[发明专利]一种柔性装配系统及方法

说明书

本发明公开了一种柔性装配系统，包括工控机、数据采集卡、运动控制卡、六自由度装配平台、第一视觉平台、第二视觉平台和支承平台，六自由度装配平台包括四自由度运动平台和两自由度调节装置，两自由度调节装置包括两自由度运动平台、夹持机构，夹持机构包括外框、可转动连接在外框内的柔性腕、安装在柔性腕上的两个夹持片、与两个夹持片相对应的两个驱动件、设于外框上的两个第一测力传感器以及设于柔性腕上的两个第二测力传感器，第一视觉平台上安装有第一图像采集设备，第二视觉平台上安装有第二图像采集设备。本发明还公开了一种柔性装配方法。本发明快速消除零件装配过程中的振颤问题，提升零件装配的效率，提高装配过程的快速性、稳定性。

技术领域

本发明涉及微装配技术领域，尤其涉及一种柔性装配系统及方法。

背景技术

微装配技术在国防工业以及国民经济发展中有着重要的地位，在促进武器装备小型化、智能化，提升民用高科技产品性能方面发挥着重要的作用。因此，开发高精度、高效率和柔性化、智能化的装配机器人技术，取代传统的手工、半自动组装技术已成为主要发展方向，受到各工业大国的重视，并成为应对快速、小批量、定制化产业需求的关键技术手段之一。

目前，微夹持器的尺寸较大，很难做到集成传感器来检测外部受力；且容易受零件自身重力的影响，导致后续力的检测精度低。其次，对零件的柔性装配过程中遇到的震颤问题，一般会依赖于操作人员的经验进行主动干扰调整，或是等待零件自主趋于稳定，这都会耽误装配的时间，不能满足零件装配过程中对智能化、快速性的要求；此外，操作人员在操作过程也需要长时间集中精力，难以提供持续性的工作产出。而且，在目前的国内外研究当中，微装配系统通常要采用显微视觉和视觉伺服技术，系统设计相对复杂，对视觉传感器(摄像头)的精度要求较高，为了保证系统能自动操作，还需要相应操作环境的识别与定位技术和操作空间的自动转换与标定技术，以及采用系统辨识获取系统标定所需的转换矩阵(雅可比矩阵)参数等，无法达到多源信息的综合利用，比如视觉导航和力检测反馈相结合的技术。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种柔性装配系统及方法。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种柔性装配系统，包括工控机、数据采集卡、运动控制卡、六自由度装配平台、第一视觉平台、第二视觉平台和支承平台，所述数据采集卡、运动控制卡均与所述工控机相连接，所述六自由度装配平台包括四自由度运动平台和两自由度调节装置，所述两自由度调节装置包括两自由度运动平台、安装在所述两自由度运动平台上的夹持机构，所述夹持机构包括外框、可转动连接在所述外框内的柔性腕、安装在所述柔性腕上的两个夹持片、与两个所述夹持片相对应的两个驱动件、设于所述外框上的两个第一测力传感器以及设于所述柔性腕上的两个第二测力传感器，所述第一视觉平台上安装有第一图像采集设备，所述第二视觉平台上安装有第二图像采集设备。

优选地，所述四自由度运动平台包括底座、第一电机、第二电机、第三电机、第四电机、安装在所述底座上的Y轴直线运动平台、安装在所述Y轴直线运动平台上的X轴直线运动平台、安装在所述X轴直线运动平台上的Z轴直线运动平台以及安装在所述Z轴直线运动平台上的Z轴旋转运动平台。

优选地，所述两自由度运动平台包括第五电机、第六电机、X轴旋转运动平台和Y轴旋转运动平台，所述第五电机驱动所述X轴旋转运动平台绕X轴旋转，所述第六电机驱动所述Y轴旋转运动平台绕Y轴旋转。

优选地，所述柔性腕包括外环和内环，所述外环与所述外框可转动连接，所述内环与所述外环可转动连接，两个所述夹持片安装在所述内环上，两个所述第一测力传感器分别为第一外环测力传感器、第二外环测力传感器，两个所述第二测力传感器分别为第一内环测力传感器、第二内环测力传感器，所述第一外环测力传感器、第二外环测力传感器相对安装在所述外框上，所述第一内环测力传感器、第二内环测力传感器相对安装在所述外环上，所述第一内环测力传感器、第二内环测力传感器、第一外环测力传感器、第二外环测力传感器均与所述数据采集卡相连接。