伟星自动化项目升级改造建设方案浙江中创科联智能装备技术有限公司哈工大工研院智控所2017年12月目录1.系统研制背景1.1系统的行业应用背景介绍随着加工企业生产发展的需要，劳动力市场人员紧缺，人力成本逐年攀升，不可预见的风险因素，为企业的生产带来了不必要的制约因素。
能否减人增效，增加企业经济效益，同时保证生产质量，实现批量化、批次化，已经成为当今企业发展的一大难题。
1.2系统的国内外现状根据调研信息的掌握和了解，目前国内外企业生产模式，主要采取以下几种工作方式：人工手动作业由人工完成全部的作业，比如将生产的货物进行灌装、封包，通过叉车、推车等辅助设备，将加工货物运送到下一工位，该种工作方式为最原始作业，工程造价成本低，用工需求量大，短途作业速度快，但是长时间作业后，生产配送效率将大大降低，出错率增高等情况，再搬运大型货物时，还易发生重大安全隐患。
●大型生产线该种方式实现了企业自动化生产，通过传送装置，运送到工位或仓储区，再配合相应的作业或工艺流程，需要人工来操作控制台。
该种模式生产造价成本高，用工数量不减，只是实现了半自动化生产模式。
●智能装备该种作业方式是目前最为主流的生产加工方式，国内多个大型企业都以采用这种方式进行货物配送及加工。
采用AGV或机械手完成整改生产作业流程，AGV配送能够保证货物准时到达，同时对车上的货物信息进行信息记录登记，保证货物信息与物流信息的统一，减少人工参与，根据工艺流程和生产线的节拍即可制定相应的路径规划。
通过机械手的运用，自动化完成生产线的加工，省去人力和物力，降低生产成本，是工业4.0在企业生产运营的一个体现。
以上三种模式，只是实现了点的自动化，没有将整个生产线进行串联，同时，需要人工配合的程度高。
1.3我们的产品、行业及技术优势公司秉承着“挖掘企业需求，立足自主开发，提升品质效率，改造传统产业，引领自控市场，创建民族品牌”为己任，以“高效、实用、优质、共赢”为企业宗旨，量身定制自动化、智能化、高效化的生产设备。
行业产研发展涉及到印染业、医药业、新能源行业、高中职院校等。
我公司拥有10余年的智能装备及工业机器人的研发和产业化经验，以哈工大专业技术团队为依托，所研产品硬件设备与软件控制并重，充分利用远程控制、互联网+及大数据等高精尖技术。
公司不仅注重自动化控制，而且更注重设备所传达的潜在信息，挖掘工业级数据潜能，从内在改变现有的生产模式，致力于建设无人化和智能化的智慧工厂。
2.项目一波纹管自动码垛2.1客户对项目的需求描述2.1.1功能需求实现两台注塑机生产出波纹管后，自动码垛，按照码垛要求，第一层管口朝里，第二层管口朝外摆放。
图2.1现场注塑机实物图图2.2波纹管及料车图2.3现场CAD图纸2.1.2 性能需求●波纹管长6.1m，直径225mm和300mm。
●波纹管一根重40KG。
●注塑机每3分钟出一根管子。
●改造现场有两台注塑机。
●接料车尺寸：长3160mm*宽1550mm*高1150mm。
●现场有1米左右的安全通道，不能占用。
2.2项目需求分析2.2.1 功能需求分析根据客户自动化需求，建议采用龙门式码垛生产线，龙门架设计摆放在两条注塑机旁，不会占用安全通道，同时根据码放要求，设计机械手工装夹具能够旋转180°，机械手可以上下抓取，左右移动的龙门结构。
2.2.2 性能需求分析●完成波纹管长度6.1m，重量40KG，直径225mm和300mm两种管材的码垛。
●符合现场注塑机的工作节拍。
●满足码垛需求，一层管口朝外，一层管口朝内。
2.3系统设计2.3.1系统介绍该方案采用三轴机械手，配有180°旋转双夹具结构。
A注塑机生产完波纹管后，传送到接料装置。
当不需要对波弯管进行旋转时，中控系统启动气动装置，波纹管直接从接料装置滚落到接料车中。
当需要波纹管进行旋转时，机械手从待作业区，横向滑动到注塑机作业区，抓取波纹管，横向移动到接料车，工装夹具旋转180°，码垛放置到接料车中。
图2.4 系统布局示意图图2.6 系统工作流程图2.4系统组成该系统由机械手和中控系统组成。
●机械手：采用龙门式机械手机构，机械手配有能够旋转180°工装夹具，夹取波纹管。
●中控系统：采用上位机控制系统，联动控制工业机器人启停、夹具工装的装卡、接料装置启动等动作，采用简单易操作的人机界面，方便人员更改系统参数和调整动作时间，并可调整程序，实现波纹管码垛作业。
2.5重要模块设计2.5.1机械手经过综合性考虑，能够完成波纹管抓取及码放的同时，又能提升经济效益，同时还能够降低成本，此方案中选配的机械手为三轴机械手。
三轴机械手是一款经济实用性产品，它不但能够满足生产工序的需要，而且以价格的优势占据了一定的市场空间。
图2.7机械手示意图（具体根据实物设计为主）2.5.2机械手末端夹具根据工件特征量身定制夹具，采用180度旋转头双夹具结构。
为了保证波纹管夹取的稳固性，设计两爪间距1m。
抓取后，不会出现偏坠现象。
夹具设计配备传感器及电气保护装置，在设备突然失电或失气的情况下，仍能保证工件抓取牢靠。
图2.8机械手末端夹具示意图（具体根据实物设计为主）图2.9机械手末端双夹具示意图（具体根据实物设计为主）2.5.3生产节拍根据生产流程及节拍，两台注塑机的加工时间基本一致，取其中任一道工序来计算：机械手抓取、移动、下料及翻转时间需要10s，注塑机出管需要180s，即10+180=190s可完成一个波纹管的搬运，计算一定的不可预估时间5s，即方案一的生产节拍可达195s/件。
由于机械手生产可24小时不停工，按每月工作29天，每天工作20小时计算，月产量可高达：29×20×60×60/195=10707件。
3.项目二原材料自动称量输送线3.1客户对项目的需求描述3.1.1 功能需求完成料袋的自动称量，并且将称量后的料袋，自动封包，设置一定的码垛规则，完成托盘的码放，完成码放作业后，将托盘自动运输到原料堆放区，根据作业要求，将原料堆放区的原料，自动搬运到仓库中。
图2.1现场烘车实物图图2.2现场CAD图纸图2.3现场CAD图纸3.1.2 性能需求●完成颗粒料自动称量，称重25KG一包。
●称量精度：±0.1kg。
●缝袋要求，料袋可重复利用。
●码垛要求：8层5袋，3袋横放，2袋竖放，保证稳固。
●完成每天50吨原料的运输。
●完成两个车间直接的运输，其中地面不平整，两车间距离30m。
●地面坡度：4000:30。
●灌装区到原料堆放区距离17m。
●每天要保证50吨货物的入库量。
●一托盘颗粒料高1.2m。
3.2项目需求分析3.2.1 功能需求分析根据客户提供的需求，进行分析，需要完成以下作业：●颗粒料袋的自动称量：配置相应的控制器，对称量进行自动化控制，达到系统上线时，调节称量的精度。
●颗粒料袋的自动码垛：完成封包后颗粒料的自动码垛，按照一定规则进行码放。
●颗粒料袋的运输：将成托盘的颗粒料运送到暂存区，以及暂存区的颗粒料运送到仓库中。
3.2.2 性能需求分析自动称重一包25KG的颗粒料，并且精度达到±0.1KG。
完成一吨货物的搬运，保证每天运送50托货物的最大输送量。
智能叉车的举升需要在1.2m以上。
码垛机械手配置要在3.3系统设计3.3.1系统介绍根据客户提供的性能需求，本公司初步制定本方案如下，系统由自动称量、自动输送、机械手码垛系统及智慧物流系统组成。
●自动称量：用于完成颗粒料的自动称量。
●自动输送系统：颗粒料袋称量完成后，人工进行封装，封装完毕后，通过传送线运送到码垛区，并在传送线上设置缓存区，进行料袋位姿调整，保证下一步机械手码垛作业。
●机械手码垛系统：完成的颗粒料袋的码垛。
●智慧物流系统：用于物料托盘的运送，该项目分为称量区到原料堆放区的运送，以及原料堆放区到仓库的物流运送。
3.3.2系统操作流程设计3.3.3系统逻辑结构设计3.4系统组成3.5重要模块设计做自动化、智能化的生产设备，满足客户的不同需求。
包括为提供分选、搬运、包装、码垛、运输机器人设计、生产、制造一条龙服务及交钥匙工程。
公司秉承“智慧生活，智的创造”的理念，坚持以“挖掘企业需求，立足自主开发，提升品质效率，改造传统产业，引领自控市场，创建民族品牌”为己任，以“高效、实用、优质、共赢”为企业宗旨，量身定做自动化、智能化的生产设备，为客户提供个性化的系统解决方案。
努力打造具有自主知识产权的中国机器人产品第一品牌，为中国传统制造业产业升级的系统工程服务，为不断提升民族企业自动化能力，振兴民族自动化产业助推、加力。
公司已拥有10多项具有自主知识产权的核心技术，并成功研制了智能导航运输机器人系统、多关节机器人20余款产品。
覆盖汽车生产制造、3C电子、印染、陶瓷、机械制造等行业，在自动化搬运、焊接、喷漆、上下料、装配等应用领域取得了丰富的行业经验，并赢得了用户的广泛认可和高度好评。
公司致力于为企业提供自动化产业改造升级服务，打造无人化车间。
减少企业生产对人工的依赖，提高生产效率，提高产品一致性，减少工伤事故的发生。
近年来，公司涉足高校机器人教育领域，为多所大专院校建成工业4.0智能装备实训室，为工业4.0的人才培养助推加力。
截至目前，公司已经形成以三个中心+三个研究所的运营模式。
技术总部——哈尔滨智的机器人技术有限公司位于中国著名的北方冰城---哈尔滨经济技术开发区内, 公司经过多年的技术积淀和市场开拓在机器人领域已拥有二十几项具有自主知识产权的核心技术，并成功研制了AGV（智能导航运输机器人）、多关节机器人、自动上下料系统、智慧仓储系统等20余款产品及智能化整体解决方案。
在一汽大众、北汽福田、东风日产、松本电工等知名企业投入使用，并赢得用户认可和高度好评。
长三角运营中心——浙江中创科联智能装备技术有限公司隶属于智的科技集团，面向长三角地区，提供印染行业“无人工厂”整体解决方案、智能装备的推广，O2O印染交易平台建设及经营，印染业智能装备产业园建设及经营等。
公司研发的元明粉自动输送系统、染色机集散控制系统等多款产品可以在解决上述问题的同时保证收益。
公司已为浙江航民集团、天马集团等多家印染公司带来了不小的经济效益和社会效益，并赢得了客户的广泛认可和高度好评。
同时公司也为长三角地区的制药及新能源电池企业提供智能化解决方案。
珠三角运营中心——广州智的智能装备技术有限公司（筹）面向珠三角地区，为机械制造、3C电子等行业的自动化产业升级提供全面的整体解决方案。
主要包括机械手自动上下料系统；基于O2O的智慧物流仓库系统平台---电商物流智能仓储整体解决方案。
三大研究所——哈尔滨工业大学工业技术研究院智能控制研究所、哈尔滨工业大学（威海）智的智能装备研究所以及广州番禺职业技术学院机器人应用技术研究所。
