紧配合轴孔装配方法、系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术提供了一种机器人紧配合轴孔装配方法、系统、电子设备及存储介质，涉及机器人自动化装配技术领域。其中，该紧配合轴孔装配方法，机械臂末端用于固定夹取轴，所述方法包括：获得机械臂末端的姿态与六维力/力矩的ELM网络；获取当前时刻机械臂末端的六维力/力矩；根据所述当前时刻机械臂末端的六维力/力矩和所述ELM网络，获得下一时刻机械臂末端的姿态；判断所述下一时刻机械臂末的姿态是否小于预设阈值，若大于，则将所述当前时刻机械臂末端的姿态调整至所述下一时刻机械臂末端的姿态，并重复上述动作；若小于，则完成装配动作。本发明专利技术通过建立ELM网络，提高了机器人紧配合轴孔装配的成功率。配的成功率。配的成功率。

【技术实现步骤摘要】
紧配合轴孔装配方法、系统、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及机器人自动化装配
，特别涉及一种机器人紧配合轴孔装配方法、系统、电子设备及存储介质。

技术介绍

[0002]轴孔装配是一种机械装配过程，用于将一个零部件(通常是一个轴或销)插入另一个零部件(通常是一个孔或套筒)中，以实现它们之间的连接或传动。轴孔装配是制造过程中常见的操作，广泛应用于汽车制造、机械加工和电子设备装配等各种行业和产品中。为节省人工，提高生产制造的自动化程度，目前常采用机器人系统自动执行轴孔装配。
[0003]现有技术中，机器人一般是利用视觉系统提取轴孔的位置，进而实现轴孔装配。装配过程中，机器人在抓取轴/在将轴插入轴孔的时候，轴与轴孔之间常常会存在姿态的偏移，若轴孔内径大于轴的直径，则仍有较大几率可以实现装配。但对于USB、网线口等产品，其轴与轴孔之间需要紧配合(轴孔内径等于/略小于轴径)，若轴与轴孔之间出现姿态的偏移，则很难成功装配，还可能损坏轴以及机器人机械臂的关节。

技术实现思路

[0004]针对以上存在的技术问题，本专利技术提供了一种紧配合轴孔装配方法、系统、电子设备及存储介质，通过建立ELM网络，提高了机器人紧配合轴孔装配的成功率。所述技术方案如下：
[0005]本专利技术具体提供了一种紧配合轴孔装配方法，机械臂末端用于固定夹取轴，所述方法包括：获得机械臂末端的姿态与六维力/力矩的ELM网络；获取当前时刻机械臂末端的六维力/力矩；根据所述当前时刻机械臂末端的六维力/力矩和所述ELM网络，获得下一时刻机械臂末端的姿态；判断所述下一时刻机械臂末的姿态是否小于预设阈值，若大于，则将所述当前时刻机械臂末端的姿态调整至所述下一时刻机械臂末端的姿态，并重复上述动作；若小于，则完成装配动作。
[0006]进一步，所述获得机械臂末端的姿态与六维力/力矩的ELM网络，具体包括；控制机械臂多次完成紧配合轴孔装配，并记录多次装配过程中多组机械臂末端的姿态数据和对应的六维力/力矩数据；根据多组机械臂末端的姿态数据和对应的六维力/力矩数据，基于ELM算法构建并训练获得所述ELM网络的所有参数。
[0007]进一步，所述ELM网络的构建公式为：
[0008][0009]其中β
i
,w
i
,b
i
为参数，g(.)为激活函数。
[0010]进一步，所述ELM网络的目标函数为：
[0011][0012]其中H＝W
T
X+B，T为每一组六维力/力矩对应的姿态。
[0013]进一步，所述方法还包括：获得机械臂末端的速度与六维力/力矩的映射网络；根据所述当前时刻机械臂末端的六维力/力矩和所述映射网络，获得下一时刻机械臂末端的速度；重复上述动作直至所述下一时刻机械臂末的姿态小于预设阈值。
[0014]进一步，所述获得机械臂末端的速度与六维力/力矩的映射网络，具体包括：将六维力/力矩根据数值大小分类，每一类六维力/力矩对应一组机械臂末端的速度参数。
[0015]本专利技术还具体提供了一种紧配合轴孔装配系统，所述系统包括：数据获取模块，用于获取当前状态下的六维力/力矩数据；装配辅助模块，用于将六维力/力矩数据输入至ELM网络中得到对应的机械臂末端的姿态；工件装配模块，用于改变机械臂末端的姿态完成轴孔装配工作。
[0016]进一步，所述装配辅助模块，还用于将六维力/力矩数据输入至映射网络中得到对应的机械臂末端的速度；所述工件装配模块，还用于改变机械臂末端的速度完成轴孔装配工作。
[0017]本专利技术还具体提供了一种电子设备，包括：至少一个处理器、至少一个存储器、以及至少一条通信总线，其中，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器通过所述通信总线读取所述存储器中的所述计算机程序；所述计算机程序被所述处理器执行时实现上述的紧配合轴孔装配方法。
[0018]本专利技术还具体提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的紧配合轴孔装配方法。
[0019]本专利技术的有益效果：
[0020]首先，本专利技术的紧配合轴孔装配方法，基于ELM算法建立了姿态与六维力/力矩之间的ELM网络，当出现姿态偏差后、机器人可以及时根据ELM网络调整回正确的方向，可以适用于USB、网线口等紧配合轴孔装配，成功率较高，减少了对待装配的轴或者机器人机械臂的关节的损坏。而本实施例使用ELM算法，提高了效率与准确度，泛化性能强(应用于不同工件效果良好)，更加智能化。
[0021]其次，本专利技术中的装配方法还利用PID控制机械臂的速度，引入一个可变参数的PID控制映射网络模型，根据不同的六维力/力矩选择不同的PID参数，最终控制得到不同的机械臂末端的运动速度。根据六维力/力矩改变PID参数，实时改变机械臂末端的运动速度，使得装配过程更加类人、更加柔顺。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对本专利技术实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0023]图1是根据一示例性实施例示出的本申请所涉及的实施环境的示意图；
[0024]图2是根据一示例性实施例示出的一种紧配合轴孔装配方法的流程图；
[0025]图3是根据一示例性实施例示出的步骤310的流程图；
[0026]图4是根据一示例性实施例示出的一种应用场景中的流程图；
[0027]图5是根据一示例性实施例示出的一种紧配合轴孔装配系统的结构框图；
[0028]图6是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的硬件结构图；
[0029]图7是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
[0030]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。
[0031]在本说明书的描述中，若出现术语
″
实施例一
″
、
″
本实施例
″
、
″
在一个实施例中
″
等描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本专利技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。
[0032]在本说明书的描述中，术语
″
连接
″
、
″
安装
″
、
″
固定
″
、
″
设置
″
、
″
具有
″
等均做广本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紧配合轴孔装配方法，机械臂末端用于固定夹取轴，其特征在于，所述方法包括：获得机械臂末端的姿态与六维力/力矩的ELM网络；获取当前时刻机械臂末端的六维力/力矩；根据所述当前时刻机械臂末端的六维力/力矩和所述ELM网络，获得下一时刻机械臂末端的姿态；判断所述下一时刻机械臂末的姿态是否小于预设阈值，若大于，则将所述当前时刻机械臂末端的姿态调整至所述下一时刻机械臂末端的姿态，并重复上述动作；若小于，则完成装配动作。2.如权利要求1所述的紧配合轴孔装配方法，其特征在于，所述获得机械臂末端的姿态与六维力/力矩的ELM网络，具体包括；控制机械臂多次完成紧配合轴孔装配，并记录多次装配过程中多组机械臂末端的姿态数据和对应的六维力/力矩数据；根据多组机械臂末端的姿态数据和对应的六维力/力矩数据，基于ELM算法构建并训练获得所述ELM网络的所有参数。3.如权利要求2所述的紧配合轴孔装配方法，其特征在于，所述ELM网络的构建公式为：其中β
i
,w
i
,b
i
为参数，g(.)为激活函数。4.如权利要求3所述的紧配合轴孔装配方法，其特征在于，所述ELM网络的目标函数为：其中H＝W
T
X+B，T为每一组六维力/力矩对应的姿态。5.如权利要求1
‑
4中任一项所述的紧配合轴孔装配方法，其特征在于，所述方法还包括：获得机械臂末端...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧勇盛，盛举义，徐升，吴新宇，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：