[发明专利]基于激光跟踪测量与力传感联合控制的机械臂辅助部件装配方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于激光跟踪测量与力传感联合控制的机械臂辅助部件装配方法及系统，包括：设置步骤；设置力传感器步骤；测量处理步骤；拟合路径步骤；安装夹持步骤；位姿微调步骤；调整到预定装配初始位姿步骤；逐步对齐步骤；卸载卸除步骤；测量数据存储步骤。本发明能够实现大型部件装配中位姿高精度、装配低应力的控制目标，提高装配效率。本发明的方法在航天、航空装备制造领域大型部件装配中具有广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及智能装备及航天器装配技术领域，具体地，涉及基于激光跟踪测量与力传感联合控制的机械臂辅助部件装配方法及系统，尤其是一种基于激光跟踪测量与力传感联合控制的机械臂辅助大部件装配方法。

背景技术

大型航天器装备具有高精度、大承载结构特征，在装配过程中对空间相对位置精度、安装面接触应力控制范围等有较高的要求，大型结构舱板、大型重载单机等部件装配目前多采用桁吊、专用安装支架车等多种工艺装备结合人工操作等工艺方式，实现对装配过程中待装配部件重力的卸载、空间姿态的调整、姿态的稳定以及装配紧固。桁吊、专用支架车结合人工经验指导的装配方法存在以下问题：

1、装配过程中待装配部件的移动、姿态调整依赖人眼判断和人工操作经验，桁吊、专用安装支架车等工艺装备无法实现空间姿态量化显示及调姿幅度量化控制。

2、装配调姿工序过程较长，一般需经过多次反复人工调整才能达到可装配的精度，且伴随的桁吊、专用支架车等工艺装备多次启停，产生卸载力、装配面接触应力的频繁波动，对装配部件存在冲击应力损伤风险，并易对装配面造成磕碰损伤。

3、装配过程涉及吊装作业、专用支架车操作、装配空间多个位置观测、位置调整与装配连接等操作，人员需求量大、劳动强度大、操作效率不高。

专利文献CN106625653A公开了一种基于力反馈的工业机器人辅助装配柔性对接方法。通过采用六维传感器反馈信息,由实际作用力与理想作用力之间的误差对工业机器人的运动轨迹进行实时修正,使接触力保持在期望范围内,实现柔性对接。该方法只使用力传感器单一方式反馈控制，未对装配过程中工件的位姿数据、装配精度进行量化采集与控制，装配移动路径及调姿过程均由人手操控机器人实现，机器人移动的平稳性和装配精度不够理想。因此，针对大型航天器部件装配的特点和要求，减少对人工操作依赖，进行各装配对象的空间姿态测量、机械臂运动路径规划与平稳运动、装配应力的量化控制与位姿精确微调，是机械臂辅助大部件装配需要解决的一个问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于激光跟踪测量与力传感联合控制的机械臂辅助部件装配方法及系统。