项目计划书现代装备制造类机器人.doc
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1、镇江市领军人才创新创业项目计划书项目名称工业机器人的开发及产业化技术领域装备制造申 请 人地 址电 话传 真电子邮件联 系 人目 录填写说明2真实性承诺书3保密承诺4项目公司概要5一、业务描述5二、产品与服务6三、市场营销6四、创业团队7五、财务预测7六、资本结构9七、风险分析9八、其它说明9填写说明1、 本计划书中列出的所有问题是为了保证专家评审时对您的申报项目做到客观进一步细致的了解,请按照我们提供的计划书格式具体填写计划书中的每一个问题。2、 请根据您申报项目的具体情况选择适当的中文项目名称。3、 请根据申报项目的具体情况选择以下技术领域:电子信息硬件类、电子信息软件类、电子信息软硬件结
2、合类、生物医药医疗器械类、生物医药诊断技术类、生物医药医药类、装备制造类、新材料类、新能源类、环保产业类、农业类、服务业类、其他类。4、 创业团队部分,请参照关键人物之一的格式,介绍您创业团队中的所有关键人物的基本情况。5、本计划书中所涉及的可证明您项目技术状况的证明文献,涉及科技成果鉴定证书、查新报告、检测报告、专利证书或其它技术权益证明)等材料,请按镇江市创新创业领军人才聚集工程网上申报系统申报须知的规定(在镇江市创新创业领军人才申报资料真实性承诺书本人承诺提交的申报材料中所有内容均真实可靠,由于提供内容不真实所产生的后果,本人愿承担所有责任。特此承诺。 申报人(署名): 2023年2月1
3、5日报名表保 密 承 诺本创业计划书内容涉及商业秘密,仅对有投资意向的投资者或意向落户地区有关部门公开。规定涉及本创业计划书的所有人员做出以下承诺:妥善保管本创业计划书,未经申报人批准,不得向其他各方公开本创业计划书涉及的商业秘密。镇江市领军人才工作办公室年 月 日项目公司概要* 拟建(或已建)公司基本情况公司名称#机械有限公司法定代表人#注册资本项目总投资对外筹资申请人出资申请人所占股份其中钞票 元技术入股 万元您在寻找第几轮资金种子资本 口第一轮 口第二轮 口第三轮公司的主营业务1)工业机器人、2足步行机械、多足步行机器人以及汽车稳定驾驶装置等智能机械及其自动化技术的科研开发和产业化;2)
4、相关智能机械及其自动化技术的技术服务与征询;3)相关智能机械及其自动化技术的代理销售。电话E 一 mail地址邮编* 其它需要说明的情况或数据(可以与下文反复,本概要将作为项目摘要由投资人浏览)一、业务描述* 公司的宗旨( 200 字左右)上世纪二次世界大战之后,欧美及日本等国为了快速恢复战后经济,在众多制造业中大量引进了工业机器人来提高其生产力,从而形成了目前强大的工业机器人产业。然而,目前我国的工业机器人产业还正处在非常不成熟、尚未得到充足发展的萌芽阶段。现有产品大多依赖海外进口。其主线因素在于工业机器人的设计、制造及其控制技术尚不成熟的同时,缺少开发与产业化的领军人才。本项目旨在通过引进
5、国外智力,结合国内精英智慧,提高我国工业机器人的设计、制造及其控制技术的水平,促进我国工业机器人的产业化,加速国产工业机器人的推广应用。* 重要发展战略目的和阶段目的重要发展战略目的:开发具有自主知识产权的工业机器人及其控制系统,并实现其产业化,以满足中国制造业在焊接、喷涂、研磨、组装、搬运等自动化生产作业的需求,提高中国制造业的生产力水平。针对目前国内工业机器人市场绝大部分由海外进口产品占领的局面,采用快速开发和生产与长期前沿技术研究相结合的研发生产模式,本项目拟分两阶段实行。第一阶段,瞄准国内市场需求量大、进口产品尚未大规模应用的领域,如:大型压力容器、钢管等管状物的焊接用工业机器人机器内
6、外表面的研磨抛光用工业机器人等。第二阶段,研究既有实用价值,又有未来市场前景的前沿技术,并逐步集成到工业机器人产品中。如,为了提高制造装备的自动化限度,研发具有未来较大市场的与制造装备匹配的工业机器人及相关技术;研发具有位置、姿态、力、力矩混合的控制技术,以填补世界上工业机器人在拘束空间接触作业领域的空白,使国产工业机器人技术达成国际领先水平。* 项目提出的技术和产业发展背景和必要性该项目技术的国内外研究和知识产权状况及发展趋势;技术突破对产业技术进步的重要意义和作用及市场前景。上个世纪二次世界大战之后,欧美及日本这些经济技术发达的国家为了进一步提高生产力来快速恢复战后经济,在众多制造业中,特
7、别是汽车的制造过程中大量引进了自动化生产线。而工业机器人则是自动化生产线中的核心部分,其性能以及数量的多少已成为制造公司生产能力的一个评价标准。因此,工业机器人在制造业中占有较大的市场规模,并大大推动了制造业的发展。例如,1974年,距今有着12023历史ABB公司开始了工业机器人的研发及销售工作。接着,在1977年有着生产各种电机悠久历史的日本安川电机公司发表了自己研发的第一台工业机器人MOTOMAN-L10。1992年日本FANUC公司成立了第一家工业机器人生产基地。当前,日本安川电机公司和FANUC公司的工业机器人都达成了年产20230台的生产规模。而我国工业机器人的研发和产业起步较晚,
8、2023年出现了“新松”等的自主品牌,但国内市场占有率还不到1%。此外,还出现不少工业机器人的技术服务公司,但其所用的工业机器人大多来自海外进口产品,越发加剧了海外进口产品的市场垄断。使用工业机器人可以减少废品率和产品成本,提高了机床的运用率,减少了工人误操作带来的残次零件风险等,其带来的一系列效益也是十分明显的,例如改善劳动条件、提高生产效率、减少人工用量、减少劳动风险、提高产品质量、加快产品更新换代、提高公司竞争力等。在面临全球性竞争的形势下,制造商们正在运用工业机器人技术来辅助生产价格合理的优质产品。实现机器人自动化生产将是公司获得竞争优势,推动业务发展的有效手段。我国工业机器人发展长期
9、受限于成本较高与国内劳动力价格低廉的状况,随着中国经济连续快速的发展,劳动力供应格局已逐步从“买方”市场转为“卖方”市场,使得许多劳动密集型公司为了提高劳动生产率所采用的增长工人数量、延长工人劳动时间的方法变得成本高昂,同时也受到法律的限制和政策的阻碍。总之,劳动力过剩限度减少、单个工人成本上升、对产品质量更高的规定、国家对装备制造业的重视等变化改善了机器人的使用环境,工业机器人及技术在中国已逐步得到了政府和公司的重视。目前,国内越来越多的公司在生产中采用了工业机器人,2023年我国工业机器人海关进出口数量但是是3774台, 2023年市场规模已经增长到万台左右,数量和金额相对于2023年都增
10、长了两倍。可以预见,中国的工业机器人产业不久后将会作为一种在国民经济中占据重要地位的产业而存在。目前,国内工业机器人的市场特性体现在:1、以汽车制造业为主的制造业发展促进了工业机器人的发展。在我国,工业机器人的最初应用是在汽车和工程机械行业,重要用于汽车及工程机械的喷涂及焊接。整个行业增产扩能增长了对工业机器人需求。2、沿海经济发达地区是工业机器人的重要市场。我国工业机器人的使用集中在广东、江苏、上海、北京等地,工业机器人的拥有量占全国的一半以上。我国经济最具活力的地区已经从珠江三角洲地区扩展到长江三角洲地区,并且长江三角洲地区在制造业中所占的比重越来越大。3、重要客户已从外商公司、合资公司和
11、国有公司扩展到民营公司。工业机器人技术含量高,价格相对昂贵,现阶段使用量最多的仍是外商或合资公司。国有公司也在加大对工业机器人的采购用于技术改造,如汽车行业中的一汽、二汽、上汽等。此外,我国的民营公司正逐渐结识到工业机器人的优势,对工业机器人的采用量也在逐步增长,虽然数量上与前述公司仍存在较大差距,但是增长速度惊人,将不久成为工业机器人市场的重要客户。江苏作为长江三角洲地区的制造业基地,对工业机器人的需求有着现实的大量需求,如镇江、常州、无锡等地的不少民营公司迫切需要大量价廉物美的焊接、研磨、搬运类工业机器人以解决提高劳动生产率、提高产品质量、减少劳动力成本之需。但相关进口机器人不仅价格奇高,
12、并且技术服务很难到位。在此背景下,本项目的实行将极大提高我国特别是江苏省工业机器人的技术水平及产业化能力,从而促进国产工业机器人的推广和应用。* 项目重要科技攻关、研究开发的内容研究的内容、解决的关键技术;产品技术特点和创新点;与国内外同类产品的水平比较。本项目的研究的内容有以下5个方面:1.工业机器人的设计制造技术 (1)满足不同应用需求的工业机器人结构设计;(2)工业机器人结构、力学分析技术;(3)工业机器人强度优化技术。2.工业机器人的控制平台及伺服驱动技术 (1)工业机器人控制系统硬件平台;(2)工业机器人控制系统总线技术;(3)工业机器人控制系统软件平台;(4)工业机器人伺服驱动技术
13、。3.工业机器人的运动学、动力学建模、轨迹规划技术及其伺服控制技术(1)建立高精度动力学模型及动力学模型参数的辨识技术;(2)工业机器人的逆运动学解析法研究; (3)工业机器人关节高速运动时振动控制技术;(4)工业机器人的位置与姿态的快速控制技术;(5)工业机器人的关节的位置、姿态、力、力矩混合的控制技术;(6)工业机器人的视觉伺服驱动技术。(7)工业机器人的轨迹规划技术4.工业机器人的外观造型设计 突破冰冷的机械感单调的模式化的现今工程机械的设计模式,研发工业机器人的可塑性欣赏性的外观造型设计。5.工业机器人软硬件控制系统的可靠性测试技术和实现技术 (1)工业机器人软硬件控制系统的可靠性测试
14、技术及其系统; (2)工业机器人零部件加工、成形、组装等实现技术。目前工业机器人的市场竞争集中在高速、稳定、精度的这三个方面。特别是在接触作业,尚未有一套合理的控制技术。本项目针对此背景,提供下关键技术: 1.高刚度、高速度以及节能的机械结构;2.高速度、高精度以及节能的控制系统。3.针对接触作业的控制技术的建立。并实现以下创新点: 1.反复操作精度0.05mm,世界最高精度; 2.肩关节最大运动速度210/s,国内同类产品近两倍,世界最高速度; 3.能实现工业机器人的一个空白应用领域-高精度高速研磨抛光等接触作业。* 项目实行的技术方案项目的技术路线,实行的技术工艺的合理性和成熟性;拟建公司
15、在实行本项目的优势。本项目研涉及机械、材料、运动控制、伺服驱动、计算机、动力学等多学科和技术。因此,本项目将运用高校、公司及海外留学人员知识结构的综合优势及项目联合体已有的研究和产品基础及已有的分析软件及加工设备,在充足调研国外同类产品的基础上开展具有自主知识产权的工业机器人及其关键技术和关键工艺的研究,项目既要采用已有的先进的基础理论和技术,又要进行理论、算法和关键技术等方面的创新研究。本项目的技术路线如下图所示。工业机器人结构、力分析、优化工业机器人需求分析及设计结构件加工、标件采购工业机器人组装工业机器人用伺服电机及驱动器研发工业机器人建模、仿真及控制算法研究工业机器人用伺服电机及驱动器
16、制造工业机器人系统联调工业机器人工程应用工业机器人应用工艺研究* 项目实行的现有基础项目研究开发的阶段性成果(样品、样机、论文、专利及其他知识产权);研究开发经费的投入、研究开发的人员数量、研究设备的投入情况;产品通过的检测、鉴定、技术认证、用户使用情况。一方面对项目申报人以及合作单位的研究开发的成果介绍如下:项目申报人自1997年赴日本留学以来,一直在从事机器人的结构设计与控制技术的研究。在千叶大学的6年期间,除了对多足步行机器人的不平地步行以及工业机器人的作业研究以外,作为有15人参与的日本文部科学省“从人道主义观点出发的地雷探测除去的研究开发”大型项目技术领头人,开发和研制了世界第一台地
17、雷探测和解决6足步行机器人COMET的1号机,2号机和3号机。开发的3号机正处在在柬浦赛和阿富汗的应用测试阶段。地雷探测机器人1号机 地雷探测机器人2号机 地雷探测机器人3号机2023年到东京工业大学执教以来,一直从事多足步行机器人、多自由度工业机器人、2足步行机器人以及汽车运动控制等方面的基础理论与应用的研究。关于多足步行机器人,于2023年获取了日本科学省科研辅助金青年基金,开发和研制了普及型6足步行作业机器人,第一次提出了基于假想悬架力学模型的姿态和振动的鲁棒控制的新概念,并与日本神户制钢建筑株式会社正在进行着多足步行机器人应用于新型挖土机的研发工作。而在机器人的结构设计方面,提出了基于
18、3D CAD力学模型的机器人的设计法,其专利为Legged Type Moving Work-Device; Application No., (2023/10/24 Application)。普及型6足步行作业机器人 假想悬架力学模 用于室内装修的新型挖土机关于多自由度产业机器人,于2023年获取东京工业大学的青年奖励基金,开发和研制了适合于更广作业领域的RPY型6自由度工业机器人,并与日本小松制作所正在进行产业机器人的应用合作研究。此外,在工业机器人的运动学控制,动力学模型辨识与建模,用于高精度的点、线、面接触作业的工业机器人控制技术等方面均有进一步的研究,并取得了一系列成果。在运动学控制
19、方面,成功研发了差分逆运动学法来建立工业机器人的逆运动学解析法,并有一项专利Inverse Kinematics for 6-DOF Robotic Arm, and Its System, Control Method, Program; Application No., (2023/03/15 Application);在动力学模型辨识与建模方面,成功研发了逐次辨识与同步辨识的两种参数辨识法,并形成公式化,其专利正在申请中;在高精度的点、线、面接触作业工业机器人控制技术方面,创建适合与点、线、面接触作业的工业机器人的位置、姿态、力、力矩的混合控制,并提案了适合任意方向作业的姿态分离法。其专
20、利正在申请中。适合各种结构的运动学 高速高精度的接触作业的混合控制系统众所周知,工业机器人能否被投放到制造业市场中得到应用,除了其结构强度的机械合理设计之外,其核心技术则是实现其运动控制的控制箱的控制技术。一台工业机器人的本体价格往往与其配套的控制箱相差不多。由此可见,工业机器人的控制箱的控制技术是取决工业机器人应用领域能否被进一步扩展的决定要素。然而,目前的控制箱的控制技术只是局限于涂装、熔接、物体的把持移动、产品的组装等方面的位置与姿态的运动控制,缺少适合与研磨、抛光的接触(加工)作业的控制箱。其主线因素在于目前的工业机器人的控制箱技术无法解决力与力矩的控制。而项目申请人面对此问题,创建适
21、合与点、线、面接触作业的工业机器人的位置、姿态、力、力矩的混合控制,并提案了适合任意方向作业的姿态分离法。其成果转换为工业机器人的控制箱的话,将打破目前工业机器人近50年的位置与姿态单一的控制箱技术,填补了世界上尚未有用于接触作业的控制箱的空白,开拓并扩展了的工业机器人的在接触作业的应用市场。其专利正在申请中。研发的RPY型工业机器人 研发的用于研磨抛光作业的工业机器人本体及控制技术在机器人的结构设计方面,提出了基于3D CAD力学模型的机器人的设计法,其专利为Legged Type Moving Work-Device; Application No., (2023/10/24 Applic
22、ation)。基于此理论设计的RPY型6自由度工业机器人不仅可以适合各种研磨抛光等点、线、面接触作业,还可以配置不同的功能部件来实现多种工序作业。如配以搬运机械手及码垛软件可实现搬运码垛作业;配以焊枪、送丝机构及弧焊软件可实现自动弧焊作业;配置喷枪可实现喷漆作业;配置加工头可完毕小切削量的机械加工作业等;可扩充到自动化物流生产线的焊接、搬运、加工、喷漆等工序中,提高自动化限度及可靠性。除了以上多足步行机器人与多自由度工业机器人的结构设计、研发以及控制算法的研究之外,还在接续2023年退休的同研究室的小野专家的2足步行机器人的最小能量步行的独创性研究。这些高效率步行研究的成果可以应用于假肢及步行
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