枕包水针自动装托设备真空吸持机构的分析与改进

摘要

枕包水针自动装托设备是将枕式包装的水针制剂自动装入到托盘的一种设备。目前药品包装行业对该设备的需求极为迫切，但是由于水针自动装托技术还不够成熟，在装托过程中会出现缺针或入托错乱不到位等问题，使得该设备的入托成功率仅为77％，导致水针自动装托技术迟迟得不到广泛应用。因此，迫切需要提高该设备的入托成功率并使之适应枕包水针自动化包装生产线。
　　鉴于此，本文对目前枕包水针自动装托设备的工艺特点进行了分析研究，并综合目前先进的真空技术和机器人技术对枕包水针自动装托设备的真空吸持机构进行了分析与改进。分析显示造成设备入托成功率过低的原因有两个:一是吸盘不能有效吸附枕包;二是SCARA机器人转运枕包时运行不够平稳。针对这两个方面的问题本论文在如下三个方面进行了分析与改进:首先通过分析真空吸盘在拾取时的受力状况，根据给定的工艺条件和实际工况参数，对真空吸盘的类型、尺寸进行了选型及设计，并结合实际问题优化选择了更容易与折皱枕包形成密闭空间的硅橡胶50°ShoreA作为真空吸盘的材料。实验结果显示选用φ8硅橡胶50°ShoreA吸盘后该设备的入托成功率达到97.58％;然后建立了水针装托SCARA机器人运动学模型和误差模型，对影响SCARA机器人运动平稳性及精度的各运动参数误差进行分析，验证了机器人运行的平稳性，排除机器人自身因素对枕包水针入托质量的影响，并对误差项显著性结果进行了仿真。仿真结果显示SCARA机器人1、2、3、4关节对机器人总体运行误差的影响依次减弱，这为后续机器人运动的程序优化提供了有力参考;最后结合传统机器人轨迹运行中经常采用的梯形曲线和正弦函数曲线对枕包入托过程的运行曲线进行优化，并通过实验验证了该工作的可行性。
　　在采用φ8硅橡胶50°ShoreA吸盘的基础上对枕包入托过程的运行曲线进行优化后，枕包水针自动装托设备的入托成功率达到99.35％。设备以此状态运行，大大降低了该设备生产过程中人员的干预频率，满足了设备的高效化、连续化的生产要求。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究的背景和意义

1．3 枕包水针包装机械国内外研究现状

1．4 选题依据

1．5 本论文研究的主要内容、研究方法及技术路线

1．6 本章小结

第2章 枕包水针自动装托机介绍

2．1 枕包水针自动装托机的功能及应用范围

2．1．1 枕包水针自动装托机的功能

2．1．2 枕包水针自动装托机的使用范围

2．2 枕包水针自动装托机的工作原理

2．2．1 枕包水针自动装托机简介

2．2．2 枕包水针装托机构工作原理

2．3 枕包水针自动装托机各功能组件简介

2．4 水针真空吸持机构简介

2．4．1 史陶比尔TS60工业机器人简介

2．4．2 尾端

2．4．3 枕包水针真空吸持机构工作流程简介

2．5 枕包水针装托机工艺流程及产品介绍

2．5．1 工艺流程

2．5．2 枕包水针及水针托介绍

2．6 问题分析

2．6．1 问题描述

2．6．2 问题产生原因分析

2．7 本章小结

第3章 枕包水针吸持机构真空吸盘的分析与改进

3．1 水针装托吸盘拾取原理

3．1．1 水针装托吸盘拾取原理分析

3．1．2 真空吸盘的分类

3．1．3 真空吸盘的选用

3．2 常用真空吸盘受力分析

3．3 真空吸盘设计

3．3．1 真空吸盘的尺寸选取

3．3．2 真空吸盘材料选取

3．3．3 真空发生器的选定方法

3．3．4 吸附回路设计

3．3．5 电磁阀设计

3．4 真空吸盘吸附实验

3．5 本章小结

第4章 水针装托SCARA机器人的运动分析与优化

4．1 SCARA机器人运行平稳性分析

4．1．1 SCARA机器人运动学建模

4．1．2 位姿描述

4．1．3 DH参数法建模

4．1．4 SCARA机器人的逆运动学分析

4．1．5 SCARA机器人误差模型的建立

4．1．6 SCARA机器人的运动平稳性分析

4．2 SCARA机器人运行轨迹优化

4．2．1 机器人轨迹规划方法介绍

4．2．2 水针装托SCARA机器人运行轨迹优化

4．2．3 机器人运行控制计算

4．3 入托实验

4．4 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢