轴孔装配方法、系统及存储介质技术方案

本申请提供一种轴孔装配方法、系统及存储介质，该轴孔装配方法应用于轴孔装配装置；轴孔装配装置包括装配轴。该方法包括：对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置。根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面；其中，z轴第一方向为装配轴靠近装配平面的方向。控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置；根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。本申请实施例提供的轴孔装配方法将寻孔插孔作为整体考虑，使两个阶段较好耦合；解决了作业过程中因为意外和干扰引起作业失败的问题，提高了轴孔装配效率。率。率。

【技术实现步骤摘要】
轴孔装配方法、系统及存储介质


[0001]本申请涉及机器人装配领域，具体而言，涉及一种轴孔装配方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]轴孔装配任务是工业生产中的常见任务，传统工业机器人在执行轴孔装配任务时必须预先对装配动作进行精确的编程，若轴孔的相对位姿存在一定的误差(例如标定精度不足、定位精度不足或发生扰动偏移等)，轴孔装配任务就会失败，甚至可能损坏工件或机器人自身。
[0003]目前的轴孔装配系统具有在装配过程中容易受到外界的干扰或存在意外情况，使轴孔装配任务失败的缺陷。另外，目前的轴孔装配方法中寻孔与插孔之间的耦合性能差，导致轴孔装配的效率降低。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种轴孔装配方法、装置、电子设备及存储介质，本申请实施例提供的轴孔装配方法将寻孔插孔作为整体考虑，使两个阶段较好耦合；解决了作业过程中因为意外和干扰引起作业失败的问题，提高了轴孔装配效率。
[0005]第一方面，本申请实施例提供一种轴孔装配方法，轴孔装配方法应用于装配具有装配孔和装配平面的装配工件的轴孔装配装置；轴孔装配装置包括装配轴。该方法包括：对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置；其中，装配平面所在的平面为装配任务坐标系的x轴和y轴所在平面；装配轴所在方向为装配任务坐标系的z轴。根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面；其中，z轴第一方向为装配轴靠近装配平面的方向；控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置；根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。
[0006]在上述实现过程中，本申请实施例提供的轴孔装配方法先对装配平面进行校准；校准后获得装配平面的具体位置，通过螺旋轨迹与适当的力控实现寻孔，寻孔后进行插孔。将寻孔与插孔作为整体考虑，在各个阶段对轴孔的位置都进行了相应的调整，避免因干扰或意外导致的插孔失败，以保证插孔的成功率以及提高插孔的效率。
[0007]可选地，在本申请实施例中，装配轴包括传感器；根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面包括：根据装配平面的位置控制装配轴沿z轴第一方向以第一速度匀速运动。断传感器是否检测到初始接触力；若传感器检测到初始接触力，则将初始接触力变化至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面。
[0008]在上述实现过程中，本申请实施例在获取装配平面的位置后，装配轴根据装配平面的位置匀速靠近该装配平面；当装配轴接触到装配平面时，控制初始接触力减小至目标接触力；通过本申请实施例提供的轴孔装配方法能实现装配轴平稳与装配平面接触，并能
保护装配平面不受损。
[0009]可选地，在本申请实施例中，将初始接触力变化至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面包括：将初始接触力以第一收敛速度变化到第一接触力。判断第一接触力是否在预设接触力阈值范围内；若第一接触力在预设接触力阈值范围内，则将第一接触力以第二收敛速度变化至目标接触力；其中，第一收敛速度大于第二收敛速度。
[0010]在上述实现过程中，本申请实施例提供的轴孔装配方法在装配轴接触装配平面的过程中，分别以第一收敛速度将初始接触力减小至第一接触力，以第二收敛速度将第一接触力减小至目标接触力，最终以目标接触力稳定接触装配平面；在此过程中，第一收敛速度大于第二收敛速度；能够保证在短时间内实现对装配轴z向力的控制，在保护装配平面的同时，装配轴平稳接触装配平面。
[0011]可选地，在本申请实施例中，控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置包括：在x轴和y轴所在平面对装配轴施加恒定按压力；在z轴方向对装配轴施加可变力；装配轴根据恒定按压力与可变力以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面；由传感器检测z轴方向力的突变位置，并通过突变位置获得装配孔的位置。
[0012]在上述实现过程中，本申请实施例提供的轴孔装配方法中的寻孔方法，基于导纳控制装配轴的力，并以螺旋线轨迹运动；当检测到装配轴的位置或者接触力发生突变时，将突变的位置认定为装配孔所在的位置；从而准确高效地找到装配孔的位置。
[0013]可选地，在本申请实施例中，通过突变位置获得装配孔的位置包括：在突变位置，控制装配轴沿z轴第一方向以第二速度匀速运动，并获取第一运动距离。判断第一运动距离是否达到预设距离；若第一运动距离到达预设距离，则判定寻孔成功，并获取装配孔的位置。
[0014]在上述实现过程中，寻孔过程中，首先找到力的突变位置，找到力的突变位置以后，可以理解为装配轴试探性地向突变位置进行运动；在运动时，监测运动距离，当运动距离到达预设距离时，认定为突变的位置就是装配孔所在的位置。本申请实施例中寻孔的过程是一个多次试探的过程；在此过程中存在多次判断，符合条件才认定为寻孔成功，保证了寻孔的效率。
[0015]可选地，在本申请实施例中，根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔包括：根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，并获取第二运动距离与插孔力；判断第二运动距离是否达到距离阈值以及插孔力是否到达插孔力阈值；若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成。
[0016]在上述实现过程中，在确认装配孔的位置以后，对装配孔与装配轴的相对位置进行确认；以最佳相对位置进行插孔，在插孔的过程中以装配轴的运动距离和插孔力二者是否分别达到阈值作为判断依据，若二者分别达到阈值，那么认定插孔初步完成。通过距离阈值与插孔力阈值双重判定插孔是否初步完成，避免了意外滑出等情况下也错误地判断为初步插孔成功。
[0017]可选地，在本申请实施例中，若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成之后，该轴孔装配方法还包括：检测装配轴的位置，并判断装配轴的位置是否为标准位置；若装配轴的位置不为标准位置，则进行孔内调整，以完成插孔。
[0018]在上述实现过程中，本申请实施例提供的轴孔装配方法在插孔初步完成后，对孔轴相对位置进行判断；若孔轴相对位置为标准位置，那么认定插孔成功；若孔轴相对位置不是标准位置，那么需要对装配轴进行孔内调整。当出现卡阻情况时，能够快速准确的在装配孔内对装配轴进行调整，以保证插孔的稳定性。
[0019]可选地，在本申请实施例中，若装配轴的位置不为标准位置，则进行孔内调整，以完成插孔包括：由传感器，获取装配轴的力矩；获取装配孔几何结构；根据力矩和几何结构确定装配轴的旋转轴；以旋转轴为中心以第一预设步长旋转装配轴至标准位置，以完成插孔。
[0020]在上述实现过程中，本申请实施例提供的轴孔装配方法在装配轴部位标准位置时，进行孔内调整；从而矫正了轴孔的相对位置，将孔轴相对位置调整为标准位置，提高了插孔的准确率。
[0021]可选地，在本申请实施例中，对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置包括：步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴孔装配方法，其特征在于，所述轴孔装配方法应用于装配具有装配孔和装配平面的装配工件的轴孔装配装置；所述轴孔装配装置包括装配轴；所述方法包括：对所述装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得所述装配平面的位置；其中，所述装配平面所在的平面为所述装配任务坐标系的x轴和y轴所在平面；所述装配轴所在方向为所述装配任务坐标系的z轴；根据所述装配平面的位置，控制所述装配轴沿z轴第一方向运动，以接触所述x轴和y轴所在平面；其中，所述z轴第一方向为所述装配轴靠近所述装配平面的方向；控制所述装配轴以螺旋线轨迹遍历所述x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得所述装配孔的位置；根据所述装配孔的位置控制所述装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述装配轴包括传感器；所述根据所述装配平面的位置，控制所述装配轴沿z轴第一方向运动，以接触所述x轴和y轴所在平面，包括：根据所述装配平面的位置控制所述装配轴沿z轴第一方向以第一速度匀速运动；判断所述传感器是否检测到初始接触力；若所述传感器检测到所述初始接触力，则将所述初始接触力变化至目标接触力，以接触所述x轴和y轴所在平面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述初始接触力变化至目标接触力，以接触所述x轴和y轴所在平面，包括：将所述初始接触力以第一收敛速度变化到第一接触力；判断所述第一接触力是否在预设接触力阈值范围内；若所述第一接触力在所述预设接触力阈值范围内，则将所述第一接触力以第二收敛速度变化至目标接触力；其中，所述第一收敛速度大于所述第二收敛速度。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制所述装配轴以螺旋线轨迹遍历所述x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得所述装配孔的位置，包括：在所述x轴和y轴所在平面对所述装配轴施加恒定按压力；在所述z轴方向对所述装配轴施加可变力；所述装配轴根据所述恒定按压力与所述可变力以所述螺旋线轨迹遍历所述x轴和y轴所在平面；由所述传感器检测所述z轴方向力的突变位置，并通过突变位置获得所述装配孔的位置。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过突变位置获得所述装配孔的位置，包括：在所述突变位置，控制所述装配轴沿所述z轴第一方向以第二速度匀速运动，并获取第一运动距离；判断所述第一运动距离是否达到预设距离；若所述第一运动距离到达所述预设距离，则判定寻孔成功，并获取所述装配孔的位置。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述装配孔的位置控制所述装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔，包括：
根据所述装配孔的位置控制所述装配轴沿所述z轴第一方向运动，并获取第二运动距离与插孔力；判断所述第二运动距离是否达到距离阈值以及所述插孔力是否到达插孔力阈值；若所述第二运动距离到达...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨帆，许雄，戚祯祥，史晓立，
申请(专利权)人：节卡机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：