在一些高新技术装备中有一类轴孔零件体积大、质量重,轴孔无倒角,且配合间隙为0.05mm左右。这类零件的装配多以人工手动操作为主,但手动装配较难控制装配接触力及配合精度,在装配过程中又存在较高的磕碰风险。这里对轴孔高精度装配方法及精度进行了分析,提出了基于视觉+力位混合控制的柔顺装配方法。并设计了轴孔装配实验系统,对直接装配、示教装配、柔顺装配方法开展了实验研究,通过实验发现由于视觉测量的精度较低,直接装配方法无法实现精密装配;由于机器人重复精度的影响,基于示教的重复装配方法在多次装配后无法正常入装;基于视觉+力位反馈,柔顺控制算法得到调节量,机器人在5次左右调节后可完成轴孔的精密装配。

为了保证机器人在任意的抓取位姿皆能够完成3种形状轴孔零件的装配任务,提出了一种利用力传感器实现主从双臂协调运动的轴孔装配策略。详细描述了该策略在3个不同阶段的控制方法,在理论上保证了该策略的可行性。搭建了实验平台,针对3种不同形状的零件,分别采用4组不同的抓取位姿进行了实验。实验结果表明:由于零件形状的不同使得双臂在Z轴方向的调整角度不同,导致了装配任务耗时的差异性;对任意形状的零件以任意的位姿抓取,系统均能够在最短的时间内搜索出准确的装配位姿,以完成各种复杂形状轴孔零件的装配任务,验证了所提出的主从双臂协调下的轴孔装配策略的可行性和有效性。

针对利用视觉引导的工业机器人进行轴孔装配,提出了一种基于图像深度信息集的工件圆孔检测方法,对三轴磁流体密封装置上的轴承孔进行了边缘特征提取和检测实验。首先利用3D相机采集对齐的三轴磁流体密封装置的彩色和深度数据流样本,根据待检测轴承孔所在平面的深度信息提取出该轴承孔在深度图像中的所有像素坐标。然后对彩色图像矩阵进行相应的数据处理,再经霍夫圆变换即可检测出该轴承孔的相关参数信息。实验结果表明,基于图像深度信息集的霍夫圆检测克服了传统霍夫变换无法单独识别特定的圆以及复杂背景下的错检和漏检等缺点,对复杂情况下的工件圆孔识别和检测具有一定的指导意义。