基于三維視覺伺服的智能裝配系統設計*

麥子鈿，劉起陽，陳新度，高 萌，孔德良

(1.佛山智能裝備技術研究院，佛山 528234；2.廣東工業大學機電工程學院，廣州 510006)

0 引言

在機械制造中，裝配通常指根據一定原則將零件組裝成符合標準要求的機械設備，并實現產品功能的重要工序，是機器裝備制造的關鍵環節之一。然而人工裝配存在裝配精度差、工作效率低以及生產成本高等缺點。現有的自動化生產線通過固定工件位置進行開環控制，又缺少靈活性。同時，機器人的離線編程方式也難以動態地適應工業流水線中復雜、多變的裝配任務[1-5]。

伴隨著機器視覺技術的高速發展，配備上視覺傳感器的機器人技術，區別于示教再現和離線編程方式，其可利用視覺傳感器獲取圖像反饋信息并形成控制閉環(視覺伺服)，具有更重要的應用前景。視覺伺服能有效彌補機器人本體的移動誤差，提高機器人移動精度，適用于更高精度的任務。針對三維視覺伺服裝配問題，國內學者進行了大量的研究：何成等[6]利用跟蹤霍夫變換方法檢測螺孔插入位置，利用控制算法進行螺絲的精確裝配；王鵬等[7]也分析總結機器人軸孔裝配和控制方法的發展以及視覺伺服在裝配中的應用；席文明、吳成東等[8-9]對力反饋和視覺反饋相結合的閉環控制方法均有不同的研究。

本文使用6自由度機器人，配置相機在機器人末端，利用視覺傳感器實現對三角軸軸孔位置及位姿的檢測、定位，采用視覺伺服控制機器人末端抓取三角軸逼近軸孔，最終實現三角軸裝配。……