南京创业先进装备制造工业机器人工业信息化

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1、UID：高层次创业人才引进计划申报书申报人姓名：创业项目名称：拟）创业企业名称：南京市高层次创业人才引进计划专项办公室制2016 年 1 月填报说明1、高层次创业人才引进计划申报书作为评审的重要依据，主要 有两个部分组成。 第一部分是基本申报信息， 第二部分是创业计 划书。请务必逐项如实、认真的填报。2、第一部分“基本申报信息”，由申报人登录申报系统逐项填 报，申报人下载申报书后，这部分内容将自动生成到申报书中， 如果需要对这部分内容进行修改， 可登录申报系统进行更新后重 新下载申报书，请不要直接在申报书中进行修改。3、第二部分“创业计划书”，这部分内容为开放式填报。请申 报人下载申报书后，逐

2、项对内容进行编辑。编辑完成后，再按照 申报要求将申报书在线上传到申报系统中。4、请将附件材料以图片的形式，依次插入到申报书的最后。第一部分 基本申报信息、基本信息国内最高学历 / 学位国外最高学位目前工作单位目前工作地点北京创业经历创业企业 名称创业地点注册时间公司是否仍 在运行与原企业关 系、创业者教育经历学习经历时间学校专业学历/学位三、创业者工作经历工作经历时间单位任职四、入选国内其他省份或城市各类“人才计划”情况入选其他人才计划情况入选时间所在城市计划名称五、创业团队基本信息团队信息姓名工作单位占股及缴纳社保信息六、在南京（拟）创业企业情况申报类型：拟在南京注册新企业企业名称成立时间企

3、业注册类型有限公司企业注册资本300 万元企业实收货币资本150申报人持股情况52%申报人投入资本100是否为高新企业否已获区资助情况否所在区县（开发区）溧水区产业领域 先进装备制造、工业机器人、工业信息化第二部分 创业计划书、创业项目简介此项内容为系统填报的信息自动生成，如需修改，请登录申报系统进行更新）二、企业运营及团队情况（ 请说明创业企业组织结构，描述申请人及核心团队成员已经取得的代表性业绩 和能力。 ）在当前阶段，公司主要分为三个部门，研发部门、财务部门和销售部门， 如图 2-1 所示。其中，研发部门共有三部分，分为虚拟离线仿真平台、激光视 觉和 SCADA系统。研发部门由 CTO带

4、领进行技术攻关，由专家作为团队顾问， 提供坚实的理论基础。股东董事会CEO 研发部门CTO 专家顾问财销虚拟激务售离线光部部仿真SCADA视门门平台觉图 2-1. 企业组织结构图 各个部门的成员介绍如下：三、创新性产品（服务）（ 请说明创业项目产品 （服务），包括技术（服务）创新内容、 创新水平、技术（服 务）成熟度、实现成本、以及可靠性、稳定性等性能指标，突出技术（服务）独 特之处，可描述创业项目技术涉及的相关自有知识产权情况。 ）一、创新内容图 3-1. 虚拟离线编程仿真平台原理图 3-2. 功能模块 各部分创新内容如下所示：（1）轨迹提取图 3-3. 轨迹提取方法2）机器人运动学分析机器

5、人的运动建模如图 3-4图 3-4. 机器人运动学建模3）奇异点规避和姿态平滑图 3-5. 奇异点自动规避方法6）机器人虚拟运动仿真图 3-6 . 运动仿真原理图 3-7 . 运动仿真效果图 机器人视觉焊接辅助系统工业机器人激光视觉辅助焊接系统如图 3-3 所示，它由二位激光扫描传感器 硬件和上位机软件组成，上位软件和机器人控制器通过网络通讯实现控制。创新 内容体现在：（ 1） 传感器和机器人运动标定激光作为主动光源具有能量高、单色性好、亮度高、抗干扰能力强等优点， 本项目针对工业焊接，故选择激光传感器作为焊接辅助系统的传感器。它由光源 和 CCD摄像头组成，如图 3-8 所示图 3-8 .

6、激光传感器测量系统图 3-9. 手眼系统2） 二维激光扫描成像图 3-10. 机器人激光扫描成像二、创新水平1、工业机器人虚拟离线仿真编程平台 现有的情况：目前商业化的工业机器人软件主要集中在国外，国内在这方面 起步较晚，整体水平还比较低。市面上主要的工业机器人虚拟离线仿真编程平台 如下：aABB公司的 Robot Studio 。Robot Studio 是瑞士 ABB 公司的虚拟离线仿真 编程平台软件，它专为 ABB 系列的机器人提供离线编程、仿真等功能。 Robot Studio 支持多种格式的 CAD 文件，自带部分的 CAD 功能，能够在软件中进行 模型编辑后生成机器人运动的路径。b

7、Tecnomatix 公司的 Rob CAD。Rob CAD 运行 UNIX 操作系统下，包含虚拟离 线仿真编程平台和仿真的功能。 Rob CAD 具有良好的数据接口，支持各种主流的 CAD文件格式，并且可以对机器人的加工代码进行管理。c. 以色列 Compucraft 公司的 Robot Works。Robot Works 集成在 Solid Works 软 件中，能够识别多种数据格式，而且操作方法业很简单，通过加工工具选择、加 工路径选择、代码模拟和代码转换四个步骤就可以完成相应加工路径的离线编 程。本项目创新体现在：a. 提供了系统级的一站式机器人编程解决方案b. 多种轨迹生成方法，支持

8、多种工艺c. 机器人动力学和运动学优化2、机器人视觉应用方案激光视觉辅助焊接 现在的情况：现有的工业焊接机器人主要是通过示教或者离线编程的方式， 这些方法效率低下，局限性较大，也有采用焊缝实时跟踪的方法，技术壁垒高， 实现难度大，以国外赛融的激光跟踪系统为代表。本项目创新体现在：a. 利用机器人加二维激光扫描成像的方案识别焊缝轨迹和特征b. 三维焊缝重建功能c. 对硬件平台要求降低，无需实时图像处理3、SCADA系 统现在的情况： SCADA最突出的特点是实时多任务。例如，数据采集与输出、 数据处理与算法实现、图形显示及人机对话、实时数据的存储、检索管理、实时 通讯等多个任务要在同一台计算机上

9、同时运行。国外软件功能强大，但是不方便 使用，国内软件画面质量较差，稳定性较差。本项目创新体现在：a. 易用性。图形化显示和人机交互界面，操作简单，易上手，提高工程开发效率b. 模块化。软件采用模块化设计的方法，各模块互相独立，移植性强，维护简单c. 跨平台支持。软件支持 Windows 操作系统，同时支持手机移动端客户和运行 Unix 和 Linux 系统的服务器端客户。从技术讲，本项目在如下几方面取得了突破，各项技术的创新水平见表 3-1表 3-1. 项目技术创新水平三、技术成熟度 系统利用成熟的工业机器人运动学求解算法，在此基础上，对传统算法进行 了优化，并在 UG开放平台上进行了实现验

10、证。已经攻克的关键技术包括：解决 了机器人运动学求解的奇异点规避和复杂工艺中路径规划问题，利用 PARASOLI 三维内核，实现了碰撞检测和干涉检查。 解决了机器人和外部轴协调运行的问题， 实现了水平外部轴和机器人的多轴联动。在此基础上，根据不同机器人控制器的 特点，通过网络通讯，实现上位机和机器人控制器通讯，从而实现对机器人的在 线监控。待研究的技术为：目前待研究的技术为多个机器人的协调控制、不同品 牌机器人的协调控制，此外，需要对多机器人、 PLC等设备组成的复杂大规模虚 拟工作站任务规划和仿真实时性技术进行研究。本软件已经达到了比较成熟的阶段。 经过多个企业的现场测试， 在机器人三 维工

11、件激光切割和三维曲面的表面淬火工作站中验证通过， 利用本软件辅助生产 的产品质量和产能均得到提升，其中，产能提高了 30%以上，产品优良率由手动 示教的 70%提高到 90%以上。机器视觉：利用成熟的图像识别处理算法和模式识别技术， 完成了基于 CCD相机的普通 被动检测方案，可对颜色形状等特征进行检测，该技术和产品已经比较成熟。利 用结构光扫描成像的原理，实现了二维激光扫描成像，可对焊缝位置进行检测， 目前，尚待研究的是焊缝检测位置精度的测量和焊缝特征的识别。SCADA系统：关键技术：现已具备基本软件架构设计雏形， 以及主流通信驱动的通信相关 协议开发，关键的工控功能性控件设计。待研究技术，

12、多设备多线程数据流处理 问题，实现大数据的实时性以及数据传输控制稳定性。 SCADA项目完整性能主要 体现在：1. 对主设备进行快速采集 , 保证数据采集的实时性。2. 对采集链路、 通讯网络进行诊断， 使工作人员可随时了解通讯及数据传输 状态。3. 实现基于实时数据、历史数据、报警数据的冗余功能，实现快速的切换， 在网络中断、 网速过慢时将数据缓存， 待恢复后实现断点续传， 确保数据完整性。4. 利用多样的图形展示手段，进行实时、历史数据的展示，达到直观、清晰 的效果。5. 对于设备的操作分配不同的控制优先级别， 操作人员的操作需通过权限验 证，以保证系统的安全性。6. 进行多样报警及预警检

13、测，并将报警通过声光、语音、短信、 Email 的方 式输出，实现直观的事故追忆。7. 对大量的高密度的过程数据进行高性能的压缩存储，以这些数据为依据， 实现专业的计算分析。8. 与调度中心进行数据交互， 向上提供可靠的数据， 向下执行调度中心的预 案指令。9. 提供多种开放性接口，便于其它第三方系统调用数据，进行相关分析。10. 在 Internet 网络或局域网中将实时、历史、报警等数据以集成的方式进行发 布，使用户可在 IE 中实现浏览。四、实现成本 本项目中的产品主要是以软件形式呈现给客户，主要成本是研发费用，其中 包括设备费用和人力成本。 研发费用是指从完成样机到实现生产过程之间阶段

14、需 要的研发投入。研发投入机器人离线仿真平台、机器视觉和 SCADA系统的前期研发成本见表 3-2 。 表 3-2. 产品前期研发费用 其中，不同成本机器视觉需要配置二维视觉相机或二维激光扫描仪。针对普 通视觉检测定位和抓取，需根据视觉相机的成像距离、范围、成像像素和外置光 源来确定价格成本，一般在一万元以下。激光扫描成像解决方案中用到的二维激 光传感器价格较贵。 弧焊机器人焊接过程用到的二维激光扫描传感器精度要求在 1mm以下， Z 轴径向测试距离为 100mm至 600mm满, 足该条件的线激光传感器可以 用 SICK、劳易测等公司购买， 价格在两万至三万之间， 成熟的激光焊缝跟踪系统 如赛融激光焊缝跟踪，需要二十万以上。相比而言，采用二维线激光传感器进行 二次开发，成本能大幅降低。为了完成开发，项目投入如下主要设备，如表 3-3 所示。其中，实验设备投 入费用为公司成立初期一次性投入费用 ,价格单位为万元。表 3-3 主要研发仪器设备情况表 产品成本和售价根据研发成本、市面具有类似功能的产品售价， 对本项目中的产品进行定价， 单位为万元，如表 3-4 所示，其中，软件研发投入和设备投入在软件大批量销售 之后可忽略不计，仅考虑维护费用及加密费用，激光视觉焊接系统考虑到成本较 高，售价也较高。这些产品都会根据应用场景以及