位于德国施塔德的弗劳恩霍夫制造技术与先进材料研究所（IFAM）是一家独立的应用研究机构，它正在改变机械加工的物理学，或者更确切地说，改变加工过程的运动学。“运动学”描述了物体或系统如何在不考虑作用在它们上的力的情况下移动。它研究的是事物如何移动，而不是事物为何移动。

弗劳恩霍夫IFAM研究所研发出一项创新技术，该技术通过智能模型化控制系统、创新型驱动技术及优化的机器人机械结构三者的协同整合，可显著提升工业机器人的动态性能与运动精度。

这款新型机床机器人（MTR）能动态补偿加工误差，并有效抑制机床振动——这意味着即使在高进给速率和复杂运动轨迹下，零件加工精度也将获得显著提升。因此，机床机器人“缩小了传统工业机器人与机床之间的差距”

据IFAM介绍，该机床机器人还能优化“抗干扰性能”，确保即使在高度动态的切削力作用下仍能保持稳定精度。其创新驱动方案支持更高材料去除率的加工，同时允许设置更大的加速度突变值，这两大特性将显著提升生产效率。

该技术特别适用于高要求制造场景，例如硬质材料加工、新型自动化技术集成以及智能工业应用。

创新机床理念

工业机器人为操作者提供了替代性机床设计方案，例如：通过集成移动平台或附加平移轴（如线性轴）来扩展工作空间，亦可实现多机器人协同作业。

与传统龙门系统或机床相比，MTR（机床机器人）采用更节省空间的加工方案，且无需依赖大型组件即可实现经济高效的运行。此外，该技术无需特殊地基支撑，能更灵活地适配现有产线布局。

串联关节臂运动学与线性轴的组合设计，相较大型龙门系统和专用加工设备具有多重优势。线性轴更小的安装空间和模块化结构，使得MTR系统具备高度灵活性。

采用两套预紧式齿轮齿条驱动装置，可有效补偿反向间隙效应，使线性轴滑座获得足够高的驱动刚度，从而满足机器人加工路径的精度要求。

由于线性轴本身具有较高的结构刚性，即使负载作用点的力臂较长，对机器人定位精度的影响也微乎其微。

由弗劳恩霍夫IFAM同步开发的模型化校准软件CaliRob，为提升精度提供了创新解决方案：由于不可避免的制造公差，工业机器人实际系统会存在个体化偏差。若未校准这些偏差，机器人系统在定位时可能产生数毫米级的误差。因此，要获得最高加工精度，工业机器人需根据需求进行校准（如采用CaliRob方案）。该应用的核心在于包含200多个参数的精密数学模型，可精准描述线性轴上的机器人运动学特性。

未来发展可能

弗劳恩霍夫IFAM的专家团队将与研发合作伙伴autonox Robotics公司及西门子股份公司共同测试该新型机器人系统在高要求工业场景中的应用，以进一步释放技术潜力。

机床机器人（MTR）具备多元化应用前景：结合线性轴使用时，其应用范围涵盖航空航天加工（如轻量化纤维复合材料与铝合金构件）至硬质材料加工（如轨道交通、商用车、船舶制造及能源领域项目所需的钢材或钛合金）。传统工业机器人始终无法以工业化稳健方式加工此类构件与材料，而如今机床机器人技术的出现，特别是针对硬质材料的加工，开创了全新可能性。