[发明专利]结合力控的搜索装配方法

说明书

本发明提出了一种结合力控的搜索装配方法，包括如下步骤：搭建柔性装配平台；将夹持工件的末端执行器的质量和惯性矩阵补偿给机器人控制器；协作机器人开始执行力控搜索装配，包括以下阶段：由协作机器人夹持第一工件到达待装配的第二工件上方的同轴心位置；将控制方式调整为力位混合控制，自动查找出第一工件的轴和第二工件的孔对齐的位置；将第一工件的轴和第二工件的孔对齐后，采用Z方向力控模式，将第一工件的轴向下插入第二工件的孔中；通过检测Z方向的位置判断是否装配完成，如果装配成功则协作机器人松开第一工件后退出。本发明在装配过程中体现柔性，不仅提高了装配成功率，同时也不会损坏机器人或者工具工件。

技术领域

本发明涉及工业机器人技术领域，特别涉及一种结合力控的搜索装配方法。

背景技术

在汽车制造和装配领域，大量零部件加工完成后需要进行装配。为满足自动化需求，工业机器人已经广泛应用到汽车装配现场，与人工装配相比较，使用传统工业机器人进行装配具有重复定位精度高，效率高，运动范围大，负载高的特点。

由于装配现场存在大量不确定性，传统机器人无法满足装配要求，例如冲压工件会出现加工精度差，一致性差等问题，那么在需要装配的两个工件之间会存在位置误差大于配合间隙的情况，由于传统工业机器人关节刚度较高，每次装配的运动轨迹都是不变的，很有可能出现装配失败等问题，导致工件损坏等后果。

现在一种解决方法是利用视觉定位技术，由视觉来引导机器人进行装配，这种方法在一定程度上可以减小工件之间的位置误差，但是在装配精度要求较高的场合，仍然有较大概率装配失败，影响生产过程。现在仍然有很多场合使用人工来进行装配，工人通过感知装配时的工件受力，时刻调整装配位置从而达到装配目的，但在应付质量较大的工件装配时效率较低，也不满足自动化的要求。

装配任务最大的特点就是需要机器人与环境相接触，这就需要机器人关节具有一定柔性，像人手一样具有力的感知，通过感知外部环境对工件的作用力，实时地搜索并调整工件位置从而完成装配任务。如何提供一种可以结合力控实现装配的方法，是当前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。

为此，本发明的目的在于提出一种结合力控的搜索装配方法。

为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种结合力控的搜索装配方法，包括如下步骤：

步骤S1，搭建柔性装配平台，所述柔性装配平台包括：协作机器人本体、协作机器人控制器、上位机、末端执行器，其中，由协作机器人本体的关节内部的力矩传感器采集关节力矩信息；所述上位机与所述协作机器人控制器连接，以采集协作机器人的状态信息，并发送机器人状态控制指令至所述机器人控制器，以由所述机器人控制器对所述协作机器人进行控制；

步骤S2，将夹持工件的末端执行器的质量和惯性矩阵补偿给机器人控制器；

步骤S3，所述协作机器人开始执行力控搜索装配，到达指定工位夹取待装配的第一工件，然后进行装配，包括以下阶段：

接近阶段：由协作机器人夹持第一工件到达待装配的第二工件上方的同轴心位置；

搜索阶段：将控制方式调整为力位混合控制，自动查找出第一工件的轴和第二工件的孔对齐的位置；

插入阶段：将第一工件的轴和第二工件的孔对齐后，采用Z方向力控模式，将第一工件的轴向下插入第二工件的孔中；

插入完成阶段：通过检测Z方向的位置判断是否装配完成，如果装配成功则所述协作机器人松开所述第一工件后退出，如果装配超时则判断本次装配失败。