伴随着机器人装配技术的不断改进提高,虽已实现了机器人的力伺服控制,但控制精度仍显不足使得装配效率不高,而实现智能装配、协作装配技术取得突破是“中国制造2025”提出的具体要求,因此如何实现快速、高效的智能装配迫在眉睫。本文主要围绕基于力反馈的宏微机器人轴孔装配策略展开研究,为最终实现宏微装配机器人的力伺服控制打下基础。1.并联微平台运动学正逆解分析。首先,确定了并联微平台的位置和姿态描述,依据动、静平台的矢量关系推出并联机器人运动学逆解方程,通过z-y-x欧拉角法则求解出微平台的逆解;然后,采用基于位置反解的杆长迭代法来求解并联机器人位置正解,并通过实例对其运动学正逆解进行了数值验证。结果表明,并联微平台的驱动杆可快速地逼近已知杆长,适用于实时控制和理论分析。2.轴孔装配的理论研究。首先,分析了轴孔装配过程,对轴孔接触状态进行了划分,重点对轴孔三点接触模型分别进行了力学分析和几何分析;然后,结合螺旋理论和虚功原理对轴孔装配过程中可能出现的各种接触状态进行了判别,并给出了力传感器坐标系与轴孔接触坐标系的变换矩阵关系;最后,给出了轴孔装配方案。3.基于改进人工势场法的末端执行器路径规划。为使装配机器人末端执行器具有良好的柔性,对传统人工势场法的斥力势函数进行了改进;然后,在Visual Studio 2010平台上建立了机器人末端执行器的路径规划仿真平台,并进行了机器人单一障碍物和多障碍物环境中的路径规划仿真实验,结果表明经典人工势场法存在的目标不可达问题得到了解决,验证了改进的人工势场法的有效性和实用性。4.微平台末端位姿调整策略规划与运动学仿真。首先,通过对六维力传感器反馈的力信息分析得到了装配力矢量在传感器中的6个分量,并推导出了其位姿求解公式;然后,基于解耦的六维力信息,提出了微平台末端位姿的调整策略;最后,通过对并联微平台结构的分析,运用参数化和模块化设计思想,基于Matlab/SimMechanics建立了微平台的物理仿真模型,结合Simulink给定微平台的运动轨迹实现并联微平台的运动学仿真实验,结果表明期望杆长与实际杆长之间偏差为0.04mm,误差为2.67%。5.微平台运动轨迹控制实验。首先,搭建了基于固高运动控制器的并联微平台运动控制实验平台;其次,通过对并联微平台控制系统进行点位控制模式和各轴状态设置,结合微平台的运动学分析,完成对微平台规划轨迹的运动控制实验;最后对实验结果进行分析表明,并联微平台的运动序列与规划轨迹基本吻合,验证了对并联微平台进行轨迹控制的有效性。