模块化可配置输送线的设计与监控系统

发布时间：2020-04-07 00:22

【摘要】：随着物流行业的高速发展,传统的输送线系统正向着自动化、数字化、分布式方向转型。目前,在滚筒输送线系统的设计开发中,拓扑布局依靠CAD人工绘制,控制完全依靠PLC;面对规模较大的输送线,存在设计繁琐、逻辑复杂、修改不便等问题。为此,本文设计研发了模块化可配置输送线的设计与监控系统,旨在提高滚筒输送线设计开发效率,降低控制实现难度,提供一个三维可视化的设计与监控平台。其主要研究内容如下:通过对组成输送线系统的输送机等设备进行特征分析和参数提取,建立了滚筒输送线的数字化和几何仿真模型。从概要设计、布局设计、详细设计三个层面开展了滚筒输送线的拓扑布局设计研究。针对布局设计,提出改进的A*算法来解决平面内任意两个特征控制点的路径规划问题。研究开发了基于CAN总线的输送线分布式控制方案。设计了传输层和应用层通信协议,根据实体控制器的资源映射,建立了虚拟控制器模型,开发了接线配置、软PLC的编程、目标代码生成、仿真运行等功能模块,实现了输送线控制程序的设计与验证。为实现输送线系统设计与监控过程中的三维可视化交互功能,对比研究了Winform和Unity3D各自的应用特点,设计了结合两者优势的功能界面。基于Unity 3D引擎构建了虚拟仿真环境,开发了场景漫游、鼠标点选和框选、干涉检查等功能模块。最后,结合样机完成了滚筒输送线设计与搭建,对系统的功能和实用性进行了测试与检验,验证了本系统的可行性,可完成滚筒输送线的快速高效设计,显著降低监控难度。
【图文】：

(a)直线型输送机 (b)圆弧型输送机 (c)移载输送机图 3. 1 滚筒输送机模块实物图 直线型输送机如图 3.1(a)所示，它的主要功能就是完成货物的直线输送，在图示方向上，可以从左往右，也可以从右往左输送。两侧的护栏可以限定货物的输送方向，并且防止货物从输送机上滑落。在输送机的入口和出口滚筒间隙的下方或者护栏两侧安装了光电传感器，用来检测货物的进入与离开。直线型输送机可以很方便的改装成入口模块、出口模块、移载模块等，是滚筒输送线最基本的模块单元。 圆弧型输送机如图 3.1(b)所示，主要用来完成输送线的变向运输，变向的转弯角度可以定制。圆柱形滚筒外嵌圆锥形橡胶套筒的设计，使得圆弧型输送机外侧线速度比内侧大，货物能够平稳的向内侧转弯，且不会造成打滑。除了圆弧的形状之外，其他构成与直线型输送机相似。 移载输送机如图 3.1(c)所示，它主要用来衔接两条相互垂直的输送线，使得货物在不改变姿态的情况下，被移载到与其原本输送方向垂直的输送线上。其主要结构是一台直线型输送机内嵌一台顶

南京航空航天大学硕士学位论文（2）运动控制滚筒本身有主动滚筒与从动滚筒之分，主动滚筒内部集成 24V 的直流电机和减速器，通过外部连接的驱动控制器来控制其启停、正反转、转速等。主动滚筒实物如图 3.2(a)所示，驱动控制器如图 3.2(b)所示，同一个输送机单元的滚筒通过传动皮筋两两相连，这样一个或多个主动滚筒就能带动输送单元内的所有从动滚筒一起转动，如图 3.2(c)所示。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TP277;TP336

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本文编号：2617199