[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

摘要

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。

主权项

1.一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，其特征在于，包括：/n设置步骤：在机械臂、待装配部件、目标装配体外围可观测区域设置跟踪仪，与工控机上测量系统进行连接；/n设置力传感器步骤：在机械臂末端法兰与末端执行器之间设置力传感器，力传感器与工控机上机械臂装配控制系统进行连接；/n测量处理步骤：对机械臂末端执行器、待装配部件、目标装配体的位姿以及待装配部件、目标装配体上配合安装孔位置点进行测量，测量数据通过处理，将位姿测量数据统一转化成基于目标装配体坐标系的表达，获取供机械臂装配控制系统读取信息；/n拟合路径步骤：根据供机械臂装配控制系统读取信息，机械臂辅助装配控制系统读取位姿测量数据，规划目标装配引导区域、预定装配初始位姿、待装配部件的空间运动路径；/n安装夹持步骤：通过示教器，人工控制机械臂末端移动至待装配部件放置区域预定位置，完成待装配部件的安装夹持，然后控制机械臂末端竖直向上平移预定距离，通过力传感器测量数据计算待装配部件的质心、重量，获取待装配部件质心信息、待装配部件重量信息；/n位姿微调步骤：根据待装配部件质心信息、待装配部件重量信息，设置待装配部件移动至目标装配引导区域，待装配部件位姿微调工序过程中机械臂末端运动控制参数、力传感控制参数，获取位置微调信息；/n调整到预定装配初始位姿步骤：根据位置微调信息，将控制参数及指令传输至机械臂控制器，机械臂末端执行器夹持待装配部件一次性平稳移动至目标装配引导区域内，调整到预定装配初始位姿；/n逐步对齐步骤：将控制参数及指令传输至机械臂控制器，启用人工牵引机械臂运动模式，启用力传感反馈控制，由人手动引导机械臂末端执行器对部件姿态微调，使待装配部件与目标装配体上相应配合安装孔逐步对齐，安装面逐步贴近、接触，达到紧固件安装精度范围后，将待装配部件与目标装配体紧固连接；/n卸载卸除步骤：机械臂辅助装配控制系统将控制参数及指令传输至机械臂控制器，对机械臂末端执行器进行已装配部件的重力卸载，人工卸除末端执行器与所夹持工件间的连接件，机械臂运动返回至初始位姿；/n测量数据存储步骤：对装配部件实际装配位姿进行测量，得出相对于目标装配体坐标系的实际安装位姿精度，获取装配部件实际装配位姿测量结果信息；/n根据装配部件实际装配位姿测量结果信息，将测量结果传递给机械臂辅助装配控制系统，获取装配质量数据包信息。/n