作为产品生产制造过程中的一个工艺环节,零部件装配的精度与效率将直接影响产品的质量、成本与生产效率。随着现代制造技术的不断发展,产品体积趋于小型化、功能趋于多样。为了使微小型零件的装配达到装配精度要求,需要用到精密装配技术。通常一套精密装配系统主要针对一种或少数微小型零件的装配而设计,如果待装配零件较多,则需要多台设备进行装配,这大大降低了设备的利用效率。本文待装配微小型零件数量与种类较多,形状与尺寸差异较大。为提高设备利用率以及装配效率和精度,需要设计出一套特殊的末端执行器并设计一套有效的装配控制策略。根据待装配精密组件构成以及组件中待装配零件装配精度要求设计出带有换接式工具的精密装配系统,该系统通过换接不同的工具头实现多个微小型零件的精密装配。设计系统硬件时利用模块化思想将这套精密装配系统分为零件的上料模块、旋转工作台模块、装配作业模块(换接式工具集成于该模块)、机器视觉模块以及固联在机器视觉模块上的螺纹副装配模块。在进行精密装配作业过程时,为了能够得到待装配微小型零件的准确位姿信息,需要对待装配微小型零件进行准确测量。通过对零件图像的预处理、阈值分割、边缘检测、边缘扫描并利用优化后的最小二值化或型心法得到微小型零件的位姿信息。对于待装配零件的特征边缘大于摄像机视场的情况,本文所述精密装配系统利用图像拼接的方法,实现零件特征定位。为能够使本文所述精密装配中各个模块之间在零件装配过程中协调配合,首先需要建立系统的坐标系。在系统的坐标系建立后,需要确定坐标系模型中各个坐标系之间的位姿关系,以保证待装配零件的测量与装配精度。为使系统以合适的装配力进行装配作业,需要确定装配作业模块中机械臂单元上的力传感器的参数。因而在精密装配系统进行系统调试和装配作业前需要对上述参数进行标定。在完成精密装配系统坐标系的标定后。便进行其余部分的硬件搭建,在完成硬件搭建后,便需要按照装配要求设计系统自动装配流程,之后根据装配流程编写系统自动装配程序。在最后进行装配实验之前,为保证装配精度,还需要对系统的重复性精度进行测量。在完成测量后,对系统进行自动装配实验,实验内容包括工具头的换接以及系统对零件的装配实验。实验结果表明系统能够达到装配要求。