轴孔装配工业机器人柔顺控制算法研究

发布时间：2020-05-18 19:26

【摘要】：机器人轴孔装配技术一直是研究工业机器人应用技术的重要课题。工业机器人在进行轴孔装配作业的过程中经常会出现插销卡阻甚至楔紧的情况,从而损坏装配零件及机器人本体,对生产安全问题造成严重的影响。针对避免工业机器人在轴孔装配作业中出现卡阻现象这一问题,本文研究设计主动柔顺的RBF神经网络鲁棒控制器,实现对轴孔装配的去卡阻操作。论文首先对柔顺技术的相关理论进行深入分析和研究,然后对机器人基础理论进行描述,包括机器人动力学模型、运动学模型以及力的控制,因为判定是否卡阻,需要对插销与插孔之间的作用力进行测量,本文对六维力传感器进行了零点标定,并进行了误差补偿。然后对轴孔装配进行建模,针对模型进行了轴孔装配的运动模态分析,得出装配过程中整个插销运动过程的模态,得到允许插销入孔的最大倾斜角。针对插销入孔中出现的一点式卡阻和两点式卡阻进行力学分析,得到一点式卡阻和两点式卡阻的判定条件,并仿真出两点式接触时插销倾斜角与插入深度的函数曲线图,最终确立轴孔装配去卡阻总体方案。最后本文设计出主动柔顺的RBF神经网络鲁棒控制器,对控制器进行了仿真,通过对插销以不同倾斜角度进行入孔作业的仿真,并对仿真结果进行了验证,证明了控制器的合理性。
【图文】：

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由以日本为最强。如今的工业生产线上装配任务几乎不再使用人工，德国的宝马汽车全自动生产车间（如图1-1）装配一辆汽车仅仅只需要不到五分钟，而且工业机器人在无倒角的圆形轴孔装配的应用研究（如图 1-2）也取得了很大的进步。ABB 机器人公司已经研究出了并联协调机器人，可以像人一样同时使用两个机械手进行装配工作（如图 1-3）。

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图 1-2ABB 机器人轴孔装配在进行轴孔装配作业Fig.1-2 Assembly of shaft hole assembly in ABB robot图 1-3ABB 仿人机器人在装配工件Fig.1-3 ABB humanoid robot assembling workpiece
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP242.2;TH165

【参考文献】