高速機(jī)器人飲料包裝生產(chǎn)線技術(shù)及其關(guān)鍵裝備研究.pdf

1、本文針對杭州娃哈哈集團(tuán)數(shù)十條飲料包裝生產(chǎn)線升級換代的問題，在“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”科技重大專項(xiàng)“高速搬運(yùn)機(jī)器人及其物流生產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)與示范應(yīng)用”的資助下，開展了基于高速搬運(yùn)機(jī)器人的新型飲料包裝生產(chǎn)研究，包括生產(chǎn)線總體方案布局、生產(chǎn)線平衡、吸管投放單元關(guān)鍵技術(shù)、吸管投放單元控制系統(tǒng)幾方面，并將研究成果用于指導(dǎo)娃哈哈示范飲料包裝生產(chǎn)線的開發(fā)，取得了以下研究成果：
　　 ⑴基于娃哈哈現(xiàn)有飲料生產(chǎn)線及生產(chǎn)車間的情況，完成了生產(chǎn)線

2、的工藝流程分析及生產(chǎn)線整體布局的研究，建立了生產(chǎn)線工藝流程的Petri網(wǎng)模型，為生產(chǎn)線的網(wǎng)絡(luò)化控制奠定了基礎(chǔ)，在簡化的Petri網(wǎng)模型的基礎(chǔ)上，基于不變量的方法分析了整條生產(chǎn)線方案的可行性；
　　 ⑵針對生產(chǎn)線初期設(shè)計(jì)時(shí)的系統(tǒng)平衡問題，提出了基于遺傳算法的系統(tǒng)平衡研究方法，用于指導(dǎo)新生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，同時(shí)結(jié)合生產(chǎn)線后期改進(jìn)時(shí)的系統(tǒng)平衡問題，提出了基于EM-Plant軟件的仿真方法，運(yùn)用工業(yè)工程思想完成了系統(tǒng)平衡優(yōu)化；
　　

3、⑶結(jié)合整條生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)要求，提出了吸管投放單元中雙機(jī)械手布局模型，在該布局模式下，吸管投放單元可以根據(jù)工作環(huán)境自由切換工作模式，靈活性高，在雙機(jī)械手布局的基礎(chǔ)上，分析了雙機(jī)械手抓取策略，提出了基于二分法的目標(biāo)跟蹤方法，為控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)奠定了數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；
　　 ⑷根據(jù)功能需求分析，設(shè)計(jì)了以西門子Simotion P350為核心控制器的控制系統(tǒng)總體方案，并進(jìn)行了硬件設(shè)備的選型，方案包括控制兩臺C4并聯(lián)機(jī)械手及機(jī)器人視覺系統(tǒng)的功能，為