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深圳恒拓与星宇电子两项关键技术攻克气动产品基础和共性技术

http://www.b2b.hc360.com 中国金属加工网 信息来源:Author发布时间:2019年12月17日浏览:132

“工业机器人末端气控系统” 荣获中国液压气动密封件工业协会技术进步奖一等奖,由深圳市恒拓高工业技术股份有限公司完成。

该项目是机器人与工件、工具等直接接触并进行作业的装置,是机器人的五大关键部件之一,它对扩大机器人的作业功能、应用范围和提高工作效率都有很大的影响。随着工业生产逐步向自动化,智能化方向不断发展,工业机器人在制造业领域的需求不断增加。生产自动化对机器人末端执行系统的精度、效率、稳定性、可靠性、体积及能耗等提出了更加苛刻的要求。

该项目由防缠绕机构、防碰撞及过载保护装置、快换装置、连接与补偿装置以及末端执行器构成。本项目具有防缠绕、防撞保护、不同执行器进行快速更换、对中心位偏移进行补偿等功能,可以使工业机器人快速高效的完成抓取、置放、转位、定位、固定、分度、防缠绕、快递、磁石吸附、真空吸取等动作,主要解决产品加工过程中的固定装夹和自动夹持、抓取等问题,实现加工工序的复合化和自动化。

该项目具有以下技术创新点:

(1)防缠绕机构设计是本项目首创用于机器人末端实现电、气集成的旋转模块,可以适应于绝大多数工业机器人的安装。国内外同类旋转机构,其旋转角度无法超过360°,同时也无法应用于机械手末端。防缠绕技术可以使工业机器人末端执行器实现连续运转,电缆线、气管不缠绕,机器人末端的旋转超过360°,软管和电缆不打结,不缠绕,实现无限制旋转,即使在高速旋转过程中也能为执行器传递气动力及电信号。

(2)工业机器人末端执行器防撞技术是柔性结构、刚性锁定与闭环控制系统的结合,是工业机器人生产过程中实现自我防护的高精度保护装置,以解决机器人执行器在出现异常碰撞时出现对执行器碰伤、造成精度下降的问题。工业机器人用于夹持精密工件时,因夹持中心位与零件中心位有偏差,在夹持时容易造成工件和手指刚性碰撞,造成手指精度下降,工件损伤等问题。工业机器人末端执行器防撞技术可以很好的解决机器人执行器在出现异常碰撞时出现对执行器碰伤、造成精度下降的问题。

(3)工业机器人自动补偿技术对机器人的运作起着保护性的作用,由多自由度结构与闭环控制系统的结合,对机器人的运作起着保护性的作用,柔性结构吸收碰撞能量,中心找正结构能保证碰后精度不丢失。避免了机器人因机器人异常造成执行器损伤的经济损失,提高了执行器运作的安全性。

(4)工业机器人末端执行器水平交换技术,通过齿轮齿条等结构设计,使工业机器人末端水平两位置实现180°水平旋转,且转动平稳、旋转速度快,扭矩大、强度高。同时直接配置上下料等满足不同作业功能的末端执行器,以实现在一个机械手臂末端快速的完成两项不同的操作功能,有效地提升了工业机器人的柔性和使用效率。

此外,该项目在重复定位精度、夹持力、吸力、扭矩等方面的性能参数,重复定位精度、夹持力等核心技术优势突出,攻克了机器人的基础和共性技术,提升了产品在国内外市场的竞争力和占有率,还带动了关键零部件制造、机械加工、机器人等上下游相关产业发展和技术转型升级。同时该项目已经广泛地应用于电子信息、机床、汽车、冶金、新能源、船舶和海洋工程设备、发电设备、环保设备、农业机械、建筑机械、水利工程设备、轨道交通、航空、航天和军工等众多行业。

该项目申请专利24件,已授权实用新型专利22件,另外2件发明专利已进入实审阶段。截止到2018年12月为止,该项目已实现销售收入25975万元,利润3918万元,税收2215万元。

“EPV系列电气比例阀”荣获中国液压气动密封件工业协会技术进步奖二等奖,由星宇电子(宁波)有限公司、浙江大学宁波理工学院和国家气动产品质量监督检验中心共同完成。

随着工业机械化和自动化的飞速发展,气动技术因其具有环保、高效、低成本、结构简单、可靠性高等优点广泛地应用于汽车、航空、半导体制造、机器人、石油化工、轻工包装等领域。近年来,由于机械制造技术、传感技术、微电子技术和计算机技术的快速发展,多功能、集成化的气动元件的发展也受到了极大的促进。尤其是在智能化生产线上,先进的控制理论、气动控制元件及气动执行元件相结合,可以使气动系统满足日益复杂的工业应用要求。

电气比例阀是气动控制系统的关键控制元件, 其基本工作原理是按照输入的电信号 (电压或电流)将进气口压力调整到设定的出口压力值。EVP系列电气比例阀吸收PWM控制的数字比例阀具有的诸多优点, 针对该类型电气比例阀的结构和控制特点,从比例控制器、控制策略和数值仿真三方面对其研究现状和发展趋势进行总结和优化。进气控制阀和排气控制阀采用自主研发的高响应低功耗微型电磁阀,提高了电气比例阀的控制精度;采用STM32为核心处理器,选取合理电流检测、前置驱动、功率驱动、A/D 转换模块,设计与之匹配的驱动电路,并采用高精度压力传感器对先导阀膜片位置进行闭环控制,改进自抗扰控制算法,PID算法,实现高频响、高精度控制。

该项目获发明专利1项,实用新型专利1项,外观专利1项,制定国家标准2项。

深圳恒拓与星宇电子两项关键技术攻克气动产品基础和共性技术

该项目的成功研制,提升了国内同类产品技术水平,为关键气动元件的国产化做出了积极贡献。该项目列入宁波市“科技创新2025”重大专项,经国家气动产品质量监督检验中心检测,符合设计要求,并顺利通过验收。在3D玻璃热弯曲成型设备(智能手机屏)、手机屏研磨机等试用,替代了国外产品,客户反馈都很好,其性能已达到国外产品的水平;能满足客户产品的设计要求。该产品还可应用于软包锂电池热压夹具化成机,激光切割机行业,全自动注蜡机等行业,应用的范围非常广泛。

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