(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210677453.2 (22)申请日 2022.06.15 (71)申请人 中机中联工程有限公司 地址 400039 重庆市九龙坡区渝州路17号 (72)发明人 唐荣联　巫江　汪华平　王革　 (74)专利代理 机构 北京同恒源知识产权代理有 限公司 1 1275 专利代理师 杨柳岸 (51)Int.Cl. B23P 19/00(2006.01) B25J 11/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 具有人手力度感知能力的六轴重载装配机 械手及控制方法 (57)摘要 本发明涉及具有人手力度感知能力的六轴 重载装配机械手及控制方法， 包括设在车间工作 面上的Y轴系统、 悬浮在Y轴系统上的X轴系统以 及依次设置在X轴系统上的Z轴系统、 U轴系统、 V 轴系统、 W轴系 统， Z轴系统、 U轴系统、 V轴系 统、 W 轴系统随X轴运动实现工件X向的运动移动， Y轴 系统带动X轴系统、 Z轴系统、 U轴系统、 V轴系统、 W 轴系统运动实现工件Y向的运动和调整； Y轴系 统、 X轴系统、 Z轴系统、 U轴系 统、 V轴系统、 W轴系 统均电连接有控制 系统， X向Y向运动过程中能够 实现工件智能装配过程中装配阻力的感知度与 人工装配时的人手力的感知度相当， 对装配质量 的控制奠定基础， 采用控制系统的自学习能力， 提升装配 工件的精度及准确度。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 114986115 A 2022.09.02 CN 114986115 A 1.一种具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 包括设在车间工 作面上的Y轴系统、 悬浮在Y轴系统上的X轴系统以及依次设置在X轴系统上的Z轴系统、 U轴 系统、 V轴系统、 W轴系统， 所述Z轴系统、 U轴系统、 V轴系统、 W轴系统随X轴运动实现工件X向 的运动移动， 所述Y轴系统带动X轴系统、 Z轴系统、 U轴系统、 V轴系统、 W轴系统运动实现工件 Y向的运动和调整； 所述X轴系统、 Y轴系统采用气浮模式支撑， X向及Y向均装配有多套力传感器， 且X向及Y 向导向为低摩擦导向， 所述Y轴系统、 X轴系统、 Z轴系统、 U轴系统、 V轴系统、 W轴系统均电连 接有控制系统， 且控制系统由驱动控制系统、 通讯系统、 检测系统、 虚拟 工件姿态控制系统、 智能图像生成系统及管理系统 组成。 2.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述Y轴系统包括安装在车间工作面上两端的Y轴底座、 固定在Y轴底 座上的气浮装置、 固定在 气浮装置上的Y轴驱动装置、 Y轴滑台X轴底座及安装在Y轴驱动装置上的Y轴力传感器。 3.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述X轴系统包括设置在Y轴系统中Y轴滑台X轴底 座上的X轴气浮装置、 X轴驱动装置、 X轴滑台 Z轴底座以及安装在X轴驱动装置上的X轴力传感器。 4.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述Z轴系统设置在X轴滑台Z轴底座上， 包括固定在X轴滑台Z轴底座上的Z轴导向的驱动装 置、 固定在Z轴导向的驱动装置上的Z轴滑台U轴底座以及与Z轴滑台U轴底座相适配的导向 机构。 5.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述U轴系统设置在Z轴滑台U轴底座上， 包括固定在Z轴滑台U轴底座上的U轴支撑及驱动装 置、 固定在U轴支撑及驱动装置上的U轴回装台V&W轴底座， 所述U轴支撑采用平面回转支撑 结构； 驱动装置采用伺服驱动装置 。 6.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述V轴系统设置在 U轴回装台V&W轴底 座上， 包括设置在 U轴回装台V&W轴底 座上的V轴摆动叉 架、 V轴摆动叉架的导向和支撑系统、 V轴限位器、 V轴驱动装置 。 7.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述W轴系统设置在 U轴回装台V&W轴底 座上， 包括设置在 U轴回装台V&W轴底 座上的W轴摆动叉 架、 W轴摆动叉架的导向和支撑系统、 W轴限位器、 W轴驱动装置 。 8.如权利要求6 ‑7任一项所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特 征在于， 所述V轴系统与W轴系统共用一个U轴回装台V&W轴底座， V轴系统与W轴系统上放置 工件。 9.如权利要求1所述的具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手， 其特征在于， 所 述Y向的导向采用Y轴滑台两侧面与Y轴底座的侧壁形成低摩擦导向， X向的导向采用X轴滑 台两侧面与X轴底座的侧壁形成低摩擦导向。 10.具有人手力度感知能力的六轴重载装配机械手的控制方法， 其特征在于， 包括以下 步骤： S1、 通过力检测元件数据的读取， 比对装配工艺中的姿态参数及自学习后的装夹过程 数据， 通过控制系统的计算及判断， 给出对应轴位置关系， 并在人机界面上显示， 可以手动权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114986115 A 2或自动完成相应驱动轴的动作， 从而完成装夹过程的位置进给及微量调整， 确保装配力在 有效范围内运行； S2、 待装配工位读取工件条码， 作为唯一码与工件信息绑定， 可以与上位管控系统对 接， 上位系统核对工件的合规性及参数符合性判断是否允许装配运行， 核实完成后由上位 管控系统发出允许装配信号， 设备将工件输送至装配工位， 在装配工位通过通讯方式从控 制器中读取定位数值， 并进行工进、 步进的操作， 同时多次装配力数据的采集、 计算， 存 储； S3、 力数据在控制器上处理后， 上传至上位系统， 进行数据比对、 判断， 给出装配数值的 执行策略， 判断装配工件是否可以流 转到其他工序处 理。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114986115 A 3