立项报告(研发资助用)

***项目立项报告

编号：**

深圳市**有限公司

年月

一、立项目的、意义(限800字之内)

随着中国工业现代化的高速发展，数码电子产品的加工越来越大规模化，同时传统的劳动力密集化加工业在我们深圳因房价、地域、老龄化而越来越受到制约，那么如何在竞争激烈的市场中保持中国制造的优势呢？机器换人，这是近些年以来我们深圳的产业变革方向之一，设计制造满足市场需求的非标自动化设备从而占领整个产业链的上游位置成为深圳本土自动化设备企业理所当然的使命。在目前的大多数电子产品生产线上，异形件的贴插90%以上还是靠人工完成，不但效率低下而且简单机械的人工重复工作难免导致非常高的人为疏忽引起的出错，这将导致厂内维修成本的高企不下，同时产品的品质也将受到严重的影响。全自动异形件贴插机控制系统将彻底地打通电子产品生产线上的这一瓶颈。

目前在世界上同类产品只有日本的JUKI推出的通用全自动插件机，价格高企，而我们设计推出的全自动异形件贴插机更针对特殊的元件，以丰富可变的方法提供对包括现在、未来出现异形贴插件的加工支持，同时支持目前所有的送料方式包括卷带、托盘、振动盘、管带等等。加工效率可以做到替代2-3个熟练工人，而设备的市场售价只有JUKI的60%或以下，效率基本上可以达到甚至超过JUKI的通用贴插设备。这样一来我们推出全自动异形件贴插机必将为国内的电子产品加工行业生产线的更新换代带来深远的影响，无论是消防、汽车电子、电源产业的PCB加工生产线还是通讯产业如交换机、服务器、PC等生产线都有不可小觑的对应设备数量需求。在可预期的几年时间里，全自动异形件贴插机市场必将得到爆发式的增长。我们适时应需推出的全自动异形件体贴插机必将成为同类产品的佼佼者，从而引领国产非标自动化设备的发展潮流，进一步为深圳作为国内改革排头兵的地位舔砖加瓦。而作为整个设备核心技术的控制系统（包括运动控制系统、传动系统、控制软件以及工业视觉软件）自然也就是最具高新技术含量的核心部件了，将为湘聚实业有限公司带来可观的预期收益。

二、项目主要研究内容（限1500字之内）

1、项目主要研究内容

本项目研究的主要内容包括：

（1）基于**控制器的**架构的运动重复定位精度；

（2）基于**算法库的元件识别技术应用；

（3）基于**定位技术研究；

（4）NYCe4000控制轴的力矩大小功能的应用。

2、项目涉及的技术领域、工艺范畴

本项目涉及机械传动、PID控制、工业机器视觉识别技术、软件工程、自动化控制技术、气动链路涉及及控制、传感器技术、机器视觉定位技术。采用本项目作为控制核心的设备是电子产品加工领域的核心和瓶颈工艺。项目成功以后可以为"工业4.0"和"中国制造2025"提供坚实的硬件基础。

3、解决的关键技术问题

（1）

（2）

（3）

4、采用的技术原理、技术方法、技术路线以及工艺流程

视觉识别技术利用元件的针脚或外形轮廓成像，通过视觉算法找到其中心坐标或角边夹角，从而能计算出元件与目标区的偏转误差，再通过R轴的旋转调整好角度，通过X、Y轴的运动将元件对正目标位准确地将元件贴插到位。通过视觉定位技术将每次传送到加工位的PCB板的坐标转换成机器坐标，实现加工目标和元件的坐标重叠，以解决每次PCB板送板到位由误差的问题。而对准备从喂料器抓取元件的工艺则首先通过机器视觉对喂料器位置进行示教，每次更换喂料器后控制系统将自动进行一次位置的视觉校正，从而确保每次可以正确地抓取元件，总的工艺流程为：送板机构送板---控制系统视觉定位---加工目标坐标转换---喂料器元件定位---抓取元件---机器视觉识别元件---偏转坐标校正---运动到目标位---放置元件，再重复相同的工艺，从而实现控制系统的设计目标。5、项目的主要技术创新点

（1）本项目采用总线结构的NYCe4000驱控一体控制器实现8轴联动运动；

（2）力矩模式保护了加工目标；

（3）3段式的送板机构减少了送板等待时间，从而提高了控制系统的工作效

率；

（4）工业机器视觉技术的应用解决了目标定位和校正问题；

（5）多线程编程保证了控制系统的实时响应速度。

三、本项目的国内外比较、现状及发展趋势（限1500字之内）

1、本项目相关技术领域的国内外研究开发、产业化情况

根据《2017-2021年自动插件机市场前景预测及投资规划分析报告》，2016年以来，自动插件机增加值增速始终低于全国工业平均水平，中国作为全球最大的制造业基地，自动插件机的产业发展格局已呈现群雄逐鹿的局面。早在10年前，国外自动插件机企业已经开始在我过长三角、珠三角地区布局，最初是以代理商模式开拓市场，不过这个时候的自动插件机属于AI类型的，比较出名的企业有德国的库卡、日本发那科及安川、瑞士ABB。而目前意大利、美国以及韩国的自动插件机及配套企业也已经布局中国市场。从自动插件机分别密度来看，世界平均为60%，而中国只有31%，还有大量的上升空间。而针对电子产品加工行业的非AI类自动贴插机是直到最近几年才开始出现在市场，比较有名的就是日本JUKI的JM10、JM20全自动异形件插件机。而国内真正在市场上拥有良好的口碑的全自动异形件插件机还没有出现，是一个巨大的空白，顶多处于一种工程机、测试线阶段。

2、发展趋势

全自动插件机作为一个多学科体系，要实现产业化的跨越就需要把软硬件各种不同的技术进行整合，其中包括感知、工艺规划、机器视觉、运动控制和机械设计在内的一些核心技术，随着电子产品，汽车电子、安防电子等行业的大量需求，设计满足于这些领域需求的非AI类全自动插件机是必然且必要的必经之路。

3、与国内外同行的比较

目前日本JUKI最新的全自动异形件贴插机JM20的最高贴插速度为1.3秒每个元件，视觉精度为±0.04mm。我们设计的全自动异形件插件机最高速度甚至可以达到1.2秒每个元件，视觉精度为±0.03mm。在价格上我们有巨大的优势，JUKI JM20目前在市场上的售价超过80万元人民币，而我们的设备只有不到50万元