摘要
本课题研发了一套基于视觉测量与力柔顺控制的轴孔装配系统，并在机器人上进行了算法开发与实验验证。该系统研究对推动机器人轴孔装配技术的智能化进程具有重要意义。 论文研究了视觉成像理论与圆孔位姿测量理论，根据视觉测量系统的使用工况，在Halcon平台上设计了基于圆弧特征的圆孔位姿测量算法。针对工件反光和阴影的现象，进行了相应的处理。 在力柔顺控制系统的开发中，对比了阻抗控制与力/位混合控制，并根据力/位混合控制模型在Visual Studio平台上设计了主动力柔顺控制算法。为了解决采集信号的噪音问题，对采集信号进行了加权递推平均滤波；为了解决传感器自身重力对力信号的影响，对力信号进行了重力补偿。为了解决运动不平稳的问题，提出了采用多任务功能的方法。 将视觉测量与力柔顺控制结合到一起，设计了机器人轴孔装配的混合引导算法，研发了机器人轴孔装配系统，并进行实验验证。轴孔装配系统的硬件设备通过以太网通讯，软件采用多线程架构，目的是解决力信号采集和机器人控制的同步性问题。混合引导算法通过对位姿测量、接触力和位置的反馈，判别出轴孔所处的接触状态，再采用相应的位姿调整策略使机器人完成轴孔装配任务。在轴孔装配实验验证了算法的正确性和系统的实用性。
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