搬運裝配機器人主動柔順技術(shù)研究與應用軟件開發(fā).pdf

1、搬運裝配是目前工業(yè)機器人的一大應用領域。傳統(tǒng)的位置控制型機器人通過示教與再現(xiàn)實現(xiàn)搬運與裝配任務，由于實際作業(yè)中的工件誤差與環(huán)境變動，示教再現(xiàn)往往難以完成任務，甚至發(fā)生碰撞。本文針對機器人在工件搬運與裝配過程中對力覺感知與反應能力的需求，系統(tǒng)地研究了搬運裝配機器人主動柔順控制關鍵技術(shù)和應用軟件開發(fā)實現(xiàn)。
　　本文首先闡述了搬運與裝配機器人的發(fā)展現(xiàn)狀，綜述了柔順搬運裝配中的被動柔順與主動柔順研究現(xiàn)狀并論述了主動柔順控制算法。在分析了支

2、重輪安裝過程中搬運與裝配需求的基礎上，設計機器人主動柔順搬運裝配系統(tǒng)，介紹了系統(tǒng)的組成，解決了機器人控制器與外部PC間的實時通信問題，并實現(xiàn)了PC對抓手的控制和對傳感器數(shù)據(jù)的采集，搭建了基于KRC4控制器的KR16-2工業(yè)機器人柔順作業(yè)平臺;然后，在建立了KR16-2機器人的關節(jié)模型并求解了機器人的D-H參數(shù)的基礎上，計算出了用于力估算的KR16-2力雅可比矩陣。通過坐標系的轉(zhuǎn)換，將工具坐標系下描述的運動轉(zhuǎn)換為基坐標系下的描述的運動，解

3、決了傳感器坐標系與機器人運動描述之間的不匹配問題。
　　本文結(jié)合孔軸裝配過程的主動柔順需求，實現(xiàn)了基于參考點的三維模型重力補償方法，解決了機器人末端姿態(tài)變化導致傳感器零點改變的問題。根據(jù)孔軸裝配的作業(yè)流程與孔軸接觸狀態(tài)，給出了孔軸裝配不同階段的柔順控制策略并完成了實驗驗證;結(jié)合柔順搬運放置任務需求與減少使用昂貴大量程傳感器的需求，給出了柔順搬運放置任務中的簡化動力學模型，闡述了通過電機轉(zhuǎn)矩估算機器人廣義操作力并通過補償獲得末端接觸