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3-40 一种用于多轴孔装配的机器人系统李 侃现代制造技术的发展使自动化装配能够部分取代依赖人工技能和判断力进行各种复杂的装配操作。从而提高生产效率，保证产品质量。目前，采用装配机器人完成装入、压入、嵌合、扭合、焊接等连接工序的自动装配机及自动装配线已成功地在生产中应用。机器人由于在一次动作循环中可灵活地完成多种动作。因此，在机电仪表等行业的装配作业中，各种形式的机器人被广泛使用。这里介绍用于多轴孔特殊零件装配的专用机器人系统。
该机器人系统由感知、决策、执行3 个分系统组成。感知系统能够测量零件的空间位置和姿态以及抓取装配时的接触力。决策系统根据工作任务和感知信息进行任务规划。执行系统具有抓取、搬运和装配零件、调整零件位置和姿态等功能。感知系统由CCD摄像机、激光传感器、力传感器等组成，使机器人具有视觉和力觉。 执行系统由机器人本体、工作台、手腕、手爪等组成（图1）。机器人本体具有x，y，z三个移动自由度和C1，C2轴两个转动自由度。机器人本体用于带动手腕和手爪完成搬运、就位、装配的主要动作。手腕部分用于调整零件的空间姿态，具有绕x轴及y轴旋转的两个运动。手爪部分兼有真空吸盘和气动手指两种功能。手爪上有对应不同零件的定位支承面，用以控制真空吸盘的压缩变形导致零件位置姿态的变化。且在吸持后至装配前，用气动手指防止零件在搬运过程中意外跌落。决策系统采用西门子840D数控系统作为控制主机，通过选定特定的硬件配置和软件设计来满足和实现装置功能。决策系统的控制涉及到精确位置的运动控制、测量信号控制、夹持零件姿态的调整、装配过程中力传感器信号和运动控制、安全保护控制以及各种控制之间的联系和协调控制等，这是有别于通用数控，包括运动、测量、零件姿态调整和装配的特殊控制系统。 针对生产实践中的特殊零件，设计了专用装配机器人系统。该机器人基于视觉装配，采用主动柔顺的方法保证多轴孔零件之间的正确装配关系。其设计原理同样适用于其他同类装配任务的装配设计。 |
