微裝配與微操作和傳統(tǒng)的裝配輔助用圖像
顯微鏡
微裝配與微操作和傳統(tǒng)的裝配(一般稱為“宏”裝配)有很大
的不同,主要是微裝配與微操作的對(duì)象尺寸是微米以下級(jí)的。
當(dāng)球半徑小于1mm 時(shí),表面張力總是大于重力,當(dāng)球半徑小于
0. 1 mm 時(shí),范德華力總是大于重力,而當(dāng)球的半徑小于0. 01 mm
時(shí),靜電力要大于重力,而在這三種力中,表面張力的影響最大。
表面張力主要受環(huán)境濕度和互相接觸物體的表面材料影響。干燥或
真空的環(huán)境、不吸水的表面涂層都可減小表面張力。靜電力主要產(chǎn)
生于摩擦和物體的碰撞,帶不同電荷的物體將產(chǎn)生靜電力。表面張
力和靜電力很難建立起力學(xué)模型,所以在微器件的裝配與操作中一
般使用閉環(huán)控制。同時(shí),由于重力因數(shù)下降,當(dāng)操作手爪靠近微器
件時(shí),微器件會(huì)突然吸附在手爪上,而當(dāng)釋放微器件時(shí),它又會(huì)粘
連在手爪上,
同樣,也由于重力的減小,使得器件裝配時(shí)幾乎感覺(jué)不到力的
反饋,而微小的器件又容易破碎,所以在裝配時(shí)必須使用微力傳感
器進(jìn)行力的反饋。要檢測(cè)到微小力的反饋,力傳感器的設(shè)計(jì)面臨挑
戰(zhàn)。另外,由于器件的尺寸為微米以下量級(jí),它的定位精度要求達(dá)
到幾百納米,普通的機(jī)械手是無(wú)法達(dá)到這樣精度的,必須設(shè)計(jì)高精
度的微裝配與微操作手爪。