地毯自動(dòng)碼垛機(jī)的設(shè)計(jì)含12張CAD圖

地毯自動(dòng)碼垛機(jī)的設(shè)計(jì)含12張CAD圖,地毯,自動(dòng),碼垛,設(shè)計(jì),12,十二,cad 1地 毯 自 動(dòng) 碼 垛 機(jī) 的 設(shè) 計(jì)1、 背 景 介 紹隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步， 人民生活水平不斷提高。 方塊地毯， 作為一種用于 地 面 鋪 設(shè) 的 新 型 地 毯 ， 具 有 使 地 面 效 果 舒 適 、 美 觀 的 效 果 ,在 家 居 生 活 或 是 商 用 辦 公 裝 修 都 被 廣 泛 采 用 。 產(chǎn) 品 規(guī) 格 一 般 為 50X50cm 或者 60cmX60cm。目前方塊地毯的需求量逐年上升， 但我國(guó)方塊地毯產(chǎn)業(yè)裝備距離高度自動(dòng)化 還有不少差距， 集中體現(xiàn)在在縱橫切之后到自動(dòng)包裝之前的后整理工作仍舊依靠 手工完成，嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率和包裝質(zhì)量。生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展不僅可以保護(hù)工人的安全， 獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品， 而且可以 改善由人力勞動(dòng)帶來(lái)的生產(chǎn)效率低下的問(wèn)題。 國(guó)內(nèi)企業(yè)從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始對(duì)碼垛技術(shù)展開(kāi)研究, 迄今為止經(jīng)過(guò) 30 多年的有條不紊的持續(xù)發(fā)展， 我國(guó)的碼垛技 術(shù)也在快速發(fā)展， 包裝機(jī)械自動(dòng)化程度也達(dá)到了一定的高度 。 綜合這些因素， 結(jié) 合所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)， 基于現(xiàn)有的碼垛技術(shù)， 取長(zhǎng)補(bǔ)短， 優(yōu)化設(shè)計(jì)一款地 毯自動(dòng)碼垛機(jī)，以求改善生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平，從而提高方塊毯的生產(chǎn)效率。2、 研 究 現(xiàn) 狀目前， 國(guó)內(nèi)外都在研究并使用自動(dòng)碼垛技術(shù)來(lái)極高生產(chǎn)效率， 創(chuàng)造更多的經(jīng) 濟(jì)效益。 越來(lái)越多的行業(yè)開(kāi)始引入自動(dòng)碼垛設(shè)備， 人們也感受到了自動(dòng)碼垛帶來(lái) 的好處。 我國(guó)碼垛技術(shù)起步較國(guó)外晚， 其發(fā)展水平還不能與國(guó)外的發(fā)展水平相抗 衡，仍需繼續(xù)加大力度研發(fā)。2.1 國(guó)外碼垛技術(shù)研究現(xiàn)狀(1)20 世 紀(jì) 60 年 代 ， 美 國(guó) 成 為 首 個(gè) 研 制 出 替 代 人 工 碼 垛 的 機(jī) 器 (后 被 稱 為 碼 垛機(jī)） 的國(guó)家 ， 而后一些歐洲工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)也意識(shí)到碼垛技術(shù)的重要意義， 相繼 開(kāi)始研究半自動(dòng)及全自動(dòng)碼垛機(jī)， 隨著生產(chǎn)的需求 ， 碼垛機(jī)在結(jié)構(gòu)和外觀上也在 不斷改進(jìn)和完善。(2)國(guó) 外 碼 垛 機(jī) 器 人 快 速 發(fā) 展 ， 碼 垛 技 術(shù) 逐 漸 成 熟 。 20 世 紀(jì) 后 期 ， 碼 垛 技 術(shù) 在日本得到推廣， 首次將機(jī)器人和碼垛技術(shù)結(jié)合運(yùn)用 。 1993 年， OKURA 公司到 中 國(guó) 進(jìn) 行 技 術(shù) 交 流 時(shí) 稱 其 包 裝 碼 垛 機(jī) 的 最 大 處 理 能 力 可 達(dá) 2400 袋 /小 時(shí) 。 德 國(guó)2（K UKA） 、瑞典（ ABB）等國(guó)家也研制出了碼垛機(jī)器人，如圖 2-1 所示。圖 2-1 碼 垛 機(jī) 器 人(3)碼 垛 技 術(shù) 的 未 來(lái) 發(fā) 展 呈 智 能 化 趨 勢(shì) ， 一 臺(tái) 機(jī) 器 與 多 個(gè) 傳 感 器 配 合 使 用 成 為重要的一個(gè)研究方向。2.2 國(guó)內(nèi)碼垛技術(shù)研究現(xiàn)狀（ 1） 20 世 紀(jì) 80 年 代 ， 國(guó) 內(nèi) 相 關(guān) 機(jī) 構(gòu) 或 人 員 開(kāi) 始 注 意 碼 垛 技 術(shù) 并 積 極 開(kāi) 展 研究， 到現(xiàn)在國(guó)內(nèi)已經(jīng)擁有與之相關(guān)的專業(yè)科技和制造團(tuán)隊(duì) ， 如宜昌機(jī)械廠、 哈 工大學(xué)機(jī)器人研究所等。 現(xiàn)階段， 我國(guó)自主制造的碼垛機(jī)在產(chǎn)品型號(hào)、 機(jī)器性能 方面都取得了可觀的成績(jī)，基本滿足生產(chǎn)需要。（2）碼垛機(jī)器人也在快速發(fā)展，其工作效率得到很大的提升。哈工大機(jī)器 人 研 究 所 研 制 的 碼 垛 機(jī) 器 人 ， 工 作 效 率 可 達(dá) 800 袋 /小 時(shí) 。 國(guó) 內(nèi) 自 主 研 制 生 產(chǎn) 的 ZM1000 托盤(pán)式全自動(dòng)碼垛機(jī)工作效率可達(dá) 1000 袋/ 小時(shí)。高速碼垛是碼垛技術(shù) 領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向，我國(guó)也跟國(guó)外一樣，正在積極開(kāi)展研發(fā)工作。（3） 碼垛技術(shù)在我國(guó)包裝行業(yè)中是 “新生兒” ， 在化工業(yè)、 制造業(yè)、 農(nóng)業(yè)中 均被廣泛使用。 雖然我國(guó)的碼垛技術(shù)經(jīng)過(guò)了三十幾年的發(fā)展， 但是現(xiàn)在仍然還有 很多企業(yè)由于經(jīng)濟(jì)能力的限制還未采用自動(dòng)碼垛技術(shù)。 目前我國(guó)的自動(dòng)碼垛技術(shù) 在一些特定產(chǎn)品上技術(shù)還不夠成熟，例如聚丙烯自動(dòng)碼垛機(jī)大部分從國(guó)外購(gòu)買(mǎi)。（4）國(guó)產(chǎn)碼垛機(jī)的性能還不及發(fā)到國(guó)家水平。從生產(chǎn)加工角度來(lái)看，由于 國(guó)內(nèi)加工方法有限和加工精度不夠， 國(guó)產(chǎn)碼垛機(jī)普遍存在使用壽命不足和維修工 作頻繁的特點(diǎn)。機(jī)器中控制系統(tǒng)的主要元器件也無(wú)法同國(guó)外先進(jìn)的元器件相比， 這也在一定程度上影響了設(shè)備的性能。3、 課 題 研 究 內(nèi) 容本課題主要研究的是地毯自動(dòng)碼垛機(jī)的設(shè)計(jì)， 該裝置可以實(shí)現(xiàn)地毯從縱橫切 后到自動(dòng)包箱之前的全部工序，包括地毯的自動(dòng)翻轉(zhuǎn)/ 碼垛/ 整理工作。針對(duì)這些3設(shè)計(jì)要求，本課題的主要研究?jī)?nèi)容如下所示：3.1 進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，了解方塊地毯的自動(dòng)化包裝線的工藝流程，對(duì)現(xiàn)有的 包裝生產(chǎn)線進(jìn)行分析對(duì)比。方塊地毯的碼垛整理工作完成的效果直接影響著包裝產(chǎn)品的質(zhì)量， 所以針對(duì) 此情況， 需要對(duì)方塊地毯的包裝工藝有一定的了解 ， 有利于地毯自動(dòng)碼垛機(jī)的設(shè) 計(jì)。3.2 根據(jù)方塊地毯的生產(chǎn)特性， 設(shè)計(jì)翻轉(zhuǎn)/碼垛/整理機(jī)構(gòu)， 實(shí)現(xiàn)方塊毯的自 動(dòng)疊放整齊。任何設(shè)計(jì)都需要依據(jù)產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)， 以更好的滿足實(shí)際生產(chǎn) 需要。地毯自動(dòng)碼垛機(jī)主要包括翻轉(zhuǎn)/碼垛/整理機(jī)構(gòu)，以求改善生產(chǎn)線的自動(dòng)化 水平，從而提高方塊毯的生產(chǎn)效率。3.3 對(duì)自動(dòng)碼垛機(jī)進(jìn)行建模分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，滿足生產(chǎn)線的速度要求。 設(shè)計(jì)過(guò)程中總體方案確定后，利用三維建模軟件進(jìn)行建模分析以及運(yùn)動(dòng)仿真， 驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的合理性。 在建模分析的過(guò)程中， 可以對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化改 進(jìn)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)合理的效果。3.4 完成機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和論文。4、 技 術(shù) 路 線4.1 文獻(xiàn)調(diào)研 進(jìn)行文獻(xiàn)的調(diào)研， 了解方塊毯的自動(dòng)化包裝線的工藝流程，熟悉方塊毯實(shí)際生產(chǎn)加工過(guò)程，并根據(jù)課題的設(shè)計(jì)要求，并對(duì)后續(xù)的設(shè)計(jì)工作進(jìn)行規(guī)劃。4.2 方案的構(gòu)思 查閱國(guó)內(nèi)外方塊地毯的碼垛裝置， 借鑒其中重要設(shè)計(jì)思想及理論， 并根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)要求初步構(gòu)思整個(gè)設(shè)計(jì)方案，如圖 4-1 所示。 方塊地毯縱橫切之后進(jìn)入地毯抽離段傳送帶， 在該傳送帶的前端配有一個(gè)壓緊裝置， 用于實(shí)現(xiàn)地毯的順利抽離。 接著方塊地毯進(jìn)入地毯換向裝置， 該段輸送 帶為輥道輸送帶， 且輥道輸送帶的兩側(cè)邊帶擋板， 防止地毯掉落。 地毯從輥道輸 送帶進(jìn)入皮帶傳送帶， 該段皮帶速度較輥道輸送帶的速度加快， 利用速度差實(shí)現(xiàn) 地毯間距的調(diào)整， 為下一級(jí)運(yùn)動(dòng)做好準(zhǔn)備。 由于方塊地毯存在次品， 緊接著就是 進(jìn)行方塊地毯的檢次， 主要采用視覺(jué)檢測(cè)進(jìn)行拍照來(lái)檢測(cè)。 考慮到方塊地毯的次4品率較低， 傳送帶上采用擋板來(lái)篩選殘次品， 讓其自動(dòng)掉入回收箱， 從成本角度 出發(fā)而不單獨(dú)再設(shè)置殘次品的回收傳送帶。 經(jīng)過(guò)檢測(cè)合格的方塊毯繼續(xù)進(jìn)入下一 級(jí)生產(chǎn)， 利用電機(jī)帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)外加傳感器實(shí)現(xiàn)方塊毯的隔一翻一功能。 最后翻 轉(zhuǎn)完成的地毯進(jìn)入最后的碼垛裝置， 完成地毯的碼垛、 整理。 就這樣， 從方塊毯 縱橫切之后到碼垛的工作實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。圖 4-1 地 毯 自 動(dòng) 碼 垛 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) 框 架4.3 針 對(duì) 每 一 個(gè) 功 能 ， 分 塊 具 體 設(shè) 計(jì) 機(jī) 構(gòu) 實(shí) 現(xiàn) 地 毯 的 自 動(dòng) 翻 轉(zhuǎn) 、 堆 垛 、 整 理功能。設(shè) 計(jì) 過(guò) 程 中 采 用 模 塊 化 設(shè) 計(jì) ， 對(duì) 地 毯 自 動(dòng) 碼 垛 機(jī) 要 實(shí) 現(xiàn) 的 功 能 進(jìn) 行 一 個(gè) 分 解， 并針對(duì)每一個(gè)分解過(guò)功能進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)和選擇 。 例如換向裝置由以下兩種 方案可供選擇：（1）皮帶運(yùn)輸線。皮帶輸送線，又被成為皮帶運(yùn)輸機(jī)，可以連續(xù)或間歇的 運(yùn)送物料，具有耐油、耐腐蝕、防靜電等優(yōu)點(diǎn)。（2）輥道運(yùn)輸線。輥道運(yùn)輸線主要分為動(dòng)力式和無(wú)動(dòng)力式兩種。該運(yùn)輸線 運(yùn)輸平穩(wěn)，便于保養(yǎng)，可用于箱體、包狀等較大物件的輸送。由于方塊地毯縱橫切之后的運(yùn)輸速度較快， 地毯的換向必須保證準(zhǔn)確， 換向 之后地毯的位置不會(huì)發(fā)生偏移， 否則對(duì)后續(xù)的工作造成影響 。 輥道運(yùn)輸線相較于 皮帶運(yùn)輸線與方塊毯的接觸面積小， 且摩擦小， 換向更為容易， 所以選擇輥道運(yùn) 輸 線 作 為 地 毯 的 換 向 裝 置 。 且 考 慮 到 速 度 90°換 向 幅 度 較 大 ， 需 要 將 原 來(lái) 的 速 度 方向瞬間變?yōu)?0，此時(shí)在輥道運(yùn)輸線的兩側(cè)加以擋板以防地毯沖出輥道運(yùn)輸線，縱 橫 切 后 的 方 塊 毯壓 實(shí) 傳 送 帶 換向裝置 增速 傳送帶 （用于 地毯 間 距 的 調(diào) 整 ）碼 垛 整 理 裝置 翻 轉(zhuǎn) 裝 置 合 格 地 毯 檢 次 裝 置不 合 格地 毯 推 出 裝 置回 收 箱5影響后續(xù)工序。4.4 考 慮 裝 置 的 通 用 性 并 優(yōu) 化 設(shè) 計(jì) 方 案 ， 完 成 相 關(guān) 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 圖 紙 ， 撰 寫(xiě) 論 文。方 塊 地 毯 的 規(guī) 格 尺 寸 為 40×40cm 和 50×50cm 兩 種 ， 所 以 碼 垛 機(jī) 在 設(shè) 計(jì) 過(guò) 程中， 需要考慮裝置的適用性。 在實(shí)際生產(chǎn)中， 需要碼垛的物體很多， 還要考慮 該設(shè)計(jì)是否可以碼垛其他物體，實(shí)現(xiàn)裝置的通用性，使裝置的功用最大化。5、 關(guān) 鍵 技 術(shù) 介 紹5.1 檢次裝置采用視覺(jué)檢測(cè) 視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)主要原理是利用機(jī)器視覺(jué)完成檢測(cè)。用機(jī)器校驗(yàn)產(chǎn)品的質(zhì)量，檢測(cè)精度得以優(yōu)化。 視覺(jué)檢測(cè)核心技術(shù)主要有圖形的自動(dòng)生成、 圖形的自動(dòng)獲取、 圖形的定位于分割、圖形的識(shí)別與檢測(cè)。5.2 從 安 全 、 經(jīng) 濟(jì) 、 適 用 角 度 選 擇 電 機(jī) 帶 動(dòng) 軸 的 翻 轉(zhuǎn) 并 結(jié) 合 光 電 傳 感 器 進(jìn) 行隔一間一的控制機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)該滿足實(shí)際生產(chǎn)安全、 經(jīng)濟(jì)等條件， 翻轉(zhuǎn)過(guò)程是隔一間一， 所以翻轉(zhuǎn)過(guò)程的控制是設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)5.3 收 集 碼 垛 裝 置 采 用 橫 縱 向 距 離 可 變 來(lái) 適 應(yīng) 方 塊 毯 尺 寸 差 異 ， 同 時(shí) 該 設(shè) 計(jì)可以實(shí)現(xiàn)地毯的后整理，數(shù)量的控制采用光電傳感器計(jì)數(shù)5.4 整 個(gè) 流 水 線 的 布 局 從 節(jié) 省 占 地 面 積 角 度 設(shè) 計(jì) ； 電 機(jī) 、 減 速 器 等 標(biāo) 準(zhǔn) 件 的采用在滿足進(jìn)本性能要求的前提下， 從性價(jià)比角度出發(fā)； 生產(chǎn)節(jié)拍的控制嚴(yán)格 從生產(chǎn)的實(shí)際需求出發(fā)6、 要 解 決 的 技 術(shù) 問(wèn) 題6.1 方塊地毯的質(zhì)檢裝置 地毯在生產(chǎn)過(guò)程中，由于一些不可控因素存在一定的次品率。次品的存在，一方面影響了整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量， 對(duì)企業(yè)的品牌進(jìn)行沖擊， 另一方面可能危害人的 身體健康。針對(duì)這些次品，設(shè)計(jì)地毯檢次裝置，用于地毯次品的檢測(cè)和剔除。6.2 方 塊 地 毯 是 以 彈 性 材 料 或 高 分 子 材 料 為 背 襯 ， 機(jī) 制 地 毯 胚 毯 為 表 層 面 料，特殊材質(zhì)對(duì)隔一間一的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的考驗(yàn)6.3 方 塊 地 毯 的 本 身 尺 寸 規(guī) 格 和 裝 箱 數(shù) 量 的 多 樣 性 對(duì) 方 塊 毯 碼 垛 整 理 機(jī) 構(gòu) 增加新的難度66.4 整 個(gè) 設(shè) 備 控 制 系 統(tǒng) 的 精 度 直 接 影 響 著 設(shè) 備 的 使 用 效 果 ， 需 要 注 重 整 個(gè) 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 包括流水線的布局， 電機(jī)、 減速器等的選擇， 生產(chǎn)節(jié)拍的控制7、 日 程 安 排序 號(hào) 各 階 段 名 稱 起 止 日 期1 調(diào) 研 、 開(kāi) 題 報(bào) 告 、 外 文 翻 譯 2015.12.18-2016.3.112 地 毯 自 動(dòng) 碼 垛 機(jī) 的 機(jī) 械 結(jié) 構(gòu) 方 案 的 設(shè) 計(jì) 2016.3.12-2016.4.33 地 毯 自 動(dòng) 碼 垛 機(jī) 的 三 維 建 模 和 工 程 圖 紙 的繪制2016.4.4-2016.4.164 論 文 的 撰 寫(xiě) 2016.4.4-2016.4.305 提 交 論 文 、 準(zhǔn) 備 答 辯 2016.5.1-2016.5.208、 參 考 文 獻(xiàn)[1] 方塊地毯百度百科．[2] 2014-2017 年中國(guó)方塊地毯市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告．[3] Benefits of Automated Mechanical Testing ． Advanced Materials & Processes．November/December 2015：18-21．[4] 吳勇．自動(dòng)碼垛與物流[J]．現(xiàn)代制造，2003，03：38-40．[5] 胡洪國(guó)，高建華，楊汝清碼垛技術(shù)綜述[J]．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)， 000，06：9-11+21．[6] 王潤(rùn)球．我國(guó)中小型企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略的選擇分析[J]．中國(guó)包裝，1999，(4)： 42～44．[7] 安德魯．曼利．食品加工和包裝機(jī)械設(shè)備的最新動(dòng)態(tài)[J]，西方國(guó)家的食品 加 工 技 術(shù) t 2000， (1)： 6～ 7． 萬(wàn) 雄 杰 .我 國(guó) 碼 垛 機(jī) 的 發(fā) 展 概 況 [J].硫 磷 設(shè) 計(jì) 與 粉體工程, 1995(1):2-13.[8] 萬(wàn) 雄 杰 ． 我 國(guó) 碼 垛 機(jī) 的 發(fā) 展 概 況 [J]． 硫 磷 設(shè) 計(jì) 與 粉 體 工 程 ， 1995(1):2-13．[9] 李曉剛，劉晉浩．碼垛機(jī)器人的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀、問(wèn)題及對(duì)策[J]．包裝工 程，2011，03：96-102．7[10] 自動(dòng)碼垛機(jī)的未來(lái)智能化趨勢(shì)．http：//www.jiajunpack.cn/technew/188.html． [11] 國(guó) 內(nèi) 碼 垛 機(jī) 行 業(yè) 發(fā) 展 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