3D位姿估计结合阻抗控制的沉孔装配

摘要

面向长圆轴零件与沉孔零件的自动装配需求,针对装配中任意位置和姿态的零件柔顺装配的问题,研究了3D视觉和力觉结合的柔顺装配策略。在3D视觉定位方法中,提出了一种沉孔零件位姿估计的算法:首先使用超体素分割和约束平面分割(Constrained Planar Cuts,CPC)聚类完成点云数据的预处理,再利用基于权重的随机采样一致性(Weightbased Random Sample Consensus,WRANSAC)平面拟合完成平面定位,通过沉孔的轮廓提取与圆拟合估计装配位置。在力觉方法中,采用阻抗控制实现零件的柔顺装配。实验结果表明:本文提出的WRANSAC平面拟合算法的平均距离误差Δd可以达到0.09 mm,角度误差Δθ可以达到1.8°;3D空间中沉孔位姿的角度误差为1.0°,可实现配合间隙为0.5 mm的零件的装配。装配策略满足沉孔装配对精度及柔顺的要求。