“國(guó)之重器”如何高品質(zhì)制造

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

□ 本報(bào)記者 何 可

“我們?cè)谒伎紮C(jī)器人能不能像工匠一樣去作業(yè)?！?/p>

“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(gè)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(shí)驗(yàn)室舉辦首屆重載機(jī)器人學(xué)術(shù)論壇，邀請(qǐng)我國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域知名專(zhuān)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(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

據(jù)專(zhuān)家介紹，當(dāng)前，高端制造從專(zhuān)用裝備向機(jī)器人化裝備發(fā)展已勢(shì)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(chǎng)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(gè)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(chǎng)景當(dāng)中，我們要的是它絕對(duì)定位精度和軌跡精度。”論壇上，美的藍(lán)橙實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任、廣東省珠江人才領(lǐng)軍專(zhuān)家陳文杰指出，若重載機(jī)器人的剛度、精度不足，會(huì)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(huì)帶來(lái)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(shí)現(xiàn)倍增？陳文杰給出一個(gè)思路——回歸傳統(tǒng)機(jī)器人性能正向設(shè)計(jì)?！霸谠O(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，我們先用上了工業(yè)仿真?！标愇慕苷f(shuō)，藍(lán)橙實(shí)驗(yàn)室通過(guò)搭建一個(gè)平臺(tái)體系，先讓設(shè)備在“虛擬工廠(chǎng)”中“跑起來(lái)”，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(xiàn)上的機(jī)器人“員工”的種類(lèi)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(tīng)懂我們發(fā)出的統(tǒng)一指令？

“當(dāng)前，國(guó)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(shí)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(duì)正試圖搭建一個(gè)面向眾多品牌機(jī)器人，能夠共享、共用，且打通多個(gè)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(hào)、譜系，具有一定通用性和適配性。”朱延河透露，依托這一研究成果，制造工廠(chǎng)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(shí)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(chē)、大型船舶……當(dāng)前，“重器”是衡量一國(guó)制造實(shí)力的綜合體現(xiàn)。這些龐然大物未來(lái)如何造得更好、更快？論壇現(xiàn)場(chǎng)，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(duì)自研的一款吸附式移動(dòng)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(guó)際難點(diǎn)?！碧詹ǚQ(chēng)，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(diǎn)，因此制造難度極大。過(guò)去人工作業(yè)效率低，依賴(lài)人工經(jīng)驗(yàn)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(mén)機(jī)床的靈活性低、可重構(gòu)性差，對(duì)于弱剛性構(gòu)件需要復(fù)雜的工藝，且價(jià)格十分昂貴。

那么有沒(méi)有一款靈活移動(dòng)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(shuō)，吸附式移動(dòng)加工機(jī)器人（爬壁加工機(jī)器人）將是這一問(wèn)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(guò)機(jī)器人集群實(shí)現(xiàn)‘螞蟻噬骨’式集群加工?！?/p>

“未來(lái)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(cè)，“感知制造一體化”將是工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展趨勢(shì)，未來(lái)將進(jìn)一步顛覆超大型復(fù)雜構(gòu)件的現(xiàn)有制造模式。