错位码垛规划及其与码垛机器人控制融合的研究

发布时间：2017-06-30 05:05

  本文关键词：错位码垛规划及其与码垛机器人控制融合的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文在国家“十二五”科技支撑重点项目“食品包装关键技术装备及材料开发与示范(2011BAD24B01)-智能规划型堆码机器人的研发”的支持下,针对DJM1200型码垛机器人控制器的特点,研究和设计了错位码垛模块和错位码垛规划软件。目前,码垛机器人已广泛应用于多种产品线的末端,码垛能力决定了码垛机器人性能的成败。然而大部分码垛机器人的工作过程由示教方式完成,该方式操作极为复杂,占用了设备大量的时间,码垛出的垛型主要靠操作员的经验,这会造成托盘空间的浪费,而且码垛出的垛型也不稳定。虽然离线编程技术已经可以实现通用化了,但是它对使用者的要求高,码垛出的垛型未必最适合用户的需要。随着工业产品越来越多,产品尺寸变化越来越大,为了提高竞争力,用户需要根据自己的产品快速的设计出最优的垛型。本文设计了错位码垛模块和错位码垛规划软件,可以有效的解决上述问题。首先介绍了错位码垛算法的原理,利用该算法自动规划码垛模式,快速的得到用户所需的最优垛型。该垛型满足两个条件:一是使托盘的空间利用率最大;二是垛型最稳定。其次,分析了码垛机器人控制器KeMotion的特点,确定了开发实现错位码垛功能的方案。该方案包括KeTop模板程序的开发、软PLC系统的开发和错位码垛规划软件的开发,其中开发的Ketop模板程序和PLC程序组成了错位码垛模块。借助于码垛机器人控制器及PC机搭建的软硬件开发环境,最终开发出错位码垛模块和错位码垛规划软件。最后,设计了三组交叉实验,验证了最优垛型。实验结果表明,当随意更换包装箱和托盘尺寸时,错位码垛规划软件可以快速的仿真出最优垛型,与错位码垛模块联合使用,使码垛机器人快速的工作。本研究达到了预期的效果,可以满足工厂多产品的需求,对新型码垛机器人的开发提供重要的研究基础。
【关键词】：错位码垛 垛型优化 码垛机器人
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH246;TP242
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 课题研究的背景及意义9-10
• 1.2 码垛机器人10-13
• 1.2.1 国内外码垛机器人发展现状10-11
• 1.2.2 国外码垛机器人编程软件的研究现状11-12
• 1.2.3 国内码垛机器人编程软件的研究现状12-13
• 1.3 二维布局的研究现状13-15
• 1.3.1 国外二维布局问题的研究现状13-14
• 1.3.2 国内二维布局问题的研究现状14-15
• 1.4 本课题研究的主要内容15-17
• 第二章 错位码垛算法17-31
• 2.1 引言17
• 2.2 托盘码垛方式17-19
• 2.2.1 码垛方式对包装箱抗压强度及稳定性的影响19
• 2.3 错位码垛算法原理分析19-29
• 2.3.1 错位码垛算法的相关概念20-21
• 2.3.2 错位码垛算法的原理21-28
• 2.3.3 算法的实现步骤28-29
• 2.4 算法应用效果的评判标准29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 码垛机器人工作空间分析及错位码垛功能的方案设计31-39
• 3.1 引言31
• 3.2 码垛机器人的工作空间分析31-33
• 3.3 码垛机器人错位码垛功能的方案设计33-37
• 3.3.1 控制系统的硬件结构33-34
• 3.3.2 控制系统的软件结构34-35
• 3.3.3 码垛机器人错位码垛功能的具体方案35-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第四章 错位码垛功能的详细设计39-55
• 4.1 引言39
• 4.2 开发环境的搭建39-42
• 4.2.1 硬件环境的搭建39-40
• 4.2.2 软件环境的搭建40-41
• 4.2.3 机器人类型和运动控制的结构配置41-42
• 4.3 错位码垛模块的KeTop程序的设计42-46
• 4.3.1 KAIRO语言介绍42-43
• 4.3.2 托盘坐标系的建立43-44
• 4.3.3 KeTop模板程序的基本原理44-46
• 4.4 错位码垛模块的PLC程序的开发46-51
• 4.4.1 kestudio软件的介绍46-47
• 4.4.2 错位码垛模块的PLC程序开发的原理47-51
• 4.5 错位码垛规划软件的设计51-54
• 4.5.1 错位码垛规划软件的设计原则51-52
• 4.5.2 错位码垛规划软件设计的方法及步骤52-53
• 4.5.3 服务器端通信功能的实现53-54
• 4.5.4 错位码垛规划软件生成通用EXE格式文件54
• 4.6 本章小结54-55
• 第五章 错位码垛实验55-61
• 5.1 引言55
• 5.2 码垛实验55-60
• 5.2.1 码垛实验的调试过程55-59
• 5.2.2 最优垛型效果评价59-60
• 5.3 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 总结61-62
• 6.2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 附录A66-70
• 附录B70-72
• 攻读学位期间所取得的相关科研成果72-73
• 致谢73

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