基于力反馈的工业机器人辅助装配柔性对接方法与流程

技术特征：

1.基于力反馈的工业机器人辅助装配柔性对接方法，其特征在于，通过人手推动或扭转小六维力传感器，使工业机器人末端工件进行相应的即时运动，微调工件对接位姿，实现安装工件的位姿调整，同时，根据大六维力传感器的反馈信息，结合力/位混合的控制方法，由实际作用力与理想作用力之间的误差对工业机器人的运动轨迹进行实时修正，使接触力保持在期望范围内，实现柔性对接。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过工控机对大六维力传感器、小六维力传感器二者信号进行采集与融合处理，根据受力信息及柔性力控制方法生成工业机器人运动信号，发送至工业机器人控制器中，控制工业机器人运动，实现工件的位姿调整。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据接触产生的力与力矩信息调整被安装工件位姿，使两个对接面不断贴近，趋于平行，直至在保证安全接触力的前提下无法继续贴近，即完成了对接面的对接。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在安装面定义机器人基坐标系，记为BASE，定义垂直于安装面向外的方向为BASE的Z轴，工件与安装面发生接触后，工件受到的外力垂直于安装面，得到BASE的Z轴在工业机器人工具坐标系下的方向向量为：

机器人工具坐标系Z轴的方向向量为：

定义BASE的X轴在工业机器人工具坐标系中的方向向量为：

则BASE的Y轴在机器人工具坐标系中的方向向量为：

以上定义了BASE坐标轴在工业机器人工具坐标系下的方向向量，其中Z轴垂直于安装面，X、Y轴构成的平面平行于安装面，在柔性对接中对X、Y、Z轴方向的速度独立控制，实现保持接触力的同时工件能够沿安装面移动。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，控制中实时获取负载受到的外部力/力矩信息，根据不同的外部作用信息进行判断控制：

(a)未接触时移动：首先判断外力的合力是否大于预设的阈值Fs1，若则认为未发生接触，按照在自由空间的控制策略控制工业机器人向安装面移动；若则认为接触发生，按照力/位控制的策略控制工业机器人使工件柔性对接；

(b)接触时移动：时认为接触发生，可根据外力按照上述定义算法得到BASE坐标系3个坐标轴方向向量，并对BASE坐标系X、Y、Z轴方向的速度独立控制。由小六维力传感器受力信息换算至BASE坐标系X、Y轴的分量，得到BASE坐标系X、Y方向的速度。BASE坐标系Z方向的速度则根据大六维力传感器感知到接触力的大小进行反馈控制，当时，工件做回退运动，当时，工件做前进运动；

(c)接触时转动：时认为接触发生，判断外力矩大小是否大于预设的阈值Ms，若则认为不需要旋转，若则根据力矩分量换算工业机器人角速度分量，对工件进行姿态调整。