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为满足非硅MEMS微小型结构件的高精度柔性装配需求，设计一种基于正交光路分时成像视觉对准的机器人串行微装配系统。介绍目前微小型结构、非硅MEMS和机器人微装配系统的发展概况，给出其总体结构组成及典型装配过程，重点分析视觉对准系统摄像机标定方法，对标定误差进行分析，最后对装配系统进行非硅MEMS典型零件装配实验分析。结果表明：所设计的装配系统视觉系统检测精度〈5．5μm，能满足一般精度的非硅MEMS微小型结构件装配要求。