一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备制造技术

本发明专利技术公开了一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备，所述X轴底座固定在机架底板顶部，所述X轴导轨和X轴滑块固定在X轴底座上，所述X轴滑块的顶部与Y轴底座的底部固定连接；所述视觉定位模块包括上相机安装板、上视觉相机、上光源、下相机安装板、下视觉相机和下光源，所述上相机安装板与U轴滑块固定连接，所述上视觉相机和上光源固定安装在上相机安装板的外侧，所述下相机安装板固定安装在机架底板上；MEMS摩阻传感器自动封装设备能够有效提高MEMS摩阻传感器组装、封装的一致性和精度，进而提升高超声速风洞模型表面摩阻测量试验的精准度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备
本专利技术涉及微机电系统中的MEMS传感器封装
，具体涉及一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备。
技术介绍
MEMS摩阻传感器主要用于测量飞行器表面的摩擦阻力，进而确定飞行器表面摩擦阻力的大小和分布情况，对飞行器设计具有重要意义。传统的表面摩擦阻力测试器件主要是微量应变式摩阻天平，但其受灵敏度、温度、体积和成本等因素限制，难以在飞行器设计领域广泛应用。以微机电系统技术为基础的MEMS摩阻传感器具有体积小、成本低、可靠性高等突出优点，能够广泛应用于飞行器设计等领域。2014年，专利技术人设计一款立体结构的MEMS摩阻传感器(一种微机械摩阻传感器及制作方法，专利号201418003582.X,2017.07.)，其浮动元件通过支杆与带有敏感电容元件的弹性梁结构连接，浮动元件感受到的表面摩擦阻力通过支杆传递给弹性梁结构，驱动弹性梁两侧的敏感电容振动极板发生偏转，两侧敏感电容差分即可解算出测量的表面摩擦阻力；样机静态校准和高超声速风洞验证试验的结果表明，该MEMS摩阻传感器灵敏度高、稳定性好，表头结构和封装形式适用于高超声速风洞试验环境。2018年，专利技术人设计了该立体结构的MEMS摩阻传感器基于视觉对准的制作方法(一种基于视觉对准的MEMS摩阻传感器制作方法，专利号201810348331.2，2019.09.)，该方法采用了机械定位和视觉对准技术，能够提高该MEMS摩阻传感器的组装精度和摩阻测量准度。然而，该方法采用了机械定位和显微镜下的手动对准、组装和封装，需要人工全程参与，并且没有考虑MEMS摩阻传感器自动点胶、对准误差测量等特殊要求，使得该传感器组装的一致性和精度有待提升，导致摩阻测量的精准度有待进一步提高。为了解决该MEMS摩阻传感器目前组装、封装过程存在的不足，本专利技术依托多轴精密运动模组、高精度视觉显微镜、自动点胶机、精密机械定位与气动吸附、伺服与工业运动控制等仪器与技术发展一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备，以解决
技术介绍
中提出的问题。(2)技术方案为了实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备，包括设备机架、多轴精密运动模组、视觉定位模块、自动点胶模块、定位与吸附模块和运动控制模块；所述设备机架包括机架底座、机架底板、支板架和机架外壳；所述多轴精密运动模组包括X轴底座、X轴导轨、X轴滑块、Y轴底座、Y轴导轨、Y轴滑块、Z轴导轨、Z轴滑块、U轴滑块、U轴导轨和拖链，所述X轴底座固定在机架底板顶部，所述X轴导轨和X轴滑块固定在X轴底座上，所述X轴滑块的顶部与Y轴底座的底部固定连接；所述视觉定位模块包括上相机安装板、上视觉相机、上光源、下相机安装板、下视觉相机和下光源，所述上相机安装板与U轴滑块固定连接，所述上视觉相机和上光源固定安装在上相机安装板的外侧，所述下相机安装板固定安装在机架底板上；所述自动点胶模块包括自动点胶机、点胶针筒、自动复位组件和磁性工装底板，所述自动点胶机固定在支板架顶部，所述点胶针筒与U轴滑块固定连接，所述磁性工装底板与Y轴滑块固定连接；所述定位与吸附模块包括吸附安装板、真空吸附组件、吸头、精密定位治具和精密定位治具，所述吸附安装板固定在Z轴滑块上，所述吸附安装板与真空吸附组件固定连接，所述真空吸附组件与吸头连接；所述运动控制模块包括工控机、急停开关、触觉显示屏、键盘和鼠标。进一步地，所述机架底板通过螺栓锁紧固定在机架底座的顶部，所述支板架通过螺钉锁紧固定于机架底板顶部，所述机架外壳通过螺栓锁紧固定在机架底板的顶部。进一步地，所述Y轴导轨和Y轴滑块固定在Y轴底座顶部。进一步地，所述Z轴导轨固定于支板架外侧上部，所述U轴导轨固定于支板架外侧上部。进一步地，所述下视觉相机和下光源固定安装在下相机安装板上。进一步地，所述自动复位组件通过磁性介质固定在磁性工装底板上。进一步地，所述精密定位治具通过磁性与磁性工装底板连接，所述精密定位治具通过磁性与磁性工装底板连接。进一步地，所述工控机、键盘和鼠标安装在机架底座上，所述急停开关和触觉显示屏安装在机架外壳上。(3)有益效果1、本专利技术中，本专利技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备采用了专门的视觉定位模块、多轴精密运动模组和自动点胶模块。2、本专利技术中，视觉定位模块采用了上下两个精密视觉相机，多轴精密运动模组包括水平面搬运的X轴和Y轴运动模组、上下吸附搬运的Z轴运动模组、点胶和视觉调焦的U轴运动模组。3、本专利技术中，通过视觉精密定位和精密运动对准，实现了MEMS摩阻传感器的高精度自动组装、封装，对准精度可以达到1个像素(2μm)。4、本专利技术中，MEMS摩阻传感器自动封装设备能够有效提高MEMS摩阻传感器组装、封装的一致性和精度，进而提升高超声速风洞模型表面摩阻测量试验的精准度。附图说明图1为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的结构示意图；图2为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的MEMS摩阻传感器及其零部件结构示意图；图3为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的设备机架结构示意图；图4为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的多轴精密运动模组结构示意图；图5为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的视觉定位模块结构示意图；图6为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的自动点胶模块结构示意图图7为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的定位与吸附模块结构示意图图8为本专利技术基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备的运动控制模块结构示意图。附图标记如下：封装盖板1、浮动元件2、硅-玻璃微结构3、陶瓷基接口电路4、封装底座5、设备机架6、多轴精密运动模组7、视觉定位模块8、自动点胶模块9、定位与吸附模块10、运动控制模块11、机架底座12、机架底板13、支板架14、机架外壳15、X轴底座16、X轴导轨17、X轴滑块18、Y轴底座19、Y轴导轨20、Y轴滑块21、Z轴导轨22、Z轴滑块23、U轴滑块24、U轴导轨25、拖链26、上相机安装板27、上视觉相机28、上光源29、下相机安装板30、下视觉相机31、下光源32、自动点胶机33、点胶针筒34、自动复位组件35、磁性工装底板36、吸附安装板37、真空吸附组件38、吸头39、第一精密定位治具40、第二精密定位治具41、工控机42、急停开关43、触觉显示屏44、键盘45、鼠标46。具体实施方式下面结合附图1-8和实施例对本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备，其特征在于：包括设备机架、多轴精密运动模组、视觉定位模块、自动点胶模块、定位与吸附模块和运动控制模块；/n所述设备机架包括机架底座、机架底板、支板架和机架外壳；/n所述多轴精密运动模组包括X轴底座、X轴导轨、X轴滑块、Y轴底座、Y轴导轨、Y轴滑块、Z轴导轨、Z轴滑块、U轴滑块、U轴导轨和拖链，所述X轴底座固定在机架底板顶部，所述X轴导轨和X轴滑块固定在X轴底座上，所述X轴滑块的顶部与Y轴底座的底部固定连接；/n所述视觉定位模块包括上相机安装板、上视觉相机、上光源、下相机安装板、下视觉相机和下光源，所述上相机安装板与U轴滑块固定连接，所述上视觉相机和上光源固定安装在上相机安装板的外侧，所述下相机安装板固定安装在机架底板上；/n所述自动点胶模块包括自动点胶机、点胶针筒、自动复位组件和磁性工装底板，所述自动点胶机固定在支板架顶部，所述点胶针筒与U轴滑块固定连接，所述磁性工装底板与Y轴滑块固定连接；/n所述定位与吸附模块包括吸附安装板、真空吸附组件、吸头、第一精密定位治具和第二精密定位治具，所述吸附安装板固定在Z轴滑块上，所述吸附安装板与真空吸附组件固定连接，所述真空吸附组件与吸头连接；/n所述运动控制模块包括工控机、急停开关、触觉显示屏、键盘和鼠标。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉定位技术的MEMS摩阻传感器自动封装设备，其特征在于：包括设备机架、多轴精密运动模组、视觉定位模块、自动点胶模块、定位与吸附模块和运动控制模块；
所述设备机架包括机架底座、机架底板、支板架和机架外壳；
所述多轴精密运动模组包括X轴底座、X轴导轨、X轴滑块、Y轴底座、Y轴导轨、Y轴滑块、Z轴导轨、Z轴滑块、U轴滑块、U轴导轨和拖链，所述X轴底座固定在机架底板顶部，所述X轴导轨和X轴滑块固定在X轴底座上，所述X轴滑块的顶部与Y轴底座的底部固定连接；
所述视觉定位模块包括上相机安装板、上视觉相机、上光源、下相机安装板、下视觉相机和下光源，所述上相机安装板与U轴滑块固定连接，所述上视觉相机和上光源固定安装在上相机安装板的外侧，所述下相机安装板固定安装在机架底板上；
所述自动点胶模块包括自动点胶机、点胶针筒、自动复位组件和磁性工装底板，所述自动点胶机固定在支板架顶部，所述点胶针筒与U轴滑块固定连接，所述磁性工装底板与Y轴滑块固定连接；
所述定位与吸附模块包括吸附安装板、真空吸附组件、吸头、第一精密定位治具和第二精密定位治具，所述吸附安装板固定在Z轴滑块上，所述吸附安装板与真空吸附组件固定连接，所述真空吸附组件与吸头连接；
所述运动控制模块包括工控机、急停开关、触觉显示屏、键盘和鼠标。


2.如权利要求1所述的基于视觉定位技术的M...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雄，陈立国，朱涛，薛立伟，许晓斌，贾玉蝶，王南天，
申请(专利权)人：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51