混聯加工機器人項目實現技術新跨越
期次：第1289期
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混聯加工機器人技術應用展示
本報訊（記者張華）機械學院劉海濤教授主持完成的“高性能混聯加工機器人”項目，解決了混聯加工機器人機構創新、設計理論、關鍵技術中的難題，打通了從自主設計到工程應用的全鏈條，關鍵性能指標與國外同類產品技術水平相當，實現了從追趕到并跑的技術跨越，獲2021年度天津市技術發明一等獎。
隨著科學技術的不斷發展，用工業機器人替代機床實現高柔性、低成本加工正在成為智能制造裝備技術的重要發展趨勢。而混聯機器人憑借其相較于其它類型工業機器人的技術優勢，成為機器人加工技術的一個重要發展方向。同時，由混聯機器人構成的機器人化加工裝備，也是我國航天航空等重點領域實現高性能制造急需的核心裝備。國外相關企業通過專利壁壘長期獨霸國際市場。
“高性能混聯加工機器人”項目首創了一種由2自由度平面機構、集成鉸鏈和6自由度支鏈構成的混聯加工機器人新機構，打破了國外的專利壁壘，可搭建各類適用于銑削、制孔、焊接、拋磨、裝配等作業的單機和多機制造系統，在航天航空、軌道交通、船舶制造等領域具有廣闊的應用前景。
為保證機器人同時具有優良的運動靈活性、靜剛度和動態特性，該項目將機器人學、機床動力學、數字樣機技術有機結合，提出了主參數關聯設計和層次化設計策略，通過發明尺度-結構-驅動器集成設計新方法，突破了混聯加工機器人動態設計核心技術。為提高機器人的靜動態精度，該項目還將機器人學、結構動力學、大數據分析有機結合，突破了高速高精度五軸聯動控制、位姿誤差綜合補償、平滑與運動平穩軌跡規劃、高效精準視覺定位等一系列核心關鍵技術。
該項目先后授權國家發明專利33件、美國和歐洲專利各1件，登記軟件著作權9件，發表學術論文59篇；開發出以混聯加工機器人為核心的全向移動銑削、光學元件超精密拋光、空間型線攪拌摩擦焊接、汽車模具拋磨等系列新型工藝裝備，率先實現了在航天航空、新能源、汽車制造等領域的工程應用，解決了一批我國重大工程中的制造難題。