轴孔装配方法、系统及存储介质与流程

1.本技术涉及机器人装配领域，具体而言，涉及一种轴孔装配方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.轴孔装配任务是工业生产中的常见任务，传统工业机器人在执行轴孔装配任务时必须预先对装配动作进行精确的编程，若轴孔的相对位姿存在一定的误差(例如标定精度不足、定位精度不足或发生扰动偏移等)，轴孔装配任务就会失败，甚至可能损坏工件或机器人自身。
3.目前的轴孔装配系统具有在装配过程中容易受到外界的干扰或存在意外情况，使轴孔装配任务失败的缺陷。另外，目前的轴孔装配方法中寻孔与插孔之间的耦合性能差，导致轴孔装配的效率降低。


技术实现要素：

4.本技术实施例的目的在于提供一种轴孔装配方法、装置、电子设备及存储介质，本技术实施例提供的轴孔装配方法将寻孔插孔作为整体考虑，使两个阶段较好耦合；解决了作业过程中因为意外和干扰引起作业失败的问题，提高了轴孔装配效率。
5.第一方面，本技术实施例提供一种轴孔装配方法，轴孔装配方法应用于装配具有装配孔和装配平面的装配工件的轴孔装配装置；轴孔装配装置包括装配轴。该方法包括：对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置；其中，装配平面所在的平面为装配任务坐标系的x轴和y轴所在平面；装配轴所在方向为装配任务坐标系的z轴。根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面；其中，z轴第一方向为装配轴靠近装配平面的方向；控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置；根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。
6.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法先对装配平面进行校准；校准后获得装配平面的具体位置，通过螺旋轨迹与适当的力控实现寻孔，寻孔后进行插孔。将寻孔与插孔作为整体考虑，在各个阶段对轴孔的位置都进行了相应的调整，避免因干扰或意外导致的插孔失败，以保证插孔的成功率以及提高插孔的效率。
7.可选地，在本技术实施例中，装配轴包括传感器；根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面包括：根据装配平面的位置控制装配轴沿z轴第一方向以第一速度匀速运动。断传感器是否检测到初始接触力；若传感器检测到初始接触力，则将初始接触力变化至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面。
8.在上述实现过程中，本技术实施例在获取装配平面的位置后，装配轴根据装配平面的位置匀速靠近该装配平面；当装配轴接触到装配平面时，控制初始接触力减小至目标接触力；通过本技术实施例提供的轴孔装配方法能实现装配轴平稳与装配平面接触，并能
保护装配平面不受损。
9.可选地，在本技术实施例中，将初始接触力变化至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面包括：将初始接触力以第一收敛速度变化到第一接触力。判断第一接触力是否在预设接触力阈值范围内；若第一接触力在预设接触力阈值范围内，则将第一接触力以第二收敛速度变化至目标接触力；其中，第一收敛速度大于第二收敛速度。
10.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法在装配轴接触装配平面的过程中，分别以第一收敛速度将初始接触力减小至第一接触力，以第二收敛速度将第一接触力减小至目标接触力，最终以目标接触力稳定接触装配平面；在此过程中，第一收敛速度大于第二收敛速度；能够保证在短时间内实现对装配轴z向力的控制，在保护装配平面的同时，装配轴平稳接触装配平面。
11.可选地，在本技术实施例中，控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置包括：在x轴和y轴所在平面对装配轴施加恒定按压力；在z轴方向对装配轴施加可变力；装配轴根据恒定按压力与可变力以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面；由传感器检测z轴方向力的突变位置，并通过突变位置获得装配孔的位置。
12.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法中的寻孔方法，基于导纳控制装配轴的力，并以螺旋线轨迹运动；当检测到装配轴的位置或者接触力发生突变时，将突变的位置认定为装配孔所在的位置；从而准确高效地找到装配孔的位置。
13.可选地，在本技术实施例中，通过突变位置获得装配孔的位置包括：在突变位置，控制装配轴沿z轴第一方向以第二速度匀速运动，并获取第一运动距离。判断第一运动距离是否达到预设距离；若第一运动距离到达预设距离，则判定寻孔成功，并获取装配孔的位置。
14.在上述实现过程中，寻孔过程中，首先找到力的突变位置，找到力的突变位置以后，可以理解为装配轴试探性地向突变位置进行运动；在运动时，监测运动距离，当运动距离到达预设距离时，认定为突变的位置就是装配孔所在的位置。本技术实施例中寻孔的过程是一个多次试探的过程；在此过程中存在多次判断，符合条件才认定为寻孔成功，保证了寻孔的效率。
15.可选地，在本技术实施例中，根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔包括：根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，并获取第二运动距离与插孔力；判断第二运动距离是否达到距离阈值以及插孔力是否到达插孔力阈值；若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成。
16.在上述实现过程中，在确认装配孔的位置以后，对装配孔与装配轴的相对位置进行确认；以最佳相对位置进行插孔，在插孔的过程中以装配轴的运动距离和插孔力二者是否分别达到阈值作为判断依据，若二者分别达到阈值，那么认定插孔初步完成。通过距离阈值与插孔力阈值双重判定插孔是否初步完成，避免了意外滑出等情况下也错误地判断为初步插孔成功。
17.可选地，在本技术实施例中，若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成之后，该轴孔装配方法还包括：检测装配轴的位置，并判断装配轴的位置是否为标准位置；若装配轴的位置不为标准位置，则进行孔内调整，以完成插孔。
18.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法在插孔初步完成后，对孔轴相对位置进行判断；若孔轴相对位置为标准位置，那么认定插孔成功；若孔轴相对位置不是标准位置，那么需要对装配轴进行孔内调整。当出现卡阻情况时，能够快速准确的在装配孔内对装配轴进行调整，以保证插孔的稳定性。
19.可选地，在本技术实施例中，若装配轴的位置不为标准位置，则进行孔内调整，以完成插孔包括：由传感器，获取装配轴的力矩；获取装配孔几何结构；根据力矩和几何结构确定装配轴的旋转轴；以旋转轴为中心以第一预设步长旋转装配轴至标准位置，以完成插孔。
20.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法在装配轴部位标准位置时，进行孔内调整；从而矫正了轴孔的相对位置，将孔轴相对位置调整为标准位置，提高了插孔的准确率。
21.可选地，在本技术实施例中，对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置包括：步骤s1：多次以第二预设步长调整装配轴的位置，至装配轴与x轴和y轴所在平面的接触点的坐标符号改变。步骤s2：将第二预设步长减小一半，重复上述步骤s1至第二预设步长小于预设步长值。s3：获取装配轴的朝向，并根据朝向修正装配任务坐标系。
22.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法在进入寻孔插孔阶段之前额外增加了平面校准阶段，充分考虑到了事先给定的x轴和y轴所在平面朝向可能与实际朝向存在误差。对这一误差进行矫正，可以防止在寻孔阶段出现无法贴合x轴和y轴所在平面的情况，也可以极大地减轻插孔阶段中进行姿态调整的压力，增加整个装配任务的成功率，也降低了事先对x轴和y轴平面的标定精确度要求。
23.可选地，在本技术实施例中，多次以第二预设步长调整装配轴的位置包括：下探步骤：控制装配轴沿z轴第一方向运动至与x轴和y轴所在平面接触，并记录传感器示数，以获得接触力。坐标计算步骤：根据接触力计算接触点在装配任务坐标系中的坐标。装配轴调整步骤：根据接触点在装配任务坐标系中的坐标以第二预设步长调整装配轴的位置。
24.在上述实现过程中，本技术实施例提供的轴孔装配方法在孔内调整时，每次都以较小步长对装配轴进行调整，多次重复实现平面校准。使装配轴在寻孔前就获取了关于装配平面的基本信息，有利于寻孔过程中装配轴与装配平面的贴合。
25.第二方面，本技术实施例提供一种轴孔装配系统，轴孔装配系统应用于轴孔装配装置；轴孔装配装置包括装配轴、具有装配孔和装配平面的装配工件；轴孔装配系统包括：平面校准模块、寻孔模块以及插孔模块。平面校准模块，用于对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置；其中，装配平面所在的平面为装配任务坐标系的x轴和y轴所在平面；装配轴所在方向为装配任务坐标系的z轴。寻孔模块，用于根据装配平面的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面；其中，z轴第一方向为装配轴靠近装配平面的方向。寻孔模块，还用于控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置；以及插孔模块，用于根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。
26.第三方面，本技术实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器中存储有程序指令，所述处理器读取并运行所述程序指令时，执行上述任一实
现方式中的步骤。
27.第四方面，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述可读取存储介质中存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
29.图1为本技术实施例提供的轴孔装配流程图；
30.图2为本技术实施例提供的装配轴接触装配平面的流程图；
31.图3为本技术实施例提供的装配轴与装配平面接触时z向力控制流程图；
32.图4为本技术实施例提供的第一寻孔流程图；
33.图5为本技术实施例提供的第二寻孔流程图；
34.图6为本技术实施例提供的插孔流程图；
35.图7为本技术实施例提供的孔内调整的流程图；
36.图8为本技术实施例提供的平面校准流程图；
37.图9为本技术实施例提供的装配轴受力分析图；
38.图10为本技术实施例提供的调整装配轴位置的流程图；
39.图11为本技术实施例提供的轴孔装配系统的模块示意图；
40.图12为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
41.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述。例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
42.申请人在研究过程中发现，目前的轴孔装配方法或系统并没有将寻孔与插孔作为整体考虑；寻孔成功后转换为插孔操作，在此过程中非常容易由于力的调节或作业干扰导致无法成插孔，若将不考虑寻孔与插孔之间的耦合过程，会导致轴孔装配效率降低。
43.除了以上问题，在实际操作中常用的寻孔手段之一为利用轴孔尺寸信息计算获取
力反馈数值与轴孔偏移量之间的联系，从而进行修正；但此方法依赖于具体应用时轴孔的几何形状与尺寸的精确先验知识，可移植性不高。
44.在一些方法中，采用支持向量机的方法寻孔，该方法主要是使机器人末端在孔所在的平面记性折线搜索，并将实时力反馈信息输入预先训练的svm分类器中对寻孔结束事件进行检测。但此支持向量机的方法对训练数据集有一定要求，并且在更换应用场景时需要重新进行训练；因此，此方法的可移植性也不高，并且对数据集有较高要求。
45.在另一些方法中，寻孔使用相机和力觉传感器配合，进行校准和引导，但需要相机参与；因此，对轴孔装配的外设条件要求更高，使轴孔装配的成本增加。
46.进一步地，寻孔后进行插孔，插孔的方法也存在多种，例如使用视觉引导将装配轴初步放入装配孔中，此后在伺服层面进入“软伺服”模式，使得机器人对外力具有一定的服从性，完成装配轴在装配孔中的调节。或者，在竖直方向上控制z向力，并在x和/或y方向通过折线轨迹搜孔；进一步地，通过z向力来判断孔位；寻孔后进行插孔，基于插孔就的反馈力对装配轴的姿态进行调整，以完成插孔。但都需要额外的视觉辅助，使用视觉辅助会增加额外的硬件以及可能对工况产生限制；也没有考虑到在插孔过程中若存在意外，如寻孔错误、卡阻、装配轴脱离装配平面等；目前的插孔方法未做出当装配系统意外导致装配作业失败时的解决方式。
47.基于此，本技术实施例提供的轴孔装配方法，将寻孔与插孔作为整体考虑，将二者之间的耦合过程；在寻孔方面曾通过平面校准以及螺线轨迹寻孔配合实现寻孔，不需要视觉辅助，在一定程度上降低了轴孔装配的成本，降低了轴孔装配的外设条件要求。寻孔后充分考虑了各种突变因素以及提供了具体的解决方法，避免因为意外或者外部干扰导致作业失败的问题。
48.请参看图1，图1为本技术实施例提供的轴孔装配流程图；本技术实施例提供的轴孔装配方法应用于轴孔装配装置；该装置主要用于装配有装配孔和装配平面的装配工件；该方法包括：
49.步骤s100：对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置。
50.在上述步骤s100中，为了提高装配效率与精准度，在开始装配时首先对装配轴所在的装配任务坐标系进行平面校准，以准确获取装配平面的位置或朝向。
51.需要说明的是，装配平面所在的面为装配任务坐标系的x轴和y轴所在的平面；装配轴所在的平面是该装配任务坐标系的z轴；装配轴在机器人的控制下可在x轴、y轴和z轴所定义的区域内进行移动，以实现寻孔、插孔、复位。
52.步骤s101：根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面。
53.在上述步骤s101中，在明确装配平面的具体位置或朝向后，控制装配轴沿着z轴第一方向运动，以靠近并接触x轴和y轴所在的平面。需要说明的是，在本技术实施例中第一方向为靠近装配平面的方向。本领域技术人员可以理解的是，在装配轴靠近以及将要接近装配平面的过程中，包括了对装配轴z向力的调整与控制，保证装配轴准确地接触装配平面；在保护装配工件不受损的情况下，平稳准确地与装配平面接触。
54.步骤s102：控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置。
55.在上述步骤s102中，在装配轴接触装配平面后，控制装配轴遍历x轴和y轴所在的平面；更重要地是，本技术实施例以螺旋线为轨迹遍历x轴y轴所在平面，并在这个过程中，检测z轴方向上力的突变位置，从而获得装配孔的位置。本领域技术人员可以理解的是，在遍历的过程中若从平面运动至装配孔所在的位置，装配轴的接触力必然会发生突变。
56.示例性地，也可检测装配轴位置发生突降的位置；本领域技术人员可以理解的是，在遍历的过程中装配轴从平面运动到装配孔时，除了装配轴末端的力发生突变，其位置也会发生突变；检测位置的突降也能够实现寻孔。
57.步骤s103：根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。
58.在上述步骤s103中，通过步骤s102顺利寻孔，寻孔完成以后，根据装配孔的位置做好插孔前的准备，进行插孔；插孔过程中装配轴沿着z轴第一方向运动进行插孔。
59.通过图1可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法先对装配平面进行校准；校准后获得装配平面的具体位置，通过螺旋轨迹与适当的力控实现寻孔，寻孔后进行插孔。将寻孔与插孔作为整体考虑，在各个阶段对轴孔的位置都进行了相应的调整，避免因干扰或意外导致的插孔失败，以保证插孔的成功率以及提高插孔的效率。
60.请参看图2，图2为本技术实施例提供的装配轴接触装配平面的流程图；本技术实施例提供的装配轴具有传感器；该传感器可以检测装配轴的接触力，示例性地，该传感器可以是扭矩传感器、压力传感器等能实现装配轴接触力感知的传感器。该方法包括：
61.步骤s200：根据装配平面的位置控制装配轴沿z轴第一方向以第一速度匀速运动。
62.在上述步骤s200中，在明确装配平面的位置后，控制装配轴沿z轴第一方向，也就是接近装配平面的方向运动，实现装配轴与装配平面的接触。在此过程中，装配轴靠以第一速度匀速靠近装配平面；需要说明的是，本技术实施例中提到的以第一速度匀速靠近装配平面并不一定为绝对匀速；在一些情况下，开始运动与刚接触时的速度不要求与第一速度完全相同；或者在整个运动的过程中以第一速度为中心上下浮动5％以内均可认定为匀速运动。
63.步骤s201：判断传感器是否检测到初始接触力。
64.在上述步骤s201中，在装配轴靠近装配平面运动的过程中，实时检测装配轴的接触力是否发生变化，或是否检测到接触力；本领域技术人员可以理解的是，当装配轴靠近装配平面直至接触装配平面，装配轴与装配平面会产生初始接触力。
65.步骤s202：若传感器检测到初始接触力，则将初始接触力变化至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面。
66.在上述步骤s202中，若传感器检测到初始接触力，表明装配轴接触到了装配平面。本领域技术人员可以理解的是，当装配轴接触到装配的平面的瞬间，装配轴存在一定的速度，那么将会在装配平面产生初始接触力；为了保护装配平面，需要将装配轴的接触力进行快速调整，从初始接触力调整至目标接触力，从而完成装配轴与装配平面的接触。
67.示例性地，控制装配轴以第一速度匀速靠近装配平面，当检测到接触力，也就是装配轴已经接触到装配平面时，若目标接触力为f0(目标接触力的大小随装配任务而变化)，将初始接触力向目标接触力f0进行收敛。
68.通过图2可知，本技术实施例在获取装配平面的位置后，装配轴根据装配平面的位置匀速靠近该装配平面；当装配轴接触到装配平面时，控制初始接触力变化至目标接触力；
通过本技术实施例提供的轴孔装配方法能实现装配轴平稳与装配平面接触，并能保护装配平面在轴孔装配的过程中不受损。
69.请参看图3，图3为本技术实施例提供的装配轴与装配平面接触时，z向力控制流程图；该方法包括：
70.步骤s300：将初始接触力以第一收敛速度变化到第一接触力。
71.在上述步骤s300中，当装配轴与装配平面接触的瞬间，为保护装配平面，将初始接触力以第一收敛速度变化到第一接触力；
72.步骤s301：判断第一接触力是否在预设接触力阈值范围内。
73.在上述步骤s301中，在初始接触力变化的过程中，通过传感器检测装配轴的接触力；以预设接触力阈值为范围判断初始接触力的变化情况。示例性地，预设接触力阈值范围中的最小阈值大于目标接触力f0的85％。
74.步骤s302：若第一接触力在预设接触力阈值范围内，则将第一接触力以第二收敛速度变化至目标接触力。
75.在上述步骤s302中，当第一临时接触力在预设接触力阈值范围内时，继续以第二收敛速度减小接触力，直至减小至目标接触力。
76.示例性地，制装配轴以第一速度匀速靠近装配平面，当检测到接触力，也就是装配轴已经接触到装配平面时，若目标接触力为f0，将初始接触力向目标接触力f0进行收敛。将初始接触力变化到第一接触力，第一接触力可大于目标接触力的85％；进一步地，继续以大于第一收敛速度的第二收敛速度减小速度；将第一接触力收敛至接触力附近或者一段时间后(如5s后)，认定装配轴与x轴y轴所在平面接触。
77.需要说明的是，在上述实现过程中，第一收敛速度大于第二收敛速度；也就是说，初始接触力变化到第一临时接触力的过程是一个快速变化的过程；而由第一临时接触力变化到目标接触的过程是一个较为缓慢的变化过程。
78.通过图3可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法在装配轴接触装配平面的过程中，分别以第一收敛速度将初始接触力变化至第一接触力，以第二收敛速度将第一接触力变化至目标接触力，最终以目标接触力稳定接触装配平面；在此过程中，第一收敛速度大于第二收敛速度；能够保证在短时间内实现对装配轴z向力的控制，在保护装配平面的同时，装配轴平稳接触装配平面。
79.在此将上述过程中的初始接触力、第一接触力和目标接触力的关系进行说明，当装配轴刚接触到装配平面时的力为初始接触力；接触后力发生快速变化，变化至第一接触力；进一步地，第一接触力再变化为目标接触力。其中，初始接触力变化为第一接触接触力通常为单调变大过程，且第一接触力大于目标接触力；由第一接触力变化为目标接触力可以是不规律的，但目标接触力大于第一接触力。
80.示例性地，目标接触力为0.5n单调变化值第一接触力8.5n，第一接触力8.5n再变化为目标接触力10n；值得注意的是，第一接触力8.5n再变化到目标接触力10n的过程可以是单调变大的；也可以是不规律变化的，如由8.5n变化至12n，再从12n减小至10n。
81.请参看图4，图4为本技术实施例提供的第一寻孔流程图；该方法包括：
82.步骤s400：在x轴和y轴所在平面对装配轴施加恒定按压力。
83.步骤s401：在z轴方向对装配轴施加可变力。
84.在上述步骤s400-步骤s401中，对装配轴在x轴和y轴所在平面采用恒定的按压力，在z轴方向上施加可变力。对于装配轴力的控制采用导纳控制的方法。
85.本领域技术人员可以及理解的是，导纳控制器是一种在机器人领域有着广泛而普遍的应用的控制器类型，导纳控制的原理为：将通过力传感器等测量或外力估计获得的机器人与外界的接触力及上层规划的参考力作为导纳控制器的输入，通过导纳控制器将输入的力指令转化为机器人的位置指令并发送到对应的关节位置执行器。
86.需要说明的是，本技术实施例中对于装配轴的控制采用的是基于导纳控制进行时分控制；具体地，设置了接触力阈值，在接触前以位置控制的方式使用第一速度匀速运动；在该装配轴接触装配平面后，采用导纳控制模式控制装配轴；需要说明的是，在装配轴运动的过程中，允许装配轴的接触力存在阈值范围，在阈值范围内则认定为装配轴静止在当前位置，并在开始以螺旋线轨迹运动时，相应调整导纳参数以加快响应速度。
87.步骤s402：装配轴根据恒定按压力与可变力以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面。
88.在上述步骤s402中，对装配轴在x轴和y轴所在平面施加恒定按压力；在z轴方向施加可变力；同时，以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面。本领域技术人员可以理解的是，本技术实施例采用螺旋线轨迹的寻孔方法，成熟度较高，鲁棒性较好；不会受到摩擦力等不稳定因素的干扰；并且与折线相比，螺旋线轨迹搜孔具有更高的效率。
89.步骤s403：由传感器检测z轴方向力的突变位置，并通过突变位置获得装配孔的位置。
90.在上述步骤s403中，在装配轴以螺旋线的方式遍历x轴和y轴所在平面的同时，传感器检测装配轴的接触力，若接触力发生突变，则可将突变位置认定为装配孔所在的位置。
91.在一些实施例中，也可检测装配轴的位置变化，本领域技术人员可以理解的是，装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在的平面时，当从装配平面运动到装配孔时，装配轴的位置会发生突变；也就是说，当检测到装配轴位置发生突变时，可以将位置突变处认定为装配孔所在的位置。
92.通过图4可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法中的寻孔方法，基于导纳控制装配轴的力，并以螺旋线轨迹运动；当检测到装配轴的位置或者接触力发生突变时，将突变的位置认定为装配孔所在的位置；从而准确高效地找到装配孔的位置。
93.请参看图5，图5为本技术实施例提供的第二寻孔流程图；该方法包括：
94.步骤s500：在突变位置，控制装配轴沿z轴第一方向以第二速度匀速运动，并获取第一运动距离。
95.在上述步骤s500中，找到突变位置后，控制装配轴沿z轴第一方向以第二速度匀速运动，并获取第一运动距离。其中，第二速度可以是较低的速度，如1mm/s。
96.步骤s501：判断第一运动距离是否达到预设距离。
97.步骤s502：若第一运动距离到达预设距离，则判定寻孔成功，并获取装配孔的位置。
98.在上述步骤s501-步骤s502中，判断第一运动距离是否达到预设距离；预设距离。当第一运动距离到达预设距离时，判定寻孔成功；进而获取装配孔的位置。需要说明的是，预设距离根据装配任务中装配孔的深度进行设定，一般预设距离为装配孔的95％。
99.通过图5可知，寻孔过程中，首先找到力的突变位置，找到力的突变位置以后，可以理解为装配轴试探性地向突变位置进行运动；在运动时，监测运动距离，当运动距离到达预设距离时，认定为突变的位置就是装配孔所在的位置。本技术实施例中寻孔的过程是一个多次试探的过程；在此过程中存在多次判断，符合条件才认定为寻孔成功，保证了寻孔的效率。
100.请参看图6，图6为本技术实施例提供的插孔流程图；该方法包括：
101.步骤s600：根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，并获取第二运动距离与插孔力。
102.在上述步骤s600中，根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动；获取此次运动的距离以及插孔力。
103.步骤s601：判断第二运动距离是否达到距离阈值以及插孔力是否到达插孔力阈值。
104.步骤s602：若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成。
105.在上述步骤s601-s602中，在运动的过程中，判断第二运动距离和插孔力的变化；本领域技术人员可以理解的是，当装配轴接触到装配孔的底部时，装配轴的运动距离和插孔力均会发生变化；当运动距离与插孔力都在各自阈值范围内时，就可以判定插孔初步完成。
106.通过图6可知，在确认装配孔的位置以后，对装配孔与装配轴的相对位置进行确认；以最佳相对位置进行插孔，在插孔的过程中以装配轴的运动距离和插孔力二者是否分别达到阈值作为判断依据，若二者分别达到阈值，那么认定插孔初步完成。通过距离阈值与插孔力阈值双重判定插孔是否初步完成，避免了意外滑出等情况下也错误地判断为初步插孔成功。
107.在一可选地实施例中，在第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成之后，该轴孔装配方法还包括检测装配轴的位置，并判断装配轴的位置是否为标准位置；若装配轴的位置不为标准位置，则进行孔内调整，以完成插孔。
108.示例性的，完成初步插孔后，对装配轴的位置与装配孔的位置进行检测；判断装配轴的位置是否为标准位置，如果是标准位置，直接判断插孔成功；若不是标准位置，那么需要进一步对装配轴的位置进行孔内调整，将装配轴的位置调整为标准位置。需要说明的是，标准位置为装配轴的中心与装配孔的中心相对距离为零的位置；也就是装配轴与装配孔完全在z轴方向上完全对齐的位置。
109.由此可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法在插孔初步完成后，对孔轴相对位置进行判断；若孔轴相对位置为标准位置，那么认定插孔成功；若孔轴相对位置不是标准位置，那么需要对装配轴进行孔内调整。当出现卡阻情况时，能够快速准确的在装配孔内对装配轴进行调整，以保证插孔的稳定性。
110.请参看图7，图7为本技术实施例提供的孔内调整的流程图；该方法包括：
111.步骤s700：由传感器，获取装配轴的力矩。
112.在上述步骤s700中，由传感器获取装配轴的力矩，本领域技术人员可以理解的是，当作用于物体的力的方向线，不通过物体的重心时，对于此物体，就叫受到了偏心力，偏心
力的效应是使此物体产生转动及沿力方向移动，产生的转动就叫此力对物体有力矩作用。那么当轴孔相对位置不为标准位置时，装配轴就会产生相应的力矩；通过对力矩的分析可以实现对装配轴位置的分析并矫正。
113.步骤s701：获取装配孔几何结构。
114.步骤s702：根据力矩和几何结构确定装配轴的旋转轴。
115.在上述步骤s701-s702中，根据力矩和几何结构确定装配轴的旋转轴。其中，力矩可以通过传感器直接读取。
116.步骤s703：以旋转轴为中心以第一预设步长旋转装配轴至标准位置，以完成插孔。
117.在上述步骤s703中，在确定旋转轴后，以该旋转轴为中心以第一预设步长旋转，将该装配轴旋转至标准位置，旋转轴旋转至标准位置后可以认定为插孔成功。需要说明的是，第一预设步长在不同的轴孔装配任务中取值可以不同，一般取1
°
。
118.示例性地，以力传感器xy力矩读数的单位向量为旋转轴方向，以已完成的插孔深度的一半为旋转中心，等步长(如1
°
)地进行姿态的旋转，直至力矩消失后恢复正常插孔状态。
119.本领域技术人员可以理解的是，上述过程一般称为“柔顺”，柔顺包括姿态柔顺方案和六维柔顺方案；在本技术实施例中，在插孔过程中使用的是全六维柔顺的方案；并且在位置上采用导纳控制；姿态上采用定步长调整，相较于仅开启姿态柔顺的方案来说具有更好的性能，相较于采用六维全导纳控制的方案来说具有更好的稳定性。
120.通过图7可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法在装配轴部位标准位置时，进行孔内调整；从而矫正了轴孔的相对位置，将孔轴相对位置调整为标准位置，提高了插孔的准确率。
121.请参看图8，图8为本技术实施例提供的平面校准流程图；请结合参看图9，图9为本技术实施例提供的装配轴受力分析图；该方法包括：
122.在开始平面校准之前先对接触点的坐标进行计算，获取接触点的坐标，如图9所示；其中，fz为z向力、f
x
为x向力，f为装配轴所受合力、f为装配轴与装配孔之间的摩擦阻力。
123.示例性地，估算接触点在装配任务坐标系中的坐标，x＝-(ty–fx
*l)/fz；y＝(t
x
fy*l)/fz；其中，t
x
，ty为传感器x轴方向和y轴方向的力矩读数；f
x
，fy，fz为x轴方向，y轴方向，z轴方向力读数；l为轴的长度；从而确定接触点的坐标(x，y)。
124.步骤s800：多次以第二预设步长调整装配轴的位置，至装配轴与x轴和y轴所在平面的接触点的坐标符号改变。
125.在上述步骤s800中，多次以第二预设步长调整装配轴的位置，至装配轴与x轴和y轴所在平面的接触点的坐标符号改变。需要说明的是，第二预设步长可根据装配任务确定，一般取1
°
。示例性地，若上次计算坐标x为负数，则将装配轴绕y轴正方向旋转1
°
；若坐标y为正数，则将装配轴绕x轴正方向旋转1
°
，直至坐标符号发生变化。
126.步骤s801：将第二预设步长减小一半，重复上述步骤s800至第二预设步长小于预设步长值。
127.在上述步骤s801中，将第二预设步长减小一半，重复上述步骤s800至第二预设步长小于预设步长值。示例性地，当x由负变正时，将y方向的调整步长，即每次旋转的角度由原先的1
°
调整为0.5
°
；当y由负变正时，将x方向的调整步长，即每次旋转的角度由原先的1
°
调整为0.5
°
。调整坐标至步长小于0.3
°
，记录当前装配轴的姿态为平面方向。
128.步骤s802：获取装配轴的朝向，并根据朝向修正装配任务坐标系。
129.在上述步骤s802中，获取装配轴的朝向，并根据朝向修正装配任务坐标系；使装配轴的法向与装配坐标系的z轴方向重合。
130.通过图8与图9可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法在进入寻孔插孔阶段之前额外增加了平面校准阶段，充分考虑到了事先给定的x轴和y轴所在平面朝向可能与实际朝向存在误差。对这一误差进行矫正，可以防止在寻孔阶段出现无法贴合x轴和y轴所在平面的情况，也可以极大地减轻插孔阶段中进行姿态调整的压力，增加整个装配任务的成功率，也降低了事先对x轴和y轴平面的标定精确度要求。
131.请参看图10，图10为本技术实施例提供的调整装配轴位置的流程图；请继续结合参看图9；该方法包括：
132.步骤s900：控制装配轴沿z轴第一方向运动至与x轴和y轴所在平面接触，并记录传感器示数，以获得接触力。
133.步骤s901：根据接触力计算接触点在装配任务坐标系中的坐标。
134.在上述步骤s900-s901中，控制装配轴沿z轴第一方向运动至与x轴和y轴所在平面接触，并记录传感器示数，以获得接触力f；根据接触力计算接触点在装配任务坐标系中的坐标。示例性地，估算接触点在装配任务坐标系中的坐标，x＝-(ty–fx
*l)/fz；y＝(t
x
fy*l)/fz；其中，t
x
，ty为传感器x轴方向和y轴方向的力矩读数；f
x
，fy，fz为x轴方向，y轴方向，z轴方向力读数；l为轴的长度；从而确定接触点的坐标(x，y)。
135.步骤s902：根据接触点在装配任务坐标系中的坐标以第二预设步长调整装配轴的位置。
136.在上述步骤s902中，根据接触点在装配任务坐标系中的坐标以第二预设步长调整装配轴的位置；其中，第二预设步长一般为1
°
。示例性地，若上次计算坐标x为负数，则将装配轴绕y轴正方向旋转1
°
；若坐标y为正数，则将装配轴绕x轴正方向旋转1
°
。
137.通过图10可知，本技术实施例提供的轴孔装配方法在孔内调整时，每次都以较小步长对装配轴进行调整，多次重复实现平面校准。使装配轴在寻孔前就获取了关于装配平面的基本信息，有利于寻孔过程中装配轴与装配平面的贴合。
138.在一些实施例中，在整个装配过程中监控轴孔相对位置，和装配轴的位置。若装配轴在靠近装配平面的过程中已经对准了孔位，那么直接进行插孔前准备，准备插孔。
139.在一些实施例中，在螺旋寻孔的过程中若检测到装配轴意外脱离了x轴和y轴平面，则控制装配轴重新返回接触装配平面的过程，重新进行接触。
140.在一些实施例中，若检测到装配轴意外卡阻，则对装配轴进行在x轴和y轴方向的柔顺以摆脱卡阻。若插孔前的试探没有成功，则表明寻孔错误，那么控制装配轴返回螺旋寻孔过程继续寻孔。
141.在一些实施例中，若准备插孔前，检测到存在x轴和y轴方向的挤压力，装配轴不在孔的正中心或者处于倒角接触，调整x-y方向力在x轴和y轴方向进行柔顺将轴进一步挪动至孔的中心。
142.若插孔时遇到卡阻，则调整x-y方向力在x轴和y轴方向进行柔顺；或进行孔内姿态微调以恢复插孔，若仍无法解决则直接拔出以避免进一步的损害。
143.请参看图11，图11为本技术实施例提供的轴孔装配系统的模块示意图；该轴孔装配系统100包括：平面校准模块110、寻孔模块120以及插孔模块130。该轴孔装配系统100应用于轴孔装配装置；轴孔装配装置包括装配轴、具有装配孔和装配平面的装配工件。
144.平面校准模块110，用于对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置；其中，装配平面所在的平面为装配任务坐标系的x轴和y轴所在平面；装配轴所在方向为装配任务坐标系的z轴。
145.寻孔模块120，用于根据装配平面的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面；其中，z轴第一方向为装配轴靠近装配平面的方向。
146.寻孔模块120，还用于控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置。
147.插孔模块130，用于根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔。
148.在一可选的实施例中，装配轴包括传感器；寻孔模块120根据装配平面的位置，控制装配轴沿z轴第一方向运动，以接触x轴和y轴所在平面包括：寻孔模块120根据装配平面的位置控制装配轴沿z轴第一方向以第一速度匀速运动。断传感器是否检测到初始接触力；若传感器检测到初始接触力，寻孔模块120将初始接触力变化至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面。
149.在一可选的实施例中，寻孔模块120将初始接触力减小至目标接触力，以接触x轴和y轴所在平面包括：寻孔模块120将初始接触力以第一收敛速度变化到第一接触力。判断第一接触力是否在预设接触力阈值范围内；若第一接触力在预设接触力阈值范围内，寻孔模块120将第一接触力以第二收敛速度变化至目标接触力；其中，第一收敛速度大于第二收敛速度。
150.在一可选的实施例中，寻孔模块120控制装配轴以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面，并检测z轴方向力的突变位置，以获得装配孔的位置包括：寻孔模块120在x轴和y轴所在平面对装配轴施加恒定按压力；在z轴方向对装配轴施加可变力；装配轴根据恒定按压力与可变力以螺旋线轨迹遍历x轴和y轴所在平面；由传感器检测z轴方向力的突变位置，并通过突变位置获得装配孔的位置。
151.在一可选的实施例中，寻孔模块120通过突变位置获得装配孔的位置包括：在突变位置，寻孔模块120控制装配轴沿z轴第一方向以第二速度匀速运动，并获取第一运动距离。判断第一运动距离是否达到预设距离；若第一运动距离到达预设距离，则判定寻孔成功，并获取装配孔的位置。
152.在一可选的实施例中，插孔模块130根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，以实现插孔包括：插孔模块130根据装配孔的位置控制装配轴沿z轴第一方向运动，并获取第二运动距离与插孔力；插孔模块130判断第二运动距离是否达到距离阈值以及插孔力是否到达插孔力阈值；若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成。
153.在一可选的实施例中，若第二运动距离到达距离阈值且插孔力到达插孔力阈值，则判定插孔初步完成之后，该轴孔装配方法还包括：插孔模块130检测装配轴的位置，并判断装配轴的位置是否为标准位置；若装配轴的位置不为标准位置，则进行孔内调整，以完成
插孔。
154.在一可选的实施例中，若装配轴的位置不为标准位置，插孔模块130进行孔内调整，以完成插孔包括：由传感器，获取装配轴的力矩；获取装配孔几何结构；根据力矩和几何结构确定装配轴的旋转轴；插孔模块130以旋转轴为中心以第一预设步长旋转装配轴至标准位置，以完成插孔。
155.在一可选的实施例中，插孔模块130对装配轴在装配任务坐标系中进行平面校准，以获得装配平面的位置包括：步骤s1：插孔模块130多次以第二预设步长调整装配轴的位置，至装配轴与x轴和y轴所在平面的接触点的坐标符号改变。步骤s2：插孔模块130将第二预设步长减小一半，重复上述步骤s1至第二预设步长小于预设步长值。s3：插孔模块130获取装配轴的朝向，并根据朝向修正装配任务坐标系。
156.在一可选的实施例中，插孔模块130多次以第二预设步长调整装配轴的位置包括：下探步骤：插孔模块130控制装配轴沿z轴第一方向运动至与x轴和y轴所在平面接触，并记录传感器示数，以获得接触力。坐标计算步骤：插孔模块130根据接触力计算接触点在装配任务坐标系中的坐标。装配轴调整步骤：插孔模块130根据接触点在装配任务坐标系中的坐标以第二预设步长调整装配轴的位置。
157.请参看图12，图12为本技术实施例提供的电子设备的结构示意图。本技术实施例提供的一种电子设备300，包括：处理器301和存储器302，存储器302存储有处理器301可执行的机器可读指令，机器可读指令被处理器301执行时执行如上的方法。
158.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被一处理器读取并运行时，执行上述任一实现方式中的步骤。
159.计算机可读存储介质可以是随机存取存储器(random access memory，ram)，只读存储器(read only memory，rom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)，可擦除只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)，电可擦除只读存储器(electric erasable programmable read-only memory，eeprom)等各种可以存储程序代码的介质。其中，存储介质用于存储程序，所述处理器在接收到执行指令后，执行所述程序，本发明实施例任一实施例揭示的过程定义的电子终端所执行的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。
160.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
161.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
162.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部
分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
163.可以替换的，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本发明实施例所述的流程或功能。
164.所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。
165.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
166.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。