研究所簡(jiǎn)介
科研團(tuán)隊(duì)
總體定位及方向
科研成果
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心
1、研究所簡(jiǎn)介
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心依托華中科技大學(xué)數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、上海交通大學(xué)機(jī)器人研究所等科研機(jī)構(gòu),跟蹤國(guó)際先進(jìn)機(jī)器人技術(shù)研究成果,開(kāi)展航空、航天、汽車、新能源、光伏領(lǐng)域的機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)研究,開(kāi)發(fā)出的飛機(jī)蒙皮銑削加工機(jī)器人、大行程非接觸測(cè)量機(jī)器人、視覺(jué)導(dǎo)引機(jī)器人在國(guó)內(nèi)外處于領(lǐng)先地位,可以為航空、航天、汽車、新能源等高端制造企業(yè)提供機(jī)器人加工系統(tǒng)總體解決方案和機(jī)器人智能加工裝備,提供機(jī)器人加工、機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)、機(jī)器人標(biāo)定、大行程非接觸式測(cè)量等機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)研發(fā)與服務(wù)。
2、承擔(dān)項(xiàng)目
項(xiàng)目名稱 |
主管部門或合作企業(yè) |
大型復(fù)雜零件機(jī)器人加工理論與技術(shù) |
國(guó)家自然科學(xué)基金委 |
航空復(fù)雜零件智能加工裝備 |
數(shù)字制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 |
大型航空結(jié)構(gòu)件多機(jī)器人協(xié)同銑削加工技術(shù)研究 |
國(guó)家博士后基金委 |
壓鑄島取件噴涂機(jī)器人 |
廣州創(chuàng)騰自動(dòng)化設(shè)備有限公司 |
視覺(jué)導(dǎo)引硅錠搬運(yùn)機(jī)器人及檢測(cè)生產(chǎn)線 |
江陰海潤(rùn)光伏科技股份有限公司 |
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3、合作單位
4、專利列表及相關(guān)證書(shū)
5、聯(lián)系方式
華中科技大學(xué)無(wú)錫研究院 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心
無(wú)錫市惠山經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)區(qū)堰新路329號(hào)
聯(lián)系人:張剛 博士
聯(lián)系電話:18168902856
電子郵箱:zgrobot@163.com
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心已建立了一支具有良好知識(shí)和年齡結(jié)構(gòu)的隊(duì)伍,包括博士4人,工程師8人以及博士生2人、碩士生4人。
主要骨干成員:
主要研究方向:
l 機(jī)器人智能加工的在線測(cè)量-加工工藝-加工裝備一體化技術(shù);
l 基于六維激光跟蹤儀的機(jī)器人標(biāo)定技術(shù);
l 大行程非接觸式激光跟蹤測(cè)量技術(shù);
l 基于2D、3D視覺(jué)的物料分揀與視覺(jué)導(dǎo)引機(jī)器人技術(shù)。
圖1 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心服務(wù)方向與技術(shù)領(lǐng)域
核心技術(shù)與應(yīng)用:
l 機(jī)器人銑削加工的測(cè)量-工藝-裝備一體化技術(shù)涉及大行程非接觸式激光在線測(cè)量、機(jī)器人幾何參數(shù)標(biāo)定、基于機(jī)器人加工動(dòng)力學(xué)的銑削工藝參數(shù)優(yōu)化和機(jī)器人智能加工裝備系統(tǒng)集成等若干項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),面向國(guó)防、航空、航天等領(lǐng)域,研制機(jī)器人銑削加工裝備,促進(jìn)行業(yè)技術(shù)升級(jí),相關(guān)技術(shù)及產(chǎn)品已在國(guó)防及民用領(lǐng)域應(yīng)用;
l 基于六維激光跟蹤儀、Spatial Analyzer測(cè)量數(shù)據(jù)分析軟件,機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心擁有機(jī)器人標(biāo)定核心技術(shù),可在用戶現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展ABB、KUKA、FANUC等品牌工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)服務(wù),也可對(duì)用戶自行研制的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行精度檢定與校準(zhǔn)方面的技術(shù)支持與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù);
l 將六維激光掃描儀、3D點(diǎn)云匹配與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合,機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心可為用戶提供大行程非接觸式激光檢測(cè)裝備以及大行程非接觸測(cè)量、逆向工程方面的技術(shù)支持與服務(wù);
l 機(jī)器人技術(shù)中心將2D、3D機(jī)器視覺(jué)識(shí)別技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合,針對(duì)雜亂無(wú)章的隨機(jī)工件,由機(jī)器視覺(jué)識(shí)別工件坐標(biāo),實(shí)現(xiàn)物料快速識(shí)別與機(jī)器人定向抓取,替代人工分揀,實(shí)現(xiàn)機(jī)床上下料及隨機(jī)物料搬運(yùn)的自動(dòng)化與機(jī)器人化。
代表性成果:
(1)機(jī)器人銑削加工的在線測(cè)量-加工工藝-加工裝備一體化技術(shù)
基于國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目“復(fù)雜零件機(jī)器人加工理論與技術(shù)”的研究成果,針對(duì)大型航空薄壁結(jié)構(gòu)件鏡像銑削,多機(jī)器人的“隨動(dòng)支撐-在位測(cè)量-自適應(yīng)加工”存在并行協(xié)調(diào)、同步控制等難題,將機(jī)器人技術(shù)與數(shù)控加工技術(shù)相結(jié)合,研制大型復(fù)雜航空結(jié)構(gòu)件的機(jī)器人銑削加工裝備,實(shí)現(xiàn)大型復(fù)雜航空結(jié)構(gòu)件的在線測(cè)量、加工工藝優(yōu)化與加工裝備一體化。
機(jī)器人技術(shù)中心目前擁有銑削加工機(jī)器人、六維激光跟蹤儀、激光掃描儀、機(jī)器人線性導(dǎo)軌、機(jī)器人銑削主軸、機(jī)器人對(duì)刀儀、機(jī)器人離線編程軟件等先進(jìn)機(jī)器人銑削加工硬件及軟件,可為用戶提供多機(jī)器人協(xié)同銑削加工的動(dòng)力學(xué)建模-隨動(dòng)支撐-補(bǔ)償控制一體化系統(tǒng)解決方案,機(jī)器人銑削加工相關(guān)研究成果已在國(guó)內(nèi)某航空企業(yè)的復(fù)合材料蒙皮機(jī)器人銑削加工中得到推廣應(yīng)用。
2015年5月,機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心與德國(guó)弗勞恩霍夫制造技術(shù)與應(yīng)用材料研究所(Fraunhofer IFAM)簽定技術(shù)交流與合作協(xié)議,共同致力于機(jī)器人加工技術(shù)在中國(guó)航空領(lǐng)域的應(yīng)用研究與技術(shù)推廣。
圖2大型航空結(jié)構(gòu)件多機(jī)器人協(xié)同銑削加工裝備
(2)基于六維激光跟蹤儀的工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定與校準(zhǔn)技術(shù)
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心擁有Leica AT960六維激光跟蹤儀、Spatial Analyzer測(cè)量數(shù)據(jù)分析軟件以及工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定校準(zhǔn)軟件,可區(qū)分及補(bǔ)充不同工業(yè)機(jī)器人模型,識(shí)別和補(bǔ)償不同機(jī)器人基座系統(tǒng)、工具位置,對(duì)工業(yè)機(jī)器人的不同負(fù)載、由彈力造成的重心偏移進(jìn)行補(bǔ)償,并對(duì)工業(yè)機(jī)器人的軌跡進(jìn)行分析和精確定位反饋控制。
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心可在用戶現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展ABB、KUKA、FANUC等品牌工業(yè)機(jī)器人標(biāo)定技術(shù)服務(wù),開(kāi)展機(jī)器人位姿準(zhǔn)確度,位姿重復(fù)性,多方向位姿準(zhǔn)確度變動(dòng),距離準(zhǔn)確度,距離重復(fù)性,位置穩(wěn)定時(shí)間,軌跡準(zhǔn)確度,軌跡重復(fù)性,機(jī)器人速度準(zhǔn)確度,速度重復(fù)性速度波動(dòng),振幅和頻率等機(jī)器人性能分析和評(píng)價(jià),也可對(duì)用戶自行研制的工業(yè)機(jī)器人進(jìn)行精度檢定與校準(zhǔn)方面的技術(shù)支持與現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)。
圖3基于六維激光跟蹤儀的工業(yè)機(jī)器人參數(shù)標(biāo)定
(3)基于六維激光掃描儀的大型工件非接觸式測(cè)量技術(shù)
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心將六維激光掃描技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)相結(jié)合,可在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)和空間對(duì)被測(cè)大型工件進(jìn)行快速掃描測(cè)量,直接獲得激光點(diǎn)所接觸的物體表面的三維坐標(biāo)、色彩信息和反射強(qiáng)度——點(diǎn)云數(shù)據(jù),點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后,結(jié)和CAD 可快速重構(gòu)出被測(cè)物體的三維模型及線、面體、空間等各種制圖數(shù)據(jù)。
機(jī)器人應(yīng)用技術(shù)中心可根據(jù)客戶的需求,提供大行程非接觸式激光檢測(cè)裝備以及大行程非接觸激光測(cè)量、逆向工程方面的技術(shù)支持與服務(wù)。
圖4 大型工件非接觸式激光掃描裝備
(4)基于2D、3D視覺(jué)的物料定位與識(shí)別及分揀機(jī)器人技術(shù)
面向太陽(yáng)能光伏行業(yè),將機(jī)器人技術(shù)與機(jī)器視覺(jué)技術(shù)相結(jié)合,采用機(jī)器視覺(jué)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)隨機(jī)擺放硅錠的精確視覺(jué)定位與類型識(shí)別,由六軸工業(yè)機(jī)器人取代傳統(tǒng)人工搬運(yùn),實(shí)現(xiàn)硅錠的搬運(yùn)、少子工位上下料和自動(dòng)碼垛,為客戶提供工業(yè)機(jī)器人與機(jī)器視覺(jué)相結(jié)合的視覺(jué)導(dǎo)引硅錠搬運(yùn)機(jī)器人及粗檢、精檢生產(chǎn)系統(tǒng)整套解決方案。
基于視覺(jué)導(dǎo)引的硅錠搬運(yùn)機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)及配置清單:
主要配置 |
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序號(hào) |
名稱 |
性能參數(shù) |
1 |
工業(yè)機(jī)器人 |
六軸、200Kg負(fù)載、可達(dá)區(qū)域:半徑2米 |
2 |
視覺(jué)系統(tǒng) |
美國(guó)邦納/美國(guó)康納視Cognex(可選) |
3 |
控制系統(tǒng) |
西門子PLC及人機(jī)接口HMI |
4 |
氣動(dòng)系統(tǒng) |
SMC氣動(dòng) /FESTO氣動(dòng)(可選) |
性能參數(shù) |
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1 |
搬運(yùn)效率 |
25分鐘一個(gè)大錠,36個(gè)小錠的視覺(jué)識(shí)別與上下料 |
圖4 視覺(jué)導(dǎo)引硅錠搬運(yùn)機(jī)器人
視覺(jué)導(dǎo)引機(jī)器人技術(shù)相關(guān)的專利成果:
(1) 硅錠自動(dòng)粗檢生產(chǎn)線,申請(qǐng)?zhí)?/span>: 201510207503.0
(2) 硅錠自動(dòng)精檢生產(chǎn)線,申請(qǐng)?zhí)?/span>: 201510207553.9
(3) 輪轂五軸搬運(yùn)機(jī)器人及夾持機(jī)械手,申請(qǐng)?zhí)?/span>: 201410745341.1
相關(guān)實(shí)用新型專利:
(1) 硅錠自動(dòng)粗檢生產(chǎn)線,授權(quán)號(hào): ZL201510207503.0
(2) 硅錠自動(dòng)精檢生產(chǎn)線,授權(quán)號(hào): ZL201520264158.X
(5)壓鑄島取件噴涂機(jī)器人
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的壓鑄機(jī)與取件機(jī)器人、噴涂機(jī)器人實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)壓鑄機(jī)與取件噴涂機(jī)器人的無(wú)縫集成,可根據(jù)不同壓鑄機(jī)生產(chǎn)線的技術(shù)要求,通過(guò)更換不同規(guī)格取件機(jī)械手、噴涂寶塔頭,實(shí)現(xiàn)不同壓鑄機(jī)快捷、靈活、準(zhǔn)確的的取件、噴涂作業(yè),提高壓鑄機(jī)的自動(dòng)化與機(jī)器人化水平,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,節(jié)約人力成本。
基于現(xiàn)場(chǎng)總線的壓鑄島取件噴涂機(jī)器人的主要技術(shù)參數(shù)及配置清單:
主要配置 |
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序號(hào) |
名稱 |
性能參數(shù) |
1 |
取件機(jī)器人 |
六軸、160Kg負(fù)載、可達(dá)區(qū)域:半徑2.1米 |
2 |
噴涂機(jī)器人 |
六軸、100Kg負(fù)載 |
3 |
控制系統(tǒng) |
西門子PLC及人機(jī)接口HMI |
4 |
氣動(dòng)系統(tǒng) |
FESTO氣動(dòng) |
5 |
通訊方式 |
Profibus現(xiàn)場(chǎng)總線通訊 |
性能參數(shù) |
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1 |
生產(chǎn)效率 |
3分鐘完成汽車發(fā)動(dòng)機(jī)壓鑄件的取料、噴涂作業(yè) |
圖5 取件噴涂機(jī)器人生產(chǎn)系統(tǒng)