2023年12月17日至19日，由共青团中央、工业与信息化部共同主办的2023年全国大学生机器人科学技术创新交流营暨机器人大赛终审决赛在山东省日照市举办。
昆明理工大学《面向工业现场的机器人快速标定系统》项目荣获一等奖，为云南省高校本届竞赛获得的唯一一项一等奖。此外，《基于数字孪生的上下料机械臂路径规划虚拟示教与实现》项目获三等奖。
本届竞赛共设工业机器人、个人及家用服务机器人、公共服务机器人、特种机器人、其他应用领域机器人等5个赛道，共收到1017件参赛作品，分别来自全国30个省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团的431所高校。经资格审核检查，共有961件作品进入网络初审。经网络初审，共有221件作品入围终审决赛。
据悉，全国大学生机器人科学技术创新交流营暨机器人大赛是共青团中央、工业与信息化部共同主办的一项具有导向性、示范性和群众性的全国竞赛活动，是共青团服务大学生科学技术创新的重要载体。本届大赛坚持科创育人，成效突出；主动服务中心大局，作用彰显；助力青年发展，影响广泛；深化合作办赛，亮点纷呈，多措并举持续提升赛事引导力、影响力和公信力，瞄准机器人前沿技术动态、产业高质量发展趋势和人才培养需求，激发大学生学习机器人知识、交流机器人技术、传播机器人文化、投身机器人行业、攻关机器人关键核心技术的积极性、主动性、创造性，推动机器人领域教育、科技、人才融合发展。
项目简介：精度是制约国产机器人高端应用的重要瓶颈，运动学标定能够明显提升机器人的精度。目前国内外主流标定方案大多依赖于激光跟踪仪，但其价格昂贵，标定过程繁琐，且难以部署在工业现场。针对工业现场对机器人快速标定系统的迫切需求，团队开展了基于封闭运动链和非完整末端位置信息条件下的机器人标定理论研究，突破了工业机器人封闭运动链构建技术、三维空间非接触式高精度测量技术和多传感器融合技术等三大关键技术，自主研发设计了一款“面向工业现场的机器人快速标定系统”，打破国外技术垄断，为工业机器人提供具有完全自主知识产权的国产一站式标定解决方案，该系统可以在一定程度上完成狭窄工业现场下的机器人快速标定，极大地提升标定效率，节约企业成本。
项目成果：本项目依托于云南省先进装备智能控制及应用国际联合实验室，结合国家对机器人快速标定和维护的需求，以工业现场机器人的标定为主线，开展了基础理论和应用研究，已发表高水平论文11篇，发明专利4项，实用新型专利5项，软件著作权5项。目前，该技术已成功应用于珠海格力机器人、苏州艾利特机器人等机器人制造公司和上海航天八院、北硕测量有限公司等机器人使用厂商，得到了企业的高度认可，共签订意向订单200余万元。
项目简介：上下料工业机械臂在工件抓取、搬运、定位、装夹等作业过程中定位精度和异常碰撞等情况难以具体描述，尤其在实际生产中工业机械臂需要频繁进行人工示教，操作繁琐、效率低，针对以上问题本作品提出基于数字孪生的上下料机械臂路径规划虚拟示教方法，研发设计机械臂路径规划虚拟示教的数字孪生系统。通过一系列分析上下料工业机械臂路径规划过程与难点，搭建包括虚拟示教孪生场景、机械臂作业过程孪生虚实同步、上下料路径规划分析与虚拟示教调控等功能的孪生系统。采用OPC UA通讯技术与Socket数据传输技术，打通虚实机械臂运行数据的双向传输通道，并根据物理机械臂运行逻辑确定孪生机械臂各个运动部件的运动行为，通过行为逻辑顺序设计和脚本化，实现孪生与实体机械臂运动过程的精准映射；在此基础上，研发结合动态目标节点概率偏置和双树扩展指引的机械臂路径规划方法，并采用孪生环境下的网格碰撞体进行碰撞检测；最后，采用Socket和OPC UA技术对PLC中的控制变量进行绑定和赋值更新，完成工业机械臂的在线示教与调控。本项目为工业机械臂高效安全的路径规划提供了一种新的思路，路径规划算法在复杂工况下效率更加高，节点利用率达20%以上；虚拟示教路径规划时间减少20%以上，路径长度缩减7%以上，对进一步提升机械臂的工作效率具有指导意义，为机械臂路径规划虚拟示教的落地应用奠定了基础。
项目成果：目前本项目相关发明专利4项，EI期刊论文2篇，软著3项，并且研究成果推广于烟草制丝车间生产的全部过程工艺精准预测与联动调控、富氧铜熔池熔炼冰铜品味预测与参数优化、制药产线的全流程质量追溯等智能生产中，得到了企业认可。
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