本科生畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻(xiàn)綜述
設(shè)計 (論文)題目
物料包裝線模型碼垛推動機(jī)
構(gòu)的設(shè)計
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指導(dǎo)教師職稱
完 成 時 間
說 明
1．根據(jù)學(xué)?！懂厴I(yè)設(shè)計(論文)工作暫行規(guī)定》，學(xué)生必須撰寫畢業(yè)設(shè)計(論文)文獻(xiàn)綜述。文獻(xiàn)綜述作為畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。
2．文獻(xiàn)綜述應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(論文)工作前期內(nèi)完成，由指導(dǎo)教師簽署意見并經(jīng)所在專業(yè)教研室審查。
3．文獻(xiàn)綜述各項內(nèi)容要實事求是，文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。
4．學(xué)生撰寫文獻(xiàn)綜述，閱讀的主要參考文獻(xiàn)應(yīng)在10篇以上（土建類專業(yè)文獻(xiàn)篇數(shù)可酌減），其中外文資料應(yīng)占一定比例。本學(xué)科的基礎(chǔ)和專業(yè)課教材一般不應(yīng)列為參考資料。
5．文獻(xiàn)綜述的撰寫格式按畢業(yè)設(shè)計(論文)撰寫規(guī)范的要求，字?jǐn)?shù)在2000字左右。文獻(xiàn)綜述應(yīng)與開題報告同時提交。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）文 獻(xiàn) 綜 述
物料包裝線模型碼垛推動機(jī)構(gòu)的設(shè)計
摘 要：碼垛機(jī)是根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點和具體的工作環(huán)境要求對其進(jìn)行設(shè)計的，它可代替人們繁重勞動，從而提高了生產(chǎn)的效率。本論文主要是根據(jù)碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器工作的任務(wù)進(jìn)行分析，設(shè)計出一款碼垛機(jī)器人，并且給出該機(jī)器人的三維模型，并計算出該機(jī)器人的自由度和傳動比，根據(jù)碼垛機(jī)器人的相關(guān)數(shù)據(jù)選用合適的電機(jī)、齒輪和軸。并對相應(yīng)承擔(dān)扭矩的齒輪和軸進(jìn)行了校核?，F(xiàn)在的碼垛機(jī)器人可用于代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化。大部分的碼垛機(jī)器人都運(yùn)用了堆疊法，堆疊法是一種強(qiáng)大的機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過基于交叉驗證的元模型智能地結(jié)合其他方法的預(yù)測結(jié)果。
關(guān)鍵詞：碼垛機(jī) 軸的扭矩?校核
Design of palletizing mechanism for material packaging line model
Abstract：The palletizing machine is designed according to its structural characteristics and specific working environment requirements, which can replace people's heavy labor, thus improving the efficiency of production. In this paper, we mainly analyze the task of the end effector of the palletizing robot, design a palletizing robot, and give the three-dimensional model of the robot to calculate the freedom and transmission ratio of the robot. According to the stacking robot Use the appropriate motor, gear and shaft for the relevant data. And the corresponding commitment to the torque of the gear and shaft were checked. Stacking robots can replace people's heavy labor to achieve the mechanization and automation of production, but also the use of the stack method, stacking method is a powerful machine learning technology, based on cross-validation of the meta-model intelligently combined with other methods of prediction results.
Keywords: palletizing machine shaft torque checking
一、前言
目前，我國部分企業(yè)在產(chǎn)品生產(chǎn)和加工時仍然用人力進(jìn)行工件的移動和定位，一定程度上出現(xiàn)了工作強(qiáng)度大、安全性差、操作靈活性差、定位精度低等問題。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和自動化生產(chǎn)線在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，碼垛機(jī)作為自動化生產(chǎn)線的重要組成部分也得到了長足的發(fā)展和進(jìn)步。尤其是隨著機(jī)械結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，氣動、液壓技術(shù)的成熟，控制元件的發(fā)展和控制方式的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，機(jī)械手的動作精確性、控制靈活性和工作可靠性得到了明顯的改善。碼垛機(jī)的出現(xiàn)在減輕工人勞動強(qiáng)度和難度、提高工作效率和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本上做出了突出貢獻(xiàn)，機(jī)械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。
二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
碼垛機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀從60年代開始，在工業(yè)發(fā)達(dá)的德國、意大利、日本等國家，已相繼研制出半自動、全自動碼垛機(jī)，后來在結(jié)構(gòu)和機(jī)型方面，還不斷作了改進(jìn)和完善。國產(chǎn)碼垛機(jī)從80年代開始研制開發(fā)到現(xiàn)在，已經(jīng)歷了20年左右的時間。到目前為止，我國生產(chǎn)的碼垛機(jī)，機(jī)型，品種規(guī)格、設(shè)備性能和產(chǎn)品質(zhì)量等各方面，有很大的發(fā)展和提高，并在很多方面已逐步接近或達(dá)到國外同類型碼垛機(jī)的技術(shù)性能及各項參數(shù)，已基本上能滿足大中型企業(yè)產(chǎn)品包裝碼垛的需要。目前國內(nèi)碼垛機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀可以總結(jié)為一下6點：
1.國內(nèi)已擁有一批專業(yè)科技隊伍
目前國內(nèi)一些科研、設(shè)計和生產(chǎn)單位，已擁用一批專門從事科研、設(shè)計和制造碼垛機(jī)的技術(shù)隊伍，他們通過近20年左右的摸索、研制、和生產(chǎn)實踐已積累了較豐富的經(jīng)驗，現(xiàn)在已具備設(shè)計和研制出符合國情和先進(jìn)水平的碼垛機(jī)所必需的條件。
2.已有一批專業(yè)制造單位
目前國內(nèi)已有4-5家生產(chǎn)碼垛機(jī)的主要專業(yè)制造公司，其中主要生產(chǎn)廠家有河南樂仆工業(yè)自動化有限公司、合肥雄鷹自動化工程科技有限公司等。其技術(shù)和裝備己具有制造一流水平碼垛機(jī)的能力和條件。加上有關(guān)控制元器件配套廠的共同努力，在最近3～5年內(nèi)，我國將能夠生產(chǎn)出接近或達(dá)到國際先進(jìn)水平的碼垛機(jī)。
3.國產(chǎn)機(jī)型已基本能滿足生產(chǎn)需要
目前國內(nèi)幾個廠生產(chǎn)的碼垛機(jī)，無論從機(jī)型、規(guī)格及各項主要技術(shù)性能來看，已初步形成系列產(chǎn)品，可基本滿足國內(nèi)大、中型企業(yè)生產(chǎn)的要求，有些機(jī)型的結(jié)構(gòu)設(shè)計，還比較簡單實用、制造質(zhì)量也較高，從機(jī)械性能等到方面看，也能保證安全、正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的要求;但在聚丙烯自動碼垛機(jī)方面，自動碼垛機(jī)大多從國外引進(jìn)，對國外產(chǎn)品有一定依賴性。這與我國化工行業(yè)自動化水平有關(guān)，相信通過我們進(jìn)一步努力，根據(jù)生產(chǎn)的需要，進(jìn)行控制系統(tǒng)的自動化改造和完善，可逐步接近國外的自動碼垛機(jī)生產(chǎn)水平。
4.已能生產(chǎn)配套的控制元器件
從八十年代開始，國內(nèi)一些儀表廠已生產(chǎn)出為碼垛機(jī)配套所需用的控制元器件，并已用于生產(chǎn)運(yùn)行。目前國產(chǎn)元器件與國外同類型先進(jìn)水平相比，還有一定的差距，其中主要是使用壽命較短。但相信通過進(jìn)一步努力，國產(chǎn)元器件還是有可能逐步接近或達(dá)到國外水平的。目前國內(nèi)一些碼垛機(jī)制造單位，為了提高碼垛機(jī)的整體技術(shù)水平，對一些控制系統(tǒng)的主要元件、敏感元件及氣動系統(tǒng)工程主要元件等，采取從國外進(jìn)口的辦法，這也是一種過渡的措施之一。
5.國產(chǎn)碼垛機(jī)有明顯的價格優(yōu)勢
目前國產(chǎn)碼垛機(jī)一般價格都在54-75萬元/套，其中氣墊式全自動碼垛機(jī)約54萬元/套左右;輥道式全自動碼垛機(jī)約75萬元/套左右;國產(chǎn)機(jī)器人自動碼垛機(jī)每套價格介于上述兩類之間。因此，國產(chǎn)全自動碼垛機(jī)與國外同類型產(chǎn)品相比，其價格僅為國外同類型新產(chǎn)品價格的1/2—1/3左右。因此，選用國產(chǎn)碼垛機(jī)是比較經(jīng)濟(jì)合理的，且可節(jié)省大量外匯。國產(chǎn)碼垛機(jī)的備品備件容易解決國產(chǎn)碼垛機(jī)投產(chǎn)后所需的備品備件，供應(yīng)渠道暢通，容易解決，且經(jīng)濟(jì)實惠。
6.售后服務(wù)周到及時
目前國內(nèi)生產(chǎn)碼垛機(jī)的幾個主要廠家，對產(chǎn)品的售后服務(wù)，都較周到和及時，一般制造廠都有能積極協(xié)助用戶做好安裝調(diào)試工作，為用戶培訓(xùn)技術(shù)操作人員，有的制造單位還有整套穩(wěn)定的售后技術(shù)隊伍，保證生產(chǎn)單位用好管好碼垛機(jī)生產(chǎn)線。
三、發(fā)展趨勢
隨著工業(yè)自動化的普及和發(fā)展，控制器的需求逐年增大，碼垛機(jī)機(jī)械手的應(yīng)用也逐漸普及，主要在飼料、化肥、醫(yī)藥、包裝等生產(chǎn)線成品、半成品的裝卸調(diào)運(yùn)，可以更好地節(jié)約能源和提高運(yùn)輸設(shè)備或產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運(yùn)方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。
工業(yè)的發(fā)展帶動自動化的生產(chǎn)，由于自動化的生產(chǎn)能幫助企業(yè)提升產(chǎn)品質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，還能減少人工傷害。很多企業(yè)也慢慢的轉(zhuǎn)型到自動化生產(chǎn)當(dāng)中，面對未來的發(fā)展，自動化是中國制造業(yè)的未來發(fā)展趨勢。由于國家提倡工業(yè)機(jī)器人的研發(fā)和制造，可能在未來幾年，制造業(yè)的勞力就會被工業(yè)機(jī)器人所代替。
四、特點
1、 結(jié)構(gòu)簡單、零部件少。因此零部件的故障率低、性能可靠、保養(yǎng)維修簡單、所需庫存零部件少。
2、 占地面積少。有利于客戶廠房中生產(chǎn)線的布置，并可留出較大的庫房面積。碼垛機(jī)器人可以設(shè)置在狹窄的空間，即可有效的使用。
3、適用性強(qiáng)。當(dāng)客戶產(chǎn)品的尺寸、體積、形狀及托盤的外形尺寸發(fā)生變化時只需在觸摸屏上稍做修改即可，不會影響客戶的正常的生產(chǎn)。而機(jī)械式的碼垛機(jī)更改相當(dāng)?shù)穆闊┥踔辽鲜菬o法實現(xiàn)的。
4、能耗低。通常機(jī)械式的碼垛機(jī)的功率在26KW左右，而碼垛機(jī)器人的功率為5KW左右。大大降低了客戶的運(yùn)行成本。
5、全部控制可在控制柜屏幕上操作即可，操作非常簡單。
6、只需定位抓起點和擺放點，教示方法簡單易懂。
7、碼垛機(jī)系統(tǒng)也有一定優(yōu)勢：碼垛作業(yè)效率高，具有最大3000次/小時的搬運(yùn)能力；由具有多種智能化功能的最新式高性能控制器控制；高可靠性、創(chuàng)新、多功能運(yùn)用，可以滿足多種碼垛方式。
參考文獻(xiàn)
[1] 董愛梅.基于PLC的聚乙烯包裝碼垛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計[J].包裝程,2005.39-40.
[2]王平,黃玉志.基于PLC控制的包裝碼垛生產(chǎn)線的設(shè)計[J].電子設(shè)計工程,2011.35-38.
[3]王明武.基于PLC的全自動鋁錠碼垛機(jī)設(shè)計[J].機(jī)床與液壓,2012.101-103.
[4]張曉莉,王幼華,林和榮.鋁錠堆垛機(jī)械手示教盒的設(shè)計[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2006.20-21.
[5] 姜永增，姚忠敏，張裕.全自動化肥包裝碼垛機(jī)包裝控制單元的設(shè)計[J].農(nóng)機(jī)化研究，2013.202-205.
[6]劉世奎,徐世許,王棟,李玉蘭.線纜卷繞機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計[J].機(jī)械制造與自動化,2011.121-123.
[7]樊斌.紅外傳感器應(yīng)用時的自動零位跟蹤[J].傳感器技術(shù),2001.22-23.
[8]李曉剛,劉晉浩.碼垛機(jī)器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀、問題及對策[J].包裝工程,2011.96-102.
[9]朱學(xué)建,馬永,馮渝,曾繁莊,趙偉.直角坐標(biāo)機(jī)器人瓶坯裝箱生產(chǎn)線控制系統(tǒng)[J].食品與機(jī)械,2012.187-189.
[10]趙偉,梁楠,朱學(xué)建,熊艷華.基于鹽業(yè)成品箱的碼垛機(jī)設(shè)計[J].鹽業(yè)與化工,2013.31-33.
[11]Lau H C.Chan T M.Tsui W T An AI approach for optimizing multi-pallet loading opperations[J],2009(3 part 1).
[12]BLOSS Richard. Palletizing Candy Orders and Never gquee zing the Chocolates[J].Assembly Automation, 2010, :30 (1) : 32 -35.
[13]PIRES J Norberto. Handling Production Changes Online: Example Using a Robotic Palletizing System for the Automobile Glass Industry [J]. Assembly Automation,2004,24(3):254- 263.
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