小药卷炸药全自动包装生产技术研究

为了实现工业炸药包装过程的机械化、连续化和自动化,提高生产过程的安全可靠性,结合我国工业炸药生产工艺现状,通过对小药卷炸药中包自动包装工艺技术及相关设备的研究设计与试验,成功研制了工业炸药全自动包装生产工艺技术,可对φ32 mm和φ35 mm小药卷进行自动包装,产能达到1.2～5 t/h.     

一种带脆度的尺寸可变装箱问题

作为经典装箱问题的扩展,尺寸可变装箱问题在现实生活中有着极高的应用背景。分析了尺寸可变装箱问题在解决货物装载运输问题上的不足,由此提出了一种带脆度的尺寸可变装箱问题。除了经典装箱问题中物品体积和箱子容量这两个参数,还引入了物品类型和箱子脆度等参数,给出了相关的数学模型。在经典的FFD（First Fit Decreasing）算法的基础上进行了推广,提出了新的启发式算法NFFD,它对箱子的特性进行了预处理,再进行装箱。分析了该算法的复杂性。对NFD、FFD和NFFD算法进行了数值模拟实验,实验结果表明,在相关参数符合均匀分布的条件下,NFFD算法的效果是最好的。     

公路物流智能配载的研究和装载算法设计

根据公路运输中物流配载的原则和特点,结合专家知识和策略,提出了物流智能配载的设计思想和实现方法,建立了在不同运单类型、货品属性、出车地点、装车要求等多维度约束条件下的智能配载模型,给出了详细的物流配载术语定义和配载规则。提出了一种基于启发式思想和贪婪思想的混合算法解决货品装箱问题。使用ASP.NET开发环境,实现物流运输智能配载系统,模拟部分物流公司货运数据进行测试,测试结果显示了该智能配载方法的有效性与高效性。     

一种新的多约束尺寸可变的装箱问题

多约束尺寸可变的装箱问题作为经典装箱问题的扩展,具有极为广泛的应用背景。在以货车运输为主的物流公司的装载环节中,运输成本不仅仅由车厢的空间利用率决定。分析了该类装箱问题与传统的集装箱装载问题的区别,并据此给出了一种新的尺寸可变装箱问题的定义。除了经典装箱问题中物品体积这一参数,还引入了物品类型、箱子类型等参数,建立了数学模型,将经典的FFD（First Fit Decreasing）算法进行了推广,提出了新的算法MFFD,并分析了相关的算法复杂性。最后对FF、FFD以及MFFD算法进行了模拟实验,实验结果表明,在相关参数符合均匀分布的条件下,MFFD算法效果较好。     

基于Ansys Workbench的快装箱多目标优化设计

目的研究快装箱在压力作用下的静态特性,并对其结构进行多目标优化设计。方法通过Ansys Workbench建立快装箱的几何模型和有限元模型,对快装箱进行静态分析。以快装箱的各箱板厚度和各钢边厚度为设计变量,以快装箱的质量、最大变形量和最大等效应力为目标函数建立多目标优化的数学模型,对快装箱进行多目标优化设计,并且分析对比优化前后的结果。结果通过分析获得的优化前后快装箱的箱板厚度和钢边厚度都有所减小,在保证强度和刚度的条件下,使得总质量减少了9.018%。结论经分析快装箱的多目标优化设计是合理的,在满足使用要求的前提下,减少了总质量,节约了材料,降低了成本。     

基于袋装食品装箱的并联机器人的轨迹规划研究

目的 为了使机器人能够更加准确高效地完成袋装食品的装箱工作,对自动完成袋装食品装箱的并联机器人的工作空间和轨迹规划进行研究。方法 根据食品包装生产线上自动装箱的工况,介绍一种对轻小型袋装食品完成自动装箱操作的四自由并联机器人的基本结构,并运用Matlab软件对其进行工作空间分析,通过修正梯形轨迹规划算法对其进行轨迹规划,并运用ADAMS软件验证分析。结果 由得到的机器人工作空间图及机器人动平台的运动曲线图可知,机器人的作业范围能够达到半径300 mm、高度140 mm,动平台的速度曲线和加速度曲线均变化平滑,无突变,在机器人启停时速度与加速度均为0。结论 验证了机器人设计的合理性及修正梯形轨迹规划的可行性,此轨迹规划可以很好地适用于袋装食品装箱工序。     

基于层间垫平的囊匣三维装箱优化设计

目的 为提高囊匣的装载率及装箱效率,研究层间垫平的强异构类的三维装箱问题,实现快速计算囊匣装箱方案和衬垫方案并指示装箱。方法 基于囊匣实际装箱需求,以衬垫体积最小为目标,设计基于贪心策略与改进的装箱顺序策略的两步优化启发式算法,对装箱与衬垫方案进行优化;并根据不同放置方向,设计不同的输出效果以指示装箱。结果 与装箱优化前数据进行对比实验证明,该算法推荐的装箱方案与衬垫方案可以减少木箱的使用数量与体积,减少垫平用衬垫体积7.21%,装箱时间缩短了约一半。结论 文中设计的混合启发式算法能为囊匣装箱问题找到合适的装箱与衬垫方案,减少衬垫的使用,提高装载率以及装箱效率。     

新型并联机器人的构型设计与运动学分析

目的针对袋装食品的抓取和装箱过程操作简单且重复性高,采用人工完成的成本过高,极易发生少装和错装的现状,设计一种以2-RPS-UPU并联机构为主体的抓取和装箱机器人,验证其是否具有良好的运动学性能。方法通过运用螺旋理论和修正的Grubler-Kutzbach公式对机构的自由度数目和类型进行分析,接着使用"闭环解析法"和"欧拉角表示法"2种方法推导该机构的运动学位置反解,采用粒子群优化算法对该机构进行位置正解算例分析。最后利用SolidWorks软件采用"驱动动静结合"的方法求解机构的工作空间。结果该机器人具有3个自由度(两转一移),驱动关节和末端执行器之间的位置及姿态关系明确,可以进行良好的线性运动,工作空间呈蜘蛛网状,范围广且形状规则对称,结构紧凑。结论该新型三自由度并联机器人能够满足袋装食品抓取和装箱时所需的运动和工作范围,其运动平稳,可靠性强。     

基于RobotStudio的第七轴料盒装箱工作站设计

以工业机器人料盒装箱工作站为研究对象，通过第七轴的移动对料盒进行搬运，并将多个料盒进行装箱。首先在RobotStudio中搭建一个带第七轴的工业机器人工作站，导入料盒及箱体；然后创建料盒拾放Smart组件，利用Smart组件可以实现对料盒的拾取与放置；最后利用离线编程对路径进行示教与仿真，并分析不同TCP速度下各参数数据，确定最优运行方案。该方案可为实际工业机器人带第七轴装箱工作站设计提供理论依据，提高运行效率。     

一种用于装箱的四轴关节机器人运动控制系统设计

目前用于装箱的设备一般是一体化专机，专机占用空间大，操作不灵活，并且局限于特定的场景、特定规格的产品，设计的四轴关节机器人安装在移动底盘上，能通过自动导航进入货车、集装箱等各种应用场景。分析了此机器人的运动学原理，建立其逆运动学模型，并根据运动学模型设计了机器人的运动控制系统，建立机器人手眼系统，实现机器人的全闭环控制，通过多组装箱实验，验证了机器人的定位精度，为移动装箱机器人的进一步智能化，提供一种新的工程实现方法。