[發明專利]一種柔性裝配系統及方法

有效

• 申請號: 202011617592.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112775639B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 陳濤;田玉祥;田顯東;孫立寧;倪克健;黃志穎
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: B23P19/00
• 分類號: B23P19/00;B23P21/00
• 代理公司: 蘇州見山知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32421
• 代理人: 袁麗花

本發明公開了一種柔性裝配系統，包括工控機、數據采集卡、運動控制卡、六自由度裝配平臺、第一視覺平臺、第二視覺平臺和支承平臺，六自由度裝配平臺包括四自由度運動平臺和兩自由度調節裝置，兩自由度調節裝置包括兩自由度運動平臺、夾持機構，夾持機構包括外框、可轉動連接在外框內的柔性腕、安裝在柔性腕上的兩個夾持片、與兩個夾持片相對應的兩個驅動件、設于外框上的兩個第一測力傳感器以及設于柔性腕上的兩個第二測力傳感器，第一視覺平臺上安裝有第一圖像采集設備，第二視覺平臺上安裝有第二圖像采集設備。本發明還公開了一種柔性裝配方法。本發明快速消除零件裝配過程中的振顫問題，提升零件裝配的效率，提高裝配過程的快速性、穩定性。

技術領域

本發明涉及微裝配技術領域，尤其涉及一種柔性裝配系統及方法。

背景技術

微裝配技術在國防工業以及國民經濟發展中有著重要的地位，在促進武器裝備小型化、智能化，提升民用高科技產品性能方面發揮著重要的作用。因此，開發高精度、高效率和柔性化、智能化的裝配機器人技術，取代傳統的手工、半自動組裝技術已成為主要發展方向，受到各工業大國的重視，并成為應對快速、小批量、定制化產業需求的關鍵技術手段之一。

目前，微夾持器的尺寸較大，很難做到集成傳感器來檢測外部受力；且容易受零件自身重力的影響，導致后續力的檢測精度低。其次，對零件的柔性裝配過程中遇到的震顫問題，一般會依賴于操作人員的經驗進行主動干擾調整，或是等待零件自主趨于穩定，這都會耽誤裝配的時間，不能滿足零件裝配過程中對智能化、快速性的要求；此外，操作人員在操作過程也需要長時間集中精力，難以提供持續性的工作產出。而且，在目前的國內外研究當中，微裝配系統通常要采用顯微視覺和視覺伺服技術，系統設計相對復雜，對視覺傳感器(攝像頭)的精度要求較高，為了保證系統能自動操作，還需要相應操作環境的識別與定位技術和操作空間的自動轉換與標定技術，以及采用系統辨識獲取系統標定所需的轉換矩陣(雅可比矩陣)參數等，無法達到多源信息的綜合利用，比如視覺導航和力檢測反饋相結合的技術。

發明內容

針對現有技術不足，本發明的目的在于提供一種柔性裝配系統及方法。

為了實現上述目的，本發明一實施例提供的技術方案如下：

一種柔性裝配系統，包括工控機、數據采集卡、運動控制卡、六自由度裝配平臺、第一視覺平臺、第二視覺平臺和支承平臺，所述數據采集卡、運動控制卡均與所述工控機相連接，所述六自由度裝配平臺包括四自由度運動平臺和兩自由度調節裝置，所述兩自由度調節裝置包括兩自由度運動平臺、安裝在所述兩自由度運動平臺上的夾持機構，所述夾持機構包括外框、可轉動連接在所述外框內的柔性腕、安裝在所述柔性腕上的兩個夾持片、與兩個所述夾持片相對應的兩個驅動件、設于所述外框上的兩個第一測力傳感器以及設于所述柔性腕上的兩個第二測力傳感器，所述第一視覺平臺上安裝有第一圖像采集設備，所述第二視覺平臺上安裝有第二圖像采集設備。

優選地，所述四自由度運動平臺包括底座、第一電機、第二電機、第三電機、第四電機、安裝在所述底座上的Y軸直線運動平臺、安裝在所述Y軸直線運動平臺上的X軸直線運動平臺、安裝在所述X軸直線運動平臺上的Z軸直線運動平臺以及安裝在所述Z軸直線運動平臺上的Z軸旋轉運動平臺。

優選地，所述兩自由度運動平臺包括第五電機、第六電機、X軸旋轉運動平臺和Y軸旋轉運動平臺，所述第五電機驅動所述X軸旋轉運動平臺繞X軸旋轉，所述第六電機驅動所述Y軸旋轉運動平臺繞Y軸旋轉。

優選地，所述柔性腕包括外環和內環，所述外環與所述外框可轉動連接，所述內環與所述外環可轉動連接，兩個所述夾持片安裝在所述內環上，兩個所述第一測力傳感器分別為第一外環測力傳感器、第二外環測力傳感器，兩個所述第二測力傳感器分別為第一內環測力傳感器、第二內環測力傳感器，所述第一外環測力傳感器、第二外環測力傳感器相對安裝在所述外框上，所述第一內環測力傳感器、第二內環測力傳感器相對安裝在所述外環上，所述第一內環測力傳感器、第二內環測力傳感器、第一外環測力傳感器、第二外環測力傳感器均與所述數據采集卡相連接。