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在机器人执行精密精确的装配作业中,柔顺装配技术被广泛的用于解决装配过程中机器入与它周围装配件之间存在的问题,因此,机器人柔顺装配技术成为一门热点研究课题。本课题在参阅了大量相关文献的基础上,针对装配作业中一些典型轴类零件装配的相关问题进行了研究,试图找出一种较好的柔顺控制策略、得到满足装配的约束条件或者影响装配的因素。
首先,介绍了在柔顺装配方面的研究背景、国内外研究状况以及控制策略方面的研究状况,确定出在装配过程中采取主动柔顺控制方式,并对于目前所提出的四种控制策略:阻抗控制、力/位混合控制、自适应控制以及自动控制策略进行概括,比较它们的优缺点,最终结果:选取力/位混合控制策略为本课题研究所主要采取的控制策略。
其次,针对机器人被用来实现柔顺装配作业的控制方法、原理进行了分析,主要是分析了力/位混合控制的工作原理,并列举实例来说明该策略在实际生产生活中的可用性。
再次,通过对柔顺坐标系的建立和给定轴孔装配的力学模型,对机器人在装配控制过程中的受力情况进行分段分析总结,分析它在通过倒角阶段、一点接触阶段和两点接触阶段的受力情况,将最终的受力用装配力曲线图表示出来,通过对装配力曲线的分析,得出柔顺装配过程中,两点接触阶段最为关键,最容易出现装配不能顺利进行下去的情况。
进而,讨论、分析在机器人作业中可能会出现的不柔顺特征:对卡阻和楔紧这两种不柔顺特征下的装配进行受力分析,得出影响装配作业的不柔顺特征出现的原因、避免这些状况发生所应满足的约束条件。
最后,应用Matlab软件实现了各参数对装配力影响的仿真分析,包括初始侧向偏移误差、侧向刚度、初始角度偏差、角偏转刚度等对装配力在各个阶段的影响,总结仿真结论,得出影响装配的关键参数是初始侧向偏移偏差和侧向刚度,这些参数的分析对装配作业过程的分析更为方便,并且对装配作业有指导意义。