[01643051]新型钢材打捆包装工业机器人

一.项目简介：北京航空航天大学于1997年为首钢总公司改造研制成功两台全自动打捆机。从1998年开始，北航又在北京市工业振兴计划和国家863高技术计划智能机器人主题的支持下，开始着手棒材打捆机的理论分析和原理样机试制，于2000年研制成功，经在实验室实验和试验，完全达到国外同类产品水平，处于国内领先水平，且完全具有自主知识产权，在机电液及综合控制等方面取得了多项创新成功，并已申报中国专利。该样机产品与国外现有技术相比较，整机布局的合理性，彻底解决了难于维护和检修的问题，提高了运行的可靠性。定位精度高，拧丝头与钢材的严格位置关系是保证打捆成功的关键，也是打捆机高性能的具体体现。现有设备在垂直与水平两个方向定位，且系统不稳定很难达到正确位置，故定位精度不准确，定位时间长达20秒左右。而该产品用一个自由度来完成两个方向的定位，并能自动适应不同捆径的钢捆，这样大大减少打捆周期，可达到小于10秒。现有设备捆结角度为270°易造成松捆和散捆，而该产品为720°，就不会出现松捆和散捆等现象。蓄丝机构的蓄丝量取决于导丝槽直径，从而决定每个打捆周期的送丝的长度，同时该机构还负责抽丝动作的完成，现有设备采用蓄丝轮于蓄丝油缸串联机构(即立式)，安装在打捆机底部。该产品采用并联双油缸同步推进并置于打捆机上部，全部露在外部，这样机构紧凑，维护方便，造型美观。在导丝槽上设计了加强臂，并在其上安装了成型器，实现了减小抽紧力，提高了打捆质量，并节约了能源。液压系统为节能控制回路，利用蓄能器的能量，使系统在限定的高、低压间工作，从而减少能量的损失，降低了系统的发热量，也降低了泵功率。控制方面使用了基于PLC的双CPU控制系统，并提出应用了直接检测到阀、传感器元部件级的设备监控、故障诊断体系，并为打捆机的进一步智能化提供了可靠依据。随着中国钢铁产量的不断增加和钢材销售从卖方市场向买方市场的转变，钢铁企业和钢材用户对钢材的打捆包装质量都有严格的要求，国内许多钢铁公司自行研究研制棒材打捆机，北京航空航天大学在棒材打捆机的研究研制方面走在了全国前列，目前正在攻克型材、线材打捆机的关键技术，研究板带打捆机的核心技术。二.国内外市场预测：据统计中国有线、棒、型材轧机3000多套，自动化程度和生产工序耐力较高配套的生产线只有几十套，仅以小型轧机为例，全国约有1350套生产线，而全连续配套的生产线不足40套 ，并且国内没有同类产品，由此可见市场空间的容量之大。根据课题组较为熟悉情况的首钢的需求量测算：第一型材厂10台，第二型材厂10台，宏冶钢厂5台，共计25台；其它全国大型钢铁公司需求量预测：180台；全国的大中小型钢铁公司的需求量预测：7000台；该新型工业化棒材打捆机在冶金行业总需求量：7205台；港口码头需求量预测：500台；从以上市场调查数据和分析可知，在中国大中钢铁公司对该产品的需求至少为7700台左右。如果考虑到行业、资金及产量的因素，以年市场需求量为总量的10%计算，按照保守的预测，至少年需求量为500-700台(尚未考虑产品5年的磨损周期)。中国钢铁设计研究院所在东南亚及国外行业有一定影响，该设备有望随整条生产线出口，参与国际市场竞争，以其价格和性能的优势，占有一部分国际市场，预计可从国际打捆包装机器人公司争得1/3的市场。