随着工业的发展和科学技术的进步,现代工业领域,尤其以航空航天、轮船、风力发电设备等产品为代表的大尺寸产品工业领域,产品尺寸越来越大且装配精度要求越来越高。传统的人工装配方式由于操作复杂、效率低、易发生事故等原因,不能满足当今大部件装配精度、效率和安全性等方面的要求,目前逐步被高精度装配机器人技术取代。但由于飞机大部件刚性较差、精度要求高、装配路径复杂等特点,目前使用的高精度装配机器人涉及的关键技术,如高精度末端执行器定位技术、高精度测量辅助装配技术、高效可靠的装配路径规划技术等,仍存在诸多的问题。本文针对大部件高精度装配机器人关键技术中的高精度测量辅助装配技术存在的不足,采用理论分析和实验研究相结合的方法,系统深入地开展了关键技术的研究、验证及应用。主要研究内容和成果如下:(1)建立了移动部件和固定部件初始位姿计算模型。利用激光跟踪仪现场实测数据与基准点的理论数据,通过建立的初始位姿计算模型,求解到了当前移动部件和固定部件在飞机坐标系中的空间位姿。针对移动部件装配过程中,叉耳等特征无法实时测量的问题,通过激光跟踪仪对移动部件上分布点的测量及求解得到其在理论装配位置对应的理论值,为装配过程中的移动部件测量提供了依据。(2)建立了基于测量数据的移动部件位姿闭环控制方法,并完成粗定位装配。根据粗定位装配过程中规划的移动部件的理论位姿与其当前位姿的比较,并进行矩阵转换,得到了装配过程中移动部件姿态变化对应的旋转矩阵和平移矩阵。利用运动学逆运算,求解得到对应的机器人位姿调整参数。在此基础上,利用激光跟踪仪对基准点的实时测量,动态调整机器人的位姿,从而保证装配的准确性和安全性。(3)实现了基于计算机视觉的移动部件姿态精确定位方法。针对测量点在装配过程中可能存在的坐标波动,利用计算机视觉技术对精确装配进行测量并形成大部件姿态精确调整的闭环控制,不仅避免了在装配过程中的干涉碰撞问题,还保证了叉耳-耳片的同轴度要求,实现大部件的精确装配。论文所提出的上述理论与方法及开发的硬件平台,具有高负载、高精度和自动化调整的功能,能够提高自动化装配的过程的安全性和可靠性,具有实用价值和推广应用前景。