基于零点状态跟踪法的小间隙轴孔装配策略

来源：计算机测量与控制杂志2025年第4期北京时间：

作者：陈东生,郭文婷,张世玉

单位：机械制造工艺研究所

摘要：在小间隙轴孔精密装配过程中，需要分析传感器检测的力与力矩信息，判断轴孔相对的位置与姿态，从而判断接触状态决定调整方向。由于接触力和力矩与轴的位姿高度耦合，因此装配过程中五个方向上的力与力矩存在耦合作用，各个力之间会相互影响，导致调控收敛慢。为减少耦合造成的震荡，提高调控效率，提出一种基于零点状态跟踪法的柔顺装配策略。该策略依据轴孔交互力信息实现轴与孔的对齐，在装配阶段对轴孔交互模型进行分析，绘制接触状态-受力关系图，对调整过程中接触状态进行识别，在该调整策略下，在姿态角调整前预先进行位置调整，使得径向接触力为0 N,跟踪两点接触状态中的水平力“零点”，消除第一类力矩的影响，让角度调整量只受角度偏差的影响，在控制层面上将轴孔自动化装配的复杂多维力控制问题解耦。实验结果表明，采用所设计的装配策略，调控时间减少了40%。即采用该策略能提高调控效率，快速实现轴孔装配力和力矩调整。

关键词：轴孔装配;插孔策略;接触状态;工业机器人