[发明专利]一种用于大型分块光学组件的双机械臂自动装配系统

说明书

一种用于大型分块光学组件的双机械臂自动装配系统，属于大型分块光学组件装配技术领域。本发明在传统单机械臂或者双机械臂装配中机械臂仅仅具有装配作用的基础上，增加了双机械臂交互配合模式，一台机械臂通过快换装置携带摄影测量子系统中的双目测量相机对装配全过程进行实时识别测量，另一台机械臂通过快换装置携带工件末端执行器根据双目相机得到的测量数据执行工件的抓取及装配。两台机械臂可通过快换装置交换末端执行器，实现双机械臂功能互换，满足更广更大的视觉识别和装配范围要求。

技术领域

本发明涉及一种用于大型分块光学组件的双机械臂自动装配系统，属于大型分块光学组件装配技术领域。

背景技术

随着空间相机对分辨率的要求越来越高，传统整体式特大口径主镜，加工难度大、轻量化困难，造成发射成本高的缺点日益明显，已经无法再满足今后发展需求。因此，提出了可拼接的分块光学组件方案。

目前，可拼接分块光学组件仍然采用人工手动装配的方式完成，这种方式对于规格小、重量轻及分块镜数量少的光学组件尚可以适用。但是，随着分块光学组件中单个分块镜尺寸、重量越来越大，数量越来越多，单纯依靠人工手动方式进行装配，无法保证产品安全性、可靠性及装配精度一致性。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于大型分块光学组件的双机械臂自动装配系统，用于大型分块光学组件的自动装配，取代了人工手动装配模式，最终提高产品安全性、可靠性及装配精度一致性。

本发明的技术解决方案是：一种用于大型分块光学组件的双机械臂自动装配系统，包括双机械臂子系统、摄影测量子系统、中央控制子系统和三维重构虚拟显示子系统；

所述双机械臂子系统一方面通过快换装置携带摄影测量子系统中的双目测量相机对装配全过程进行实时识别测量，另一方面机械臂通过快换装置携带工件末端执行器根据双目相机得到的测量数据执行工件的抓取及装配；

摄影测量子系统用于装配场景三维空间、工件抓取及装配位姿关系的建立及装配过程中工件的实时识别测量；

中央控制子系统用于控制双机械臂子系统、摄影测量子系统进行协同工作，除与子系统内硬件设备通讯及数据交互以外，还需要将机械臂运动、力控数据实时传递给三维重构虚拟显示子系统；

三维重构虚拟显示子系统用于对产品的装配过程进行虚拟同步显示，根据预设的全场景要素三维模型，依据来自装配机器人子系统及摄影测量子系统的数据驱动全场景三维模型，实现装配过程及测量数据的实时显示。

进一步地，所述双机械臂子系统包括双机械臂、工件末端执行器、摄影测量末端执行器、移动式快换小车和货架；双机械臂位于分块光学组件主体框架两侧，根据分块光学组件的包络及双机械臂运行范围确定双机械臂、移动式快换小车及货架在主框架两侧的具体位置，保证相互位置不干涉。

进一步地，所述双机械臂中一台机械臂通过快换装置携带摄影测量子系统中的双目测量相机对装配全过程进行实时识别测量，另一台机械臂通过快换装置携带工件末端执行器根据双目相机得到的测量数据执行工件的抓取及装配；两台机械臂通过快换装置交换末端执行器，实现双机械臂功能互换。

进一步地，所述工件末端执行器通过快换装置安装到机械臂上，用于实现待装部件的抓取及装配；末端执行器通过电机驱动，在抓取部位通过对夹紧力的控制确保抓取的可靠性；抓取部位为柔性抓取部件，确保可自适应装配，同时末端具有力控装置，实现对装配力的控制及反馈。

进一步地，所述摄影测量末端执行器通过快换装置安装到机械臂上，机械臂带动双目测量相机在机械臂轨迹内任意点停留对工件进行识别及测量，指导机械臂进行工件抓取及自动装配；同时，用于安装双目测量相机及控制器，测量数据传输接口与工业快换接口相适应。