李秋瑾085475毕设前期报告

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1、河 北 工 业 大 学毕业设计(论文)前期报告学 生 姓 名： 李秋瑾 学 号: 0845 学 院： 机械工程学院 专 业: 机械设计及其自动化 设计（论文)题目： 电伺服3-DOF直角坐标码垛机设计 设计(论文)地点: 河北工业大学 指 导 教 师: 李慨 职 称: 副专家 时 间： 3月 10号.文献综述1.1课题背景与意义自动码垛机是机、电一体化产业的高新技术产品。中、低位的码垛机可以满足中低产量的生产需要。可根据规定的编组方式和层数，完毕对料袋、胶块、箱体等多种产品的码垛。所谓码垛1就是按照集成单元化的思想,将一件件的物料按照一定的模式堆码成垛,以便实现物料的存储、搬运、装卸、运送等物

2、流活动。在现代的公司生产中，人工码垛到处存在。在物料轻便、尺寸变化大、吞吐量小的场合，采用人工码垛方案,常常是经济可取的，特别是在人力资源丰富的国内，基本上都是采用人工码垛的。然而，在工作量一定的状况下，长时间地进行人工码垛会导致弯腰疲劳和反复劳动疲劳,从人机工程学的角度考虑，需要增长某些符合人机工程学方面的设施,例如托盘操纵机、剪式升降台、工业操作机械手等来改善这种状况。码垛有人工码垛和自动码垛之分,人工码垛一般应用在工作量小、过程简朴的场合。而当反复动作复杂且强度较大时，一般采用自动码垛，这样不仅可以加快物流速度,并且可以获得整洁一致的堆垛效果，减少产品的损伤,提高搬运效率。作为物流自动化

3、领域的一门新兴技术，随着科技的进步,码垛技术也获得了飞速的发展。一方面，随着公司的集团化，生产能力的规模化，对码垛机的工作能力的规定不断提高,使老式的在线式码垛机向高速化方向发展;另一方面，由于公司产品由卖方市场进入了买方市场,公司生产正在向着多品种少批量的方向发展，生产公司不可以承当一条生产线只生产单一产品的代价,往往需要一线多产品的生产线,这就规定作为后解决设备的码垛机，必须具有解决多种产品的能力。 1.2现今发展状况 从60年代开始，在工业发达的德国、意大利、日本等国家，已相继研制出半自动全自动码垛机，后来在构造和机型方面,还不断作了改善和完善。国产码垛机从年代开始研制开发到目前，己经历

4、了左右的时间。到目前为止,国内生产的码垛机，机型、品种规格、设备性能和产品质量等各方面,有很大的发展和提高，并在诸多方 面己逐渐接近或达到国外同类型码垛机的技术性能及各项参数,已基本上能满足大中型公司产品包装码垛的需要，但与国外先进水平相比，还存在一定的差距。在目前社会，码垛机得到了不久的发展,不同的码垛机可以适应化工、饮料、食品、啤酒、塑料、空调等多种生产公司对纸箱、袋装、罐装、盒装、瓶装等多种形状的成品进行装箱和码垛。构造非常简朴，容易保养及维修； 可全天候作业,配备机器手可替代不少工人的工作量,由此每年可以节省几十万的人力资源成本。自动码垛机2是将袋装、箱装、罐装物品等按照一定的规律和方

5、式自动码垛的一种自动化设备,广泛应用于石化、盐业、水泥、粮食等行业，从而大大的提高了工作效率，极大减轻了繁重的体力劳动,可以便于仓储、装卸和运送，是一种新兴的物流技术。低位码垛机是码垛机中的一种最常用的形式，它具有占地面积小,设备投资较低,操作维护简便的长处。随着国民经济的发展、生产规模的扩大以及机械与自动化水平的提高，为码垛技术的应用提供了广阔的空间,特别是机器人技术,由于其具有机械构造简朴、合用范畴广,占地空间小、灵活性高、成本低以及维护以便等长处，被广泛应用于医药石化、食品、家电以及建材机械等多种行业，并逐渐成为一种发展趋势。 3如下是我在图书馆查到的有关文献：（）成汝振码垛机液压系统优

6、化与控制,太原理工太原理工大学，砌块成型机是一种以工业废料(粉煤灰、炉渣等）为原材料，按照一定比例混合水等原料形成混凝土,然后压制成型的设备。原理是用电液比例阀控制升降油缸,通过对比例阀电信号的设立,合理规划了电压曲线,实现油缸平稳启动、高速运营、平稳无冲击停止的行曲线,并建立了比例阀控制液压缸模型。选择了西门子S7-20PLC作为主控制器,根据自动控制规定拟定了LC的型号、IO端子分派等；运用SEPMicr/IN4.编程软件根据不同的工作方式(手动、自动）编写程序，实现了码垛机生产线的自动控制和生产的自动化；使用仿真软件S7-20.EX对所编写的程序进行检查、修改和调试2。（)毕克克,码垛机

7、械设计中感性因素的量化措施研究及决策模型的建立，太原理工大学,本文旨在对码垛机械产品设计中所波及的感性因素做量化研究,研究过程中紧紧地环绕着人与物,即设计师、消费者与产品三者的关系展开。一方面通过对码垛机械产品要素的分析，把握其感性因素体现的载体。通过研究其顾客对产品形态的认知模式和感性意象的形成过程,把握顾客的整体特性。接着通过对码垛机械设计过程中所波及的感性因素的分析,在研究感性因素量化原理和措施的基本上,提出码垛机械感性因素量化的措施。最后通过对感性信息测量措施和记录分析措施的综合研究,构建起感性因素量化的决策模型，并将其应用于“码垛机造型设计及研究”项目中 。(3）刘颖明，型钢码垛机控

8、制系统设计,沈阳工业大学，本文以PC控制系统的实现为研究重点,从自动控制、电气传动、位置检测三个方面的阐明了型钢自动码垛机的控制特点,为提高定位系统的可靠性、迅速性以及获得较高的定位精度提出了相应的行之有效的解决措施,实现了变频器对码垛机平移机构的速度控制,系统响应快、抗扰性强,稳定性好,没有明显的振动,定位精度高具有抱负的控制效果。针对变频器工作过程中产生高频干扰的现象,设计并安装了电抗器,对码垛机运营过程中的高频干扰信号进行理解决,有效地消除了干扰信号。从调试成果可以看出,系统具有良好的稳定性,并有效地提高了系统的可靠性，得到满意的控制效果1。（)闫志明湿坯码垛机的研究太原理工大学, 实现

9、湿坯的堆垛，就可以在一种托盘上码放多层砌块，从而减少对托盘的依赖,减少养护空间,不再需要升板机和降板机,砌块的运送也可以由简朴的输送机系统替代复杂昂贵的子母车。为了实现湿坯的堆垛,提出了一种新型的气动膜片式湿坯夹持装置,该装置运用气动橡胶膜片与砌块湿坯的缓冲软接触,以达到大接触面积小应力的效果。本文应用Ansys有限元软件对气动橡胶膜片充气过程的变形进行了仿真,得到了充气压力和接触面积这两个重要的参数之间的关系,同步也能得到接触应力等曲线,进而为优化构造参数提供了也许4。（5)马占义,新型铝锭码垛机械手动静态性能分析与优化，兰州理工大学,铝锭码垛机器人是整条铝锭生产线中非常重要的环节,码垛机械

10、手又是码垛机器人的执行机构,它的轻量化和动静态性能直接影响着整条生产线的生产效率,对其研究是及其必要的，因此,本文对机械手的动静态性能进行了系统的研究，并以轻量化为目的进行了构造优化,所获得的重要研究成果如下:(1)对铝锭码垛机器人的执行装置机械手建立了三维实体模型,建模中充足运用了Po/Engeer强大的实体建模功能与有限元软件ASYS兼容的能力。 (2)在设计时使机械手构造的固有频率避开外鼓励的频率就能避免机械手发生共振。（3)得出机械手在码垛过程中构造上节点的位移、速度和加速度随时间变化的响应图。 (4)对机械手进行优化,从而满足构造强度刚度和动态性能规定的条件下减小其自身重量。经优化所

11、得新构造有更好的动静态性能,且总体质量减少了0%。 （6）基于PLC的全自动包装码垛生产线控制系统设计本文重要研究了包装码垛自动生产线机械系统设计;气动及真空系统的设计；系统控制部分的设计等。该系统的核心部分是包装码垛自动生产线的控制系统，其控制系统重要是以可编程序控制器(LC)为基本进行集成控制的。通过可编程序控制器、对整个生产线的工作过程进行自动控制,对运营过程中浮现的故障或供料局限性,供袋不及时、出垛不及时等,进行声光报警。该设备具有操作简朴,运营可靠，维修以便等长处。根据顾客规定，配上通讯接口和打印机、有打印日、月合计报表的功能。还可与上位计算机或触摸屏连接,对包装码垛自动生产线实现实

12、时监控、远程诊断和网络化管理6。(）刘涛 层码垛机器人构造设计及动态性能分析 兰州理工大学 本文采用DH法建立层码垛机器人的数学模型,推导了机器人的运动学方程,对其运动学和雅可比矩阵进行求解,此外,对机器人的工作空间进行了分析并对机器人关节速度和加速度进行了分析。在此基本上,运用拉格朗日法对层码垛机器人进行了动力学分析，推导出各个杆件的动力学方程，求出各个关节的驱动力矩。应用ADMS软件对层码垛机器人进行了运动学和动力学的仿真,验证了理论推导的对的性。最后运用ANSY软件对机器人进行了静力和动态力的有限元分析。(8）刘兴磊. 基于现场总线的码垛机器人控制系统研究 东华大学 本文在进一步研究了现

13、场总线技术、机器人控制技术及工业控制网络技术的基本上,完整的设计了这个基于现场总线的码垛机器人的控制系统。一方面，本文考察了目前国内外码垛机器人的研究现状和发展趋势，阐明了研究码垛机器人控制系统的目的和意义。另一方面,根据系统的构造方案以及技术规定完毕了码垛机器人控制系统的总体设计。最后,借助于智能控制理论，对码垛机器人手臂的运营轨迹进行了智能优化和跟踪控制,仿真成果表白，码垛机器人运营周期的时间明显缩短，其关节都能较好的跟踪盼望轨迹，并具有较好的抗干扰性能。码垛机器人控制系统的设计已经所有完毕,并且实现了系统的运动控制8。()董忠. 码垛机器人运动控制与优化. 上海交通大学 码垛机器人作为现

14、代码垛系统中最重要的设备，它对增进工业自动化、流水线无人控制生产起了重要的推动作用。这其中搬运速度成为了衡量码垛机器人性能的重要原则。本论文重要论述高速机器人在运动过程中的特点,特别是在高速状况下。由于机器人运动所产生的复杂的动态特性，即非线性时变特性,并针对此种状况提出该问题的一系列解决措施。本文分别从机器人本体的运动学分析、Tri控制器性能优化、基于学习速度的迭代学习控制措施研究、以及抓手末端轨迹优化等合计四大部分内容,它们贯穿于整个论文9。(10)陈黎明码垛机器人控制系统设计. 上海交通大学 本文根据码垛机器人的功能需求和对目前流行的码垛机器人控制方案分析，设计了码垛机器人控制系统，该系

15、统涉及离线编程和3仿真，控制器模块,该控制系统能大大提高码垛机器人的工作效率。本论文重要研究了如下四大部分内容: (一)根据码垛机器人的功能需求和技术需求分析,提出了码垛机器人的控制方案；(二）根据控制系统模块的划分，拟定各个模块的关系,并具体对各个模块进行软件实现;（三)在对各个模块的软件实现过程当中对码垛机器人需要考虑的现场问题进行解决,并对各个核心问题进行解决;(四）对所设计的控制系统进行现场调试,验证该控制系统方案的合理和对的性。最后实验证明，该控制系统满足了工业自动化的需求。并且大大提高了码垛效率10。.毕业设计应用的技术.1设计规定（1）产品包装箱码放方式为每托盘四垛五层;(2)码垛机完毕X、Z三维动作，实现托盘不动完毕自动码垛任务;(3)采用气爪完毕抓放产品包装箱动作;