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1 LAB - Laboratoire d-automatique de Besançon

Abstract : Micromanipulation tasks, transfer and assembly of very small objets areamong the main issues of micro-robotics. Micromanipulation deals with themanipulation of objects with 1 micrometer to 1 mm in size and requires apositioning accuracy in regard with the considered dimensions. Micro-assemblyconsists in a sequence of elementary tasks leading to the production ofmicro-components composed of single parts. Manipulating each of these partsrequires to use dedicated effectors, adapted to their particularitiesgeometry, dimensions, mechanical properties. To perform a micro-assemblyprocess, several different tools have to be used successively.In this aim, a micromanipulation station has been developped. It is composed ofa microgripper fixed at the tip of a three degrees of freedom manipulator. Anew system allowing the exchange of the tip part of the microgripper i.e. thetools has particularly been studied and designed. This system enables to fixalternatively the tools either at the tip of the actuator of the microgripperor in a magazine. The principle of this system is based on the used of athermal glue that can be liquefied by heating or solidified by cooling down.This tools changer brings flexibility to the micromanipulation station andenables to perform micro-assembly tasks in confined spaces such as in thevacuum chamber of a scanning electron microscope. A compliant work plane hasalso been designed to reduce competing forces during micromanipulation tasks.It also permits to increase the chances of success for delicate operations.

Résumé : Les tâches de saisie, de manipulation et d-assemblage d-objets de trèspetites dimensions sont parmi les thèmes majeurs en micro-robotique. La-micromanipulation- s-adresse d-une manière générale à la manipulation d-objetsde dimensions globalement comprises entre 1 micromètre et 1 mm et requiert unerésolution de positionnement en rapport avec ces dimensions. Lemicro-assemblage consiste à réaliser une séquence d-opérations élémentairesconduisant à l-obtention de micro-composants constitués de différentes pièces.La manipulation de chacune de ces pièces nécessite d-utiliser des effecteursdédiés, adaptés à leurs particularités géométrie, dimensions, propriétésmécaniques. Différents types d-outils doivent ainsi être utilisésséquentiellement pour réaliser un micro-assemblage.Dans ce but, une station de micromanipulation a été réalisée. Elle est composéed-une micropince montée sur un manipulateur à trois degrés de liberté. Unsystème permettant de changer automatiquement l-extrémité de la micropincei.e. les outils a plus particulièrement été étudié et réalisé. Il permet defixer alternativement les outils à l-actionneur de la micropince ou à unmagasin en utilisant une colle thermique. Celle-ci est liquéfiée par chauffageou solidifiée par refroidissement.Ce système de changement d-outils apporte une flexibilité notablement accrue àla station de micromanipulation et permet de réaliser des opérations demicro-assemblage dans des espaces restreints comme par exemple la chambre d-unmicroscope électronique à balayage. Un plan de travail compliant a égalementété réalisé. Il permet de limiter les efforts en jeu pendant les opérations demicromanipulation et d-améliorer ainsi le taux de réussite des opérationsdélicates.

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Keywords : micro-assembly tool changer automation flexibility micro-factory scanning electron microscope.

Mots-clés : microscope électronique à balayage micromanipulation micro-assemblage changement d-outils automatisation flexibilité micro-usine microscope électronique à balayage.





Autor: Cédric Clévy -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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