The invention discloses a robot assembly automatic hole finding method based on force feedback, which belongs to the field of industrial robot intelligent control technology. It does not need visual image processing. Based on the feedback information of six dimensional force sensor, it is reasonable to estimate the offset direction and offset distance of the pore phase to the axis, and to plan the hole seeking strategy. By assembling the size values of the shaft and the hole, the mathematical relationship between the offset distance and the equivalent force arm is calculated before the control. In the control process, the magnitude of the comprehensive torque and axial force on the horizontal plane is obtained by the six - dimensional force sensor monitoring force signal. The equivalent force arm of the process is calculated, and the offset distance is determined according to the relationship between the equivalent force arm and the offset distance. At the same time, the correct deviation direction is obtained according to the magnitude of the moment, and then the variable step length adjustment scheme is adopted according to the known offset distance and the offset direction, and the hole finding scheme is realized. Finally, the admittance control principle is used to actively and smoothly insert the shaft into the hole after the hole searching process is finished. The advantage of the invention is that it does not require complex visual image processing, and has high efficiency and versatility. One
【技术实现步骤摘要】
一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法
本专利技术属于工业机器人智能控制
,具体涉及一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法,基于六维力传感器反馈信息,合理估计孔相对于轴的偏移方向和偏移距离,规划寻孔策略。
技术介绍
在工业任务中,轴孔装配是最常见的工业作业之一,而轴孔最初接触过程中,首先面临的问题是“轴孔对中”,即“自动寻孔”问题。随着智能化程度的提高,对于初始位置不精确,轴与孔的中心位置存在一定的误差的情况,仅仅靠单纯的位置控制无法完成装配任务,则需要根据实际情况智能地调整轴孔相对位置。针对寻孔过程,目前的做法有两种,其一是利用视觉信息,经过图片处理实时计算轴孔的相对位置,但是该方法需要实时处理图片信息,对于工业装配控制器的处理频率要求较高,在普通的工业任务中一般较难满足;另一种是利用六维力传感器的力反馈信息,根据力矩值求得的方向以恒定步长运动,但是这种方法会存在低效率和非通用性问题,低效率性体现在均匀步长的调整过程比较迟缓,而非通用性表现在较小偏差下较大调整步长的情况下无法适应所有的轴孔间隙。
技术实现思路
鉴于以上问题,本专利技术的目的是针对现有的轴孔装配中寻孔过程的低效率恒定步长的寻孔方法在时效上和通用性的不足,提出一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法。该方法采用了变步长方法,通过六维力传感器信息计算轴孔相对移动的偏移量和偏移方向,引入了等效力臂的概念,使得偏移量和等效力臂成一一对应关系,同时通过变步长的控制策略,达到了加速且稳定的轴孔装配寻孔效果,具有较强的通用性和可调节性。本方法主要是基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法,分为以下步骤:步骤1 ...
【技术保护点】
1.一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
【技术特征摘要】
1.一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:(1)在控制前,根据所述轴与所述孔的尺寸,离线地计算不同偏移距离下的等效力臂,并用固定阶数的函数拟合等效力臂和偏移距离的对应关系;(2)根据力信号判定所述轴孔是否接触;(3)换算所述轴在所述轴坐标系下的受力分量;(4)根据步骤(3)所述受力分量中的力矩值确定孔相对于轴的偏移方向;(5)根据步骤(3)所述受力分量中轴向力和接触力矩,计算等效力臂;(6)根据步骤(1)所述拟合函数的对应关系求得步骤(5)所述等效力臂下的偏移距离;(7)根据步骤(6)所述偏移距离乘以可选的比例因子,再将所述比例因子与偏移距离的乘积加上固定的较小的数值,使求和结果作为寻孔策略的微调距离;(8)利用机械臂控制将所述轴从步骤(3)所述接触点抬起小段距离,之后根据步骤(4)所述微调方向和步骤(7)所述微调距离移动,再次将所述轴向下移动,若轴能向下移动超过所述孔端面一定距离,则进入下一步骤,若不能则继续步骤(3);(9)利用力反馈信息,所述轴根据导纳控制原理继续进行插孔任务;(10)随着所述轴不断深入孔中,若轴插入深度大于孔深的0.8倍,则停止装配,否则,继续重复步骤(9)。2.如权利要求1所述的一种基于力反馈的机器人装配自动寻孔方法,其特征在于,所述步骤(1)中根据等效力臂与偏移距离的一一对应关系,离线拟合出所述等效力臂...
【专利技术属性】
技术研发人员:宋荆洲,廖琳静,陈庆乐,宋佳润,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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