大型復雜構件機器人化制造研究獲進展

　　大型復雜構件機器人化加工是我國建設制造強國的必由之路。記者從廣東省科學院智能制造研究所獲悉，該所機器人技術團隊在大型復雜構件機器人化制造研究取得進展，自主研發了具備點云融合、快速重構、工藝規劃及離線編程的機器人設計仿真軟件和測量加工一體化系統，實現高性能的大型復雜構件機器人化制造。相關研究成果日前榮獲第三屆中國機器人學術年會最佳海報獎。

　　據介紹，第三屆中國機器人學術年會收錄并展出海報近200份，歷經專家推薦、評委投票等多輪評審和激烈角逐，最終評選出10份最佳海報獎，以表彰我國機器人領域優秀的研究成果。其中，廣東省科學院智能制造研究所廖昭洋博士等完成的《復雜構件加工的機器人軌跡規劃及剛度優化》海報脫穎而出，獲得年會最佳海報獎。

　　大型復雜構件廣泛存在于高端裝備的核心零件中，如大型風電葉片、高鐵車身、船用螺旋槳等，是新能源、海洋、航空航天、軌道交通等領域重大裝備的關鍵件和基礎構件，其制造水平是衡量國家工業發展水平和綜合國力的重要標志。工業機器人在大型復雜構件制造中具有配置靈活、兼容外部傳感、靈活性高等優點，使機器人成為“能工巧匠”，給大型復雜構件加工提供了精度更高、成本更低、柔性更好的替代方案，具有巨大發展潛力。

　　《復雜構件加工的機器人軌跡規劃及剛度優化》海報第一完成人廖昭洋博士及團隊，針對大型復雜構件機器人化高質量加工的需求，重點開展了面向剛度強化的機器人姿態及工件變位優化方法、基于網格參數化映射的軌跡規劃方法、基于點云融合和逆向重建的三維測量等技術研究，結合自主研發的機器人設計仿真軟件和測量加工一體化系統，形成了完整的復雜構件機器人化制造技術方案，對我國機器人和高端裝備產業發展具有重要促進作用。

　　據了解，針對大型復雜構件機器人切削加工中加工精度低、軌跡規劃難等問題，研究團隊建立了面向切削變形的剛度評價模型，提出了面向剛度強化的機器人姿態-工件變位聯合優化方法，提升機器人切削過程的剛度及加工精度；同時提出了基于共形映射的軌跡規劃方法，將復雜的三維軌跡規劃任務降維至二維參數域。并結合基于譜聚類的區域分割、基于像素法的切削力優化、以及基于GPU渲染管線的高效無碰規劃等技術，提出了適應復雜構件銑削、拋磨等多工藝的軌跡策略。