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全自动数控智能鞭炮插引机系统研制
来源: | 发布时间:2014/3/7 10:22:14 | 浏览次数:

 全自动数控智能鞭炮插引机系统研制

工业攻关可行性报告 
深圳市中科伺服科技有限公司

一、立项依据
(一)目的意义
生产率表示产出与投入比率的术语(总产出除以劳动投入是劳动生产率)。如果相同数量的投入生产了更多的产出,则生产率就增长了。在烟花鞭炮生产工艺插引生产过程中,用以下公式计算生产率:投入=鞭炮初级材料+能耗+劳动力及时间,产出=带引线鞭炮成品。由于新型全自动数控智能鞭炮插引机的技术进步、改善劳动技能和深化资本,解决了制约烟花行业鞭炮插引生产率增长几大问题。
在烟花鞭炮插引生产中,目前主要存在六个关键问题制约这一设备的发展:一是生产过程的控制方式,目前大多数插引方法仍处于手工或半手工半机械化的阶段。即使有些带机械化的设备也是相对较简陋,而且操作不方便,插引的精度较难控制,严重影响插引质量,从而使烟花鞭炮的质量不高。投入大量的人力却生产很少的产品,没有完全可以全自动控制插引生产的插引机器;二是鞭炮引线的插引方式,国内很多采用人工插引的方法,工人劳动强度大,安全性能低,生产率及成品率低,即使使用半机械化设备生产的插引精度也难以控制,还需不停的调整托盘位置,操作难度大,不适用规模批量大吨位连续生产,只能用于小作坊生产;三是运动控制方式,通过简单的电机驱动,采用多个电机、多个控制器控制。这样使得整个控制过程变得零散、复杂,电能消耗大,精度不高,集成度不高,缺乏系统自动化的一体驱动控制;四是鞭炮炮孔的定位方式,目前鞭炮炮孔与插引引线之间的定位是靠肉眼来确定方位以保证引线插入鞭炮炮孔的,长时间操作会出现两眼昏花、头晕目眩等情况,而且定位精度难以保证,缺乏精确定位装置;五是鞭炮插引过程的操作方式,目前烟花行业鞭炮插引过程的操作方式都是有人力手工按照自己的加工要求来完成的,没有像数码显示管之类的人机界面来进行优化操作;六是鞭炮插引的生产环境,引线是燃烧爆炸的危险物,尤其当大量引线同在一个狭小的空间时,稍有不慎便会有事故发生,轻则人员受伤,机器受损,重则后果不堪想象,而目前鞭炮插引操作者与引线同处一个小屋里,很容易造成事故。目前而本项目(全自动数控智能鞭炮插引机)的最大特点是对这六个方面进行技术创新设计,采用优化的控制系统及改进型新型的传动和控制技术,实现生产方式的全自动化,提高生产效率,达到节能造能的目的,提升国内烟花行业鞭炮插引生产技术水平。
全自动数控智能插引机由机座、设于机座上的驱动装置、设于机座上用于放置鞭炮的托盘和用于传送引线到预定位置的机头组成。其中驱动装置包括用于驱动托盘转动的转动驱动机构、用于驱动上盖滑动的滑动驱动机构和用于驱动机头切引送引的驱动机构,并配备有接近式传感器型的精确定位系统,能对插引机几个关键运动精确定位。
(二)国内外同类产品和技术情况
行业发展现状
烟花鞭炮是我国传统节日如春节或喜庆必备之物。近几年来,随着我国国民经济的持续健康增长,烟花行业自动化生产加工工业发展迅速,对烟花生产自动化的需求持续增加,产量持续增长,经济效益大幅提高,技术进步加快,结构调整取得新进展;节能减排成效显著;固定资产投资持续增长,企业自我发展能力增强。我国烟花行业自动化整体实力不断提高,在国际市场的影响力和竞争力日益显现。
    然而,烟花鞭炮制作技术一直未能有较快发展。插引是烟花鞭炮制作过程中最重要的工序之一,大多数插引方法仍处于手工或半手工半机械化的阶段。即使有些带机械化的设备也是相对较简陋,而且操作不方便,插引的精度较难控制,经常有漏插现象。
目前的插引机通过具有一个机头和放置鞭炮的托盘,传统的机头设置难以控制方位,或者在驱动托盘时产生振动,容易移位,需要不断校准相对托盘的位置,给生产带来极大的不便。另外,托盘的驱动控制也存在精度不够,驱动控制顺畅,部件之间不协调等等缺陷,造成这样制作方法严重影响插引质量,从而使烟花鞭炮的质量不高。
    而本项目自动数控智能鞭炮插引机解决了现有的插引控制机械化程序低,不能精准到位等问题,实现了烟花行业鞭炮加工全自动化生产,同时也达到了造能降耗的全新概念。
市场需求
     1.工业自动化的发展机遇
随着工业自动化的发展,工业生产对自动化产品需求的持续增加,同时也为了更好的适应市场的需求,人力生产、半机械生产方式,逐步被自动化生产方式所替代。全自动化产品会有更大的发展前景,所以,近几年将会是传统生产方式被现代生产方式所替代的高潮。
 2.竞争加剧导致企业数量锐减
近几年,随着政府整顿和规范市场秩序力度的加强和市场竞争优胜劣汰机制作用的进一步发挥,中国烟花生产工业在总量快速增长的同时,内部结构也发生了明显的变化,产业开始逐渐走向成熟。据统计,国内烟花行业插引机设备生产厂家数已从顶峰时期的600多家减少至70家左右,而具有全自动数控智能插引机类似技术的厂家不超过3家,其中20%左右的企业处于亏损状态,而一大批产品技术水平低、质量差、档次低的人工、半机械化生产方式已逐渐被淘汰。与此同时,大批量生产、高精度、技术先进的全自动数控智能鞭炮插引机开始落户市场,生产方式由以前投入人力大、产量低、精度低、质量低下的状况,向自动化程度高、生产效率高、加工精度高、品质优良的方向发展。
3.企业总量少,但产量并不少,企业规模都在扩大。
从整体来看,未来五年内,中国烟花行业设备设计制造企业数将会在总量上缓慢减少,在未来几年的发展中,综合国内外经济环境分析,将对烟花烟花设备设计制造企业有发展阻碍,在这种情况下,如果没有强有力的资金和技术支持,这类企业很可能会自行倒闭,或者被大中型企业收购兼并。 
4.烟花设备制造业市场
中国已经成为全球制造业基地,以湖南、江西等烟花设备生产地区为代表的烟花制造业极其发达,对烟花加工生产设备的需求量非常大,对其技术含量要求也非常高。这些地区的烟花设备制造企业如雨后春笋般发展起来,2011年以前,都是半人工、半机械化生产方式。2012出现了初级的自动化插引机100台左右。随着,全自动数控智能鞭炮插引机技术的成熟,2013年将达到20000台。
三)市场预测和发展趋势
①本项目完全投产后将新增固定资产投资350万元左右,同时,在项目执行期内每年可实现9000万元的营业收入,获得净利润1370万元,新增400万元的流动资产。
②随着烟花行业需求的进一步增加,市场对全自动插引引机需求也会不断增长,据专家预测市场上对全自动插引机需求在2013年时将达到10万台,再加上本公司的目标市场定位准确,营销策略合理,在项目完成时预计实现5500万元的销售收入。
③提高就业率:本企业现有人员18人,要达到年生产100台本项目产品的生产能力,年销售100台的销售能力及相应的技术支持和服务能力,企业将新增至少80名各类专业人才。
以湖南、江西等地为代表,烟花设备工业在最近几年已基本完成了优胜劣汰、兼并重组的整合进程,建立了大型集团公司,并进行大规模生产和经营。而未来几年烟花设备生产工业的发展趋势是:企业数量和规模不会有太大变化,产能和产量也不会有太大增长,而产品品种会不断增加,产品质量会更加精益求精,产品附加值更高,更加节能环保。具体来讲就是:在鞭炮加工工艺上,向着更精细化方向发展;在鞭炮加工装备上,向着智能化方向发展;在企业建设上,向着大而强和专而精方向发展。
烟花设备行业发展趋势具体体现如下:
一是由于烟花设备行业相对于其他行业产品差异化程度较小,因此成本竞争在未来仍然是市场竞争的关键因素;
二是厂商的规模化扩张趋势和产业纵向一体化趋势明显加快,少数快速成长的优质企业将越来越成为未来市场竞争的主导力量;
三是以规模、技术、品牌、管理和服务为主的企业综合竞争能力日渐重要;
四是烟花行业的特殊性,交通方便的山区地带将继续保持对烟花设备较大的和活跃的消费需求,有利于位处该等地区优势企业的进一步发展壮大;
  由于我国正处在工业化的中期阶段,自动化水平远低于发达国家。随着中国工业化进程的推进,烟花行业对自动化程度高、性能高的烟花加工生产设备需求必定呈上升的趋势。
二、研究开发内容、方法、技术路线
(一)具体研究开发内容和要重点解决的技术关键问题
本设备是烟花生产行业鞭炮插引的关键设备。主要用于烟花生产工艺中对鞭炮的插引。工作时设于机座上用于放置鞭炮的托盘和机座上可滑动的上盖在驱动装置的驱动下,开始运动至初始位置,接着托有托盘的上盖在机座上水平移动至最佳插引位置,进一步驱动装置驱动机头电机动作,经过皮带传动、齿轮传动和蜗杆传动等装置完成引线切引并送入一排鞭炮炮孔中,紧接着上盖向前活动一个炮孔的距离,同样的动作完成另一排的插引,直至插完一个菱形状区域,这是驱动装置驱动旋转电机旋转120度角度,如此重复查完另外一个菱形状区域,直至完成三个菱形状区域即完成了一盆鞭炮的插引。
工作原理:
可滑动上盖的滑动、放置鞭炮的托盘的转动机完成切引送引任务机头电机的运动都是用步进电机驱动,由插引机专用的系统自动化的一体驱动控制板同时控制驱动三个步进电机的运动以及传感器的定位。本机器控制板包括主控芯片和用于驱动电机的驱动模块,,驱动模块包括用于驱动机头电机以控制插入引线和传送引线的第一驱动模块、用于驱动滑动电机的第二驱动模块以及用于驱动转动电机转动的第三驱动模块,控制板还包括用于存储参数和数据的存储模块、将各模块与主控芯片分别连接的接口模块和用于输送命令和数据的通讯模块,主控芯片分别与第一、第二、第三驱动模块连接并将位置脉冲和方向解析成位置和方向信息,以及将所述位置和方向信息发送给各驱动模块以控制电机,通讯模块用于将控制命令传递到主控芯片,通过主控芯片将命令解析成位置、方向信息、数字输入信号、数字输出信号,由驱动模块控制相应电机内部正弦电流及相应电机的数字输出接口。
系统自动化的一体驱动控制板,可以多轴同步控制,具有自动化程度高,操作简单,性能稳定等特点,更可配合切引机械装置与送引装置实现完全联动生产。而本插引机的最大特点是多个电机的驱动控制一体化控制,实现多轴连动全自动控制插引,并配备有人机交互界面之数码显示功能,参数设置功能和脚按开关功能。并且内部高性能CPU和存储芯片大大提升整机性能和运转速度。
采用系统自动化的一体驱动控制板同时控制驱动三个步进电机    可以提高生产效率,插引机一体驱动控制系统不需要依靠非驱动周期去重新安排预计下次的驱动周期,不停机等待,达到连续驱动控制多个电机完成多个驱动任务,全自动数控智能插引机提供更高的产量,同时减少废料。全自动数控智能插引机驱动控制系统响应快、定位精确、整定时间短、运行平稳,并可以成功做到实际插引速度0.077盘/秒,满足客户的工艺要求,生产效率提升了数倍。

(二)项目的特色和创新之处
1、采用系统自动化的一体驱动控制系统,可以实现生产过程全自动化,并在人机界面之数码显示管实时显示参数信息,普通操作工人都可以快速修改速度、排数等参数,管理人员随时掌握生产情况;
2、采用改进型控制系统和机械传动系统,可提高生产效率60%左右。
3、采用脚踩开关,更加符合操作者的使用习惯,操作更加方便。
(三)要达到的技术、经济指标及社会、经济效益
①本项目完全投产后将新增固定资产投资250万元左右,同时,在项目执行期内每年可实现6000万元的营业收入,获得净利润1120万元,新增300万元的流动资产。
②随着全球对烟花行业鞭炮工艺全自动化生产替代人工生产需求的进一步增加,市场对全自动数控智能插引机的需求也会不断增长,据专家预测市场上对全自动数控智能插引机的需求在2014年时将达到200万台,再加上本公司的目标市场定位准确,营销策略合理,在项目完成时预计实现3500万元的销售收入。
③提高就业率:本企业现有人员18人,要达到年生产1万台本项目产品的生产能力,年销售1万台的销售能力及相应的技术支持和服务能力,企业将新增至少80名各类专业人才。

本项目实施后,将年达产全自动数控智能插引机10000台。产品国内市场占有率排名据国内前列,满足国内烟花行业生产企业的需求,促进烟花生产工业的发展。
在实际使用中,通过对以前半人工半机械生产和现在插引机全自动化生产稳定投产几个月的成品率,能耗,停机时间的统计,一台机器一天的产能从原来的500盘/天,提高到3000盘/天,效率提高至原来的6倍。
本项目达产后,每年为企业新增营业收入6000万元,净利润1120万元。
本项目投产后,正常生产年份可上缴税收总额达680万元(包括增值税、所得税、税金附加),有利于国家和地方财政的转移支付,提高地方经济发展水平。
如果本项目不能顺利实施或不能实施,则不能为企业创造6000万元的收入,同时也不能为国家创造税收680万元,不能提供80人就业。也不能发挥“联系效应”,影响整个产业链上企业的发展。
当然,本项目如不能实施,也可能出现其他公司进行技术创新生产出同类产品并扩充产能。但是就目前的市场调查、深圳市中科伺服科技有限公司生产本项目产品的技术实力和目前所做的大量前期工作,是其他公司所不能取代的。其他公司也不能取代深圳市中科伺服科技有限公司实施本项目所带来的经济效益。
(四)采用的方法、技术路线以及工艺流程、合作方式
全自动数控智能插引机生产过程主要分为五个部分:上电调整定位,插引,移动持续插引,旋转再插引,退回初始位置。它是以灌注完泥底并组成盘的鞭炮和完整几盘引线为原料,经过插引机对引线进行切剪,然后在机械传导装置下引送至炮孔,制成插完引线的鞭炮盘。
系统自动化一体驱动控制插引机专用控制器用于操控全自动数控智能插引机,插引机包括机座、驱动装置、设于机座上用于放置鞭炮的托盘、用于传送引线到预定位置的机头,机座具有一个用于安置托盘的上盖,驱动装置包括用于带动上盖滑动的滑动电机、带动托盘转动的转动电机以及机头电机,控制器包括主控芯片和用于驱动电机的驱动模块,其特征在于,驱动模块包括用于驱动机头电机以控制插入引线和传送引线的第一驱动模块、用于驱动滑动电机的第二驱动模块以及用于驱动转动电机转动的第三驱动模块,控制器还包括用于存储参数和数据的存储模块、将各模块与主控芯片分别连接的接口模块和用于输送命令和数据的通讯模块,主控芯片分别与第一、第二、第三驱动模块连接并将位置脉冲和方向解析成位置和方向信息,以及将位置和方向信息发送给各驱动模块以控制电机,通讯模块用于将控制命令传递到主控芯片,通过主控芯片将命令解析成位置、方向信息、数字输入信号、数字输出信号,由驱动模块控制相应电机内部正弦电流及相应电机的数字输出接口。
其中,主控芯片为32位ARM控制器;储模块为EEPROM或铁电存储器;通讯模块为RS485总线接口电路;控制器还包括用于供电的电源模块;主控芯片、三个驱动模块、存储模块、接口模块、通讯模块以及电源模块集成于一个电路板上;机座具有一个前面板,前面板上具有控制界面和多个按钮,控制界面用于输入参数并由通讯模块传递到主控芯片;接口模块具有五个,分别将第一驱动模块、第二驱动模块、第三驱动模块、存储模块、通讯模块连接于主控芯片。
插引机控制器包括三个不同运动的驱动模块,并用一个主控芯片进行分别控制,用一个控制器来完成所有的操控,实现机械自动化操作,只需要开始设置参数,后续即可按照程序操作,能够精准到位的控制插引机的动作。另外,通过利用主控芯片与存储模块以及通讯模块,能满足插引机对运动控制程序的读写与数字调节并行的需要。
   插引机控制系统是由控制器、接近式传感器和步进电机等组成,为了更好的保证设备正常运行,该设备采用先进模块化电气元件。控制器里面驱动模块、通信模块和存储模块等。人机界面有数码显示管、操作按钮和脚踩开关,操作者可通过人机界面按钮和脚踩开关操作控制机器运行。该系统还有故障检测和报警功能,操作简单,维修方便。其实物图片入下面所示:

      
                        图1 插引机项目设备实物图

     
             图2 插引机机头                 图3 插引机人机界面

       
            图4 插引机托盘                 图5 插引机机身与支架

工艺流程方案
为了满足各种烟花行业鞭炮生产工艺要求,该设备有多种工作模式可供客户选择,即分别通过人机界面设置插引鞭炮的排数,上盖滑动的速度,托盘转动的速度和机头插引的速度来达到工作工作模式。用户可通过人机界面操作按钮随意切换,操作非常简单。
 恒定模式下的循环插引过程(N*N型炮筒):
1、 插引机启动,上盖滑动、托盘转动并回复至零位,即最佳开始插引位置。
2、 机头电机动作,并通过齿轮传动与皮带传动使得双胶棍与送引板动作,同时通过凸轮传动使切刀动作,完成一排炮筒的切引送引动作。
3、 上盖向后移动一个炮筒直径的距离,接着机头以同样的动作完成另外一排炮筒的插引。
4、 重复步骤3,直至完成,N-1排炮筒的插引,这时已完成一个矩形状区域的插引任务。
5、 托盘逆时针旋转120度,并重复步骤2~4完成另一个矩形区域炮筒的插引任务。
6、 重复步骤5完成第三个矩形区域的插引任务,这时插完了整个鞭炮盘。
7、 上盖向前移动移动的距离,拿下已插完引线的鞭炮盘。

   (1)控制系统的硬件设计:通过对烟花行业鞭炮插引生产过程直接相关的现场参数(如上盖滑动速度、托盘旋转速度、机头插引速度、机型机构等)之间的关系,以及这些参数与带引线鞭炮制品质量的关系研究,得出整个生产线的最优控制模型,然后选用主控芯片为32位ARM控制器,存储模块为EEPROM或铁电存储器,通讯模块为RS485总线接口电路,还选用了高性能供电的电源模块。主控芯片、三个驱动模块、存储模块、接口模块、通讯模块以及电源模块集成于一个电路板上。这样高性能、高集成化的控制系统,提高了生产的自动化控制水平。
 
        图6 全自动数控智能插引机控制系统组成图


 
                 图7 全自动数控智能插引机控制系统电路主芯片图

 
             图8 全自动数控智能插引机控制系统通信模块电路图

 
           图9 全自动数控智能插引机控制系统驱动模块电路图

 
          图10 全自动数控智能插引平台控制系统存储模块电路图

 

               图11 全自动数控智能插引平台控制系统接口模块电路图

(2)整个控制系统的设计:全部采用国际通用标准件,保证安全可靠,及系统的可维护,且低维护成本。
(3)启停控制的设计:为适用操作者工作的习惯,方便操作者控制整个机器的运行,专门增加设计了脚踩开关按钮,使用起来简单、方便。
(4)鞭炮炮盘通用性设计:为了提高全自动数控智能插引机的通用性,设计了专门的引线导引板,可以针对不同的炮盘选用相应的导引板来进行生产,以适应对各种型号炮盘的加工。
(5)研究批量生产全自动数控制智能插引机的技术规格和整个机器安装的生产技术规程。
(6)进一步完善原材料的采购、产品销售网络和售后服务网络及工作规范。
(7)进一步研究不同的机型、不同的原材料、不同的产品质量对整个生产过程的要求。

这样,在任意模式下的插引工作,各个执行单元都能在整个控制系统的集中控制下,高效准确、有规律的进行。完成整盘插引任务,回到启动位置,等待指令完成接下来的工作任务。
三、工作基础和条件
(一)承担单位概况(人员、资产、业务与管理状况)
深圳市中科伺服科技有限公司(下称中科伺服)注册商标中科伺服Castdservo,成立于2010年8月,坐落于深圳市高新技术产业园区,是中国科技开发院和倚锋基金共同投资的高新技术类企业。目前在深圳市宝安区固戍有分公司。
中科伺服专注于运动控制产品的研发、生产、销售和服务,定位服务于高端设备制造商,以拥有自主知识产权的工业自动化控制技术为基础,以快速为客户提供个性化解决方案为主要经营模式。依托中国科技开发院等科技平台资源,拥有丰富的科技开发和产品设计经验。目前已获得多项发明专利,多项实用新型专利和软件著作权。
中科伺服拥有一批在行业内积累了丰富经验的开发、生产、销售和工程服务人员,可为用户提供高低端,不同需求的运动控制产品及解决方案或整机,也可为用户设计整体运动控制系统,设计整条自动化生产线,长期为客户提供售后服务。
中科伺服产品现有我国第四代高端智能型全数字步进驱动器,首创的全数字闭环步进伺服驱动器,经济型步进驱动器,高响应伺服驱动器,变频器,直流无刷驱动器,三相、两相全系列步进电机,机床专用数控系统、绕线机专用系统,系列简易型单轴和多轴多功能运动控制器及单轴驱动控制一体机。广泛应用于机床、雕刻、绣花、印刷、包装、烟花、医疗、测绘、机器人、陶瓷加工等行业。  
还包括了全自动数控智能鞭炮插引机、全自动花炮组盆机机械设备,用于烟花自动化生产线。
 中科伺服以市场为导向,为工控行业提供品质可靠、操作简单、性能优良的产品。以渠道销售和终端销售相结合,为客户提供专业、快捷的服务。中科伺服正在与中国科技开发院、高校等科研院所、贸易公司共建深层次的“产学研贸”的综合合作平台。经多年研发,现已具备制造除全自动数控智能鞭炮插引机设备,满足了国内外现代烟花行业生产发展和更新换代的需要,也促进了企业本身的研发与制造技术水平的提高,现已具备了与国际潮流同步发展的能力。
烟花行业企业正朝生产难度高、产值大、单产大、高效、节能、环保安全的方向发展。为此,公司和中国科技开发院、深圳先进技术研究院及多所大学合作,消化以前生产中的难题,大胆使用新材料、新工艺,经多年的艰辛努力,开发制造了:节能、高效、环保的鞭炮插引机设备,它是传统生产能力的10多倍
公司董事长李鹏,企业家,研究生学历,北京大学总裁培训师。
主要经历:XX年大学毕业——XX年 任职于。
2011年——现在 深圳市中科伺服科技有限公司任董事长。
李鹏先生有多项专利:
2011年 与人合作研究获得国家实用新型专利——全自动宝石研磨机(专利号:ZL 2011 2 0566522.X)。
2011年 与人合作研究获得国家实用新型专利——全自动个性化凸印机(专利号:ZL 2011 2 0336417.7)。
2011年 与人合作研究获得国家实用新型专利——全数字步进电机驱动控制一体机(专利号:ZL 2011 2 0287942.4)。
为让客户更放心、更省心,该公司在各地设立里技术支持与服务部,可以随时到达客户现场,进行技术支持部,会诊设备故障,提醒保养事项,保障设备正常运行。
秉承“客户之上,技术领先”的宗旨,深圳市中科伺服科技有限公司愿为烟花生产业界的朋友提供更多高效、节能、环保、安全的设备,携手共进、再创辉煌。
项目企业架构
深圳市中科伺服科技有限公司的内部组织机构如下图2-1:
           
图2-1  深圳市中科伺服科技有限公司内部组织机构图

企业文化:
企业使命:视达到客户目标位己任
企业口号:中科伺服产品、遍布全球 
企业理念:创新、高效、质优、和谐 
企业宗旨:客户之上、技术领先 
企业战略:全面创新,求真务实,营造和谐,合作共赢,做世界级自动化产品供应商。
(二)本项目现有的研究工作基础(包括现有科研装备条件)
插引是烟花鞭炮制作过程中最重要的工序之一,大多数插引方法仍处于手工或半手工半机械化的阶段。即使有些带机械化的设备也是相对较简陋,而且操作不方便,插引的精度较难控制,经常有漏插现象。
目前的插引机通常具有一个机头和放置鞭炮的托盘,传统的机头设置难以控制方位,或者在驱动托盘时产生振动,容易移位,需要不断校准相对托盘的位置,给生产带来极大的不便。另外,托盘的移动有些通过手工,也有些通过简单的电机驱动,或者采用多个控制器来控制,缺乏系统自动化的一体驱动控制,精度不够,严重影响插引质量,从而使烟花鞭炮的质量不高。
有鉴于此,公司研制了全自动数控智能插引机,解决了现有的插引控制机械化程序低,不能精准到位等问题。目前公司已拥有生产12~18盘多个系列产品的能力。且生产过程已实现自动化。使用新设计的设备,可比旧工艺节省生产成本三分之一,产品成品率提高10~20%以上,生产效率是原来10多倍。
深圳市中科伺服科技有限公司获得发明专利1个、实用新型专利3个,最近已提交发明专利1个、实用新型2个、软件著作权6个,正在书写中专利3个,共计16个。

装备情况
深圳市中科伺服科技有限公司新造设备的单位如下表2-2(排名不分先后)。
表2-2            采用本公司新造设备的单位表
序号 产品名称 数量 客户
1 全自动数控智能插引机 200 湖南建兴机械厂
2 全数字步进驱动控制一体机 2000 湖南建兴机械厂
3 全自动数控组盆机 10 湖南建兴机械厂
4 全数字步进驱动控制一体机 2500 深圳市鹏辉科技有限公司

(三)本项目相关技术已获得的政府财政支持情况
本项目相关技术尚未获得的政府财政支持。
(四)对环境的影响及预防治理方案
4.1 环境保护条件
4.1.1 项目污染源及治理
(1)废水
本项目的生产过程中无生产废水的产生和排放。
本项目的的废水主要有员工的生活污水,污水的排放满足《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二阶段一级标准要求,由于工程废水排放量较小,进入地表后,对地表水体水质影响较小。
(2)废气
本项目的生产过程中无工业废气产生。
本项目的废气产生来自于食堂,食堂采用液化石油气为燃料,液化石油气为清洁能源,对周围环境影响影响较小。食堂采用油烟净化装置处理后,实现达标排放,对周围大气影响不大。
(3)噪音
本项目的噪声污染主要来自上盖,托盘和机头等设备,根据对同类机械设备的现场监测,设备采取隔声、吸声、消声、减震等综合治理措施后,设备噪声在50dB(A)以下,能够满足《工业企业卫生设计标准》85dB(A)的限值要求。
(4)固体废弃物
生产过程中产生一些切好的引线,无需怎么处理,只需回收便可以再利用。不会影响周围环境。
本项目的生活垃圾和少量办公垃圾每年0.2吨,可由当地环卫系统处理,不直接排入周围环境。
4.1.2 项目环保措施
1、修建接触氧化处理装置,对所有操作工人生活污水进行治理,并维护装置正常、稳定的运行,确保出水水质能达到《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二阶段一级标准要求;
2、项目引线属于严控的危险物,应将危险废物固定、安全放置,严禁乱放乱摆;
3、职工食堂应采用清洁能源;
4、制定完善的管理制度,包括防火条例和环保应急措施等;加强员工的环保知识学习,提高环保意识;
5、合理布局项目的生产设备,确保项目厂界噪声达到《工业企业界噪声标准》(GB12348-90)Ⅲ类标准,即昼间≤65dB(A),夜间≤55 dB(A)的要求;
6、项目应落实各项环保措施,减少营运中污染物对周边环境的影响,尽量做到项目与周边生态环境的和谐统一。
4.2 安全生产和消防
本项目由于电力、机械设备、作业环境、易燃易爆物品、污染等方面的危险性因素的客观存在可能性较小,但考虑到生产的安全性,须针对不同危害和危险性因素的潜在的可能性,研究提出相应的安全卫生措施,主要有:
1、选择工艺技术方案时,应尽可能选用安全生产和无危害的生产工艺和设备。
2、对危险部位和危险作业提出安全防护措施方案。如在建筑物上设置避雷装置,尤其是高大建筑物,以防雷击;厂区内按规定设置消防系统,车间设置换气扇。
3、对危险场所,按劳动安全规范,提出合理的生产工艺方案和设置安全间距。生产车间设置安全走廊孔洞处加设盖板和围栏,传动装置加防护设施。根据各工段的性质状况设置安全通道出口,配置事故照明应急及疏散指示标志,以利于安全疏散和处理紧急事故。
4、对易产生职业病的场所,应提出防护和卫生保健措施方案。如定期对相关人员进行健康体检和疗养等。
5、在生产过程中设置自动报警、紧急事故处理等安全设施。
6、对高温、噪声、振动等工作环境,采用保护性防护措施。按《工业企业噪声控制规范》设计,对噪声源、振动设备采取消声、隔音、吸声、减振措施。对本工程主要声源等,在设计中将部分主要声源设备隔离在单独房间,墙面使用隔声,吸声材料,对振动大的设备采取减振处理措施,并定期对设备进行性能测试。
7、对可能产生危害的生产过程,尽量采用自动化作业,减少体力劳动,保护职工健康。
8、设备电器的安装、维修均严格按照有关规定的程序进行,设置触电保护装置;为确保防高温、防烫伤,对于高温管、容器采用保温材料包裹外表面,用醒目颜色标出高温管道。部分高温设备全封闭生产,并配备全套降温设施。
9、个人防护,采取送风、空调、降温等措施。设置更衣室。生产人员按规定穿戴鞋帽、工作服、口罩、手套等,方可进入工房工位操作。
10、加强安全教育,对有关操作人员进行技术培训和考核,提高技术操作能力和安全防护能力。
认真贯彻国家劳动部、卫生部、公安部有关安全生产卫生、消防规定,本项目存在高温操作,劳动保护重点放在这些环节,一方面发放手套、口罩、服装等劳动用品,另一方面增加设施,再者定期发放保健费及保健食品,并定期给职工体检,根据工作时间及保健要求,及时调换工种,第四,加强安全管理,定期检查防护措施和劳动安全措施,确保职工健康和安全生产。
4.3 项目节能分析
4.3.1 项目用能标准及节能设计规范
在本项目设计中,通过采取适当的技术措施,选用节能效果好、经济效益高的机电设备,使得各建筑物和机电系统,在满足使用功能和建筑质量要求,并符合经济原则的条件下,将能耗控制在规定的水平上。依据的用能标准及节能设计规范如下:
《中华人民共和国节约能源法》;
《企业能源审计技术通则》(GB/T17166-1997);
《节能监测技术通则》(GB/T15316);
《综合能耗计算通则》(GB/T2589-1990);
《企业能耗计量与测试导则》(GB/T6422-1986);
《企业节能量计算方法》(GB/T13234-1991);
《工业企业能源管理导则》(GB/T15587-1995)。
4.3.2 项目能源消耗种类及数量
能源需求有水、电两种。年需求量见表4-1。
表4-1              能源年需求量表
序号 名称 需求量
1 水 800(T)
2 电 1000(Kwh)

4.3.3 项目所在地能源供应分析
1、电力
项目建设所在湖南浏阳,因为全自动数控智能插引机耗电基本就是个小型家用电器的耗电。所有对电力没有什么特别的要求,只需普通家庭供电条件就能满足本项目需求。
2、供水
本项目用均是操作者生活日常用水,更普通家庭有水没多大区别,本地供水条件能满足本项目需求。

4.3.4 节能措施
公司从多方面进行节能,首先从人员操作培训;其次采用新的先进技术;第三、从小事抓起、从身边作起。
1、节水措施
水源选择:根据本项目科研生产用水需要及特点,结合当地水资源情况,选择城市自来水为供水水源,并纳入城市统一管理。供、用水系统的各种设备等均选用国家推荐的节能产品,并按国家有关规范和产品标准的要求设计、制造、安装;所有供、用水装置都定期进行检测和维修,使其处于完好状态,严防泄露。
供、用水的计量:遵照《中华人民共和国计量法》和《泵类及液体输送系统节能监测方法》(试行)等规定安装计量装置;在本期建筑物内安装计量分水表,使用计量率达到100%;定期检查校验计量装置。水表的精度不低于+2。5%。
节水装置和器具:本设计采用洗手盆水流自动控制装置和便器节水设施。
2、节电措施
根据用电的负荷等级、容量和分布情况,确定为二级负荷供电,消防用电按二级负荷要求供电;调整用电设备的工作状态,合理分布于平衡负荷,实现用电均衡化,达到日负荷率不低于30%;单相用电设备均匀地接在三相网络上,以降低三相负荷电流的不平衡性,使其达到供电网络的电流不平衡度小于20%。
遵照《工业照明设计标准》和《电子工业人工照明设计标准》,确定各工作场所的照度标准;根据使用场所和环境条件对照明的要求,选择高效节能荧光灯作为工作间照明光源并配以电子整流器和高效灯具,室外道路照明荧光灯采用高压钠灯,预计可节约电能18%;开窗面积及室内表面反射系数均符合《工业企业采光设计标准》的要求,以充分利用自然光。
3、采用新的生产技术、设备降低能耗
项目工艺流程采用节能新技术、新工艺。在本项目设计中,通过采取适当的技术措施,选用节能效果好、经济效益高的机电设备,使得各建筑物和机电系统,在满足使用功能和建筑质量要求,并符合经济原则的条件下,将能耗控制在规定的水平上。

四、本项目各参加单位工作分工及经费投入、支出情况
工作分工:
深圳市中科伺服科技有限公司:
1) 负责立项申请、答辩、中期检查、项目验收等组织管理工作;
2) 整个项目的前期生产进度计划控制;
3)负责全自动数控智能插引机研发中重要的技术创新和关键问题的突破;
5) 负责全自动数控智能插引机的研制;
6) 负责全自动数控智能插引机的内部调试;
7) 现场进行设备性能数据的采集;
9) 系统现场测试、联调、试运行;
10) 负责发明专利的申请和学术论文的撰写;
11) 负责人才的培养。
12)负责研究成果的应用产品化和应用的推进。

经费投入 :
本项目所需总投资120万元,大部分以企业自筹形式解决。
项目单位财务状况良好,截止2013年03月份资产总额达到200万元,由于企业经营状况良好,又经过多年的积累,有着充足的自有资金。项目前期已做好了准备工作,企业将一部分自有资金60万元投入本项目的研制。
由于近年来经营成本上升,设备技术要求不断提升,竞争压力加大及贷款利息等因素的影响,为减轻投资成本压力,加强产品研发能力,我公司向省科技厅申请省2013年工业攻关科技计划专项资金50万。
支出情况:详见本项目申报书经费信息列表。

五、以往承担项目完成情况及主要成果(近五年内)
(一)承担国家省部级有关课题完成情况(立项年度、项目编号、 项目名称、计划类型、完成时间、投资规模、完成效果)
有关国家省部级课题的承担正在适时的进行中。
   (二)以往科技成果转化情况(技术成果名称、实施单位、实施地点、实施时间、实施效果等)
我公司科技成果全自动宝石研磨机已广泛运用于以梧州为代表的宝石生产加工行业,全数字步进电机驱动控制一体机已推广至全国各大中小型工业加工生产企业。
 (三)项目获奖及已发表的与本课题研究有关的主要论文、专著情况(年度刊物等说明)
 研发人员正撰写与本课题研究有关的论文,项目报奖待适当的时机进行。

 
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