论文部分内容阅读
[摘 要]介绍了高速高精度的工业机器人的研发及其应用。在微米级的高精度、机器视觉、全闭环伺服控制系统等方面取得创新。研制了高速高精度智能多轴机械手、高精度三维自动点胶机、高速非接触式自动喷胶机等工业机器人产品。在精密机器人研究方面取得了突破性进展，打破国外技术壁垒，成为iPad、iPhone的生产自动化设备，推动了我国制造业自动化的发展。
[关键词]机械制造及其自动化，工业机器人，智能制造
中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0388-01
制造业是现代国民经济的重要支柱，在一个国家的生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。我国已成为世界第一制造大国，却不是制造强国。而世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。使得制造技术的重要性日益彰显。
随着现代制造技术浪潮的袭来，自动化生产代替传统工厂成为新一轮制造革命。发明创新也要围绕着现代制造技术的高效化和精密化开展研究。现在以课题组的研究成果为例说明进行说明：
一、高速高精度工业机器人系列成果
项目在科技部科、福建省科技厅、厦门市科技局等项目支持下，研發出国家发明专利、软件著作权等知识产权12项。研制了基于智能制造的高精度检测机器人、高速高精度智能多轴机械手、飞行喷射机器人、光学检测机械手、高速高精度电子封装机器人等工业机器人产品。在精密机器人国家标准和研究方面取得了突破性进展，打破国外技术壁垒，成为iPad、iPhone的生产自动化设备，推动了我国制造业自动化的发展。产品被富士康、松下、ABB、索尼、日立等世界500强企业采用。先后获国际发明展金奖、福建省科学技术进步二等奖、福建省科学技术进步三等奖等科技奖。
工业机器人产品创新点：
（1）高精度：经教育部科技查新工作站查新，目前只有美国两家企业研发出10微米精度的同类机器人。而我们的产品经厦门市质检院检测，定位精度达1微米（0.0001mm），回转精度达0.001度，解决了高速运动中的稳定性和运动精度问题。
（2）机器视觉：通过机器视觉定位，可以准确夹取细微元器件，误差值小于0.01mm。
（3）控制系统：开发全闭环伺服控制系统，控制机器人精确运动。在作业过程中实现“作业-计算-反馈-补偿”的循环自动补偿功能。
二、工业机器人的系列应用
1、基于飞行喷射机器人的古籍修复方法
将飞行喷射系统、CCD机器视觉系统、激光测量校准系统、数字化自动控制系统和高速高精度机器人相结合的技术在古籍修复领域的应用，可以对古籍进行数字化高精度定位修复。取得了国家发明专利。
2、基于智能制造的高精度检测机器人
为了满足生产进度，检测装备也应该相应提高，形成与智能制造相配合的光学检测设备。在非接触式的基础上，研发了基于智能产品制造的1微米级高精度检测机器人。经厦门市质检院检测，机械设备重复定位精度达1微米（0.001mm），产品光学检测时的解析度达到1微米/像素。开发了针对不同需求的柔性化混合算法系统。综合应用模板匹配法、连接表检测方法和数学形态学检测方法。同时采取参数化矢量检测，提高检测精度。获得了福建省科学技术进步三等奖。
3、智能制造控制系统
研发了现代制造工程系统、现代光学工程虚拟实验室系统、现代工程项目可行性分析系统、工程咨询决策支持系统等智能制造控制系统。取得了教育部科技成果登记和软件著作权。获得了科技部发明创业奖？项目奖银奖、教育部全国多媒体课件大赛二等奖、福建省科学技术进步三等奖。
三、现代制造理论研究
主编了教育部国家级规划教材《数控加工软件MasterCAM训练教程》高等教育出版社2016年出版，“十二五”国家规划教材，经教育部全国教材审定委员会审定。高等教育出版社撰写出版说明。曾位居高等教育出版社机械制造类国家级规划教材销量第二名，被二百多所学校采用。《数控机床应用技术》高等教育出版社2015年出版，教育部“十二五”国家规划教材，经教育部全国教材审定委员会审定。高等教育出版社撰写出版说明，高等教育出版社重点推荐教材。《数控机床应用与编程》高等教育出版社2009年出版，全国“十一五”规划教材。此外，还在中央人民广播电台、Scientific Research Publishing、IEEE、Automatic Manufacturing Systems等国内外期刊发表论文数十种。
综上所述，高速高精度是现代制造技术的发展方向，科技工作者以此为突破口，深入探索、不懈努力，就能发掘出新的发明和成果。
参考文献
[1] 周迪.基于飞行喷射机器人的古籍修复方法：201510095897.5[P].2016-07-13.
[2] 周迪.基于光学检测机械手的古籍修复方法：201510085782.8[P].2017-05-03.
[3] 周迪.基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人：201520085500.X[P].2015-07-29.
[4] 周迪.一种安装有机械手自动取放式装置：201520115682.0[P].2016-09-07.
[5] 周迪.现代制造工程系统：2015SR077851[P].2015-05-08.
[6] 周迪.现代光学工程虚拟实验室系统：2014SR010793[P].2014-01-24.
[7] 周迪.现代化加工中心三维设计图：2015-F-00191065[P].2015-04-16.
[8] 周迪.智能化立体车库工程设计作品：2015Z11S014624[P].2015-06-02.
作者简介
周迪，男，福建厦门人，主要研究方向：机械电子工程技术。科技部、福建省、厦门市各政府部门评审专家。先后获得国际发明展览会金奖（科技部登记），福建省科学技术进步奖等政府部门认定的科技奖20项。获得国家发明专利、软件著作权等知识产权12项。作为项目经理主持了丰田、上汽、银鹭、连天红、华福等工程技术咨询工作，主持编撰了超过200万字的咨询报告。
[关键词]机械制造及其自动化，工业机器人，智能制造
中图分类号：TP242.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）23-0388-01
制造业是现代国民经济的重要支柱，在一个国家的生产力构成中，制造技术的作用一般占60%左右。我国已成为世界第一制造大国，却不是制造强国。而世界上各个国家经济的竞争，主要是制造技术的竞争。使得制造技术的重要性日益彰显。
随着现代制造技术浪潮的袭来，自动化生产代替传统工厂成为新一轮制造革命。发明创新也要围绕着现代制造技术的高效化和精密化开展研究。现在以课题组的研究成果为例说明进行说明：
一、高速高精度工业机器人系列成果
项目在科技部科、福建省科技厅、厦门市科技局等项目支持下，研發出国家发明专利、软件著作权等知识产权12项。研制了基于智能制造的高精度检测机器人、高速高精度智能多轴机械手、飞行喷射机器人、光学检测机械手、高速高精度电子封装机器人等工业机器人产品。在精密机器人国家标准和研究方面取得了突破性进展，打破国外技术壁垒，成为iPad、iPhone的生产自动化设备，推动了我国制造业自动化的发展。产品被富士康、松下、ABB、索尼、日立等世界500强企业采用。先后获国际发明展金奖、福建省科学技术进步二等奖、福建省科学技术进步三等奖等科技奖。
工业机器人产品创新点：
（1）高精度：经教育部科技查新工作站查新，目前只有美国两家企业研发出10微米精度的同类机器人。而我们的产品经厦门市质检院检测，定位精度达1微米（0.0001mm），回转精度达0.001度，解决了高速运动中的稳定性和运动精度问题。
（2）机器视觉：通过机器视觉定位，可以准确夹取细微元器件，误差值小于0.01mm。
（3）控制系统：开发全闭环伺服控制系统，控制机器人精确运动。在作业过程中实现“作业-计算-反馈-补偿”的循环自动补偿功能。
二、工业机器人的系列应用
1、基于飞行喷射机器人的古籍修复方法
将飞行喷射系统、CCD机器视觉系统、激光测量校准系统、数字化自动控制系统和高速高精度机器人相结合的技术在古籍修复领域的应用，可以对古籍进行数字化高精度定位修复。取得了国家发明专利。
2、基于智能制造的高精度检测机器人
为了满足生产进度，检测装备也应该相应提高，形成与智能制造相配合的光学检测设备。在非接触式的基础上，研发了基于智能产品制造的1微米级高精度检测机器人。经厦门市质检院检测，机械设备重复定位精度达1微米（0.001mm），产品光学检测时的解析度达到1微米/像素。开发了针对不同需求的柔性化混合算法系统。综合应用模板匹配法、连接表检测方法和数学形态学检测方法。同时采取参数化矢量检测，提高检测精度。获得了福建省科学技术进步三等奖。
3、智能制造控制系统
研发了现代制造工程系统、现代光学工程虚拟实验室系统、现代工程项目可行性分析系统、工程咨询决策支持系统等智能制造控制系统。取得了教育部科技成果登记和软件著作权。获得了科技部发明创业奖？项目奖银奖、教育部全国多媒体课件大赛二等奖、福建省科学技术进步三等奖。
三、现代制造理论研究
主编了教育部国家级规划教材《数控加工软件MasterCAM训练教程》高等教育出版社2016年出版，“十二五”国家规划教材，经教育部全国教材审定委员会审定。高等教育出版社撰写出版说明。曾位居高等教育出版社机械制造类国家级规划教材销量第二名，被二百多所学校采用。《数控机床应用技术》高等教育出版社2015年出版，教育部“十二五”国家规划教材，经教育部全国教材审定委员会审定。高等教育出版社撰写出版说明，高等教育出版社重点推荐教材。《数控机床应用与编程》高等教育出版社2009年出版，全国“十一五”规划教材。此外，还在中央人民广播电台、Scientific Research Publishing、IEEE、Automatic Manufacturing Systems等国内外期刊发表论文数十种。
综上所述，高速高精度是现代制造技术的发展方向，科技工作者以此为突破口，深入探索、不懈努力，就能发掘出新的发明和成果。
参考文献
[1] 周迪.基于飞行喷射机器人的古籍修复方法：201510095897.5[P].2016-07-13.
[2] 周迪.基于光学检测机械手的古籍修复方法：201510085782.8[P].2017-05-03.
[3] 周迪.基于机器视觉与激光检测的高速高精度电子封装机器人：201520085500.X[P].2015-07-29.
[4] 周迪.一种安装有机械手自动取放式装置：201520115682.0[P].2016-09-07.
[5] 周迪.现代制造工程系统：2015SR077851[P].2015-05-08.
[6] 周迪.现代光学工程虚拟实验室系统：2014SR010793[P].2014-01-24.
[7] 周迪.现代化加工中心三维设计图：2015-F-00191065[P].2015-04-16.
[8] 周迪.智能化立体车库工程设计作品：2015Z11S014624[P].2015-06-02.
作者简介
周迪，男，福建厦门人，主要研究方向：机械电子工程技术。科技部、福建省、厦门市各政府部门评审专家。先后获得国际发明展览会金奖（科技部登记），福建省科学技术进步奖等政府部门认定的科技奖20项。获得国家发明专利、软件著作权等知识产权12项。作为项目经理主持了丰田、上汽、银鹭、连天红、华福等工程技术咨询工作，主持编撰了超过200万字的咨询报告。