式储胶管42-1和微毛细点胶针头42-2，微毛细点胶针头42-2安装在可伸缩式储胶管42-1的一端，可伸缩式储胶管42-1的另一端与点胶手θx轴方向运动轴41-3连接。可伸缩式储胶管42-1通过自动伸缩进行微毛细点胶针头42-2的精细调整，同时，可伸缩式储胶管42-1用于胶液存储，能够根据点胶量需求自动调整输送的胶量。微毛细点胶针头42-2内设有毛细管，毛细管用于将胶液均匀稳定的输出至柱状待缠丝微零件7的待点胶区域，实现对柱状待缠丝微零件7的精密点胶、涂胶操作。

可选地，可视化监控系统5安装在设备工作台6上，包括工控机控制系统、显示系统、子系统驱动器模块、上位机软件操作系统等，用于实现对各种传感器、机械运动轴及相应控制器、驱动器、电源等的自动控制和监视，使整个基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备安全、高效、稳定的运行。

本实用新型提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，其工作原理如下：

在开始进行微米级金属丝8高精度自动缠绕装配前，首先需要通过可视化监控系统5将设备工作台6上的各个精密运动台、运动轴依照固定逻辑关系依次归零。完成归零后将柱状待缠丝微零件7放置于柱形真空吸附式端盖23-2的微零件固定基准台23-23上，采用真空吸附固定，保持微米级金属丝8的一端预固定在柱形真空吸附式端盖23-2的微零件固定基准台23-23上并且平整顺滑，通过微丝装配预拉紧及微力检测系统3的力检测功能及可控微力夹持功能，保证微米级金属丝8的持续张紧绷直。金属丝微装配在线检测系统1会根据柱状待缠丝微零件7放置的位置，对柱状待缠丝微零件7进行位置和姿态的实时检测。利用金属丝微装配在线检测系统1和可视化监控系统5的协同配合，完成微米级金属丝8和柱状待缠丝微零件7槽口位置自动校准，在金属丝微装配操作台2的自动旋转运动下带动微米级金属丝8自动缠绕，实现在可控的预紧力下安全稳定的完成微米级金属丝8的高精度自动缠绕装配。同时，微丝快速点胶系统4实时配合点胶操作，将缠绕在柱状待缠丝微零件7上的微米级金属丝8立即固定，实现微米级金属丝8全流程自动装配。

综上所述，本实用新型提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备具有以下几个方面的有益效果：

本实用新型提供的基于微预紧力监测的微米级金属丝自动微装配设备，设计精简、结构优化紧凑、功能完备新颖、运行稳定可靠、装配精度优良，可实现自动化高标准一致性微装配，可广泛应用于跨尺度多构型微小零件自动微装配工程实践中，可有效代替手工装配作业。本实用新型提供了一种比较领先的、新颖的解决方案，能解决柔性不易操控的金属丝类微零件的装配问题，是一种全新的自动化微装配设备，解决了目前微米级金属细丝装配技术难题，可有效代替手工装配作业，有着广阔的市场应用前景。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改、组合和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

基于微预紧力监测的微米级金属丝高精度自动微装配设备论文和设计

基于微预紧力监测的微米级金属丝高精度自动微装配设备论文和设计-徐振源

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主设计要求

设计方案

设计说明书

设计图

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