微靶尺度小于1 毫米，其装配属于典型的空间三维微装配。
目前，该类靶的装配主要采用手工装配方式，由熟练的装配技术人员利用辅助夹具和显微镜来完成，存在劳动强度大、装配周期长、装配精度低、重复性差等问题，不能满足ICF 研究的不断发展。
随着对ICF 靶制备精密化要求的提高，采用半自动装配方式势在必行。
针对ICF 实验用微靶的装配，研制了一种半自动微装配系统，系统具有显微在线检测、微零件自动无损夹取、三维空间角度姿态调整、精密定位等功能，整个装配过程由计算机控制完成。
微靶结构，由2个半腔和微球组成，微球与柱腔均为薄壁件，材质脆弱，尺寸微小（直径小于1 毫米），装配完后要求微球相对柱腔中心的位置偏差： 轴向与径向均不超过10 μm，2 个半腔同轴度不超过20 μm，柱腔观察口在圆周方向对准，角度偏差小于1°。
针对装配精度要求与零件特性，研制了由三维微操作手组成的微器件半自动装配系统 ，该系统采用三手协调动作、以工作空间为中心分布的拓扑结构。
系统结构示意由左、中、右、零件传送平台等多自由度微动平台，显微图像与激光共焦两路显微在线检测系统、靶零件微夹持系统组成。
总共包含21 个电动轴，具有装配过程靶零件位置在线检测、三维空间姿态调整、靶零件自动传送及运动平台的精确控制等功能，系统操作空间：40毫米 × 40毫米 × 50毫米，XYZ 重复定位精度≤2 μm，分辨率为1 μm。
旋转重复定位精度≤零点005°，分辨率为零点002°。系统以显微在线检测系统为反馈环节，形成闭环控制，装配过程中显微在线检测系统对靶零件的位置进行实时检测。
控制系统根据显微在线检测系统反馈的位置信息，控制左、中、右3 个微操作平台和微夹持系统相互协调动作以实现靶零件的自动拾取、释放和精确定位，从而完成装配。
本半自动微装配系统涉及的关键技术主要包括： 微操作系统、微夹持技术、显微在线检测技术等。
微夹持器是实现对微小对象进行夹持、运送和放置等操作的重要工具，是微操作系统的末端执行器。
本系统中分别采用真空吸附式和双晶片压电式2 种类型的微夹钳分别对微球和柱腔进行夹持、运送、放置和对接等操作。
柱腔微夹持器采用双晶片压电式结构。压电陶瓷双晶片存在逆压电效应，即当驱动电压加在压电陶瓷双晶片的中间电极和上下两层晶片之间，使上下晶片产生的电场方向相反，而它们的极化方向相同。
电场与极化方向相反的一侧晶片伸长，相同的一侧缩短，从而引起双晶片的弯曲变形，在自由端产生位移； 改变驱动电压的大小和极性，可改变其弯曲的程度和方向。
柱腔微夹持器根据压电陶瓷双晶片的逆压电效应原理进行设计，结构如图5 所示： 由两片并行双晶片构成双悬臂梁结构，两片双晶片的尺寸、材料相同。
一端由固定件固定，另一端为自由端，在驱动电压的作用下自由端会产生弯曲形变，两片双晶片的弯曲形变形成末端的开闭运动，开闭程度和方向由控制驱动电压的大小和极性进行调节；
在双晶片根部粘贴应变计，检测微夹钳形变产生的应变信号，当微夹钳受到外力作用时，会改变由驱动电压产生的正常形变，实现对微夹持力的感知与检测。
柱腔微夹持器与驱动电源的连接方式，双晶片的驱动电压加在中间电极（ 导电碳纤维基板） 和上下两层晶片之间，使上下晶片产生的电场方向相反，从而引起双晶片的弯曲变形；
通过改变驱动电压的大小和极性，可改变其弯曲的程度和方向。
当驱动电压为0 时，微夹持器处于初始状态，不发生形变 ；当驱动电压为正时，双晶片1 和2 相向形变，产生闭合运动 ；当驱动电压为负时，双晶片1 和2 反向形变，产生张开运动。
因此，控制驱动电压的极性和大小，就可确定微夹持器末端（手指） 开闭合运动的方向和程度，实现半腔的夹持和释放。
微球为亚毫米尺度的薄壁球壳，装配过程中，由于尺寸效应，微球其重力的影响下降，静电力、范德华力、表面张力占统治地位，将致使不能自由释放靶零件时，从而降低装配。
为了克服这种影响，采效率和破坏了装配的定位精度用真空吸附原理设计微夹持器，其可以对微球进行无损吸取、移动、自由释放等操作。
其工作原理是利用真空吸管的粘着力和真空吸附产生的负压力对微球进行吸取，利用正压力进行放置，其气路结构如图7 所示： 当吸取微球时，电磁阀1 接通，电磁阀2 断开，通过压力调节阀控制吸附力的大小，以避免损坏微球；
当释放微球时，电磁阀1 断开，电磁阀2 接通，通过压力阀和速度阀精确控制气路正压力，以克服微球与吸嘴间的表面作用力，实现自由释放微球。
为了有效地吸取和释放，吸嘴前端最佳尺寸确定为50μm 左右，这时拾取释放的成功率较高，而且可减少其对微球位置检测精度的影响。
同时为了减少球与吸嘴间的表面粘附力，在吸嘴表面溅射与微球材料相同的涂层。
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