【摘要】：托盤作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的重要作業(yè)單元,為產(chǎn)品貨物的裝卸、運輸及倉儲提供了極大便利,有效地促進了物流行業(yè)的發(fā)展。紙托盤具有質(zhì)量輕,可回收,環(huán)保無污染等特點,在生活家居,貴重易碎等物品運輸中廣泛應用。但是由于產(chǎn)品貨物形狀各異,市場中流通使用的紙托盤規(guī)格各異。當前托盤生產(chǎn)方式多為手工或半自動化輔助組裝加工,安裝尺寸不統(tǒng)一,精度難以保證,生產(chǎn)效率低,快速完成各種類型托盤生產(chǎn)的柔性自動化生產(chǎn)設(shè)備需求與日俱增。近年來,隨著智能制造技術(shù)的發(fā)展,EtherCAT總線技術(shù)以其拓撲靈活、成本低、實時性好、同步性高等特點廣泛應用于各種自動化設(shè)備中,大大簡化了設(shè)備控制系統(tǒng)開發(fā)流程。因此,本課題結(jié)合企業(yè)實際生產(chǎn)需求,研制基于EtherCAT總線的全自動托盤生產(chǎn)設(shè)備。本文研究與工作內(nèi)容如下:(1)全自動托盤生產(chǎn)設(shè)備機械結(jié)構(gòu)設(shè)計。分析了瓦楞紙托盤生產(chǎn)工藝,在此基礎(chǔ)上,設(shè)計了全自動托盤生產(chǎn)設(shè)備機械結(jié)構(gòu)方案,建立了設(shè)備機械結(jié)構(gòu)三維模型,對機械結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵零部件進行選型,并對設(shè)備的關(guān)鍵部件門形支架結(jié)構(gòu)進行了有限元靜力學分析,驗證設(shè)計方案的可靠性。(2)基于EtherCAT總線的控制系統(tǒng)方案設(shè)計。根據(jù)設(shè)備的控制功能需求,設(shè)計了設(shè)備強電系統(tǒng)及氣動控制回路,搭建了基于EtherCAT總線集成視覺檢測功能的測控系統(tǒng),設(shè)計并制作了用于EtherCAT測控板的電壓、電荷放大電路板及EtherCAT I/O電路板。(3)設(shè)備控制系統(tǒng)軟件設(shè)計與開發(fā)。在控制系統(tǒng)硬件基礎(chǔ)上設(shè)計開發(fā)了基于Windows+KRTS的EtherCAT主站以及全自動托盤生產(chǎn)設(shè)備控制系統(tǒng)軟件主程序,設(shè)計開發(fā)了設(shè)備控制系統(tǒng)人機界面,并開發(fā)了視覺檢測功能控制軟件。(4)設(shè)備整體實現(xiàn)及性能測試。完成了基于EtherCAT總線的全自動托盤生產(chǎn)設(shè)備整機安裝、調(diào)試、運行,該設(shè)備達到了全自動柔性生產(chǎn)的要求。測量了設(shè)備控制系統(tǒng)實時性及EtherCAT I/O電路板實時性,驗證了EtherCAT測控電路板A/D采集性能及電壓、電荷放大電路板功能,并完成了視覺伺服控制系統(tǒng)測試。
【圖文】：

青島德音包裝有限公司實際生產(chǎn)中主要采用圖1.1 所示人工組裝生產(chǎn)及圖 1.2 所示半自動化組裝生產(chǎn)兩種方式。圖 1.1 手工生產(chǎn)方式 圖 1.2 半自動化生產(chǎn)方式Fig 1.1 Manual mode of production Fig 1.2 Semi-automatic production mode手工生產(chǎn)方式中，托盤底腳的涂膠搬運、托盤紙板及底腳的轉(zhuǎn)移定位都需手工完成，托盤底腳分布定位使用類型標尺作為輔助工具，根據(jù)所要加工托盤種類的不同每次選用不同長度種類的類型標尺，利用類型標尺的長度組合測量出每個托盤底腳實際位置并放置托盤底腳，該種生產(chǎn)方式每一個托盤底腳的定位都需要使用一次或多次類型標尺，生產(chǎn)完成后需要手工轉(zhuǎn)移托盤成品，且需要兩人同時合作完成，加工流程復雜，耗時費力。安裝完成后托盤底腳容易發(fā)生角度及位置偏轉(zhuǎn)，造成產(chǎn)品質(zhì)量問題。半自動化生產(chǎn)方式中托盤底腳的涂膠工作由手動改進為機器涂膠，托盤底腳的定位使用類型模板，有效地解決了托盤底腳角度旋轉(zhuǎn)及所有底腳的整體定位問題，但是底腳及紙板轉(zhuǎn)移動作、底腳分布過程依舊需要兩人同時搬運，更換加工類型后必須調(diào)整或更換類型模板，類型模板的重新定位易造成底腳尺寸偏移，因此，雖然半自動化生產(chǎn)相較于手工生產(chǎn)方式解放了部分勞動程序，但并未能顯著提高托盤加工效率、降低人工成本，托盤產(chǎn)品質(zhì)量依舊難以保證。隨著勞動力成本增加及產(chǎn)品質(zhì)量、數(shù)量需求，托盤生產(chǎn)設(shè)備的自動化、柔性化成為必然發(fā)展趨勢。其中，控制系統(tǒng)作為自動化設(shè)備的“神經(jīng)中樞”，，對自動化設(shè)備的正常運行有著至關(guān)重要的作用。由控制系統(tǒng)總體架構(gòu)觀點分析，控制系統(tǒng)總體可分為集中式控制系統(tǒng)和分布式控制系統(tǒng)兩類[9,10]：（1）集中式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式如圖 1.3 所示，由一臺主控制器來協(xié)調(diào)各軸的運動，并完成運動位置等

圖 1.1 手工生產(chǎn)方式 圖 1.2 半自動化生產(chǎn)方式Fig 1.1 Manual mode of production Fig 1.2 Semi-automatic production mode手工生產(chǎn)方式中，托盤底腳的涂膠搬運、托盤紙板及底腳的轉(zhuǎn)移定位都需手完成，托盤底腳分布定位使用類型標尺作為輔助工具，根據(jù)所要加工托盤種類不同每次選用不同長度種類的類型標尺，利用類型標尺的長度組合測量出每個
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TP273;TH122

【參考文獻】

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1 李三江;李亞娜;;國外包裝機械的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢及國內(nèi)包裝機械的發(fā)展策略之我見[J];科技資訊;2015年35期

2 唐喚清;呂建華;;我國包裝機械的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J];中國包裝工業(yè);2015年18期

3 孔棟;;淺議國內(nèi)紙托盤熱點技術(shù)[J];中國包裝工業(yè);2015年14期

4 馬賀賀;齊亮;張茂松;湯雪華;;機器視覺技術(shù)在生產(chǎn)制造智能化進程中的發(fā)展應用[J];裝備機械;2014年03期

5 魏亞鵬;韓衛(wèi)光;;實時工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的研究[J];組合機床與自動化加工技術(shù);2013年07期

6 唐宗美;楊光友;馬志艷;許萬;;包裝設(shè)備控制系統(tǒng)綜述[J];包裝工程;2013年05期

7 趙霞;;國外包裝機械的發(fā)展現(xiàn)狀[J];機械工業(yè)標準化與質(zhì)量;2012年10期

8 胡世江;;基于ET1100的EtherCAT實時工業(yè)以太網(wǎng)從站設(shè)計[J];可編程控制器與工廠自動化;2009年11期

9 王樹振;單威;宋玲玲;;AD620儀用放大器原理與應用[J];微處理機;2008年04期

10 李太平;;建立我國物流托盤共用系統(tǒng)面臨的問題與對策[J];華東經(jīng)濟管理;2006年05期

本文編號：2696369