一种新型码垛装置的开发及其关键技术

发布时间：2017-09-13 00:47

  本文关键词：一种新型码垛装置的开发及其关键技术

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【摘要】：为满足电池生产企业自动化生产需求,开展了一种新型码垛装置的研发工作。根据某电池企业实际生产情况及对其使用的特殊结构的电池盒码放技术要求,对码垛装置本体方案设计、末端执行器设计及其控制系统开发进行了的深入研究。全文的主要研究内容如下:通过分析电池企业实际生产状况及电池盒码垛要求,在归纳多种方案的基础上提出了龙门架式直角坐标机械结构的码垛装置本体方案;同时确定了码垛装置的驱动方案和传动方案,从而使码垛装置能够完全满足运动要求,并对关键零部件进行了静力学分析和强度校核。针对电池盒的码垛要求及对电池盒抓放的难点问题,设计了环槽型真空吸盘并带有机械保护机构的新型末端执行器,能够使有效吸附面积最大,满足真空吸附搬运的要求,并防止电池盒脱落产生安全隐患。结合电气控制技术,提出了以PLC为核心的控制系统方案,并进行了I/O点分配、电路设计等控制系统硬件技术设计;同时基于梯形图编程语言,采用模块化设计方法开发了控制系统PLC主程序,并以德国西门子(Siemens)公司的WinCC Flexible组态软件为开发平台,完成了人机界面的软件开发工作。依据机械结构的设计准则,利用Solidworks三维设计软件建立了新型码垛装置的虚拟样机,通过运动模拟仿真,检验了码垛装置的运动性能,为其工程应用提供了一定的指导意义。研究成果实现了大跨度的电池生产线间的协同码垛,并可以应用于专用电池盒的码垛工作,解决了对电池盒的抓放及装备运动控制等关键问题,对于降低企业生产成本、提高产量等方面具有重要的现实意义。
【关键词】：码垛装置 末端执行器 真空吸盘 PLC控制 虚拟样机
【学位授予单位】：天津大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM910.5;TH246
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 课题研究背景及意义8-10
• 1.2 国内外研究现状10-15
• 1.2.1 码垛装置本体结构10-11
• 1.2.2 末端执行器11-13
• 1.2.3 控制系统13-15
• 1.3 本文主要研究内容15-16
• 第二章 码垛装置总体方案设计16-27
• 2.1 电池生产企业生产线布局概况16-17
• 2.2 码垛装置本体结构设计17-19
• 2.3 码垛装置驱动方案确定19-20
• 2.4 码垛装置直线传动方案确定20-23
• 2.5 水平导轨梁强度分析23-26
• 2.6 本章小结26-27
• 第三章 末端执行器设计27-37
• 3.1 末端执行器结构形式确定27-28
• 3.2 真空吸盘结构设计28-32
• 3.2.1 真空吸盘材料的确定28-29
• 3.2.2 真空吸盘的结构设计29-32
• 3.3 机械保护机构设计32-34
• 3.4 真空气路系统设计34-36
• 3.4.1 真空压力源34-35
• 3.4.2 真空吸盘气路35-36
• 3.5 本章小结36-37
• 第四章 控制系统设计37-51
• 4.1 控制系统需求分析37-38
• 4.2 控制系统硬件技术设计38-43
• 4.2.1 PLC选型38-39
• 4.2.2 I/O点分配39-40
• 4.2.3 控制电路设计40-43
• 4.3 控制系统软件技术设计43-50
• 4.3.1 系统软件模块划分43-45
• 4.3.2 PLC控制程序编制45-48
• 4.3.3 人机界面设计48-50
• 4.4 本章小结50-51
• 第五章 码垛装置虚拟样机设计51-58
• 5.1 码垛装置的结构设计51-54
• 5.1.1 机械结构设计准则51-52
• 5.1.2 结构设计52-54
• 5.2 码垛装置的装配与运动仿真54-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第六章 总结与展望58-60
• 6.1 全文总结58-59
• 6.2 工作展望59-60
• 参考文献60-63
• 发表论文和科研情况说明63-64
• 致谢64-65

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