CN103707280A - 一种适用于微小透光零件的照明夹持器和夹持方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微小透光零件的照明夹持器，该照明夹持器包括：固定组件，包括联接件、LED贴片和紧定螺钉；移动组件包括定位件、玻璃板、静电薄膜和压圈；光源控制器包括变压器和电位计；联接件对照明夹持器进行固定和支撑；LED贴片胶接于联接件内底面上，实现照明；定位件放置在联接件的顶部；玻璃板放置在定位件的圆柱槽上；压圈用于固定玻璃板；静电薄膜放置在玻璃板上，夹持微小透光零件；紧定螺钉对移动组件进行固定和拆卸；电位计用于调节输出给LED贴片的电压；变压器为电位计输出电压。本发明利用背光照明和静电吸附方式实现了微小透光零件的照明和夹持，结构简单，操作方便、重复定位精度高，可应用于微小透光零件的装配检测等领域。
Description
技术领域
本发明属于微小零件操作领域，尤其是一种适用于微小透光零件的照明夹持器和夹持方法。
背景技术
微小零件尤其是亚毫米级微小零件的夹持一直是微操作领域的研究热点。常见的微小零件夹钳类型有真空夹钳、静电夹钳、液压夹钳、气动夹钳、压电夹钳、记忆合金夹钳和热夹钳等。夹钳设计的力太大，会损坏零件，太小又容易使得零件滑落。夹钳的重复定位精度也非常重要，好的重复定位精度可以避免更换零件时零件或者其上的特征超出显微视觉系统的景深或者视场。另外，从零件的下方打背光对零件进行照明对于操作空间拥挤的微操作平台和显微成像系统来说都是很好的解决办法。调研结果显示，目前国内外文献中还没有既能夹持微小透明零件又能提供背光照明的夹持器和相应的夹持方法。
发明内容
为了实现对于亚毫米级微小透光零件的高重复定位精度夹持，提供背光照亮零件的轮廓以及零件上的特征孔，满足零件微装配任务的需要，本发明提供一种适用于微小透光零件的集照明和夹持功能于一体的夹持器和夹持方法。
为了实现上述目的，根据本发明一方面，提供一种微小透光零件照明夹持器，该照明夹持器包括：固定组件、移动组件和光源控制器，其中：
所述固定组件包括联接件、LED贴片和紧定螺钉；
所述移动组件包括定位件、玻璃板、静电薄膜和压圈；
所述光源控制器包括变压器和电位计；
所述联接件与微操作平台上对应的零件操作机械手末端连接，用于对于所述照明夹持器进行固定和支撑；
所述LED贴片胶接于所述联接件的内底面上，用于对待夹持的微小透光零件进行照明；
所述定位件放置在所述联接件的顶部，用于承载待夹持的微小透光零件；
所述玻璃板放置在所述定位件的圆柱槽上；
所述压圈为圆环形状，其上刻有与定位件的内螺纹相配合的外螺纹，用于固定玻璃板；
所述静电薄膜放置在所述玻璃板上，用于夹持所述微小透光零件；
所述紧定螺钉上设有外螺纹，与所述联接件上的内螺纹相配合，用于通过手动拧紧和松开等操作对移动组件进行固定和拆卸；
所述电位计与LED贴片连接，用于通过旋钮对于输出给所述LED贴片的电压进行调节；
所述变压器与所述电位计连接，用于为所述电位计输出电压。
根据本发明另一方面，提供一种利用所述微小透光零件的照明夹持器实现微小透光零件照明和夹持的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，通过联接件上的通孔，将照明夹持器安装到微操作平台上对应的机械手末端；
步骤2，松开紧定螺钉，将移动组件从固定组件上取下，放到高倍数显微镜下，将微小透光零件放置到静电薄膜上，使得微小透光零件的中心尽量与玻璃板上的几何中心标志线重合；
步骤3，将移动组件安装到固定组件上，拧紧紧定螺钉；
步骤4，调节光源控制器以调节LED贴片的照明光强，照亮所述微小透光零件的轮廓及其上的细节特征，从而实现对于微小透光零件的夹持和照明。
本发明以亚毫米级微小透光零件为夹持对象，提供一种照明夹持器和相应的夹持方法，该夹持器结构简单、尺寸小，同时具有照明和夹持两个功能，并且能够保证零件重复定位的精度，照明光源的强度也可调整。
附图说明
图1是本发明微小透光零件照明夹持器的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1为本发明微小透光零件照明夹持器的结构示意图，如图1所示，该照明夹持器包括：联接件1、LED贴片2、紧定螺钉7、定位件3、玻璃板4、压圈6、静电薄膜5、变压器9和电位计8，其中：
所述联接件1与微操作平台上对应的零件操作机械手末端连接，用于对于所述照明夹持器进行固定和支撑；
所述联接件1呈“凹”形，其底部边缘开设有与零件操作机械手末端相联接的通孔，顶部设有与定位件3相配合的内圆柱面和平面，侧面开设有与紧定螺钉7相配合的螺纹孔；
所述LED贴片2使用高熔点胶胶接于所述联接件1的内底面上，用于对待夹持的微小透光零件进行照明，在本发明一实施例中，所述LED贴片2发白色光；
所述定位件3放置在所述联接件1的顶部，用于承载待夹持的微小透光零件；
所述定位件3呈中通的“凸”形，其底面加工有与所述联接件1相配合的外圆柱面和平面，中部加工有放置玻璃板4的圆柱槽，所述圆柱槽的一侧开设有与压圈6相配合的内螺纹；
所述玻璃板4放置在所述定位件3的圆柱槽上；
在本发明一实施例中，所述玻璃板4由K9材料制成，其上刻有几何中心的标志线。
所述压圈6为圆环形状，其上刻有与定位件3的内螺纹相配合的外螺纹，用于固定玻璃板4；
所述静电薄膜5放置在所述玻璃板4上，用于夹持所述微小透光零件；
在本发明一实施例中，所述静电薄膜5透光，其背面带有背胶，贴在所述玻璃板4的上表面，所述静电薄膜5的正面可吸附放置在其上的待夹持微小透光零件；
其中，定位件3、玻璃板4、静电薄膜5和压圈6组成移动组件；
所述紧定螺钉7上设有外螺纹，与所述联接件1上的内螺纹相配合，用于通过手动拧紧和松开等操作对移动组件进行固定和拆卸；
其中，联接件1、LED贴片2和紧定螺钉7组成固定组件；
所述电位计8与LED贴片2连接，用于通过旋钮对于输出给所述LED贴片2的电压进行调节，所述输出给LED贴片2的电压在0-5V之间变换。
所述变压器9与所述电位计8连接，用于为所述电位计8输出电压，所述变压器9的输入为220V电压，输出为5V电压。
其中，变压器9和电位计8构成光源控制器。
在本发明一实施例中，所述LED贴片2选用美国GREE生产的功率10W电压3.8V的自然白光灯珠；所述玻璃板4选用大恒光电生产的型号为GCG-YP929的分划板；所述静电薄膜5选用GEL PARK公司生产的Gel-film；所述联接件1、定位件3、压圈6、变压器8和电位计7自行设计加工和装调。整个照明夹持器的外形尺寸为Φ38mm×25.4mm。
根据本发明另一方面，提供一种利用微小透光零件的照明夹持器实现微小透光零件照明和夹持的方法，该方法包括以下步骤：
步骤1，安装照明夹持器：通过联接件1上的通孔，将照明夹持器安装到微操作平台上对应的机械手末端；
步骤2，安装微小透光零件：松开紧定螺钉7，将移动组件从固定组件上取下，放到高倍数显微镜下，人工将微小透光零件放置到静电薄膜5上，使得微小透光零件的中心尽量与玻璃板4上的几何中心标志线重合；
步骤3，将移动组件安装到固定组件上，拧紧紧定螺钉7；
步骤4，调节光源控制器以调节LED贴片2的照明光强，照亮所述微小透光零件的轮廓及其上的细节特征，从而实现对于微小透光零件的夹持和照明。
在本发明一实施例中，所述被夹持微小透光零件为由半透明的CH材料制成的空心球形零件，零件外径为0.5mm，壁厚50μm，表面打孔，孔径约12μm。
按照所述的操作步骤反复进行5次夹持，在显微镜下测量被夹持零件相对于夹持器固定组件的位置变化情况，实验结果显示，被夹持零件的定位误差在500μm以内。
由上，本发明提供了一种适用于微小透光零件的照明夹持器，该夹持器可实现亚毫米级微小零件的高重复精度夹持和照明，该夹持器结构简单，外轮廓尺寸小，大大节省了微小零件的装配检测空间，保证了每次零件放置的位置不超出显微检测系统的视场和景深。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种微小透光零件照明夹持器，其特征在于，该照明夹持器包括：固定组件、移动组件和光源控制器，其中：
所述固定组件包括联接件、LED贴片和紧定螺钉；
所述移动组件包括定位件、玻璃板、静电薄膜和压圈；
所述光源控制器包括变压器和电位计；
所述联接件与微操作平台上对应的零件操作机械手末端连接，用于对于所述照明夹持器进行固定和支撑；
所述LED贴片胶接于所述联接件的内底面上，用于对待夹持的微小透光零件进行照明；
所述定位件放置在所述联接件的顶部，用于承载待夹持的微小透光零件；
所述玻璃板放置在所述定位件的圆柱槽上；
所述压圈为圆环形状，其上刻有与定位件的内螺纹相配合的外螺纹，用于固定玻璃板；
所述静电薄膜放置在所述玻璃板上，用于夹持所述微小透光零件；
所述紧定螺钉上设有外螺纹，与所述联接件上的内螺纹相配合，用于通过手动拧紧和松开等操作对移动组件进行固定和拆卸；
所述电位计与LED贴片连接，用于通过旋钮对于输出给所述LED贴片的电压进行调节；
所述变压器与所述电位计连接，用于为所述电位计输出电压。
2.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述联接件呈“凹”形，其底部边缘开设有与零件操作机械手末端相联接的通孔，顶部设有与定位件相配合的内圆柱面和平面，侧面开设有与紧定螺钉相配合的螺纹孔。
3.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述定位件呈中通的“凸”形，其底面加工有与所述联接件相配合的外圆柱面和平面，中部加工有放置玻璃板的圆柱槽，所述圆柱槽的一侧开设有与压圈相配合的内螺纹。
4.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述玻璃板由K9材料制成。
5.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述玻璃板上刻有几何中心的标志线。
6.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述静电薄膜透光，其背面带有背胶，贴在所述玻璃板的上表面，所述静电薄膜的正面可吸附放置在其上的待夹持微小透光零件。
7.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述输出给LED贴片的电压在0-5V之间变换。
8.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述变压器的输入为220V电压，输出为5V电压。
9.根据权利要求1所述的照明夹持器，其特征在于，所述LED贴片发白色光。
10.一种利用权利要求1所述的微小透光零件的照明夹持器实现微小透光零件照明和夹持的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1，通过联接件上的通孔，将照明夹持器安装到微操作平台上对应的机械手末端；
步骤2，松开紧定螺钉，将移动组件从固定组件上取下，放到高倍数显微镜下，将微小透光零件放置到静电薄膜上，使得微小透光零件的中心尽量与玻璃板上的几何中心标志线重合；
步骤3，将移动组件安装到固定组件上，拧紧紧定螺钉；
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