耐火砖自动码垛卸垛系统的开发与应用

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1、天津大学硕士学位论文耐火砖自动码垛卸垛系统的开发与应用DevelopmentandApplicationofAutomaticStackingandUnloadingSystemfortheFirebrick学科专业：机械工程研究生：田杰指导教师：王国栋副教授企业导师：李仲元高级工程师天津大学机械工程学院2017年12月摘要耐火砖目前已广泛应用于钢铁、水泥、玻璃等行业，随着社会生产力水平的不断提高，各行业对耐高温材料不断提出新的要求，耐火砖对经济发展、工业进步的重要性日益增长。但在目前企业耐火砖的生产中，自动化程度较低，在一定程度上限制该行业的发展。本文根据后英集团

2、的产业现状，开展耐火砖自动码垛卸垛系统的开发与应用工作。根据设计要求，完成码垛系统的整体方案设计。以码垛机器人为基础，设计传送平台、归正调整装置以及手爪作为辅助设备，进行耐火砖的传送、姿态调整、间距调整等工作，完成耐火砖的自动码放工作。对系统的整个工作流程及各工序的节拍进行详细分析，验证系统方案的合理性，能够满足设计要求。在整体方案的基础上，设计一种新型的耐火砖归正调整装置，能够同时完成对五块耐火砖的归正和翻砖动作。通过对手爪功能和各种方案的比对分析，研究一种基于同步带传动的吸盘式手爪，能够完成多种姿态的耐火砖抓取和码放工作，可用于多种砖型的码放，并设计有缓冲装置。

3、通过对系统内各设备的工作过程分析，提出系统的控制要求，确立基于“PLC+触摸屏”的控制系统，并对控制系统进行具体的编程设计以满足各个设备的控制需求。针对实际生产中耐火砖摆放的多样性，进行分析研究。根据码垛时的多种要求，对各种码垛模式进行分析比较，确立最优码垛模式。根据机器人的各种插补方式对比，进行码垛程序优化，用多种插补方式相结合的方式优化机器人码垛路径，提高码垛效率。研究一种新型程序结构，可以对当前位置进行码垛模式的选取和规划，并可以从垛型的任意位置开始码放，方便了对码垛程序的快速编写与调试。基于视觉系统进行卸砖系统的开发研究，设计自动卸砖系统。采用PV200视觉

4、系统与码垛机器人相结合，用于耐火砖的卸砖工作中。完成摄像机的标定工作，并对卸砖过程进行详细分析，利用视觉系统确立合理的卸砖方案，成功完成多种楔形砖的卸垛工作。关键词：耐火砖，手爪，机器人，码垛规划，卸砖系统IABSTRACTFirebricksarewidelyusedinindustriessuchassteel,cementandglass.Withthecontinuousimprovementofsocialproductiveforces,variousindustriescontinuouslyputforwardnewrequirementsforhi

5、ghtemperatureresistantmaterials.Theimportanceoffirebrickstoeconomicdevelopmentandindustrialprogressisgrowing.However,thecurrentproductionoffirebricks,thelowerdegreeofautomationlimitsthedevelopmentoftheindustryinacertainextent.Inthedissertation,basedonthestatusoftheHouyingcompany,develo

6、pmentandapplicationautomaticofstackingandunloadingsystemwascarriedout.Accordingtothedesignrequirements,completepalletizingsystemoftheoverallprogramdesign.Basedonthepalletizingrobot,thedeliveryplatform,thealignmentadjustmentdeviceandtheclawsweredesignedasauxiliaryequipmenttocarryoutthet

7、ransmissionoffirebricks,attitudeadjustmentandspacingadjustmenttocompletetheautomaticstackingandplacingoffirebricks.Theentireworkflowofthesystemandthebeatofeachprocesswereanalyzedindetailtoverifytherationalityofthesystemschemeandtomeetthedesignrequirements.Onthebasementoftheoverallpla