視覺和電子皮膚安全控制的機器人工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用與安全評估方法

該課題為國家重點研發(fā)計劃項目“基于視覺與電子皮膚的機器人安全控制技術(shù)（2019YFB1310200）”中的子課題。課題主要目標(biāo)為：針對易出現(xiàn)碰撞等安全風(fēng)險的打磨、裝配、搬運等工業(yè)應(yīng)用場景，開展機器人、末端夾具、被加工件、新型視覺/電子皮膚等多系統(tǒng)融合的集成應(yīng)用驗證，實現(xiàn)不同工業(yè)應(yīng)用場景下新型視覺、電子皮膚傳感器的推廣應(yīng)用，并制定安全評估標(biāo)準(zhǔn)。

為實現(xiàn)新型視覺/電子皮膚等機器人專用視和觸覺傳感器在工業(yè)應(yīng)用場景中的高可用性，埃夫特承擔(dān)的課題研究基于視覺和電子皮膚安全控制的機器人安全評估方法，解決基于視覺/電子皮膚多模態(tài)信息融合和有效過程控制為一體的區(qū)域安全技術(shù)、工業(yè)場景機器人應(yīng)用中基于視覺/電子皮膚的系統(tǒng)集成設(shè)計及應(yīng)用技術(shù)。針對易出現(xiàn)碰撞等安全風(fēng)險的打磨、裝配、搬運等工業(yè)應(yīng)用場景，開展機器人、末端夾具、被加工件、新型視覺/電子皮膚等多系統(tǒng)融合的集成應(yīng)用驗證，實現(xiàn)不同工業(yè)應(yīng)用場景下新型視覺、電子皮膚傳感器的推廣應(yīng)用，并制定安全評估標(biāo)準(zhǔn)。采用理論研究、技術(shù)研發(fā)、應(yīng)用單元研制、應(yīng)用示范一體化實施方案，圍繞構(gòu)建面向視覺/電子皮膚機器人安全控制技術(shù)并實現(xiàn)其應(yīng)用示范的總體目標(biāo)，將功能分析、理論研究、仿真設(shè)計、系統(tǒng)集成、實驗研究、檢驗評估、應(yīng)用示范等技術(shù)手段有機結(jié)合，以系統(tǒng)研發(fā)帶動理論和技術(shù)突破，最終實現(xiàn)指南所要求的應(yīng)用示范。

課題已完成焊接應(yīng)用場景、機械加工應(yīng)用場景、裝配應(yīng)用場景的搭建及主動安全控制系統(tǒng)的應(yīng)用測試，形成第三方測試報告4份，完成基于視覺機器人安全控制系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)場景示范應(yīng)用測試40套，穿戴安全電子皮膚的工業(yè)機器人安全控制系統(tǒng)實現(xiàn)工業(yè)場景示范應(yīng)用測試50套；形成《基于視覺和電子皮膚安全控制的機器人安全評估標(biāo)準(zhǔn)》企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；完成基于視覺的協(xié)作機器人人機協(xié)作安全控制體系架構(gòu)的設(shè)計；同時申請多項發(fā)明專利和軟件著作權(quán)，完成課題任務(wù)書預(yù)期技術(shù)指標(biāo)。

面向多應(yīng)用場景的工業(yè)機器人系統(tǒng)設(shè)計與制造關(guān)鍵技術(shù)

該課題為國家重點研發(fā)計劃項目“下一代工業(yè)機器人高性能核心零部件技術(shù)及應(yīng)用示范（2019YFB1312200）”中的子課題。課題主要目標(biāo)為：研究高應(yīng)用要求場景對工業(yè)機器人整機性能參數(shù)需求，系統(tǒng)評測國際先進(jìn)水平機器人參數(shù)指標(biāo)，給出國產(chǎn)機器人設(shè)計指標(biāo)，在此基礎(chǔ)上建立機器人整機性能參數(shù)模型，基于模型參數(shù)敏感性分析，將整機參數(shù)向關(guān)鍵零部件分解，提出國產(chǎn)核心零部件關(guān)鍵性能指標(biāo)需求；建立機器人整機可靠性評價模型，并將整機可靠性分解到關(guān)鍵零部件和整機生產(chǎn)質(zhì)量控制，通過整機生產(chǎn)質(zhì)量提升及關(guān)鍵零部件可靠性提升，達(dá)到整機平均無故障時間要求。最終完成滿足焊接、噴涂、打磨、搬運、裝配等領(lǐng)域應(yīng)用的配備自主核心零部件的工業(yè)機器人。

埃夫特承擔(dān)的課題主要面向工業(yè)機器人國產(chǎn)核心部件自主化不足、高端缺失、迫切需要批量應(yīng)用的需求，突破工業(yè)機器人高性能精密減速機、高性能伺服電機和驅(qū)動器、安全可靠的控制器等核心部件及其規(guī)模化生產(chǎn)與應(yīng)用的核心技術(shù)，研制出7種規(guī)格6自由度關(guān)節(jié)型集成高性能核心零部件的工業(yè)機器人，實現(xiàn)在焊接、打磨、裝配、搬運、噴涂等場景的批量應(yīng)用，引領(lǐng)并帶動國產(chǎn)核心部件及機器人的發(fā)展。

采用自主零部件的六自由度關(guān)節(jié)機器人建成了鋼結(jié)構(gòu)牛腿焊接機器人示范生產(chǎn)線、鋼構(gòu)件噴涂機器人示范生產(chǎn)線、鋼構(gòu)件搬運機器人示范生產(chǎn)線、鋼構(gòu)件裝配機器人示范生產(chǎn)線、厚鋼板K型坡口自動清根機器人示范生產(chǎn)線和鋼結(jié)構(gòu)打磨機器人示范生產(chǎn)線等，相關(guān)示范生產(chǎn)線已經(jīng)投入生產(chǎn)應(yīng)用，采用機器人代替人工的鋼結(jié)構(gòu)制作方式，整體生產(chǎn)效率提高約3倍。課題成果成功應(yīng)用于多個醫(yī)院、園區(qū)、會展中心等國內(nèi)50余項重點工程中，并獲得各方一致好評。

在兩項課題分別組織的驗收過程中，專家組考察了埃夫特智能裝備股份有限公司現(xiàn)場，認(rèn)真聽取了課題負(fù)責(zé)人的工作匯報 ，審閱了“課題結(jié)題總結(jié)報告” 、視頻等相關(guān)資料，對課題指標(biāo)的完成情況進(jìn)行了審核和質(zhì)詢。最終，專家組認(rèn)為課題完成了任務(wù)書規(guī)定的相關(guān)示范應(yīng)用的研究任務(wù)，達(dá)到考核指標(biāo)，一致同意通過現(xiàn)場工程驗收。

兩項課題的順利驗收是對埃夫特過去承擔(dān)課題所開展的研發(fā)工作階段性成果的確認(rèn)和肯定，兩項課題的成功應(yīng)用示范是國產(chǎn)機器人在國產(chǎn)零部件自主化率提升和機器人安全控制突破方面提交的一份答卷。

下一步，公司將根據(jù)評審會專家意見和建議對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)一步優(yōu)化、并在全國范圍內(nèi)進(jìn)行推廣應(yīng)用，更好地抓住市場機會，持續(xù)提升國產(chǎn)品牌機器人的核心競爭力，提高國產(chǎn)品牌機器人市場占有率。