在电气设备生产中,将柔性线缆的金属端插入对应的连接器孔中是一道基本工序,工作量巨大。且随着线缆变细,线缆金属端结构形状更趋复杂,对插线的准确性和可靠性都提出了更高的要求,插线成功与否对产品的功能实现起关键作用。传统的插线工序都是由经过训练的工人采取一插(插线缆入连接器孔),二听(听卡扣的咔嗒声),三拉(保证插紧)的人工工作方式完成,可靠性差、效率低、劳动强度大,已经无法适应企业发展对工业自动化的生产要求。本文从企业实际需求出发,应用工业机器人设计并完成插线过程自动化。重点研究插线过程的接触力觉模型和自适应模糊力/位姿控制策略,并集成工业机器人和CCD相机,搭建了机器人自动插线原型系统。主要工作内容包括:(1)根据对机器人操持柔性线缆并将其插入对应的连接器孔这一过程的分析,将装配操作划分为预插接近、搜孔定位、孔内约束、插线完成四个阶段,根据实际受力情况,对线缆和孔可能的三种接触状态分别建立了接触力觉模型;(2)根据所建立的接触力觉模型,提出了判定各接触状态的方法及插线完成的力觉判据,对插线过程的位姿调整策略进行研究,提出了自适应模糊力/位姿控制策略;(3)分析了插线过程的相关性能指标和需求,集成工业机器人和CCD相机,搭建机器人自动插线原型系统,对系统模块进行设计,并基于Visual Studio 2017平台完成了原型系统软件的开发;(4)应用日立电梯控制柜的2种典型柔性线缆和连接器对所开发的原型系统的通用性进行了实验验证。同时设计了多组对比实验,对本文提出的插线过程接触力觉模型和自适应模糊力/位姿控制策略进行了评估。结果表明,本文提出的接触力觉模型能够对线缆与孔的不同接触状态进行正确判断,在自动插线的过程中,所提出的自适应模糊力/位姿控制策略能够实时修正机器人位姿,将线缆平滑插入连接器孔中并成功完成任务。