15、工业机器人插销入管任务的实验与集成分析

工业机器人插销入管任务的实验与集成分析

1. 插销入管任务实验结果

在插销入管任务的实验中，对半径为 23.62 毫米的插销进行了深度和力的轮廓分析。力轮廓与深度轮廓在 α = 218.4° 时是一致的。力数据包含了通过力传感器获取的实际数据以及深色显示的滤波后数据。未滤波的数据很难实时识别出由于孔导致的波动，而滤波后的数据会出现滞后现象，这可能会导致错误的孔方向判断。不过，通过图中数据可以推断，深度数据能更好地定位孔的方向。在 214.8° 时，力矩也出现了类似的波动，即孔的方向。

为了应对插销插入失败和放置不正确的情况，可以设计多种检查方法：
- 检查插销在向孔移动时是否移动超过其半径，如果超过则让机器人算法重新搜索孔。
- 若插销在未接触管表面的情况下进入孔中，则可以直接释放插销，无需启动搜索程序。
- 系统可以编程记住使用搜索技术找到的孔的位置，以便重复在同一孔位置插入插销。
- 可以采用防护移动的方式降低插销，即持续检查接触力，若插销碰到管表面，则重新进行搜索过程。

为了验证所提出框架生成的数据，使用了直径为 19.0 毫米的圆柱形插销和直径为 19.6 毫米的孔。制备了与现有实验装置尺寸相同的插销和孔块的 CAD 模型。当插销倾斜 10° 时，生成了一个样本深度图，沿 XZ 平面（即孔表面）的增量步长为 0.5 毫米，沿 Y 方向的深度分辨率为 0.1 毫米。

2. 控制方案总结

提出了一种基于电流控制的方法，将工业机器人的现有关节转换为被动柔顺关节。采用了带有比例控制器和稳态误差补偿器的主动力控制方案，首次报道了通过主动力控制限制电流实现被动关节柔顺性。并行主动 - 被动力控制方案在