美的藍橙實驗室首次協辦國際頂會，多項新成果亮相AIM2025
http://www.199rrr.com 2025-07-21 16:17 來源：美的集團
7月14日-18日，主題為“AI + Mechatronics（人工智能+機電一體化）”的2025年IEEE/ASME先進智能機電一體化國際會議（AIM 2025）在浙江杭州成功舉辦。此次會議由高端重載機器人全國重點實驗室（美的藍橙實驗室）、流體動力基礎件與機電系統全國重點實驗室、IEEE機器人與自動化協會（RAS）、IEEE工業電子協會（IES）和ASME動態系統與控制部門（DSCD）共同協辦。
本屆會議由浙江大學楊華勇院士擔任大會主席，華中科技大學丁漢院士擔任大會共同主席，哈爾濱工業大學劉宏院士擔任程序主席，美的集團中央研究院院長、高端重載機器人全國重點實驗室特聘專家孫年祥博士等專家擔任會議程序委員會。會議旨在助力機電一體化發展，會議涵蓋機電一體化及機電系統諸多主題。
AIM2025是美的藍橙實驗室首次協辦的國際頂會，這也是實驗室首次在國際學術領域全面露出，實驗室常務副主任陳文杰博士受邀作《Research and Practice of Leapfrog Performance Enhancement for Heavy-Duty Robots》(《重載機器人性能跨越式提升研究與實踐》)主旨演講，同時，實驗室5項最新研究成果論文被收錄。
美的藍橙實驗室常務副主任陳文杰博士做報告
陳文杰博士介紹了實驗室近期的研究成果。高端工業制造領域的機器人化加工面臨重要挑戰，對重載機器人提出了重大需求，尤其是對機器人精度、剛度和智能化的倍增需求。為了滿足這些需求，需要從核心部件到傳動鏈到整機拓撲級別的系統設計和優化。在機器人硬件基礎之上，人工智能驅動的傳感和控制將進一步提高機器人化高端制造各種應用的全局作業能力的精度、剛度和智能性。針對剛度和精度提升需求，實驗室研發了重載機器人機電控一體化全閉環正向設計仿真平臺，開展混聯構型拓撲、高剛高精傳動鏈及其核心部件等系統性正向設計和優化。同時，實驗室研制的機器人突破了重載復雜工況下的高精度軌跡規劃與控制、振動抑制和精度保持等關鍵技術。此外，針對制造領域機器人智能化的提升需求，實驗室開展了基于 AI 的3D 視覺感知、規劃和控制的研究，成果應用于汽車和航空航天制造業中大型復雜形狀零件的攪拌摩擦焊、涂膠、鉆孔和鉚接等一系列機器人化智能制造領域。
張曉宇博士發表論文《Frequency Characterized Disturbance Rejection Control of a Novel High Stiffness and Precision Robot Joint》并做分享報告，工業機器人關節的剛度與精度對其加工性能至關重要。該研究在關節結構設計與控制算法方面提出了創新性方案，提出采用差動耦合強化的雙電機高剛度關節設計，以提升傳動剛度。同時，引入考慮頻率特征的抗擾控制方法，精準觀測并補償摩擦力波動、低頻振動等常見擾動。該方法能有效抑制周期性擾動對系統的影響，增強關節動態剛度與軌跡跟蹤精度，進而提高機器人切削加工的精度與質量。
鄭耿哲博士發表論文《Enhancing Industrial Robot Controller Performance: Design and Optimization of a Bidirectional Totem-Pole Active Front-End Converter for Six-Axis Robot》并做分享報告，報告中設計了一種先進的有源前端（AFE）變換器，用于提升六軸工業機器人控制器的性能。該變換器一方面可以降低諧波電流，減少伺服系統對電網的諧波污染；另一方面可以把電機的制動能量回饋再利用，減少能量浪費。實驗室研究人員建立了詳細的AFE損耗模型，設計了一整套軟硬件設計方案，目前已經完成了實驗室驗證。實驗結果表明，該變換器能顯著提升機器人控制器的性能和能效，為自動化生產線的升級提供了新的解決方案，未來將在機器人相關產品中進行應用。
傅劍博士發表論文《Mechatronics Design and Experimental Research on a Precision Testing Platform for Secondary Encoders in Industrial Robots》并做分享報告，設計并搭建了一套用于角度測量精度評估的機電一體化平臺，該平臺模擬工業機器人關節結構，以自準直儀作為精度基準，對直線光柵、圓弧光柵和圓光柵三類編碼器的角度測量性能進行了定量測試與對比分析。研究基于三類光學編碼器的工作原理以及自準直儀的測量原理，建立了基于最小二乘法的測量圓直徑的線性回歸模型以及關于編碼器測量精度的多項式回歸模型。實驗結果表明，圓光柵和圓弧光柵的測量精度略優于直線光柵，但三者均能實現±6″的測量精度。研究不僅為光柵編碼器在工業機器人關節角度測量中的應用提供了理論支撐，也為輔助編碼器的選型設計提供了工程實踐依據。
楊林博士發表論文《Adaptive Cascade PID Control of Robot Manipulators with Unknown Loads and Disturbances》并做分享報告，針對工業機器人在實際作業中因負載變化和外部干擾導致的振動與精度下降問題，本文研發了一項突破性的自適應級聯PPI控制技術，讓機器人變得更"聰明"——它能像經驗豐富的工人一樣，實時感知負載變化和外部干擾，自動調整控制參數，確保動作始終精準穩定。這項技術具有三大核心優勢：一是自適應能力強，無需人工干預就能應對各種突發狀況；二是抗干擾性能卓越，在負載突變或外力沖擊下仍能快速恢復，精度比傳統方法提升60%以上；三是即插即用，可直接應用于現有工業機器人系統，無需額外硬件投入。實際測試表明，搭載該技術的工業機器人在面對未知負載和持續干擾時，不僅穩定性遠超傳統控制方案，作業效率更提升30%，為智能制造領域提供了更可靠、更經濟的自動化解決方案，讓工業生產更智能、更高效。
另外，實驗室開放課題成果論文《A Novel Hybrid Hysteresis Modeling Method for Multiloop-Asymmetry Hysteresis Behavior of Nonlinear Compliant Actuators》也一同被收錄。
本次會議是藍橙實驗室首次在國際學術平臺全面展現實驗室的最新研究成果，受到參會的中國大陸、中國香港、中國臺灣、日本、美國和歐洲的眾多專家學者的關注和認可。未來，藍橙實驗室將繼續發揮其在前沿科技和產業技術創新方面的獨特優勢，通過自主研發和聯合攻關，助力科技進步與產業升級，為提升我國機器人產業的影響力和競爭力作出更多積極貢獻。
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