智能喷涂机器人关键技术研究现状及进展丨JME文章推荐

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引用论文

刘亚军, 訾斌, 王正雨, 游玮, 郑磊. 智能喷涂机器人关键技术研究现状及进展[J]. 机械工程学报, 2022, 58(7): 53-74.

LIU Yajun, ZI Bin, WANG Zhengyu, YOU Wei, ZHENG Lei. Research Progress and Trend of Key Technology of Intelligent Spraying Robot[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2022, 58(7): 53-74.

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研究背景及目的

喷涂作为现代产品制造工艺中的一个重要环节，不仅起到美观、防护以及其他特殊作用，也日益成为产品价值的重要组成部分，在家具、航空航天、军工等领域中占据着重要地位。智能喷涂机器人是由计算机、传感、视觉等多学科技术交叉综合而构成的复杂机电系统。智能喷涂机器人作为智能喷涂技术的核心，其发展与新材料、新设计和新方法的应用密不可分。合肥工业大学訾斌教授团队在《机械工程学报》2022年第7期发表了《智能喷涂机器人关键技术研究现状及进展》一文。

团队针对智能喷涂机器人关键技术研究的共性问题，从喷涂机器人结构机构设计、喷涂系统动态性能监控、喷涂轨迹自动规划、喷涂质量检测方面综述了当前取得的研究成果；而后针对喷涂系统智能化进程中在机器人结构机构设计和柔性喷涂系统集成研究面临的挑战进行了分析和讨论；最后，对智能喷涂机器人关键技术研究方面未来的发展方向进行了展望和总结，为喷涂机器人发展方向与关键技术性能提升提供参考，推动喷涂技术全面进入智能化。

云端智能喷涂机器人框架

杜尔未来涂装车间构想

喷涂系统具有环保、稳定、效率高的优点，能够实现大规模自动化作业，经过多年的研究发展，已经在汽车、家电、航空航天等领域中得到了广泛的应用。随着新材料、新的结构机构设计方法、新的控制方法的出现，喷涂系统开始从自动化向智能化迈进。

随着多年研究成果的积淀，喷涂行业智能化水平有了明显的提高，在喷涂机器人结构机构设计、喷涂系统动态性能监控、喷涂智能路径规划、喷涂质量智能检测方面取得了突破性的研究进展。与国外成熟的喷涂机器人技术相比，国内的喷涂机器人研究还停留在仿制阶段，存在一定的技术上的差距。目前国内喷涂机器人产业发展面临的主要问题有：基础零部件制造配套能力差，特别是高性能交流伺服电机和精密减速器；国内与喷涂机器人相关的机器人系统软件、喷涂操作与人机界面软件、离线编程与调试与监控软件等研发能力不足；喷装机器人所用静电高速旋杯、高端喷枪、换色系统被国外垄断。在未来一段时间内，解决上述问题将成为国内喷涂领域提升智能化水平过程中的研究重点。另外，在面向我国在飞机、船舶等大型装备复杂表面智能喷涂领域的重大需求，研究超大空间、高效率、高质量作业的刚柔耦合机器人基础理论与关键技术成为未来智能喷涂机器人的一个重要研究方向。

综上所述，智能喷涂机器人的研究目前已经取得了较为显著的成果和广泛应用，在迈向智能化的道路上虽然还有很多问题和挑战需要解决，但是相信通过研究者的共同努力突破相关技术瓶颈，围绕“人-机-环境”共融的智能机器人基础理论和关键技术，进一步归纳和总结机器人技术的共性基础科学问题，以期在核心器件的功能创成原理、设计制造技术与高性能工业软件等方面取得突破性成果，智能喷涂机器人将展现出更加广阔的前景和更加重要的价值与意义。

主创作者人介绍

訾斌，教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，合肥工业大学机械工程学院院长。作为项目负责人，主持国家重点研发计划“智能机器人”重点专项、国家自然科学基金等项目20余项，发表学术论文100余篇，出版Springer、科学出版社、机械工业出版社专著3部，授权发明专利100余件，获安徽省科技进步奖、中国电子学会技术发明奖、中国机械工业科学技术科技进步奖等省部级奖多项。担任中国机械工程学会机器人分会常务委员、中国电子学会电子机械工程分会副主任委员、安徽省机器人标准化技术委员会主任委员，安徽省机械行业联合会副会长，担任ASME Journal of Mechanical Design副主编、Chinese Journal of Mechanical Engineering、Mechanical Sciences、机器人、控制与决策等国内外期刊编委。主要研究方向为柔性驱动机器人理论、技术与装备，智能制造系统控制与自动化等。

刘亚军，男，博士研究生，研究方向：机器人控制技术及其应用。

课题组特色

合肥工业大学机器人研究所，主要面向国内外机器人装备制造业发展重点及技术需求，密切围绕国际学术前沿和国家重大需求，结合世界机器人及其相关技术领域发展趋势，突破共性技术和关键技术，助推产业升级，促进成果转化和产业化。主要研究方向：1.基于柔索驱动机器人在医疗、军工、国防等相关领域的装备研制；2.涂装机器人控制、大空间涂装机器人装备构型研究。

团队带头人介绍：訾斌，博士，教授，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者，合肥工业大学机械工程学院院长。作为项目负责人，主持国家重点研发计划“智能机器人”重点专项、国家自然科学基金等项目20余项，发表学术论文100余篇，出版Springer、科学出版社专著2部，授权发明专利80余件，获安徽省科技进步奖、中国电子学会技术发明奖、中国机械工业科学技术科技进步奖等省部级奖多项。担任中国机械工程学会机器人分会常务委员、中国电子学会电子机械工程分会副主任委员、安徽省机器人标准化技术委员会主任委员，安徽省机械行业联合会副会长，担任Chinese Journal of Mechanical Engineering、Mechanical Sciences、机器人、控制与决策等多个国内外期刊编委。主要研究方向为柔性驱动机器人理论、技术与装备，智能制造系统控制与自动化等。

课题组在研项目及相关成果

编辑：恽海艳 校对：张彤

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