纸箱码垛机器人及其成套装备设计与开发

发布时间：2018-11-06 16:52

【摘要】：本文密切结合芜马合机器人产业集聚区子项目——系列化搬运机器人及其示范应用,进行纸箱码垛机器人及其成套装备设计与开发。以某企业箱装产品的码垛需求为例,展开其关键部件——码垛机器人的运动学分析、构型设计、基于Lab VIEW的控制系统设计,并对码垛生产线PLC控制系统进行设计与实验。具体工作概述如下:首先充分调研市场上的码垛需求及码垛产品的结构特征,并根据公司现场条件,为实现纸箱从生产线到托盘码垛成型的要求,对其进行整体构架的分析规划;结合D-H法进行码垛机器人运动学分析,获得正向解和逆向解,设定初始参数,计算操作空间,获取满足条件的主要杆件尺度。针对纸箱码垛机器人生产线上中的关键部件(码垛机器人)进行电机和减速机的选型计算,基于Solid Works平台,进行详细的机器人结构设计。分析抓取方案中的产品多样性,辅以两款末端执行器的详细结构设计。针对码垛机器人,研究其运动控制系统,基于“PC+运动控制卡”控制形式的硬件组态核心,搭建纸箱码垛机器人控制系统硬件平台。基于修正梯形的轨迹规划方式及点到点的路径规划方式,综合功能需求,设计基于Lab VIEW的码垛机器人软件控制系统。以提高生产线可靠性和效率为目的,采用西门子S7-200PLC辅助控制体系。以纸箱列整方式分析为基础,规划生产线流程,设计电器系统电路图并施工,设计了跨STEP7及Lab VIEW编程环境的系统应用软件。进行系统软硬件联合调试,设计有关实验。实验表明,该纸箱码垛机器人生产线系统满足纸箱码垛需求,达到预期效果,本文可为同类产品设计提供参考。
[Abstract]:In this paper, the design and development of carton palletizing robot and its complete sets of equipment are carried out in close combination with the serial handling robot and its demonstration application, which is the sub-project of Wu-Mahe robot industry agglomeration area. Taking the palletizing requirement of a certain enterprise's container product as an example, the kinematics analysis, configuration design, control system design based on Lab VIEW and the PLC control system of palletizing production line are carried out. The specific work is summarized as follows: firstly, the requirements of palletizing in the market and the structural characteristics of palletizing products are investigated fully, and according to the company's site conditions, the requirements of carton palletizing forming from production line to palletizing are realized. To carry on the analysis and planning of the whole frame; Combined with D-H method, the kinematics of palletizing robot is analyzed, the forward and reverse solutions are obtained, the initial parameters are set, the operation space is calculated, and the main member scale satisfying the conditions is obtained. The selection calculation of motor and reducer is carried out for the key parts (palletizing robot) in the carton palletizing robot production line. The structure of the robot is designed in detail based on Solid Works platform. The product diversity in the grab scheme is analyzed and the detailed structure design of the two end actuators is introduced. The motion control system of palletizing robot is studied. Based on the hardware configuration core of "PC motion control card", the hardware platform of carton palletizing robot control system is built. Based on the modified trapezoid trajectory planning and point-to-point path planning, the software control system of palletizing robot based on Lab VIEW is designed. In order to improve the reliability and efficiency of production line, Siemens S7-200PLC auxiliary control system is adopted. Based on the analysis of carton column integration mode, the process of production line is planned, the electric circuit diagram of electrical system is designed and constructed, and the system application software is designed to cross the programming environment of STEP7 and Lab VIEW. Carry on the system hardware and software joint debugging, design the related experiment. The experimental results show that the system of carton palletizing robot production line can meet the requirements of carton palletizing and achieve the desired effect. This paper can provide a reference for the design of similar products.
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP242

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本文编号：2314884