微小磁钢通常用作磁场源,配对后为部分微小精密器件提供恒定的气隙磁场,以导弹制导中惯性加速度计的微小磁钢对为例,它为加速度计力矩器提供气隙磁场,使其产生的电磁力与加速度惯性力相平衡,是加速度计的核心元件。为获得满足技术要求的气隙磁场,使用前需对磁钢进行筛选配对,如配对不理想将导致气隙磁场强度畸变,影响加速度计性能。目前,实际生产中微小磁钢的配对工作主要由工人配合精密夹具和磁强计操作完成,存在磁场测量不准、测量一致性差、配对效率较低等问题,为提高配对可靠性与配对效率,需发展自动化精密配对方法。磁场测量对磁钢筛选与气隙磁场校核影响显著,如测量不准将影响配对可靠性。根据磁钢表磁分布特性仿真曲线,设计了表磁测量“非线性逼近”方案;根据气隙尺寸与装配空间狭小的特点,通过将磁强计测头集成在微小夹钳上,设计了“气隙磁场测量与装配同步”执行方案。合理的控制方法可以提高系统的运动精度与稳定性,采用显微视觉/微力/磁混合伺服控制方法,通过“先看后动”与“先粗后精”的运动策略,实现运动控制。显微视觉用于引导磁强计测头与微夹钳的粗定位运动;微力反馈将微夹钳与磁钢的接触力反馈给上位机,用于控制接触过程,实现夹持与装配过程的精确定位运动;磁反馈用于表磁测量中测头逼近磁钢表面的精确定位运动过程。给精确定位运动加入PID控制,通过Simulink对控制参数整定,实现了系统的控制目标。系统控制软件采用分层思想设计了组合软件架构,将软件分为表示层、业务逻辑层与数据访问层。采用MVC实现三层架构的表示层,使界面展示逻辑与用户交互逻辑代码分离,降低软件耦合度;业务逻辑层负责处理表示层接收的用户指令;数据访问层封装了所有对数据的操作方法,并向上提供调用接口。通过分层软件架构使软件结构清晰,便于更新维护。最后分析了系统误差来源,通过建立误差补偿模型与标定误差参数补偿了系统误差。经检测,系统的重复定位精度优于±2μm,视觉重复测量精度优于±5μm。磁场测量一致性实验表明,S、N磁钢表磁测量均方差小于0.35 m T。自动配对实验表明,自动配对所测量的表磁强度与气隙磁场强度均高于手工配对测量值,自动配对更有利于提高配对可靠性。