机器人新实施计划书

一、主要技术、产品及服务（产品开发、生产策略，行业特点、竞争焦点、主要的技术指标和关键技术说明、主要介绍技术、产品及服务的背景、目前所处发展阶段、与国内外同行业其它公司同类技术、产品及服务的比较，本公司技术、产品及服务的新颖性、先进性和独特性，如拥有的专门技术、版权、配方、品牌、销售网络、许可证、专营权、特许权经营等）

1、产品概述

项目名称：高性能码垛机器人及其控制系统的研制

项目内容：为降低工人劳动强度，改善生产环境，提高企业生产效率，降低生产成本，增进经济效益，研制一种新型码垛机器人，用于工业生产过程中实现大批量工件的获取、搬运、码垛、拆垛等，这对于降低码垛机器人的成本和提高国内工业生产自动化的水平具有重大的意义。

主要研究内容包括：（1）码垛机器人机械机构的设计，关键部件的受力分析，整体的运动学仿真以及模态分析；（2）码垛机器人控制系统的研制。

面对我国经济的迅速发展、劳动力的短缺、生产成本的增高等，本项目提出“高性能码垛机器人及其控制系统的研制”。项目的研发不仅可以降低工人劳动强度，改善生产环境，提高生产效率，并且可以大幅降低企业生产成本，具有巨大的市场价值和应用推广前景。

关键技术：

（1）四自由度码垛机器人机械部分的设计和码垛机器人动力学分析；

（2）满足自动化生产线上码垛作业的高性能码垛机器人控制系统的研制。

主要技术、经济指标：

（1）主体结构是四边形的连杆结构，由4个自由度组成，其中包括2个旋转副和2个移动副。机器人的执行末端通过腰部的旋转运动，前大臂的水平运动，后大臂的垂直运动，抓手的旋转运动相互组合，共同完成对物品的码垛作业。该码垛机器人水平方向滑座移动范围-100mm

（2）该码垛机器人机构紧凑、刚度高，有利于客户厂房中生产线的布置，并可留出较大的库房面积，码垛机器人可以设置在狭窄的空间，即可有效的使用；

（3）研制的控制系统其功能和特点：本控制系统采用PLC+示教盒构成一种开放式控制系统。PLC为控制系统的核心部分，实现对现场I/O量的采集和对伺服电机的控制；示教盒作为人机交互设备，配有薄膜按键，操纵者通过键盘输入信息，来实现机器人的运动、记忆、停止和结束等功能，并实时显示机器人末端坐标；系统提供手动运行、自动运行两种运行模式；通过示教盒可以进行码垛轨迹的规划，依次记录码垛轨迹点，按运行键，机器人就按照规划的路径依次通过各路径点，示教方法简单易懂；通过示教盒可以设置码垛速度、码垛类型、货物信息等参数，实现对机器人运动速度、运动方式及示教点位置信息的控制和存储；全部控制可在示教盒屏幕上操作即可，操作非常简单；

（4）目前在国内市场码垛机器人每年有20000台以上的需求量，按每年生产1200台，每台售价28万元，大批量投入生产后，一年可以实现3.36亿元的销售额，产生1.18亿元的利税。

2、项目提出的背景

码垛机器人延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可以代替人们从事危险、有害、有毒、低温、高热等恶劣环境中的工作；代替人们完成繁重、单调、重复的劳动，广泛应用于机械制造、食品、农业、医药、家电、水泥、钢铁以及石化等诸多领域，对企业提高生产效率、增进经济效益、保证产品质量、改善劳动条件和优化作业布局贡献巨大，其应用的数量和质量标志着企业生产自动化的先进水平。

随着科技的进步以及现代化进程的加快，人们对搬运速度的要求越来越高，传统的人工码垛已经远远不能满足工业的需求。由于国外某些大公司多年从事码垛机器人的研发，掌握了机器人的核心技术，牢牢的占据了国内的码垛市场，如何合理的对码垛机器人整体结构进行设计，如何开发高性能的码垛系统，解决码垛机器人控制的关键技术等成为急需我们解决的问题，这对于降低码垛机器人的成本和提高国内工业生产自动化的水平具有重大的意义。

3、项目目前所处发展阶段

目前，该项目产品正处在设计试制阶段。已完成控制系统软件、硬件和码垛机器人机械部分的设计。项目进度安排：

4、与国内外同类产品技术性能对比分析

我公司码垛机器人与国内外同类产品对比见下表:

从上表对比数据可以看出，我公司码垛机器人相对于国内外其它同类产品而言具有以下优点：

1、我公司机器人码垛能力相对其他公司较强，可以大幅度提高码垛产量，增加生产效率。

2、我公司码垛机器人功耗比其他机器人较少，大大节约了能源的消耗。

3、我公司码垛机器人的体积相对其他码垛机器人占地较小，节约了空间。

另外我公司机器人还有以下优点：

1、结构简单、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保养维修简单、

所需库存零部件少。

2、占地面积少。有利于客户厂房中生产线的布置，并可留出较大的库房面积。码垛机器人可以设置在狭窄的空间，即可有效的使用。

3、适用性强。当客户产品的尺寸、体积、形状及托盘的外形尺寸发生变化时只需在触摸屏上稍做修改即可，不会影响客户的正常的生产。而机械式的码垛机更改相当的麻烦甚至上是无法实现的。

4、能耗低。通常机械式的码垛机的功率在26KW左右，而码垛机器人的功率为6KW左右。大大降低了客户的运行成本。

5、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常简单。

6、只需定位抓起点和摆放点，教示方法简单易懂。

5、本公司产品/服务的新颖性、先进性和独特性

1）、传统的码垛机器人多采用串联机构，虽然结构简单，控制方便，但是由

于系统刚性差，难以满足长期、稳定的码垛要求。新型的码垛机器人采用并联机构，不仅刚性强，控制精度也有所提高；

2）、主体结构是四边形的连杆结构，由4个自由度组成，其中包括2个旋转副和2个移动副。机器人的执行末端通过腰部的旋转运动，前大臂的水平运动，后大臂的垂直运动，抓手的旋转运动相互组合，共同完成对物品的码垛作业；

3）、末端执行器可以拆换，只需更换末端执行器抓手，便可实现对不同场合、不同的货物进行抓取；

4）、采用示教再现编程，示教盒实时显示机器人工作状态，操作页面简单易懂，方便一线工人对机器人的控制；

5）、以PLC为主控制装置，使PLC与相关器件的功能融合达到理想的程度，所构建控制系统结构简单，具有很好的稳定性及可扩展性，性价比高。

二、产品市场分析（市场定位及需求分析，行业历史与前景分析与预测，产品市场概况，市场需求程度，规模及增长趋势，市场定位的合理性，未来市场销售预测，哪些行业的变化对产品利润、利润率影响较大，进入该行业的技术壁垒，贸易壁垒，政策限制，其他方面）

一、行业情况

1、码垛机器人行业的发展历史及趋势

目前，欧、美、日等国家的码垛机器人在码垛市场的占有率达到了百分之九十以上，绝大多数码垛作业由码垛机器人完成。最早将工业机器人技术用于物体的码放和搬运是德国、日本和瑞典。近几年，世界各发达国家的机器人公司自主研发各式各样的码垛机器人，在码垛机器人的吞吐量、抓取载荷、码垛高度等性能指标上展开了激烈的竞争，其中具有代表性的机器人公司有：日本的不二公司和FANUC 公司、德国的KUKA公司、瑞典ABB 公司等。

我国工业机器人研究和应用开始于20世纪70年代，受当时经济体制等因素的制约，发展比较缓慢，研究和应用水平比较低。进入20世纪80年代以后，随着改革开放的不断深入，我国工业机器人技术的开发和研究达到了一定水平，码垛机器人技术也得到了快速的发展。