小型断路器的自动化装配技术是一项关键卡脖子技术。其结构组件具有多尺度性(10-1~102mm)、多刚度性(刚-弹-柔复合结构),装配环节的一致性最难保证。同时,小型断路器产量巨大,对生产节拍要求极高,不同电流等级、回路数量的产品规格和尺寸差异大,亟需突破高效柔性化装配技术,以满足大规模、多类型产品制造需求。针对上述问题,提出了基于机器人臂视觉伺服的组件随机姿态微米级定位技术、基于双重寻优改进粒子群算法的柔性机器人臂动力学优化控制方法,和兼容多规格组件的复杂工位设计方法,发明了支撑刚-弹-柔复合组件装配的机器人通用制造单元,通过嵌合套管、凸缘匹配、过盈配合等机械结构创新,结合机器人柔性夹爪结构及其快速切换方法,实现了16A~63A电流等级、1P~4P极数规格产品的快速柔性装配,生产效率相比传统手工制造提升585%。经第三方检测,生产线总体节拍≤1.4秒/极。
基于该系列技术完成的科技成果“低压断路器智能制造关键技术及产业化”在德力西、天正、人民、常安、华通、二一三等省内外数十家企业应用,生产的断路器出口多个“一带一路”国家,近三年新增销售69.29亿元,利税13.79亿元。由潘德炉院士和杨小牛院士为首的专家委员会鉴定,高效柔性化装配技术达到国际领先水平。