本項目源于大眾在生產(chǎn)過程中遇到的一個實(shí)際問題：目前發(fā)動機(jī)缸體裝配生產(chǎn)線上的機(jī)器人工作全過程軌跡均由人工示教確定，工人主要通過觀察機(jī)器人各關(guān)節(jié)電流大小、機(jī)器人節(jié)拍時間調(diào)整機(jī)器人軌跡。工人高度依賴經(jīng)驗(yàn)、缺乏理論指導(dǎo)和裝配系統(tǒng)缺乏自適應(yīng)性導(dǎo)致機(jī)器人關(guān)節(jié)電流大、壽命短、裝配質(zhì)量有待提升、軌跡節(jié)拍有待壓縮。本項目擬面向發(fā)動機(jī)缸體裝配場景優(yōu)化機(jī)器人工作軌跡，通過視覺方式獲得更精確工件位姿信息；優(yōu)化關(guān)節(jié)力矩，以減小關(guān)節(jié)電流；根據(jù)孔位分布信息規(guī)劃整條裝配路線，完成裝配任務(wù)并提高裝配生產(chǎn)效率。

（1）在機(jī)器人末端執(zhí)行器上加裝相機(jī)，獲取工件、模型孔位的位姿精確信息，使得裝配系統(tǒng)對工件位姿偏置具有自適應(yīng)性，提高裝配成功率。

（2）提出評估機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩的指標(biāo)，基于指標(biāo)優(yōu)化機(jī)器人裝配時的冗余自由度，獲得最優(yōu)姿態(tài)。

（3）規(guī)劃不同裝配點(diǎn)位之間路徑、軌跡，提高裝配生產(chǎn)效率，新軌跡節(jié)拍壓縮5-20%。

（1）提出了一種基于單目相機(jī)的視覺估計方案，提升了系統(tǒng)的魯棒性。結(jié)合高效的相機(jī)自標(biāo)定、特征提取以及位姿估計方案可以自行適應(yīng)不同批次工件。

（2）提出了評價機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩的指標(biāo)，并基于指標(biāo)設(shè)計了一種優(yōu)化機(jī)器人裝配姿態(tài)冗余自由度的方案，解算出在指標(biāo)意義下的最優(yōu)裝配姿態(tài)，使得機(jī)器人關(guān)節(jié)力矩盡可能小且均一。

（3）設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了裝配軌跡自動生成方案。在已知工件裝配點(diǎn)位坐標(biāo)和環(huán)境障礙物信息的前提下，自動生成高效、安全的裝配軌跡。生成軌跡相較于傳統(tǒng)示教方法時間顯著縮短，有效壓縮了工作節(jié)拍。