随着机器人在不同行业的广泛应用,机器人在人类工作和生活中扮演着越来越重的角色。在市场需求和政策鼓励的前提下,机器人市场的发展十分迅猛,单个工业机器人不能完成或完成的效率极低,难以满足生产需求;而多个工业机器人协作通过共享信息实现协作工作成为研究热点。双机器人协作是多机器人协作的一个基础,本文针对双机器人协作技术进行了研究,主要内容如下:(1)讨论了双机协作装配系统的构建原则,分别从安全性、功能性、一体性、稳定性和高效性五个方面分析了双机协作装配系统的构建原则,根据按钮装配任务的具体要求及机器人工作能力规划出系统的基础功能。设计了所需设备,并详细阐述系统组成中主要设备的功能,绘制设备的三维模型,为后序工作打下坚实基础。采用模块化的设计理念对控制系统进行规划,将整个系统规划为多个模块,模块之间协调工作、信息共享,保证工作信息在各个模块中实时交流,这样才是一个完整的双机器人协作控制系统,最后完整阐述了双机协作装配系统的工作流程。(2)梳理了现有的控制系统结构,设计一种层状控制结构;确定双机器人坐标系的标定方法。基于现有的协作策略,结合按钮装配任务及双机协作装配系统的组成提出了混合协作控制策略,并对该策略的详细工作方式进行论述。(3)对双机协作装配系统装配轨迹构建了包含多个优化目标的数学模型,提出机器人与周边设备和两台机器人之间的碰撞检测方法,运用量子粒子群算法对双机协作装配轨迹进行优化。在充分考虑不发生碰撞的前提下,使两台工业机器人同时满足运动学约束及最优执行时间和最优平滑轨迹,将两台机器人在按钮装配任务中的工作时间和位姿进行优化,解得到一条合理的工作轨迹。通过MATLAB和ADAMS的联合仿真验证算法的可行性和有效性。(4)实验证明:经过轨迹优化,按钮的合格率提高了13.3%,装配一个合格按钮平均耗时缩短14.5秒,如果双机协作装配系统在100%的工作速度下工作这些数据必将有更大的提高,对实际生产的意义也更大。两个实验的过程中均没有发现机器人发生碰撞的情况,充分说明双机协作装配系统的协作策略有效、可行。