随着微装配技术的发展,微小零件装配呈现高精度、自动化和批量化的特点,在加速度计、陀螺仪以及MEMS传感器等精密微器件中得到广泛的应用。由于零件具有尺寸小,重量轻的特征,容易在装配时存在操作困难、易受扰动,以及由于遮挡等原因不易通过机器视觉进行识别和轮廓提取。同时用于微小零件装配的设备大多需要人工干预,而且对批量夹具的应用管理容易被忽略。基于以上问题,本文提出了一种微小零件装配方法,研制了自动化装配系统,运用“以小变大”的装配策略设计了组装夹具,并提出了应用于批量微小零件装配的组装夹具管理方案。首先,研制了自动化装配系统,结合微小圆片类零件装配方法,对系统各模块布局和功能展开研究。对小零件装配方法的装配和锁紧过程分析以验证其可行性,考虑了安装误差对装配精度的影响;自动装配系统由六个模块组成,其中,装配作业机械臂用于拾取和放置大零件,机器视觉用于圆片零件识别和轮廓提取,上料平台模块的组装夹具决定了系统各个模块的布局,是圆片零件装配自动化的关键。然后,对组装夹具的上料形式和锁紧结构展开研究。设计了具有逆序摆放,装配时顺序上料特点的上料装置。并设计了自动锁紧装置,在实现自动化锁紧圆片零件的同时方便人工拆卸;提出一种圆弧曲梁的力学模型,用理论分析并结合有限元仿真验证的方法设计了薄片夹持件的夹持端结构。其次,提出了应用于批量微小圆片零件装配的组装夹具管理方案。组装夹具管理方案包括数据采集层、组装夹具层、装配零件层和装配信息层。对组装夹具编号使其具有唯一身份标识,通过传感器的数据采集的装配信息,将装配零件与组装夹具和建立关联,并且对夹具管理方案的硬件和软件进行了设计。最后,对设计的薄片夹持件进行力学性能和视觉测试,并对组装夹具进行自动化装配实验。研究常温下长时间夹持圆片零件以及随圆片零件在120℃加热1小时对力学性能的影响。装配作业机械臂吸附薄片夹持件,并在相机下观察是否影响圆片零件轮廓提取。自动化装配实验结果表明,某组件的中间片与上片、下片同轴度分别优于Φ0.02和Φ0.04,研制的组装夹具已应用于组件的装配生产,该方法也为其它微小型零件装配提供了新的思路。