立項報告研發(fā)資助用

***項目立項報告編號：**深圳市**有限公司年月

一、立項目的、意義(限800字之內(nèi)) 隨著中國工業(yè)當(dāng)代化的高速發(fā)展，數(shù)碼電子產(chǎn)品的加工越來越大規(guī)?；?，同時傳統(tǒng)的勞動力密集化加工業(yè)在我們深圳因房價、地區(qū)、老齡化而越來越受到制約，那么如何在競爭激烈的市場中保持中國制造的優(yōu)勢呢？機器換人，這是近些年以來我們深圳的產(chǎn)業(yè)變革方向之一，設(shè)計制造滿足市場需求的非標(biāo)自動化設(shè)備從而占領(lǐng)整個產(chǎn)業(yè)鏈的上游位置成為深圳本土自動化設(shè)備公司理所固然的使命。在現(xiàn)在的大多數(shù)電子產(chǎn)品生產(chǎn)線上，異形件的貼插90%以上還是靠人工完畢，不僅效率低下并且簡樸機械的人工重復(fù)工作難免造成非常高的人為疏忽引發(fā)的出錯，這將造成廠內(nèi)維修成本的高企不下，同時產(chǎn)品的品質(zhì)也將受到嚴(yán)重的影響。全自動異形件貼插機控制系統(tǒng)將徹底地打通電子產(chǎn)品生產(chǎn)線上的這一瓶頸。 現(xiàn)在在世界上同類產(chǎn)品只有日本的JUKI推出的通用全自動插件機，價格高企，而我們設(shè)計推出的全自動異形件貼插機更針對特殊的元件，以豐富可變的辦法提供對涉及現(xiàn)在、將來出現(xiàn)異形貼插件的加工支持，同時支持現(xiàn)在全部的送料方式涉及卷帶、托盤、振動盤、管帶等等。加工效率能夠做到替代2-3個純熟工人，而設(shè)備的市場售價只有JUKI的60%或下列，效率基本上能夠達(dá)成甚至超出JUKI的通用貼插設(shè)備。這樣一來我們推出全自動異形件貼插機必將為國內(nèi)的電子產(chǎn)品加工行業(yè)生產(chǎn)線的更新?lián)Q代帶來深遠(yuǎn)的影響，無論是消防、汽車電子、電源產(chǎn)業(yè)的PCB加工生產(chǎn)線還是通訊產(chǎn)業(yè)如交換機、服務(wù)器、PC等生產(chǎn)線都有不可小覷的對應(yīng)設(shè)備數(shù)量需求。在可預(yù)期的幾年時間里，全自動異形件貼插機市場必將得到暴發(fā)式的增加。我們適時應(yīng)需推出的全自動異形件體貼插機必將成為同類產(chǎn)品的佼佼者，從而引領(lǐng)國產(chǎn)非標(biāo)自動化設(shè)備的發(fā)展潮流，進(jìn)一步為深圳作為國內(nèi)改革排頭兵的地位舔磚加瓦。而作為整個設(shè)備核心技術(shù)的控制系統(tǒng)（涉及運動控制系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制軟件以及工業(yè)視覺軟件）自然也就是最具高新技術(shù)含量的核心部件了，將為湘聚實業(yè)有限公司帶來可觀的預(yù)期收益。項目重要研究內(nèi)容（限1500字之內(nèi)）1、項目重要研究內(nèi)容 本項目研究的重要內(nèi)容涉及：基于**控制器的**架構(gòu)的運動重復(fù)定位精度；基于**算法庫的元件識別技術(shù)應(yīng)用；基于**定位技術(shù)研究；NYCe4000控制軸的力矩大小功效的應(yīng)用。2、項目涉及的技術(shù)領(lǐng)域、工藝范疇 本項目涉及機械傳動、PID控制、工業(yè)機器視覺識別技術(shù)、軟件工程、自動化控制技術(shù)、氣動鏈路涉及及控制、傳感器技術(shù)、機器視覺定位技術(shù)。采用本項目作為控制核心的設(shè)備是電子產(chǎn)品加工領(lǐng)域的核心和瓶頸工藝。項目成功后來可覺得"工業(yè)4.0"和"中國制造2025"提供堅實的硬件基礎(chǔ)。3、解決的核心技術(shù)問題（1）（2）（3）4、采用的技術(shù)原理、技術(shù)辦法、技術(shù)路線以及工藝流程 視覺識別技術(shù)運用元件的針腳或外形輪廓成像，通過視覺算法找到其中心坐標(biāo)或角邊夾角，從而能計算出元件與目的區(qū)的偏轉(zhuǎn)誤差，再通過R軸的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)好角度，通過X、Y軸的運動將元件對正目的位精確地將元件貼插到位。通過視覺定位技術(shù)將每次傳送到加工位的PCB板的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成機器坐標(biāo)，實現(xiàn)加工目的和元件的坐標(biāo)重疊，以解決每次PCB板送板到位由誤差的問題。而對準(zhǔn)備從喂料器抓取元件的工藝則首先通過機器視覺對喂料器位置進(jìn)行示教，每次更換喂料器后控制系統(tǒng)將自動進(jìn)行一次位置的視覺校正，從而確保每次能夠?qū)Φ牡刈ト≡?，總的工藝流程為：送板機構(gòu)送板---控制系統(tǒng)視覺定位---加工目的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換---喂料器元件定位---抓取元件---機器視覺識別元件---偏轉(zhuǎn)坐標(biāo)校正---運動到目的位---放置元件，再重復(fù)相似的工藝，從而實現(xiàn)控制系統(tǒng)的設(shè)計目的。5、項目的重要技術(shù)創(chuàng)新點（1）本項目采用總線構(gòu)造的NYCe4000驅(qū)控一體控制器實現(xiàn)8軸聯(lián)動運動；（2）力矩模式保護(hù)了加工目的；（3）3段式的送板機構(gòu)減少了送板等待時間，從而提高了控制系統(tǒng)的工作效率；（4）工業(yè)機器視覺技術(shù)的應(yīng)用解決了目的定位和校正問題；（5）多線程編程確保了控制系統(tǒng)的實時響應(yīng)速度。本項目的國內(nèi)外比較、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（限1500字之內(nèi)）本項目有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的國內(nèi)外研究開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化狀況 根據(jù)《-自動插件機市場前景預(yù)測及投資規(guī)劃分析報告》，以來，自動插件機增加值增速始終低于全國工業(yè)平均水平，中國作為全球最大的制造業(yè)基地，自動插件機的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局已呈現(xiàn)群雄逐鹿的局面。早在前，國外自動插件機公司已經(jīng)開始在我過長三角、珠三角地區(qū)布局，最初是以代理商模式開拓市場，但是這個時候的自動插件機屬于AI類型的，比較出名的公司有德國的庫卡、日本發(fā)那科及安川、瑞士ABB。而現(xiàn)在意大利、美國以及韓國的自動插件機及配套公司也已經(jīng)布局中國市場。從自動插件機分別密度來看，世界平均為60%，而中國只有31%，尚有大量的上升空間。而針對電子產(chǎn)品加工行業(yè)的非AI類自動貼插機是直到近來幾年才開始出現(xiàn)在市場，比較有名的就是日本JUKI的JM10、JM20全自動異形件插件機。而國內(nèi)真正在市場上擁有良好的口碑的全自動異形件插件機還沒有出現(xiàn)，是一種巨大的空白，頂多處在一種工程機、測試線階段。2、發(fā)展趨勢 全自動插件機作為一種多學(xué)科體系，要實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的跨越就需要把軟硬件多個不同的技術(shù)進(jìn)行整合，其中涉及感知、工藝規(guī)劃、機器視覺、運動控制和機械設(shè)計在內(nèi)的某些核心技術(shù)，隨著電子產(chǎn)品，汽車電子、安防電子等行業(yè)的大量需求，設(shè)計滿足于這些領(lǐng)域需求的非AI類全自動插件機是必然且必要的必經(jīng)之路。 3、與國內(nèi)外同行的比較 現(xiàn)在日本JUKI最新的全自動異形件貼插機JM20的最高貼插速度為1.3秒每個元件，視覺精度為±0.04mm。我們設(shè)計的全自動異形件插件機最高速度甚至能夠達(dá)成1.2秒每個元件，視覺精度為±0.03mm。在價格上我們有巨大的優(yōu)勢，JUKIJM20現(xiàn)在在市場上的售價超出80萬元人民幣，而我們的設(shè)備只有不到50萬元的售價。至于國產(chǎn)其它品牌的同類插件機無論是速度和精度都無法同時達(dá)成我們層級?；蛟S在很快的將來，國內(nèi)市場上同類產(chǎn)品會出現(xiàn)群雄逐鹿的局面。4、市場需求分析 據(jù)保守預(yù)計，現(xiàn)在國內(nèi)PCB產(chǎn)品加工生產(chǎn)線不下幾十萬條，無論是數(shù)碼電子產(chǎn)品、安防設(shè)備、汽車電子、生活電器、大家電等等都需要在生產(chǎn)線上大量用到插件元件。例如電源廠家如明緯、衡孚以及臺達(dá)，家電廠家如格力、美的等，他們產(chǎn)品大量用到接插件，而現(xiàn)在國內(nèi)93%以上都是用人工來完畢插件工作的，如果全部采用全自動異形件插件機來替代人工的話，那么這個市場規(guī)模是非常龐大的，哪怕是占領(lǐng)1%的市場份額，都是上1000臺的市場需求。項目預(yù)期目的（限800字之內(nèi)）在技術(shù)進(jìn)步、工藝創(chuàng)新方面可實現(xiàn)的預(yù)期成果 在工藝上本項目能夠替代人工操作，預(yù)計一臺設(shè)備一天能夠替代10個純熟工人的工作量，同時又能完全避免人工失誤。能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)線無人值守。傳統(tǒng)AI類自動插件機因工藝的限制，往往對生產(chǎn)線上輸送系統(tǒng)的到位誤差無法自動校正，而我們采用了工業(yè)機器視覺系統(tǒng)，能夠精確地校正流水線上輸送系統(tǒng)的到位誤差。這樣一來，我們就能夠讓設(shè)備含有人類似的甚至比人眼定位和測量更加精確的輔助系統(tǒng)。形成的產(chǎn)業(yè)前景 本項目保守預(yù)計能夠?qū)崿F(xiàn)大概1000臺套以上的銷售量，按一種中大型加工廠10條生產(chǎn)線計算，每條生產(chǎn)線大概需要配備3臺全自動異形件貼插機，那么一種工廠將需要30臺設(shè)備。全中國這樣的加工廠預(yù)計上萬，保守預(yù)計市場容量超出10萬臺，因此產(chǎn)業(yè)前景一片光明。附帶的金屬加工、機器視覺、零部件等配套產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值超出100億的規(guī)模。預(yù)期奉獻(xiàn) 本項目按每套控制系統(tǒng)（涉及視覺系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、電控系統(tǒng)）售價6萬計算，可覺得公司總計增加產(chǎn)值6000萬，實現(xiàn)利潤超出1500萬。這將占到公司現(xiàn)在營業(yè)額的30%以及利潤的50%，為公司業(yè)績和利潤奉獻(xiàn)極可觀的份額。技術(shù)指標(biāo) 采用單龍門構(gòu)造的單臂雙夾爪機型的單個元件插件時間為1.3秒，每小時的加工能力達(dá)成2800件，一種班的加工能力能夠達(dá)成2件，24小時不停工作，一談下來能夠達(dá)成60000件的加工能力。設(shè)備運動控制的重復(fù)定位精度能夠達(dá)成±0.03mm，視覺定位和識別精度能夠達(dá)成±0.03mm。采用雙龍門構(gòu)造的雙臂四夾爪機型的單個元件插件時間為1.2秒，每小時的加工能力達(dá)成3000件，一天3個班能夠達(dá)成7件的加工能力。設(shè)備運動控制重復(fù)定位精度及視覺定位和識別精度都跟單臂雙夾爪機型同樣達(dá)成±0.03mm。5、經(jīng)濟(jì)社會效益指標(biāo) 本項目將產(chǎn)生每年300臺設(shè)備的生產(chǎn)規(guī)模，大概需要專業(yè)技術(shù)人員30人，加上配套的輔助工作人員，能夠解決100人的就業(yè)，同時介紹為配套公司提供150人左右的就業(yè)規(guī)模，能夠每年為政府奉獻(xiàn)大概100萬左右的稅收。項目實施方案（限800字之內(nèi)）組織管理方式該項目由我司自主研究開發(fā)，我們建立了系統(tǒng)調(diào)研、需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、程序開發(fā)、測試分析以及系統(tǒng)總結(jié)的項目流程。項目開發(fā)由公司系統(tǒng)設(shè)計人員統(tǒng)一設(shè)計，采用了項目經(jīng)理負(fù)責(zé)下的小組協(xié)調(diào)機制，并進(jìn)行了重復(fù)試用、多次測試，并建立了對應(yīng)的軟件人員開發(fā)設(shè)計原則規(guī)范，測試分析報告及驗收總結(jié)報告等，規(guī)范產(chǎn)品開發(fā)過程，確保達(dá)成項目性能指標(biāo)，然后進(jìn)行市場推廣。技術(shù)實施環(huán)節(jié) 首先我們將設(shè)計機構(gòu)的3D模型并做仿真并隨即提供可行的設(shè)備工作工藝流程，然后首先搭建仿真系統(tǒng)開始軟件系統(tǒng)的設(shè)計、視覺系統(tǒng)的設(shè)計，同時搭建龍門機構(gòu)來驗證運動控制系統(tǒng)的可行性。運用設(shè)計和實驗得到的數(shù)據(jù)分析運動控制的邏輯序列圖，分派工藝的拆分時間，再回頭解決整個系統(tǒng)中的瓶頸部分設(shè)計，在設(shè)備出來前極力全方面地分析和評定設(shè)計方案?？萍假Y源綜合運用、成果產(chǎn)業(yè)化方略 在本項目實施過程中，為了加緊項目的進(jìn)展，我們將盡量使用成熟的模塊，例如運動控制器，我們就采用德國博世力士樂的NYCe4000驅(qū)控一體控制器，視覺算法庫采用業(yè)界公認(rèn)最佳的康耐視VisionPro平臺提供的算法庫。電源模塊采用國產(chǎn)工業(yè)級電源。本項目研發(fā)完畢后，我們將于設(shè)備生產(chǎn)廠家合作開始設(shè)備的生產(chǎn)，針對行業(yè)性的客戶做設(shè)備定制。研發(fā)資金的籌集與投入 本項目預(yù)計開發(fā)費用為200萬元，其中部分由深圳市湘聚實業(yè)有限公司自行籌集和投入，一部分申請政府專項補貼。研發(fā)費用的大部分將會是人工成本，尚有一部分是硬件的投入，這些硬件涉及運動控制器、伺服電機、步進(jìn)電機、機加件、零配件等。知識產(chǎn)權(quán) 本項目將申請兩件軟件著作權(quán)和一項實用新型專利。技術(shù)原則的對策方法以及特殊行業(yè)的許可報批 本項目所屬分類的國家技術(shù)原則現(xiàn)在還沒有，只能遵照國家自動化設(shè)備統(tǒng)一的技術(shù)原則。六、項目實施進(jìn)度階段起止時間研究內(nèi)容與預(yù)期目的第一階段（六個月）4月-9月完畢國內(nèi)市場調(diào)查以及國外同類設(shè)備的調(diào)研、完畢項目設(shè)計書以及項目實施的計劃書等準(zhǔn)備工作。開始著手仿真環(huán)境和基礎(chǔ)設(shè)施準(zhǔn)備。第二階段（六個月）10月-3月完畢運動控制系統(tǒng)的測試平臺的搭建、運動控制系統(tǒng)的測試；完畢工藝流程的編制以及工藝節(jié)拍的時間分派；完畢軟件仿真、開始軟件系統(tǒng)的功效模塊任務(wù)分派以及模塊間的接口定義；開始軟件系統(tǒng)源代碼的編寫和調(diào)試；開始視覺系統(tǒng)的軟件源代碼編寫和調(diào)試；開始樣機的機構(gòu)設(shè)計定型以及外發(fā)機加。第三階段（六個月）4月-9月完畢運動控制系統(tǒng)定型；設(shè)計完畢電氣和氣路原理圖、走線圖；完畢樣機的裝配、調(diào)試（涉及運動控制系統(tǒng)調(diào)試、軟件系統(tǒng)調(diào)試、視覺系統(tǒng)調(diào)試）；完畢設(shè)備連仿真續(xù)工作測試和實際工