本实验室和青岛诺力达智能科技有限公司在国家863重大项目和青岛市科技项目的支持下，基于前期的研究成果，并通过紧密的产学研合作，研发了一款面向物流、化工、饲料、食品、饮料、医药、白色家电等多个行业应用的圆柱坐标型四自由度高速重载码垛机器人TY1200，机器人的最大负载为130公斤，本体采用独特的圆柱坐标平行四边形结构和高强度铝合金材料，机器人运动简单、灵活、高效和稳定。该成果于2018年12月通过了中国煤炭工业协会组织的技术鉴定，经专家评议，一致认为该成果达到了国际先进水平。

该成果主要的技术突破和创新如下：

（1）采用动态设计、分析和优化的思想，利用有限元与子结构法建立了高速重载码垛机器人的系统动力学模型，分析了低阶模态频率、系统动态响应、动态刚度各向一致性等系统动态特性指标，采用多目标优化算法设计了机器人圆柱坐标平行四边形机构，减轻了本体重量，提高了机构的强度、刚性、传动效率、稳定性。

（2）研究了面向高速重载码垛机器人高动态应用的伺服控制方法，发明了一种基于改进的人工蜂群分数阶PI速度伺服控制技术，研发了码垛机器人专用的伺服驱动器，实现了码垛机器人快速平稳运行。

（3）基于实时工业以太网EtherCAT总线，设计了双层分布式机器人运动控系统架构。研发了高速重载码垛机器人专用的运动控制器，采用基于动力学模型的力矩前馈补偿技术、加加速度受限非对称Ｓ型轨迹规划技术，有效抑制了末端残余振动，提高了机器人的运动效率。

负载130公斤的高速重载码垛机器人TY1200是适用于物流、饲料、食品、化工、家电等多个行业的通用机型，也是成果完成单位青岛诺力达智能科技有限公司今后生产的主要机型。 截止2018年底，公司已实现了400多台/套TY1200的销售，客户覆盖了山东、江苏、山西、福建、内蒙、辽宁、新疆等十多个省份的四十余家企业，应用领域涉及十几个行业，通过销售机器人及提供自动化码垛集成方案，目前已实现产值3.6亿元左右。目前，公司已具备了年产200台TY1200码垛机器人的生产能力，公司计划在现有200台/年产能的基础上，通过进一步加强生产流程管理，力争在2020年将产能扩大到300台/年，通过机器人的销售和码垛生产线的定制，每年创造不少于2亿元的产值。

 

 

 

码垛机器人在工业现场的应用