成果名称: 基于多目标优化方法的抛光机器人3D离线编程关键技术研究和系统开发
完成单位: 广东省智能制造研究所,华南理工大学,广州中望龙腾软件股份有限公司
主要人员: 周雪峰,王清辉,张军飞,胡广华,刘玉峰,蒋晓明,徐志佳,周磊,刘晓光,甘文峰,吴花精灵,梁阳,张耀,李凯格,黄书烽,赫亮,倪建龙,刘建东
介绍:

    ①课题来源与背景 本项目来源于2014年广东省重大专项项目“基于多目标优化方法得抛光机器人3D离线编程关键技术研究和系统开发”,项目编号:2014B090919001,本鉴定产品属于该项目的研究成果。

    ②技术原理及性能指标 技术原理:本项目研究和开发抛光打磨机器人3D离线编程系统,主要技术原理是在捕捉的人工抛光工艺参数数据的基础上,以机器人末端轨迹路径连续光滑、打磨力最优等为优化目标规划机器人粗运动,结合末端执行器力控制单元的自适应力控制实现精运动,从而实现对复杂物体、任意曲面的抛光打磨。本项目的研究成果主要应用于金属、家具等抛光打磨制造行业,代替传统人工手工打磨及机器人繁琐的示教编程作业方式。 性能指标: (1)搭建抛光打磨机器人系统平台1套,机器人六自由度、负载20kg、末端定位精度0.08mm、重复定位精度0.02mm。 (2)开发3D离线编程系统1套,并实现以下功能和工艺技术指标: 1. 具有外围传感器接口,3D图像运动仿真、机器人系统代码自动生成; 2. 实现三维工件、机器人及工具等实体建模、运动学和动力学计算功能; 3. 实现基于ABF++保角参数化的网格曲面刀轨规划算法,实现对复杂工件一次装夹并全周抛光轨迹规划; 4. 实现保持恒定轴向切削深度的变半径摆线加工工艺,抛光表面平均粗糙度值Ra可保持在0.45μm以内; 5. 可实现机器人抛光打磨作业轨迹运动仿真、关节角超限检验、碰撞检测等,碰撞检测精度达0.01mm。

    ③技术的创造性与先进性 本项目理论研究、关键技术重点攻关和示范性应用使金属、家具等加工制造业的抛光打磨技术与当前国际先进水平相当,项目所研发的3D离线编程技术改变了现有的抛光打磨机器人示教编程方式,极大降低操作难度和操作时间,以及所研制的抛光打磨机器人系统等技术指标均处于国内领先水平。

     ④技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目研制的离线编程系统及打磨抛光机器人主要可用于替代传统人工进行工件的打磨抛光工作,包括工件的表面打磨、棱角去毛刺、焊缝打磨、内腔内孔去毛刺、孔口螺纹口加工等工作,未来可应用于五金行业、汽车零部件等行业,应用打磨抛光机器人能够缩短产品改型换代的周期,减少相应的投资设备,具有可长期进行打磨作业、保证产品的高生产率、高质量和高稳定性等特点,应用前景广阔。

    ⑤应用情况及存在的问题 项目产品通过市场推广,成功在多家企业得到推广应用,取得良好的应用效果。项目累计新增销售收入961.08万元,累计新增利税165万元。本项目的实施,提高了机器人抛光打磨智能化水平,改善了加工工件表面质量,推动了机器人在抛光打磨行业的应用。

    ⑥历年获奖情况 无。

批准登记号:
登记日期: 2019-04-29
研究起止时间: 2015-01-01至2017-12-31
所属行业: 制造业
所属高新技术类别: 先进制造
评价单位名称: 广东省科技厅
评价日期: 2019-03-08