机器人自动装配方法及技术分析

机器人自动装配方法及技术分析

黄源忠

(东莞市新铂铼电子有限公司广东东莞523000)

【摘要】：目前，我国科学技术迅猛发展，多种现代科技出现在人们的生活与生产中，随之在众多领域中机器人技术得到广泛应用。在制造业中，装配占据着至关重要的位置，是产品生产的后续工序。装配发挥着不可小视的作用，因此，探究自动装配方法与技术刻不容缓。

关键词：机器人；自动装配；方法；技术

针对装配机器人而言，在工业生产过程中，将其应用于装配生产线上，装配零件或者部件，这是一种高精尖机电一体化产品，而自动化是其重要性能。

一、战略控制级综合法

战略控制级综合法是一种全新的完成机器人装配任务的轨迹规划方法。在应用这一方法的过程中，不必配备复杂昂贵的计算机系统，同时工作性能良好，所以这是一项具有较强可行性的轨迹规划方法。

一般情况下，当轨迹规划过程重复时，可以将适合于下一次迭代的计算时间作为重要依据，对模型进行选择与确定，由此实现轨迹规划问题的处理[1]。

这一方法由三个次级构成。其一，提供一个专家系统，通过该系统的应用对机器人需要完成的任务进行有效识别，明确与之相符的计算时间以及轨迹规划问题的解答方法。此外，将所确定的时间作为重要依据，专家系统选择与确定机器人的模型以及环境类型，同时确定处理问题的算法。其二，通过以上所选择与确定的系统模型以及算法，解决机器人轨迹规划问题，同时将规划结构传达给机器人低控制级中。其三，以实际系统性能信息为依据，对机器人参数与环境类型进行有效识别。该次级由传感器位置获取关乎机器人的信息，由此实现机器人及其环境模型的改进，进一步改善解决轨迹规划问题的算法。

要实现上述战略控制级新方法，需要构建两个数据库，分别是专家系统识别机器人任务、选择模型以及算法所需要的知识库与不同机器人系统和环境模型以及轨迹规划问题不同算法组成的知识库。人工智能方法存在于轨迹规划问题算法之中。针对已经建立的控制系统而言，可以在多种结构以及参数形式的机器人系统中得到充分应用。目前已经完成机器人几何模型、动力学模型以及其它参数机器人模型的构建。通过系统的应用可以自动产生各种机器人模型。与此同时，也已经完成各种算法数据库的构建。当专家系统对控制任务进行识别时，在适当时间，所选择与确定的系统模型以及算法可以完成所制定的任务，控制任务的执行需要在第二次级中完成，同时将所得到的结果传达至低级机器人控制器中[2]。当处于第三次级中时，对人物执行情况进行观察，同时以实际系统性能为依据，对数据库中的相关模型与算法进行改善。当执行结果是重复的，可以为控制器预留更多时间，使其发现更好的解决方法，由此使专家系统选择出更好的模型与算法，在第二次级中，通过原有模型与算法对机器人运动路径重新计算。

通过这一方法的应用，可以改善战略控制级问题的解答方法，同时不必应用复杂的计算机系统。

二、机器人自动装配技术

（一）装配机器人操作机结构优化设计技术。对新型高强度轻质材料进行研制，使其负载自重比得到有效提升，并且明确机构发展方向，朝着模块化以及可重构发展。

（二）直接驱动装配机器人。对于传统机器人而言，要实现减速以及输出力矩提高的目的，必须借助减速装置，传动链的劣势较大，导致系统功能消耗以及误差等增大，同时系统可靠性有所下降，要在一定程度上减小关节的惯性，必须提升减速装置的速度与可靠性等。高扭矩低速电机直接驱动成为一种新的方向与趋势[3]。

（三）机器人控制技术。开放式、模块化控制系统是重点研究对象，人机界面更友好，正处于研制过程中的内容为语言与图形编程界面。目前，热门研究对象为机器人控制器标准化以及网络化，此外还包括在PC机基础上的网络式控制器。针对编程技术而言，不仅可以使在线编程可操作性得到有效提升，还可以强化离线编程实用性。

（四）多传感器融合技术。机器人的智能化与适应性的提升是非常重要的目标，为实现该目标，必须深入探究各种传感器应用。具备较强可行性与有效性的多传感器融合算法是这项技术的热门研究对象，尤其是处于非线性与非平稳以及非正态分布状况线下的多传感器融合算法。除此之外，传感系统实用性也是一个非常突出的问题。

（五）针对机器人结构提出更多要求，必须提升其灵活性与巧妙性，控制系统愈发小巧，促进机器人结构与控制系统的一体化发展。

（六）机器人遥控以及监控技术。机器人分为半自主技术与自主技术，通常是机器人与操作人员之间的协调控制，充分应用网络，实现大范围机器人遥控系统的构建，针对延时这一情况，完成预先显示的构建，对其进行遥控。与此同时，升虚拟机器人技术将多传感器以及虚拟现实等作为重要基础，使机器人发挥出虚拟遥操作以及人机交互的作用[4]。

（七）智能装配机器人。针对装配机器人而言，实现工作自主性是其重要目的，针对此，需要科学应用知识规划以及专家系统等，实现具备较强智能化的自主移动装配机器人的研制，在任何装配工作站都可以进行工作。

（八）并联机器人。对于传统机器人来说，所应用的是连杆以及关节串联结构，但是这一类型的机器人存在非累积定位误差。此外，并联机器人具有多种鲜明优势，主要包括结构紧凑以及承载力强等，并且改善了执行机构分布。

（九）协作装配机器人。目前，装配机器人的应用范围不断拓展，针对其提出更多要求，例如，各个机器人协作，同一机器人双臂协作，还有人和机器人的协作，有利于精密装配任务的完成。

（十）多智能体协调控制技术。当前，在机器人研究过程中，这项技术是一全新领域，所研究的主要内容为多智能体群体体系结构以及建模与规划等。

（十一）装配机器人圆形仿真技术。部分装配作业的复杂度较高，通常示教编程方法效率较低，若是可以之间联系机器人控制器以及CAD系统，便可以通过数据库中关乎装配作业的信息的应用，完成机器人离线编程，由此在结构环境之下，使机器人编程灵活性得到有效提升。除此之外，在联系机器人控制器以及图形仿真系统的条件下，在较大程度上提高验证装配程序的正确性以及可行性。

（十二）装配机器人的柔顺手腕。一般情况下，在装配操作中应用通用机器人，充分发挥其固有的结构柔性，由此修正装配操作所存在的运动误差。全面探析机器人刚度多种变量影响因素，适当调整机器人结构参数，由此获取机器人末端刚度，进一步达到装配操作对机器人柔性所提出的要求。

三、结束语

综上所述，随着我国科学技术的迅猛发展，装配机器人技术应运而生，被广泛应用于不同领域中。在我国，机器人发展较晚，相较于国际先进水平，仍旧比较落后。当前世界各国都加强机器人科学研究，探索多种新型技术，促进其自动化以及多样化发展。所以，对于我国而言，机器人自动装配方法与技术的研究势在必行。通过研究，最终将机器人运用于自动装配中，这成为重要发展趋势，由此使机器人代劳更多工作，解放劳动力，提升工作效率。

参考文献：

[1]黎田,胡晓雪,姚为,陈绍勇.机器人在航天装备自动化装配中的应用研究[J].航空制造技术,2014(21):102-104+108.

[2]刘卓立,王志辉.箱体部件自动化装配工装夹具设计[J].组合机床与自动化加工技术,2016(03):120-122.

[3]李慧.面向机器人自动化作业的产品装配规划技术研究[D].哈尔滨工业大学,2017.

[4]朱龙杰.自动安平水准仪自动化装配关键技术研究[D].合肥工业大学,2017.