大长径比柔性对象自动送料关键技术研究

发布时间：2017-04-01 16:17

  本文关键词：大长径比柔性对象自动送料关键技术研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自动送料是实现物料全自动包装和装配作业的基础。然而大长径比柔性物料由于其自身的细长特点和柔软特性,其几何形状具有不确定性,使得柔细物料难以分离拾取,从而使这一类物料的包装作业尚停留在半自动化阶段。以一次性医用静脉采血针的包装为例,现由人工完成上料,机器实施包装,增加了人力成本和劳动强度,且卫生条件难以保障。同时,人工上料的方式难以满足规模化、自动化生产包装的需要。为了解决这一问题,本文分析了国内外柔性对象自动送料的研究现状,同时在充分考虑物料自身特性的基础上,以自动分料拾取和有序排列作为技术攻关,创新设计了一种主要针对于大长径比柔性物料的自动送料装置,并完成了整机制作和试验研究。本文主要完成的工作如下:1)通过分析大长径比柔性物料的典型特征,选取具有代表性的医用静脉采血针作为具体实施对象,进行参数测定及特性分析,包括采血针软管的直径、长度、质量测量,采血针堆聚状态相关参数测定。2)根据柔细物料的几何外形与变形特性,提出了基于搓分式和吸附式的两大分料拾取机构。搓分式拾取机构重点进行了物料的力学和动力学分析,设计出最佳凹坑角60°和最小夹持力0.02N,以保证搓分的可靠性和稳定性。吸附式分料机构重点进行了吸附过程中物料的动力学分析,确定出最小吸附力为0.2N,最小吸腔截面为2.86mm2这一重要设计参数,以确保物料可靠吸附拾取。3)进行了分料拾取机构的试验研究。设计出搓分式和吸附式两大试验平台,两者拾取效率之比为80%:86%;搓分式通过设计正交试验确定出扎入深度30mm、初始杆距4mm、夹持力1.0N这一组最佳参数组合水平。4)搭建理料装置实物平台,以缩短理料装置的工位等待时间为目标,进行多种排列方案的设计与比较,提出偶移奇位法和拆步排列法两大排列方法,并以效率优先,确定最大步数为5步的拆步排列法作为最终的有序排列方法。5)以吸附式分料为基础,实施自动送料装置的集成设计,并且将其分解为取料、旋压、定直三个主要功能模块。基于PLC、传感检测技术、伺服控制技术,进行了系统软硬件设计,搭建平台实物并进行装配调试,整机送料效率为80000次/日,试验平台的各项数据基本上达到设计要求。
【关键词】：大长径比 柔性 送料 自动分料 有序排列
【学位授予单位】：浙江理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH22;TB486.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.1.1 大长径比柔性对象介绍9-10
• 1.1.2 研究自动送料的必要性10
• 1.2 国内外研究现状及分析10-16
• 1.2.1 自动送料技术与方法10-15
• 1.2.2 柔性对象自动送料研究现状15
• 1.2.3 杆状对象自动送料研究现状15-16
• 1.3 柔细物料自动送料关键点分析16-17
• 1.4 主要研究内容17-18
• 1.4.1 拟解决关键问题17
• 1.4.2 课题研究思路17-18
• 1.5 本章小结18-19
• 第二章 自动送料总体方案研究19-29
• 2.1 柔细对象选择及参数研究19-22
• 2.1.1 几何外形相关参数测定20-21
• 2.1.2 堆聚状态相关参数测定21-22
• 2.2 包装机械进料方式分析22
• 2.3 自动送料总体方案设计22-24
• 2.3.1 功能行为分析22-23
• 2.3.2 功能模块布局23-24
• 2.4 自动分料关键技术分析24-27
• 2.4.1 拾取方法研究25-26
• 2.4.2 各类方法适用范围26
• 2.4.3 集成单元数量分析26-27
• 2.5 自动理料关键技术分析27-28
• 2.6 本章小结28-29
• 第三章 分料拾取机构关键技术研究29-50
• 3.1 搓分式分料拾取机构29-40
• 3.1.1 搓分式分料拾取机构组成29-32
• 3.1.2 搓分拾取机构物料分离原理32-34
• 3.1.3 搓分拾取机构分料过程分析34-36
• 3.1.4 凹坑深度角的分析计算36-37
• 3.1.5 最小夹持力的分析计算37-40
• 3.2 吸附式分料拾取机构40-44
• 3.2.1 导向口的设计41-42
• 3.2.2 刚性吸嘴受力分析42-44
• 3.2.3 吸腔面积计算44
• 3.3 分料拾取机构的试验研究44-48
• 3.3.1 搓分拾取试验45-47
• 3.3.2 吸附拾取试验47-48
• 3.3.3 两类试验比较48
• 3.4 本章小结48-50
• 第四章 有序排列装置关键技术研究50-57
• 4.1 有序排列背景介绍50
• 4.2 自动理料工位布局方法50-51
• 4.3 有序排列的初始条件设置51-52
• 4.4 多种有序排列方法设计52-55
• 4.5 两种排列方法的比较55-56
• 4.6 本章小结56-57
• 第五章 自动送料装置设计57-73
• 5.1 自动送料装置总体布局57
• 5.2 自动分料装置的设计57-66
• 5.2.1 取料机构58-59
• 5.2.2 定直机构59-62
• 5.2.3 旋压机构62-63
• 5.2.4 其他机械结构63-66
• 5.3 自动理料装置的设计66-68
• 5.4 自动送料电气系统设计68-72
• 5.4.1 试验平台工作时序图70
• 5.4.2 送料控制顺序图的设计70-71
• 5.4.3 自动送料平台的实物图71-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 6.1 总结73
• 6.2 展望73-75
• 参考文献75-78
• 致谢78-79
• 攻读硕士学位期间获得成果79

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