[发明专利]基于自适应力和姿态控制的自动化端子装配方法

说明书

一种基于自适应力和姿态控制的自动化端子装配方法，用于利用机器人将柔性线插入到连接器上所设置的复杂孔中，其中，在寻孔定位和孔内约束的接触阶段，进行所建立的线孔接触力觉模型与模糊控制器的融合，实现可自适应调整插线位姿并顺利插完的装配任务。即根据所设计出的调整策略，在线分析线插入孔时的装配力和线姿态，区分当前线及孔所处的接触情况，根据转换坐标系后的力觉模型判断调整方向，并计算出与当前所受力对应的所需调整的位移、角度，由此选择位移、角度调整模糊控制器并确定该模糊控制器的输出量最大值，且装配过程伴随着模糊控制器的参数自校正，利用模糊控制器实现变步长的调整方案。

技术领域

本公开涉及一种端子装配方法。

背景技术

随着经济的飞速发展，我国对电气的需求也日渐显著，无论是电梯运行、汽车电控、还是工厂生产，都需要运用到电气以及电气柜。插头端子是用于实现电气连接的一种配件产品，工业上划分为连接器的范畴。端子装配是指将柔性线逐个插进连接器上所设置的孔中，端子装配是线束装配不可或缺的一道工序。与其他工业装配任务不同，自动化端子装配通常更复杂。线柔且细，连接器孔尺寸小且复杂，因此端子装配过程需要更高的装配精度。而且，复杂性将随着连接器中插入线的数量的增加而增加，同时也随着端子结构的不同规格而增加。

伴随我国制造业的快速发展与崛起，智能制造自动化生产技术有着巨大的市场需求。而传统的线束生产，手工装配占主导地位，不仅耗费工时，工作效率低，劳动强度大，也增加了一定的人力成本。端子装配过程受到操作人员知识、经验等因素的影响，容易在装配过程造成误差，如：插错孔，未插到底无法导电，组装出来的电连接器线束一致性差等问题，降低了产品优率，无法适应企业发展对工业自动化的生产要求。

专利文献1提供了一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法，通过建立的力觉模型，基于六维力传感器信息计算偏移距离，确定偏移方向，采取变步长的调整方案，最终实现寻孔。

但是，专利文献1的方法存在如下问题。

轴孔装配与工件尺寸公差、形位公差等客观因素存在复杂的相关性，随着轴孔精度需求的提高，这种通过力觉模型计算的偏移距离乘以固定可选比例因子来实现变步长的装配方法自适应性差，容易受环境因素影响引起轴与孔之间的刚性碰撞。

此外，单纯依靠力觉模型计算出来的结果进行判断及相应调整，理论模型中往往存在不确定的假设因素，不采用控制算法进行补偿，精度不高。

此外，其装配对象是圆直轴和圆柱孔，而端子装配的操纵对象是柔性的，且连接器尺寸小、结构复杂，入孔内经常需要进行线姿态调整才能成功插完，故专利文献1的方法不适合用于柔性线向端子的装配过程。

专利文献1：CN 108161991 A

目前，基于自适应力和姿态控制的自动化端子装配方法尚未见文献报道。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种基于自适应力和姿态控制的自动化端子装配方法，即使是柔性线，也能够在机械手协助下全自动将地将线插进连接器，满足工业自动化发展的需求，大大提高工作效率，精度、可靠性，节省了人力资源成本。