寧波材料所在四自由度并聯(lián)機(jī)器人方面取得進(jìn)展
并聯(lián)機(jī)器人是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支, 具有剛度高、重量輕、速度快、精度高等優(yōu)點，在高速搬運、包裝、分揀、貼片等方面有著無可比擬的優(yōu)勢，已在食品、物流、醫(yī)藥、電子等輕工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。
寧波材料所所屬二級所先進(jìn)制造所精密運動與先進(jìn)機(jī)器人團(tuán)隊最新研發(fā)的高速高精并聯(lián)機(jī)器人可以完成3T1R（三個平動一個轉(zhuǎn)動）四個自由度的運動，實現(xiàn)了少自由度并聯(lián)機(jī)器人的構(gòu)型創(chuàng)新。在機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計上，采用了獨特的M型4-2-1并聯(lián)機(jī)構(gòu)構(gòu)型設(shè)計，結(jié)構(gòu)緊湊好、重心低，有效提高了系統(tǒng)的剛度和穩(wěn)定性。研究團(tuán)隊通過機(jī)構(gòu)運動學(xué)特性分析，發(fā)現(xiàn)該機(jī)構(gòu)具有簡單的正向和逆向運動學(xué)求解算法。在驅(qū)動設(shè)計上，該并聯(lián)機(jī)器人的兩側(cè)復(fù)合支鏈分別采用了一個雙動子的高精度直線電機(jī)驅(qū)動，具有結(jié)構(gòu)簡單、定位精度高、成本低等特點。在材料選擇上，機(jī)構(gòu)連桿采用高強度的輕質(zhì)碳纖維復(fù)合材料，有效降低了運動桿件的重量，改善了系統(tǒng)的動態(tài)特性，也為系統(tǒng)實現(xiàn)高速運動創(chuàng)造了條件。在控制方案上，建立了基于系統(tǒng)動力學(xué)的運動規(guī)劃與控制算法，并通過PowerLink總線進(jìn)行多軸同步控制，實現(xiàn)了并聯(lián)機(jī)器人的高速、高精度運動控制。
團(tuán)隊對該四自由度并聯(lián)機(jī)器人進(jìn)行了基于工作空間的優(yōu)化設(shè)計，研制了系統(tǒng)樣機(jī)，其X-Y-Z運動范圍為0.6m×1.5m×0.55m，繞Z軸轉(zhuǎn)動范圍為±90°，最大運動速度達(dá)到2.0m/s，重復(fù)定位精度達(dá)到0.1mm，能夠滿足高速、高精度分揀、包裝等作業(yè)需求，具有廣闊的應(yīng)用前景。
（文稿：先進(jìn)制造所 李榮）
（攝影：先進(jìn)制造所 張杰）