基于垛型规划的码垛机器人双箱抓取研究
发布时间：2021-12-11 16:43
近年来,码垛机器人广泛应用于物流自动化领域。通常码垛机器人位于包装线的末端,首先码垛机器人需要根据托盘的大小将产品堆码成垛,再将成垛的产品整体搬运上车或运至仓库。托盘的空间利用率及码垛效率直接与企业的效益相关,而垛型的稳定性也会直接影响搬运的速度。随着工业产品的多样化,如何将不同的产品快速设计出最优垛型是提高企业效率的关键之一,且随着码垛高度的增加,容易造成产品的不稳和坍塌。以哪种方式码垛产品来保证垛型的稳定,如何高效的利用托盘空间以及如何快速码垛是本课题研究的主要内容。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-智能规划型堆码机器人的研发”的支持下,对于托盘装载效率、空间利用率和码垛稳定性进行了研究。对于同尺寸的箱型码垛,提出了采用双箱抓取的码垛方式。将二维布局问题与码垛机器人控制相结合,开发了一套高效的机器人堆码系统。针对托盘堆码的空间利用率问题以及稳定性问题,提出错位码垛算法。基于此算法编写了垛型规划软件,通过该软件可以将垛型数据发送给机器人控制器。其次,对于机器人本体DJM1200型码垛机器人重新设计了末端执行器。完成了末端执行器的机械结构设计和...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
埃夫特ER180-C104
河北工业大学硕士学位论文-7-经销商托盘包装问题指的是在饮料配送和包裹服务中需要将不同形状的盒子装在托盘上，为了最小化交付成本，每个托盘必须在最大体积利用率和层间支撑方面进行有效包装，使其稳定运输。制造商托盘装载问题指的是用相同的纸箱生产和包装产品，并将纸箱堆放在相同的托盘上。Hodgson主要研究方向为经销商托盘包装问题，Hodgson开发了一种模型，在模型中考虑了批处理环境，其中不同纸箱尺寸的分布是预定的。要完成的目标是选择的纸箱和托盘的尺寸，使托盘上的体积达到最大。图1.9制造商托盘装载问题图1.10经销商托盘包装问题Steudel(1979)[19]、Smith和DeCani(1980)[20]，Bischoff和Dowsland(1982)[21]对二维布局问题作了研究，他们的研究为二维布局的启发式算法提供了开端。之后一些学者对二维布局问题提出了精确的算法。Dowsland(1987)通过广泛的研究提出了基于布局问题的图论模型，Beasley(1985)[22]将二维下料问题转化为一个整数规划问题。Beasley的方法确定了最佳的切割模型，模型中确定了从大矩形上切割矩形的最大值。如果矩形的值被设置为等于它们的区域，那么问题假设为分销商的托盘包装问题。然后采用基于树搜索的拉格朗日松弛法，在合理的计算机时间内产生最优解。Smith(1985)开发了一种基于订单的遗传算法来解决矩形包装问题，其中物品的摆放方向是固定的。十九世纪90年代，Chen、Sarin和Ram(1991)[23]建立了一种数学模型，能够保证二维布局切割问题的最优解，最终结果是以最小数量的统一托盘放置给定数量的产品。StefanJakobs(1996)[24]将遗传算法应用在可切除的包装问题上，之后遗传算法成功应用在大量的工业应用，如结构设计、电信网络规划、电子电路设计与模式识别等。他们以类似自然过程中观察?
河北工业大学硕士学位论文-7-经销商托盘包装问题指的是在饮料配送和包裹服务中需要将不同形状的盒子装在托盘上，为了最小化交付成本，每个托盘必须在最大体积利用率和层间支撑方面进行有效包装，使其稳定运输。制造商托盘装载问题指的是用相同的纸箱生产和包装产品，并将纸箱堆放在相同的托盘上。Hodgson主要研究方向为经销商托盘包装问题，Hodgson开发了一种模型，在模型中考虑了批处理环境，其中不同纸箱尺寸的分布是预定的。要完成的目标是选择的纸箱和托盘的尺寸，使托盘上的体积达到最大。图1.9制造商托盘装载问题图1.10经销商托盘包装问题Steudel(1979)[19]、Smith和DeCani(1980)[20]，Bischoff和Dowsland(1982)[21]对二维布局问题作了研究，他们的研究为二维布局的启发式算法提供了开端。之后一些学者对二维布局问题提出了精确的算法。Dowsland(1987)通过广泛的研究提出了基于布局问题的图论模型，Beasley(1985)[22]将二维下料问题转化为一个整数规划问题。Beasley的方法确定了最佳的切割模型，模型中确定了从大矩形上切割矩形的最大值。如果矩形的值被设置为等于它们的区域，那么问题假设为分销商的托盘包装问题。然后采用基于树搜索的拉格朗日松弛法，在合理的计算机时间内产生最优解。Smith(1985)开发了一种基于订单的遗传算法来解决矩形包装问题，其中物品的摆放方向是固定的。十九世纪90年代，Chen、Sarin和Ram(1991)[23]建立了一种数学模型，能够保证二维布局切割问题的最优解，最终结果是以最小数量的统一托盘放置给定数量的产品。StefanJakobs(1996)[24]将遗传算法应用在可切除的包装问题上，之后遗传算法成功应用在大量的工业应用，如结构设计、电信网络规划、电子电路设计与模式识别等。他们以类似自然过程中观察?
【参考文献】：
期刊论文
[1]埃夫特:独具匠心的国产工业机器人样本[J]. 刘洋. 中国工业评论. 2016(11)
[2]布局问题的分类及求解方法[J]. 黄振东. 科技创新与应用. 2015(28)
[3]手机自动化生产线六轴机器人单元工作原理及常见故障分析[J]. 廖新辉. 机电工程技术. 2015(06)
[4]基于运动学和动力学的关节空间轨迹规划[J]. 宁学涛,潘玉田,杨亚威,黄伟. 计算机仿真. 2015(02)
[5]建立适合我国国情的托盘循环共用系统[J]. 王世鹏,顾学明. 中国流通经济. 2014(09)
[6]铁路托盘运输的现状及发展对策[J]. 杨磊. 物流技术与应用. 2014(06)
[7]码垛机器人末端执行器的设计[J]. 杨传民,田少龙,杨锰,侯红红. 包装工程. 2014(03)
[8]自动钻孔机器人末端执行器的对刀方法[J]. 乔静,张洋,陈亚胜. 工具技术. 2013(05)
[9]机器人技术在培养创新型工程技术人才方面的教学探讨[J]. 袁亮,侯爱萍. 装备制造技术. 2013(04)
[10]操作机器人机械手爪的设计研究及应用[J]. 张楠,何玉成,王南. 机械设计. 2013(03)
博士论文
[1]人机交互的演化设计方法及其在航天器舱布局方案设计中的应用[D]. 钱志勤.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]四自由度码垛机器人设计、承载能力分析与优化研究[D]. 曹志民.武汉科技大学 2014
[2]瓦楞纸箱与托盘装载模式的优化研究[D]. 卢成松.大连海事大学 2012
[3]冲压机器人本体设计及机器人自主设计开发研究[D]. 屈云涛.燕山大学 2012
[4]层码垛机器人结构设计及动态性能分析[D]. 刘涛.兰州理工大学 2010
[5]码垛机器人控制器系统软件的设计和研究[D]. 蓝培钦.上海交通大学 2010
[6]托盘包装系统的优化设计[D]. 雒洁.西安理工大学 2005
本文编号：3535022
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
埃夫特ER180-C104
河北工业大学硕士学位论文-7-经销商托盘包装问题指的是在饮料配送和包裹服务中需要将不同形状的盒子装在托盘上，为了最小化交付成本，每个托盘必须在最大体积利用率和层间支撑方面进行有效包装，使其稳定运输。制造商托盘装载问题指的是用相同的纸箱生产和包装产品，并将纸箱堆放在相同的托盘上。Hodgson主要研究方向为经销商托盘包装问题，Hodgson开发了一种模型，在模型中考虑了批处理环境，其中不同纸箱尺寸的分布是预定的。要完成的目标是选择的纸箱和托盘的尺寸，使托盘上的体积达到最大。图1.9制造商托盘装载问题图1.10经销商托盘包装问题Steudel(1979)[19]、Smith和DeCani(1980)[20]，Bischoff和Dowsland(1982)[21]对二维布局问题作了研究，他们的研究为二维布局的启发式算法提供了开端。之后一些学者对二维布局问题提出了精确的算法。Dowsland(1987)通过广泛的研究提出了基于布局问题的图论模型，Beasley(1985)[22]将二维下料问题转化为一个整数规划问题。Beasley的方法确定了最佳的切割模型，模型中确定了从大矩形上切割矩形的最大值。如果矩形的值被设置为等于它们的区域，那么问题假设为分销商的托盘包装问题。然后采用基于树搜索的拉格朗日松弛法，在合理的计算机时间内产生最优解。Smith(1985)开发了一种基于订单的遗传算法来解决矩形包装问题，其中物品的摆放方向是固定的。十九世纪90年代，Chen、Sarin和Ram(1991)[23]建立了一种数学模型，能够保证二维布局切割问题的最优解，最终结果是以最小数量的统一托盘放置给定数量的产品。StefanJakobs(1996)[24]将遗传算法应用在可切除的包装问题上，之后遗传算法成功应用在大量的工业应用，如结构设计、电信网络规划、电子电路设计与模式识别等。他们以类似自然过程中观察?
河北工业大学硕士学位论文-7-经销商托盘包装问题指的是在饮料配送和包裹服务中需要将不同形状的盒子装在托盘上，为了最小化交付成本，每个托盘必须在最大体积利用率和层间支撑方面进行有效包装，使其稳定运输。制造商托盘装载问题指的是用相同的纸箱生产和包装产品，并将纸箱堆放在相同的托盘上。Hodgson主要研究方向为经销商托盘包装问题，Hodgson开发了一种模型，在模型中考虑了批处理环境，其中不同纸箱尺寸的分布是预定的。要完成的目标是选择的纸箱和托盘的尺寸，使托盘上的体积达到最大。图1.9制造商托盘装载问题图1.10经销商托盘包装问题Steudel(1979)[19]、Smith和DeCani(1980)[20]，Bischoff和Dowsland(1982)[21]对二维布局问题作了研究，他们的研究为二维布局的启发式算法提供了开端。之后一些学者对二维布局问题提出了精确的算法。Dowsland(1987)通过广泛的研究提出了基于布局问题的图论模型，Beasley(1985)[22]将二维下料问题转化为一个整数规划问题。Beasley的方法确定了最佳的切割模型，模型中确定了从大矩形上切割矩形的最大值。如果矩形的值被设置为等于它们的区域，那么问题假设为分销商的托盘包装问题。然后采用基于树搜索的拉格朗日松弛法，在合理的计算机时间内产生最优解。Smith(1985)开发了一种基于订单的遗传算法来解决矩形包装问题，其中物品的摆放方向是固定的。十九世纪90年代，Chen、Sarin和Ram(1991)[23]建立了一种数学模型，能够保证二维布局切割问题的最优解，最终结果是以最小数量的统一托盘放置给定数量的产品。StefanJakobs(1996)[24]将遗传算法应用在可切除的包装问题上，之后遗传算法成功应用在大量的工业应用，如结构设计、电信网络规划、电子电路设计与模式识别等。他们以类似自然过程中观察?
【参考文献】：
期刊论文
[1]埃夫特:独具匠心的国产工业机器人样本[J]. 刘洋. 中国工业评论. 2016(11)
[2]布局问题的分类及求解方法[J]. 黄振东. 科技创新与应用. 2015(28)
[3]手机自动化生产线六轴机器人单元工作原理及常见故障分析[J]. 廖新辉. 机电工程技术. 2015(06)
[4]基于运动学和动力学的关节空间轨迹规划[J]. 宁学涛,潘玉田,杨亚威,黄伟. 计算机仿真. 2015(02)
[5]建立适合我国国情的托盘循环共用系统[J]. 王世鹏,顾学明. 中国流通经济. 2014(09)
[6]铁路托盘运输的现状及发展对策[J]. 杨磊. 物流技术与应用. 2014(06)
[7]码垛机器人末端执行器的设计[J]. 杨传民,田少龙,杨锰,侯红红. 包装工程. 2014(03)
[8]自动钻孔机器人末端执行器的对刀方法[J]. 乔静,张洋,陈亚胜. 工具技术. 2013(05)
[9]机器人技术在培养创新型工程技术人才方面的教学探讨[J]. 袁亮,侯爱萍. 装备制造技术. 2013(04)
[10]操作机器人机械手爪的设计研究及应用[J]. 张楠,何玉成,王南. 机械设计. 2013(03)
博士论文
[1]人机交互的演化设计方法及其在航天器舱布局方案设计中的应用[D]. 钱志勤.大连理工大学 2001
硕士论文
[1]四自由度码垛机器人设计、承载能力分析与优化研究[D]. 曹志民.武汉科技大学 2014
[2]瓦楞纸箱与托盘装载模式的优化研究[D]. 卢成松.大连海事大学 2012
[3]冲压机器人本体设计及机器人自主设计开发研究[D]. 屈云涛.燕山大学 2012
[4]层码垛机器人结构设计及动态性能分析[D]. 刘涛.兰州理工大学 2010
[5]码垛机器人控制器系统软件的设计和研究[D]. 蓝培钦.上海交通大学 2010
[6]托盘包装系统的优化设计[D]. 雒洁.西安理工大学 2005
本文编号：3535022
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