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        高速高精度工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及其應(yīng)用

        2017-08-29 23:53:00周迪
        中國(guó)科技博覽 2017年23期
        關(guān)鍵詞:工業(yè)機(jī)器人智能制造

        [摘 要]介紹了高速高精度的工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)及其應(yīng)用。在微米級(jí)的高精度、機(jī)器視覺(jué)、全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng)等方面取得創(chuàng)新。研制了高速高精度智能多軸機(jī)械手、高精度三維自動(dòng)點(diǎn)膠機(jī)、高速非接觸式自動(dòng)噴膠機(jī)等工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。在精密機(jī)器人研究方面取得了突破性進(jìn)展,打破國(guó)外技術(shù)壁壘,成為iPad、iPhone的生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備,推動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。

        [關(guān)鍵詞]機(jī)械制造及其自動(dòng)化,工業(yè)機(jī)器人,智能制造

        中圖分類號(hào):TP242.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-914X(2017)23-0388-01

        制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱,在一個(gè)國(guó)家的生產(chǎn)力構(gòu)成中,制造技術(shù)的作用一般占60%左右。我國(guó)已成為世界第一制造大國(guó),卻不是制造強(qiáng)國(guó)。而世界上各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng),主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。使得制造技術(shù)的重要性日益彰顯。

        隨著現(xiàn)代制造技術(shù)浪潮的襲來(lái),自動(dòng)化生產(chǎn)代替?zhèn)鹘y(tǒng)工廠成為新一輪制造革命。發(fā)明創(chuàng)新也要圍繞著現(xiàn)代制造技術(shù)的高效化和精密化開(kāi)展研究。現(xiàn)在以課題組的研究成果為例說(shuō)明進(jìn)行說(shuō)明:

        一、高速高精度工業(yè)機(jī)器人系列成果

        項(xiàng)目在科技部科、福建省科技廳、廈門市科技局等項(xiàng)目支持下,研發(fā)出國(guó)家發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)12項(xiàng)。研制了基于智能制造的高精度檢測(cè)機(jī)器人、高速高精度智能多軸機(jī)械手、飛行噴射機(jī)器人、光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手、高速高精度電子封裝機(jī)器人等工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。在精密機(jī)器人國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和研究方面取得了突破性進(jìn)展,打破國(guó)外技術(shù)壁壘,成為iPad、iPhone的生產(chǎn)自動(dòng)化設(shè)備,推動(dòng)了我國(guó)制造業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展。產(chǎn)品被富士康、松下、ABB、索尼、日立等世界500強(qiáng)企業(yè)采用。先后獲國(guó)際發(fā)明展金獎(jiǎng)、福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎(jiǎng)、福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)等科技獎(jiǎng)。

        工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品創(chuàng)新點(diǎn):

        (1)高精度:經(jīng)教育部科技查新工作站查新,目前只有美國(guó)兩家企業(yè)研發(fā)出10微米精度的同類機(jī)器人。而我們的產(chǎn)品經(jīng)廈門市質(zhì)檢院檢測(cè),定位精度達(dá)1微米(0.0001mm),回轉(zhuǎn)精度達(dá)0.001度,解決了高速運(yùn)動(dòng)中的穩(wěn)定性和運(yùn)動(dòng)精度問(wèn)題。

        (2)機(jī)器視覺(jué):通過(guò)機(jī)器視覺(jué)定位,可以準(zhǔn)確夾取細(xì)微元器件,誤差值小于0.01mm。

        (3)控制系統(tǒng):開(kāi)發(fā)全閉環(huán)伺服控制系統(tǒng),控制機(jī)器人精確運(yùn)動(dòng)。在作業(yè)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)“作業(yè)-計(jì)算-反饋-補(bǔ)償”的循環(huán)自動(dòng)補(bǔ)償功能。

        二、工業(yè)機(jī)器人的系列應(yīng)用

        1、基于飛行噴射機(jī)器人的古籍修復(fù)方法

        將飛行噴射系統(tǒng)、CCD機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)、激光測(cè)量校準(zhǔn)系統(tǒng)、數(shù)字化自動(dòng)控制系統(tǒng)和高速高精度機(jī)器人相結(jié)合的技術(shù)在古籍修復(fù)領(lǐng)域的應(yīng)用,可以對(duì)古籍進(jìn)行數(shù)字化高精度定位修復(fù)。取得了國(guó)家發(fā)明專利。

        2、基于智能制造的高精度檢測(cè)機(jī)器人

        為了滿足生產(chǎn)進(jìn)度,檢測(cè)裝備也應(yīng)該相應(yīng)提高,形成與智能制造相配合的光學(xué)檢測(cè)設(shè)備。在非接觸式的基礎(chǔ)上,研發(fā)了基于智能產(chǎn)品制造的1微米級(jí)高精度檢測(cè)機(jī)器人。經(jīng)廈門市質(zhì)檢院檢測(cè),機(jī)械設(shè)備重復(fù)定位精度達(dá)1微米(0.001mm),產(chǎn)品光學(xué)檢測(cè)時(shí)的解析度達(dá)到1微米/像素。開(kāi)發(fā)了針對(duì)不同需求的柔性化混合算法系統(tǒng)。綜合應(yīng)用模板匹配法、連接表檢測(cè)方法和數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)檢測(cè)方法。同時(shí)采取參數(shù)化矢量檢測(cè),提高檢測(cè)精度。獲得了福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

        3、智能制造控制系統(tǒng)

        研發(fā)了現(xiàn)代制造工程系統(tǒng)、現(xiàn)代光學(xué)工程虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)、現(xiàn)代工程項(xiàng)目可行性分析系統(tǒng)、工程咨詢決策支持系統(tǒng)等智能制造控制系統(tǒng)。取得了教育部科技成果登記和軟件著作權(quán)。獲得了科技部發(fā)明創(chuàng)業(yè)獎(jiǎng)?項(xiàng)目獎(jiǎng)銀獎(jiǎng)、教育部全國(guó)多媒體課件大賽二等獎(jiǎng)、福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步三等獎(jiǎng)。

        三、現(xiàn)代制造理論研究

        主編了教育部國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材《數(shù)控加工軟件MasterCAM訓(xùn)練教程》高等教育出版社2016年出版,“十二五”國(guó)家規(guī)劃教材,經(jīng)教育部全國(guó)教材審定委員會(huì)審定。高等教育出版社撰寫出版說(shuō)明。曾位居高等教育出版社機(jī)械制造類國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材銷量第二名,被二百多所學(xué)校采用。《數(shù)控機(jī)床應(yīng)用技術(shù)》高等教育出版社2015年出版,教育部“十二五”國(guó)家規(guī)劃教材,經(jīng)教育部全國(guó)教材審定委員會(huì)審定。高等教育出版社撰寫出版說(shuō)明,高等教育出版社重點(diǎn)推薦教材?!稊?shù)控機(jī)床應(yīng)用與編程》高等教育出版社2009年出版,全國(guó)“十一五”規(guī)劃教材。此外,還在中央人民廣播電臺(tái)、Scientific Research Publishing、IEEE、Automatic Manufacturing Systems等國(guó)內(nèi)外期刊發(fā)表論文數(shù)十種。

        綜上所述,高速高精度是現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展方向,科技工作者以此為突破口,深入探索、不懈努力,就能發(fā)掘出新的發(fā)明和成果。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 周迪.基于飛行噴射機(jī)器人的古籍修復(fù)方法:201510095897.5[P].2016-07-13.

        [2] 周迪.基于光學(xué)檢測(cè)機(jī)械手的古籍修復(fù)方法:201510085782.8[P].2017-05-03.

        [3] 周迪.基于機(jī)器視覺(jué)與激光檢測(cè)的高速高精度電子封裝機(jī)器人:201520085500.X[P].2015-07-29.

        [4] 周迪.一種安裝有機(jī)械手自動(dòng)取放式裝置:201520115682.0[P].2016-09-07.

        [5] 周迪.現(xiàn)代制造工程系統(tǒng):2015SR077851[P].2015-05-08.

        [6] 周迪.現(xiàn)代光學(xué)工程虛擬實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng):2014SR010793[P].2014-01-24.

        [7] 周迪.現(xiàn)代化加工中心三維設(shè)計(jì)圖:2015-F-00191065[P].2015-04-16.

        [8] 周迪.智能化立體車庫(kù)工程設(shè)計(jì)作品:2015Z11S014624[P].2015-06-02.

        作者簡(jiǎn)介

        周迪,男,福建廈門人,主要研究方向:機(jī)械電子工程技術(shù)??萍疾俊⒏=ㄊ?、廈門市各政府部門評(píng)審專家。先后獲得國(guó)際發(fā)明展覽會(huì)金獎(jiǎng)(科技部登記),福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)等政府部門認(rèn)定的科技獎(jiǎng)20項(xiàng)。獲得國(guó)家發(fā)明專利、軟件著作權(quán)等知識(shí)產(chǎn)權(quán)12項(xiàng)。作為項(xiàng)目經(jīng)理主持了豐田、上汽、銀鷺、連天紅、華福等工程技術(shù)咨詢工作,主持編撰了超過(guò)200萬(wàn)字的咨詢報(bào)告。endprint

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