基于力控的大质量零件人工引导装配方法、系统及介质技术方案

本发明专利技术提供一种基于力控的大质量零件人工引导装配方法，包括：机器人初始位姿及六维力传感器初始力/力矩标定；获得待装配零部件重力参数标定；向所述待装配零部件施加外力和力矩；基于所述重力参数标定和所述六维力传感器采集数据，获取所述外力和力矩；根据所述外力力矩，驱动机器人运动。本发明专利技术用机器人代替现有技术中的人工装配，提高了装配部件时的稳定性，减少碰撞风险；其为一套工业机器人和力反馈交互集成的智能装配系统，能够精确调准零部件位姿，提高装配效率。提高装配效率。提高装配效率。

【技术实现步骤摘要】
基于力控的大质量零件人工引导装配方法、系统及介质


[0001]本专利技术涉及机器人装配和控制
，具体地，涉及基于力控的大质量零件人工引导装配方法、系统及介质。

技术介绍

[0002]在卫星的装配过程中，工人需要对某些大质量、大体积的关键零部件进行装配。由于卫星产品主要属于单件生产模式，产品的多样化使得无法通过机器人示教的方式实现批量自动化装配。目前，这些大部件的装配还是主要依靠手工装配，或通过支架车完成辅助装配。手工装配存在的问题是无法稳定待装配部件，增加了装配过程中发生碰撞的风险；支架车辅助装配则无法根据装配位姿需求准确调节部件的位姿，且需要根据多样化的航天器进行定制，显著地增加了生产成本。现在，航天器产品的装配周期严重依赖于现场工人的操作经验，对装配质量有极大的影响，同时增加了部件发生碰撞的风险，这极大限制了卫星产能的提升。
[0003]目前，国内卫星的装配水平仍然以手工装配为主，或者通过支架车辅助装配的方式。这两种方式均严重依赖于现场工人的操作经验，无法精确调整位姿，而且在装配过程中容易发生碰撞，造成零部件的损坏。此外，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于力控的大质量零件人工引导装配方法，其特征在于，包括：进行机器人初始位姿及六维力传感器初始力和力矩标定；进行待装配零部件重力参数标定；向所述待装配零部件施加外力和力矩；基于所述重力参数标定和所述六维力传感器的采集数据，获取所述外力和力矩；根据所述外力和力矩，驱动机器人运动。2.根据权利要求1所述的基于力控的大质量零件人工引导装配方法，其特征在于，所述机器人初始位姿及六维力传感器初始力和力矩标定，包括：安装砝码至机器人末端；根据所述六维力传感器的采集数据与理论数值的差距，调整机器人位姿，由原初始位姿P＝[X,Y,Z,A,B,C]，X,Y,Z为空间直角坐标系中三个平动方向对应的坐标值，A,B,C为空间直角坐标系中三个转动方向对应的角度，调整为新的初始位姿P＝[X,Y,Z,A+ΔA,B+ΔB,C+ΔC]，ΔA,ΔB,ΔC分别为空间直角坐标系中三个转动方向的调整量；通过传感器完成机器人初始位姿及六维传感器初始力和力矩标定。3.根据权利要求2所述的基于力控的大质量零件人工引导装配方法，其特征在于，所述获得待装配零部件重力参数(mg；x
p
,y
p
,z
p
)标定，包括：将待装配零部件安装至完成初始位姿标定的机器人末端，并获取六维力传感器的采集数据，并设立方程组解得mg，x
p
及z
p
的值；其中，mg为重力，x
p
、x
p
和z
p
分别为质心位置；控制机器人绕z
t
轴旋转
‑
90度，运动到位姿P＝[X,Y,Z,A+ΔA,B+ΔB,C+ΔC
‑
90
°
]，设立方程解得y
p
的值。4.根据权利要求3所述的基于力控的大质量零件人工引导装配方法，其特征在于，所述基于重力参数和所述六维力传感器采集数据，获取外力和力矩，包括：定义工具坐标系{T}相对于全局参考坐标系{S}的旋转矩阵为，其中，α、β、γ定义为工具坐标系{T}相对于全局参考坐标系{S}的卡尔丹角；基于所述旋转矩阵R，转换重力分量在工具坐标系{T}下的值为，基于所述重力分量的作用，对六维力传感器施加的力矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：林晓文，
申请(专利权)人：上海智能制造功能平台有限公司，
类型：发明
国别省市：