袋装物料智能装车系统关键技术研究

来源 :河北科技大学 | 被引量 : 7次 | 上传用户:liongliong513
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袋装物料装车环节作为工业生产中重要的环节之一而引起了广泛关注,目前市场上已有相应的袋装物料装车机构投入到某些工业现场中进行使用,但普遍都需要工人参与其中,装车效率低,自动化程度不高;且在某些高粉尘、高污染行业的装车环节中影响工作人员的身体健康。因此,本文通过对现有的袋装物料装车机构进行深入的研究,设计一套袋装物料智能装车系统,以解放装车环节中的人工劳动力,实现袋装物料装车环节中的完全自动化。本文主要从袋装物料智能装车系统的机械结构设计和测量系统两方面进行了研究。该系统的机械结构主要包括行走装置、落料门装置、传送装置、供压装置四部分,其设计全部在SolidWorks三维软件中完成。其中行走装置主要由滚珠丝杠和导轨组成,可带动落料门装置和传送装置完成X、Y、Z三个方向的平移;落料门装置采用双重门机构,在物料装载过程中起到缓冲保护的作用,且第二道门机构可左右摆动,补偿落料门与车帮间的缝隙;传送装置的主体为三段摆动式柔性传送机构,主要实现对袋装物料的运输、换向和整理。之后对所设计的机械机构进行了运动仿真,验证了机械结构的正确性及合理性。该装车系统的测量系统部分融入了机器视觉技术,搭建了基于二维激光雷达的三维扫描测量系统。通过建立上位机与该系统的通讯,实现对车斗的扫描测量。然后利用Delaunay三角剖分法还原了车斗的三维模型,并根据车斗扫描数据的特点,提取了车斗的尺寸及位姿信息。最后在matlab软件中设计了袋装物料智能装车系统的GUI控制界面,该控制界面集成了智能装车系统的车斗扫描模块、数据处理模块、装车执行模块和系统帮助模块,实现了该系统装车过程中的智能化操作。通过对车斗形容器的扫描实验表明,本文所设计的袋装物料智能装车系统能够准确的获得车斗的尺寸及位姿信息,并通过三维装车动作的仿真,验证所设计的机械结构正确可靠。设计的装车系统完全取代了现有袋装物料装车系统中人工劳动力,提高了装车的效率与准确性,推动了袋装物料装车环节向智能化和自动化方向发展。
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