列位宾客下战书好，很是侥幸于这个会上做陈诉。这个标题问题（《并联呆板人助力中国制造2025》）尤其年夜，我重要是先容咱们团队近几年来做的关在混联呆板人的一些事情。
各人都知道，工业呆板人是一个很是年夜的领域，混联呆板人基本上属在工业呆板人下面的一个分支，它重要是缭绕年夜型布局件加工提出的。年夜型布局件有许多的例子，包括咱们航天火箭、飞机火车，重要有两个特色：一个是尺寸很是年夜，要求精度很高；同时，还有需要现场制造。
那末解决的方案，基本上有三年夜类：
第一类，就是用咱们传统的年夜型的机床加工，包括龙门机床。还有有现场的，重要就是便携式设备，合适开敞性比力好的现场局部的制造，好比飞机内里的钻铆，半主动或者全主动的钻床，或者者是像如许的爬壁的呆板人。这边下边这个图是德国开发的用在年夜型管道的呆板人。
还有有一类是咱们尤其熟知的呆板人挪动事情站，它包括两类，一类采用串联络构，这种呆板人运用规模是最广的，第一个合适年夜规模的挪动，可以或许履行焊接，抛锚，对于加工精度要求不是很高。可是是于一个很是年夜的场所。
还有有一类上个世纪80年月最先有，本世纪初最先成长，到今天才获得了比力广泛运用的呆板人，叫做混联呆板人。那末这类呆板人就能够做成挪动事情站，比力合适在年夜型导轨上，以机床及机床相称的精度，也就是到达了好比说十个微米或者者二十微米的精度，举行局部高速周详加工。这里是一些相干的图片，左上角的图片，就是于空客A350宽体客机机翼高速加工一个混联呆板人。
今朝于世界上，我小我私家相识，并联呆板人及混联呆板人已经经许多了。可是，真实的于工程中获得运用的，基本上就是这么三类：第一类就是Tricept呆板人。这个公司叫做LOXIN呆板人，最先于汽车范畴，此刻于航空范畴用。第二类就是Exechon呆板人，是瑞典Exechon发现的同名呆板人，就是右上角阿谁图的呆板人。还有有一类是Sprint Z3呆板人，这是德国公司发现的呆板人，重要用于了年夜型飞机铝合金年夜型布局件的高速加工。这些设备应该说都是高端设备，成套利用，每一台设备售价应该于一万万元人平易近币摆布。
这个可以从四个方面表现出来：
第一个是它的速率。它的速率及这个所谓的枢纽关头型呆板人相称，远远比机床高，最高可以实现3个G的速率，机床基本上实现不了。精度，略比机床要低，可是远远高在工业呆板人，也就是咱们枢纽关头臂如许的呆板人，枢纽关头臂，就是动弹呈现很小的偏差以后，一伸长立刻偏差就出来了。以是说串联的枢纽关头型工业呆板人很难去用到道级加工精度。刚性远远低在机床，可是比枢纽关头型呆板人要高。然后，它的柔性靠近在枢纽关头型呆板人，比机床高。我感觉它是机床技能及呆板人技能两者的一个联合。右侧列出了Tricept 845的技能指标，从精度、技能、重量等等，都是根据机床的规格来制造的。
天津年夜学从03年最先研究这个，至今已经经有十几年了。从最最先做了两个系列的：一个是Rtivariant，一最先用在钢构的加工，咱们于上海世博会的一些布局是用这个呆板人做出来的。厥后觉得做粗加工不行，又做精加工，从2010年之后咱们偏重的研究了这个，厥后提高机床的精度，也获得了一些运用。
下面有这么几个问题，也就是说咱们于串联呆板人的研究或者者混联呆板人研究历程之中碰到的一些问题，想及各人交流一下。
从高机能混联呆板人这个研究来讲，咱们国度还有是起步阶段，没有获得年夜的运用，基本上还有是于试验室的阶段。别的，像Tricept、Exechon、Sprint于华体会体育飞机范畴都获得了运用，可是都被掩护起来了。咱们国度花了许多钱购置如许的设备，好比我适才说的Sprint Z3如许的设备，就卖400万欧元。咱们国度于飞机制造企业已经经引进了钻铆，咱们也引入了Tricept如许的设备，每一一台都是上万万。
从呆板人角度来讲，第一：要有高矫捷性及高柔性，也就是说它要有比力强的位姿能力。
第二：就是有高速、高加快的特征，比拟外洋做的，它的精载速率要到达60-90m/min，这就是高机能的呆板人方针。它的机能到达2个G。
第三：还有有一个高精度，就是反复精度要到达10个微米，它的正确性要到达0.05毫米。
第四：还有有它的高静动态特征，咱们一般做枢纽关头型呆板人的阐发，它的频率不会高在10HZ，如许的话用不到企业里头。假如使患上这个呆板人到达30HZ以上。如许才能用到加工里去。
如许现实上就面对了各类各样的挑战：
第一个就是怎样找到新的构型。新的TOP布局优多样多样性的，它可以或许包管它可以或许轻量化，怎样从浩繁的构型里头找到具备工程利用价值的布局，这是第一个面对的挑战。
第二个它要到达特定的机能，第一个要功效，第二个就是机能。机能无非就是它的精度，它的刚度，它的动态特征要满意加工的要求。这里对于它的标准、布局、驱动及节制参数等都需要举行设计。
第三个就是说怎样于工程里利用，这里触及到各类各样的技能，有设备技能、有加工技能、有丈量技能等等。
我今上帝要就是先容前两个，一个是怎样来找到新的构型，第二个怎样做它的设计。
第一个，我这个取患上的是自立立异，由于咱们要冲破外洋产权，咱们要发现本身的呆板人，怎样做这个工作？第二个怎样冲破要害技能，使患上它的精度到达工程运用的要求？
要做到这两点，现实上从构型设计里，就是咱们被称之为功效与机能同时驱动的设计要领。功效就是要实现几多的自由度，机能就是要到达相干的加快特征、相干的精度，怎样来实实际际上面对了许多的技能挑战。
那末，第一个就是说怎样来找到可以冲破外洋常识产权的新机构。这是面对的挑战。
此刻适才我列写的Tricept已经经有了。前者，咱们阐发了一下，它的称之为位置型的并联机构加之AC头组成了一个混联呆板人。后者，也就是底下这个Z3头是AB摆，是姿态型的并联机构，加之一个XYZ长行导管，这是拓朴布局5轴的素质。
第一个怎样找到如许的拓朴布局？咱们提出了一种找到这类新机构的要领。基本的要点它是一个平面运动链再添加一个运动链，要害就是于这些拓朴构型内里找到适合的构型。为此，咱们就提出了三个拓朴构型优先准则：第一个就是找到适合的轴线方位，或者者你是姿态型的，或者者位置型的。
第二个很是主要，你所有的腿的设计，要满意必然的力学准则，使患上它具备好的效果。之前研究到那一步综合完了就完了，再也不思量如许的工作。
第三个就是你这类呆板人必需要做成一种模块，具备可重构性。
根据如许三个准则，现实做下来，真实的有效的很少。就是咱们右侧打的绿勾的有效。此中两个外洋已经经发现了，就是Exechon及Z3，那第三个于哪？
为此咱们发现如许的机构，它的平名就是由位置并联机构加AC头，然后加之第三条腿，组成了如许一个5自由度混淆并联呆板人。
那末这个呆板人有甚么长处？它是功课式呆板人，比现有的Diamond少6个负荷。同时咱们可以于这个中间那条腿及两个脚上安装直线光圈，可以直接感知，进而包管它的位置精度。还有有一些其他的一些长处。
那末应该说咱们发现的Diamond呆板人是具备咱们国度常识产权的一款呆板人，使用这个呆板人，或者者呆板人的模块，就能够重构出各类各样的年夜型构建的现场加工设备。好比可以做建立式的、卧式的结构，也能够做成躺型的结构，合适现场加工的需求。这里我就不想多说了。
第一个是参数设计，现实上你有了拓朴构型以后，怎样来举行参数设计，还有是比力繁杂的问题。那末，本来的设计光思量运动学，咱们这里不光思量运动学，并且思量了动力学机能，也就是它的刚度及动力学机能。这里咱们给出了整个相干的设计流程。这是终极的设计成果，右侧是静力学及动态特征，各人可以看到它的净刚度及低频率基本上还有是小型的卧式的加工方式。
第二个就是综合机能保障技能。从呆板人本体来讲面对两的个挑战：第一个怎样节制好，像机床同样节制好，这个是面对的问题。第二个就是精度的问题。
从节制的角度来讲，它及串联的呆板人彻底同样面对着两年夜困惑。第一个也就是说你的折算到机电上的，重力负载也是变化的。这两个，重力扰动也是随位形变化，以是要找到合适在这类变化的节制器。
今朝来讲，咱们国度西门子已经经开发出来，可是咱们国度这个数控体系的制造商还有没有提供，咱们今朝重要于如许开放式的数控体系上做了相干的事情。大要的思绪，也就是说于一个位形下收拾好，于若干个位型下做好。然后反权重加权法，获得全域的节制参数。基本思绪是如许的。
第二个就是怎样提高它的精度。适才提到直线光栅，提出了精度的赔偿要领，到达像机床同样。这是传统的串联的工业呆板人及年夜大都的并联呆板人做不到的。这是它的工艺保障技能，我再也不多说了，包括偏差赔偿、怎样装置。
前二者就是要包管它及机床同样，要包管它的技能引导精度。于此基础上可以采用两种要领举行赔偿，一个就是把空间做划分，直接赔偿；还有有一个就是用体系参数辨识的要领举行赔偿。这个是咱们的一些成果。
这个是咱们去年做的样机，是比力小的样机，咱们叫Diamond 600，它的位置的反复精度于9个 。这个反复精度应该高在串联的呆板人的数目级。这个应该于中间那张图片体积偏差，是60个 的体积偏差，于一米的事情空间里是如许的领域。同时，咱们也对于举行NAS加工，偏差到达了9 。
末了工程运用，我先容两个例子，有几个录相。第一个就是咱们主轴用的是7千瓦的主轴，重要表现速率及加快度的特征，这个速率可以到达1个G的加快度。然落伍一步轻量化，咱们想冲破2个G，此刻制造了1个G的加快度。这个是演示于整个空间里的位姿能力。这个是咱们做了双机的，右侧是支撑部，左侧加工部。然后，有一个薄臂器，暗示这两个呆板可以同步的加工。
末了谈两个运用。第一个运用咱们没有做到飞机上，第一个面向国度这个焚烧工程。它里头的年夜口径非球面光学零件的抛光重要用如许的工序，用精抛，快抛，然后小磨头的抛光设备。
然后传统用ABB呆板人于做，串联呆板人。串联呆板人的特征，频率低，以是振幅尤其年夜。咱们采用这个以后，年夜幅度的提高了它的精度及质料的去除了率，这个去除了率与本来的程度比力，整整提高了一倍。这是第一台样机。这是咱们第二台样机，就是做抛光。这个X轴及Y轴、Z轴的正负远远小在串联呆板人。这是咱们做的第一个运用，此刻已经经于用了。
然后第二个，这个设备重要缭绕着飞机的制孔。这个最难的一个问题，打于铝上没有问题，比力难的是于钛合金及复材上打孔。传统打孔工艺就是用了多把刀，往返换刀，加工副材用一种刀，加工钛合金用别的一种刀。还有有效螺旋洗的方式加工，用专业螺旋加工。咱们提出的思绪是直接采用混联呆板人，阐扬它的高刚度，直接采用混联呆板人加螺旋加工就能够做出来。
这是咱们开端做的试验，这个叠层构建是一层钛合金，一个是复材。前面是钛合金，今朝加工一个孔，就用一把刀，然后用4分钟把这个叠层构建，加工19.5毫米的孔，用了4分钟。传统刀具要N把刀。这个加工效率还有长短常好的，并且加工精度到达了要求。好比咱们4分钟做一个孔，板厚度10妹妹，孔径19.05妹妹。这个粗拙度也满意了要求，用一把刀直接加工，并且没有冷却液。
这个国际上，据我相识，英国两家于做这个。英国的鹏达狄（音译）于如许做，直接用呆板人，直接举行螺旋铣孔的技能。应该说，咱们这台呆板人是世界上第三家可以或许干这件事的。右侧这个是咱们加工钛合金，加工复材、它的外貌粗拙度、孔径的一些图片，报名这个呆板人做这件事还有是有很强的上风的。
末了做一个总结，咱们发现了及研制出了一种高机能的混联呆板人，这类呆板人应该说于年夜型布局件，尤其是航天航空轨道交通如许局部的加工上有很好的远景。咱们期待与企业开展深切的互助，把咱们这类呆板人可以或许推向市场，助力中国制造2025。
阿童木呆板人是辰星（天津）主动化装备有限公司旗下的品牌，是海内领先的并联呆板人制造商，开创团队来自并联呆板人研发知名高校-天津年夜学；阿童木呆板人拥有钻石、金刚、闪电全系列并联呆板人焦点自立常识产权；阿童木呆板人于整机机能、功课靠得住性、现场利用经验方面具备没法相比的上风，今朝已经率先实现对于英国及俄罗斯的出口，创国产呆板人整机出口的先例。阿童木呆板人力求做世界一流的并联呆板人企业。阿童木蜘蛛手于食物、制药、电子、日化等行业的分拣、搬运、装箱、抓取等环节都有触及。
于这个呆板逐渐替换人工的时代，并联呆板人有着很好的成长远景，可是市场竞争很激烈。阿童木蜘蛛手于质量、机能等方面都到达了外洋技能程度，甚至赶超他们。
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