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近日，由天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院劉海濤教授主持完成的“高性能混聯(lián)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用”項(xiàng)目，解決了混聯(lián)加工機(jī)器人機(jī)構(gòu)創(chuàng)新、設(shè)計(jì)理論、關(guān)鍵技術(shù)中的難題，打通了從自主設(shè)計(jì)到工程應(yīng)用的全鏈條。該項(xiàng)目獲得2021年度天津市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)技術(shù)發(fā)明一等獎(jiǎng)。
如今，工業(yè)機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、電子、物流等多種工業(yè)領(lǐng)域，成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)高端制造的關(guān)鍵，其中串聯(lián)機(jī)器人出現(xiàn)時(shí)間早，具有運(yùn)動(dòng)靈活、運(yùn)動(dòng)空間大等優(yōu)點(diǎn)，并聯(lián)機(jī)器人的研究起步較晚，具有剛度大、承載能力強(qiáng)、精度高、動(dòng)態(tài)特性?xún)?yōu)等特點(diǎn)。
而如果想要在一定的操作空間內(nèi)擁有靈活多角度的操作，又保證高速高精度的特性，那么混聯(lián)機(jī)器人便是最佳的選擇。
但想要將兩種不同特性的機(jī)器人完美結(jié)合在一起，并發(fā)揮足夠的效用，無(wú)疑是一件非常困難的事情，據(jù)了解，目前西班牙龍信和瑞典艾克斯康公司生產(chǎn)的混聯(lián)加工機(jī)器人，是世界上僅有的兩款商業(yè)化產(chǎn)品，其通過(guò)專(zhuān)利壁壘長(zhǎng)期獨(dú)霸國(guó)際市場(chǎng)。
本次項(xiàng)目首創(chuàng)了一種由2自由度平面機(jī)構(gòu)、集成鉸鏈和6自由度支鏈構(gòu)成的混聯(lián)加工機(jī)器人新機(jī)構(gòu)，打破了國(guó)外的專(zhuān)利壁壘，可搭建各類(lèi)適用于銑削、制孔、焊接、拋磨、裝配等作業(yè)的單機(jī)和多機(jī)制造系統(tǒng)，在航天航空、軌道交通、船舶制造等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
為提高機(jī)器人的靜動(dòng)態(tài)精度，項(xiàng)目將機(jī)器人學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、大數(shù)據(jù)分析有機(jī)結(jié)合，突破了高速高精度五軸聯(lián)動(dòng)控制、位姿誤差綜合補(bǔ)償、平滑與運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)軌跡規(guī)劃、高效精準(zhǔn)視覺(jué)定位等一系列核心關(guān)鍵技術(shù)。
在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目研制出3種規(guī)格混聯(lián)加工機(jī)器人新產(chǎn)品，經(jīng)第三方權(quán)威機(jī)構(gòu)檢測(cè)，機(jī)器人的空間重復(fù)和定位精度、最大加速度等性能指標(biāo)與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品技術(shù)水平相當(dāng)，實(shí)現(xiàn)了從“追趕”到“并跑”的技術(shù)跨越。
截至目前，該項(xiàng)目先后開(kāi)發(fā)出以混聯(lián)加工機(jī)器人為核心的全向移動(dòng)銑削、光學(xué)元件超精密拋光、空間型線攪拌摩擦焊接、汽車(chē)模具拋磨等系列新型工藝裝備，率先實(shí)現(xiàn)了在航天航空、新能源、汽車(chē)制造等領(lǐng)域的工程應(yīng)用，解決了一批我國(guó)重大工程中的制造難題。
“面向我國(guó)高端制造領(lǐng)域?qū)C(jī)器人化加工裝備的重大需求，課題組將持續(xù)拓展所研發(fā)的混聯(lián)加工機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，為提升我國(guó)高性能加工機(jī)器人的技術(shù)水平、推進(jìn)制造業(yè)創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展提供技術(shù)支撐。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉海濤教授表示。
原標(biāo)題：重磅！高性能加工機(jī)器人技術(shù)被突破，全球僅有兩家企業(yè)可商業(yè)生產(chǎn)
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