在现代工业生产中,装配机器人是自动化生产线的重要组成部分,它能够在复杂环境下进行精准的装配作业,尤其是在涉及大尺寸轴孔部件装配任务时,这方面的研究具有重要的工程应用价值。传统的大尺寸轴孔装配过程中,由于工件尺寸大、重量重,精确测量配合部件的相对位置和姿态成为技术难点之一。此外,为了保证装配质量,减少生产成本,提高装配机器人的智能化水平是未来发展的必然趋势。下面详细分析大尺寸轴孔装配机器人测量系统的关键技术及解决方案。
针对大尺寸轴孔装配的需求,现有的装配机器人在测量范围和精度方面都面临挑战。由于测量范围大,需要使用到的测量工具或设备必须具备足够的有效测量距离,同时还要保证高精度的测量结果,否则将直接影响装配质量。针对这一挑战,文章提出了一套基于激光跟踪仪和结构光传感器的机器人装配系统,有效解决了大尺寸轴孔部件装配中的测量难题。
激光跟踪仪作为测量工具,其优势在于能够实现远距离、高精度的测量。不过,激光跟踪仪在使用时存在测量精度的各项异性问题,即在不同角度和方向上的测量精度可能存在差异。为了克服这个问题,本研究优化了激光跟踪仪的摆放位置,这不仅提高了测量精度,还确保了测量的稳定性。
大尺寸轴孔部件通常重量较大,这就要求装配机器人在操作过程中,要有足够的控制精度和柔顺性,以避免对工件表面造成划伤。因此,传统的主动力反馈、被动柔顺机构容易失效,无法满足实际要求。本研究通过采用结构光传感器的测量方法,提出了提升机器人位置精度的方案,同时避免了工件表面损伤的问题。
结构光传感器作为另一种非接触式的光学测量方法,通过投射特定的光编码图案到待测物体上,再通过摄像机捕获变形的图案,以此来计算物体表面的三维坐标。该技术由于不直接接触物体表面,可以实现高精度的测量而不会对工件造成任何损伤,这在处理易损或者高价值的工件时显得尤为重要。
在实验验证部分,作者通过实验对所提出的系统进行了精度和可行性验证。实验结果表明,通过结合激光跟踪仪和结构光传感器,能够在大尺寸轴孔部件装配中实现高精度的位置和姿态测量,从而验证了整个系统的有效性。
此外,文章还对装配机器人柔顺装配和装配误差控制的研究问题进行了概述。柔顺装配通常分为被动柔顺和主动柔顺两种方式。被动柔顺主要通过机械结构设计,如RCC手腕结构,来赋予机器人一定的柔顺性;而主动柔顺则依赖于传感器反馈控制系统,通过力、扭矩、视觉等传感器使机器人能够感知外部环境的变化,并据此进行调整,以达到提高装配质量和效率的目的。
在装配误差控制方面,通过控制方法降低不确定因素对机器人运动精度的影响是关键技术之一。例如,通过模型建立和分析,可以对装配过程中的误差进行预测和补偿,从而减少装配误差。同时,对控制系统刚度进行调整也是控制装配误差的策略之一。
大尺寸轴孔装配机器人测量系统的关键点在于解决大尺寸、高精度测量的问题,并且在保证装配质量的前提下,能够有效避免工件表面的损伤。文章所提出的基于激光跟踪仪和结构光传感器的测量系统,有效提升了大尺寸轴孔装配机器人的装配效率和精度,具有较高的工程应用价值。在后续的研究中,还有必要进一步优化算法,提升系统稳定性和可靠性,以满足更复杂装配环境的需求。