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数控中心

一、简介

国家数控系统技术研究中心(佛山)(以下简称中心)是依托华中科技大学,集机器人整机和关键零部件研发和产业化成果优势,和国内高档数控基础和应用技术研究于一体的工程技术研究开发基地。中心坚持以产品创新为核心,市场需求为导向,全面提高企业产业升级和生产效率为目标,助力突破机器人产品研究的重大技术瓶颈,打造工业机器人技术创新中心。

 

中心积极推进《中国制造2025佛山行动方案》、《推进机器人及智能装备应用“百千万工程”工作方案》等方案与措施,深入机器人本体及整机产品、高性能控制系统、高性能伺服驱动器、示教器及相关通用产品的研究开发,并开展数控技术基础理论、高档数控系统关键和共性技术、先进制造工艺与方法等方向的研究,在高档数控基础和机器人整机、控制系统等应用技术研究方面具有重要影响力,形成行业优势。

 

中心坚持以人为本,汇聚了一批多年来从事机器人产品365bet扑克官网、控制工程、机械设计制造及其自动化等相关技术方面的高水平工业机器人研发团队,为机器人产品技术研究、新产品开发、测试提供技术支持。在知识产权方面累计申请的104项专利,其中发明专利48项,集中在工业机器人相关关键零部件。


二、产品和技术

(一)机器人产品

中心攻克了工业机器人控制、驱动、设计、应用、自动化、工程化等方面的多项核心关键技术。目前共形成JR系列六轴通用机器人、HC水平多关节机器人、SR系列SCARA机器人、BR双旋系列、特殊应用产品系列机器人五大产品体系,在电子行业搬运、机加工搬运、打磨、焊接、喷涂等行业中得到广泛应用。

在打磨领域多次与国外品牌机器人抗衡,解决了打磨、焊接等多项技术难题。HSR-BR6系列双旋机器人,国内首创提出双旋模式和结构,是国产工业机器人通过创新突围打造核心竞争力的典范,获得了中国设计领域的“奥斯卡”-2017中国好设计【银奖】。


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五大机器人产品系列图


(二)高性能控制系统

华数机器人控制系统是中心为工业机器人研发的新一代控制系统,采用开放式、模块化的体系结构,基于高速工业现场总线EtherCAT,可广泛适配各种从站设备;内嵌先进的运动学与动力控制算法,具备高速高精的轨迹控制,高精的力学建模及参数辨识等特点,可应用于PUMA、Delta、Scara等主要机器人模型及非标机器人;支持丰富的二次开发接口,可方便与第三方设备通讯,成功打破国外企业的技术垄断。目前在机床上下料、搬运码垛、打磨、焊接、涂胶、喷涂多个行业广泛应用。


(三)新型驱动

中心多年来致力于低成本直流共母线的一体式驱动器和数字化大功率分离式驱动技术的研究。其低成本EtherCAT从站解决方案及一拖多直流共母线方案,高速度环带宽响应方案,满足机器人快速启停,反复加减速等动作需求。

目前拥有两大新型驱动器产品系列,分别是150E系列总线式交流伺服驱动器、HSS-LDE系列直流共母线伺服驱动器。


(四)华中8型数控系统

HNC-8系列数控系统是中心通过多年自主创新,研发的新一代基于多处理器的总线型高档数控系统。系统充分发挥多处理器的优势,在不同的处理器分别执行HMI、数控核心软件及PLC,充分满足运动控制和高速PLC控制的强实时性要求,HMI操作安全、友好。

其采用的总线技术突破了传统伺服在高速高精时数据传输的瓶颈,在极高精度和分辨率的情况下可获得更高的速度,极大提高了系统的性能。系统还采用3D实体显示技术实时监控和显示加工过程,直观地保证了机床的安全操作。


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华数机器人控制系统结构框架图

新型驱动产品系列图

华中8型数控系统产品图



三、实验室平台

(一)机器人控制器研究室

控制器是工业机器人基础核心部件之首,关键是机器人动力学建模和控制、多通道实时控制、全闭环控制等。国家数控系统工程技术研究中心(佛山)将智能工业机器人控制系统研发作为工作的重点,依托新一代人工智能技术,开展机器人视觉、深度学习、大数据处理等相关研究,开设机器人控制器研究室,开展路径优化、智能控制与决策支持算法等智能装备控制技术及装置研发。重点攻克变负载情况下高性能伺服控制技术、工业机器人误差补偿修正技术、“实时插补”控制技术、多工业机器人网络化和集群协调控制技术。


(二)机器人整机产品技术研究室

机器人本体、整机产品研发是机器人核心部件之一。整机产品的研发、装配、调试、验证是机器人功能、性能、可靠性的基础。国家数控系统工程技术研究中心(佛山)将智能工业机器人整机产品技术研究作为工作的重点,开设机器人整机产品技术研究室,开发新型工业机器人产品,如四轴、五轴、六轴等多关节通用机器人。开展工业机器人及智能装备应用技术研究,研究自动化技术的工程化、模块化、标准化方法,为工业机器人应用企业提供集成应用方案。开展智能装备结构基础部件设计方法等共性技术研究,研发各种机器人夹具、手抓、移动装置,非标机械、专用机械等。 


(三)高性能控制系统创新实验室

       智能控制系统创新实验室瞄准工业机器人领域先进技术,在突破机器人高速高精基础上,结合多模态感知、机器视觉、深度学习等新一代人工智能技术,研究具备自感知、自学习、自适应、自决策的智能机器人控制系统。实验室下设三个技术验证平台:工业机器人控制系统关键技术验证平台;工业机器人传感器应用创新验证平台;工业机器人智能算法验证平台。工业机器人控制系统关键技术平台,以传统运动学、动力学模型为对象,研究动力学精确辨识、抑振控制、前馈控制、轨迹规划技术,解决机器人高速高精问题。工业机器人传感器应用创新验证平台,搭建开放式控制系统,接入力、振动、视觉、声音等多种传感器设备,开展共融机器人研究。工业机器人智能算法验证平台,以AI技术为核心,开展智能机器人算法验证。


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共融机器人

机器视觉

智能速度规划





(四)机器人整机中试实验室

       机器人整机中试实验室是佛智院针对工业机器人、协作机器人及特种机器人整机研发设计与性能测试验证的高新技术创新研究实验室,实验室建设和规划依托华中科技大学、华数机器人等科研单位和人才资源,研究内容覆盖水平多关节机器人、垂直多关节机器人、协作机器人等多种机器人本体设计与电气控制技术,力争快速打造国际一流、国内领先的创新研究实验室。力争在3年内达到国际先进水平,构建不少于2 类人机智能融合机器人实验系统,实现人在回路的机器人协同混合智能;至少有2 项先进前沿技术(本体设计及整机精度)实现首创或达到同类技术的国际领先水平,并提供佐证材料。


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激光跟踪仪

DYNALOG标定

DYNALOG测试



四、 专家团队

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杨海滨  机械学博士。现任国家数控系统工程技术研究中心(佛山)主任、365体育彩票投注_365bet扑克官网_欧洲365体育投注网址副院长、重庆机器人控制与伺服工程中心学术委员会主任、工业机器人行业国家职业技能标准委员会委员。获省部级科技进步一等奖。参与并主持开发华数6轴工业机器人,5轴桁架机器人,4轴SCARA机器人,华数II型机器人控制器,示教器,华数Ⅰ型机器人伺服驱动器,累计申请专利17项,其中发明专利4项,授权专利13项。主要研发方向:智能制造技术、机电一体化和网络下的机器人控制、数控技术、智能机器人等。

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陈吉红  华中科技大学教授、导师。国家数控系统工程技术研究中心主任,“高档数控机床与基础制造装备”国家重大科技专项总体组专家,中国机床工具工业协会副董事长兼任数控系统分会理事长。“高档数控系统”国家重点领域创新团队负责人,国家发改委,工信部,国防科工局军工行业国产数控机床应用工作专家委员会专家。主要从事智能化,网络化,开放式数控技术与机器人控制技术研究。研制的的中高档数控系统实现了产业化,在航空航天,汽车,发电。3C等制造领域批量应用,打破国外封锁限制,获得国家科技进步二等奖等多项国家,省部级奖励。主要研究方向:网络化,智能化数控技术,测量/造型/加工一体化技术和制造装备数字化技术等。

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朱志红  教授,现任国家数控工程技术研究中心总工程师,享受国务院特殊津贴专家。曾参加并主持过国家数控重大专项、国家重大攻关项目、国家高技术产业化项目等10多项。获国家科技进步二等奖1项,获省部级科技进步奖6项。领导团队开发出包括华中I型数控系统、世纪星系列数控系统等产品,开发的产品获国家重点新产品5项,软件着作权2项。 主要研究方向:机电一体化、数控技术、嵌入式控制等。

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张毅  工程学博士、教授、博士生导师。国家信息无障碍工程研究中心主任、中欧智能系统及机器人联合实验室副主任 、智能系统与机器人研究所所长 、担任《机器人技术及应用》、《International Journal of Modelling》、《Identification and Control》等国内外核心期刊关于智能系统及机器人专刊编委。重庆市“322”人才工程第二层次人才。参与并主持国家自然科学基金项目、国家“863”项目以及科技部国际合作项目。参与IEC/WG16和WG5家用服务机器人国际、国家、行业标准的制定。累计发表论文200篇,拥有专利35项,其中发明专利20项,获得“科技进步奖”2次,技术发明奖1次。主要研究方向:智能机器人、嵌入式系统、多传感器信息融合、人工智能控制算法、分布式系统、机电一体化和网络下的机器人控制等。

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陈新度  机械学博士、教授。现担任广东工业大学机电学院副院长,国务院政府特殊津贴专家,广东省工业机器人推广应用产业联盟副理事长,广东省机械工程学会制造业信息化分会副理事长。曾主持国家自然科学基金项目、国家 863 计划、国家科技支撑计划项目、广东省科技计划项目、粤港关键领域重点突破项目、广东省自然科学基金团队项目等20多项,完成企业委托365bet扑克官网项目30余项。获省部级科技进步奖励一等奖3项、二等奖4项。发表论文100余篇,SCI/EI收录30余篇,出版专着2部;申请发明专利100余件,其中已授权发明专利40余件,获计算机软件着作权证书8项。主要研究方向:机机器人及智能制造系统、视觉测量技、微纳3D打印技术等。

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杨建中  工程学博士,现任国家数控系统工程技术研究中心副主任。曾参加并主持过多项国家自然科学基金项目、国家科技重大专项课题的研究,提出了基于混合约束的大型复杂面类零件多轴数控加工轨迹优化方法,实现了六轴联动、七轴联动和加工轨迹实时动态补偿等多轴联动数控加工关键技术,在国内多轴数控加工领域处于领先。提出了基于双矢量编程的六轴联动数控数控磨削加工轨迹生成算法,组织开发了国内第一款具有自主知识产权的商品化软件“六轴联动叶片数控砂带磨削运动规划系统”,并成功实现了六轴联动叶片砂带磨削加工,经济效益显着,产品鉴定结果为达到国外先进水平。主要研究方向:数字化设计与制作、CAD/CAM/CNC技术、智能制造技术等。