“高精度模块化人机协作机器人关键技术及产业化”项目成果整体达到国际先进水平

近日，中国机械工业联合会以视频会议形式组织召开了由北京航空航天大学、遨博(北京)智能科技有限公司联合完成的“高精度模块化人机协作机器人关键技术及产业化”科技成果鉴定会。由倪光南院士、王耀南院士等专家组成的鉴定委员会认为，该项目技术难度大，创新性强，核心部件国产化和产业化程度高，整体达到国际先进水平，其中在协作机器人定位精度、安全性方面达到国际领先水平。


图1 协作机器人系列产品

  该项目针对协作机器人“核心技术—部件国产化—智能集成应用”迫切需求，在国家高技术研究发展计划(863计划)课题、国家重点研发计划项目和北京市科技计划课题等资助下，开展了多项自主创新技术研究，解决了协作机器人机构的高精度、轻量化、模块化，机器人操作系统实时性，人机协作安全性，集成应用的智能化等关键技术难题，取得了一系列技术成果。

  项目团队发明了高精度系列化的协作机器人本体机构，提出了和声库动态模型误差补偿方法，突破了人机协作机器人精度不足的限制，研制了系列化人机协作机器人产品。针对协作机器人的产业化，该团队进行了协作机器人模块的关键技术攻关和国产化方面的工作，提出了关节参数辨识和自适应模型跟随的速度智能控制方法，攻克了一体模块化关节的高功率密度中空力矩电机及其伺服控制关键技术，实现了轻量化的驱动/控制/感知功能集成。

  该协作机器人采用自主设计的多核异构混合系统框架，利用发明的硬件分离实时与非实时任务的方法，机器人操作系统任务控制周期满足了机器人运动控制的强实时性要求，形成了第一款面向开发者的强实时操作系统。基于该系统，开发了多行业协作机器人软件仓库，大幅提升智能集成应用的效率和柔性。

  通过设计快速转矩观测和虚拟肌肉力控制方法，协作机器人的独立双控制回路实现了PL=d的安全等级，扭转载荷敏感度达到0.2Nm，响应时间毫秒级。该团队将核心技术转化成系列化的产品，已完成协作机器人累计销售额2.56亿元，出口创汇600万美元，带动企业“机器换人”和自动化、智能化升级改造形成的产值超过10亿元。产品已在华为、瑞声、宝马、大陆汽车电子等国际主流的3c、汽车零部件、汽车电子等企业进行了规模化推广应用，并建立了国内首条“机器人造机器人”生产线。项目成果对推动我国制造业向智能制造、绿色制造的转型升级具有重要意义。


图2 “机器人造机器人”生产线
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