CN114833542A - 基于力学传感器的柔性装配系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种基于力学传感器的柔性装配系统及方法，其中，该系统包括：协作装置，用于抓取待装配工件，并执行修正流程；其中，协作装置安装有夹持装置及力学传感器；工件定位装置，用于固定待装配工件；导向装置，用于对协作装置及待装配工件的位置执行预修正；旋转装置，用于将装配轴对准装配体上的装配孔；装配推进模块，用于将导向装置插入装配体及待装配工件上的装配孔，及将装配轴推入到指定位置。本申请的技术方案可以实现对轴孔装配中装配轴的位置约束，从而提高装配精度，并过滤及消除噪声干扰。

Description

基于力学传感器的柔性装配系统及方法
技术领域
本申请涉及自动化装配技术领域，尤其涉及一种基于力学传感器的柔性装配系统及方法。
背景技术
相关技术中，针对孔与轴的装配问题，存在装配失败率较高，使用场景受限，位置修正的精度及维度受限等问题，且无法对装配过程中的噪声干扰进行有效的消除与过滤。
发明内容
本申请提供了一种基于力学传感器的柔性装配系统及方法，可以提高装配精度，并有效的过滤及消除装配过程中的噪声干扰。
第一方面，本申请提供一种基于力学传感器的柔性装配系统，所述系统包括：协作装置，用于抓取待装配工件，并执行修正流程；其中，所述协作装置安装有夹持装置及力学传感器；工件定位装置，用于固定所述待装配工件；导向装置，用于对所述协作装置及所述待装配工件的位置执行预修正；旋转装置，用于将装配轴对准装配体上的装配孔；装配推进模块，用于将所述导向装置插入装配体及所述待装配工件上的装配孔，及将所述装配轴推入到指定位置。
通过本申请的技术方案，可以基于力学传感器测得的数据，进行修正流程，实现了对轴孔装配中装配轴的位置约束，从而提高装配精度，并能够有效的过滤及消除装配过程中的噪声干扰。
在一种实现方式中，所述修正流程为初始影响抵消流程，所述协作装置具体用于：获取未抓取所述待装配工件时的第一受力及第一力矩；获取抓取所述待装配工件至当前位置后的第二受力及第二力矩；将所述第二受力减去所述第一受力，得到第三受力，将所述第二力矩减去所述第一力矩，得到第三力矩。
在一种实现方式中，所述修正流程为数据滤波流程，所述协作装置具体用于：响应于所述第三受力大于或等于预设的受力滤波系数，和/或，所述第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程；或者，响应于所述第三受力小于所述受力滤波系数，并且所述第三力矩小于所述力矩滤波系数，执行稳定性判定流程。
在一种可选地实现方式中，所述修正流程为所述位置修正判定流程，所述协作装置具体用于：响应于所述第三受力大于或等于所述受力滤波系数，将所述第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比；响应于所述第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将所述第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对；响应于所述第三受力大于或等于所述受力判定运动系数，和/或，所述第三力矩大于或等于所述力矩判定运动系数，执行位置修正；或者，响应于所述第三受力小于所述受力判定运动系数，并且所述第三力矩小于所述力矩判定运动系数，执行所述稳定性判定流程。
在一种可选地实现方式中，所述执行位置修正，包括：基于所述第三受力及预设的受力系数生成方向运动量；和/或，基于所述第三力矩及预设的力矩系数生成旋转角度运动量；基于所述方向运动量，和/或，所述旋转角度运动量，移动所述待装配工件。
在一种实现方式中，所述装配推进模块上装有磁性开关，所述修正流程为稳定性判定流程，所述协作装置具体用于：响应于所述磁性开关为导通状态，并且所述协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则判定所述待装配工件稳定。
第二方面，本申请提供一种基于力学传感器的柔性装配方法，所述方法应用于如第一方面所述的基于力学传感器的柔性装配系统，所述方法包括：步骤1：抓取待装配工件并移动至示教位置；步骤2：将导向装置插入装配体及所述待装配工件的装配孔；步骤3：执行修正流程，直至稳定性判定通过；步骤4：将装配轴与所述装配工件进行装配；步骤5：重复步骤3，完成装配。
通过本申请的技术方案，可以基于力学传感器测得的数据，进行修正流程，实现了对轴孔装配中装配轴的位置约束，从而提高装配精度，并能够有效的过滤及消除装配过程中的噪声干扰。
在一种实现方式中，所述执行修正流程，直至稳定性判定通过，包括：步骤301：获取第一受力及第一力矩；其中，所述第一受力及所述第一力矩为执行步骤3时，所述力学传感器测得的受力及力矩；步骤302：基于所述第一受力及所述第一力矩，执行初始影响抵消流程，得到第二受力及第二力矩；步骤303：响应于所述第二受力大于或等于预设的受力滤波系数，和/或，所述第二力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程；步骤304：响应于所述位置修正判定通过，执行稳定性判定流程，或者，响应于所述位置修正判定未通过，执行位置修正，直至稳定性判定通过。
在一种可选地实现方式中，步骤303还包括：响应于所述第二受力小于所述受力滤波系数，并且，所述第二力矩小于所述力矩滤波系数，执行所述稳定性判定流程；响应于所述稳定性判定不通过，返回执行步骤301。
在一种可选地实现方式中，所述执行初始影响抵消流程，包括：获取第三受力和第三力矩；将所述第一受力减去所述第三受力，得到第二受力；将所述第一力矩减去所述第三力矩，得到第二力矩；其中，所述第三受力和所述第三力矩，为未抓取所述待装配工件时，所述力学传感器测得的受力和力矩。
在一种可选地实现方式中，响应于所述第二受力大于或等于预设的受力判定运动系数，和/或，所述第二力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，执行位置修正；或者，响应于所述第二受力小于所述受力判定运动系数，并且所述第二力矩小于所述力矩判定运动系数，执行所述稳定性判定流程。
可选地，所述执行位置修正，包括：基于所述第二受力及预设的受力系数生成方向运动量；和/或，基于所述第二力矩及预设的力矩系数生成旋转角度运动量；基于所述方向运动量，和/或，所述旋转角度运动量，移动所述待装配工件。
在一种实现方式中，所述执行稳定性判定流程，包括：响应于所述导向装置到达第一预设位置，并且所述协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则判定所述待装配工件稳定；或者，响应于所述装配轴到达第二预设位置，并且所述协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于所述稳定性判定系数，则判定所述待装配工件稳定。
附图说明
附图用于更好地理解本方案，不构成对本申请的限定。其中：
图1为本申请实施例提供的一种基于力学传感器的柔性装配系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的一种基于力学传感器的柔性装配方法的流程图；
图3为本申请实施例提供的一种修正流程的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种基于力学传感器的柔性装配流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本申请的示范性实施例做出说明，其中包括本申请实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本申请的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
其中，在本申请的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请中涉及的第一、第二等各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请实施例的范围，也不表示先后顺序。
请参见图1，图1为本申请实施例提供的一种基于力学传感器的柔性装配系统的示意图。如图1所示，该系统包括协作装置101、工件定位装置102、导向装置103、旋转装置104及装配推进模块105。
其中，协作装置101，用于抓取待装配工件106，并执行修正流程；协作装置安装有夹持装置107及力学传感器108。
需要说明的是，在本申请的实施例中，协作装置101可以为协作机器人。
在本申请的实施例中，修正流程包括以下至少一项：初始影响抵消流程，数据滤波流程、位置修正判定流程及稳定性判定流程。
工件定位装置102，用于固定待装配工件106。
导向装置103，用于对协作装置101及待装配工件106的位置执行预修正。
需要说明的是，在本申请的实施例中，导向装置103可以为导向针。
举例而言，在将装配轴109与待装配工件106进行装配前，将导向装置插入装配体110及待装配工件106的装配孔，并执行修正流程，在修正流程完成后，本申请的系统已经能够达到较高的精度，从而降低后续的装配难度。
可以理解的是，本申请实施例的系统通过导向装置的使用，使得一些精度要求高，但是实际加工精度很低的装配问题变得可行。
旋转装置104，用于将装配轴对准装配体110上的装配孔。
装配推进模块105，用于将导向装置插入装配体110及待装配工件106上的装配孔，及将装配轴推入到指定位置；装配推进模块上装有磁性开关110。
在一种实现方式中，当修正流程为初始影响抵消流程时，协作装置101具体用于：获取未抓取待装配工件106时的第一受力及第一力矩；获取抓取待装配工件106至当前位置后的第二受力及第二力矩；将第二受力减去第一受力，得到第三受力，将第二力矩减去第一力矩，得到第三力矩。
其中，在本申请的实施例中，力学传感器108可以为六维力学传感器。
举例而言，协作装置101在夹持装置107未夹持待装配工件106，并且未受其他外力影响时，获取力学传感器108测得的受力及力矩，作为第一受力及第一力矩；在夹持装置107夹持待装配工件106至当前位置时，获取力学传感器108测得的受力及力矩，作为第二受力及第二力矩；将第二受力减去第一受力，得到第三受力，将第二力矩减去第一力矩，得到第三力矩。上述过程可表示如下：
F＝Fi-F0
其中，F为初始影响抵消后的力，F0为未夹持待装配工件106且未受其他外力影响时测得的力，Fi为夹持待装配工件106至当前位置后测得的六维合力(包含力与力矩)。
在一种实现方式中，当修正流程为数据滤波流程时，协作装置101具体用于：响应于第三受力大于或等于预设的受力滤波系数，和/或，第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程；或者，响应于第三受力小于受力滤波系数，并且第三力矩小于力矩滤波系数，执行稳定性判定流程。
其中，在本申请的实施例中，受力滤波系数与力矩滤波系数为用于消除由于精度带来的噪声及震荡问题的判定系数，具体取值与协作装置101及力学传感器108的精度相关。
作为一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于预设的受力滤波系数，第三力矩小于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
作为另一种示例，协作装置101响应于第三受力小于预设的受力滤波系数，第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
作为又一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于预设的受力滤波系数，第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
在一种实现方式中，当修正流程为位置修正判定流程时，协作装置101具体用于：响应于第三受力大于或等于受力滤波系数，将第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比；响应于第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对；响应于第三受力大于或等于受力判定运动系数，和/或，第三力矩大于或等于力矩判定运动系数，执行位置修正；或者，响应于第三受力小于受力判定运动系数，并且第三力矩小于力矩判定运动系数，执行稳定性判定流程。
其中，在本申请的实施例中，受力判定运动系数决定协作装置101在受力大于或等于该系数时进行位置修正；力矩判定运动系数决定协作装置101在所受力矩大于或等于该系数时进行位置修正；受力判定运动系数及力矩判定运动系数共同决定系统整体装配精度。受力判定运动系数及力矩判定运动系数的具体值可根据实际情况设定，并且受力判定运动系数大于受力滤波系数，力矩判定运动系数大于力矩滤波系数。
作为一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于受力滤波系数，第三力矩小于力矩滤波系数，将第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比，当第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数时，第三力矩小于预设的力矩判定运动系数，执行位置修正。
作为另一种示例，协作装置101响应于第三受力小于受力滤波系数，第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对，当第三力矩大于或等于力矩判定运动系数时，执行位置修正。
作为又一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于受力滤波系数，且第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比，并将第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对，当第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第三力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数时，执行位置修正。
作为又一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于受力滤波系数，且第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比，并将第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对，当第三受力小于预设的受力判定运动系数，第三力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数时，执行位置修正。
作为又一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于受力滤波系数，且第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比，并将第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对，当第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第三力矩小于预设的力矩判定运动系数时，执行位置修正。
作为又一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于受力滤波系数，且第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比，并将第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对，当第三受力小于预设的受力判定运动系数，第三力矩小于预设的力矩判定运动系数时，执行稳定性判定流程。
在一种实现方式中，执行位置修正，包括：基于第三受力及预设的受力系数生成方向运动量；和/或，基于第三力矩及预设的力矩系数生成旋转角度运动量；基于方向运动量，和/或，旋转角度运动量，移动待装配工件106。
其中，在本申请的实施例中，受力系数及力矩系数为决定协作装置101受力后运动步距增益的大小，可根据实际情况设定。
作为一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第三力矩小于预设的力矩判定运动系数，基于第三受力及预设的受力系数，使用方向运动量生成公式，生成方向运动量，并基于该方向运动量，移动待装配工件106。
作为另一种示例，协作装置101响应于第三受力小于预设的受力判定运动系数，第三力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，基于第三力矩及预设的力矩系数，使用旋转角度运动量生成公式，生成旋转角度运动量，并基于该旋转角度运动量，移动待装配工件106。
作为又一种示例，协作装置101响应于第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第三力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，基于第三受力及预设的受力系数，使用方向运动量生成公式，生成方向运动量，基于第三力矩及预设的力矩系数，使用旋转角度运动量生成公式，生成旋转角度运动量，并基于上述方向运动量及上述旋转角度运动量，移动待装配工件106。
其中，在本申请的实施例中，方向运动量生成公式可表示如下：
Figure BDA0003650654910000081
其中，xyzmove为x、y、z方向的运动量，F为第三受力，Findex为受力系数，Fmove为受力判定运动系数。
在本申请的实施例中，旋转角度运动量生成公式可表示如下：
Figure BDA0003650654910000082
其中，RXYZmove为Rx、Ry、Rz方向旋转角度运动量，T为第三力矩，Tindex为预设的力矩系数，Tmove为力矩判定运动系数。
由上可得，进行位置修正时的位置修正量可表示为：
ΔP＝[xyzmove，RXYZmove]T
其中，ΔP为单次位置修正量，xyzmove为x、y、z方向的运动量，RXYZmove为Rx、Ry、Rz方向旋转角度运动量。
在一种实现方式中，当修正流程为稳定性判定流程时，协作装置101具体用于：响应于磁性开关为导通状态，并且协作装置101位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则判定待装配工件106稳定。上述判定过程可表示如下：
Figure BDA0003650654910000083
其中，I/O＝1代表磁性开关导通，J(P)为协作装置位置变化的离散一阶导的平均值，T为预设的测算时间段(例如：0.05s)，dt为预设的测算频率(例如：0.05s/次)，P为待装配工件的运动量，djudge为预设的稳定性判定系数。
举例而言，导向装置及装配轴上可带有磁性材料，从而在当导向装置或者装配轴到达指定位置后，磁性开关发送I/O＝1，即开关导通的信号，从而判定导向装置或装配轴到达指定位置，若同时在稳定性时间系数内，协作装置101位置的离散一阶导的平均值小于稳定性判定系数，则判定待装配工件稳定。
其中，在本申请的实施例中，稳定性时间系数为决定协作装置101在大于或等于该系数对应的时间内不再运动便被视为稳定，该系数的具体值可根据实际情况设定；稳定性判定系数为定义协作装置101运动变化量小于该系数后，即可视为稳定，该系数的具体值可根据实际情况设定。
通过本申请实施例的系统，可以基于力学传感器测得的数据，进行修正流程，实现了对轴孔装配中装配轴的位置约束，从而提高装配精度，并能够有效的过滤及消除装配过程中的噪声干扰。
请参见图2，图2为本申请实施例提供的一种基于力学传感器的柔性装配方法，该方法应用于本申请实施例提供的基于力学传感器的柔性装配系统。如图2所示，该方法可以包括但不限于以下步骤：
步骤1：抓取待装配工件并移动至示教位置。
其中，在本申请的实施例中，示教位置指将待装配工件与装配轴进行装配的预设位置。
举例而言，协作装置使用夹取装置，抓取具备装配孔的待装配工件，并保证待装配工件在夹持装置上牢固定位，不会因受力而改变夹持装置及工件的相对位置，并移动至预先设定的示教位置。
步骤2：将导向装置插入装配体及待装配工件的装配孔。
举例而言，控制旋转装置将导向装置对准装配体上的装配孔，之后控制装配推进模块将导向装置插入装配体及待装配工件的装配孔。
步骤3：执行修正流程，直至稳定性判定通过。
举例而言，对待装配工件的位置进行修正，直至稳定性判定通过。
步骤4：将装配轴与装配工件进行装配。
举例而言，旋转装置进行旋转，将装配轴对准装配体上的装配孔。随后装配推进模块将装配轴推入到指定位置。
步骤5：重复步骤3，完成装配。
举例而言，协作装置携带待装配工件进行修正，直至稳定性判定通过，装配推进模块退出，将装配轴留在装配孔内部，并将协作装置上夹持装置松开，协作装置退回到安全位置完成装配。
通过本申请实施例的方法，可以基于力学传感器测得的数据，进行修正流程，实现了对轴孔装配中装配轴的位置约束，从而提高装配精度，并能够有效的过滤及消除装配过程中的噪声干扰。
在本申请实施例的一种实现方式中，可以将力学传感器测得的受力及力矩，与预设的多种系数进行比较，从而决定修正流程的具体步骤。作为一种示例，请参见图3，图3为本申请实施例提供的一种修正流程的示意图，如图3所示，该修正流程可以包括但不限于以下步骤：
步骤301：获取第一受力及第一力矩。
其中，在本申请的实施例中，第一受力及第一力矩为执行步骤301时，所述力学传感器测得的受力及力矩。
步骤302：基于第一受力及第一力矩，执行初始影响抵消流程，得到第二受力及第二力矩。
举例而言，将第一受力及第一力矩减去系统未工作状态下的测得的受力及力矩，从而进行初始影响抵消，以得到第二受力及第二力矩。
在一种实现方式中，执行初始影响抵消流程，包括：获取第三受力和第三力矩；将第一受力减去第三受力，得到第二受力；将第一力矩减去第三力矩，得到第二力矩。
其中，在本申请的实施例中，第三受力和第三力矩，为未抓取待装配工件时，力学传感器测得的受力和力矩。
步骤303：响应于第二受力大于或等于预设的受力滤波系数，和/或，第二力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
作为一种示例，响应于第二受力大于或等于预设的受力滤波系数，第二力矩小于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
作为另一种示例，响应于第二受力小于预设的受力滤波系数，第二力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
作为又一种示例，响应于第二受力大于或等于预设的受力滤波系数，第二力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程。
在本申请的一种实现方式中，步骤303还包括：响应于第二受力小于受力滤波系数，并且，第二力矩小于力矩滤波系数，执行稳定性判定流程；响应于稳定性判定不通过，返回执行步骤301。
举例而言，当第二受力小于受力滤波系数，并且第二力矩小于力矩滤波系数时，则直接执行稳定性判定流程，若稳定性判定未通过，则返回执行步骤301；若稳定性判定通过，则按实际情况执行后续步骤。
步骤304：响应于位置修正判定通过，执行稳定性判定流程，或者，响应于位置修正判定未通过，执行位置修正，之后执行稳定性判定流程。
举例而言，当位置判定通过时，则直接执行稳定性判定流程；或者，当位置修正判定未通过时，执行位置修正，在位置修正执行完成后，执行稳定性判定流程。
在本申请的一种实现方式中，执行位置修正判定流程包括以下步骤：响应于第二受力大于或等于预设的受力判定运动系数，和/或，第二力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，则位置修正判定未通过；或者，响应于第二受力小于受力判定运动系数，并且第二力矩小于力矩判定运动系数，则位置修正判定通过。
作为一种示例，若第二受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第二力矩小于预设的力矩判定运动系数，则位置修正判定未通过。
作为另一种示例，若第二受力小于预设的受力判定运动系数，第二力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，则位置修正判定未通过。
作为又一种示例，若第二受力小于预设的受力判定运动系数，第二力矩小于预设的力矩判定运动系数，则位置修正判定通过。
在本申请的一种实现方式中，执行位置修正包括以下步骤：基于第二受力及预设的受力系数生成方向运动量；和/或，基于第二力矩及预设的力矩系数生成旋转角度运动量；基于方向运动量，和/或，旋转角度运动量，移动待装配工件。
作为一种示例，若第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第三力矩小于预设的力矩判定运动系数，基于第三受力及预设的受力系数，使用运动量生成公式，生成方向运动量，并基于该方向运动量，移动待装配工件。
作为另一种示例，若第三受力小于预设的受力判定运动系数，第三力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，基于第三力矩及预设的力矩系数，使用旋转角度运动量生成公式，生成旋转角度运动量，并基于该旋转角度运动量，移动待装配工件。
作为又一种示例，若第三受力大于或等于预设的受力判定运动系数，第三力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，基于第三受力及预设的受力系数，使用运动量生成公式，生成方向运动量，基于第三力矩及预设的力矩系数，使用旋转角度运动量生成公式，生成旋转角度运动量，并基于上述方向运动量及上述旋转角度运动量，移动待装配工件。
在本申请的一种实现方式中，执行稳定性判定流程包括以下步骤：响应于导向装置到达第一预设位置，并且协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则判定待装配工件稳定；或者，响应于装配轴到达第二预设位置，并且协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于稳定性判定系数，则判定待装配工件稳定。
作为一种示例，以将导向装置插入装配体及待装配工件的装配孔后，执行修正流程为例，若导向装置到达能够使磁性开关闭合的第一预设位置，并且协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则稳定性判定通过。
作为另一种示例，以将装配轴与装配工件进行装配后，执行修正流程为例，若装配轴到达能够使磁性开关闭合的第二预设位置，并且协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则稳定性判定通过。
通过实施本申请实施例，可以基于力学传感器测得受力及力矩，执行修正流程，直至稳定性判定通过，从而提升装配精度，并能够抵抗噪声干扰。
请参见图4，图4为本申请实施例提供的一种基于力学传感器的柔性装配流程图。如图4所示，本申请实施例的协作装置将待装配工件抓取至示教位置后，将导向装置插入装配体及待装配工件，之后进行初始化数据设定，即根据实际情况，设定力矩系数、受力系数、受力滤波系数、力矩滤波系数、受力判定运动系数、矩判定运动系数、稳定性时间系数及稳定性判定系数。之后根据实际情况执行初始影响抵消流程，数据滤波流程、位置修正判定流程及稳定性判定流程中的一个或多个，之后执行稳定性判定。若稳定性判定通过，则将装配轴推入指定位置；若稳定性判定不通过，则根据实际情况，重复执行初始影响抵消流程，数据滤波流程、位置修正判定流程及稳定性判定流程中的一个或多个，直至稳定性判定通过。在稳定性判定通过后，将装配轴推入指定位置，之后根据实际情况，执行初始影响抵消流程，数据滤波流程、位置修正判定流程及稳定性判定流程中的一个或多个，并进行稳定性判定。若稳定性判定通过，则完成装配；若稳定性判定不通过，则按具体情况，重复执行初始影响抵消流程，数据滤波流程、位置修正判定流程及稳定性判定流程中的一个或多个，直至稳定性判定通过，完成装配。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明申请中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本申请的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
上述具体实施方式，并不构成对本申请保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本申请的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请保护范围之内。

Claims (13)

1.一种基于力学传感器的柔性装配系统，其特征在于，所述系统包括：
协作装置，用于抓取待装配工件，并执行修正流程；其中，所述协作装置安装有夹持装置及力学传感器；
工件定位装置，用于固定所述待装配工件；
导向装置，用于对所述协作装置及所述待装配工件的位置执行预修正；
旋转装置，用于将装配轴对准装配体上的装配孔；
装配推进模块，用于将所述导向装置插入装配体及所述待装配工件上的装配孔，及将所述装配轴推入到指定位置。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述修正流程为初始影响抵消流程，所述协作装置具体用于：
获取未抓取所述待装配工件时的第一受力及第一力矩；
获取抓取所述待装配工件至当前位置后的第二受力及第二力矩；
将所述第二受力减去所述第一受力，得到第三受力，将所述第二力矩减去所述第一力矩，得到第三力矩。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述修正流程为数据滤波流程，所述协作装置具体用于：
响应于所述第三受力大于或等于预设的受力滤波系数，和/或，所述第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程；
或者，响应于所述第三受力小于所述受力滤波系数，并且所述第三力矩小于所述力矩滤波系数，执行稳定性判定流程。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述修正流程为所述位置修正判定流程，所述协作装置具体用于：
响应于所述第三受力大于或等于所述受力滤波系数，将所述第三受力与预设的受力判定运动系数进行大小对比；
响应于所述第三力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，将所述第三力矩与预设的力矩判定运动系数进行大小比对；
响应于所述第三受力大于或等于所述受力判定运动系数，和/或，所述第三力矩大于或等于所述力矩判定运动系数，执行位置修正；
或者，响应于所述第三受力小于所述受力判定运动系数，并且所述第三力矩小于所述力矩判定运动系数，执行所述稳定性判定流程。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述执行位置修正，包括：
基于所述第三受力及预设的受力系数生成方向运动量；
和/或，基于所述第三力矩及预设的力矩系数生成旋转角度运动量；
基于所述方向运动量，和/或，所述旋转角度运动量，移动所述待装配工件。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述装配推进模块上装有磁性开关，所述修正流程为稳定性判定流程，所述协作装置具体用于：
响应于所述磁性开关为导通状态，并且所述协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则判定所述待装配工件稳定。
7.一种基于力学传感器的柔性装配方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1～6任一项所述的基于力学传感器的柔性装配系统，所述方法包括：
步骤1：抓取待装配工件并移动至示教位置；
步骤2：将导向装置插入装配体及所述待装配工件的装配孔；
步骤3：执行修正流程，直至稳定性判定通过；
步骤4：将装配轴与所述装配工件进行装配；
步骤5：重复步骤3，完成装配。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述执行修正流程，直至稳定性判定通过，包括：
步骤301：获取第一受力及第一力矩；其中，所述第一受力及所述第一力矩为执行步骤3时，所述力学传感器测得的受力及力矩；
步骤302：基于所述第一受力及所述第一力矩，执行初始影响抵消流程，得到第二受力及第二力矩；
步骤303：响应于所述第二受力大于或等于预设的受力滤波系数，和/或，所述第二力矩大于或等于预设的力矩滤波系数，执行位置修正判定流程；
步骤304：响应于所述位置修正判定通过，执行稳定性判定流程，或者，响应于所述位置修正判定未通过，执行位置修正，直至稳定性判定通过。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤303还包括：
响应于所述第二受力小于所述受力滤波系数，并且，所述第二力矩小于所述力矩滤波系数，执行所述稳定性判定流程；
响应于所述稳定性判定不通过，返回执行所述步骤301。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述执行初始影响抵消流程，包括：
获取第三受力和第三力矩；
将所述第一受力减去所述第三受力，得到第二受力；
将所述第一力矩减去所述第三力矩，得到第二力矩；
其中，所述第三受力和所述第三力矩，为未抓取所述待装配工件时，所述力学传感器测得的受力和力矩。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述执行位置修正判定流程，包括：
响应于所述第二受力大于或等于预设的受力判定运动系数，和/或，所述第二力矩大于或等于预设的力矩判定运动系数，执行位置修正；
或者，响应于所述第二受力小于所述受力判定运动系数，并且所述第二力矩小于所述力矩判定运动系数，执行所述稳定性判定流程。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述执行位置修正，包括：
基于所述第二受力及预设的受力系数生成方向运动量；
和/或，基于所述第二力矩及预设的力矩系数生成旋转角度运动量；
基于所述方向运动量，和/或，所述旋转角度运动量，移动所述待装配工件。
13.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述执行稳定性判定流程，包括：
响应于所述导向装置到达第一预设位置，并且所述协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于预设的稳定性判定系数，则判定所述待装配工件稳定；
或者，响应于所述装配轴到达第二预设位置，并且所述协作装置位置变化的离散一阶导的平均值小于所述稳定性判定系数，则判定所述待装配工件稳定。
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