项目目标

在人力成本和招工难的现实压力下，大而重卷料后道工序的手工作业亟需自动化。项目针对后道工序的共性特征，基于团队在传动和控制领域的工作基础，重点研究智能化传动机构及高柔性协同作业系统的关键技术，开发智能助力装置和协同机械手，攻克多规格卷料自动包装难题，形成为行业提供快速定制低成本、高柔性、高可靠的卷料后道自动化成套装备的服务能力。

项目背景

卡板纸卷、塑料膜卷、薄金属卷（如图1所示）等卷料是造纸和包装等行业的重要生产对象或生产物料，规模企业年产值多为亿元以上。这几类卷料的前道制作过程，除个别工序外，已基本实现自动化，而后道工序仍依赖手工，存在强度大、工伤多、招工难等问题，企业普遍面临成本及管理的压力，亟需自动化解决方案。

项目特色和创新点

1. 提出了一种基于主动感知的虚拟边界生成方案，无需过多的人工干预即可保证安全，在实际应用中有利于提升协作机器人对不同操作任务的适应性及人操纵的体验性；
2. 优化包装工序，统一包装材料，在最大化行业通用性的前提下，研发高柔性协同作业系统，以多机械手协同仿人作业，基于力反馈信息自适应卷料的随机规格变化，实现高柔性的全自动包装，也有效的保护了工人的作业安全；
3. 针对各机械手执行动作对包装效果的重要性的不同，采用不同跟踪精度等级，即应用多目标跟踪控制策略提高系统响应性，实现时变参考轨迹的高效跟踪

项目成果

示范的装备由导料机构、固定切割手臂、移动切割手臂、移动导向手臂、安全防护单元组成，能应对现场复杂的生产环境，对不同规格的卷料实现混料、切割，能最大程度减少人员的直接参与，解决现场人员劳动强度和安全性。产品研发试验可以应对市场上大多数需要完成胶料混料及切割的工艺，能在行业内解决通用性问题。

项目现已完成的内容及技术指标： 基于多手臂协同作业，实现混料切割，主要技术指标已完成：可实现在生产温度80°以内稳定生产；实现人工远程操作确保生产安全性；手臂动作指令化控制，人员可对手臂移动、切割时间进行指令控制，根据胶料的不同调整混料时间及混料轨迹；单动混料时间设定30S一个周期，手臂移动速度1m/S，负载200kg,轨迹规划周期0.1S以内，指令响应周期0.5S以内。轨迹跟踪精度±2mm,定位精度;X方向（轴向±2mm，Y/Z方向±1mm）,最大混料长度3000mm，可与客户上下游设备通讯及信号对接并反馈，实现联合生产，保护主体滚轧设备，达到产品最终工艺需求

切割手臂及混料手臂能实现X/Y动作，确保手臂安全和客户主体滚轧设备安全，手臂切割到头采取随动设计，实现±90自由选装，根据实际混料工艺移动手臂时实现随动，最大限度保证混料和切割的灵活性。

额外成果：

申请发明专利1项：

申请实用新型专利1项：