柔性制造系统码垛机单元的设计与仿真

仿真课程设计——柔性制造系统仿真与优化学院：机械工程学院专业：物流工程班级：物流081班姓名：黄维学号：40840220指导老师：赵宁时间：2012年3月目录1、设计内容与目的 (2)2、课程设计组织形式 (2)3、课程设计内容 (2)3.1 所需设计资料 (2)3.2 柔性制造系统仿真建模步骤 (3)3.3 仿真优化步骤 (3)3.4 课程设计内容要求 (3)3.5 最终提交内容 (4)3.6 课程设计具体要求 (4)4、课程设计基本目标 (4)5、课程设计基本材料 (5)5.1 柔性制造系统状况 (5)5.2 产品工艺状况 (7)5.3 订单状况 (8)6、主要技术 (9)6.1 传感器（sensor） (9)6.2 队列任务 (10)6.3 冲突化解 (11)6.4 注意问题 (12)7、柔性制造系统建模 (13)7.1 建模元素 (13)7.2 系统模型搭建 (13)7.3 Entity的属性设置 (14)7.4 AGV小车——Transporter (16)7.5 Track与sensor的设计 (16)7.6 队列任务与冲突化解 (17)7.7 模型中的各种方法 (18)7.7.1 Megettask方法 (18)7.7.2 控制小车方向的方法 (19)7.7.3 控制小车当前位置改变的方法 (19)7.7.4 控制工件从缓冲到小车的方法 (19)7.7.5 控制工件从小车到缓冲的方法 (20)7.7.6 控制设备加工时间的方法 (20)7.8 Chart (21)8、模型分析与优化 (22)8.1 基本模型的运行分析 (22)8.2 订单按时间分批投入 (23)8.3 订单按顺序循环投入 (23)8.4 多小车模型的优化 (24)8.5 提高小车速度 (28)8.6 改变设备缓冲容量 (28)9、优化方案 (28)1、设计内容与目的本课程设计是与物流工程专业教学配套的实践环节之一，结合《现代生产管理》、《设施布置与规划》、《离散系统建模与仿真》等课程的具体教学知识点开展。

《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》篇一一、引言随着自动化技术的发展，码垛机已成为工业生产中不可或缺的重要设备。

为了提升码垛机的作业效率及精度，本文提出了一种新型的码垛机气动伺服系统设计，并对其进行了动态仿真分析。

该系统结合了气动技术和伺服控制技术，具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够满足现代工业生产的需求。

二、新型码垛机气动伺服系统的设计1. 系统结构设计新型码垛机气动伺服系统主要由气动执行机构、伺服控制系统、传感器及上位机控制系统等部分组成。

其中，气动执行机构采用高精度、高速度的气缸和活塞结构，实现快速、准确的码垛动作。

伺服控制系统则采用先进的伺服控制算法，实现对气动执行机构的精确控制。

2. 控制系统设计控制系统是新型码垛机气动伺服系统的核心部分。

该系统采用PLC作为主控制器，通过与传感器和执行机构的实时通信，实现对码垛过程的精确控制。

同时，通过上位机控制系统，可以实现人机交互，方便操作人员对系统进行监控和调整。

3. 伺服算法设计伺服算法是新型码垛机气动伺服系统的重要部分。

该系统采用先进的PID控制算法，结合前馈控制和反馈控制，实现对气动执行机构的精确控制。

同时，为了进一步提高系统的动态性能和稳定性，还采用了模糊控制、神经网络控制等先进控制策略。

三、动态仿真分析为了验证新型码垛机气动伺服系统的性能，我们采用了MATLAB/Simulink软件进行了动态仿真分析。

仿真结果表明，该系统具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够满足现代工业生产的需求。

同时，该系统的响应速度快，控制精度高，能够实现对码垛过程的精确控制。

四、结论本文提出了一种新型的码垛机气动伺服系统设计，并对其进行了动态仿真分析。

该系统结合了气动技术和伺服控制技术，具有高精度、高效率、高稳定性的特点，能够满足现代工业生产的需求。

通过动态仿真分析，验证了该系统的性能优越性。

因此，该系统具有广泛的应用前景和推广价值。

五、未来展望随着工业自动化技术的不断发展，对码垛机的性能要求也越来越高。

《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，码垛机作为物流和仓储领域的重要设备，其性能和效率的优化显得尤为重要。

新型码垛机气动伺服系统作为码垛机的核心部分，其设计及动态仿真研究对于提高码垛机的工作效率、稳定性及可靠性具有十分重要的意义。

本文旨在介绍新型码垛机气动伺服系统的设计方法及进行动态仿真分析，为相关领域的研发和应用提供理论支持和指导。

二、新型码垛机气动伺服系统的设计1. 系统总体设计新型码垛机气动伺服系统主要由气动执行机构、控制系统、传感器等部分组成。

其中，气动执行机构负责完成码垛任务，控制系统负责控制气动执行机构的运动，传感器则负责实时监测系统的工作状态。

整个系统采用模块化设计，便于后期维护和升级。

2. 气动执行机构设计气动执行机构是码垛机的核心部分，其设计直接影响到整个系统的性能。

在设计过程中，需考虑机构的运动范围、运动速度、负载能力等因素。

同时，为提高机构的运动精度和稳定性，采用气动伺服技术，通过控制气压来实现机构的精确运动。

3. 控制系统设计控制系统是整个系统的“大脑”，负责控制气动执行机构的运动。

在设计过程中，需考虑控制系统的稳定性、响应速度、抗干扰能力等因素。

采用先进的控制算法和控制器，实现精确控制气动执行机构的运动。

同时，为方便操作和维护，控制系统采用人机交互界面，实现可视化操作和监控。

4. 传感器设计传感器在系统中起到实时监测的作用，对于保证系统的稳定性和可靠性具有重要意义。

设计过程中，需考虑传感器的精度、稳定性、抗干扰能力等因素。

根据实际需求，选用合适的传感器，如位置传感器、压力传感器等，实时监测系统的运行状态。

三、动态仿真分析为验证新型码垛机气动伺服系统的性能，进行动态仿真分析。

采用先进的仿真软件，建立码垛机的三维模型，并设置相应的材料属性、约束条件和载荷等。

通过仿真分析，可以得到码垛机在不同工况下的运动轨迹、速度、加速度等参数，以及系统的动态响应特性。

柔性制造及虚拟实验系统的设计与实现尹念东;李艳丽;何彬【摘要】柔性制造及虚拟实验系统是将柔性制造技术与虚拟实验技术集成在一起的先进实验系统。

设计与构建的柔性制造及虚拟实验系统双向映射，既可独立运行，也可以并行运行。

可在虚拟的柔性制造环境下对柔性生产过程的加工、输送、控制、运动等过程进行实时仿真，具有实验无危险、可重复、费用低的特点。

柔性制造及虚拟实验系统为学生提供了一个开放、创新、交互的实验平台，满足学生使用先进制造技术进行应用、开发和系统集成的要求。

%Flexible manufacture and virtual experiment system is an advanced integration of flexible manu-facture and virtual experiment technology.In the paper,flexible manufacture and virtual experiment sys-tem was designed and constructed which can run independently and concurrently with bidirectional map-ping.The virtual system has the following characteristics:low risk,repeatable and low cost in conducting experiments,by which the flexible manufacturing process can be simulated in real time under virtual flexi-ble manufacture environment.Flexible manufacture and virtual experiment system can provide students with an open,innovative and interactive experiment platform and satisfy students’need for mastering ap-plication,development and system integration of advanced manufacturing technology.【期刊名称】《湖北工业大学学报》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】4页(P88-90,111)【关键词】柔性制造;虚拟实验;实时仿真【作者】尹念东;李艳丽;何彬【作者单位】湖北理工学院机电工程学院，湖北黄石 435003;湖北理工学院机电工程学院，湖北黄石 435003; 湖北工业大学机械工程学院，湖北武汉 430068;湖北理工学院机电工程学院，湖北黄石 435003【正文语种】中文【中图分类】TG315柔性制造系统是能适应加工对象变化的自动化机械制造系统，由统一的信息控制系统、物料储运系统和数字控制加工设备组成，是现代信息、先进制造、自动控制、计算机技术在机械电子系统中的集成应用。

《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》篇一一、引言随着自动化技术的发展，码垛机已成为物流和制造业中不可或缺的设备。

而气动伺服系统作为码垛机的核心部分，其性能的优劣直接决定了码垛效率、稳定性以及安全性的高低。

本文将着重介绍新型码垛机气动伺服系统的设计原理和设计流程，同时将结合动态仿真结果进行验证分析，旨在为码垛机技术的发展提供理论支持和设计参考。

二、新型码垛机气动伺服系统的设计（一）系统设计要求新型码垛机气动伺服系统设计应满足以下要求：高效率、高稳定性、低能耗、高精度以及良好的可维护性。

同时，系统应具备快速响应、自动纠错和自我保护等功能。

（二）系统设计流程1. 需求分析：根据码垛机的使用环境和任务需求，确定气动伺服系统的基本功能和性能指标。

2. 硬件设计：根据需求分析结果，设计气动伺服系统的硬件结构，包括气动执行元件、传感器、控制器等。

3. 软件开发：编写控制程序，实现系统的智能化控制和精确运动。

4. 系统集成：将硬件和软件进行集成，进行系统调试和性能测试。

（三）关键技术及实现方法在新型码垛机气动伺服系统的设计中，关键技术包括气动执行元件的选择和控制策略的制定。

气动执行元件应具备高响应速度和高稳定性，控制策略则需保证系统的高精度和高效率。

为实现这些关键技术，可采用先进的气动元件和控制器，以及优化的控制算法。

三、动态仿真分析为了验证新型码垛机气动伺服系统的性能，我们采用了动态仿真方法。

通过建立系统的数学模型，模拟实际工作过程中的各种工况，分析系统的动态特性和性能指标。

（一）仿真模型建立根据系统设计，建立包括气动执行元件、传感器、控制器等在内的仿真模型。

通过设定不同的工作条件和任务要求，模拟码垛机在实际工作过程中的各种情况。

（二）仿真结果分析通过对仿真结果的分析，我们可以得出以下结论：新型码垛机气动伺服系统具有高效率、高稳定性、低能耗和高精度等特点，完全满足设计要求。

同时，系统具备快速响应、自动纠错和自我保护等功能，有效提高了码垛机的安全性和可靠性。

柔性制造系统的建模与仿真研究柔性制造系统（FMS）是一种能够适应不同生产需求的灵活生产系统。

在当前快速变化的市场环境下，柔性制造系统的建模与仿真研究具有重要意义。

本文将介绍柔性制造系统的概念和特点，探讨建模与仿真的方法，并讨论柔性制造系统建模与仿真研究的应用和未来发展趋势。

柔性制造系统是一种多功能生产系统，能够适应不同产品的生产需求。

其特点包括高度灵活性、自适应性和多功能性。

柔性制造系统可以根据生产任务的不同，通过调整设备、工艺和流程来完成各种生产任务。

这种灵活性使得柔性制造系统成为当前企业提高生产效率和应对市场变化的重要工具。

在柔性制造系统的研究中，建模与仿真是一种重要的方法。

建模是指将实际系统抽象为数学或逻辑模型的过程，而仿真是指通过计算机模拟实际系统的运行过程，并进行性能评估。

建模与仿真能够帮助研究人员分析生产系统的结构和运行规律，评估不同策略的性能，优化系统的设计和运行参数。

在柔性制造系统的建模过程中，需要考虑多个因素，例如设备、工艺、流程和资源等。

首先，需要对柔性制造系统的结构进行建模。

这包括对设备和工作站的建模，描述其类型、数量、功能和连接关系。

其次，需要对生产流程进行建模，包括物料流和信息流。

这可以通过流程图、Petri网和时序图等方法进行描述。

此外，还可以考虑资源分配和调度问题，以优化生产效率和资源利用率。

在柔性制造系统的仿真过程中，需要考虑不同层次的仿真模型。

首先，可以采用离散事件仿真方法，对柔性制造系统进行整体仿真。

这可以帮助研究人员了解系统的整体性能和效果。

其次，可以采用物理仿真方法，对柔性制造系统的具体设备、工艺和流程进行仿真。

这可以帮助研究人员研究系统的局部性能，并优化系统的设计和运行参数。

柔性制造系统的建模与仿真研究在实际应用中具有重要意义。

首先，建模与仿真可以帮助企业优化生产系统的设计和运行参数，提高生产效率和产品质量。

其次，建模与仿真可以用于系统的规划和决策，帮助企业预测市场需求和优化资源分配。

码垛末端执行器设计及生产线仿真一、引言在现代制造业中，自动化技术的应用已经成为提高生产效率、降低成本的重要手段之一。

其中，码垛系统是自动化生产线中的重要组成部分，在物料搬运和堆垛方面起着关键作用。

而码垛末端执行器的设计和生产线仿真则是码垛系统中至关重要的环节。

本文将就码垛末端执行器设计及生产线仿真进行深入探讨。

二、码垛末端执行器设计1. 设计原理码垛末端执行器是码垛系统中的核心部件之一，其设计原理直接关系到系统的稳定性和效率。

在设计过程中，需要考虑到末端执行器的承载能力、精度要求、动作灵活性等因素，以满足不同物料堆垛和搬运的需求。

2. 结构特点合理的结构设计是确保末端执行器正常运行的关键。

在设计过程中，需要考虑到结构的稳定性、承载能力、精度要求等因素，同时兼顾结构的简洁和易于维护，以确保系统的长期稳定运行。

3. 控制系统良好的控制系统可以提高末端执行器的运行效率和精度。

在设计过程中，需要考虑到控制系统的响应速度、准确性和稳定性，以满足系统对于不同物料的搬运和堆垛需求。

三、生产线仿真1. 仿真软件介绍生产线仿真是码垛系统设计和优化的重要手段。

在仿真过程中，通过仿真软件可以对生产线的运行情况进行模拟和优化，找出潜在问题并提出改进方案。

2. 仿真参数设置在进行生产线仿真时，需要设置合理的仿真参数，包括物料的属性、设备的运行规则、人员的操作方式等。

通过合理设置参数，可以有效地模拟出真实生产环境中的运行情况。

3. 仿真效果评估仿真软件可以通过模拟不同情况下的生产线运行情况，从而评估不同方案的优劣。

通过仿真效果的评估，可以为末端执行器的设计和生产线的优化提供重要依据。

四、个人观点和理解在码垛末端执行器设计及生产线仿真中，我认为关键是要充分考虑系统的稳定性和效率。

在设计和仿真过程中，需要充分利用现代化技术手段，如CAD、PLC控制、仿真软件等，来提高设计的精度和仿真的准确性。

对于不同行业的需求和特点也需要充分考虑，因为不同行业对于末端执行器的需求是有所不同的。

一种码垛机器人的设计与仿真节 1.01 摘要21世纪，科学技术的发展可谓日新月异，各种信息技术的不断发展进步，推动着社会生产的各个领域的进步，尤其是自动化技术的应用。

码垛技术是近年来活跃在物流自动化领域的一项新兴的技术。

码垛技术的概念是指在日常的物流运输的过程中，为了实现实现物料的搬运、装卸等物流的活动，设计一定的物料的堆码成垛的模式，这种模式是基于集成单元化的思想之上的，这种堆码成垛实现物流运输的技术就是码垛技术。

我们在实现码垛技术的同时，发明了相关的码垛机器人。

码垛机器人是基于码垛技术而产生的，它是一种具备特殊功能的机器人，具有垂直的多关节型的特点。

码垛机器人自产生以来，已经广泛应用于社会生产的不同的专业领域，比如食品加工、石油化工等。

对于不同的物流对于码垛要求参数的不同，码垛机器人可以通过自身的主计算机进行相应的参数的设置，从而进一步实现不同产品包装的码垛要求。

现代物流的发展，对于码垛机器人的要求也呈现出越来越高的趋势，比如物料的码垛的精度的提高，是的码垛机器人必须具有一定的刚度和强度，防止搬运过程中出现差池。

本文主要是设计一种码垛机器人的机械部分，应用于自动化生产线的物料的码垛。

在进行码垛机器人的设计的时候，主要是结果机械、电子以及码垛机器人的软件等方面，根据不同方面的特点进行综合的分析，实现码垛机器人的设计。

关键词：码垛技术，机器人，有限元分析，运动仿真AbstractIn the 21st century, the development of science and technology is changing, all kinds of the continuous development of information technology progress, push the progress of the various fields of social production, especially the application of automation technology. Stacking technology is active in recent years a new technology in the field of logistics automation. Stacking technology refers to the concept of in the daily logistics transportation process, in order to achieve theimplementation of logistics activities such as material handling, loading and unloading, the design of a certain material stacking into crib model, this model is based on the idea of integration of unitized, this kind of stacking to buttress achieve logistics technology is the pallet.We at the same time of palletizing technology, invented the palletizing robot. Palletizing robot is based on the palletizing technology, it is a kind of have the special function of the robot, has the characteristics of vertical multi-joint type. Since produced, palletizing robot has been widely used in the different fields of social production, such as food processing, petrochemical industry, etc. For different parameters of different logistics for stacking, palletizing robot can through own host computer to the corresponding parameter setting, thus further realize the pallet of different product packaging requirements. The development of modern logistics, to the requirement of palletizing robot also presents the trend of more and more high, such as the improvement of the precision of the material of the pallet, palletizing robot must have certain rigidity and intensity, prevent mistakes appeared in the process of handling.This paper is to design a kind of palletizing robot mechanical parts, materials used in automatic production line of the pallet. In the design of palletizing robot, is mainly the result of mechanical, electronic, and palletizing robot software, etc., according to the characteristics of the different aspects of comprehensive analysis, realize the design of palletizing robot.Keywords: palletizing robot, finite element analysis, motion simulation1 绪论1.1 课题的来源及意义1.1.1 课题来源码垛技术是近年来活跃在物流自动化领域的一项新兴的技术，它常用于食品饮料、化工、煤炭等大批量生产场合。