【摘要】：大口徑部件精密裝配是航空航天、汽車制造、船舶等多個智能制造領(lǐng)域重要環(huán)節(jié)之一,現(xiàn)階段該方面的理論研究和實驗驗證研究較少。隨著國家新舊動能轉(zhuǎn)換人工智能戰(zhàn)略部署,對裝配精度要求從米級縮小到了毫米級,裝配作業(yè)空間跨度逐漸增大。對裝配位姿的精確定位以及裝配過程中精密部件與外界環(huán)境接觸力檢測和控制成為了大口徑精密部件自動化裝配的重要環(huán)節(jié)。本文針對大口徑精密部件柔順裝配過程中的裝配力控制存在的技術(shù)問題展開研究。對裝配過程中可能出現(xiàn)的每種狀態(tài)進行分析,設(shè)計了一套主動柔順裝配控制系統(tǒng),本文主要內(nèi)容和貢獻如下:(1)軸孔裝配過程中尋孔階段通過深度相機進行手眼標定,CAD模型離線建模,對軸孔邊緣特征提取,粗略定位軸孔位置,并對位置進行標定。規(guī)劃機器人運動路徑,實現(xiàn)軸的中軸線與孔的中軸線基本平行。(2)機器人法蘭末端安裝六維力傳感器,對不同負載裝配下傳感器受力分析。針對外界環(huán)境對傳感器力反饋信息存在的擾動情況,提出了重力補償和負載自身系統(tǒng)誤差標定的方法來精確檢測實際接觸力。(3)分析軸與孔的每種接觸狀態(tài)以及不同接觸狀態(tài)下的接觸力,在每種接觸狀態(tài)算法設(shè)計的基礎(chǔ)上,提出了基于力/位耦合控制策略的主動柔順自動化裝配方法。(4)設(shè)計人機交互界面,該界面中包含力傳感器的監(jiān)測狀態(tài),消息提醒窗口,有利于開發(fā)及操作人員自由控制并避免對工件造成損傷。該裝配系統(tǒng)具有視覺定位、力覺反饋及集成控制等功能,基于力/位耦合控制策略的大口徑精密部件主動柔順裝配力控制系統(tǒng)可行性及算法的正確性得到了很好的驗證,論文的研究成果為我國智能制造領(lǐng)域自動化裝配提供了可借鑒經(jīng)驗和技術(shù)。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TP242
【圖文】：

RCC柔順裝置

望的運動 軌跡而不 產(chǎn)生 接觸 力 。然而 ，如果 環(huán)境是高剛度可 作為 器 人 應(yīng) 該 不 會 造 成 大 的 接 觸 力 ， 可 容 忍 較 大 的 跟 蹤 誤 差 。 阻 抗 控 接 控 制 機 器 人 與 外 界 環(huán) 境 的 接 觸 力 ， 裝 配 過 程 可 能 會 產(chǎn) 生 很 多 相 力， 不 同 的裝 配 階段 可能 會有 所 不 同[46]。 根據(jù) 機器 人末 端 感知 力 的 位 置 （ 或 者 速 度 ） 之 間 的 關(guān) 系 ， 通 過 調(diào) 整 它 們 之 間 的 位 置 誤 差 誤 差 來 達 到 力 反 饋 控 制 效 果 ， 從 而 避 免 工 業(yè) 機 器 人 軸 孔 裝 配 過 程或者卡阻 現(xiàn) 象，利 用阻 抗控 制的機 器人 柔順裝配流程圖如圖 2.1 圖 可 以 看 出 ， 當 機 器 人 進 行 軸 孔 裝 配 時 ， 首 先 進 行 坐 標 變 換 ， 通 系 統(tǒng) 到 達 機 器 人 終 端 ， 當 機 器 人 末 端 與 外 界 環(huán) 境 接 觸 時 ， 剛 度 會 機 器 人 終 端 ， 另 外 由 力 傳 感 器 檢 測 到 力 的 數(shù) 據(jù) 變 換 ， 通 過 坐 標 變 整 機 器 人 運 動 ， 由 此 形 成 一 個 閉 環(huán) 系 統(tǒng) 。 隨 著 國 內(nèi) 外 科 研 工 作 者面進行相 關(guān)的 研究，極大 的促進了機 器人 自動 化裝 配水平。

明理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 制 ， 在 位 置 控 制 子 空 間 利 用 位 置 控 制 策 略 來 進 行 位 置 控 制 。 但 是 個 控 制 策 略 下 的 整 個 計 算 過 程 非 常 復(fù) 雜 ， 具 體 實 施 起 來 也 比 較 困 而 沒 有 得 到 廣 泛 運 用 。 為 了 解 決 這 一 策 略 的 缺 陷 ， 把 所 有 操 作 空 在 的 位 置 控 制 環(huán) 節(jié) 用 等 效 的 關(guān) 節(jié) 位 置 環(huán) 代 替 的 改 進 方 法 ， 但 是 這 有 一 個 嚴 格 的 要 求 ， 就 是 它 的 雅 克 比 矩 陣 的 確 定 和 坐 標 系 的 計 算 據(jù) 建 立 在 非 常 精 確 的 環(huán) 境 約 束 方 程 的 條 件 下 才 行 ， 且 力 控 制 和 位的方向要 實時地根 據(jù)反 映任 務(wù)要求 的選 擇矩 陣來決 定 。力/位混 合程如圖 2.2 所示。

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本文編號：2796847