[發明專利]基于機器人操作技能獲得的弱剛度零部件裝配系統及方法

有效

• 申請號: 201910533739.1
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110253577B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 宋銳;李鳳鳴;李貽斌;馬昕
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張慶騫

本公開提供了一種基于機器人操作技能獲得的弱剛度零部件裝配系統及裝配方法。其中，弱剛度零部件裝配機器人系統包括視覺圖像采集部，其被配置為采集當前裝配圖像；末端力檢測部，其被配置為采集裝配對象相互作用時的接觸力/力矩；控制部，其被配置為：接收當前裝配圖像及裝配對象相互作用時的接觸力/力矩并進行信息融合；從融合信息中提取裝配狀態特征，并作為操作技能學習網絡的輸入；根據預設回報評價函數的反饋值來訓練操作技能學習網絡，輸出決策指令至裝配動作執行部；裝配動作執行部，其被配置響應決策指令并執行相應裝配動作。

技術領域

本公開屬于工業機器人柔性操作能力領域，尤其涉及一種基于機器人操作技能獲得的弱剛度零部件裝配系統及方法4。

背景技術

本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關的背景技術信息，不必然構成在先技術。

在3C、家電等消費類行業中常見的弱剛度零部件(如復合材料部件、柔性電路板、塑料外殼等)具有易變形、彎折、損壞等特性。發明人發現，現有的工業機器人裝配方法主要面向剛性部件，且裝配工藝相對固定，在弱剛度零部件裝配過程中，存在因相互接觸導致裝配狀態不可預測、工藝參數耦合難以建模等問題，難以適應弱剛度裝配作業的需求，無法保證裝配質量和裝配效率。

發明內容

為了解決上述問題，本公開的第一個方面提供一種基于機器人操作技能獲得的弱剛度零部件裝配系統，其可通過學習掌握操作技能可以主動適應環境的變化，解決一系列裝配過程中的不確定問題，提升弱剛度零部件裝配的成功率。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一種基于機器人操作技能獲得的弱剛度零部件裝配系統，包括：

視覺圖像采集部，其被配置為采集當前裝配圖像；

末端力檢測部，其被配置為采集裝配對象相互作用時的接觸力/力矩；

控制部，其被配置為：

接收當前裝配圖像及裝配對象相互作用時的接觸力/力矩并進行信息融合；

從融合信息中提取裝配狀態特征，并作為操作技能學習網絡的輸入；

根據預設回報評價函數的反饋值來訓練操作技能學習網絡，輸出決策指令至裝配動作執行部；

裝配動作執行部，其被配置響應決策指令并執行相應裝配動作。

為了解決上述問題，本公開的第二個方面提供一種基于操作技能獲得的弱機器人裝配的方法，其通過學習掌握操作技能可以主動適應環境的變化，解決一系列裝配過程中的不確定問題，提升弱剛度零部件裝配的成功率。

為了實現上述目的，本公開采用如下技術方案：

一種基于機器人操作技能獲得的弱剛度零部件裝配系統的裝配方法，該方法在控制部內完成，包括：

接收當前裝配圖像及裝配對象相互作用時的接觸力/力矩并進行信息融合；

從融合信息中提取裝配狀態特征，并作為操作技能學習網絡的輸入；

根據預設回報評價函數的反饋值來訓練操作技能學習網絡，輸出決策指令至裝配動作執行部，由裝配動作執行部響應決策指令并執行相應裝配動作。

本公開的有益效果是：

本公開的弱剛度零部件裝配機器人系統將當前裝配圖像及裝配對象相互作用時的接觸力/力矩并進行信息融合，從融合信息中提取裝配狀態特征，并作為操作技能學習網絡的輸入；根據預設回報評價函數的反饋值來訓練操作技能學習網絡，輸出決策指令至裝配動作執行部，由裝配動作執行部響應決策指令并執行相應裝配動作，通過學習掌握操作技能能夠主動適應環境的變化，解決了一系列裝配過程中的不確定問題，有效解決了弱剛度零部件裝配成功率低、大量占用人工等問題，提升了弱剛度零部件裝配的成功率。