基于快换夹具和视觉的机器人装配工作站仿真设计*

冯凌云，郭灿彬，朱旭义，王彩芳

(广东机电职业技术学院电气技术学院，广州 510515)

0 引言

随着《中国制造2025》制造强国战略的进一步推进，智能制造已成为我国传统制造业转型升级的必然趋势[1]。装配作为产品制造的重要环节，在很大程度上决定了产品最终质量、制造成本和生产周期[2]。传统人工装配方法不仅费时费力、成本不断升高，而且难以保证产品质量的一致性，已无法满足快速多变的市场需求。机器人替代人工生产是未来制造业重要的发展趋势，是实现智能制造的基础，也是未来实现工业自动化、数字化、智能化的保障。使用机器人进行产品装配可以大幅度减少人工，保障产品装配的工艺和质量，提高生产效率和经济效益。

当前产品设计日趋精致巧妙，在产品正式生产前通过仿真手段规划、验证产品装配的工艺路线愈显重要，已成为装配工艺设计中最重要的研究内容[3]。机器人装配工作站的虚拟仿真是借助计算机仿真技术，在虚拟环境中仿真产品的装配流程，对装配过程中机器人的作业轨迹、运行姿态、生产节拍等进行模拟。在早期设计阶段验证产品装配的工艺性和合理性，以便及早发现问题，解决问题，从而有效降低生产成本和安全风险，提高产品质量和生产效率。文献[4-8]对此进行了探索和研究，在计算机环境里搭建了机器人虚拟装配工作站或生产线，实现了产品装配工艺的仿真、调试和分析。以上成果一方面主要研究单个夹具对固定位置的零部件进行拾取和装配，大大限制了工业机器人功能和性能的发挥。……