基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统

陈涛; 陈立国; 潘明强; 孙立宁

doi:10.3788/OPE.20111911.2685

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基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统

微纳技术与精密机械 | 更新时间：2020-08-12

- 基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统
- Coaxial positioning system based on flexible decoupling beams and micro-vision
- 光学精密工程 2011年19卷第11期页码：2685-2692
- 作者机构：
  
  1. 哈尔滨工业大学机器人研究所,黑龙江哈尔滨 150001
  2. 苏州大学机器人与微系统研究中心,江苏苏州 215021
  3. 中国科学院上海微系统与信息技术研究所传感技术国家重点联合实验室,上海 200050
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(No.51105262)();国家863高技术研究发展计划资助项目(No.2009AA043902-1)()
- DOI：10.3788/OPE.20111911.2685
  中图分类号： TH161;TP242
- 收稿日期：2011-05-25，
  
  修回日期：2011-06-25，
  
  网络出版日期：2011-11-25，
  
  纸质出版日期：2011-11-25
- 稿件说明：
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陈涛, 陈立国, 潘明强, 孙立宁. 基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统[J]. 光学精密工程, 2011,19(11): 2685-2692

CHEN Tao, CHEN Li-guo, PAN Ming-qiang, SUN Li-ning. Coaxial positioning system based on flexible decoupling beams and micro-vision[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2011,19(11): 2685-2692
陈涛, 陈立国, 潘明强, 孙立宁. 基于柔性解耦梁和显微视觉的精密同轴定位系统[J]. 光学精密工程, 2011,19(11): 2685-2692 DOI： 10.3788/OPE.20111911.2685.

CHEN Tao, CHEN Li-guo, PAN Ming-qiang, SUN Li-ning. Coaxial positioning system based on flexible decoupling beams and micro-vision[J]. Editorial Office of Optics and Precision Engineering, 2011,19(11): 2685-2692 DOI： 10.3788/OPE.20111911.2685.

摘要

针对偶件装配对同轴度的要求

提出了一种基于柔性解耦梁和显微视觉技术的同轴定位调整系统。为满足同轴度在线调整和轴套的位姿保持

设计了一种"田"字型两自由度柔性解耦梁机构

并结合微动平台和夹具来实现同轴度调整时零件轴的精确定位。根据力学原理

建立了柔性梁的刚度模型

结合有限元法进行仿真分析

确定出梁的结构参数尺寸。对同轴定位调整系统中的显微视觉功能和过程进行了设计

并通过Hough算法实现精密同轴定位的实时检测功能

计算出同轴偏差作为调整的数值依据。大量的同轴定位调整实验显示

同轴度定位精度优于8 m

同时大大提高了装配效率。结果表明

该定位调整系统为器件的装配提供了精确的定位参数

可以准确、高效地实现定位装配。

Abstract

According to the requirement of the assembly of a shaft and a sleeve for coaxiality

a coaxial positioning system was presented based on the flexible decoupling beams and micro-vision technology. To implement the online adjustments and maintain posture of the shaft and the sleeve

a flexible beam structure with a square pattern and two degrees of freedom was designed. Combined with a micro-platform and a clamp

this structure has achieved an exact coaxial precision in the positioning. According to mechanics

a stiffness model of the flexible beam was established. Then the parameters of the beams were determined by a simulation in finite element method. A micro-vision system was designed to be used in the system. Through the Hough algorithm

the precise coaxial positioning of the real-time detection was realized and the coaxial deviation computed was used as the value of the adjustment. Through lots of coaxial experiments

it shows that the coaxial positioning accuracy has been less than 8 m. The results indicate that the positioning device can provide precise positioning of parameters

and can guarantee the realization of positioning assembly.

关键词

Keywords

references

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