14、工业机器人协作技术：从力控到运动规划的全面解析

工业机器人协作技术：从力控到运动规划的全面解析

1. 无夹具装配与接触力控制

在工业机器人的应用中，无夹具装配是一个重要的概念。通过模拟工具交换过程，我们可以深入了解其中的接触力和扭矩控制方法。

1.1 实现细节

对于每个法兰，设置三个角度和三个距离。在实际操作中，我们随机设定每个法兰的角度和距离，但确保两个法兰使用相同的坐标系。当代码执行时，会输出以下关键信息：
- 每个销钉的状态和情况。
- 计算接触力所需的 X 和 Y 距离。
- 计算接触扭矩所需的接触点坐标。
- 最坏点的接触力和扭矩。
- 相对于固定模型移动后的销钉 - 孔模型的图形。

1.2 工业实例

为了演示交换夹具的装配过程，我们进行了一个模拟案例研究。场景中涉及两个固定机器人和一个带有工具交换功能的夹具。具体流程如下：
1. 机器人 R1 首先使用夹具。
2. 当该过程完成后，R1 将夹具传递给机器人 R2，以便继续进行另一个使用夹具的过程。

在这个过程中，工具交换发生在夹具上。工具交换器是孔的法兰，而机器人包含销钉的法兰。为了使夹具交换顺利进行，销钉必须与孔完全对齐并拼接。如果未对齐，就会产生接触力。为了简化工具交换装配问题，我们创建了一个仅包含两个法兰的简单模型。

通过移动和旋转带有销钉的法兰，并将相同的移动和旋转值作为输入设置到模型中，我们可以检查计算方法的正确性。结果表明，平移和旋转的结果显示两个法兰的位置相同，这意味着使用该模型定义装配状态和情况是成功的，进而说明计算用于确定接触力的 X、Y 和 Z 距离是正确的。接触力可以通过将距离 X、Y 和