基于并联机器人的禽蛋包装生产线的研究与试验

目的 为了提高禽蛋包装加工的效率和成本,设计了一台基于并联机器人的禽蛋拾放包装生产线。方法 根据禽蛋装盘的实际需求,设计了一条禽蛋包装加工生产线,主要由输送部分、并联机器人、传感器、蛋托输送部分等组成,对机器人的拾放路径和拾放方案作了伦理分析和计算,并通过实验比较得到了机器人拾放的最优方案。结果 对64种拾放方案均进行3次试验,每次均完成一整托30枚鸡蛋的取放,结果表明机器人的拾蛋成功率为99.3%,在保证成功率和精度的前提下,机器人完成一次拾放过程,最快速度为2.4 s。 结论 此禽蛋拾放包装生产线的设计符合预期设计要求,为并联机器人在禽蛋包装上的应用提供了技术支持。     

鸡蛋安全快递包装结构设计

目的设计一种适用于小批量多批次运输的鸡蛋快递安全缓冲包装。方法通过经典的缓冲包装六步法,设计拉伸形式的缓冲结构,计算了缓冲垫的面积与厚度,对包装件进行了强度校核,并根据ISTA3A标准对包装件进行了跌落与随机振动试验,以验证包装件的缓冲效果。结果对5箱鸡蛋进行了不同面跌落、楞跌落和角跌落的3组重复测试,结果表明其破损率远远低于目前市场上的鸡蛋缓冲包装的破损率(10%),具有良好的保护效果;随机振动试验显示,缓冲包装中鸡蛋无一破损。结论该结构具有良好的缓冲性能,能保证鸡蛋在快递运输环境下得到有效保护,具有较好的应用前景。     

基于递推估计的保鲜环境信息感知系统设计

目的 为降低鸡蛋在流通过程中的破损率,利用有限元法分析鸡蛋在振动条件下缓冲包装系统的响应特性,以选择其缓冲包装结构。方法 通过鸡蛋压缩实验,测试鸡蛋的破损强度,并分析鸡蛋的流通环境,确定振动的类型、频率和幅值;以聚苯乙烯泡沫(Expanded Polystyrene,EPS)为缓冲材料,选用2种缓冲结构,建立基于流-固耦合特性的鸡蛋缓冲包装系统有限元模型,分析不同缓冲厚度下2种结构的振动特性。结果 通过压缩试验测定鸡蛋破损强度极限值为5.3 MPa,为有限元分析提供评价条件。有限元仿真结果表明,结构?应力普遍大于10 MPa,不利于鸡蛋的保护,同等厚度下结构Ⅱ的应力明显减小;采用结构Ⅱ且缓冲厚度δ＞3 mm时可避免鸡蛋在振动过程中发生破损。结论 有限元仿真可快速、有效评估鸡蛋缓冲包装,选取较为有益的缓冲结构,提升鸡蛋流通中的安全性。     

一种新的面向实际的齿轮传动设计方法

运用系统思维的观点，立足于从刀具、加工工艺到传动过程的生产－－工作系统，基于齿轮啮合原理和动态设计理论，以低振动、低噪声齿轮传动为目标，提出了一咱面向实际的齿轮设计方法，试验结果表明该方法成效显著。     

鸡蛋的安全快递缓冲包装结构

目的目前市场上销售的鸡蛋快递包装,用户反映通过快递到消费者手中时,破损率通常会达到10%左右,给鸡蛋供应商带来严重的经济与声誉损失,急需开发满足快递国际标准的安全鸡蛋缓冲包装,大幅度降低货损。方法通过对鸡蛋脆值的实测数据、按ISTA 3A快递国际标准试验要求,采用已知动态缓冲性能的发泡塑料制作的缓冲垫和合理级别板材制作的瓦楞纸箱的结构和尺寸的科学设计,获得性价比最佳的鸡蛋安全快递缓冲包装结构,并利用多次试验的结果,进一步对设计进行修正。结果优化设计的用于装10个与20个鸡蛋的快递缓冲包装结构,能通过ISTA 3A国际标准试验要求。结论鸡蛋安全快递缓冲包装结构能够满足ISTA 3A快递国际标准的冲击试验要求,可大幅度降低鸡蛋在快递过程中的破损率。     

一种鸡蛋包装机器人系统的设计与研究

目的 为了提高鸡蛋的包装效率、缩短加工周期,在整体鸡蛋包装系统工作流程的基础上,设计一种用于鸡蛋自动包装的机器人,对鸡蛋进行自动装箱。方法 通过分析包装机器人的机械本体结构和控制系统,设计鸡蛋包装机器人末端抓手的运动轨迹。为了提高鸡蛋的包装效率和抓手的运动柔性,对末端抓手的速度控制进行算法研究。结果 对鸡蛋装箱作业过程进行了仿真研究,验证了算法设计的合理性,实际装箱实验表明该系统具有效率高、自动化程度高以及运动柔性高等特点。结论 该鸡蛋包装机器人系统实际应用较好,具有广阔的市场应用前景。     

"无侧隙"齿轮传动在印刷设备中的应用

本文提出了“无侧隙”齿轮传动技术，并以轮转式印刷机为例介绍了“无侧隙”齿轮传动技术的原理和设计方法，总结和推导出了齿轮加工的修正公式。     

鲜鸡蛋的缓冲兼销售包装设计

目的针对鲜鸡蛋自身特点,提出兼具缓冲和促销功能的创意包装结构设计。方法以鸡蛋包装的保护性能为首要目标,基于缓冲包装"六步法"。首先进行鸡蛋物流环境数据采集,其次通过试验掌握鸡蛋本身的力学性能,再次选择环境友好型纸质包装材料进行包装结构d xs设计,最后结合运输环境数据对设计方案打样并进行包装性能测试试验。结果经过等效跌落高度为1.2 m的冲击跌落试验及随机振动试验,内装鸡蛋均无破损,包装件外形完好。结论该包装设计具有良好的缓冲性能、便携性能及促销性能。     

包装件在随机振动下的破损机理及相关量检测

为准确评估包装件的破损状态,改进包装设计,该文重点研究随机振动下包装件的破损机理以及振动信号的检测方法。提出一种采用线性累积损伤理论对包装件进行振动疲劳计算的新方法,并开发以MSP430F5529为系统主处理器的检测平台来检测计算中所需的相关量。最后通过实验证明此方法的可行性,为今后的包装设计提供参考。     

“无侧隙”齿轮传动在印刷设备中的应用

本提出了“无侧隙”齿轮传动技术．并以轮转式凹版印刷机为例介绍了“无侧隙”齿轮传动技术的原理和设计方法．推导出了齿轮加工的修正公式。     

数控梁柱材六面加工生产线控制系统设计

目的针对家具业和木工机械加工企业现阶段定制梁柱材批量化生产程度低,自动化生产程度不高,生产单件成品成本高,后期人工包装产品依赖度高,包装产品成本高,工作车间环境恶劣差等一系列问题,设计一套新型的数控梁柱材六面加工生产线控制系统。方法系统采用台达DVP-48EH3系列可编程逻辑控制器作为下位机成为执行单元,工控机主机作为上位机成为运算单元,PLC扩展连接系列配套模块,实现人机交互、模拟采集、数据交换、运动控制等功能,通过生产线各机电模块相互配合动作实现梁柱材的高速、批量化加工生产。对接后续包装工序,利用梁柱材成品后续包装加工。结果该生产线控制系统具备木材坯料外形轮廓和尺寸自动识别功能,完成了梁柱材六面铣削、刨削和开榫槽榫眼加工要求,完成一件产品的平均加工效率为2.25 min,控制系统故障率低,明显提高了后续梁柱材成品包装率。结论经过虚拟仿真加工测试实验表明,该生产线控制系统具有优秀的可靠性和稳定性,满足家具产品市场上基于客户订制的多件小批量生产模式的发展趋势,高效快速完成梁柱材订单加工生产要求。     

基于机器视觉的水果分级系统设计

目的为提高水果分级准确度,以苹果分拣为研究对象,基于机器视觉设计一种苹果分级包装系统。方法根据实际分级功能需求,以苹果尺寸作为标准设计一种苹果分级系统的总体方案,包括DSP+ARM控制器、工业相机、传输带、光源等。重点讨论图像处理模块,首先完成图像背景分割;利用中值滤波实现图像平滑处理;采用Canny算子实现图像边缘锐化。在图像处理的基础上,建立苹果分级模型。最后进行实验研究。结果实验结果表明,人工挑选分级和机器识别自动分级的吻合率达到了96.8%,证实了系统的有效性和可行性。结论基于机器视觉的苹果自动分级的准确度已经接近人工挑选的水平,可推广到苹果类水果的自动分级、包装。     

GBD机器人自动封装生产线电气系统设计

目的 针对国六标准三元催化器GBD机器人自动封装生产线设计需求,为了提高GBD的封装效率和质量,减少重复劳作,减轻生产过程中的劳动强度,降低企业生产成本,以缩短生产线生产周期、提升自动化水平.方法 重点完成生产线电气系统设计等内容,改变传统的单PLC控制方法.结果 在原有的封装生产线的基础上,突破多PLC控制系统的关键技术,研制出了GBD机器人自动封装生产线电气系统.通过实际生产使用,有效地提升了生产线封装效率,将单载体单次缩径整线生产节拍由60 s缩短至45 s,有效提高了生产线的封装效率.结论 实践证明,该GBD封装生产线能平稳运行,显著提升企业的自动化水平.     

鸡蛋包装生产工艺的生命周期评价

鸡蛋包装多为一次性使用且消耗量很大,其材料一般为纸浆模塑和PVC等.基于生命周期评价(LCA)方法,利用eFootprint软件及数据库,对采用两种不同材料生产的鸡蛋包装分别建模,对二者的环境影响进行评价.研究选取的功能单位是可容装30枚鸡蛋的单个蛋托,尺寸为长292 mm、宽245 mm、高35 mm;系统边界包含该蛋托加工过程的主要工序,如包装材料加工、压制成型、分切、出厂包装等工艺过程.研究结果表明,评价对象在全球变暖潜值(GWP)、水资源消耗(WU)和初级能源消耗(PED)等环境影响方面贡献值较大,纸浆模塑蛋托这三类环境影响分别为90 g,0.17 kg,1.3 MJ,PVC蛋托这三类环境影响分别为720 g,4.27 kg,9.84 MJ.根据评价结果可知,纸浆模塑蛋托比PVC蛋托对环境产生的影响更小,故应优先选择纸浆模塑蛋托.建议在保证产品质量的前提下,优先选择对环境影响小的材料以及助剂进行产品设计、生产,并通过选择更高克重的PVC材料、修改蛋托结构设计等方式,降低包装产品对环境的影响.     

坚果破壳取仁与包装生产线控制系统设计

目的 通过改变山核桃的加工工序,优化系统结构和控制,保证果仁的完整性,降低损伤率。方法 系统采用PLC为控制核心元件,以及智能化控制系统软件设计,实现山核桃的初次破壳、筛选、风选、二次高速碰撞破壳,以及再次筛选、风选、色选和包装等工序的全程自动控制。通过采用变速给料和合适的算法,来提高包装的精度。结果 损伤率实验表明,山核桃整仁中果仁表面光亮、无明显伤痕、团仁较多,果仁平均损伤率为6.25%,低果仁损伤率低,系统的破壳质量得到了验证。结论 损伤率实验和包装精度实验结果表明,系统达到了设计要求。目前,该系统已在生产上得到广泛应用。     

山核桃破壳及包装自动化生产线控制系统的设计

目的为了适应山核桃大规模的加工生产,设计基于S7-200PLC与变频器控制的山核桃破壳及包装自动化生产线的控制系统。方法利用PLC和变频器控制,设计PLC程序,使系统按照既定的工艺流程工作,并结合西门子SMART700IE液晶触摸屏实现人机交互。结果该控制系统实施后山核桃破壳率最大达到95.9%,包装质量达到了最大化,果仁损伤率低至11.06%,破壳质量得到了有效验证。结论实现了山核桃破壳及包装自动化生产系统的实时显示、监测与控制。     

包装生产线视觉上料控制系统研究

目的 为提高包装生产线中上料、送料过程的自动化程度,基于机器视觉设计一种视觉上料系统。方法 介绍摄像机成像原理。在此基础上,详细论述视觉标定过程,包括刚体变换、透视投影、图像离散化等。论述视觉上料控制系统结构,主要由工控机、软件平台、人机交互界面组成。工控机可实现视觉采集模块、机器人控制模块、传感器信号采集模块的分布控制和集中管理。通过实验验证所述控制系统的有效性。结果 实验结果表明,最大定位误差只有0.7 mm,定位精度较高;填料成功率可以达到99.5%以上,基本不会出现误抓、漏抓等情况;系统响应速度快。结论 包装生产线视觉上料控制系统具有响应速度快、定位精度高、填料成功率高等优点,可满足包装过程高速、高精度要求。     

电芯模组激光焊接装配线中原料包装箱智能识别上料龙门装置

目的 电芯模组激光焊接装配线上料单位质量大,存在用时长、效率低、上料精准度低的问题,无法满足装配线48 s持续、稳定、精准上料需求,因此基于机器视觉设计一种原料包装箱智能识别上料龙门装置。方法 采用SolidWorks设计龙门上料装置机械结构;基于工艺流程设计电气控制系统;通过机器视觉检测判定包装箱正反以确保正确供料方向;以第1个包装箱视觉检测位置为基准,确定每层4个包装箱的机械手抓取标定位置,并进行偏差补偿,以确定机械手实际抓取坐标;PLC与视觉装置通过TCP通讯,驱动吸盘准确吸取包装箱至入料口。结果 通过实践测试,龙门装置每包装盒上料速度为24~48 s。结论 系统满足装配线供料效率需求,上料精准度明显提升,节约了人力成本。