面向不规则烟包的机器人自动码垛系统的研究与应用

发布时间：2022-12-06 04:56

　　机器人自动码垛系统将工人从简单重复、繁重的体力劳动中解脱出来,同时,为企业节省了人力成本,稳定了企业的产量,减少了工人与生产线的接触,避免了因生产作业而造成工人的受伤。本文对国内卷烟行业不规则烟包的码垛问题进行了研究,提出了一套面向不规则烟包的机器人自动码垛系统方案。研究中的成果和经验对实现国内卷烟行业不规则卷烟包件的码垛具有较高的推广意义,在机器人处理不规则物体的码垛问题上具有参考价值。对现场现有码垛工艺进行详细分析后,确定了机器人码垛的工艺流程,完成了整个系统的总体方案设计。整个系统包含翻转机构、抓手、校正装置、码垛机器人、上位机、PLC以及缓冲区等。码垛系统需要解决的主要问题就是不规则烟包的匹配。为了解决此问题,保证系统功能的完整性以及码垛作业的高效性,本文从现场机械设备以及控制系统两个方面进行了深入地研究与实现。为了满足现场机械设备对不规则卷烟包件码垛的任务需求,需要对现场机械设备的结构进行设计。首先,为了完成不规则烟包的匹配,需要将其中一个烟包翻转180度,与另一个烟包匹配成满足要求的整五层烟包后再进行码垛。因此,需要设计一种可以对烟包进行翻转的机械设备。在翻转机设计过程中,... 

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状与难点
        1.2.1 码垛机器人研究与应用现状
        1.2.2 机器人码垛生产线应用与研究现状
        1.2.3 技术难点分析
    1.3 论文主要研究内容及章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 章节安排
第2章 面向不规则烟包的码垛系统分析与设计
    2.1 生产线系统概述
    2.2 面向不规则烟包的机器人码垛系统需求分析
    2.3 面向不规则烟包的机器人码垛系统方案设计
        2.3.1 码垛系统的架构设计
        2.3.2 码垛系统运行流程规划
        2.3.3 控制系统的流程设计
    2.4 本章小结
第3章 不规则烟包码垛系统的硬件设计与选型
    3.1 传感器在控制系统中的应用
        3.1.1 传感器的原理介绍
        3.1.2 传感器在系统中的具体应用
    3.2 面向不规则烟包的翻转机构设计
        3.2.1 翻转机的功能需求
        3.2.2 翻转机的设计
        3.2.3 翻转机的控制流程设计
    3.3 其它机械设备的设计
        3.3.1 烟包校正装置的功能需求
        3.3.2 烟包校正装置的设计
        3.3.3 校正装置控制流程设计
        3.3.4 抓手的功能需求
        3.3.5 抓手的设计
        3.3.6 抓手的控制流程设计
    3.4 工业机器人选型
    3.5 本章小结
第4章 不规则烟包码垛系统的算法与程序设计
    4.1 不规则烟包匹配算法分析
    4.2 不规则烟包匹配算法的具体实现
        4.2.1 数量最优匹配
        4.2.2 耗时匹配
        4.2.3 基于数量最优匹配与耗时匹配的烟包匹配算法
        4.2.4 烟包匹配算法在上位机中的具体应用
    4.3 实验结果与数据分析
    4.4 PLC控制流程设计
        4.4.1 PLC基本概念
        4.4.2 PLC的工作原理
    4.5 PLC选型
        4.5.1 CPU选型
        4.5.2 PLC功能的扩展
    4.6 PLC程序编写
        4.6.1 CX-Programmer简介
        4.6.2 PLC程序设计
    4.7 本章小结
第5章 不规则烟包码垛系统集成与测试
    5.1 系统逻辑流程设计
    5.2 系统通信
        5.2.1 串口通信
        5.2.2 总线通信
        5.2.3 数字I/O通信
    5.3 人机界面选型与触摸屏程序设计
        5.3.1 人机界面简介
        5.3.2 触摸屏程序设计
    5.4 系统功能测试
        5.4.1 软硬件系统介绍
        5.4.2 翻转机的运行测试
        5.4.3 校正装置的运行测试
        5.4.4 抓手的运行测试
        5.4.5 升降机运行测试
        5.4.6 系统联动的运行测试
    5.5 实验结果分析
    5.6 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
附录A 部分PLC程序
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于DWT的彩色图像分量的红枣分拣机器人定位系统[J]. 潘梁静.  农机化研究. 2018(10)
[2]基于Kinect的机器人采摘果蔬系统设计[J]. 王欣,伍世虔,邹谜.  农机化研究. 2018(10)
[3]基于时间最优的码垛机器人轨迹规划[J]. 方健,宋宇,朱茂飞,朱德泉,刘永博,焦俊.  控制工程. 2018(01)
[4]基于力/位混合控制的工业机器人精密轴孔装配[J]. 吴炳龙,曲道奎,徐方.  浙江大学学报(工学版). 2018(01)
[5]码垛机器人多箱抓取末端执行器设计与实现[J]. 李营,杨传民,王东爱,王心宇.  包装工程. 2017(23)
[6]基于开放平台的机器人视觉抓取控制系统设计[J]. 张艳芳,李倩,刘晓刚,闫九祥,程启良.  机床与液压. 2017(21)
[7]六自由度模块化机器人手臂奇异构型分析[J]. 李宪华,盛蕊,张雷刚,宋韬,张军.  农业机械学报. 2017(07)
[8]基于PLC和触摸屏的马口瓶装箱机控制系统设计[J]. 胡兵,王小娟.  包装工程. 2017(05)
[9]荔枝采摘机器人双目视觉的动态定位误差分析[J]. 叶敏,邹湘军,罗陆锋,刘念,莫宇达,陈明猷,王成琳.  农业工程学报. 2016(05)
[10]基于PLC气动式机械手控制系统的设计与开发[J]. 袁清珂,赵冲,林立仁.  仪表技术与传感器. 2015(11)



本文编号：3711104