交叉带分拣机上包台的建模与仿真

论文摘要

本文系统地分析了自动分拣在物流业的技术要点,并对交叉带分拣机的总体设计作了全面的论述。通过对分拣机的整体分析,得出上包系统在包裹分拣环节中的重要地位。本课题的目的是利用上包设计方法建立上包台模型,同时利用协同仿真技术对建立的模型进行仿真校核。通过对上包系统设计原理的深入研究,从理论上分析了目前常用的两种上包方案,同时结合上海邮政通用技术设备公司的现有设计技术对两种方案的可行性进行了对比研究,得到最可行的设计方案。所设计的上包系统应该满足对不同的大小、形状、材质的包裹的分拣。同时上包台的设计应该满足上包准确性、可靠性和上包效率的要求。基于上包台的几个重要设计指标,本课题对上包台尺寸进行优化与校核,得到更精确的尺寸,并推导出完整的上包台参数化尺寸关系。利用Pro/E三维建模功能和参数化工具,在Pro/E中建立上包台的参数化模型,完成交叉带分拣机上包台普遍性模型设计。为实现模型仿真的可靠性,系统在ADAMS中对上包台运行环境进行设定,如设定整体模型的重力、包裹与皮带间的摩擦系数、环境噪声振动对模型运行的影响等因素。同时,设定上包台的控制接口,使得模型仿真运行能够反映实际的上包运行控制情况。仿真中测试的主要参数为包裹中心位置与小车中心位置的坐标值差,目的是为检测按照头定位设计方案和基于上包效率、准确性等参数校核优化设计的上包台尺寸的准确性。利用模型的仿真结果对比实际样机的测试结果,分析模型的准确性。本项目利用了协同仿真技术对设计模型进行校核,该设计模式为交叉带分拣机的研究开发提供了坚实的理论基础,具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究背景
• 1.2.1 自动分拣系统的现状
• 1.2.2 虚拟样机技术的发展趋势
• 1.3 研究目标及意义
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 项目研究意义
• 1.4 本文主要内容
• 第二章 交叉带分拣机的结构与控制分析
• 2.1 交叉带分拣机结构组成
• 2.1.1 供包装置
• 2.1.2 上包台
• 2.1.3 主机
• 2.1.4 格口
• 2.2 交叉带分拣机控制组成
• 2.2.1 分拣控制系统
• 2.2.2 上包系统
• 2.2.3 主机系统
• 2.2.4 格口落包系统
• 2.3 包裹分拣流程
• 2.4 包裹分拣的上包过程分析
• 2.4.1 上包效率
• 2.4.2 上包的基本原理
• 2.5 本章小结
• 第三章 三级上包台尺寸设计
• 3.1 分拣机上包方案概述
• 3.1.1 方案选定的假定条件及主要问题
• 3.1.2 头定位方案概述
• 3.1.3 尾定位方案概述
• 3.1.4 头定位与尾定位方案比较
• 3.2 头定位方案上包台各段参数分析及计算公式推导
• 3.2.1 上包台各段尺寸参数
• 3.2.2 各段尺寸计算公式推导
• 3.3 三级上包台具体分析
• 3.3.1 参数要求
• 3.3.2 根据头定位方案计算三级上包台尺寸
• 3.4 本章小结
• 第四章 上包参数优化与校核
• 4.1 上包效率分析与计算
• 4.1.1 上包效率分析
• 4.1.2 上包效率计算
• 4.1.3 三级上包台上包效率校核
• 4.1.4 上包效率的提高方法
• 4.2 上包流畅性分析及计算
• 4.2.1 上包流畅性及分离说明
• 4.2.2 包裹流畅性分析
• 4.2.3 三级上包台尺寸上包流畅性校核
• 4.3 上包准确性分析
• 4.3.1 上包准确性关键点分析
• 4.3.2 上包过程分析
• 4.3.3 等待时间分析与计算
• 4.4 三级上包台各段尺寸关系公式
• 4.5 本章小结
• 第五章 三级上包台协同仿真分析
• 5.1 三级上包台协同仿真实验的总体设计
• 5.2 协同仿真关键技术
• 5.2.1 Pro/ENGINEER模型参数化技术
• 5.2.2 ADAMS仿真技术
• 5.2.3 MATLAB模型仿真控制
• 5.2.4 协同仿真技术
• 5.3 三级上包台参数模型化的建立
• 5.3.1 上包台初始模型化的建立
• 5.3.2 上包台参数化模型的建立
• 5.4 协同仿真分析
• 5.4.1 协同仿真流程
• 5.4.2 协同仿真通信间隔的确定
• 5.4.3 ADAMS参数设定
• 5.4.4 三级上包台仿真运行
• 5.5 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 三级上包台建模与仿真总结
• 6.2 交叉带分拣机设计展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文