一种包装机械手气动控制系统的研究

为了实现对短小丝条状物料的自动连续包装充填与计量,开发设计了包装充填机械手,机械手的水平运动采用带调速机构的阀控气缸实现分段调速,垂直运动采用PLC-PWM气动高速开关阀实现定位精度和速度控制;机械手料手的抓料和卸料采用简单阀控气缸控制,以满足快速、高精度和低成本的要求.开展了实验研究,机械手竖直定位精度小于2mm,循环时间小于6s,满足控制指标要求.     

一种包装机械手及其控制的研究

目的为提高酸菜丝、榨菜条等短小丝条状类物料连续包装过程的自动化程度和生产效率,研究一种具有自动充填与计量功能的机械手及其有效的控制方法。方法机械手是一气动控制系统,由3个气缸分别实现水平运动、竖直运动和抓料卸料动作,由单片机数据采集与显示系统来实现机械手抓料质量的检测与显示,由PLC实现对整个系统的控制,采用目标观测型变结构仿人智能控制,确保达到控制精度要求。结果在实验室对样机进行了试验研究,气源压力为0.35 MPa,控制信号频率为20 Hz时,料手下端与取料水平面距离为100 mm条件下,机械手完成一个竖直运动循环所需时间小于4 s,每300 g充填质量误差不大于2 g。结论理论分析和实验结果表明,短小丝条状物料包装机械手和控制方法是可行的。     

一种自动计量与连续充填包装机械手功能特性的试验研究

针对采用一种特殊结构机械手,使酸菜丝等短小丝奈状物料在连续包装过程中,实现自动充填与计量的设计方案,为了验证机械手的功能特性是否符合设计要求,开展了试验研究。在不同压力和行程工况下,采用计算机软件自动记录试验数据,通过对试验数据进行对比分析,得出机械手工作的最佳工况。试验结果表明,机械手竖直定位精度2mm,自动计量装置计量精度2g,满足控制指标要求,设计方案可行。     

一种自动化分装投料系统设计

传统的分装投料设备都是由人工操作完成,存在效率低下、计量精度低、无法实现物料追溯等缺点,为了解决上述问题,该文设计了一种先进的自动化分装投料系统,该系统集成了自动传输、定量投料、自动摊匀、自动拆叠盘、信息读写和PLC控制等技术,实现了物料的快速分装、精准计量和信息追溯等功能,具有较强的示范价值和推广意义。     

管棒料包装自动上下料装置的设计开发

针对卫生香、塑胶管等细长管棒料包装生产多为手工上下料,具有自动化程度低,劳动强度大,需要人工多,不能形成稳定的自动化生产等缺陷,设计开发了一种管棒料包装自动上下料装置,实现了待包装的管棒料从物料器中分离出来后定量、定时、定向地送到包装成形的机构位置。对其结构特点、工作原理、结构设计和控制方案等方面进行了阐述,研究的样机能够应用于卫生香等管棒料的捆扎自动包装生产线,实现自动化包装生产。     

铜板自动包装线配重机械手的结构研究

针对某企业阴极铜板自动包装生产线的配重要求，设计了抓取阴极铜板的机械手，该机械手采用液压驱动，系统自动化程度高。实验结果表明，该机械手能很好的完成铜板自动包装生产线上单垛铜板的自动抓取配重任务，抓取工作可靠、稳定。     

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。     

卧卷防锈纸自动包装机的研究与实现

目的针对汽车白车身用卧卷防锈纸包装效率低下以及包装质量欠佳等缺陷,根据某钢铁企业的需求,提出一种自动折纸包装方案,并设计一台能够为卧卷进行自动防锈纸包装的折纸包装机。方法该专机的机械结构由若干个呈圆周阵列分布的折纸机械手、压实机构及承载机构组成,通过机械手与压实机构的组合运动实现防锈纸的自动折纸包装。结果折纸机械手完成了防锈纸的折纸与端面压平操作,压实机构完成了将剩余防锈纸压入卧卷卷眼的操作,包装的时间较人工包装显著缩短。结论该包装机能够在保证防锈纸包装质量的同时大幅度提高了包装效率。     

四自由度包装搬运机械手控制系统设计

目的提高包装生产线的自动化程度。方法基于S7-200 PLC和维纶TK6050ip触摸屏,设计一种全自动包装搬运气动机械手控制系统,对控制系统硬件结构进行设计,并在硬件结构基础上进行软件编程。最后进行测试和应用研究。结果由实验数据可知,该控制系统能够保证气动机械手运行的平稳性、准确性、快速性,具有操作方便、工作效率高、运行可靠等优点。结论基于PLC和触摸屏控制的气动机械手能够提高包装生产线的自动化程度,可满足包装控制要求和生产需求。     

一种颗粒包装机摆动式充填机构的设计

为改进转盘式颗粒包装机充填机构工作过程中,被包装物易于破损、撒漏,且结构难于拆装清洗的问题,设计了摆动式落料的充填机构。该机构采用可调容积法计量,计量容器由2个左右对称的开口三角形零件与中间隔板,在包装过程中动态组合形成,做水平往复运动的滑枕带动充料管左右移动,交替完成2个计量容器的物料计量,同时推动另一侧的料斗定轴转动,完成摆动落料。     

基于Dobot机械臂的包装自动线运动规划与仿真

目的 针对手工包装作业劳动强度大、生产速率低、一致性差等问题,基于Dobot轻型机械臂设计一种针对校园纪念品包装的自动化线.方法 首先对自动包装线各工序进行分析,确定各工步关键路径点,对各工序内的工步机械臂运动进行轨迹规划.其次利用Robotics Toolbox工具箱建立机械臂仿真模型,进行运动仿真分析.最后联合Matlab和Inventor进行可视化运动虚拟仿真.结果 运动仿真结果显示,在机械臂执行轨迹规划任务过程中各关节角位移无突变,且角速度和角加速度曲线平滑,能保证机械臂运行平稳,可视化虚拟仿真显示机械臂运行平顺.结论 证明各工序机械臂运动规划可行,符合各工步任务要求,可以满足包装自动化任务要求.     

基于连续卧式充填方案的开袋补偿机构设计

目的提高多功能袋包装机的工作效率。方法基于回转式充填方案,研究并提出一种连续自动开袋补偿的技术方案,实现包装的连续高速化作业。结果设计出了连续回转式充填的自动开袋补偿技术方案和机构,该设计减少了传统袋包装机中开袋充填的停顿等待时间。结论该设计不同于目前基于间歇式制袋包装的形式,实现了连续开袋充填,提高了多功能袋包装机的工作效率。     

M袋自动挂面包装机关键装置设计与仿真

目的针对包装规格2～2.5 kg直线式M袋自动挂面包装效率低、落料及封口存在问题等,设计一种卧式-间歇-回转给袋式自动挂面包装机。方法基于包装机生产效率分析,采用模块化、集成化的设计思想,设计包装机关键装置,以实现自动取袋、开袋、落料、整型、封口等功能。用SolidWorks软件对包装机的各个装置进行三维建模,并进行虚拟装配,检验设计的合理性。结果设计的卧式-间歇-回转M袋自动挂面包装机可以实现包装规格为2～2.5 kg/袋挂面的自动化包装,其生产效率比直线式的包装机提高了20%,并有效避免了落料及封口时出现的故障。结论所设计的新型自动挂面包装机结构合理,能够提高生产效率,给挂面自动化包装提供了一种可行的解决方案。     

M袋自动挂面充填装置的结构设计

目的为解决包装规格为1～2kg/袋的M袋挂面自动充填滞留残余、不畅等问题,设计一种用于挂面的自动充填装置。方法针对M型包装袋的特点,基于挂面充填装置的工作原理分析和技术要求,采用模块化、集成化设计方法及与现有设备的优化组合,对挂面充填装置进行结构设计,使挂面在充填的过程中可以顺利入袋,提高包装效率;用SolidWorks软件对挂面充填装置进行三维建模,并进行虚拟装配,根据三维虚拟样机及加工物理样机试验验证结构设计的合理性。结果包装规格为500,1000,150,2000 g/袋的挂面充填成功率分别为95%,90%,90%,80%。结论所设计的新型挂面充填装置结构合理,可以实现挂面的顺利落袋,为回转给袋式自动挂面包装机关键装置设计提供一定的参考。     

基于机器视觉的轴承盖外形轮廓分类方法

目的 为提高花卉类包装的自动化程度,解决运动冲击、低执行率等问题,以包装机械手为研究对象,设计一种花卉包装机械手时间和冲击最优轨迹规划方法。方法 采用5次B样条插值函数实现关节曲线构建。采用改进遗传算法实现机械手运动过程优化,不仅可以提高机械手执行效率,而且能够确保其运行过程中不会出现冲击问题。通过改进罚函数和自适应交叉变异概率来解决不等式约束和局部最优问题。另外,设计花卉包装机械手的运动控制系统,包括基于STM32芯片的控制器以及触摸屏控制界面。结果 通过仿真和实验验证了所述方法的有效性,结果表明包装机械手执行效率大约提高了10%,抓取速度可以达到60次/min;机械手抓取迅速、运转平稳,并没有出现明显的冲击问题。结论 所述轨迹规划方法和控制系统可以提高包装机械手控制性能,能够满足花卉包装、分拣要求。     

基于引力势场的包装机器人自动避障控制方法

目的 为解决自动化包装机器人机械手受到障碍物影响导致避障效果较低的问题,提出自动化包装机器人机械手自主避障方法.方法 建立自动化包装机器人行走轨迹运动模型,计算其线速度和角速度,完成自动化包装机器人的运动学分析;利用相邻2个自动化包装机器人之间的引力势场,计算自动化包装机器人所受的合力;设置自动化包装机器人机械手自主避障的状态方程,设计自主避障算法;结合自主避障流程,实现自动化包装机器人机械手的自主避障.结果 在U型障碍物路段和H型障碍物路段中设计了对比实验,实验结果表明,提出的自主避障方法无论在哪种类型路段,自动化机器人的工作效率都在75％以上,具有较好的避障效果.结论 适用于自动化包装机器人的机械手避障,为自动化包装机器人的研究提供参考.     

基于视觉反馈的包装机械手定位控制

目的 为了解决全自动食品包装机的块状食品抓取问题,以拾放并联机械手为研究对象,结合视觉反馈和预测控制,提出一种机械手定位控制方法。方法 给出了视觉反馈机械手总体设计方案,包括机械手本体、双目视觉系统和控制系统。研究输送带上运动食品的机器视觉定位算法。在考虑目标可见性约束和机械手执行器约束的前提下,将预测控制算法引入机械手的视觉伺服控制中,用于实现机械手末端位姿控制。最后,通过实验验证机械手的定位精度。结果 结果表明,平均误差可控制在0.7%,符合运动拾取精度要求。结论 所述控制方法可满足包装工艺要求,提高了包装过程自动化程度。     

适用夹持搬运的窗机包装结构研究应用

目的窗式空调器产品包装选择环保型的包装材料,采用优化内包装结构方案使设计出的整套产品包装尺寸符合装柜量最大化要求,并通过夹持力测试,以适用于机械手搬运、装卸作业。方法新设计的窗式空调不仅在材料及结构上满足常规的运输环境,通过常规的脚踩、跌落、堆码、运输等产品包装测试,还要验证它的可靠性,并能满足机械手的搬运方式,通过夹持测试。结果此种环保包装的结构设计不仅节省能源、资源,且包装材料用量少、可循环回收利用,并能通过包装各种测试,特别是夹持测试能够适用于机械自动化搬运周转窗式的空调产品。结论产品包装结构不能只重视包装设计,更不能缺少包装设计,采用绿色包装材料、新结构、新工艺的结合达到保护产品的目的。