1181 电机加工智能电磁铁机械手设计与制造

项目负责人：林陶圣

公司/学校名称：宁德职业技术学院

项目简介：

市场现状分析和行业背景

电机广泛应用于冶金、电力、石化、煤炭、矿山、建材、造纸、市政、水利、造船、港口装卸等领域,凡需要将电能转化为机械能或将机械能转化为电能的地方都必须用到电机,电机行业整体上具有巨大的市场容量。今后较长一段时间,我国电动机产量还将持续扩大,预计到2020 年,发电机装机容量达到人均1 千瓦(美国目前人均3 千瓦),而我国电动机的装机容量将达到45 亿千瓦左右,目前我国电动机的装机容量在12 亿千瓦左右,还要新增的30 多亿千瓦将为高效节能电机、专用电机带来巨大的市场空间。未来的电机需求主要分为两个方面:一是增量需求,即每年新增的电机需求；二是存量需求,即把旧电机替换为新电机，特别是高效节能电机替换传统电机。

电机电器是宁德的特色优势产业之一，宁德素有“中国中小电机之都”、“中国电机电器城”、“中国中小电机出口基地”的美誉，电机电器是福建省的五大产业集群之一，也是宁德第一个超百亿元产业集群，“泰格”、“安波”、“亚南”等多家电机电器企业商标被认定为中国驰名商标，进入全国100多个重点产业集群，拥有各类电机电器企业1000多家，从业人员近十几万人。

在电机加工制造过程中有个重要工序就是车电机止口，其目的就是为了保证电机传动轴径、轴向位置精度，让电机有效的把动力传递出去，所有电机在安装好定子以后，都要车止口，车止口要把电机搬运到数控车床上加工，一部分企业在搬运到装夹过程中依靠人力，劳动强度很大，若是加工大电机，操作难度更大，若不小心由于电机重量太重会导致装夹过程中撞坏数控车床主轴，一部分企业利用“爪形”机械手来搬运电机，这个可以降低人力，但若是企业加工电机型号很多，电机大小参差不齐，所以用这种机械手企业可能需要备用好多种型号的机械手，并且搬运不同电机时还要更换机械手型号，耗费时间，另外，数控车床床身工作空间是有一定限度的，如果加工较大的电机，电机直径较大，数控车床内部径向空间有时就显得不足，再加上机械手又是半包围抓夹电机的，相当又增加径向尺寸，可能导致机械手不能把电机搬运到加工部位去，在这些情况下，有些公司要么再投巨资买更大型号的数控车床，要么放弃加工这些大型电机。投资效益能否收回，丢弃利润又会多少，老板很头痛，能不能在这种情况下发明创造一种机械手，不增加径向尺寸，又能把电机抓夹起来，价格合适，较好解决加工大电机径向空间不足的问题呢？

产品设计及特色：

本产品涉及机械搬运设备技术领域，尤其涉及电机加工智能电磁铁机械手，目的是解决现有机械手存在的需要根据夹持电机型号更换机械手所带来的使用不便以及大电机难装夹的技术问题。

本产品提供了电机加工智能电磁铁机械手，结构如图1所示：包括转盘2，转盘一侧与立柱9一端连接，立柱另一端与底座1固定连接，转盘另一侧与支撑杆3一端连接，支撑杆另一端与第一转动副41连接，第一转动副通过连杆10与第一伸缩缸5连接，第一伸缩缸通过横杆11与第二转动副6连接，第二转动副还与第二伸缩缸7连接，第二伸缩缸与机械手8连接，机械手上设置有磁性吸附装置，是一个组合体。

本机械手8的末端，即抓取端固定安装有磁性吸附装置803，该磁性吸附装置803包括电流控制器和电磁铁，其中电流控制器的控制输出端与电磁铁连接，电流大则磁力大，电流小则磁力小，控制电磁铁磁力大小，电磁铁安装于磁性吸附装置的抓取面。

具体的，磁性吸附装置803的工作面为矩形，为机械手主要吸附装置，工作时主要吸附电机的接线盒部位，其中间位置安装可伸缩的触感凸起801，触感凸起801的横截面为矩形，相对于圆形利于接触，更利于抓取常态形状为矩形的电机接线盒。灵敏度更高。触感凸起801末端安装压力传感器802，它与控制器输入端连接；压力传感器与控制器的连接以及控制器的驱动方式，控制器选取单片机通过现有软件编程即可获得。当机械手8接近待抓取电机时，触感凸起801先接触到电机，触感凸起801逐渐被压缩，直到压力传感器802感受到压力时，将压力信号传输至控制器，控制器控制电流控制器工作，控制磁性吸附装置803工作，使得电磁铁通电，具有磁性，将待抓取电机吸附。避免磁性吸附装置803在吸附待抓取电机时，导致电机表面损坏的问题发生。且通过上述方式，减少撞击噪音，降低设备运行时，抓取过程中的噪音。为了避免抓取电机位置精准度低，从而引起电机受力不均衡，导致电机晃动，从而摆放不准的问题发生，甚至有时产生搬运中电机脱落等安全问题，增加4个辅助触手804来增加抓取稳定性，辅助触手804工作时用于吸附电机上用来安装固定的4个小平凸台，另外4个辅助触手804分布在磁性吸附装置803两侧，与磁性吸附装置的侧壁通过连接件连接；辅助触手804与磁性吸附装置803的距离以及辅助触手之间的距离根据吸附电机的型号不同，通过连接件可调上下、左右位置。所述辅助触手804的工作面表面积与所述机械手的工作面表面积比为1：10；工作表面积指的为辅助触手或者机械手具有磁性吸附作用的面积。通过1：10的比例更加利于辅助触手与机械手的配合，保证待抓取电机的稳定性，也可以更好地解决多种电机型号的抓取。所述辅助触手为永磁铁，所述辅助触手表面设置海绵层，防止碰伤。

发展规划和阶段性目标

电机加工智能电磁机械手用在电机加工上效果很好，电机的市场需求量很大，制造电机的厂家也很多，所以这种电机加工智能电磁机械手市场需求量是很大的，另外还有国外市场；其实电机加工智能电磁铁机械手还可以用于很多可以被电磁吸取装夹的其他类型物体。

根据上面需求分析，事业刚起步，为了降低风险，准备一下规划及目标：

1）2017年6月-2017年12月 公司建立起步阶段：

这个产品是一种技术含量较高的产品，预租借200平方米的厂房，招收2位加工工人、2位产品结构设计师、2名自动控制系统设计师、一位1位实体店销售人员、1位网络销售人员、1位售后服务人员、1位材料采购人员、1位管理人员、1位财务管理人员，安排12人就业，确保每5天生产一台电机加工智能电磁机械手和公司运行。

2）2018年1月-2018年6月 公司建发展阶段：

再预租借200平方米的厂房，招收10位加工工人、2位产品设计师、2名自动控制系统设计师、20位实体店销售人员、10位网络销售人员、5位售后服务人员，安排49人就业，确保每天生产2台电机加工智能电磁机械手和公司运行。

当然也要根据市场情况具体可能改变计划。

销售分析

1.简述价格策略：

1）抢占市场，能否打入市场，并在市场上站稳脚跟，与定价策略的选择关系极大。结合市场调查数据，最终决定使用渗透定价策略和满意定价策略相结合的策略。在产品上市之初，把价格定得低一些，目的是尽快打开销路，提高市场占有率。使网站、消费者利益都得到兼顾，价格水平适中，既不是撇脂的高价，又不是渗透的低价。

2）采用实体店和网上销售价格一致。

3）采用批量量多价低与零售价高的原则。

4）对于发达国家可以适当提高销售价格，差一些的地区或国家在确保有利润空间的条件下可以降低部分价格，贵在取得市场。

5）鼓励代理商、推销商参与，价格优惠。

6）鼓励其它公司参与合作，共同协作发展，股份分享。

2.销售产品或服务的计划：

1）客户体验环境在公司内部建立代理产品的体验环境，邀请客户或代理商代表人员上门或通过网络远程控制体验产品的运行效果。

2）采用实体店和网络平台销售共同销售。

3）兼批量量和零售价服务计划。

4）鼓励代理商、推销商参与销售提取股份

5）加大技术培训、加强产品售后服务，增加消费者满意度，提高回头客率。

6）对于非销售人员带来的订单，给与一定的提成分红。

7）对驻外省、国外销售者一定经济补贴。