下一代新型冗余自由度双臂协作工业机器人

文章来源:     发布时间:2015-05-11

我国《高端装备制造业“十二五”发展规划》明确提出“重点开发新型传感器及系统、智能控制系统、智能仪表、精密仪器、工业机器人与专用机器人、精密传动装置、伺服控制机构和液气密元件及系统等八大类典型的智能测控装置和部件并实现产业化”。 
     通过开展冗余自由度双臂机器人虚拟样机联合仿真和本体轻量化设计,建立双臂机器人运动学和动力学模型;基于RT_linux操作系统研制机器人实时控制系统,在运动控制平台上集成冗余运动学模型、防碰撞运动规划、多通道协调控制、多传感器数据融合与智能决策等功能模块,实现双臂机器人稳定、协调的智能化运动控制;开展机器人本体结构低成本制造工艺和关键功能部件的设计制造方法研究,并以在汽车LED大灯组装、汽车发电机爪极精密装配等典型应用进行集成测试,拓展工业机器人在复杂工况中的应用领域。
     本项目预计2015年将完成样机研制,2016年底运行投产,三年内实现年产10000台以上,实现销售收入100亿元,年均毛利润达到40亿元。打破国际垄断,极大提高我国工业机器人与装备制造业自动化水平,彻底解决用工荒的问题。
     在江苏省科技厅科技支撑重点项目的支撑下,联合南京航空航天大学、江苏洪昌科技股份有限公司等8家科研院所和企业,攻克模块化机电一体化关节研制、冗余自由度双臂运动规划、基于Linux实时操作系统和机电系统集成测试系统等一系列关键技术,成功研制出双臂工业机器人一体化关节样机,为我国抢占下一代工业机器人制高点做出贡献。
    先进制造技术研究所历时近16个月的研发,成功研制多版本的模块化机电一体化关节,并解决机器人控制、识别定位系统等多方面难题,研究基础包含:
     在机器人机电一体化关节方面,已完成基于中空DD电机与非中空盘式电机的模块化机电一体化关节设计多种方案,已完成三代关节机电一体化关节样机研制,已完成基于轻质高强关节连接件的新型双臂工业机器人整体装配设计等;
   在机器人臂控制方面,已完成基于EtherCAT高速总线的机器人伺服电机硬件系统搭建,已完成基于Knitro数值计算方法的机器人高速高精度轨迹跟踪控制方法,以及完成基于力位混合控制方法的双臂协调建模等;
    在机器人识别定位软件系统方面,已完成基于双目视觉的机器人粗定位与目标识别,完成基于激光位移传感器的复合机器人手眼精确识别定位系统搭建,完成集成多种运动控制识别定位算法模块的机器人软件系统等。