CN111069873A - 一种精密装配机器人***及其装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种精密装配机器人***及其装配方法，包括测量***、轴承套筒、微动平台和控制装置；测量***包括前端装置和后端装置；前端装置可拆卸地安装于轴承套筒的前端；后端装置可拆卸地安装于轴承套筒的后端；前端装置包括定位工装和前端测距机构，定位工装套设于轴承套筒前端；前端测距机构固定设置于定位工装；后端装置包括加持机构和后端测距机构；加持机构套设于轴承套筒后端；后端测距机构固定设置于加持机构；加持机构与微动平台可移动地连接；微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与控制装置电性连接；还包括其装配方法。本发明可有效获得轴孔相对位置信息，降低装配时候的碰撞冲击，提高工作效率。

Description

一种精密装配机器人***及其装配方法

技术领域

本发明涉及印刷机套筒安装，具体涉及一种精密装配机器人***及其装配方法。

背景技术

印刷机轴承套筒简称轴套，是一种安装在印刷机滚轴和机体外壳之间的装置，目的是防止滚轴直接摩擦机体外壳。该机构直径300mm，重量大，可达40kg以上；装配精度要求高，要求配合精度在5μm以内，因此装配极为困难。目前的装配方法是人工装配，效率很低，每天只能装1-2个；工人劳动强度大，由于需要蹲着进行作业，很多装配工人有腰椎突出的问题。目前虽已有印刷机轴承套筒墙板通孔相对位姿测量方案和在研样机，但是均没有考虑轴套质量大引起机构下垂，碰撞等问题，前者会造成装配的失败，后者会损坏通孔和套筒。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种精密装配机器人***及其装配方法，解决现有人工装配过程中轴承套筒与墙板通孔之间的相对位姿靠工人的力觉感受而导致的效率很低，工人劳动强度大，轴套和通孔容易受损以及现有测量方案中存在轴套质量大而引起的机构下垂和碰撞等问题，获得轴孔相对位置信息，降低装配时候的碰撞冲击，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种精密装配机器人***，包括测量***、轴承套筒、微动平台和控制装置；所述测量***包括前端装置和后端装置；所述前端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的前端；所述后端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的后端；所述前端装置包括定位工装和前端测距机构，所述定位工装的后侧与所述轴承套筒前端相适配，所述定位工装套设于所述轴承套筒前端；所述前端测距机构固定设置于所述定位工装；所述后端装置包括加持机构和后端测距机构；所述加持机构与所述轴承套筒后端相适配，所述加持机构套设于所述轴承套筒后端；所述后端测距机构固定设置于所述加持机构；所述加持机构与所述微动平台可移动地连接；所述微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与所述控制装置电性连接。

进一步地，还包括柔性机构；所述加持机构通过所述柔性机构与所述微动平台可移动地连接，所述柔性机构用于补偿装配误差，提高装配精确度。

更进一步地，所述柔性机构包括上板、硅胶垫和下板；所述上板与所述加持机构固定连接；所述下板与所述微动平台的顶部固定连接；所述上板与下板通过锁定装置可移动连接，所述锁定装置用于限制所述上板和下板间的移动范围；所述硅胶垫设置于所述上板和下板之间。

进一步地，所述微动平台包括若干个微动电动缸、移动板和底板，所述移动板的底部可转动地连接所述微动电动缸的一端，所述微动电动缸的另一端可转动地连接所述底板；所述下板与所述移动板固定连接；所述控制装置控制所述微动电动缸转动和移动，进而控制所述移动板移动和转动，从而调整所述下板的位置以进而调整所述测量***的位置。

进一步地，所述定位工装的外径小于所述轴承套筒的中部外径，由于所述轴承套筒的中部与所述墙板通孔的相适配，因此所述定位工装能够穿插进所述墙板通孔，帮助定位所述轴承套筒到所述墙板通孔中。

进一步地，所述前端测距机构包括若干个激光千分尺；所述定位工装上设置若干个所述激光千分尺，用于测量所述定位工装进入所述墙板通孔后与孔壁之间的距离，通过测得的距离，机器人可以调整所述定位工装的位置，知道测得的距离均相等，此时表明所述定位工装与所述墙板通孔实现轴对中。

进一步地，所述定位工装后侧设置有凸起周缘，所述轴承套筒前端的周缘边槽与所述凸起周缘相适配，所述定位工装后侧通过所述凸起周缘套装于所述周缘边槽上。所述凸起周缘用于将所述前端装置可拆卸地连接所述轴承套筒。

更进一步地，所述定位工装的后侧具有一定磁性，即所述凸起周缘具备磁性，吸附于所述周缘边槽上，使得所述定位工装与所述轴承套筒间的连接关系更稳定。

进一步地，所述定位工装包括工装上部和工装下部，所述工装上部与所述工装下部可拆解连接。所述工装上部和工装下部呈半圆形，拼装成圆形的所述定位工装；所述工装上部和工装下部的中部均中空，若干个所述激光千分尺分别固定设置于所述工装上部和工装下部的内部。

更进一步地，所述工装上部通过铰制孔螺栓与所述工装下部可拆解连接。

进一步地，所述后端测距机构包括若干个激光测距器；所述若干个激光测距器分别固定设置于所述加持机构。所述激光测距器用于测量所述激光测距器与印刷机墙板之间的距离。

进一步地，所述加持机构包括加持上部和加持下部，所述加持上部与所述加持下部可拆卸地连接；所述加持上部和加持下部套设于所述轴承套筒的后端周缘的外边前方；所述加持上部呈半圆形，所述加持上部的内径与所述轴承套筒的中部外径相适配；所述加持下部包括加持结构和连接结构，所述加持结构与连接结构固定连接；所述加持结构呈半圆形，所述加持结构的内径与所述轴承套筒的中部外径相适配；所述连接结构固定连接所述上板，所述加持结构套设于所述外边前方，所述外边卡入所述连接结构与加持结构间的凹槽中。所述加持上部和加持下部的前端面设置有若干个所述激光测距器。

一种基于上述精密装配机器人***的装配方法，应用于通过所述精密机器人***精确装配轴承套筒，提高装配效率和准确性，包括步骤如下：

步骤一：所述精密装配机器人的微动平台未处于工作状态以及测量***处于分解状态时，将所述测量***的定位工装套设于轴承套筒的周缘边槽上；将所述测量***的加持机构套设于所述轴承套筒的外边前方；将所述加持机构与柔性机构固定连接；

进一步地，将所述定位工装的工装上部和工装下部套设于所述周缘边槽上，再固定连接所述工装上部和工装下部；将所述轴承套筒的外边卡入所述加持机构的加持下部的加持结构和连接结构之间的凹槽中，将所述加持机构的加持上部扣设于所述轴承套筒的外边前方，将所述加持上部和加持下部固定连接；将所述连接结构固定安装在所述柔性机构的上板。

步骤二：在所述定位工装尚未***墙板通孔时，所述定位工装的激光千分尺未工作，所述加持机构的激光测距器在工作，将测得的所述激光测距器与印刷机墙板之间的距离传输至所述控制装置；

步骤三：根据微动平台未工作时所述激光测距器与所述印刷机墙板之间的距离设定所述激光测距器读数变化阈值，该阈值随着所述微动平台移动所述激光测距器使其与所述墙板通孔接近而不断减小。控制装置判断读数超过阈值的激光测距器数量，获得所述测量***与所述墙板通孔之间的粗略位置关系，控制所述微动平台移动所述测量***，使所述轴承套筒与所述墙板通孔粗略对准；

步骤四：所述控制装置控制所述微动平台移动所述测量***，将所述定位工装穿***所述墙板通孔，均匀分布在所述定位工装上的6个非接触式激光千分尺测得所述定位工装的周缘与所述墙板通孔的通孔壁之间的距离，将数据传输至所述控制装置；

步骤五：所述控制装置接收数据，得出所述定位工装在所述墙板通孔内与通孔壁的相对位置姿态；

步骤六：依据得到的相对位置，所述控制装置控制所述微动平台调整所述测量***的移动，最终使得所述定位工装与所述墙板通孔实现轴对中；

步骤七：所述激光测距器继续测量其到所述印刷机墙板间的距离，传输到所述控制装置，所述控制装置依据所述激光测距器的数据和所述测量***本身的尺寸得出所述测量***与所述印刷机墙板的位置关系，根据该位置关系模型适当调整所述微动平台的运动速度，使所述测量***越接近所述印刷机墙板，运动速度越慢，与所述印刷机墙板接触时，所述测量***的运动速度接近于0；

步骤八：所述柔性机构柔性补偿装配误差，所述微动平台将所述轴承套筒精确装配到所述墙板通孔内，完成装配；

步骤九：装配完成后，把所述定位工装和加持机构从所述轴承套筒上取下，然后安装在下一个要装配的轴承套筒上进行下一次装配。

本发明的有益效果在于：

1、利用精密装配机器人***，能够实现全装配过程的位置信息反馈，使其能够实时修正位置误差，提高装配精确度。

2、其中的测量***可以在工装接近通孔但尚未***通孔时降低接近速度，使得工装距离通孔孔周墙板以及通孔内壁越近速度越慢，降低装配时候的碰撞冲击，避免损伤工件。

3、该精密装配机器人***采用全自动智能操作，不需人工装配，能够提高工作效率，降低工人劳动强度以及提高装配精确度。

4、利用被动柔性进行装配，无需使用价格较高的六维力传感器，从而降低了成本。

附图说明

图1为本发明实施例的结构分解示意图；

图2为本发明实施例的结构组合示意图；

图3为本发明实施例中前端装置的结构示意图；

图4为本发明实施例的部分结构示意图；

图5为本发明实施例的使用状态示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，以下实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

实施例1

如图1-5所示，一种精密装配机器人***，包括测量***、轴承套筒2、微动平台6和控制装置(未在图中标出)；所述测量***包括前端装置1和后端装置3；所述前端装置1可拆卸地安装于所述轴承套筒2的前端；所述后端装置3可拆卸地安装于所述轴承套筒2的后端；所述前端装置1包括定位工装11和前端测距机构，所述定位工装11的后侧与所述轴承套筒2前端相适配，所述定位工装11套设于所述轴承套筒2前端；所述前端测距机构固定设置于所述定位工装11；所述后端装置3包括加持机构31和后端测距机构；所述加持机构31与所述轴承套筒2后端相适配，所述加持机构31套设于所述轴承套筒2后端；所述后端测距机构固定设置于所述加持机构31；所述加持机构31与所述微动平台6可移动地连接；所述微动平台6、前端测距机构和后端测距机构分别与所述控制装置电性连接，所述控制装置用于接收和分析所述前端测距机构和后端测距机构测得的数值并对其进行分析，根据分析结果控制所述微动平台6的动作使得所述轴承套筒2能够顺利装配到印刷机墙板4的通孔中。所述控制装置可依据实际情况安装于合适地点。

上述精密装配机器人***中，依据所述前端测距机构和后端测距机构测得的数据，所述控制装置使所述微动平台6作出反应，将所述轴承套筒2精确装配到印刷机墙板4的墙板通孔5中。所述前端装置1用于实现与墙板通孔5的轴对中，帮助所述轴承套筒2与墙板通孔5配合，其中所述定位工装11用于伸入所述墙板通孔5中，即引导所述轴承套筒2前端进入所述墙板通孔5中，所述前端测距机构用于测量所述定位工装11进入所述墙板通孔5后与所述印刷机墙板4上的通孔的孔壁之间的距离，根据所述前端测距机构的读数可以精确测量所述定位工装11与所述墙板通孔5的位置关系。

当所述前端装置1与所述墙板通孔5实现轴对中后，就要开始装配动作。但是在所述前端装置1往所述墙板通孔5处移动过程中，由于所述测量***本身的重量较大，所述测量***会不可避免地发生下垂，这就会导致所述轴承套筒2的中部外周缘，即所述轴承套筒2与所述墙板通孔5的配合面很可能与所述墙板通孔5发生碰撞卡阻，这种情况容易损坏所述轴承套筒2和墙板通孔5，并且影响装配效率和装配效果。

所述加持机构31用于固定支撑所述轴承套筒2，所述后端测距机构用于测量所述后端装置3与所述印刷机墙板4间的距离，将数据传输至所述控制装置，所述控制装置依据所述测量***本身的尺寸可计算得出所述测量***与所述印刷机墙板4之间的位置关系，并根据该位置关系控制所述微动平台6适当调整所述测量***的移动速度，使得当所述测量***越接近印刷机墙板4，移动速度越慢，直到所述测量***接触所述印刷机墙板4时移动速度接近于0，实现减轻所述轴承套筒2装配进所述墙板通孔5的冲击，并完成装配。

在本实施例中，所述控制装置可为可编程逻辑控制器等控制器，能够实现接收数据后智能自动化控制与其连接的机构。

进一步地，还包括柔性机构7；所述加持机构31通过所述柔性机构7与所述微动平台6可移动地连接；所述柔性机构7用于补偿装配误差，提高装配精确度。

更进一步地，所述柔性机构7包括上板71、硅胶垫72和下板73；所述上板71与所述加持机构31固定连接；所述下板73与所述微动平台6的顶部固定连接；所述上板71与下板73通过锁定装置74可移动连接，所述锁定装置74用于限制所述上板71和下板73间的移动范围；所述硅胶垫72设置于所述上板71和下板73之间，给上板71和下板73之间的相对运动提供柔性，补偿所述测量***和所述墙板通孔5间的装配误差，提高装配效果和装配效率。在本实施例中，所述锁定装置74可为螺栓等结构部件。

进一步地，所述微动平台6包括若干个微动电动缸62、移动板61和底板63，所述移动板61的底部可转动地连接所述微动电动缸62的一端，所述微动电动缸62的另一端可转动地连接所述底板63；所述下板73与所述移动板61固定连接；所述控制装置电性连接所述微动电动缸62。所述控制装置控制所述微动电动缸62转动和移动，进而控制所述移动板61移动和转动，从而调整所述下板73的位置以进而调整所述测量***的位置。在本实施例中，所述微动平台6采用六自由度微动平台6，包括6个微动电动缸62，所述微动电动缸62能够朝X、Y和Z轴方向移动和转动，移动的距离和转动的方向由所述控制装置控制。

进一步地，所述定位工装11的外径小于所述轴承套筒2的中部外径，由于所述轴承套筒2的中部与所述墙板通孔5的相适配，因此所述定位工装11能够穿插进所述墙板通孔5，帮助定位所述轴承套筒2到所述墙板通孔5中。在本实施例中，所述定位工装11的直径为295mm。装配完成后，由于所述定位工装11的直径小于所述墙板通孔5的直径，因此所述定位工装11容易拆下，只需松开螺栓即可。

进一步地，所述前端测距机构包括若干个激光千分尺12；所述定位工装11上设置若干个所述激光千分尺12，用于测量所述定位工装11进入所述墙板通孔5后与孔壁之间的距离，通过测得的距离，机器人可以调整所述定位工装11的位置，知道测得的距离均相等，此时表明所述定位工装11与所述墙板通孔5实现轴对中。在本实施例中，所述激光千分尺12使用的是非接触式激光千分尺12。

进一步地，所述定位工装11后侧设置有凸起周缘111，所述轴承套筒2前端的周缘边槽21与所述凸起周缘111相适配，所述定位工装11后侧通过所述凸起周缘111套装于所述周缘边槽21上。所述凸起周缘111用于将所述前端装置1可拆卸地连接所述轴承套筒2。

更进一步地，所述定位工装11的后侧具有一定磁性，即所述凸起周缘111具备磁性，套设吸附于所述周缘边槽21上，使得所述定位工装11与所述轴承套筒2间的连接关系更稳定。

进一步地，所述定位工装11包括工装上部112和工装下部113，所述工装上部112与所述工装下部113可拆解连接。所述工装上部112和工装下部113呈半圆形，拼装成圆形的所述定位工装11；所述工装上部112和工装下部113的中部均中空，若干个所述激光千分尺12分别固定设置于所述工装上部112和工装下部113的内部。在本实施例中，所述激光千分尺12设置有两组，每一组包括3个激光千分尺12，在所述工装上部112和工装下部113的内部均匀分布。在实际生产实践中，可以及实际情况需要设置所述激光千分尺12的数量和位置。

更进一步地，所述工装上部112通过铰制孔螺栓114与所述工装下部113可拆解连接。

进一步地，所述后端测距机构包括若干个激光测距器32；所述若干个激光测距器32分别固定设置于所述加持机构31。所述激光测距器32用于测量所述激光测距器32与印刷机墙板4之间的距离。

进一步地，所述加持机构31包括加持上部311和加持下部312，所述加持上部311与所述加持下部312可拆卸地连接；所述加持上部311和加持下部312套设于所述轴承套筒2的后端周缘的外边22前方；所述加持上部311呈半圆形，所述加持上部311的内径与所述轴承套筒2的中部外径相适配；所述加持下部312包括加持结构3121和连接结构3122，所述加持结构3121与连接结构3122固定连接；所述加持结构3121呈半圆形，所述加持结构3121的内径与所述轴承套筒2的中部外径相适配，所述连接结构3122固定连接所述上板71，所述加持结构3121套设于所述外边22前方，所述外边22卡入所述连接结构3122与加持结构3121间的凹槽3123中。所述加持上部311和加持下部312的前端面设置有若干个所述激光测距器32，在本实施例中，所述激光测距器32设置有3个，均匀分布于所述加持上部311和加持下部312前端面上；所述加持上部311与加持下部312各自的两端相互接触，通过螺栓固定连接；所述加持机构31的直径大于300mm。

需要说明的是，所述加持上部311和加持下部312的外径比所述轴承套筒2的中部外径略大，因此所述激光测距器32基本相当于环绕着所述轴承套筒2设置，所以可通过所述激光测距器32与所述墙板通孔5之间的相对位置关系判断所述轴承套筒2与所述墙板通孔5之间的相对位置关系。

当所述前端装置1尚未***所述墙板通孔5时，此时所述激光千分尺12还没有进入工作状态，所述激光测距器32处于工作状态，在本实施例中，可以获得3个所述激光测距器32与印刷机墙板4之间的距离。

根据所述微动平台6未动时刻，所述激光测距器32与所述印刷机墙板4之间的距离，所述控制装置设定所述激光测距器32的读数阈值，该阈值是一个变化量，随着所述微动平台6的顶板的移动，所述激光测距器32靠近通孔，该阈值也在不断减小。如果测得所述激光测距器32与墙板之间的距离超过设定阈值，则表明所述激光测距器32发射的激光束打到了通孔内部，导致所述激光测距器32测量的距离变为其与墙板之外的物体间的距离。在本实施例中，如果所述轴承套筒2的轴中心与所述墙板通孔5偏移，最多可能有2个测距器激光束打到通孔内部。根据读数超过阈值的测距器数量可以判断出所述轴承套筒2与墙板通孔5之间的粗略位置关系，并反馈给机器人，使其通过移动所述后端装置3而移动所述轴承套筒2，使所述轴承套筒2与所述墙板通孔5粗略对准。

在本实施例中，所述激光千分尺12与所述激光测距器32可用具有类似功能的仪器代替。

本实施例的主要技术指标如下：

(1)测量精度：直线误差≦1μm，测量角度误差≦0.2′；

(2)安装配合精度：直线误差≦5μm；

(3)六自由度微动平台6：承载能力≧50KG，XYZ方向移动距离≧100mm；

(4)六个伺服电动缸；每个电动缸的各项指标：额定推力：≧600N，行程：≧200mm，额定速度：≧200mm/s，最高速度：≧330mm/s，电机功率：≧0.35KW，电机工作电压：380V。

实施例2

如图1-5所示，一种基于上述实施例1中的精密装配机器人***的装配方法，应用于通过所述精密机器人***精确装配轴承套筒2，提高装配效率和准确性，包括步骤如下：

步骤一：所述精密装配机器人的微动平台6未处于工作状态以及测量***处于分解状态时，将所述测量***的定位工装11套设于轴承套筒2的周缘边槽21上；将所述测量***的加持机构31套设于所述轴承套筒2的外边前方；将所述加持机构31与柔性机构7固定连接；

说明：此安装过程不超过3分钟。

进一步地，将所述定位工装11的工装上部和工装下部套设于所述周缘边槽21上，再固定连接所述工装上部和工装下部；将所述轴承套筒2的外边卡入所述加持机构31的加持下部312的加持结构3121和连接结构3122之间的凹槽中，将所述加持机构31的加持上部311扣设于所述轴承套筒2的外边前方，将所述加持上部311和加持下部312固定连接；将所述连接结构3122固定安装在所述柔性机构7的上板71。

说明：其中，通过铰制孔螺栓固定连接所述工装上部和工装下部；通过螺栓固定连接所述加持上部311和加持下部312。

步骤二：在所述定位工装11尚未***墙板通孔5时，所述定位工装11的激光千分尺未工作，所述加持机构31的激光测距器32在工作，将测得的所述激光测距器32与印刷机墙板4之间的距离传输至所述控制装置；

步骤三：根据微动平台6未工作时所述激光测距器32与所述印刷机墙板4之间的距离设定所述激光测距器32读数变化阈值，该阈值随着所述微动平台6移动所述激光测距器32使其与所述墙板通孔5接近而不断减小。控制装置判断读数超过阈值的激光测距器32数量，获得所述测量***与所述墙板通孔5之间的粗略位置关系，控制所述微动平台6移动所述测量***，使所述轴承套筒2与所述墙板通孔5粗略对准。

步骤四：所述控制装置控制所述微动平台6移动所述测量***，将所述定位工装11穿***所述墙板通孔5，均匀分布在所述定位工装11上的6个非接触式激光千分尺测得所述定位工装11的周缘与所述墙板通孔5的通孔壁之间的距离，将数据传输至所述控制装置；

说明：所述非接触式激光千分尺利用投射在所述墙板通孔5的通孔壁上的激光点测得所述定位工装11与所述通孔壁之间的距离，以便所述控制装置计算得出所述定位工装11在所述墙板通孔5内的位置。

步骤五：所述控制装置接收数据，得出所述定位工装11在所述墙板通孔5内与通孔壁的相对位置姿态；

步骤六：依据得到的相对位置，所述控制装置控制所述微动平台6调整所述测量***的移动，最终使得所述定位工装11与所述墙板通孔5实现轴对中；

说明：为了实现所述轴承套筒2与所述墙板通孔5间的精确装配，需要先进入所述墙板通孔5的定位工装11与所述墙板通孔5轴对中，保证这之后的装配动作在一定程度上能够实现所述轴承套筒2与所述墙板通孔5的轴对中，提高装配的精确度。

步骤七：所述激光测距器32继续测量其到所述印刷机墙板4间的距离，传输到所述控制装置，所述控制装置依据所述激光测距器32的数据和所述测量***本身的尺寸得出所述测量***与所述印刷机墙板4的位置关系，根据该位置关系模型适当调整所述微动平台6的运动速度，使所述测量***越接近所述印刷机墙板4，运动速度越慢，与所述印刷机墙板4接触时，所述测量***的运动速度接近于0；

说明：当步骤六中所述定位工装11与所述墙板通孔5实现轴对中后，就要开始装配动作。但是在所述定位工装11往所述墙板通孔5处移动过程中，由于所述测量***本身以及所述轴承套筒2的重量较大，所述测量***和轴承套筒2会不可避免地发生下垂，这就会导致所述轴承套筒2的中部外周缘，即所述轴承套筒2与所述墙板通孔5的配合面很可能与所述墙板通孔5发生碰撞卡阻，这种情况容易损坏所述轴承套筒2和墙板通孔5，并且影响装配效率和装配效果。因此需要降低所述轴承套筒2靠近所述墙板通孔5的速度，以减少两者间的碰撞。

步骤八：所述柔性机构7柔性补偿装配误差，所述微动平台6将所述轴承套筒2精确装配到所述墙板通孔5内，完成装配；

说明：所述柔性机构7的上板71和下板73间设置有硅胶垫72，能够补偿上板71和下板73间的移动距离和移动方向，能够有效地补偿安装误差，使得所述轴承套筒2与所述墙板通孔5间的装配更精确。

步骤九：装配完成后，把所述定位工装11和加持机构31从所述轴承套筒2上取下，然后安装在下一个要装配的轴承套筒2上进行下一次装配。

说明：此拆卸过程不超过2分钟。

基于实施例1中的精密装配机器人***的装配方法与传统的装配方法比较，能够实现全装配过程的位置信息反馈，所述控制装置能够实时修正位置误差，减小碰撞冲击，避免损伤工件，并且利用被动柔性进行装配，无需使用价格较高的六维力传感器，从而降低了成本。

对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，给出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形，都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种精密装配机器人***，包括轴承套筒，其特征在于，还包括测量***、微动平台和控制装置；所述测量***包括前端装置和后端装置；所述前端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的前端；所述后端装置可拆卸地安装于所述轴承套筒的后端；所述前端装置包括定位工装和前端测距机构，所述定位工装的后侧与所述轴承套筒前端相适配，所述定位工装套设于所述轴承套筒前端；所述前端测距机构固定设置于所述定位工装；所述后端装置包括加持机构和后端测距机构；所述加持机构与所述轴承套筒后端相适配，所述加持机构套设于所述轴承套筒后端；所述后端测距机构固定设置于所述加持机构；所述加持机构与所述微动平台可移动地连接；所述微动平台、前端测距机构和后端测距机构分别与所述控制装置电性连接。

2.根据权利要求1所述的精密装配机器人***，其特征在于，还包括柔性机构；所述加持机构通过所述柔性机构与所述微动平台可移动地连接。

3.根据权利要求2所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述柔性机构包括上板、硅胶垫和下板；所述上板与所述加持机构固定连接；所述下板与所述微动平台的顶部固定连接；所述上板与下板通过锁定装置可移动连接；所述硅胶垫设置于所述上板和下板之间。

4.根据权利要求1所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述微动平台包括移动板、底板和若干个微动电动缸，所述移动板的底部可转动地连接所述微动电动缸的一端，所述微动电动缸的另一端可转动地连接所述底板；所述控制装置电性连接所述微动电动缸。

5.根据权利要求1所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述前端测距机构包括若干个激光千分尺；所述定位工装上设置若干个所述激光千分尺；所述后端测距机构包括若干个激光测距器；所述若干个激光测距器分别固定设置于所述加持机构。

6.根据权利要求1所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述定位工装后侧设置有凸起周缘，所述轴承套筒前端的周缘边槽与所述凸起周缘相适配，所述定位工装后侧通过所述凸起周缘套装于所述周缘边槽上；所述凸起周缘具备磁性，套设吸附于所述周缘边槽上。

7.根据权利要求1所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述定位工装包括工装上部和工装下部，所述工装上部与所述工装下部可拆解连接；所述工装上部和工装下部呈半圆形，拼装成圆形的所述定位工装；所述工装上部和工装下部的中部均中空，若干个所述激光千分尺分别固定设置于所述工装上部和工装下部的内部；所述定位工装的外径小于所述轴承套筒的中部外径。

8.根据权利要求1所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述加持机构包括加持上部和加持下部，所述加持上部与所述加持下部可拆卸地连接；所述加持上部和加持下部套设于所述轴承套筒的后端周缘的外边前方。

9.根据权利要求8所述的精密装配机器人***，其特征在于，所述加持上部呈半圆形，所述加持上部的内径与所述轴承套筒的中部外径相适配；所述加持下部包括加持结构和连接结构，所述加持结构与连接结构固定连接；所述加持结构呈半圆形，所述加持结构的内径与所述轴承套筒的中部外径相适配，所述加持结构套设于所述外边前方，所述外边卡入所述连接结构与加持结构间的凹槽中。

10.一种精密装配机器人***的装配方法，应用于通过权利要求1中所述的精密装配机器人***精确装配轴承套筒，包括步骤如下：

步骤一：所述精密装配机器人的微动平台未处于工作状态以及测量***处于分解状态时，将所述测量***的定位工装套设于轴承套筒的周缘边槽上；将所述测量***的加持机构套设于所述轴承套筒的外边前方；将所述加持机构与柔性机构固定连接；

步骤二：在所述定位工装尚未***墙板通孔时，所述定位工装的激光千分尺未工作，所述加持机构的激光测距器在工作，将测得的所述激光测距器与印刷机墙板之间的距离传输至所述控制装置；

步骤三：根据微动平台未工作时所述激光测距器与所述印刷机墙板之间的距离设定所述激光测距器读数变化阈值，该阈值随着所述微动平台移动所述激光测距器使其与所述墙板通孔接近而不断减小。控制装置判断读数超过阈值的激光测距器数量，获得所述测量***与所述墙板通孔之间的粗略位置关系，控制所述微动平台移动所述测量***，使所述轴承套筒与所述墙板通孔粗略对准；

步骤四：所述控制装置控制所述微动平台移动所述测量***，将所述定位工装穿***所述墙板通孔，均匀分布在所述定位工装上的6个非接触式激光千分尺测得所述定位工装的周缘与所述墙板通孔的通孔壁之间的距离，将数据传输至所述控制装置；

步骤五：所述控制装置接收数据，得出所述定位工装在所述墙板通孔内与通孔壁的相对位置姿态；

步骤六：依据得到的相对位置，所述控制装置控制所述微动平台调整所述测量***的移动，最终使得所述定位工装与所述墙板通孔实现轴对中；

步骤七：所述激光测距器继续测量其到所述印刷机墙板间的距离，传输到所述控制装置，所述控制装置依据所述激光测距器的数据和所述测量***本身的尺寸得出所述测量***与所述印刷机墙板的位置关系，根据该位置关系模型适当调整所述微动平台的运动速度，使所述测量***越接近所述印刷机墙板，运动速度越慢，与所述印刷机墙板接触时，所述测量***的运动速度接近于0；

步骤八：所述柔性机构柔性补偿装配误差，所述微动平台将所述轴承套筒精确装配到所述墙板通孔内，完成装配；

步骤九：装配完成后，把所述定位工装和加持机构从所述轴承套筒上取下，然后安装在下一个要装配的轴承套筒上进行下一次装配。

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