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皓天鑫
近日，由天津大學機械工程學院劉海濤教授主持完成的“高性能混聯機器人關鍵技術及工程應用”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。該項目獲得2021年度天津市科學技術獎技術發明一等獎。
如今，工業機器人被廣泛應用于汽車、電子、物流等多種工業領域，成為我國實現高端制造的關鍵，其中串聯機器人出現時間早，具有運動靈活、運動空間大等優點，并聯機器人的研究起步較晚，具有剛度大、承載能力強、精度高、動態特性優等特點。
而如果想要在一定的操作空間內擁有靈活多角度的操作，又保證高速高精度的特性，那么混聯機器人便是最佳的選擇。
但想要將兩種不同特性的機器人完美結合在一起，并發揮足夠的效用，無疑是一件非常困難的事情，據了解，目前西班牙龍信和瑞典艾克斯康公司生產的混聯加工機器人，是世界上僅有的兩款商業化產品，其通過專利壁壘長期獨霸國際市場。
本次項目首創了一種由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。
為提高機器人的靜動態精度，項目將機器人學、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。
在此基礎上，項目研制出3種規格混聯加工機器人新產品，經第三方權威機構檢測，機器人的空間重復和定位精度、最大加速度等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。
截至目前，該項目先后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。
“面向我國高端制造領域對機器人化加工裝備的重大需求，課題組將持續拓展所研發的混聯加工機器人的應用領域，為提升我國高性能加工機器人的技術水平、推進制造業創新驅動發展提供技術支撐。”項目負責人劉海濤教授表示。
原標題：重磅！高性能加工機器人技術被突破，全球僅有兩家企業可商業生產
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