近日，廣東省科學(xué)院智能制造研究所機(jī)器人技術(shù)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所、新加坡南洋理工大學(xué)，研究提出了一種物理-仿真協(xié)同方法，有效提升機(jī)器人涂膠質(zhì)量與生產(chǎn)效率。相關(guān)成果發(fā)表于《機(jī)器人與計(jì)算機(jī)集成制造》（Robotics and Computer-Integrated Manufacturing）。

自由曲面擴(kuò)散型希爾伯特曲線規(guī)劃方法

在新能源汽車動(dòng)力電池封裝、光伏電子組件制造等戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)中，高精度涂膠工藝直接決定著產(chǎn)品密封性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和熱管理效能。盡管工業(yè)機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)90%以上涂膠工序自動(dòng)化，但面對(duì)異形曲面構(gòu)件和動(dòng)態(tài)工藝參數(shù)時(shí)，傳統(tǒng)技術(shù)仍存在膠線均勻性差、覆蓋率不足等技術(shù)瓶頸，制約了其在智能制造中的應(yīng)用。

論文第一作者、廣東省科學(xué)院智能制造研究所副研究員廖昭洋表示，針對(duì)電芯模組裝配、箱體散熱等動(dòng)力電池制造中高效均勻涂膠工藝的迫切需求，研究團(tuán)隊(duì)在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金等項(xiàng)目的資助下，研究提出一種物理-仿真協(xié)同方法，通過構(gòu)建“工藝建模-擴(kuò)散仿真-軌跡規(guī)劃”方法，突破復(fù)雜工況下的涂膠質(zhì)量調(diào)控難題，提升涂膠質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

該方法針對(duì)膠槍出膠尺寸非線性強(qiáng)的問題，利用高斯過程回歸算法的非線性擬合能力，精準(zhǔn)捕捉關(guān)鍵工藝參數(shù)（如噴嘴速度、壓力、膠黏劑粘度）與膠線尺寸之間的映射關(guān)系；針對(duì)傳統(tǒng)流體擴(kuò)散仿真計(jì)算時(shí)間長(zhǎng)，難以支撐工藝迭代優(yōu)化的問題，研究基于高性能代理模型的流體擴(kuò)散計(jì)算方法，對(duì)膠水受擠壓后高度分布進(jìn)行高逼真度的預(yù)測(cè)及仿真。

此外，為確保復(fù)雜涂膠區(qū)域的全覆蓋和高均勻性，研究人員提出一種擴(kuò)散型希爾伯特曲線軌跡規(guī)劃方法，顯著提升覆蓋質(zhì)量與粘接強(qiáng)度。經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，在相同用膠量相同固化時(shí)間下，該方法在覆蓋面積、粘接強(qiáng)度等方面均有5-10%的提升。

目前，該技術(shù)已經(jīng)在比亞迪汽車、利元亨智能裝備等企業(yè)的動(dòng)力電池產(chǎn)線現(xiàn)場(chǎng)開展應(yīng)用測(cè)試。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.rcim.2025.102961