“國之重器”如何高品質(zhì)制造

美的藍(lán)橙實驗室舉辦首屆重載機(jī)器人學(xué)術(shù)論壇

□ 本報記者 何 可

“我們在思考機(jī)器人能不能像工匠一樣去作業(yè)。”

“我們希望圍繞各種工業(yè)機(jī)器人尤其是關(guān)節(jié)型工業(yè)機(jī)器人，建造一個企業(yè)可共享共用的‘技術(shù)底座’。”

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3月8日，美的藍(lán)橙實驗室舉辦首屆重載機(jī)器人學(xué)術(shù)論壇，邀請我國機(jī)器人領(lǐng)域知名專家學(xué)者，共同探討重載機(jī)器人技術(shù)的最新進(jìn)展和未來發(fā)展趨勢。

據(jù)專家介紹，當(dāng)前，高端制造從專用裝備向機(jī)器人化裝備發(fā)展已勢不可擋，其中重載機(jī)器人在航空航天、能源交通等戰(zhàn)略裝備領(lǐng)域成為不可或缺的“柔性智能工業(yè)母機(jī)”。在具體的制造場景下，重載機(jī)器人還常常上演“巨人繡花”的絕活，龐大的機(jī)械臂既“善舞”，又能精準(zhǔn)作業(yè)。

“重載機(jī)器人是一個柔性、多體的系統(tǒng)。在重載高速啟停的沖擊下，還要達(dá)到更高的精度，在眾多的加工場景當(dāng)中，我們要的是它絕對定位精度和軌跡精度?！闭搲?，美的藍(lán)橙實驗室常務(wù)副主任、廣東省珠江人才領(lǐng)軍專家陳文杰指出，若重載機(jī)器人的剛度、精度不足，會嚴(yán)重制約機(jī)器人的應(yīng)用范圍和生產(chǎn)效率，甚至還會帶來不可修復(fù)的加工缺陷。

如何讓重載機(jī)器人的精度和剛度實現(xiàn)倍增？陳文杰給出一個思路——回歸傳統(tǒng)機(jī)器人性能正向設(shè)計?！霸谠O(shè)計、實驗環(huán)節(jié)，我們先用上了工業(yè)仿真。”陳文杰說，藍(lán)橙實驗室通過搭建一個平臺體系，先讓設(shè)備在“虛擬工廠”中“跑起來”，看一看效果如何。

當(dāng)前，隨著工業(yè)機(jī)器人技術(shù)不斷發(fā)展，生產(chǎn)線上的機(jī)器人“員工”的種類越發(fā)豐富。當(dāng)不同的機(jī)器人“員工”一起集聚協(xié)作生產(chǎn)產(chǎn)品，他們將如何聽懂我們發(fā)出的統(tǒng)一指令？

“當(dāng)前，國產(chǎn)機(jī)器人品牌眾多，在本體結(jié)構(gòu)、控制接口、通信協(xié)議，以及在應(yīng)用端的很多技術(shù)，實際上還存在一些差別?！惫枮I工業(yè)大學(xué)機(jī)電學(xué)院教授朱延河在論壇上指出，基于這一現(xiàn)狀，為促進(jìn)制造業(yè)更高效協(xié)作需求，他和團(tuán)隊正試圖搭建一個面向眾多品牌機(jī)器人，能夠共享、共用，且打通多個層面的“技術(shù)底座”。

“這一‘底座’能容納更多算法模塊，兼容更多的產(chǎn)品系列，覆蓋更多的型號、譜系，具有一定通用性和適配性?！敝煅雍油嘎?，依托這一研究成果，制造工廠里的多機(jī)協(xié)作有望更加絲滑、精準(zhǔn)，不同品牌的機(jī)器人“員工”能在統(tǒng)一架構(gòu)控制器下實現(xiàn)更高性能、更高同步、更顯協(xié)調(diào)性。

大型飛機(jī)、高速列車、大型船舶……當(dāng)前，“重器”是衡量一國制造實力的綜合體現(xiàn)。這些龐然大物未來如何造得更好、更快？論壇現(xiàn)場，華中科技大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院教授陶波“曬”出了團(tuán)隊自研的一款吸附式移動加工機(jī)器人（爬壁加工機(jī)器人）。

“超大型復(fù)雜構(gòu)件的高品質(zhì)制造一直是亟待解決的國際難點?！碧詹ǚQ，超大型復(fù)雜構(gòu)件具有尺寸超大、型面復(fù)雜（扭曲、自由曲面）、弱剛性等特點，因此制造難度極大。過去人工作業(yè)效率低，依賴人工經(jīng)驗一定程度上降低了制造一致性；現(xiàn)有的制造手段也存在一定的局限性，如龍門機(jī)床的靈活性低、可重構(gòu)性差，對于弱剛性構(gòu)件需要復(fù)雜的工藝，且價格十分昂貴。

那么有沒有一款靈活移動的機(jī)器人可以自由“爬”上這些龐然大物進(jìn)行加工、制造？陶波說，吸附式移動加工機(jī)器人（爬壁加工機(jī)器人）將是這一問題的解題思路?！办`巧的機(jī)器人可突破可達(dá)性局限，并通過機(jī)器人集群實現(xiàn)‘螞蟻噬骨’式集群加工?！?/p>

“未來大型構(gòu)件制造，將由機(jī)器人進(jìn)行集群協(xié)作?！碧詹A(yù)測，“感知制造一體化”將是工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢，未來將進(jìn)一步顛覆超大型復(fù)雜構(gòu)件的現(xiàn)有制造模式。