機(jī)器人數(shù)控機(jī)床管控系統(tǒng)項目可行性研究報告(文件)

　

【正文】 室設(shè)有國家“863 計劃”智能機(jī)器人機(jī)構(gòu)網(wǎng)點開放實驗室、國家“863 計劃”成果產(chǎn)業(yè)化基地、黑龍江省機(jī)器人技術(shù)重點實驗室、黑龍江省機(jī)器人技術(shù)工程中心、中德空間機(jī)器人技術(shù)聯(lián)合實驗室等機(jī)構(gòu)。實驗室結(jié)合國家重大工程、國家重大科技計劃、國家安全和國防建設(shè)需求，面向國民經(jīng)濟(jì)主戰(zhàn)場和民生科技，并結(jié)合國際機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域未來發(fā)展趨勢，形成了“產(chǎn)、學(xué)、研”三位一體的科研體系，建成了一批穩(wěn)定而有特色、處于國內(nèi)領(lǐng)先地位的研究方向，已達(dá)到年承擔(dān)科研經(jīng)費 6000余萬元，科技產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值達(dá) 4 億元以上的科研、產(chǎn)業(yè)規(guī)模。 項目 概況及簡單結(jié)論 項目概況 ⑴ 運(yùn)營能力：該項目利用國內(nèi)先進(jìn)的研發(fā)技術(shù)，正常年份年可達(dá)年產(chǎn)3000 臺的規(guī)?；a(chǎn)能力，并形成一定的銷售規(guī)模。 ③ 一座 3 層的辦公樓及四座 6 層的宿舍樓，建筑面積共 ㎡。建設(shè)投資包括：建筑工程費用 萬元，設(shè)備及工器具購置費用 萬元，設(shè)備安裝費用 萬元，工程建設(shè)其他費用 萬元，基本預(yù)備費 萬元。 ⑹ 經(jīng)濟(jì)效益分析 該項目建成投入運(yùn)營后，正常運(yùn)營期年營業(yè)收入 135000 萬元，利潤總額 萬元，上交所得稅 萬元，稅后利潤 萬元，10 年創(chuàng)利稅總額 萬元。 該項目擬建于某縣工業(yè)園，項目規(guī)劃區(qū)內(nèi)地勢平坦，水、電、熱力供應(yīng)條件良好，周邊企業(yè)均為達(dá)標(biāo)排放，環(huán)境質(zhì)量較好，適宜項目的建設(shè)。 根據(jù)對該項目市場的預(yù)測和經(jīng)濟(jì)評價分析，該項目市場前景廣闊，經(jīng)濟(jì)效益良好。國外汽車行業(yè)、電子電行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)己大量使用工業(yè)機(jī)器人自動化生產(chǎn)線, 以保證產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)高效率。“十二五”是中國工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵轉(zhuǎn)折點，市場需求將有一個井噴式的發(fā)展，需求量每年以 15%～35%的速度增長。僅能形成小規(guī)模配套，綜合效益成本差。已經(jīng)發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS 和柔性制造單元 FMC 中的一個重要組成部分，將機(jī)床設(shè)備和機(jī)器人共同構(gòu)成一個柔性制造系統(tǒng)和柔性制造單元，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)簡單，而且適應(yīng)性強(qiáng)。還可打入國際市場，實現(xiàn)出口創(chuàng)匯。早在上個世紀(jì) 80 年代，即研制出我國第一臺弧焊機(jī)器人和第一臺點焊機(jī)器人。先后與美國、德國、日本、英國、法國、意大利、俄羅斯、澳大利亞、新加坡等國家和地區(qū)建立了學(xué)術(shù)交流與合作關(guān)系。其建設(shè)符合國家產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，市場前景廣闊。以數(shù)字化、系統(tǒng)集成技術(shù)為核心，研究開發(fā)大型精密高速數(shù)控機(jī)床等智能制造裝備。該項目建設(shè)地點為某工業(yè)園區(qū)，主要生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床、車床走刀箱、溜板箱、尾座及機(jī)器人，促進(jìn)某市制造業(yè)的發(fā)展。僅能形成小規(guī)模配套，綜合效益成本差。預(yù)計到 2015 年，我國工業(yè)機(jī)器人可達(dá)到 60400 臺，我國未來十年內(nèi)每年的市場規(guī)模將達(dá) 40 億人民幣以上。 17 建設(shè) 規(guī)模 建設(shè)規(guī)模 根據(jù)需方市場和周邊制造業(yè)企業(yè)的密度情況，確定建筑規(guī)模為：占地㎡，總建筑面積119000㎡。優(yōu)質(zhì)小麥種植面積50 萬畝，林業(yè)、畜牧、瓜菜、桑蠶等產(chǎn)業(yè)開發(fā)前景廣闊。曹植曾為某王，魚山留有曹植墓葬，為國家重點文物保護(hù)單位，某為阿膠之鄉(xiāng)。 某縣經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已成為魯西平原的建材基地。目前，某交通便利，南北 105 國道，東西 329 省道在縣城交匯，西距京九鐵路某站30 公里，北距濟(jì)聊高速公路和濟(jì)邯鐵路 15 公里，國際國內(nèi)直撥電話遍及某縣每個鄉(xiāng)村；電力供應(yīng)居某市第一；某賓館設(shè)施和服務(wù)質(zhì)量均已達(dá)到星級標(biāo)準(zhǔn)并通過二星級認(rèn)證；新建的曙光大街,工業(yè)大街進(jìn)一步勾畫出了縣城建設(shè)的美好前景。 項目 選址 該項目位于某工業(yè)園，項目占地 120 畝，項目所用土地為建設(shè)單位一期工程時所購買的土地。因境內(nèi)有黃河故道，形成波壯起伏的高崗，緩坡及洼地，緩坡平地，河間淺平洼地，決口扇形地等五種地形為主。地下水礦物質(zhì)含量高，微量元素豐富，每立方米比標(biāo)準(zhǔn)水重 公斤。本區(qū)域地形平坦，地貌屬黃河沖擊平原，底層情況：自上而下 第一層為耕土及粘土，巖層厚度 ，承載力 1011T/㎡ 第二層為輕亞粘土，巖層厚度 ，允許承載力 12T/㎡ 第三層為亞粘土，巖層厚度 ，允許承載力 10T/㎡ 氣象 某縣屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明，春季干旱多風(fēng)，夏季炎熱多雨，秋季晴爽間有旱澇，冬季盛行西北風(fēng)，寒冷干燥。2010 年，某縣生產(chǎn)總值達(dá)到 125 億元，是“十五”末的 倍，年均增長 %。城鎮(zhèn)居民人均可支配收入達(dá)到 14055 元，農(nóng)民人均純收入達(dá)到 6280 元，年均分別增長 18%、13%。某縣經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展站在了一個新的更高的歷史起點上。2000 年被命名為“省級衛(wèi)生城”，“藍(lán)天碧水阿膠城”的生態(tài)園林城市框架已初步形成，熱電、天然氣、污水處理、廣場、公園等城市配套設(shè)施完善；金融、保險、醫(yī)療、教育、文化等機(jī)構(gòu)健全，中國建設(shè)銀行、中國農(nóng)業(yè)銀行、中國銀行、24 中國工商銀行、中國農(nóng)村信用合作社、中國農(nóng)業(yè)發(fā)展銀行在某縣設(shè)有分支機(jī)構(gòu)；保險公司 4 家，有各類超市、連鎖店和購物中心，電信業(yè)務(wù)還為用戶提供 IP 電話、高速寬帶上網(wǎng)等電信增值業(yè)務(wù)；某縣已建成了無縫覆蓋的移動電話網(wǎng)絡(luò)，可與國內(nèi)所有城市及國際上 49 個國家和地區(qū)實現(xiàn)自動漫游，形成方便快捷的生活環(huán)境。有 2 座熱電廠，裝機(jī)規(guī)模 萬千瓦，基本滿足市民生活需求。 主要土建工程明細(xì)表 表 51 序號名 稱單位數(shù)量備注1廠房㎡磚混結(jié)構(gòu)2研發(fā)中心㎡鋼結(jié)構(gòu)3辦公樓及宿舍㎡磚混結(jié)構(gòu)4區(qū)內(nèi)配套費m179。49各類熱處理設(shè)備826 技術(shù) 方案 機(jī)器人對無定位工件的自動柔性搬運(yùn)系統(tǒng)的工作原理，就是利用高清晰攝像頭實現(xiàn)對無定位工件的準(zhǔn)確位置判斷，在機(jī)器人收到信號后，機(jī)器人裝上為工件定制的專用手爪去可靠的抓取工件，在與機(jī)床進(jìn)行通訊得到上料請求后，最終完成機(jī)床的上下料。 機(jī)器人數(shù)控機(jī)床管控系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu) 機(jī)器人數(shù)控機(jī)床管控系統(tǒng)主要由數(shù)控機(jī)床、一臺二維機(jī)器人，上料倉，下料傳送帶，剎車盤翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，桁架和控制系統(tǒng)組成。圖 1 是直線運(yùn)動單元 RSL200 照片。三 指各自有效 行程 10mm, 最大夾持力1800N，張開和閉合時間分別是 和 ，重復(fù)定位精度 , 重量 。這類上料倉通常有 8~24 個工位可按空間大小及零件重量來選定。每個工位放28 置一個剎車盤，重量不要超過 60 公斤。如果零件較重，推薦滾輪式下料傳送帶。 29 圖 4：工件傳送，自動旋轉(zhuǎn)及定位功能功能，兩面加工及尺寸檢測 （8）控制系統(tǒng)采用歐姆龍 PLC 和觸摸屏作為控制系統(tǒng)及人機(jī)交互界面。其主要原理是測量幾個位置的外經(jīng)值，與理論值對比，根據(jù)直徑變大的差值大小來判斷刀具是否打了。 正常情況把第一臺機(jī)床的供料傳送帶上零件隔離對位處為每次工作的零點，以后叫工作零點。 （4）、加上機(jī)床門的開合（與卡盤同時動作）時間，額外算 2 秒。 （2）、抓住一個毛坯盤及把 Z 軸升高 1500mm，用時 秒。 （5）、機(jī)器手 Z 軸從零點下降到手爪與機(jī)床卡盤同心的高度，下降高度大約 1500mm,用時 秒。 （8）、手爪開始向卡盤運(yùn)動，到位后把毛坯送入卡盤里，給卡盤閉合信號。 （11）、把機(jī)械手中的零件放置到旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)里及退回到安全區(qū)（不能與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)發(fā)生刮碰），等待完成旋轉(zhuǎn),用時大約 秒。采用同時進(jìn)行的方式，幾乎沒有浪費時間。 （4）、等待車床門打開，用時不定。 （7）、機(jī)械手水平運(yùn)動到工作零點上方，運(yùn)動距離大約時 4 秒。采用機(jī)床間優(yōu)化，不僅可以降低運(yùn)行速度，還可以在平均 1213 秒完成一臺機(jī)床的上料。真正實現(xiàn)機(jī)器人數(shù)控機(jī)床管控系統(tǒng)的目的。根據(jù)每個直線運(yùn)動軸的行程及承載能力還可以是多根組合來保證各個軸不 變形，有足夠的強(qiáng)度。抓取物體的能力主要受三個末端旋轉(zhuǎn)軸的限制。最后綜合精度取決于末端的三個旋轉(zhuǎn)軸。龍門式框架為整個安裝空間，其工作空間也在框架范圍內(nèi)。（8）后期維護(hù)費用低不需要非常專業(yè)人員調(diào)式，簡單安裝，調(diào)式和后期維護(hù)費用低。180 度 運(yùn)行速度： 水平運(yùn)動最大速度：3000mm/s 垂直運(yùn)動最大速度：1000mm/s 定位精度： 水平運(yùn)動重復(fù)精度：177。 (2) 站內(nèi)平面布置在滿足工藝要求的前提下，力求簡潔、流暢、分布合理，滿足生產(chǎn)要求。 墻面：辦公樓及研發(fā)中心外墻為乳白色高級外墻涂料飾面，內(nèi)墻面均為白色乳膠漆；宿舍樓外墻為米黃色高級外墻涂料飾面，內(nèi)墻面均為白色乳膠漆； 辦公樓、研發(fā)中心及宿舍樓地面：地面鋪 600X600 地磚。 廠房：頂棚采用藍(lán)色彩鋼板，銀灰色鋁塑板封邊，立柱用鋁塑板外包。本工程建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)符合求，采取相應(yīng)抗震構(gòu)造措施。 水泥品種一般采用普通硅酸鹽水泥，并根據(jù)建、構(gòu)筑物的特點和所處的環(huán)境條件合理選用添加劑，混凝土采用 CCC2C30 混凝土。 公共工程 供排水系統(tǒng) 給水 廠區(qū)給水采用生活、消防同一管道供水系統(tǒng)，成環(huán)狀布置，管材采用給水鑄鐵管和 PPR 管。雨水排水采用暗管式排水，雨水經(jīng)過雨水口流入雨水下水道，進(jìn)行外排。 總圖運(yùn)輸 場地概況 項目占地面積 120 畝（折合 ㎡）。 場區(qū)綠化主要是沿道路和廠界進(jìn)行。原料來39 源穩(wěn)定，市場潛力巨大，企業(yè)有較強(qiáng)的人才優(yōu)勢，完全可滿足該項目的原料需求。環(huán)境影響分析就是在研究工程建設(shè)方案和技術(shù)方案中，調(diào)查研究條件，識別和分析擬建項目影響環(huán)境的因素，研究提出治理和保護(hù)環(huán)境的措施，優(yōu)化環(huán)境保護(hù)方案。站區(qū)內(nèi)環(huán)境空氣質(zhì)量能夠滿足《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB30951996）中的二級標(biāo)準(zhǔn)（SO2：日均 179。 總體上說，擬建站區(qū)附近地區(qū)的空氣、地下水、聲環(huán)境基本滿足相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。 在施工期間挖掘地基、土地平整等將導(dǎo)致泥土裸露，原材料的大量堆存，會造成地面揚(yáng)塵污染環(huán)境，其揚(yáng)塵量的大小因施工現(xiàn)場工作條件、施42 工階段、管理水平、機(jī)械化程度及施工季節(jié)、土質(zhì)和天氣條件不同而差異較大。因此，擬建項目施工期對周圍環(huán)境空氣影響較小。施工廢水主要包括土方階段降水井排水、結(jié)構(gòu)階段混凝土養(yǎng)護(hù)排水以及各種車輛沖洗水。 二、 運(yùn)營期環(huán)境影響分析 廢氣影響分析 建設(shè)項目在運(yùn)營過程中產(chǎn)生的廢氣主要為生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的少量煙43 塵等，排放量較小，對環(huán)境的影響不大。生活污水為員工洗刷廢水，經(jīng)場 區(qū)化糞 池處 理達(dá) 到《 山東 省海 河流 域水 污染 物綜 合排 放標(biāo) 準(zhǔn)》（DB37/6752007）標(biāo)準(zhǔn)后排入該區(qū)域內(nèi)污水管道。對噪聲設(shè)備采取消音、隔音處理。 施工期環(huán)境保護(hù)措施 施工噪聲的控制措施 （1）施工單位必須按照國家關(guān)于建筑施工場界噪聲的要求進(jìn)行施工，44 并盡量分散噪聲源，減少對周圍環(huán)境區(qū)域的影響。 施工現(xiàn)場棄土處理和減少揚(yáng)塵的措施 （1）建設(shè)工程必須設(shè)有安全文明施工措施費，并保證?？顚Ｓ?。 （5）對砂石料、水泥等易揚(yáng)塵的建筑材料應(yīng)進(jìn)行遮蓋。 對土壤和植被的彌補(bǔ)措施 對開挖的土壤，應(yīng)有計劃的分層開挖，分層回填，并盡量保持表層沃土回填表層，對于被破壞的植被，待施工完成后，盡快按綠化方案恢復(fù)植被，只要在施工期注意，施工后期及時綠化，對土壤及植被的不利影響將得到有效控制。 噪聲環(huán)境保護(hù)措施 46 該項目營運(yùn)期間，各種生產(chǎn)設(shè)備噪聲較小，通過建筑物的隔擋和距離的衰減，對聲環(huán)境基本無影響。 環(huán)境影響分析結(jié)論與建議 通過對項目場址環(huán)境現(xiàn)狀、項。塑料固體廢棄物統(tǒng)一收集，交由有關(guān)單位統(tǒng)一處理。 廢水環(huán)境保護(hù)措施 營運(yùn)期間，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生少量廢水廢液，其中機(jī)器人數(shù)控機(jī)床管控系統(tǒng)組成數(shù)控機(jī)床均采用油水分離裝置，能使?jié)櫥?、切削液有效分離，延長切削液的使用壽命，降低使用成本，減少廢液排放所造成的環(huán)境污染。 施工現(xiàn)場廢棄物處理 45 建設(shè)單位與當(dāng)?shù)丨h(huán)衛(wèi)部門聯(lián)系，及時清理施工現(xiàn)場的生活廢棄物，對施工人員加強(qiáng)教育，不隨意亂丟廢棄物，保證工人工作生活環(huán)境衛(wèi)生質(zhì)量。 （3）在現(xiàn)場周圍設(shè)置圍障（圍障高度可按 2m 設(shè)置）、噴淋（每個施工段安排一名員工定期對施工場地灑水以減少揚(yáng)塵的飛揚(yáng)）、封閉、地面硬化等有效防止揚(yáng)塵污染的措施。 （3）對夜間一定要施工又可能影響周圍噪聲環(huán)境時，須向當(dāng)?shù)丨h(huán)保部門申報，獲得批準(zhǔn)后方可施工。廢棄物交由環(huán)衛(wèi)部門收集并做專門處理，對環(huán)境的影響在可接受范圍內(nèi)。 噪聲影響分析 噪聲主要有機(jī)械、電氣設(shè)備及空調(diào)設(shè)備等產(chǎn)生。生產(chǎn)廢水消耗量低，廢水循環(huán)利用，即可實現(xiàn)污水污染最小化，又可節(jié)約新鮮水的使用。 植被破壞 施工期間由于地表開挖和植被的破壞，將影響廠址的生態(tài)狀況。施工區(qū)的生活廢棄物亂扔輕則導(dǎo)致蚊蠅滋生，容易導(dǎo)致施工區(qū)爆發(fā)流行疾病。 施工期對大氣環(huán)境產(chǎn)生影響的次污染源是施工機(jī)械和運(yùn)輸車輛燃燒柴油和汽油排放的廢氣。因為施工階段一般為露天作業(yè)，無隔聲與消減措施，故施工噪聲傳播較遠(yuǎn)，受影響范圍較大，施工各階段聲級為 80~95dB（A）。；TSP：日均 179。 建設(shè)地點環(huán)境現(xiàn)狀 該項目建設(shè)地點位于某市某縣某工業(yè)園香江路北首，項目廠址周邊無歷史文化遺產(chǎn)、自然遺產(chǎn)等特殊環(huán)境。詳見下表 54： 主要總圖技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 表 54 序號技術(shù)指標(biāo)指標(biāo)值規(guī)定指標(biāo)1廠區(qū)占地面積120 畝2建筑物構(gòu)筑物占地面