基于力位感知技能学习的轴孔柔顺装配方法

针对传统机器人轴孔装配方法建立精确几何接触模型难、学习方法需要样本大和初始姿态偏差大且成功率低的问题,提出了一种基于力位感知装配技能学习的机器人轴孔柔顺装配方法。在搜孔阶段均匀采集轴未入孔的力和力矩样本数据,构建力-动作数据集,搭建多层感知机(MLP)和注意力模块网络进行监督学习、生成力-动作映射判别模型,根据装配过程中的六维力信号预测下一步装配动作,减小轴中心线与孔中心线的夹角和距离,完成轴孔对准操作;在插孔阶段设计了一种以位置控制为内环的柔顺控制算法,通过设置轴端面的期望接触力,在六维力传感器数据反馈的作用下以主动顺应方式实时调整轴的位置和方向。以最小间隙为0.1 mm的单轴孔为对象,设计了100组装配实验,在平均时间为15.1s内的装配成功率为94%。通过与其他装配方法比较,提高了轴孔装配的效率和成功率。

大口径轴孔自动识别定位与装配策略

为了解决大口径轴孔装配任务中人工参与较多,装配精度差的问题,提出了一种基于学习的大口径轴孔自动识别定位与装配策略。首先基于深度学习神经网络设计了轴端的识别定位算法,通过大量的实拍样本来训练算法,计算轴心的相对位置,完成对轴的高精度定位;其次基于DDPG强化学习算法设计了入孔策略,引入轴端力瞬时监测方法,控制轴与孔的接触力大小,保证轴安全入孔;最后,设计了装配控制程序,将识别定位与装配两个过程有效结合起来。实验结果表明:识别算法对轴心位置的定位精度最大误差为1.68mm,满足定位需求,装配算法能在较小接触力下完成装配,最大径向力为5.34N,验证了装配策略的有效性。

缸体平衡轴孔同轴度偏差问题分析及解决

文章应用变异源分析,结合工艺流程变异检查以及对三坐标测量结果的深入研究,识别出造成平衡轴孔同轴度偏差的根本原因。通过对工艺流程的优化,消除了影响同轴度整体表现的普遍变异因素。通过多种机床调整方法,消除了具有问题聚焦性机床的特殊变异因素,进而有效解决了缸体平衡轴孔的同轴度偏差问题。

基于阻抗控制的轴孔装配研究

针对机器人自动化轴孔装配的插孔阶段,容易发生“卡阻”,导致装配失败的问题,文章设计了一种基于位置的阻抗控制轴孔装配算法。该算法能够根据力传感器反馈的信息,实时调整轴的位姿,实现插孔过程的柔顺装配,最后在仿真环境下建立了机器人轴孔装配模型,验证了上述控制算法的有效性。

鹅颈式岸桥承轨梁整体机加工及铰轴孔加工技术

文章介绍鹅颈式岸桥的大梁结构形式以及工作原理,描述前大梁海侧段、前大梁陆侧段、后大梁承轨梁结构的制作、安装、拼装、加工工艺要求,以及大梁鹅颈铰轴孔、主铰轴孔的加工工艺要求,为类似形式结构项目提供借鉴。

基于机器视觉的目标检测与多轴孔精密装配系统研究

针对工业装配生产线进行多轴孔并行装配时,需要依靠人工辅助,存在装配效率低、误差大、装配质量不高的问题,本文基于机器视觉引导技术和目标检测技术,构建了一套基于机器视觉的准确抓取与精密装配系统。通过应用目标检测法实现了零件的迅速、精准抓取,利用多轴孔并行装配策略提升装配的成功率,有效提高了装配质量,并减少了对人工的依赖。该系统能够获取良好的装配效果,具有定位装备精度高、速度快等优势,满足装配作业的实时性和高精度的要求。

大重部件的高精度轴孔自动装配技术研究

在一些高新技术装备中有一类轴孔零件:体积大、质量重,轴孔无倒角,且配合间隙为0.05mm左右。这类零件的装配多以人工手动操作为主,但手动装配较难控制装配接触力及配合精度,在装配过程中又存在较高的磕碰风险。这里对轴孔高精度装配方法及精度进行了分析,提出了基于视觉+力位混合控制的柔顺装配方法。并设计了轴孔装配实验系统,对直接装配、示教装配、柔顺装配方法开展了实验研究,通过实验发现:由于视觉测量的精度较低,直接装配方法无法实现精密装配;由于机器人重复精度的影响,基于示教的重复装配方法在多次装配后无法正常入装;基于视觉+力位反馈,柔顺控制算法得到调节量,机器人在5次左右调节后可完成轴孔的精密装配。

基于深度强化学习的大口径轴孔装配策略

针对大口径轴孔装配任务中存在的惯性冲击大、力控不稳定、装配精度差等问题,提出基于深度强化学习与模糊策略的大口径轴孔装配策略.该策略通过模糊动作生成器对强化学习算法输出的装配动作进行补偿,实现精确的状态跟踪.通过深度确定性决策梯度(DDPG)算法采集环境状态数据并计算输出动作,引导机器人改变装配状态.引入模糊动作生成器,与DDPG算法结合生成DDPGFA装配策略,利用模糊策略添加动作系数,提高装配动作准确性.在合理制定奖赏函数和模糊规则的基础上,实现训练过程的快速收敛.通过设定安全阈值保证在线学习过程中系统的受力安全.大口径轴孔装配仿真和实验结果表明,与未采用模糊动作的强化学习装配策略相比,DDPGFA策略能在更稳定的步数下完成装配,且离线训练速度提升约15%,装配接触力减小约30%.

基于SARSA算法的机器人轴孔装配策略

为解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题,提高装配操作的成功率、效率和泛化能力,提出一种基于SARSA算法的变参数导纳控制策略。首先,分析了轴孔装配机理,指导运动控制策略设计。其次,仿真分析了不同导纳参数的位置响应,获得控制器参数。此外,建立了以插孔深度和单次调整移动量为尺度的动作评估机制,解决装配过程奖励函数建模难题,并在动作价值更新过程引入资格迹函数提高算法学习效率。最后,在真实机器人上开展了3组实验,对比基于位置控制和导纳控制的实验结果验证了所提算法在装配成功率和效率上的提升,从不同初始位姿开始装配的实验结果验证了所提算法的泛化能力。结果表明,所提算法有望解决机器人装配任务中轴孔位姿不确定问题。

空箱堆高机车架轴孔和销轴安全改造

为了避免空箱堆高机(以下简称“堆高机”)在使用过程中因车架轴孔磨损变形、轴孔与销轴配合间隙变大、结构稳定性下降、修复不及时等因素导致严重安全事故,通过对堆高机车架轴孔和销轴进行受力分析,对其安装结构实施安全改造。改造后的堆高机轴孔和销轴使用更加安全稳定,使用周期延长且易于维修。

洗衣机投放泵轴孔配合密封可靠性分析

洗衣机投放泵作为将洗涤剂自动投放至洗涤筒内的关键零部件,其与洗涤剂储液盒的密封效果决定该功能是否可靠。为实现自动投放的功能,投放泵单个泵体需要有2个管道用于洗涤剂抽取与排放,往往2个泵体组成1个投放泵。投放泵与洗涤剂储液盒采用轴孔配合搭配O型密封圈进行密封,但在制造过程中其轴孔配合由于加工误差的原因导致部分孔位轴孔不同心,进而造成漏液问题。本文针对以上问题,通过理论分析及试验验证,提出对投放泵轴孔配合密封失效问题的控制解决方法。

机器航天员轴孔装配过程中的力位混合控制方法

针对机器航天员轴孔装配任务高精度控制要求,提出一种考虑协调操作的力位混合控制方法。在建立含耦合分支的机器航天员动力学方程的基础上,推导轴孔装配过程中双臂协调操作运动约束关系,设计机器航天员考虑协调操作的力位混合控制方法,并通过仿真对控制方法的正确性和有效性进行校验。结果表明:利用本文提出的方法实现了对机器航天员轴孔装配过程中的双臂相对运动以及相互作用力的高精度控制;与传统的未考虑协调操作的力位混合控制方法相比,文中提出的方法在提高控制精度的同时缩短了操作时间,提高了轴孔装配效率。

操作机器人轴孔装配的行为动力学控制策略

将移动机器人行为动力学理论扩展到操作机器人三维空间,并应用到机器人轴孔装配中。把轴孔装配过程分为趋向装配目标阶段和装配阶段。在趋向装配目标阶段,分别建立趋向装配目标点和避障的行为动力学模型,并将两种行为耦合构成机器人整体的竞争动力学模型;在装配阶段,建立末端执行器姿态调整动力学模型,并推导了侧向误差计算公式;在整个装配过程,利用宏/微平台和视觉/力觉伺服,对轴进行位姿调整,使其满足装配条件。仿真和试验结果表明:在行为动力学方程的控制下,末端执行器在避开障碍物的同时,安全有效地到达装配目标点,顺利完成轴孔装配,证明方法的有效性。

基于自适应阻抗控制的轴孔装配方法

提出了一种基于自适应阻抗控制的轴孔装配方法 ,它能根据得到的力信息 ,按照自适应调整律对机器人末端的参考位置进行修正 ,使得轴始终朝着减小卡阻力的方向运动 ,最终完成插轴入孔的动作 .其算法简单 ,计算量小 ,修正量的计算可以在线进行 ,故能满足实时控制的要求 .仿真结果表明了这种方法的有效性 .

多零件轴孔精密过盈装配

为了实现多圆环零件的高精度轴孔过盈配合装配,研制了基于力传感器、光栅尺和工业内窥镜的精密装配及检测系统.设计了柔顺夹持机构,克服了被装配零件与模具装配孔之间的径向定位偏差所引起装配卡阻,提出了装配力/刚度位置补偿方法,在被装配零件外径有10μm制造公差的情况下实现了精确定位.对狭小无照明空间内零件的在线检测,应用内窥镜解耦视觉检测方法,通过控制内窥镜移动的光栅尺的位置信息和采集到的图像信息获得被装配环片的精确位置信息.装配和检测实验表明:圆环零件装配的误差在-9.4～6.1μm之间,内窥镜检测的不确定度在-1.7～8.2μm之间.所研制的系统能够满足圆环类零件的精密装配及检测要求.

冗余度双臂机器人轴孔装配的三维动态仿真与实验

分析了冗余度双臂机器人进行轴孔装配的运动学约束关系,设计了一种分层递阶控制结构.通过三维图形动态仿真,在冗余度双臂机器人协调控制实验平台上进行了实验.仿真和实验结果表明该方法能够顺利地完成双臂协调插孔的作业.

基于图像定位的轴与轴孔装配中的误差分析

本文对摄像机控制下的轴与轴孔装配过程的误差进行了分析 ,给出了一种减小误差的方法 ,在此基础上进行了系统的设计 ,实验证明该系统可减小装配误差 .

轴孔装配主动柔顺中心设置方法研究

在柔顺控制的基础上 ,提出了轴孔装配作业中主动柔顺中心的概念 ;针对具体的装配状态进行几何和力学分析 ,并在此基础上 ,详细分析了轴孔装配作业中主动柔顺中心的设置策略及主动柔顺中心区域。研究结果为机器人装配操作主动柔顺控制奠定了一定的基础。

一种用于多轴孔装配作业的装配机设计

在分析多轴孔装配这种复杂装配作业的特点的基础上，以一个典型的三轴孔装配实例为背景，设计了相应的装配机。该装配机实用性强，适应性较广，经改造后能适应多种同类装配作业。

双臂机器人轴孔装配的运动学关系分析

研究了双臂进行轴孔装配的运动学约束关系。双臂协调作业的关键 ,在于根据作业要求确定双臂运动的约束关系。结合轴孔装配的特点 ,推导了主从臂在位置、方位、关节速度和关节加速度上的完整约束 ,由主臂的运动变量来规划从臂的运动变量。仿真结果表明所建立的约束关系 ,能确保轴孔装配的顺利完成。