｜六軸機器人搭配力感測器的軸孔組裝工作

摘要：本文討論使用六軸機器人進行軸孔組裝的方法，使用標準的位置系統控制器搭配力感測器進行插件。在機器人進行插件過程中，將軸孔的相對位置誤差分成兩種等級，計算軸孔之間的摩擦力大小與方向，分析兩種誤差等級該有的應對方式。在過去的文獻資料中提到的作法效率不高，因為當機器人插件過程出現較大位置誤差時，必須回到初始位置重新插件，使得機器人工作效率低；本文提出一種更有效率的方法，可以連續修正機器人的位置誤差，甚至不需要中斷機器人正在進行的插件工作。

Abstract: This paper discusses the peg-in-hole task using force sensor with a 6 DOF robot. In this paper, when the directional error occurs during the task, it is supposed that there are two cases with small and large errors, and quasi-static analysis has been accomplished for each case. In most other algorithms, however, when there is large directional error during the task, the robot has to return to the initial position and restart the task from the beginning, which is considered to be inefficient. This paper proposes the algorithm which enables a robot to continue the task even with large directional error by adjusting the positional and directional error. This algorithm has been implemented for 6-axis robot and is shown to be effective.

關鍵詞：軸孔組裝、機器人、力感測器

Keywords：Peg in hole, Robot, Force sensor

前言
由於自動化意識抬頭，利用自動化機械取代生產線上的人力已蔚為趨勢，而在自動化機械系統的使用彈性上，又以機械手臂最為多樣化，因此，使用機械手臂執行生產線上的組裝工作，不但可以處理重複性的組裝工作，又可以分擔危險環境的工作需求。然而，當機器手臂長時間執行重複性的組裝工作時，偶爾會發生組裝位置偏差之情形，為了解決組裝誤差的問題，學者們將解決方式分成兩種，第一種是被動式順應控制，第二種是主動式順性控制。被動式順性控制是利用一種被稱之為RCC （Remote Center Compliance） 機構的活動能力，被動的使工件去符合組裝位置誤差，使軸件能被孔件導正之後進入孔內，其過程如圖1所示。

主動式順應控制則是擷取組裝工件末端的力量資訊，計算出組裝工件之間偏差的數值，利用機器人的微量移動去補償組裝工件之間的位置誤差，使機器人可以被應用於高精度的組裝任務，本論文以H7g6等級的軸孔配合組裝為例，討論六軸機器人搭配力感測器的軸孔組裝工作。