基于PLC的橡胶包装码垛生产线控制系统设计（1996年10月7日收到）

针对橡胶后处理装置中半自动包装、人工码垛的现状，研制了橡胶称重、包装、码垛全自动生产线。该生产线采用基于ＰＬＣ的主从控制系统来控制，可靠性高、操作方便。在控制系统软件的设计中采用的是单元化的状态流程图法，该方法的控制逻辑清晰，特别适用于复杂系统的软件开发，另外还对橡胶包装码垛控制系统中的关键技术环节进行了剖析。     

基于PLC的橡胶包装码垛生产线控制系统设计

针对橡胶后处理装置中半自动包装、人工码垛的现状，研制了橡胶称重、包装、码垛全自动生产线。该生产线采用基于PLC的主从控制系统来控制，可靠性高、操作方便。在控制系统软件的设计中采用的是单元化的状态流程图法，该方法的控制逻辑清晰，特别适合于复杂系统的软件开发。另外还对橡胶包装码垛控制系统中的关键技术环节进行了剖析。     

钢筋连接套自动包装生产线设计

目的针对目前钢筋连接套的打标、包装、码垛任务都是由人工完成,存在着劳动强度大、生产效率低、不能满足市场需求等问题,以市场常见钢筋连接套为研究对象,设计一款钢筋连接套自动包装生产线。方法采用分步打标、集成包装的思想,制定钢筋连接套打标、包装、码垛生产线的总体设计方案,用UG对该生产线各个工段进行三维建模,并进行虚拟装配及仿真。结果该包装生产线实现了对φ18～φ32mm规格钢筋连接套的打标、包装、码垛一体化生产,效率可达120袋/h,相比传统手工方式提高了5倍。结论该生产线结构合理,在保证包装质量的前提下,大幅度地提高了包装效率,降低了包装成本,为钢筋连接套的自动包装提供了一种解决方案。     

基于加速度分布特征的快递暴力分拣识别方法

目的 针对我国烟草物流配送中心包装效率低、人工成本高、条烟差错率高等问题,设计一种异型烟全自动码垛的控制系统。方法 设计基于SIMATIC S7-1200 PLC、步科MT4523TE触摸屏、YAMAHA机器人控制器RCX240和工控机的控制系统,PLC作为主控制器,与触摸屏和工控机采用PROFINET通讯,与YAMAHA控制器采用PROFIBUS通讯,实现信息的交互。外接的控制按钮、传感器、伺服驱动器与PLC的SM1223和SM1231信号模块连接。PLC将传感器采集的信号和工控机发送的数据进行处理,然后与机器人控制器配合发出各种控制指令,通过各个机构相互协调动作实现对异型烟的快速、自动、精确码垛。结果 该套控制系统可对异型烟长、高进行自动识别,码垛差错率≤0.006%,对垛型进行自动整理功能,损烟率≤0.005%,设备故障率≤0.5%,码垛效率可达3861条/h,系统运行稳定。结论 该套控制系统大大提高了异型烟的码垛效率,降低了生产成本,具有良好的可靠性和稳定性,满足烟草物流配送中心高效稳定作业的要求。     

包装码垛机器人嵌入式控制系统设计

目的为了提高码垛机器人运行精度,改善控制系统的通用性,以确保包装物品的生产效率。方法在分析包装码垛机器人基本结构和工作流程的基础上,基于ARM设计一种码垛机器人控制系统,同时提出一种Hough-链码视觉识别算法,用于提高码垛精度、满足视觉功能需求。通过原点定位实验和重复定位实验验证所述控制系统的有效性。结果实验结果表明,包装码垛机器人定位精度较高,其中原点定位误差小于0.20 mm,重复定位误差小于0.8 mm,完全满足设计要求。结论该控制系统能够满足实际作业需求,对于提升包装效率、降低成本具有一定意义。     

焊条包装生产线主机的研制

目的针对当前焊条包装自动化程度低,技术落后,进口焊条包装生产线价格超高的现状,设计开发HBB20半自动焊条包装生产线。方法按照生产工艺流程和产品技术要求,主要对HBB20半自动包装生产线进行工艺流程设计,包括计量、检测、小包装、透明膜包装、装箱等装置,将单机生产形式变为自动生产线形式,并对小包包装装置及其前后工位物料的传输各部件机构、工作原理进行了分析。结论该焊条包装生产线可以大大降低材料成本,减少人工操作,减小计量误差,提高生产效率。     

吨袋内纸箱码垛生产线的设计与仿真

目的 设计一条码垛生产线,可以实现在吨袋内完成纸箱的码垛.方法 基于吨袋及纸箱的基本特点,使用撑袋装置实现了吨袋的自动撑袋,利用高位码垛反套的方法解决吨袋内无法码垛的问题,基于Adams软件对部分重要机构进行运动学及动力学特性分析.结果 该生产线中的撑袋码垛为一种新型设计装置且每小时可码垛至少1200箱;升降装置可完成1060 mm的行程位移,其上升和下降中的最大速度分别为400,377 mm/s,速度、加速度在一定范围内浮动,运动性能较为稳定,符合实际需求;受力情况符合预期,没有多余外力阻碍.结论 该码垛生产线提前对设计方案合理性进行分析,生产线设计合理,可以满足在吨袋内纸箱码垛的要求,同时保证了码垛过程中的稳定性,对相关码垛装置的设计与研制具有一定借鉴意义.     

新型四轴码垛机器人机构设计与动力学仿真分析

目的针对生产线码垛作业,设计一种四轴码垛机器人以满足货物搬运需求。方法利用平行四边形机构对码垛机器人进行结构设计。根据码垛机器人的结构特点,采用运动D-H方法对该机器人进行运动学分析,通过SolidWorks建立码垛机器人实体模型,并将其导入Matlab中,在仿真环境中调整相应参数,得到机器人的动力学仿真模型,再利用Simulink添加控制模块、驱动模块和检测模块,建立完整的仿真模型。通过SolidWorks与Matlab两者的结合进行机器人动力学仿真分析。结果运用SolidWorks与Matlab联合仿真,可以缩短设计周期,有效地获取其动力学特性参数。结论四轴码垛机器人可以有效解决生产线上的码垛作业问题。     

包装生产线用码垛机器人智能定位方法

目的 为提高包装生产线中码垛机器人的智能定位精度,结合图像处理和智能算法设计一种码垛机器人定位方法.方法 分析码垛机器人基本结构和工作流程.介绍一种适用范围广的快速手眼标定方法,可通过图像处理得到物料实际位置.设计一种模糊神经网络控制器,用于消除实际抓取位置和理论计算位置之间偏差.采用遗传粒子群优化算法来解决控制器参数初始值优化问题.通过实验验证智能定位方法的有效性.结果 试验结果表明,实际抓取位置和理论计算位置之间偏差可控制在0.5 mm以内,实际分拣速度最高支持180个/min.结论 所述视觉码垛控制系统可实现工作区域内物料的定位和识别,几乎不会出现漏抓、误抓等情况,满足精度要求.     

基于模块化示教的精密码垛机器人控制系统

目的为了实现码垛机器人的实时快速控制,设计一种模块化示教的码垛机器人控制系统。方法以1802芯片为核心开发嵌入式模块示教系统,以QT为工具开发上位机模块示教系统,使用示教系统可以快速设定码垛机器人的路线和精度,通过wifi或串口模块把示教信号传输到码垛机器人控制系统中,控制系统利用高速脉冲驱动电路和闭环控制定位程序,使码垛机器人按照示教信息快速精准地搬运货物,点对点搬运实验表明,系统定位精度可以达到0.3 mm,旋转误差在0.1°内。结果机器人水平定位的最大相对误差为0.45%,旋转角度的最大误差为0.83%。结论实验证明,码垛机器人控制系统可以根据用户需求快速完成搬运。     

基于Workbench的粘箱机推动臂强度分析与优化设计

目的 为提高肥料包装计量精度,设计一种肥料包装机控制系统。方法 建立肥料动态称量系统数学模型。结合模糊控制和内模控制理论的先进控制算法,设计肥料包装计量精度控制系统。采用内模控制使PID控制器参数简化,同时模糊控制的引入实现了控制参数的在线调整。利用肥料质量偏差及其变化率,基于Mamdan二维模糊控制器实现内膜控制参数λ的自动调整。结果 实验结果表明,在模糊内模PID控制下,质量最大相对误差为1%;质量绝对误差的平均值为0.2 kg;控制算法超调量较小、具有很好的动静态性能;系统称量误差大幅度减小。结论 所述控制方法和系统可以提高称量包装设备的效率和精度。     

一种指甲油自动包装生产线的设计与实现

目的为了提高指甲油包装生产线的效率,降低人工成本,实现机器替代人工的目标,应某指甲油生产企业的要求提出一种指甲油自动包装生产线方案,并研制出实现指甲油自动化包装生产的包装生产线。方法通过分析某指甲油生产企业的指甲油包装生产过程,采用Solid Work软件分别建立空瓶放置、钢珠放入空瓶、指甲油注入、瓶盖放置、拧入瓶盖和成品输出等装置的三维模型,并对组成各装置的零部件进行图纸设计。利用西门子S7-200 PLC控制各机构的AC电机和气缸的协调运作,实现指甲油的自动化包装生产。结果研制出了一种指甲油自动包装生产线,实现了指甲油的自动化包装生产,满足了企业要求。结论该指甲油包装生产线解决了指甲油自动化包装的难题,实现了机器替代人工的目标,提高了指甲油包装生产效率。     

粉状危化品包装袋自动合箱装置

为实现粉状危化品包装自动化,提高包装效率,设计了粉状危化品包装袋自动合箱装置。根据人工合箱作业流程,对关键装置进行设计,以实现自动取袋、开袋、合箱等功能。分析合箱装置的工作原理,对主要机构的关键参数进行理论分析,为其参数选择提供依据。生产实践证明,粉状危化品包装袋自动合箱装置各功能都已实现,所有组件的运行协调,各运动件之间无相对运动。本合箱装置可以取代手工作业,缩短工序周期,对提高粉状危化品包装系统的自动化程度具有重要意义。     

面向板料精准堆垛的线特征位姿标定方法

目的 板料堆垛是现代流程工业生产中常见的生产环节,其堆垛质量影响着包装和运输安全。针对多边形板料自动堆垛中机械手抓取和对齐问题,提出一种基于网格筛选的线特征相机位姿标定方法,给出空间特征点的选择标准,解决因板料纹理不足带来的点特征精度下降的问题。方法 首先通过检测特征点来表示待匹配线,然后利用基于三角网格的线特征构型筛选算法,获得精确的匹配线;再利用单应性矩阵求解获得转换矩阵,最后通过转换在线板料图像,获得实际抓取点和转换角度。结果 通过桌面板料抓取实验和现场验证,重投影误差不超过2像素,1 m板料的堆垛误差为0.5 mm,结论 证明了此方法在板料自动堆垛过程中针对特征检测和位姿估计问题的有效性。     

飞灰包装智能产线设计与虚拟调试

目的 设计一种全自动飞灰包装智能产线,旨在为某垃圾焚烧厂的飞灰包装产线的自动化改造项目提供可行性方案。方法 从飞灰包装的实际工艺需求出发,介绍产线总体设计和工位布局。针对吨袋开口装置和机器人专用手爪的设计与工作原理进行介绍。推导理论套袋力公式以指导专用手爪和出灰筒等机构的设计。在产线结构设计的基础上,为进一步验证该结构和布局是否能够无障碍地实现飞灰包装的所有工序流程,采用基于NX MCD和虚拟PLC的虚拟调试的方法,并结合PLC程序为整个包装产线进行工序流程仿真。结果 仿真显示该产线可以在PLC程序控制下全自动地、无障碍地实现飞灰包装的11个工序。产线的6个工位均可以实现无人运行。结论 可以通过添加开口装置与机器人等设备,改造原有半自动的包装产线,并为原产线解决了大型吨袋的自动开口、取袋、套袋的问题。     

"不知火"柑橘全自动包装生产线的设计与研究

目的为了解决柑橘在实际包装过程中因于人工手动装袋、装箱等导致的效率低下问题,设计一条全自动柑橘包装生产线。方法基于“不知火”柑橘的特殊体型特征,使用传送带分级装置对其进行分级;通过倾斜皮带解决柑橘排列姿态的整理问题;经给袋式包装机装袋后,采用扭结式扎口装置对其进行封口;利用并联机器人对其进行装箱。通过计算生产节拍,合理规划每个工序的循环时间,并通过Flexsim软件对该生产线进行仿真分析与平衡优化。结果该生产线整体效率由89%提升到93%,能够正常运行且满足生产力的需求。结论该柑橘包装生产线实现了柑橘的分级、整料、装袋、装箱等工序,降低了工作强度,提高了生产效率,实现了包装过程的自动化。     

自动称量配料控制系统设计

目的为了实现配料称量过程的自动化控制,数据的实时监控,提高配料环节的生产效率以及称量包装精度。方法设计基于现场总线DeviceNET的自动称量配料控制系统,控制系统核心采用欧姆龙CJ1M-CPU13PLC以及电源、 I/O等模块相组合的方式,实现对称量配料过程的自动控制。通过DeviceNET现场总线对远程称量仪表数据进行采集,并将数据通过总线传送到下位机PLC中进行处理,并由PLC发出各种控制命令,管理级PC与PLC通过以太网实现通信。结果实验结果表明,所提出的控制方法能够有效提高称量配料精度,称量误差能控制在±3 g以内。结论该控制系统具有稳定性强、成本低、可编程能力强等优点,大大提高了配料称量包装精度,并实现了对数据进行实时监控。     

软胶囊生产线自动装托工作站控制系统设计

目前,软胶囊生产线上瓶装托工序对标签朝向提出了更高要求,标签朝向的一致性将直接或间接影响产品包装的美观度.通常该工序以人工装托为主,耗费了大量人力且效率低下.为此,设计开发了软胶囊生产线自动装托工作站,以桁架机械手为主要执行机构,配套LR-W70色标检测传感器及其他检测元件,通过对胶囊瓶标签识别、瓶输送及定位控制、塑托输送控制,实现了产品标签的位置校正、塑托分离以及自动装托等功能,可有效减少人工投入,提高生产线自动化水平.