基于柔顺控制的航天器大部件机器人装配技术

来源：机械工程学报杂志2018年第11期北京时间：

作者：胡瑞钦, 张立建, 孟少华, 董悫, 隆昌宇

单位：1. 北京卫星环境工程研究所 北京 100094;2. 北京市航天产品智能装配技术与装备工程技术研究中心 北京 100094

摘要：针对航天器大部件装配需求，给出一套基于力/位控制的机器人柔顺装配方法。基于装配界面作用力方向及机器人工具坐标系方向，实时计算用于力/位控制的笛卡尔坐标系。为避免力控制过程中的机器人抖动，设计了力与机器人速度的"S"型关系曲线。针对自由空间力控制、销钉导向等典型应用需求给出了力/位控制策略。针对机器人负载发生变化情况下的界面分离问题，对机器人在装配不同阶段下负载的质量特性进行预先测量，在界面分离时进行负载质量特性参数的切换，实现对应负载的重力补偿，并采用柔顺控制方法释放待分离界面的作用力，最终实现界面安全分离。试验结果表明，采用所设计的力/位控制方法，在工件安装的各主要过程中，工件可以稳定顺应外部约束，最终安装到位，在界面分离阶段，所述方法可以有效释放界面作用力，实现界面安全分离。

关键词：工业机器人,航天器,力/位控制,柔顺控制,重力补偿；

基金资助：国家高技术研究发展计划（863计划，2015AA043101）和国家自然科学基金（51705023）资助项目。