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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:林善進
研究生(外文):LIN,SHAN-JIN
論文名稱:機械手臂自動堆疊系統之研發
論文名稱(外文):Implementation of An Automatic Stacking Robot System
指導教授:李宗禮陳振華陳振華引用關係
指導教授(外文):Lee,Tsong-LiChen,Chen-Hua
口試委員:康振雄
口試委員(外文):KANG,JEN-SHIUNG
口試日期:2018-05-28
學位類別:碩士
校院名稱:南開科技大學
系所名稱:車輛與機電產業研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2018
畢業學年度:106
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:自動堆疊系統直角座標機械手臂棧板
外文關鍵詞:Automatic stacking systemCartesian robotPallet
相關次數:
  • 被引用被引用:1
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本研究是針對生產工廠之紙箱包裝線,設計製作一套紙箱貨物自動堆疊系統,利用機電整合自動化控制的方式進行紙箱堆疊到棧板上與棧板運送,取代以人力所執行的工作。此系統以PLC為此機電系統之控制核心,由空棧板送料模組、積木式棧板移動模組與四軸直角座標機械手臂堆疊系統等三大單元組成。開發出之自動化堆疊系統,經實際測試結果,此系統可抓取50公斤紙箱貨物與推移600公斤的滿載棧板,可提升1.3倍以上堆疊速度,減少2-3個堆疊與推送棧板的人力,降低人員疲勞度及防止職業傷害發生。因此自動堆疊系統構造簡單、價格便宜、操作容易,其伺服馬達驅動之四軸直角座標機械手臂搭配氣壓夾爪之搬運裝置,與此自動堆疊系統之設計方法,皆很適合推廣應用於各種規格紙箱、膠桶的自動堆疊與搬運工作上。
This study proposed an auto-stacking system device on the production lines of the carton packing. We can use the system to substitute the human operators to transit and stack goods in an efficient way. It can not only improve loading speed but also prevent employees from getting injured during work. Based on the concept of low-cost automation, this study is to develop an automatic stacking system integrated mechanical design and mechatronics technology. The system is controlled by a PLC controller. It consists of three units: 4-axis Cartesian robotic arm driven by the servo motors, modular pallet transiting unit, and empty pallets -supplying unit. Finally, a prototype is built to verify the design idea. The Cartesian robotic arm can grab 50 kg cartons and the pallet transiting unit can move 600 kg full of pallets. In addition, the system can increase the stack speed by more than 1.3 times and reduce the manpower of 2-3 stacking goods. It is found that the auto-stacking system can be developed a feasible solution that meets various design requirements.

目錄
中文摘要 i
英文摘要 ii
誌謝 iii
目錄 .iv
圖目錄 .vii
表目錄 xii
第一章 諸論… 1
1.1前言…………………………………………………………………...1
1.2 研究動機 2
1.3 研究目的 8
1.4 研究限制 9
1.5 研究方法 10
1.6 論文架構 12
第二章 文獻探討 13
2.1 工業機器人 13
2.2 關節式機械手臂與直角座標式機械手臂分析 15
2.3 相關專利文獻 19
2.3.1直角座標機器人……………………………………………....19
2.3.2倉庫之載貨托板載入管理系統……………………………….20
2.3.3感應加熱設備移載平台……………………………………….21
2.3.4自動化苗箱堆疊輸送裝置…………………………………….22
2.3.5棧板自動輸送機……………………………………………….23
2.3.6 Cartesian coordinates robot (直角座標機器人)……………….24
2.3.7 Working apparatus having working head movable in X-Y directions……………………………………………………………..25
2.3.8 Method for handling a work in a robot system………………...26
2.4 工業機器人在產業搬運工作的應用………………………………27
2.4.1騰升科技股份有限公司HERCULES紙箱堆疊系統………..27
2.4.2葛登股份有限公司之PT-511自動疊棧機…………………...28
2.4.3皮爾生包裝系統公司的多線機器人棧板堆疊系統..……….. 29
2.4.4育綸實業股份有限公司的X-Y-Z堆棧+單向棧板分離設備..29
2.4.5 ScottPHS公司的小靈通機械手棧板堆疊系統…………30
第三章 自動堆疊系統設計介紹 ……………………………………………32
3.1 研究描述 …………………………………………………………….32
3.2 系統軟硬體架構設計 ……………………………………………...33
第四章 系統架構模組設計製作 ……………………………………………..37
4.1 智慧型堆疊控制系統 ……………………………………………….38
4.1.1可程式控制器PLC介紹 ...…………………………………...40
4.1.2台達電DVP-20PM可程式控制器……………………………44
4.1.3人機介面控制………………………………………………….47
4.1.4台達電DOP-B系列人機觸控螢幕…………………………...48
4.2 硬體結構模組架構………………………………………………….51
4.2.1直角座標式機械手臂模組…………………………………….51
4.2.2空棧板送料模組……………………………………………….62
4.2.3積木式棧板移動模組………………………………………….67
第五章 結果與討論…………………………………………………………..71
5.1 系統測試與修正…………………………………………………….71
5.2 市場競爭力之技術評估…………………………………………….76
5.3 技術/產品創新之比較………………………………………………76
第六章 結論…………………………………………………………………..78
參考文獻………………………………………………………………………79




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[2] 派力特有限公司之田字型塑膠棧板產品資訊,網址http://www.xinrong.com.tw/btm02.htm。
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[9] 富士通(FANUC Robotics)工業用機器人,網址:http://www.fanucamerica.com/。
[10] 庫卡(KUKA)工業用機器人,網址:https://www.kuka.com/。
[11] 安川(Yaskawa) 工業用機器人,網址: http://www.yaskawa.com.tw/。
[12] 鴻海(富士康)工業用機器人,網址:http://info.robot.hc360.com/2012/12/0410319583-2.shtml。
[13] 上銀(HIWIN)工業用機器人,網址:http://www.hiwin.tw/。
[14] 騰升科技股份有限公司HERCULES紙箱堆疊系統,網址:http://www.topmost-tech.com.tw/products-hercules.html。
[15] 葛登股份有限公司之PT-511自動疊棧機,網址:http://www.godan.com.tw/tw/product_con.aspx?cid=C_00000043&id=P_00000050&i=&j=#。
[16] 皮爾生包裝系統公司的多線機器人棧板堆疊系統(Multi-Line Robotic Palletizing System - Pearson Packaging Systems) ,網址:http://www.pearsonpkg.com。
[17] 育綸實業股份有限公司的XYZ堆棧+單向棧板分離設備,網址:http://www.everroll.com.tw/。
[18] ScottPHS公司的小靈通機械手棧板堆疊系統,網址:https://www.scottphs.com/。
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[20] 永松英治,倉庫之載貨托板載入管理系統,中華民國發明專利第074730號,1995/11/01。
[21] 江松琪、王祥安 、張志良、黃榮丞、陳志豪,感應加熱設備移載平台,中華民國發明專利第M489755號,2014/11/11。
[22] 邱奕志,王震嵩,自動化苗箱堆疊輸送裝置,中華民國新型專利第M499747號,2015/05/01。
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[29] 王年燦編譯,機器人與電腦整合製造系統,全華科技圖書,台北,10/1995,pp.190~194。
[30] 黃風編著,工業機器人與自控系統的集成應用,化學工業出版社,北京,01/2017,pp.85-90。
[31] 謝進發編著,可程式控制實習-FX2N/FX3U,台科大圖書,台北,09/2012,pp.1-2~1-17。
[32] 紀致安編著,可程式控制實習,龍騰圖書,台北,09/2006,pp.3-11。
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[37] 台達電子工業股份有限公司之工業自動化類產品,ASDA-A2系列交流伺服馬達資訊,網址:http://www.deltaww.com/services/DownloadCenter2.aspx?secID=8&pid=2&tid=0&CID=06&itemID=060201&typeID=1&downloadID=ASDA-A2&title=ASDA-A2&dataType=&check=0&hl=zh-TW。
[38] 周季達,植基於PLC機械手臂之運動規劃,國立雲林科技大學碩士論文,21/07/2015,pp.13~28。
[39] 吳昊,張豔芳,鄭江花,劉成業,李倩,孫潔,基於PLC的控制系統在機器人碼垛搬運中的應用,山東省科學院自動化研究所,12/2011,pp.80~83。
[40] 熊谷 卓著,謝瑞徵、黃天祥,陳聖堯編著,實踐自動化機構圖解集,全華科技圖書,台北,02/1999,pp.119~120、pp.295~306、pp.323~326。

QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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