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近期，由天津大学机械工程学院刘海涛教授主导的科研项目“高性能混联机器人关键技术及工程应用”，成功攻克了混联加工机器人在机构创新、设计理论、核心技术层面的挑战，实现了从自主研发到工程实践的全过程贯通。该成果荣获2021年度天津市科学技术奖技术发明一等奖。

工业机器人现已成为推动我国高端制造进程的关键力量，广泛应用于汽车、电子、物流等多个产业。传统串联机器人因其灵活性和大运动空间受到青睐；而并联机器人虽起步较晚，凭借其强大的刚度、承载能力、高精度以及优秀的动态特性，展现出巨大的发展潜力。

然而，要在有限的操作空间内追求灵活多角度的操作，同时确保高速高精度，混联机器人则成为了理想选择。但要将这两种特性融合，且发挥最大效能，实属不易。目前，西班牙龙信和瑞典艾克斯康公司的混联加工机器人，作为全球仅有的两款商业化产品，凭借专利优势垄断了国际市场。

此项目创新性地设计了一种由2自由度平面机构、集成铰链和6自由度支链组成的混联加工机器人新架构，成功突破了国外的技术封锁，构建了适用于铣削、制孔、焊接、抛磨、装配等作业的单机及多机制造系统。这些系统在航空航天、轨道交通、船舶制造等行业拥有广泛的应用前景。

为了提升机器人的静动态精度，项目团队将机器人学、结构动力学、大数据分析等技术紧密结合，攻克了高速高精度五轴联动控制、位姿误差综合补偿、平滑与运动平稳轨迹规划、高效精准视觉定位等一系列关键难题。

在此基础上，项目成功研发了三种规格的混联加工机器人新产品。经过第三方权威机构测试，其空间重复和定位精度、最大加速度等性能指标与国际同类产品水平相当，实现了从“追赶”到“并跑”的技术飞跃。

截至目前，该科研成果已应用于全向移动铣削、光学元件超精密抛光、空间型线搅拌摩擦焊接、汽车模具抛磨等系列新型工艺装备的研发，率先在航天航空、新能源、汽车制造等领域实现了工程化应用，有效解决了我国重大工程项目中的制造难题。

项目负责人刘海涛教授指出：“面对我国高端制造领域对机器人化加工装备的巨大需求，我们将持续深化混联加工机器人的应用范围，为提升我国高性能加工机器人的技术水平、促进制造业创新发展提供有力的技术支持。”