近日，由长安大学工程机械学院青瑜团队研发的“基于柔顺力控制架构与灵巧性优化导向的五自由度机器人”在芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司成功完成应用验证。该设备通过复合构型设计与智能控制算法，解决了复杂曲面打磨的行业难题，单件加工效率提升40%，良品率达96%，为我国高端装备制造领域注入创新动能。这一成果不仅体现了高校科研团队的技术突破，也为智能制造行业提供了可复制的解决方案。

核心技术突破 填补行业空白

面对汽车轮毂、航空航天零部件等复杂曲面打磨的自动化需求，传统工业机器人常因灵巧性不足、力控精度低等问题难以满足高精度加工要求。长安大学团队创新提出“3T2R复合构型”设计，通过两组45°转动副与差速传动机制，使末端执行器在作业点圆域的上半球面内实现全域姿态可达，重复定位精度达±0.063mm，覆盖人工难以操作的锐角区域。同时，自主研发的“自适应变阻抗恒力控制算法”通过实时环境参数估计，将打磨力波动控制在±1.7N以内，解决了动态接触力不稳定的行业痛点。此外，团队提出的“动力学模态解耦颤振规避技术”，使加工稳定性提升91.1%，大幅降低表面过磨风险。

图为机器人平台实物图

企业应用验证 效率与质量双提升

2024年3月至8月，芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司对设备进行了全面测试。在汽车轮毂轮辐打磨场景中，机器人展现出显著优势：首先是实现了效率的突破，单件加工效率提升40%；其次优化了打磨质量，表面粗糙度稳定控制在Ra≤0.8μm，良品率从92%提升至96%；再者机器平台工作运行稳定，连续72小时无故障运行，姿态变换误差小于±0.05mm，远超行业标准。

图为团队成员在测试机器人平台

产学研深度融合 助推成果转化

项目依托长安大学工程机械学院郭万金副教授团队的前沿研究，联合芜湖哈特机器人研究院等企业，形成了“理论突破-技术验证-产业落地”的闭环模式。目前，团队已申请发明专利4项，发表论文6篇，并获得埃夫特智能机器人、哈尔滨工业大学等权威专家推荐。“这项技术不仅适用于汽车制造，在航空发动机叶片抛光、3C电子精密打磨等领域同样潜力巨大。”项目学生负责人邹伟杰介绍。团队计划2025年与多家企业合作，推动设备批量投产，为中小型制造企业提供高性价比选择。

图为郭万金老师在带领团队成员讨论项目改进问题

行业前景广阔 国产替代加速

根据《“十四五”机器人产业发展规划》，我国智能制造装备市场规模预计2025年突破万亿元，但高端打磨机器人仍依赖进口。青瑜团队的五自由度机器人以灵巧构型、自适应控制等核心技术，打破了国外技术垄断。

未来，团队将进一步优化设备的轻量化设计与多场景适配能力，深化与泉州通维科技等企业的合作，拓展至钛合金、碳纤维复合材料加工领域，助力“中国智造”迈向全球产业链高端，随着技术迭代与应用拓展，国产五自由度机器人有望成为高端制造领域的“新质生产力”，为工业升级与高质量发展提供强劲支撑。（符采绫，邹伟杰）

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