高速机器人饮料包装生产线技术及其关键装备研究

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本文针对杭州娃哈哈集团数十条饮料包装生产线升级换代的问题，在“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项“高速搬运机器人及其物流生产线关键技术与示范应用”的资助下，开展了基于高速搬运机器人的新型饮料包装生产研究，包括生产线总体方案布局、生产线平衡、吸管投放单元关键技术、吸管投放单元控制系统几方面，并将研究成果用于指导娃哈哈示范饮料包装生产线的开发，取得了以下研究成果：
　　 ⑴基于娃哈哈现有饮料生产线及生产车间的情况，完成了生产线的工艺流程分析及生产线整体布局的研究，建立了生产线工艺流程的Petri网模型，为生产线的网络化控制奠定了基础，在简化的Petri网模型的基础上，基于不变量的方法分析了整条生产线方案的可行性；
　　 ⑵针对生产线初期设计时的系统平衡问题，提出了基于遗传算法的系统平衡研究方法，用于指导新生产线的设计，同时结合生产线后期改进时的系统平衡问题，提出了基于EM-Plant软件的仿真方法，运用工业工程思想完成了系统平衡优化；
　　 ⑶结合整条生产线的设计要求，提出了吸管投放单元中双机械手布局模型，在该布局模式下，吸管投放单元可以根据工作环境自由切换工作模式，灵活性高，在双机械手布局的基础上，分析了双机械手抓取策略，提出了基于二分法的目标跟踪方法，为控制系统软件设计奠定了数学基础；
　　 ⑷根据功能需求分析，设计了以西门子Simotion P350为核心控制器的控制系统总体方案，并进行了硬件设备的选型，方案包括控制两台C4并联机械手及机器人视觉系统的功能，为一典型的工业机器人控制系统设计方案；根据软件模块化的思想，设计了吸管投放单元控制系统软件的体系结构及软件流程图，对核心功能模块进行了介绍，并完成了相关人机界面的设计。

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作者
于东兴;
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作者单位

天津大学;

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授予单位天津大学;
学科机械工程
授予学位硕士
导师姓名梅江平;
年度 2011
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类包装机械设备;工业机器人;
关键词
饮料包装; 自动生产线; 物料平衡; 机器人技术;

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