[发明专利]机械臂运动控制系统

说明书

本发明提供了一种机械臂运动控制系统，所述机械臂运动控制系统包括智能柔顺装配平台、运动装配工件和静止装配工件，其中：所述智能柔顺装配平台控制六自由度协作机械臂，所述六自由度协作机械臂包括末端执行器，所述智能柔顺装配平台生成所述六自由度协作机械臂的状态信息；所述智能柔顺装配平台根据所述六自由度协作机械臂的状态信息建立训练模型，实现拖动示教和碰撞检测，获取力控算法和搜索装配算法；所述六自由度协作机械臂执行力控算法和搜索装配算法到达指定工位，所述末端执行器夹取运动装配工件进行装配，装配至所述静止装配工件上。

技术领域

本发明涉及机器人装配技术领域，特别涉及一种机械臂运动控制系统。

背景技术

多自由度机器人是一种能够完成模拟人手臂，手腕和手功能的机械电子装置。它可把任何物件或工具按空间(位置和姿态)的时变要求进行移动，从而完成某一工业生产的作业要求。在我国劳动成本不断上升的今天，自动化也会为企业带来效益。除了重型的机加工任务，原本依赖人类手指触觉才能完成的小部件装配任务，如手机或者平板电脑装配生产线，通过加装关节力矩传感器，机器人也能够被赋予触觉，协助人类或独立完成这些工作将极大的提高生产效率。

活塞装配或者齿轮装配这样的精密装配是多维力矩传感器的常见应用。这些精密安装的操作平面不会仅仅是垂直的或是水平的，某些安装情况下由于操作平台或者待装配工件以及机械臂的重复精度误差存在将为实际装配带来很大的难度，对于精度的要求也很难保证。工业上能够用于柔顺装配技术。出于全自动装配的考虑，装配过程中机器人的控制是否精确直接影响装配结果，目前大连理工大学和清华大学针对轴孔装配展开的深度学习通过视觉信息和位置信息来进行反馈，在光线不稳定或者空间狭小复杂多变的环境下，无法通过视觉来获取位置信息。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机械臂运动控制系统，以解决现有的全自动装配过程中机械臂控制精度难以保证的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种机械臂运动控制系统，所述机械臂运动控制系统包括智能柔顺装配平台、运动装配工件和静止装配工件，其中：

所述智能柔顺装配平台控制六自由度协作机械臂，所述六自由度协作机械臂包括末端执行器，所述智能柔顺装配平台生成所述六自由度协作机械臂的状态信息；

所述智能柔顺装配平台根据所述六自由度协作机械臂的状态信息建立训练模型，实现拖动示教和碰撞检测，获取力控算法和搜索装配算法；

所述六自由度协作机械臂执行力控算法和搜索装配算法到达指定工位，所述末端执行器夹取运动装配工件进行装配，装配至所述静止装配工件上。

可选的，在所述的机械臂运动控制系统中，所述运动装配工件为轴，所述静止装配工件为孔。

可选的，在所述的机械臂运动控制系统中，所述六自由度协作机械臂的每个关节均安装有力矩传感器；所述力矩传感器实时采集各个关节的状态信息，实现灵敏的拖动示教和碰撞检测；

所述智能柔顺装配平台包括上位机与机械臂控制器，所述上位机采用实时通信接口与所述机械臂控制器进行数据交换，所述上位机通过实时通信接口接收所述力矩传感器采集的六自由度协作机械臂的状态信息，根据所述六自由度协作机械臂的状态信息建立训练模型，实现拖动示教和碰撞检测，获取力控算法和搜索装配算法；

所述上位机发送机械臂状态控制指令至所述机械臂控制器，以实现所述机械臂控制器输出搜索装配算法对所述六自由度协作机械臂进行控制；

所述状态信息包括姿态状态信息、速度状态信息和转矩状态信息，所述机械臂状态控制指令包括位姿控制指令、速度控制指令和转矩控制指令；

所述上位机将所述末端执行器的质量和惯性矩阵补偿给机械臂控制器，以实现力矩控制补偿。