طراحی و پیاده سازی میکروگریپر

پیشرفت های فراوان در زمینه سیستم های میکروالکترومکانیکی و نیاز به ایجاد ساختارهای پیچیده و سه بعدی از یک سو و ناتوانی روش های ساخت در ابعاد میکرونی در پاسخ کامل به این نیازها از سوی دیگر، باعث پیدایش زمینه ای جدید در بحث مونتاژ این نوع سیستم ها گردیده است. میکرواسمبلی به عنوان پلی است که امکان مونتاژ میکروقطعات دو بعدی و ایجاد ساختار خارج از صفحه را میسر می سازد. در این تحقیق پس از مروری بر سیستم های میکروالکترومکانیکی و کارهای انجام شده در زمینه مونتاژ اینگونه سیستم ها به معرفی طرحی نو در زمینه میکروگریپرها که حساسترین بخش یک سلول میکرو مونتاژ محسوب می شوند، پرداخته می شود. تا کنون طرح های زیادی در زمینه میکروگریپر ارائه گردیده است اما در آنها یا کنترلی بر روی نیروی اعمالی از طرف فک ها وجود ندارد و یا از الگوریتم های کنترلی پیچیده و پرهزینه به این منظور استفاده شده است. در این طرح با استفاده از مکانیزم نیرو ثابت در پیکربندی ارائه شده، نیرو وارده از طرف فک های میکروگریپر به میکروقطعات، در حین پروسه میکرو مونتاژ ثابت نگاه داشته می شود. به این ترتیب الگوریتم های کنترلی پیچیده و پرهزینه در کنترل موقعیت و نیروی فک ها، حذف شده است. به منظور پیاده سازی طرح ارائه گردیده، جنس های متفاوتی برای ساخت میکروگریپر در شبیه سازی ها در نظر گرفته شدند. با توجه به تغییر شکل های بسیاری که در مکانیزم ارائه شده ایجاد می گردید، مواد پلیمری مناسب شناخته شدند. بعد از مرحله طراحی باید یک پروسه ساخت در ابعاد میکرونی که با جنس ارائه گردیده تطابق داشت، انتخاب می گردید. مهمترین مشکلی که در این زمینه وجود داشت وجود عیوبی بود که در حین پروسه ساخت در ماده ایجاد می گردید. برای رفع این عیوب پارامترهای مختلف پروسه ساخت بررسی اصلاح گردید تا میزان این عیوب تا حد زیادی کاهش پیدا نماید. به منظور صحه گذاری طرح ساخته شده، آزمایشهایی ترتیب داده شد تا میزان نیروی وارد به فک های میکروگریپر اندازه گیری گردد. نتیجه این آزمایشات از تطابق خوبی با تئوری برخوردار بود و از ثابت ماندن نیرو در طرح میکروگریپر با خطایی در حدود 10درصد کل نیروی وارده حکایت داشت.