大型復雜構件機器人化加工是我國建設制造強國的必由之路。大型復雜構件廣泛存在于高端裝備的核心零件中，如大型風電葉片、高鐵車身、船用螺旋槳等，是新能源、海洋、航空航天、軌道交通等領域重大裝備的關鍵件和基礎構件，其制造水平是衡量國家工業(yè)發(fā)展水平和綜合國力的重要標志。工業(yè)機器人在大型復雜構件制造中具有配置靈活、兼容外部傳感、靈活性高等優(yōu)點，使機器人成為“能工巧匠”，給大型復雜構件加工提供了精度更高、成本更低、柔性更好的替代方案，具有巨大發(fā)展?jié)摿Α?/span>

圖注：復雜構件加工的機器人軌跡規(guī)劃及剛度優(yōu)化

　　廣東省科學院智能制造研究所機器人技術團隊針對大型復雜構件機器人化高質量加工的需求，重點開展了面向剛度強化的機器人姿態(tài)及工件變位優(yōu)化方法、基于網(wǎng)格參數(shù)化映射的軌跡規(guī)劃方法、基于點云融合和逆向重建的三維測量等技術研究，結合自主研發(fā)的機器人設計仿真軟件和測量加工一體化系統(tǒng)，形成了完整的復雜構件機器人化制造技術方案，對我國機器人和高端裝備產業(yè)發(fā)展具有重要促進作用。

　　研究團隊針對大型復雜構件機器人切削加工中加工精度低、軌跡規(guī)劃難等問題，1）建立了面向切削變形的剛度評價模型，提出了面向剛度強化的機器人姿態(tài)-工件變位聯(lián)合優(yōu)化方法，提升機器人切削過程的剛度及加工精度；2）提出了基于共形映射的軌跡規(guī)劃方法，將復雜的三維軌跡規(guī)劃任務降維至二維參數(shù)域。并結合基于譜聚類的區(qū)域分割、基于像素法的切削力優(yōu)化、以及基于GPU渲染管線的高效無碰規(guī)劃等技術，提出了適應復雜構件銑削、拋磨等多工藝的軌跡策略；3）自主研發(fā)了具備點云融合、快速重構、工藝規(guī)劃及離線編程的機器人設計仿真軟件和測量加工一體化系統(tǒng)，實現(xiàn)高性能的大型復雜構件機器人化制造。

　　相關研究成果榮獲第三屆中國機器人學術年會最佳海報獎。省科學院智能制造研究所機器人技術團隊廖昭洋博士為第一完成人。

　　（省科學院智能制造所/供稿）