科创中国

1、项目研究特色：

①提出移动机器人加工决策模式，融合移动机器人自主导航和高精度视觉定位和原位测量，研制多机协同原位加工系统；

②研制 “全向移动平台+高刚度机械臂+轻量化五轴加工功能部件”和“高效吸附机构+轻量化五轴加工功能部件”的新型机器人装备，实现大型复杂构件的高效高精加工。

2、主要创新点：

①制造模式创新：提出基于移动式机器人的原位加工新模式，实现“机器人协同-精准自寻位-在线形貌检测”的原位加工，解决大型复杂构件高效高精制造难题。

大型复杂构件具有尺寸极大、形状复杂、刚度弱、位置精度和表面质量要求高等特点。传统的“分体离线加工-在线检测”模式存在工艺不稳定、过程复杂、柔性差、周期长等问题，为适应大型复杂构件尺度大、精度高及特征复杂的发展趋势，本项目提出原位加工模式，设计基于移动式机器人的原位作业单元，进行大尺寸空间内加工空间优化分区与拼接，提出移动机器人加工决策模式，融合移动机器人自主导航和高精度视觉定位和原位测量，研制多机协同原位加工系统，解决大型复杂构件高效高精制造难题。

②机器人装备创新：研制“全向移动平台+高刚度机械臂+轻量化五轴加工功能部件”和“高效吸附机构+轻量化五轴加工功能部件”的新型移动式机器人装备，实现大范围自主精确定位和局部高效高精五轴联动的功能，提高大型复杂构件的加工柔性。

3、应用前景：

龙门式多轴数控机床尺寸大、造价昂贵，加工对象相对单一、加工效率较低，难以满足大型结构件的制孔、磨抛、喷涂、装配等混合多变的作业要求。传统串联机器人受刚度和精度限制，在薄壁结构件加工中难以满足高效、高精加工需求。针对机器人需同时具备整机高刚度与高能效的要求，提出关键零部件拓扑结构多工况优化设计方法，揭示机器人在加工过程中的能量分配和能量流动机理，建立机器人整体能效评价模型和通用能效评价指标，从整机层面实现轻量化理念的高刚度-质量比设计；提出研究机器人输入动力源参数的快速预估方法和技术导向型动力源转动惯量、质量、驱动力矩等参数优化设计方法，从驱动单元层面实现高能效和轻量化设计。

4、对科技进步促进作用：

移动式加工机器人关键技术及装备相关研究的开展将打破国外对此类装备的产品和技术垄断，形成具有自主知识产权及自主可控的高端加工装备及技术体系，为大型结构/功能件加工提供新的制造手段，降低制造成本，推动企业转型升级。

5、其他技术：

清科嘉研究院重点研发和推广工业机器人、高速分拣机器人、加工机器人、协作机器人、工业物联网、数字孪生技术及智能制造技术与系统，是一家以工业机器人研发和制造及控制系统开发为主的新型高端新型研发机构。