[发明专利]工业机器人进行轴孔装配的方法及其系统

权利要求书

1.一种工业机器人进行轴孔装配的方法，所述工业机器人的所有关节均设有关节力矩传感器，所述的工业机器人进行轴孔装配的方法包括将装配轴插入装配孔的步骤，在所述的将装配轴插入装配孔的步骤中，工业机器人的控制器将装配轴与装配孔之间的接触力向量与设定好的接触力向量相比较得到力误差值，并根据所述力误差值实现接触力向量的反馈控制，以使装配轴与装配孔能够按照设定好的接触力向量进行接触，其特征在于，所述控制器是根据各个关节力矩传感器测量到的力矩值通过计算得到所述的装配轴与装配孔之间的接触力向量。

2.如权利要求1所述的工业机器人进行轴孔装配的方法，其特征在于，所述控制器是根据以下公式计算得到装配轴与装配孔之间的接触力向量F_ext：

F_ext＝(J^T(q))^-1τ_ext

式中，J(q)为机器人雅克比矩阵，τ_ext为接触力向量F_ext作用于各个关节的力矩，τ_ext＝τ－τ_model，τ为各个关节力矩传感器测量得到的力矩值，τ_model为由机器人动力学模型得到的各个关节的力矩值。

3.如权利要求1所述的工业机器人进行轴孔装配的方法，其特征在于，所述控制器将所述力误差值转化为各个关节的力矩补偿值，将所述力矩补偿值直接作用于电机力矩环，实现接触力向量的反馈控制。

4.如权利要求3所述的工业机器人进行轴孔装配的方法，其特征在于，所述控制器通过阻抗控制算法将所述力误差值转化为各个关节的力矩补偿值。

5.轴孔装配的工业机器人系统，包括工业机器人、控制器、末端夹持装置、装配工件以及装配轴，所述装配工件设有装配孔；所述工业机器人的所有关节均设有关节力矩传感器，各个关节力矩传感器将测量到的力矩值发送给所述控制器，其特征在于，所述控制器用于根据各个关节力矩传感器测量到的力矩值通过计算得到装配轴与装配孔之间的接触力向量，将装配轴与装配孔之间的接触力向量与设定好的接触力向量相比较得到力误差值，并根据所述力误差值实现接触力向量的反馈控制，以使装配轴与装配孔能够按照设定好的接触力向量进行接触。

6.如权利要求5所述的轴孔装配的工业机器人系统，其特征在于，所述控制器用于根据以下公式计算得到装配轴与装配孔之间的接触力向量F_ext：

F_ext＝(J^T(q))^-1τ_ext

式中，J(q)为机器人雅克比矩阵，τ_ext为接触力向量F_ext作用于各个关节的力矩，τ_ext＝τ－τ_model，τ为各个关节力矩传感器测量得到的力矩值，τ_model为由机器人动力学模型得到的各个关节的力矩值。

7.如权利要求5所述的轴孔装配的工业机器人系统，其特征在于，所述控制器用于将所述力误差值转化为各个关节的力矩补偿值，将所述力矩补偿值直接作用于电机力矩环，实现接触力向量的反馈控制。

8.如权利要求7所述的轴孔装配的工业机器人系统，其特征在于，所述控制器用于通过阻抗控制算法将所述力误差值转化为各个关节的力矩补偿值。