牛头型机械手-可行性试卷.doc

项目可行性研究报告 项 目 代 号： 项 目 名 称：牛头型机械手SNHMX-XXXXWN 实 施 单 位：机器人事业部 项目责任人：郭宏宾 西安航天精密机电研究所机器人事业部 编制日期： 2014 年 12 月 XX日 目 录 1项目的意义和必要性 1.1 项目概述 1.2项目的必要性 1.3 项目建设的意义 2项目国内外发展现状及趋势 2.1项目国内外发展现状分析 2.2项目发展趋势分析 3项目技术方案 3.1 技术方案 3.2 关键技术及其解决方案 3.3主要研制人员 4项目市场前景及竞争优势分析 4.1项目市场前景分析 4.2项目竞争优势分析 5项目主要研发内容、研发周期及经费概算 5.1发展思路 5.2研发目标 5.3主要研发内容及研发周期 5.5经费概算 6项目风险评估及应对措施 1项目的意义和必要性 1.1 项目概述 目前航天赛能机械手共有49种型号，涵盖了注塑机械手行业的大部分机型，但缺少牛头型机械手。牛头型机械手具有三面开放特性，适合汽车件及家电外壳、物流栈板等大型件的取出。目前一些大企业的招标中包括牛头型机械手，如果缺少牛头型机械手，我们将失去某些大订单的竞标资格。 “牛头式”，顾名思义就是类似牛头刨床的结构。牛头式机械手的手臂组件和引拔梁直接连接在一起，引拔方向同时运动。手臂组件的正面及两个侧面没有阻挡，属开放式结构，适合汽车件及家电外壳、物流栈板等大型件的取出 图1 牛头机型结构示意图 1.2项目的必要性 该项目的研制能购弥补我所现有机械手中在牛头型机械手中的空白，为我所机械手进军汽车件及家电外壳、物流栈板等大型件的取出打下基础，同时能够为我所争取更多的订单提供一定的前提保证。 1.3 项目建设的意义 该项目可认为是机械手相关产品发展的探索，如果此项目运行比较成功，除了为我所（厂）带来一定的利润外，还将为机械手产品线的扩展应用打下良好的基础。 2项目国内外发展现状及趋势 日系品牌的机械手厂家没有牛头型机械手，而欧系品牌、台湾品牌的机械手厂家都有牛头型机械手。目前国内和我们赛能品牌形成主要竞争力的有精锐、伟力、天行等厂家，而这些厂家都已有牛头机型；例如，精锐的SC系列、伟力的ECW系列、天行的TN系列。应用于400-4000T的各型塑料射出成型机，上下行程可达3000mm，最大荷重可达100Kg（含成品与治具）,取出时间1.5S，全循环时间12S，这些都是我们现有机型所无法达到和比拟的。应用快速取出或是多的取出用，特別是形的如汽車、等 图3 手臂组件 2.引拔梁及引拔部件 引拔梁直接与手臂组件通过两旁板相连，如图4所示。 图4 引拔梁与手臂组件 3、横走部件 横走部件可沿用现有大型机的横走部件，如图5所示。 图5 横走部件 4、整体结构 整体结构如图6所示，所有传动部件采用斜齿轮传动，增加润滑系统。 图6 整体结构 3.2.2 传动系统设计 伺服系列机型传动系统，横行部件采用同步带传动、手臂上下及引拔前后采用齿轮齿条传动。 3.2.3气路设计 气路元器件全部采用日本SMC品牌，保证了机械手长寿命运行。气压驱动系统包括气源处理、气缸、电磁阀、真空发生器和调速元件。 气路入口设置过滤减压阀以控制气压，净化气源；夹具气缸用于实现机械手的夹、放等基本取物动作；调速阀用于调节气流速度，以实现对动作频率的控制；电磁阀分别用于各执行元件的动作控制。 3.2.4 控制系统设计 控制系统依旧采用PLC控制。由于目前系统较为成熟且经用户使用验证，考虑在不增加投入情况下使现有系统更加稳定可靠。 硬件部分： 1）采用模块化设计，自行设计通用接口，方便产品的升级和改型； 2）电路板设计中尽可能采用贴片元件，减小电路板空间占有量； 3）加入了硬件保护功能模块，可靠性高； 4）人机界面外形采用定做的手操盒，内置键盘板、手控板和液晶显示模块，成本低廉，其外形小巧方便，易于操作。 软件设计流程根据液晶显示的菜单及人机互动的过程来进行。要完成的功能： 1）键盘扫描和键盘读取 2）液晶菜单显示 3）机械手动作控制 4）机械手状态检测 5）机械手急停处理 6）在线修改和保存工艺流程 7）自诊断和故障报警 8）安全性约束 3.3主要研制人员 表3 序号 姓名 职称 专业 1 郭宏宾 高工 结构设计 2 曹青梅 工程师 结构设计 3 符磊 助理工程师 结构设计 4 高峥 研究员 控制系统 5 师垚 助理工程师 电器设计 4项目市场前景及竞争优势分析 4.1项目市场前景分析 牛头型机械手是欧系品牌、台湾品牌专门针对汽车件及家电外壳、物流栈板等大型件开发的高端产品，手臂安装在引拔梁的末端，工作时手臂与引拔梁一体运动，取大件时可以避免与引拔梁碰撞，不用浪费额外的上下行程。基于牛头机相对我所现有大型机的种