基于工业机器人的枕式包装全自动装箱系统设计

利用工业机器人将枕式包装进行全自动装箱可以有效节省人力资源,提高生产效率。本文以分子筛生产企业的自动化改造项目为例,阐述了机器人全自动装箱项目的程序设计。在对比了各种装箱方案后,最后确定基于工业机器人的方案。项目实施后,较企业原来的装箱方式提高了速度,增加了稳定性,减少了产品漏气率,在包装领域具有较大推广意义。     

基于PLC和触摸屏的马口瓶装箱机控制系统设计

目的为解决马口铁瓶番茄汁装箱过程的实时监控和可视化运行,提出基于PLC和触摸屏的马口瓶装箱机控制方法。方法在详细分析马口瓶番茄汁装箱机的工作流程的基础上,以S7-200PLC为控制器,实现对拾取箱板、装箱和胶装等3个工位的电气控制,进行气动原理设计、PLC编程设计和变频器参数设置;以TPC7062K触摸屏为人机交互界面,实现对运行过程的实时监控,完成监控系统设计,并系统调试。结果系统运行稳定、可靠,能够实时监控各个工位的参数变化,自动统计装箱数量。在纸箱尺寸标准、无折叠、变形的情况下,系统能够完成5箱/min的装箱工作,装箱合格率达到100%。结论系统的应用满足了控制要求,提高了自动化程度和生产效率,节省了人力成本,具有良好经济效益。     

基于工业机器人的电梯厅门立式装箱系统的研制

目的为了提高电梯厅门的包装效率,降低工人劳动强度,应某电梯企业的要求提出一种电梯厅门自动包装装箱方案,并开发基于工业机器人的电梯厅门立式装箱系统。方法该系统主要由门板翻转机、箱体上线输送机、箱体定位输送机及装箱机器人组成,通过门板翻转机将电梯厅门呈立式姿势,空箱通过箱体上线输送机输送至箱体定位输送机进行定位,再由装箱机器人抓取厅门并将其装入空箱内,该系统自动完成空箱的上线、定位以及厅门装箱,实现电梯厅门装箱的自动化。结果根据箱子宽度的不同,装箱成功率也有所不同,成功率最小为95.5%,最大为100%,均满足要求。结论该系统在保证电梯厅门装箱效率的前提下,大大降低了工人的劳动强度,提高了系统的自动化程度。     

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RobotStudio的机器人饮料装箱流水线设计仿真

随着机器人技术的发展,机器人化工厂越来越普遍。使用工业机器人代替人工,既能提高生产效率,又可以减少操作不当引起的人身意外。为减少人力资源的浪费,提高社会生产力,本文基于RobotStudio设计了机器人饮料装箱流水线。将Smart组件与3台IRB2600机器人搭配,实现饮料装箱的全过程自动化生产仿真。仿真结果表明基于机器人饮料装箱流水线设计的可行性,为类似项目的自动化生产提供解决方案。     

并联装箱机器人静动态特性研究

装箱机器人的静刚度、模态分析、瞬态动力学等是机器人的静动态特性主要指标。为使装箱机器人的静动态特性能够满足工作使用的要求,前期设计时就必须对其进行预估。针对前期预估问题,提出了评价指标和约束条件,按设计流程求出最优参数值。以求解的结果为算例,用Matlab软件求出其全域静刚度预估值和全域模态预估值。建立了装箱机器人的动力学模型,并用SINOVATION软件求出关节力矩曲线,商用软件仿真验证了仿真结果的正确性,为提高装箱机器人的静动态性能及装箱机器人伺服电机和减速机的预估奠定了基础。     

基于YOLO模型的机器人电梯厅门装箱状态快速识别方法

目的针对电梯厅门柔性生产线机器人装箱后厅门状态识别问题,提出一种基于YOLO模型的电梯厅门装箱状态快速识别方法。方法采用工业相机采集装箱后厅门图像信息,并制作成样本训练集,然后将训练集输入到目标识别分类检测模型中,通过调整网络结构参数进行迭代训练。结果经过测试验证,文中提出的识别方法对装箱后厅门的状态分类识别成功率在99%以上,而且识别速度明显优于传统机器视觉处理算法。结论文中提出的厅门装箱状态快速识别方法,可有效解决工业环境中复杂多变光照因素对传统机器视觉处理算法造成的识别效率低、误判率高等问题,并能满足生产系统节拍要求。     

道钉整理装箱生产线设计及平衡分析

目的 为了提高道钉整理装箱效率,提升其生产线的整体自动化程度,研制一种全自动道钉整理装箱系统.方法 该系统采用差速传送带分离的方案,实现道钉的整理和分离;根据道钉装箱的实际要求,选用合适的Delta工业机器人完成装箱;基于Flexsim仿真软件完成生产线平衡前后各设备、暂存区的仿真,并进行优化.结果 设计出了一条全自动道钉整理装箱生产线,并通过生产线平衡分析和平衡操作使得使用率较低的机构的使用率提升的平均值达到83.71％,各暂存区的最大存量趋于平稳,标准差由平衡前的785.73降至平衡后的17.37.结论 该道钉整理装箱生产线有效提高了生产效率,降低了生产成本.     

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。     

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。     

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。     

基于机器视觉检测的码垛机器人控制系统设计

目的为了提高码垛机器人对码放物品的自我分辨能力,提高码放效率,提出一种基于机器视觉检测的包装码垛机器人控制系统。方法首先分析机器视觉码垛机器人工作过程,基于工业控制计算机和图像采集卡设计码垛机器人控制系统,提出控制系统的硬件设计和软件设计。同时对机器视觉采集到的图像进行滤波、分割等图像处理,以提高机器人的视觉检测效率。结果实验结果表明,机器视觉码垛机器人的漏抓率为0,误抓率小于0.5%。结论该控制系统有效解决了规则物品的分类码放,实现了高效的物品码放。     

基于模糊控制的导轨型码垛机器人设计与实现

目的针对传统码垛机器人只能在某一固定位置实现货物搬运,严重限制了码垛机器人的应用范围,无法实现灵活变更工作区域这一问题,提出一种导轨型码垛机器人。方法通过将导轨与机器人的结合,来拓宽码垛机器人的工作范围,使单个机器人可以实现多功能化应用,以提高机器人的应用效率。结果采用模糊控制方法提高了导轨滑块停靠精度,实验表明停靠精度稳定在±1.5 mm,机械手最大误差球形半径为1.5 mm,满足应用需求。结论导轨型码垛机器人可以最大化利用现有机器人系统,提升了码垛效率,节约了成本,具有一定的应用前景。     

基于自动包装码垛技术的码垛机器人研究

目的为了更全面地了解码垛机器人的使用性能,使其更好地应用于工程实践中,对其动力学进行理论及仿真分析。方法采用第2类Lagrange方程对工业码垛机器人进行动力学方程计算,并运用ADAMS软件建立工业码垛机器人虚拟样机模型,考虑负载及关节转动时的摩擦,依照码垛机器人的循环工作流程进行仿真分析。结果得出了码垛机器人的动力学方程组,码垛机器人的动力学方程与机器人的负载、部件的结构质量、运动时的加速度等具有正相关关系。仿真得到了机器人工作过程中各个关节的受力曲线图,各关节所需驱动力及力矩随着负载的增加及末端执行器的位置变化而不断增加和变化。结论仿真结果验证了动力学理论分析的正确性,为工业码垛机器人的驱动部件的选型及控制系统的设计提供了有效的理论依据,为工业码垛机器人大范围走向工程应用实践提供了有力的技术支持。     

一种多垛型机器人码垛系统的设计

目的实现码垛设备能够满足多种垛型和特殊复杂垛型码垛的作业要求。方法研制一种多垛型机器人码垛系统,根据具体的设计要求,选用合适的工业机器人;采用一次抓取分批次放置的整体方案,设计具有分箱单独夹持功能的机器人夹具;研究各种垛型图样的共性,提出一种基于垛型数据结构的机器人码垛编程方法。结果该码垛系统能够适应多种垛型和各种复杂垛型码垛的工艺要求,运行稳定可靠,大大提高了生产效率;所设计的垛型数据结构包含了机器人搬运过程中的全部信息,更改和修改垛型时,无需更改机械结构,只需在线或者离线更新垛型数据结构即可。结论该码垛系统对垛型的适应能力强,对相关码垛设备的研制具有一定借鉴意义。     

基于S型曲线的包装堆垛机器人轨迹规划

目的为了保证包装堆直角坐标堆垛机器人系统能够平滑、稳定、高速运行,避免机器人出现速度、加速度的突变,并对机器人轨迹进行规划。方法首先分析直角坐标机器人的运动过程,在此基础上提出一种基于多项式的S型曲线包装堆垛机器人轨迹规划方法,并设计机器人控制系统,利用威纶TK6050ip触摸屏对机器人进行监控和参数设定,采用西门子S7-200 PLC和EM253位置控制模块实现对机器人速度和位置的控制,最后对机器人运动轨迹进行仿真实验分析。结果仿真实验结果表明,该轨迹规划方法能够保证机器人速度和加速度无突变,确保了机器人平滑稳定运行。结论该控制系统有效提高了包装堆垛机器人的运行效率,对于机器人稳定可靠运行具有重要意义。     

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S曲线的包装码垛机器人轨迹优化

目的为了提高包装搬运机器人的码放效率,提升机器人运动轨迹的平滑性,降低机器人运动过程中因加速度突变出现的振动。方法针对包装码垛机器人的运动轨迹特点,在机器人最大运动速度恒定的前提下,提出一种以时间和冲击为优化指标的五阶S曲线优化方法,将可变化参数引入优化冲击力中,在保证冲击力最小的情况下大大缩短机器人加速时间。结果仿真结果表明,经过五阶S曲线优化的机器人加减速时间明显缩短,机器人的加速度曲线更加平滑。结论该优化方法大大降低了机器人因速度突变出现的振动,有效提升了包装码垛机器人的工作效率。     

包装搬运机器人运动轨迹优化设计

目的为提高包装搬运机器人的运动精度,提出基于改进S型曲线的包装机器人轨迹曲线的规划方法。方法首先分析包装搬运机器人的工艺要求,以码垛机器人为研究对象,重点讨论轨迹规划问题,采用改进S型曲线实现了码垛机器人轨迹规划。为进一步提高机器人运行效率,基于遗传算法对整个运动过程所需时间进行优化并给出了具体优化过程。最后,搭建实验平台并进行相关实验研究。结果实验结果表明,基于所述轨迹规划方法,码垛机器人的重复定位精度可以达到0.5 mm,运动过程无速度和加速度突变,机器人运行平稳。结论该控制系统有效提高了包装机器人的运行效率,对于机器人稳定可靠运行具有重要意义。     

基于视觉的工业机器人码垛系统设计与分析

目的 为提高企业工件的码垛效率,降低工人劳动强度,搭建工业机器人视觉码垛实验系统.方法 在对工业机器人运动学模型分析的基础上,通过相机坐标系和末端坐标系的坐标关系,得到工业机器人末端执行器的位置和姿态信息.结果 提出了基于工件位置坐标的图像剔除算法,实现了多余工件图像的剔除.通过旋转平移矩阵计算待码垛工件的实际位置,并将此位置作为视觉校正后的工业机器人抓取工件位置.结论 实验结果显示改进后系统的重复性定位精度在x,y方向上均有显著提高,验证了工业机器人视觉码垛系统模型的准确性.