杜如旭:工业机器人齿轮设计、制造与监控

5月17日,以“创新赋能智能未来”为主题的OFweek 2022(第十一届)中国机器人产业大会在深圳成功举办。

本次大会延续了过去十届的强大阵容,包括国内外院士、政府高官、科研专家、行业领袖等各界精英,聚焦全球前沿热点、核心技术、应用和商业模式创新,以及国家和社会热点话题,分享机器人产业发展经验,把脉机器人产业发展趋势,针对机器人产业发展瓶颈建言献策。

大会议程分上下午两场。演讲主题为“机器人先进关键技术的研究进展与趋势”和“机器人创新技术的应用与实践”。专家、院士、企业高管纷纷就机器人行业的各种话题发表了自己的见解。

会上,加拿大工程院院士杜如虚带来了名为 《工业机器人的齿轮设计、制造及监控》 的主题演讲。

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加拿大工程院院士杜如旭

机器人的关键部件之一是齿轮,尤其对于减速器来说,齿轮的质量直接决定了整个产品的质量。在谐波减速器的设计中,应注意大传动比、大扭矩、高精度、同轴输出和结构紧凑等关键点。要实现这些功能,需要高质量的齿轮,因此对齿轮的设计、制造、质量控制和在线监测尤为重要。

杜如虚表示,齿轮的在线监控可分为三个步骤:

1.信号处理

硬件:传感器,过滤器,传输,存储,…

软件:显示,统计分析,频谱分析,小波分析,…

2.建模

回归模型,模糊集,神经网络,决策树,…

3.决策

最大似然,阈值法…

为了更好地在线监测机器人齿轮,可以从观测数据中学习尽可能多的知识,采用人工智能算法修正各种质量问题和误差。这些人工智能算法包括贝叶斯算法、逻辑决策、神经网络、遗传算法、模式识别等。

例如,自引导学习算法可以模拟工厂的定期检查和维护以及在线监控。自强化学习算法监控三部曲,包括预处理、建模和后处理。

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示例:机器人关节监控诊断

展望未来,杜如旭表示,齿轮新技术呈现以下特点:设计仿真优化、新材料(表面处理、润滑)、精密加工、检验(产品检验、在线检验)、新应用。

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展望工业机器人的未来

在演讲的最后,杜如旭提出了自己对未来机器人行业的思考:机器人行业如何才能成功?

短期看市场,可以从宣传和网络两方面努力;中期要做好质量控制(设计、材料、制造、服务和回收)和价格控制(公司价格和社会价格)。从长远来看,重点是创新,包括产品创新、技术创新和人才创新。

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