發(fā)布時間：2021-12-11 16:43

　　近年來,碼垛機器人廣泛應(yīng)用于物流自動化領(lǐng)域。通常碼垛機器人位于包裝線的末端,首先碼垛機器人需要根據(jù)托盤的大小將產(chǎn)品堆碼成垛,再將成垛的產(chǎn)品整體搬運上車或運至倉庫。托盤的空間利用率及碼垛效率直接與企業(yè)的效益相關(guān),而垛型的穩(wěn)定性也會直接影響搬運的速度。隨著工業(yè)產(chǎn)品的多樣化,如何將不同的產(chǎn)品快速設(shè)計出最優(yōu)垛型是提高企業(yè)效率的關(guān)鍵之一,且隨著碼垛高度的增加,容易造成產(chǎn)品的不穩(wěn)和坍塌。以哪種方式碼垛產(chǎn)品來保證垛型的穩(wěn)定,如何高效的利用托盤空間以及如何快速碼垛是本課題研究的主要內(nèi)容。本文在國家“十二五”科技支撐重點項目“食品包裝關(guān)鍵技術(shù)裝備及材料開發(fā)與示范-智能規(guī)劃型堆碼機器人的研發(fā)”的支持下,對于托盤裝載效率、空間利用率和碼垛穩(wěn)定性進行了研究。對于同尺寸的箱型碼垛,提出了采用雙箱抓取的碼垛方式。將二維布局問題與碼垛機器人控制相結(jié)合,開發(fā)了一套高效的機器人堆碼系統(tǒng)。針對托盤堆碼的空間利用率問題以及穩(wěn)定性問題,提出錯位碼垛算法�；诖怂惴ň帉懥硕庑鸵�(guī)劃軟件,通過該軟件可以將垛型數(shù)據(jù)發(fā)送給機器人控制器。其次,對于機器人本體DJM1200型碼垛機器人重新設(shè)計了末端執(zhí)行器。完成了末端執(zhí)行器的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和... 

【文章來源】：河北工業(yè)大學天津市 211工程院校

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

埃夫特ER180-C104

河北工業(yè)大學碩士學位論文-7-經(jīng)銷商托盤包裝問題指的是在飲料配送和包裹服務(wù)中需要將不同形狀的盒子裝在托盤上，為了最小化交付成本，每個托盤必須在最大體積利用率和層間支撐方面進行有效包裝，使其穩(wěn)定運輸。制造商托盤裝載問題指的是用相同的紙箱生產(chǎn)和包裝產(chǎn)品，并將紙箱堆放在相同的托盤上。Hodgson主要研究方向為經(jīng)銷商托盤包裝問題，Hodgson開發(fā)了一種模型，在模型中考慮了批處理環(huán)境，其中不同紙箱尺寸的分布是預(yù)定的。要完成的目標是選擇的紙箱和托盤的尺寸，使托盤上的體積達到最大。圖1.9制造商托盤裝載問題圖1.10經(jīng)銷商托盤包裝問題Steudel(1979)[19]、Smith和DeCani(1980)[20]，Bischoff和Dowsland(1982)[21]對二維布局問題作了研究，他們的研究為二維布局的啟發(fā)式算法提供了開端。之后一些學者對二維布局問題提出了精確的算法。Dowsland(1987)通過廣泛的研究提出了基于布局問題的圖論模型，Beasley(1985)[22]將二維下料問題轉(zhuǎn)化為一個整數(shù)規(guī)劃問題。Beasley的方法確定了最佳的切割模型，模型中確定了從大矩形上切割矩形的最大值。如果矩形的值被設(shè)置為等于它們的區(qū)域，那么問題假設(shè)為分銷商的托盤包裝問題。然后采用基于樹搜索的拉格朗日松弛法，在合理的計算機時間內(nèi)產(chǎn)生最優(yōu)解。Smith(1985)開發(fā)了一種基于訂單的遺傳算法來解決矩形包裝問題，其中物品的擺放方向是固定的。十九世紀90年代，Chen、Sarin和Ram(1991)[23]建立了一種數(shù)學模型，能夠保證二維布局切割問題的最優(yōu)解，最終結(jié)果是以最小數(shù)量的統(tǒng)一托盤放置給定數(shù)量的產(chǎn)品。StefanJakobs(1996)[24]將遺傳算法應(yīng)用在可切除的包裝問題上，之后遺傳算法成功應(yīng)用在大量的工業(yè)應(yīng)用，如結(jié)構(gòu)設(shè)計、電信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、電子電路設(shè)計與模式識別等。他們以類似自然過程中觀察?

河北工業(yè)大學碩士學位論文-7-經(jīng)銷商托盤包裝問題指的是在飲料配送和包裹服務(wù)中需要將不同形狀的盒子裝在托盤上，為了最小化交付成本，每個托盤必須在最大體積利用率和層間支撐方面進行有效包裝，使其穩(wěn)定運輸。制造商托盤裝載問題指的是用相同的紙箱生產(chǎn)和包裝產(chǎn)品，并將紙箱堆放在相同的托盤上。Hodgson主要研究方向為經(jīng)銷商托盤包裝問題，Hodgson開發(fā)了一種模型，在模型中考慮了批處理環(huán)境，其中不同紙箱尺寸的分布是預(yù)定的。要完成的目標是選擇的紙箱和托盤的尺寸，使托盤上的體積達到最大。圖1.9制造商托盤裝載問題圖1.10經(jīng)銷商托盤包裝問題Steudel(1979)[19]、Smith和DeCani(1980)[20]，Bischoff和Dowsland(1982)[21]對二維布局問題作了研究，他們的研究為二維布局的啟發(fā)式算法提供了開端。之后一些學者對二維布局問題提出了精確的算法。Dowsland(1987)通過廣泛的研究提出了基于布局問題的圖論模型，Beasley(1985)[22]將二維下料問題轉(zhuǎn)化為一個整數(shù)規(guī)劃問題。Beasley的方法確定了最佳的切割模型，模型中確定了從大矩形上切割矩形的最大值。如果矩形的值被設(shè)置為等于它們的區(qū)域，那么問題假設(shè)為分銷商的托盤包裝問題。然后采用基于樹搜索的拉格朗日松弛法，在合理的計算機時間內(nèi)產(chǎn)生最優(yōu)解。Smith(1985)開發(fā)了一種基于訂單的遺傳算法來解決矩形包裝問題，其中物品的擺放方向是固定的。十九世紀90年代，Chen、Sarin和Ram(1991)[23]建立了一種數(shù)學模型，能夠保證二維布局切割問題的最優(yōu)解，最終結(jié)果是以最小數(shù)量的統(tǒng)一托盤放置給定數(shù)量的產(chǎn)品。StefanJakobs(1996)[24]將遺傳算法應(yīng)用在可切除的包裝問題上，之后遺傳算法成功應(yīng)用在大量的工業(yè)應(yīng)用，如結(jié)構(gòu)設(shè)計、電信網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、電子電路設(shè)計與模式識別等。他們以類似自然過程中觀察?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]埃夫特:獨具匠心的國產(chǎn)工業(yè)機器人樣本[J]. 劉洋.  中國工業(yè)評論. 2016(11)
[2]布局問題的分類及求解方法[J]. 黃振東.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015(28)
[3]手機自動化生產(chǎn)線六軸機器人單元工作原理及常見故障分析[J]. 廖新輝.  機電工程技術(shù). 2015(06)
[4]基于運動學和動力學的關(guān)節(jié)空間軌跡規(guī)劃[J]. 寧學濤,潘玉田,楊亞威,黃偉.  計算機仿真. 2015(02)
[5]建立適合我國國情的托盤循環(huán)共用系統(tǒng)[J]. 王世鵬,顧學明.  中國流通經(jīng)濟. 2014(09)
[6]鐵路托盤運輸?shù)默F(xiàn)狀及發(fā)展對策[J]. 楊磊.  物流技術(shù)與應(yīng)用. 2014(06)
[7]碼垛機器人末端執(zhí)行器的設(shè)計[J]. 楊傳民,田少龍,楊錳,侯紅紅.  包裝工程. 2014(03)
[8]自動鉆孔機器人末端執(zhí)行器的對刀方法[J]. 喬靜,張洋,陳亞勝.  工具技術(shù). 2013(05)
[9]機器人技術(shù)在培養(yǎng)創(chuàng)新型工程技術(shù)人才方面的教學探討[J]. 袁亮,侯愛萍.  裝備制造技術(shù). 2013(04)
[10]操作機器人機械手爪的設(shè)計研究及應(yīng)用[J]. 張楠,何玉成,王南.  機械設(shè)計. 2013(03)

博士論文
[1]人機交互的演化設(shè)計方法及其在航天器艙布局方案設(shè)計中的應(yīng)用[D]. 錢志勤.大連理工大學 2001

碩士論文
[1]四自由度碼垛機器人設(shè)計、承載能力分析與優(yōu)化研究[D]. 曹志民.武漢科技大學 2014
[2]瓦楞紙箱與托盤裝載模式的優(yōu)化研究[D]. 盧成松.大連海事大學 2012
[3]沖壓機器人本體設(shè)計及機器人自主設(shè)計開發(fā)研究[D]. 屈云濤.燕山大學 2012
[4]層碼垛機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及動態(tài)性能分析[D]. 劉濤.蘭州理工大學 2010
[5]碼垛機器人控制器系統(tǒng)軟件的設(shè)計和研究[D]. 藍培欽.上海交通大學 2010
[6]托盤包裝系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計[D]. 雒潔.西安理工大學 2005



本文編號：3535022