为解决巧克力分拣包装生产线上人工分拣易造成巧克力破碎、污染等问题,提出工业机器人分拣解决方案,采用两条输送链跟踪分拣巧克力并统一装盒。研究了并联机器人的输送链跟踪技术,讨论了在虚拟仿真环境中输送链和机器人运行速度之间的关系。结果表明,通过将输送链与机器人的速度设定为一定比值,机器人可以达到100%的分拣率,同时保证生产节拍和工作效率,对布局企业分拣生产线具有现实指导意见。

研究烟草物流配送中心的异型条烟分拣系统的不同码垛作业模式对分拣效率的影响。针对某烟草物流配送中心的实际异型条烟分拣系统,使用Tecnomatix Plant Simulation软件创建了该系统的仿真模型,使用虚拟托盘技术匹配订单信息实现了在仿真中控制异型条烟分拣系统的条烟分拣、分流码垛和合单三个主要过程并验证了仿真模型。最后为码垛作业设计了一个优化方案,以每小时的分拣量作为输出进行了模拟实验,统计了优化前后的分拣效率。结果表明通过增加机械手码垛工位的优化方法可以提升异型条烟分拣系统的效率。

针对于当前货物分拣费时、费力、准确度低等问题,提出了一种UPS/UPR/SP并联机构,考虑将其应用于包装分拣领域以解放双手。首先,采用螺旋理论分析了UPS/UPR/SP并联机构的自由度,并基于改进的Kutzbach-Grübler公式对该机构的自由度进行了分析和验证;然后,采用粒子群优化算法(Particle swarm optimization,PSO)以及封闭矢量法对该机构的位置正逆解进行求解,并运用极限搜索法在Matlab软件中求解出该机构的可达工作空间;最后,将该机构具体应用于位置累计精度要求高的快递分拣工作中。结果表明,UPS/UPR/SP并联机构具有二转动一移动3个自由度,动平台末端运动精确,工作空间连续且无间断;研究的机构运动灵活,完全满足快递物流的货物分拣工作。

在分析了筒纱包装生产线分拣设备的组成和工作原理,制定了筒纱分拣方案;在控制系统硬件设计的基础上,完成了PLC控制程序和人机交互界面的设计;实际生产线的测试结果证明,控制系统能够满足筒纱生产的分拣要求。

为了减轻果农在采摘与分拣果实过程中的工作量,解决采摘过程机械化程度低的问题,针对中小型果园,在气压传动与机械结构的基础上,研制了一种针对高空水果(苹果为主)采摘及分拣一体化装置。此装置由夹取机构、伸缩机构、动力输出装置和分拣装置四部分组成。利用单作用气缸控制夹取机构实现摘水果,利用双作用气缸实现装置的伸缩,通过动力输出装置为气缸提供气源,利用分拣装置实现水果的分拣。

为了探究机械臂分拣过程中切分精度与能耗之间的最优关系,根据D-H矩阵建立机械臂数学模型,用Euler-Lagrange方程描述机械臂动力学方程,以最优化控制必要条件构建系统限制方程,建立了机械臂的最优能耗控制模型,并用符号语言推导公式,最后使用直接配置非线性规划法将两点边值问题转化为一般的非线性规划问题,得到系统的最优解,并对机械臂分拣目标物过程的切分精度与能耗最优关系进行探讨。仿真结果表明:在规定时间内,机械臂完成分拣动作过程中,切分份数越多,切分精度越细,最优能耗越小,但在达到某一值数后,就不再减少。

随着科学技术水平的提高,机械臂逐渐代替人力应用于工业生产中,实现货物的装卸、搬运及分拣等工作。传统球坐标机械臂由于承受自重及货物负载,导致转动角度及控制精度较差。对此,基于传统球坐标机械臂及PLC控制原理,设计了新型五自由度液控机械臂。该机械臂以液压为驱动力,通过PLC控制程序实现对机械臂的运动控制,完成生产线中物料的自动分拣,其应用大幅降低了人工劳动强度,提高了生产效率。

为了解决柔性制造生产线机械手的智能化分拣问题，以并联机械手、工业相机和BS-8ML01型柔性生产线为基础。设计了一个基于机器视觉的分拣系统。该系统工业相机直接集成于机械手的定平台，以实现对传送带送来的工件进行图像采集及软件图像预处理。研究中对传统的Hough算法进行了改进。采用基于有序Hough变换的算法进行工件边缘的提取和定位。并以此对机械手的运动轨迹进行规划，采用Matlab对机械手的末端动平台进行动力学分析。最后样机实验表明。该基于机器视觉的分拣机械手算法稳定可靠，可广泛应用于一般小尺寸工件的分拣工作。提高了柔性制造生产线的自动化、智能化水平。

设计了一种便携式自动分拣计数包装国内硬币的装置,该装置以AT89C51为控制中心,实现了硬币的智能分拣、计数与包装。该结构主要包含硬币分拣单元、硬币计数单元和硬币包装单元3个部分,硬币分拣单元根据硬币尺寸的大小进行分拣;硬币计数单元利用红外传感器实现硬币的计数;硬币包装单元多个机构协作完成包装。该设计能有效、便捷地解决当前银行、公交公司、商场等部门清点硬币花费大量人工与时间成本的难题,且体积小、重量轻、便于携带,具有良好的实际应用价值与市场推广前景。

使用PLC控制系统与广州数控工业机器人配合,研制集智能识别、视觉检测、分拣与码垛于一体的工业机器人工作站,完成控制系统的设计,并编制机器人程序。