中自网自动化手机报
2014年9月24日星期三
【本期导读】
制造业的未来革命
电感式接近传感器转型成机械开关应用
绿色智能机器人推动锻压行业转型升级
加工中心上下料机器人
中国工程机械在墨西哥战场碰上新机遇
【本周话题】
制造业的未来革命
今天，新的工业革命正在深刻影响着制造业的未来。
“我们要将高端制造业带回美国”，当美国总统奥巴马在他2013 年底国情咨文演讲中提出建立一系列制造业国家创新中心的设想时，一场新的制造业革命真的到来了！
不论是美国人提出的第三次工业革命，还是德国人提出的“工业4.0”，其核心都触及制造业未来的数字化和智能化。未来制造业的一个很重要的方向就是网络化的生产和数字化的制造正在成为决定成败的关键，所以要把现实的制造和虚拟的呈现完美地结合在一起。现实与虚拟生产相融合得益于创新的软件和强大的硬件。同时，大数据、云计算以及物联网这些技术都会用到新的制造业。
但这其中，电力电子作为现代能源变换的核心部件和关键技术，是拉动能源领域高新技术发展的基础。因此，美国人掀起制造业革命的第一步便是建立制造业创新研发中心，而第一个研发中心就是“电力电子”。
2014 月1 月5 日，奥巴马在北卡州立大学宣布建立“下一代电力电子技术国家制造业创新研究所”，简称 “电力电子技术创新中心”，成为规划中的国家先进制造业创新中心之一。 计划前期投入1.4 亿美元 ，由18 家公司、 7所学校和实验室发起组成，并将增加投入和扩大规模。 主要任务是制造大功率的电力电子芯片和器件，下一代大功率的电力电子芯片和器件，比硅基电力电子具有更好的性价比。 主要目标是实现高效节能，通过对电力电子设备的改进，使汽车、消费电子和电网更快、更小、更高效。 美国人的目的很明显：占领电力电子这个规模最大 ，发展最快的新兴市场。
阅读全文：<http://news.ca168.com/201409/32778.html>
【产经分析】
1、电感式接近传感器转型成机械开关应用
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随着工业控制的发展，如今控制系统的生产往往需要选取大量的传感器和限位开关。为了更好的满足这一领域的需求，SoftNoze索福诺思传感器配件贸易（上海）有限公司将测距改变式弹力杆引进中国工业控制市场。测距改变式弹力杆结合普通的M12X1电感式接近传感器为控制系统设计工程师以及技术员带来了更多的选择。
接近式传感器本身只能近距离且无接触检测金属物体。测距改变式弹力杆装置最大的特点是可以使触点的感应范围范围过载。其中的弹簧加载活塞，探针以及按钮是用来接触产品然后检测产品是否到位、定位准确以及核实被测产品。
现如今标准型接近式传感器与测距改变式弹力杆相结合能够检测大多数物质，该合成的活塞设计成就了许多新的应用。其中一种应用称做：Poka-Yoke（念做“poka-Yo-kay”），是一个日本术语用于“误差检测”过程中。Poka-Yoke最根本的原理是制造出一种设备让工人不可能或者至少是很难因出错而生产出不合格产品。
BarrySinnott，索福诺思中国区总经理，解释道，“一个配有Poka-Yoke的自动化系统能防止加入不匹配的产品。譬如在一个用来生产各种各样不同样式和尺寸的汽车消声器，Poka-Yoke设备能够确保工人装载的产品是正确的，如果产品不对，该控制系统会立即阻止焊接循环的开始。”
GeorgeZachary，索福诺思美国产品工程师说，“一些产品检测应用仍然由机械驱动装置完成为最佳。但即便这样测距改变式弹力杆装置相对而言仍是灵活性强且高度模块化。虽然一些Poka-Yoke设计员已经制造了他们自己的设备，但是他们现在可以从SoftNoze现货购买大批的集成组件。”
标准的测距改变式弹力杆是钢制的，普遍适用。样式分为标准型和直角型两种。提供现货，也可满足特殊应用的定制需求。
2、水下机器人：何时不再受制于人
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在刚刚结束的我国第六次北极科考中，由中科院沈阳自动化 <http://gongkong.ofweek.com/>所研制的“北极arv”水下机器人一显身手，先后三次自主完成长期冰站指定海冰区的海冰厚度、冰底形态、海洋环境等参数测量工作。此前，青岛罗博飞海洋技术有限公司的飞鱼号水下机器人还进行过水上事故搜救。
不需要呼吸氧气，也不需要休息，能实时传回水底信息……这都是水下机器人的神奇之处。近年来，在水下搜救、海底勘探、水面应急处理等方面，水下机器人正在发挥着越来越重要的作用。
在接受《中国科学报》记者采访时，多名机器人专家指出，尽管目前我国的水下机器人研发进展巨大，但其产业化程度仍不够，而核心部件受制于人，更是成为水下机器人进一步发展的最大阻碍。
水下机器人应用广
日前，长江航道救助打捞局水下检测中心在长江荆江河段开展了新型水下机器人设备试验，为水下检测新方法作出了有益的探索。这意味着，未来水下机器人可能更广泛地应用于水下打捞。
中科院沈阳自动化研究所、自主水下机器人技术研究室主任林扬介绍，一般而言，水下机器人包括有缆遥控水下机器人（ROV）和自主水下机器人（AUV）两大类。
“ROV的优点是水面操作人员可实时观察到水下环境并遥控操作，对机器智能要求不高，缺点是由于电缆连接，其活动范围有限；AUV的优点是由于没有电缆连接，其活动范围较大，不受母船制约，不足是对机器智能要求较高，目前仅限于简单的水下探测作业。”林扬指出，目前发展了ROV和AUV混合型水下机器人，其活动范围较ROV大大增加，且操作者可以通过光纤实时监测和操控水下机器人，因此也称之为半自主水下机器人。
中科院沈阳自动化研究所海洋技术装备研究室主任李硕告诉记者，今年7月份，深海滑翔机在南海完成了区域覆盖观测试验性应用，这是我国自主研制的滑翔机首次完成该项试验性应用。
中科院光电技术研究所高级工程师冯常则介绍了一种工作于特种环境条件下的水下机器人。目前，该所研发的水下机器人主要应用于核电站停堆大修期间关键设施设备的监测及维护。
产业化仍有不足
目前国际上遥控水下机器人技术及制造产业已经成熟，形成了所谓的“ROV工业”；自主水下机器人和水面机器人仍处于从实验室走向应用的过渡阶段，产品尚未完全成熟，除军用外，只有少数型号能作为商品出售，其应用范围还有待开拓。而在国内，无论是ROV还是AUV，均尚未形成产业。
“目前，国外拥有的水下机器人中的主要类型我们所里均有研制开发，其总体集成水平大体上达到或接近国际水平，但在应用层面上还明显不足。”林扬说。
其实，受到水下机器人“产业化”困扰的，并不只有中科院沈阳自动化研究所。
中科院光电技术研究所的水下机器人主要应用于特种领域，因此产量并不大。“我们根据客户的要求，非标定制水下机器人，一般都是核电站向我们定制。按照核电站需求开始设计、加工、调试，产品的研发周期在半年左右。”冯常说：“国内水下机器人的产业化存在一些共性的问题。因为非标定制的太多，涉及专业面广，在某些专业领域与国外差距较大。”
核心何时中国造
水下机器人不仅需要“视力好”，能够进行高速、高精度光学自动定位，还需要耐腐蚀、动作灵活，而这些条件，离不开关键部件的制造。
李硕表示，与发达国家相比，我国在一些关键部件和关键材料的研究方面还有很大差距，要实现水下机器人的产业化，重点在于市场的开拓和基础材料、重要组部件、各种高精度探测设备和传感器的研究开发。
林扬指出，虽然我国的总体技术和研发能力已达到或接近国际先进水平，但在一些关键部件和某些材料的研究方面还有很大差距。冯常也认为，材料是特种机器人的核心技术之一。
林扬说：“与其他机器人相比，目前AUV的情景感知、导航定位、自主控制等智能水平还相对较低，仅限于完成水下探测、目标搜寻等简单、重复的任务。此外，由于与海水介质的接触，低密度、高强度的材料以及密封、防腐等也是水下机器人特有的技术，且随着深度的增加，其难度也越来越大。”
“水下机器人的发展与材料、能源、传感器、控制、通信、人工智能等密切相关。”李硕认为，要实现水下机器人向更深、更远、功能更强的目标发展，关键技术的研究必须先行。
【业界资讯】
1、绿色智能机器人推动锻压行业转型升级
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9月16日，2014中国国际金属成形展（MetalFormChina）于北京中国国际展览中心新馆盛大开幕。
目前国内的锻压生产车间大多还采用的是人工生产作业，锻造车间的工作环境温度高、粉尘多、蒸汽重、脱模剂冷却液飞溅，环境非常恶劣，同时工人工作强度大，存在着安全隐患。用机器人代替人工作业实现自动化生产，在安全性和可靠性方面有着明显的优势，同时还能够提高生产效率，保证产品质量。
呼应此次金属成形展“智能与绿色，转型与升级”的主题，上海发那科将带来一系列的绿色锻造的自动化解决方案。
图：上海发那科展台
在“双机器人协同连杆锻压作业”单元中，两台FANUC R-2000iB机器人通过DUAL-ARM技术实现快速协调动作共同搬运工件，采用带有浮动功能的手爪能够实现在不松开工件的状态下进行锻压，这样不仅避免了工件在锻压时因工件位置偏移发生抓偏的问题，而且极大的提升了生产节拍。
图：双机器人协同连杆锻压作业
通过FANUC 3D BIN-PICKING技术、iRvision2DV技术、小型加工中心ROBODRILL 伺服门技术以及智能机器人技术，能够实现对散乱部件的自动化加工无人化。除了智能视觉机器人与小型加工中心组成的智能自动化生产系统，上海发那科还可以提供桁架机器人系统、地装机器人的岛式布局、地装行走导轨的直线型布局，以及一对一或一对多机床的灵活解决方案供客户进行选择。
图：FANUC机器人BIN -PICKING上下料展示
在展会上，上海发那科还喜获由中国锻压协会授予的“优秀冲压装备供应商”称号。
图：颁奖现场
上海发那科凭借全球领先的智能化技术、齐全的产品线以及为客户量身定做的自动化解决方案，为锻造行业的绿色可持续发展添砖加瓦。
2、诺德传动系统驱动器动态
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在2014年10月27-30日上海举办的亚洲国际动力传动与控制技术展览会（PTC Asia）中，诺德传动系统将在其E1 馆B1展位中展示用于广泛工业应用领域的驱动器解决方案。它将主要展示一台正在运作的机器人模型如何通过诺德分布式驱动器来获取最大动力。该解决方案已用于诺德的客户--Symach制造的堆垛机中。该驱动单元结合了IE2节能电机、高效变速器以及装有智能电机的SK 200E系列变频器，它们均由诺德内部生产。其他重要应用包括输送技术、泵和通风设备。
图解：通过码垛应用中的机器人表明：诺德传动系统性价比高的异步技术和伺服驱动器一样高效
3、对于风扇轴承巨搏悦有话说
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轴承形式是指风冷散热器风扇所使用的轴承类形。在机械工程上，轴承的类形非常多，但在散热器产品上使用的轴承形式按照其基本工作原理分类也就那么三种：使用滑动摩擦的套筒轴承（SleeveBearing）和使用滚动磨擦的滚珠轴承（BallBearing）以及两种轴承形式混合这三种。近些年来各大散热器厂商在轴承方面推出的新技术，诸如磁浮轴承、流体保护系统轴承、液压轴承、来福轴承、纳米陶瓷轴承等也都是对上面这些基本的轴承形式加以改进而成，基本工作原理还是没有变化。
含油轴承（SleeveBearing）是使用滑动摩擦的套筒轴承，使用润滑油作为润滑剂和减阻剂，初期使用时运行噪音低，制造成本也低，但是这种轴承磨损严重，寿命较滚珠轴承有很大差距。而且这种轴承使用时间一长，由于油封的原因（电脑散热器产品都不可能使用高档油封，一般也就是普通的纸油封），润滑油会逐渐挥发，而且灰尘也会进入轴承，从而引起风扇转速变慢，噪音增大等问题，严重的还会因为轴承磨损造成风扇偏心引发剧烈震动。出现这些现象，要么打开油封加油，要么就只有淘汰另购新风扇。
阅读全文：<http://news.ca168.com/201409/32730.html>
【产品专题】
加工中心上下料机器人
加工中心上下料机器人，可以替代人工实现镗铣加工单元的生产线上的立式、卧式、龙门加工中心、数控镗铣床在加工过程中工件搬运、取件、装卸等上下料作业，以及工件翻转和工序转换。
具有以下特点：
高柔性：只要修改机器人的程序和抓手夹具，就可以迅速投产。
高效率：可以控制节拍，避免人为因素而降低工效，机床利用率可以提升25%以上。
高质量：机器人控制系统规范了整个工件加工全过程中，从而避免了人工的误操作，保证了产品的质量。以下是力生为一家常州生产汽车空调连杆的厂商提供加工中心上下料机器人的解决方案。
上图为系统的基本组成示意图：①M-20iA机器人、②机器人行走导轨（及机器人基座）、③气动双工位手抓、④伺服旋转上下料输送机、⑤系统总控柜、⑥机器人控制柜、⑦安全门及安全围栏。
客户是江苏常州的一家生产汽车空调连杆的厂商，采用FANUC钻孔攻丝加工中心生产。由于零件产量比较大，要求效率高，人工根本无法在机加工的规定节拍内及 时上下料，为了获得更高的质量及缩短节拍时间，客户希望能够用机器人上下料来实现自动化 <http://s.ca168.com/search-htm-kw-%D7%D4%B6%AF%BB%AF-sid-21.html>，这样就可以替代现有的人工劳动。
一、力生的解决方案
上下料机器人采用FANUC机器人，同时又采用了快速定位夹具系统，实现了高效率、高精度的托板自动化加工。通过配置机器人的行走导轨，加大了机器人上下料作业范围，可以实现一台机器人同时为四台加工中心上下料服务，减少机器人的投资。
二、四台加工中心上下料机器人的集成
1、机器人行走导轨：1套
2、伺服旋转式上下料输送机（包括压紧手柄装置1套）：1套
3、气动双工位手抓：1套
4、系统控制柜：1套
5、安全围栏：1套
6、人员进出安全门开关：1扇
三、主要设备品牌
编号设备名称品牌
1M-20iA机器人FANUC
2PLC <http://www.ca168.com/ProductType/plc/> 三菱三菱
3人机界面 <http://www.ca168.com/ProductType/hmi/> 信捷
4气动元件 SMC
5接近开关OMRON
6低压电气 施耐德
【行业动态】
中国工程机械在墨西哥战场碰上新机遇
日前，墨西哥邀请中国公司加入其3000亿美元规模的基础设施建设项目，力图通过中国投资提振国内经济。业内人士认为，墨西哥可以借力中国较强的投资和施工能力；中国在墨投资也有利于为中国制造商向美国出口“打开后门”；同时，中国还将在墨汽车、矿产、海洋捕捞和服务业等行业获得竞争机遇。
投资条件有利
中墨两国出口产品结构类似，市场多有重叠，在贸易领域互相竞争。此外，中国是墨西哥最大的贸易逆差来源地，致使墨西哥商界对中国企业一直存在抵触情绪。
近两年，中墨两国的经济关系明显趋暖。去年12月上任的墨西哥总统涅托就将中国作为其在美洲之外的首个出访目的地。
随后，两国高层交流频繁，为加强双方经贸合作创造了良好的氛围。日前，墨西哥邀请中国公司加入其3000亿美元规模的基础设施建设项目，力图通过中国投资来提振国内经济。
业内人士认为，中国在墨投资也有利于为中国制造商向美国出口“打开后门”。“在墨投资对中国公司来说‘大有益处’，因为它们在墨西哥的工厂可以向美国市场提供商品，”莫雷诺称。按照《北大西洋自由贸易协定》，美国和墨西哥之间的大多数商品贸易不需要缴纳关税。
众多领域蕴良机
墨西哥石油储备量居全球第七，而中国处于经济快速发展的阶段，对石油的需求与日俱增。因此，众人将在墨西哥投资的焦点集中于石油行业。
除能源行业外，基础设施建设还涉及众多其他行业。在黄志龙看来，墨西哥的港口、机场、铁路等设施落后，长期缺乏投入扩建，严重滞后于总体经济发展水平。对于经验丰富的中国资本来说，这些都是“宝贵的机会”。比如，建设项目必将带动工程机械和设备的需求增加，企业要看到这个领域的广阔前景。
冯赫认为，近来墨西哥对于中国投资的欢迎态度只能表明未来的趋势。“要消除抵触情绪、增进了解还需要很长时间，企业不可能突然进行大笔投资。现阶段各种商会、行业协会一定要抓住机会，充分交流，有条件的企业也可进行考察试探，为长期合作做好准备。”
【中自动态】
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