钢管码垛机移料机构设计及仿真分析
钢管码垛机的研究
摘要钢管在生产建设中具有十分重要的作用，随着我国工业生产技术的进步，对钢材的需求量日益提高，传统的人工包装由于生产率低已不能满足现代化大生产的需要；其次用户为便于钢材的运输和存储对钢铁产品包装的要求也随之提高，因此研制钢管精整包装生产线需要的设备具有很大的现实意义和经济价值。
钢管码垛机是制造钢管企业的重要设备，完成钢管的自动码垛就需要钢管码垛机。
本课题对设计的钢管码垛机的工作原理进行了介绍，对其控制系统进行了设计，对其中的重要组成部分移料机构进行了具体的研究。
本课题的主要研究内容如下：（1）对六角形码垛进行了相关计算为钢管码垛机的设计提供依据，对设计的钢管码垛机的原理进行了阐述，对其移料机构进行了详细的设计并对其动力学参数进行了计算。
（2）在动力学分析软件ADAMS中对模型进行运动仿真，通过仿真测量出机构的最大驱动力、原动件的最大功率、原动件的做功和各关键铰链的受力情况，为机构最大驱动力的优化、电机功率的选择、了解机构的耗能和关键部件的强度校核提供参考依据。
（3）对主要零部件支撑板进行了强度校核。
对钢管码垛机移料机构整体进行了模态分析，为避免共振提供参考。
（4）根据码垛机的运动要求，设计了PLC控制系统，提高了钢管码垛机的自动化程度和生产效率。
关键词：码垛机移料机构建模仿真PLC控制AbstractSteel pipe plays a very important role in the production and construction.With the progress of China's industrial production technology,the requirement of steel pipe is gradually increased.The traditional manual packaging could not be satisfied with the needs of modern ers in order to facilitate the transport and storage of steel and steel products packaging requirements are also improved.So it is of great practical significance and economic value to develop the equipment of steel tube finishing packaging line.Steel pipe stacker crane is an important machine of steel pipe enterprises.The completion of stacking automatically needs the steel pipe tracker crane.This paper gives a brief introduction of working principles of steel pipe stacker crane and designs its control system.The concrete study has been making in the feeding mechanism,which is the key component of steel stacker crane.The main research contents of this paper are as follows:(1)The hexagonal palletizing related calculation is conducted to provide the basis for the design of steel pipe piling machine.Principles of steel stacking machine design are described. The feeding mechanism is designed in detail and the dynamic parameters are calculated.(2)The model of the feeding mechanism of steel stacker crane is conducted a motion stimulation by the dynamics analyzing software ADAMS to test the maximum driving force, the maximum power and the working of the driving link as well as the force condition of every key hinge so as to offer reference frame for the optimization of the maximum driving force of the institution,the selection of the motor power,the understanding of its energy dissipation and the strength checking of the key parts.(3)The strength check of the main parts support plate is carried out.The modal analysis is carried out for the feeding mechanism,which provides reference for avoiding resonance.(4)According to the movement requirements of stacking machine,the PLC control system is designed.The automation and production efficiency of steel pipe stacker crane was improved.Key words：stacker crane,feeding mechanism,modeling,simulation,PLC control目录第一章绪论 (1)1.1课题研究背景及意义 (1)1.1.1钢管的应用范围及发展趋势 (1)1.1.2钢管的分类 (1)1.1.3钢管码垛的意义 (2)1.2国内外码垛机的研究现状 (3)1.2.1码垛的分类 (3)1.2.2国外码垛机的研究现状 (3)1.2.3国内码垛机的研究现状 (3)1.3课题的主要研究内容 (4)第二章钢管码垛机设计依据及移料机构设计计算 (6)2.1钢管码垛机的机械设计依据 (6)2.1.1六角形码垛每捆根数计算 (6)2.1.2码包模具边长计算 (8)2.2钢管码垛机工作原理 (9)2.3钢管码垛机移料机构的设计 (11)2.4钢管码垛机移料机构动力系统的参数计算 (14)2.4.1支撑板的设计计算 (14)2.4.2导向升降支撑梁的设计校核 (15)2.4.3液压缸的选择 (16)2.4.4伺服电机的选择 (18)2.4.5传动装置的设计计算 (20)2.5本章小结 (22)第三章移料机构的建模、仿真及有限元分析 (23)3.1移料机构三维建模及装配 (23)3.1.1Solid Works概述 (23)3.1.2各主要零部件以及机构的装配图 (23)3.2ADAMS仿真分析 (24)3.2.1虚拟样机技术及ADAMS概述 (24)3.2.2ADAMS建模 (25)3.2.3仿真分析 (26)3.3有限元分析 (29)3.3.1有限元法及ANSYS概述 (29)3.3.2支撑板受力情况分析 (29)3.3.3应力分析 (31)3.3.4整体结构模态分析 (33)3.4本章小结 (34)第四章钢管码垛机的控制系统设计 (36)4.1钢管码垛机的运动控制分析 (36)4.1.1钢管码垛机的运动控制过程分析 (36)4.1.2钢管码垛机的运动过程分析 (37)4.2码垛机的控制系统 (38)4.3PLC控制系统设计 (41)4.4本章小结 (47)第五章结论与展望 (48)5.1论文总结 (48)5.2课题展望 (48)参考文献 (50)发表论文和科研情况说明......................................................................错误！未定义书签。
《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》范文
《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。
型钢成品码垛自动控制系统设计分析
型钢成品码垛自动控制系统设计分析摘要：文章以型钢成品码垛自动控制系统为研究对象，首先对系统工作原理进行了简要分析，进而对整个自动控制系统的基本构成情况进行了简要分析，最后就型钢成品码垛自动控制系统设计过程中的关键问题做出了详细分析与阐述，望能够引起各方工作人员的特别关注与重视。
关键词：码垛自动控制系统设计分析PLC 变频器0 引言现代意义上，码垛的最核心概念就在于：建立在集成单元化思想基础之上，将单件、分散的物料按照一定的模式进行集中处理，其目的在于为后续有关物料的储存、运输、以及装卸活动提供便捷。
在现代化的生产操作当中，对于物料自重较轻、尺寸相对较小、且吞吐量相对较小的情况下，应用人工式的码垛方案即可取得良好的效果。
然而，对于工作量较大、物料自身重量较重、且尺寸变化相对明显的情况来说，长时间性的进行人工式的码垛作业不但会导致工作效率的体现，更可能导致相关工作人员的人身健康受到不利的影响。
并且，实践研究结果证实：基于自动化的码垛控制方案不单单能够提高物料处理的速度，缓解对人身健康的不利影响，同时在提高物垛整齐性，降低物料受损率，提高处理柔性水平等多个方面，也有着重要的作用与意义。
本文即针对此问题，做详细分析与说明。
1 型钢成品码垛自动控制系统工作原理分析在整个型钢成品码垛自动控制系统的应用过程当中，主要所涉及到的码钢品种包括以下几种类型：（1）H型钢；（2）工字钢；（3）槽钢。
码钢产品长度均在12.0m范围之内。
在整个自动控制系统的运行过程当中，首先需要在输送辊道当中，完成对钢材的输送及挑选，进而传递至链条式移钢台架当中。
在此环节工作过程中，将生产线上所存在的质量性能不合格型钢产品统一传递至短尺区。
于此同时，需要对质量合格的型钢产品按照规格、尺寸进行分组、对齐，确保所输送的型钢产品能够准确、整齐的进入到链条式移钢台架当中；再通过分组、定位机构，对已分组的型钢产品在预定的位置实施翻转码垛。
在交替运行动作的实施过程当中，借助于收集框的升降，实现对不同类型钢材的堆垛；进而，传输辊道传递型钢堆垛至压紧机构处理区域，确保堆垛的整齐性与紧密性，最后在输送辊道的作用下，完成整个处理。
《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》
《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。
码垛末端执行器设计及生产线仿真
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。
码垛机器人运动学分析与仿真_芮执元
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机器人运动学分析
可以根据机器人的结构形式建立机器人的连杆坐
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《2024年新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》范文
《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、仓储等领域的核心设备，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重要组成部分，其设计及动态仿真研究对于提高码垛机的作业效率和稳定性具有十分重要的意义。
本文旨在探讨新型码垛机气动伺服系统的设计思路，并通过动态仿真验证其性能表现。
二、新型码垛机气动伺服系统的设计（一）系统结构新型码垛机气动伺服系统主要由气动执行机构、控制系统和传感器等部分组成。
其中，气动执行机构负责实现码垛动作，控制系统负责控制气动执行机构的动作，传感器则负责实时监测系统的运行状态。
（二）设计原则1. 高效性：系统应具备高效率的码垛能力，以适应现代化生产的需求。
2. 稳定性：系统应具备较高的稳定性，以确保长时间连续工作的可靠性。
3. 节能性：系统应采用节能设计，降低能耗，提高经济效益。
4. 易维护性：系统应具备简便的维护和检修方式，降低维护成本。
（三）设计思路1. 气动执行机构设计：采用高精度、高速度的气动缸和伺服阀，实现快速、准确的码垛动作。
2. 控制系统设计：采用先进的PLC控制器和人机界面，实现系统的自动化控制和操作。
3. 传感器设计：配置高精度的传感器，实时监测系统的运行状态和参数，为控制系统的调整提供依据。
三、动态仿真验证（一）仿真模型建立利用专业仿真软件，建立新型码垛机气动伺服系统的仿真模型。
模型应包括气动执行机构、控制系统和传感器等部分，以真实反映系统的实际运行情况。
（二）仿真实验过程通过仿真实验，对新型码垛机气动伺服系统进行动态性能测试。
测试内容包括系统的响应速度、稳定性、能耗等指标。
同时，通过改变系统参数，观察系统性能的变化情况。
（三）仿真结果分析根据仿真实验结果，对新型码垛机气动伺服系统的性能进行评价。
结果表明，该系统具有较高的响应速度和稳定性，能够满足现代化生产的需求。
同时，该系统采用节能设计，有效降低了能耗，提高了经济效益。
一种码垛机器人的设计与仿真
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。
码垛机设计及其应用研究
码垛机设计及其应用研究一、引言码垛机是一种自动化设备，用于将物体堆叠在一起，形成一定的结构。
随着半导体、电子、食品等行业的快速发展，对自动化生产提出了更高的要求，码垛机成为推动生产效率和降低人力成本的重要设备之一。
本文将探讨码垛机的设计原理、应用领域和未来发展趋势。
二、码垛机设计原理1. 机械结构码垛机主要由框架、轨道、天轴、托盘传送带和抓取装置等组成。
通过轨道的移动，使天轴上的抓取装置可以准确地抓取并移动物体，并将其放置在指定的位置。
同时，为了确保设备的稳定性和安全性，需考虑重心平衡、支撑结构和防护装置等因素。
2. 控制系统码垛机的控制系统通常采用PLC（可编程逻辑控制器）作为核心控制元件。
通过传感器与PLC的连接，实时检测和反馈运行状态，实现自动化控制和应急停止等功能。
此外，还可以通过与上位机的通讯，实现生产计划的调度和远程监控。
3. 抓取算法为了能够准确地抓取物体并完成堆叠，码垛机需要具备一定的视觉识别和运动规划能力。
常用的抓取算法包括基于视觉识别的物体定位、基于力传感器的抓取力调整和基于路径规划的抓取轨迹生成等。
这些算法的优化和应用，对提高码垛机的抓取稳定性和速度具有重要意义。
三、码垛机的应用领域码垛机的应用广泛，以下列举几个主要领域：1. 电子行业在电子产品的生产过程中，需要对电子元件进行堆叠和包装。
通过自动化的码垛机，可以提高产品的生产效率和质量，并减少人工操作的错误率。
2. 食品行业食品包装通常需要按照一定规则进行堆叠和封装。
码垛机能够根据生产计划和产品规格，高效地完成堆叠任务，并确保产品的质量和卫生。
3. 仓储物流在仓储物流系统中，码垛机可以将货物从传送带上抓取并堆叠在托盘上，以提高仓储空间的利用率和物流效率。
同时，码垛机还能够实现货物的分拣和装箱，减少人工操作和运输时间。
四、码垛机的未来发展趋势码垛机作为自动化生产的关键设备，未来的发展趋势将呈现以下几个方向：1. 智能化发展随着人工智能和机器学习的快速发展，码垛机将具备更强的智能化和自学习能力。
钢管成型机成型码跺部分设计
高等职业学校毕业设计姓名：学号：系部：专业：机电一体化专业设计题目：钢管成型机成型码跺部分设计指导教师：职称：讲师2012年5月高等职业学校毕业设计任务书系部专业年级学生姓名任务下达日期：2011年 12 月 19 日毕业设计日期： 2011 年 12 月 19 日至 2012 年 5 月19 日毕业设计题目：钢管成型机成型码跺部分设计毕业设计专题题目：钢管成型机设计毕业设计主要内容和要求：钢管成型机机械结构主体主要由捆扎机导线架、升降机、打包头、主轨座以及喂线装置构成,首先综合比较了不同程度化成型机的分类,该机用于将无缝钢管管端加工成杯状、喇叭状等异形，也可用于其它材料管件的胀形加工。
再利用电磁铁来搬运钢铁材料的装置叫做电磁起重机。
电磁起重机能产生强大的磁场力，几十吨重的物体，不装箱不打包也不用捆扎，就能很方便地收集和搬运，最后利用PLC来完成操作，从而使操作更加简单省力。
系主任签字：指导教师签字：高等职业学校毕业设计指导教师评阅书指导教师评语（①基础理论及基本技能的掌握；②独立解决实际问题的能力；③研究内容的理论依据和技术方法；④取得的主要成果及创新点；⑤工作态度及工作量；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：指导教师签字：年月日高等职业学校毕业设计评阅教师评阅书评阅教师评语（①选题的意义；②基础理论及基本技能的掌握；③综合运用所学知识解决实际问题的能力；③工作量的大小；④取得的主要成果及创新点；⑤写作的规范程度；⑥总体评价及建议成绩；⑦存在问题；⑧是否同意答辩等）：成绩：评阅教师签字：年月日高等职业学校毕业设计答辩及综合成绩摘要随着自动化的飞速发展，本课题研究设计了一种钢管成型机，钢管成型机机械结构主体主要由捆扎机导线架、升降机、打包头、主轨座以及喂线装置构成，钢管成型机是用捆扎带捆扎包装件，完成捆扎作业的机器，首先综合比较了不同程度化成型机的分类，分别是手动钢管成型机、半自动钢管成型机、自动钢管成型机、全自动钢管成型机。
钢管捆扎自动码垛成型机设计
毕业设计（说明书）2010 届题目钢管码垛自动成型机（行车水平部分）专业机械设计制造及其自动化学生姓名╳╳╳学号********指导教师╳╳╳论文字数15000完成日期XXXX年X月湖州师范学院教务处印制原创性声明本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。
毕业论文中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
除文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：关于毕业论文使用授权的声明本人在指导老师指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、试验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属湖州师范学院。
本人完全了解湖州师范学院有关保存、使用毕业论文的规定，同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权湖州师范学院可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存和汇编本毕业论文。
如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为湖州师范学院。
本人离校后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为湖州师范学院。
论文作者签名：日期：指导老师签名：日期：钢管捆扎自动码垛成型机设计摘要：将钢管码垛成型便于对物料进行清点以及节约空间，而普通的码垛都是通过人工或者叉车对钢管进行搬运码垛，效率较低而且浪费人工成本。
钢管捆扎自动码垛成型机利用电磁铁的原理利用悬挂系统对钢管吸附，达到指定地点脱磁将钢管卸下。
本文主要对码垛成型机的行车水平运动进行设计。
本文首先对水平行车机构进行分析，根据设计要求确定各项运动所需要的机构。
通过对齿轮齿条和滚珠丝杆的运动特性及承载能力进行比较，确定主要机构后，进而对电机和减速机构的选择和计算，根据工作台的行程和承载选择导轨类型，最后对各关键件进行受力校核和验算，如传动轴、导轨以及轴承的寿命计算。
《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》范文
《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、仓储等行业的关键设备，其性能和效率的提升显得尤为重要。
新型码垛机气动伺服系统作为码垛机的核心组成部分，其设计及动态仿真对于提高码垛机的作业效率、稳定性和可靠性具有重要意义。
本文将详细介绍新型码垛机气动伺服系统的设计原理、设计方法以及动态仿真过程，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、新型码垛机气动伺服系统的设计原理新型码垛机气动伺服系统采用气动驱动和伺服控制相结合的方式，通过高精度的气动执行元件和先进的伺服控制算法，实现对码垛机运动的高效、精确控制。
设计原理主要包括以下几个方面：1. 确定系统需求：根据码垛机的作业要求，确定气动伺服系统的性能指标，如运动速度、定位精度、负载能力等。
2. 选择合适的执行元件：根据系统需求，选择合适的气动执行元件，如气缸、气爪等，以满足码垛机的运动需求。
3. 设计伺服控制系统：采用先进的伺服控制算法，结合气动执行元件的特性，设计出适合码垛机的伺服控制系统，实现对码垛机运动的精确控制。
三、新型码垛机气动伺服系统的设计方法新型码垛机气动伺服系统的设计方法主要包括以下几个方面：1. 机械结构设计：根据码垛机的作业环境和要求，设计合理的机械结构，确保气动执行元件的安装和运动轨迹的准确性。
2. 气动系统设计：设计合适的气动回路和气动元件，保证气动执行元件的正常工作。
3. 伺服控制系统设计：采用先进的控制算法，如PID控制、模糊控制等，结合气动执行元件的特性，设计出适合码垛机的伺服控制系统。
4. 软件设计：编写合适的控制程序，实现对码垛机运动的精确控制。
四、动态仿真过程为了验证新型码垛机气动伺服系统的性能和可靠性，需要进行动态仿真。
动态仿真过程主要包括以下几个方面：1. 建立仿真模型：根据码垛机的实际结构和气动伺服系统的设计参数，建立仿真模型。
2. 设置仿真参数：根据实际需求，设置仿真参数，如仿真时间、步长等。
《新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》范文
《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水平的不断提高，码垛机作为物流和仓储行业的重要设备，其性能和效率直接影响到企业的生产能力。
而气动伺服系统作为码垛机的核心部分，其设计直接关系到码垛机的运行效率和稳定性。
因此，本文将探讨新型码垛机气动伺服系统的设计及其动态仿真方法。
二、新型码垛机气动伺服系统设计（一）设计思路在设计新型码垛机气动伺服系统时，我们需要考虑到系统的可靠性、稳定性和效率。
为此，我们将采用先进的控制算法和优化技术，结合气动伺服系统的特点，设计出一种新型的码垛机气动伺服系统。
（二）系统组成新型码垛机气动伺服系统主要由以下几部分组成：1. 伺服气缸：用于实现码垛过程中的精准定位和运动。
2. 控制器：负责控制伺服气缸的运动，实现码垛过程的自动化。
3. 传感器：用于检测码垛过程中的各种参数，如位置、速度等。
4. 通信模块：实现与上位机的通信，便于对系统进行监控和控制。
（三）设计要点在设计新型码垛机气动伺服系统时，需要注意以下几点：1. 伺服气缸的选型：根据码垛机的实际需求，选择合适的伺服气缸，确保其能够满足系统的运行要求。
2. 控制器的设计：采用先进的控制算法和优化技术，实现精确控制伺服气缸的运动。
3. 传感器的选择：选择合适的传感器，实现对码垛过程中各种参数的准确检测。
4. 通信模块的设计：确保通信模块的稳定性和可靠性，实现与上位机的顺畅通信。
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和稳定性，我们进行了动态仿真分析。
通过建立系统的数学模型，利用仿真软件对系统进行仿真分析，得出以下结论：（一）系统响应速度快：新型码垛机气动伺服系统能够在短时间内对控制信号做出响应，实现快速定位和运动。
（二）定位精度高：通过优化控制算法和传感器选择，新型码垛机气动伺服系统的定位精度得到了显著提高。
（三）稳定性好：通过仿真分析，我们发现新型码垛机气动伺服系统在运行过程中表现出良好的稳定性，能够有效抵抗外界干扰。
码垛机设计方案的研究及优化
码垛机设计方案的研究及优化1. 研究背景码垛机作为自动化物流系统中的关键环节，广泛应用于各种生产线和仓储系统中。
它通过自动化方式将物品堆放整齐有序，提高了物流效率和准确性。
随着工业自动化水平的不断提高，码垛机的设计方案和系统优化显得尤为重要。
本文就码垛机设计方案的研究及优化展开探讨。
2. 码垛机设计需求分析在码垛机设计方案的研究中，首先需要进行设计需求分析。
该分析包括对生产线和仓储系统的布局、尺寸、物料种类和数量等方面的了解。
同时，还需分析物料的形状、重量、稳定性，以及运输速度、堆叠高度等因素。
这些分析有助于确定码垛机的功能模块、结构以及技术参数，进而为后续的设计方案提供基础。
3. 码垛机设计方案研究根据需求分析，开展对码垛机的设计方案研究，可从以下几个方面展开：3.1 结构设计结构设计是码垛机设计中的核心环节，它直接关系到机器在工作中的稳定性和效率。
合理的结构设计可大幅提高码垛机的运行效率。
在设计中，应考虑垛机的结构材料选择、载荷范围、稳定性、振动消除等因素。
同时，在结构的设计中也需要兼顾设备的维修和保养需求，以提高设备的可维护性。
3.2 控制系统设计控制系统是码垛机的核心部分，它负责对垛机的各个功能模块进行协调和控制。
在设计方案中，需要详细考虑控制系统的功能需求、传感器选择、运动控制方式等。
合理的控制系统设计可以提高码垛机的准确性和响应速度，同时保证垛机安全稳定运行。
3.3 视觉系统设计视觉系统在码垛机中的应用越来越普遍，它可以通过摄像头或传感器实现对物料位置、形状的感知和识别。
因此，合理的视觉系统设计可以提高码垛机的定位和布局精度，减少错误配送。
在设计方案中，需要综合考虑视觉系统的分辨率、采样速度、图像处理算法以及摄像头的安装位置等因素。
4. 码垛机方案优化除了以上的设计研究工作，对已有的码垛机方案进行优化也是非常重要的。
优化工作旨在提高码垛机的性能和效率，优化的方向可以包括：4.1 自动化程度提升通过引入更先进的技术，如人工智能、机器学习等，可以提高码垛机的自动化程度。
码垛机设计设计方案研究与优化
码垛机设计设计方案研究与优化码垛机是一种自动化设备，用于将不同类型和尺寸的货物按照特定的规则码放到托盘或货架上。
在物流和仓储行业中，码垛机的设计方案研究与优化非常重要。
本文将针对码垛机的设计方案进行深入研究与优化，探讨如何提高其效率和精确度。
首先，码垛机的设计方案应考虑到货物的特性。
不同类型的货物具有不同的重量、尺寸和包装形式。
因此，在设计方案中，需要确定货物的相关参数，并根据这些参数来选择适当的码垛机类型和配置。
例如，对于重量较大的货物，应选择承载能力强的机器，确保其安全性和稳定性。
对于尺寸较小或形状特殊的货物，可能需要特殊的夹爪或抓取装置以确保正确抓取和码放。
其次，码垛机设计方案中的路径规划也是关键因素。
路径规划涉及到机器在仓库或物流中心内的移动方式和路径选择。
一个良好的路径规划方案能够最大程度地减少机器的移动时间和能源消耗，提高工作效率。
在设计过程中，需要结合仓库的布局和货物的分布情况，将码垛机的运动路径优化为最短路径或最佳路径。
同时，还需考虑到其他设备和人员的安全，避免路径冲突和意外事故的发生。
第三，码垛机的设计方案需要考虑到软体控制系统的完善。
软体控制系统是码垛机的核心，负责控制机器的运动、夹取和码放等操作。
设计方案应充分考虑软体控制系统的可靠性和灵活性。
可靠性包括系统的稳定性和抗干扰能力，以确保机器能够稳定工作，并适应复杂和多变的工作环境。
灵活性是指控制系统的便捷性和可编程性，使得码垛机能够应对不同的工作任务和生产需求。
此外，码垛机设计方案还应考虑到自动化与人工操作的平衡。
自动化设备能够提高生产效率和减少人力成本，但也存在一定的局限性。
在一些特殊的情况下，人工操作可能更加灵活和高效。
因此，在设计方案中，应充分考虑到自动化和人工操作的平衡，给予操作员足够的权利和灵活性，使其能够在需要时介入并完成一些特殊的任务。
最后，码垛机设计方案的优化还应注重系统的可维护性和可升级性。
在设计过程中，应考虑到设备的日常维护和保养，以减少故障和停机时间。
基于伯朗特工业机器人对钢管的码垛工艺设计与实施
题目：基于伯朗特工业机器人对钢管的码垛工艺设计与实施目录1、设备信息 (1)1.1、工业机器人介绍 (1)1.2、机器人夹具介绍 (1)1.3、送料机构介绍 (2)1.4、放料框介绍 (3)2、钢管码垛要求 (3)2.1、钢管介绍 (3)2.2、钢管码垛要求 (4)3、搬运码垛工艺线路拟定及步骤 (5)3.1、确定编程逻辑及新建程序 (6)3.2、建立主程序逻辑点位 (7)3.3、建立子程序 (17)3.4、程序运行 (20)４、程序展示 (20)５、注意事项 (25)６、总结 (26)参考文献 (26)基于伯朗特工业机器人对钢管的码垛工艺设计与实施1、设备信息1.1、工业机器人介绍本设计中使用的是伯郎特BRTIRPZ2250A型号机器人，该机器人是伯朗特针对某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业等而开发的一款四轴码垛机器人[1]，如图1-1所示。
该机器人拥有2200mm臂展，最大负载可达50kg，多自由度的灵活性对上下料、搬运、拆跺、码跺等场景能够应对自如，适用于冲压机、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成型、机械加工和简单装配等工序。
采用伺服电机搭配高精密减速机，响应速度快，精度高，每天可二十四小时生产，生产效率高。
图1-11.2、机器人夹具介绍本次使用的夹具也就是机器人的外部工具是由两个双作用气缸组成的，气缸分别由一个单电控电磁阀进行控制的，当电磁阀得电时，气缸控制的夹具打开，当电磁阀失电时，气缸控制的夹具夹紧[２]，这样就能实现断电也能保持夹紧的状态了，如图1-2所示。
图1-21.3、送料机构介绍送料机构由棍床、锁扣、双作用顶料气缸、电磁阀、接近开关、待码垛位（槽钢）等组成。
棍床用于将焊接位完成的钢管传送至待码垛位，锁扣用于挡住钢管从棍床进入待码垛位，只有当待码垛位没有钢管时，钢管才能从棍床进入待码垛位。
双作用顶料气缸和电磁阀的组成形成一个气动回路[２]，当待码垛位没有物料时，顶料气缸就将一个钢管顶送入待码垛位。
《2024年新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真》范文
《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的重要设备。
其中，气动伺服系统是码垛机的关键组成部分，它负责完成高效、精准的码垛作业。
然而，传统气动伺服系统存在响应速度慢、精度低等问题，已无法满足现代生产需求。
因此，设计一种新型的码垛机气动伺服系统显得尤为重要。
本文旨在探讨新型码垛机气动伺服系统的设计及动态仿真，以解决传统系统存在的不足，并实现码垛机的优化和升级。
二、新型码垛机气动伺服系统的设计1. 系统组成新型码垛机气动伺服系统主要由气源系统、伺服控制系统、执行机构和传感器等部分组成。
其中，气源系统提供动力源；伺服控制系统负责控制执行机构的动作；执行机构包括气缸、活塞等；传感器则用于实时监测系统的状态。
2. 关键技术设计（1）气源系统设计：采用高精度、高稳定性的空气压缩机和储气罐，确保气源的稳定供应和压力的调节。
（2）伺服控制系统设计：采用先进的PID控制算法，实现精确的位置控制和速度控制。
同时，引入模糊控制、神经网络等智能控制算法，提高系统的自适应性和鲁棒性。
（3）执行机构设计：采用高强度、耐磨的合金材料制造的气缸和活塞，提高执行机构的寿命和稳定性。
（4）传感器选型：选用高精度的位移传感器和压力传感器，实时监测系统的状态和位置信息，为控制系统的反馈提供准确的数据。
三、动态仿真与分析1. 仿真模型的建立利用计算机仿真软件建立新型码垛机气动伺服系统的仿真模型，包括气源系统、伺服控制系统、执行机构等各部分的数学模型。
2. 仿真实验与分析通过仿真实验，对新型码垛机气动伺服系统的性能进行评估和分析。
主要包括以下几个方面：（1）位置控制性能：通过仿真实验，观察系统在不同工况下的位置控制性能，包括响应速度、稳态误差等指标。
（2）速度控制性能：通过仿真实验，分析系统在不同速度下的速度控制性能，以及速度变化的平滑性和稳定性。
（3）动态性能分析：通过仿真实验，观察系统在受到外界干扰时的动态性能，包括系统的抗干扰能力和恢复能力等。
码垛搬运机器人机构设计与仿真
码垛搬运机器人机构设计与仿真一、本文概述随着工业自动化的快速发展，码垛搬运机器人在仓储物流、制造业等领域的应用日益广泛。
这些机器人通过精确的操作和高效的搬运，极大地提高了生产效率和作业质量。
然而，码垛搬运机器人的机构设计是一项复杂且精细的任务，它涉及到机械结构、运动学、动力学、控制理论等多个领域的知识。
因此，本文旨在深入探讨码垛搬运机器人的机构设计，并通过仿真分析验证其性能，为相关领域的研究和应用提供参考。
本文将详细介绍码垛搬运机器人的基本结构和功能，包括其主要的组成部分，如机械臂、抓取装置、移动平台等，并阐述这些部分的工作原理。
接着，本文将重点讨论机构设计的关键因素，如运动学分析、动力学建模、结构优化等，以及如何通过合理的设计来提高机器人的工作效率和稳定性。
在此基础上，本文将运用计算机仿真技术，建立码垛搬运机器人的虚拟模型，并进行运动学和动力学仿真分析。
通过仿真实验，我们可以模拟机器人在实际工作环境中的操作过程，评估其性能表现，如定位精度、运动平稳性、抓取成功率等。
同时，我们还可以根据仿真结果对机构设计进行优化和改进，以提高机器人的整体性能。
本文将对码垛搬运机器人的未来发展趋势进行展望，探讨新技术、新材料、新工艺对机器人机构设计的影响，以及机器人在智能仓储、智能制造等领域的应用前景。
本文旨在通过系统的理论分析和仿真实验，为码垛搬运机器人的机构设计提供全面的指导和支持，推动该领域的技术进步和应用发展。
二、码垛搬运机器人机构设计码垛搬运机器人是工业自动化领域的重要设备，其机构设计直接决定了机器人的运动性能和作业效率。
在机构设计的过程中，我们主要考虑了以下几个方面：机器人结构布局：码垛搬运机器人的结构布局需要满足高效、稳定、灵活的要求。
我们采用了四轴关节式结构设计，包括底座、旋转关节、大臂、小臂和抓取装置。
这种结构能够提供足够的灵活性和作业范围，适应不同尺寸和形状的货物码垛和搬运。
传动系统设计：传动系统是机器人运动的核心，我们采用了高精度、低噪音的伺服电机和减速器，配合精密的传动机构，确保机器人在高速、高精度作业时的稳定性和可靠性。
码垛搬运机器人机构设计与仿真
码垛搬运机器人机构设计与仿真随着现代化制造业的快速发展，码垛搬运机器人在工业生产中的应用越来越广泛。
这种自动化设备能够极大地提高生产效率，减少人力成本，并提高码垛搬运的精确度。
本文将详细介绍码垛搬运机器人的机构设计及其仿真分析，旨在为相关领域的研究提供参考。
码垛搬运机器人的机构设计是实现其功能的关键。
其主要组成部分包括机械结构、控制系统和传感器等。
机械结构：码垛搬运机器人的机械结构主要包括基座、立柱、手臂和末端执行器等部分。
基座负责机器人的稳定站立；立柱承载手臂，实现三维移动；手臂设计有多关节结构，可实现大范围的空间移动；末端执行器则负责执行具体的抓取和放置动作。
控制系统：控制系统是码垛搬运机器人的核心，它负责协调各个部分的工作，确保机器人能够准确、高效地完成任务。
控制系统主要采用嵌入式硬件和软件实现，通过算法优化，可以实现更精确的轨迹规划和力控制。
传感器：传感器是实现机器人感知外界的重要部件，主要包括视觉传感器、距离传感器和力传感器等。
视觉传感器可帮助机器人识别目标物体的位置和姿态；距离传感器能够检测物体与机器人之间的距离；力传感器则可以反馈抓取物体的力度。
为了验证码垛搬运机器人机构的可行性和优越性，我们利用仿真软件对其进行仿真分析。
通过设置不同的工况，分析机器人的运动情况和响应特征。
在仿真过程中，我们发现机器人在多种工况下均表现出良好的稳定性和灵活性。
即使在复杂的环境中，机器人也能够准确地识别目标物体，并完成抓取和放置动作。
通过对比仿真结果与实际情况，我们发现误差较小，说明该机构设计具有一定的可靠性。
为了进一步提高码垛搬运机器人的工作效率和精确度，我们对其机构进行优化。
机械结构优化：考虑到实际应用中可能出现的各种复杂情况，我们可以优化机械结构，提高机器人的承载能力、稳定性和灵活性。
例如，对立柱进行加重加固，使机器人在运行过程中更加稳定；对手臂关节进行改进，使其适应更多种抓取姿势。
控制系统优化：通过改进控制算法和提高硬件性能，可以进一步提高机器人的响应速度和精确度。
码垛机设计方案及性能优化的研究
码垛机设计方案及性能优化的研究1. 导言码垛机是一种用于将货物或包装物按照特定规则进行码垛的机械设备。
在物流行业中，码垛机的性能对提高生产效率和减少人力成本起着重要作用。
本文将从设计方案和性能优化两个方面展开研究。
2. 码垛机设计方案2.1 码垛机结构设计码垛机的结构设计应考虑到承重能力、稳定性和操作易用性。
合理的结构设计可以保证机器在高速运行中保持稳定，并能够承受重负。
在设计中，应选择高强度材料，并通过仿真分析确保结构的稳定性。
2.2 码垛机动力系统设计动力系统是码垛机的核心组成部分，对整个机器的性能起着重要作用。
在设计动力系统时，需要考虑到加速度、速度和定位精度等因素。
合理选择和调节动力系统的参数可以提高机器的运行效率和精度。
2.3 码垛机控制系统设计控制系统是码垛机的大脑，它负责对机器进行控制和监控。
合理的控制系统设计应该考虑到实时性、可靠性和稳定性。
采用先进的控制算法和通信技术可以提高码垛机的自动化程度和生产效率。
3. 码垛机性能优化3.1 运行速度优化运行速度是影响码垛机性能的重要指标之一。
提高码垛机的运行速度可以缩短完成时间并提高生产效率。
在保证安全和准确性的前提下，可以通过优化控制算法和提升动力系统性能来提高运行速度。
3.2 定位精度优化定位精度是码垛机完成码垛任务的关键指标。
通过优化控制算法和传感器系统，可以提高码垛机的定位精度。
同时，应加强对差异性货物的识别能力，提高机器对不同货物的适应性和准确性。
3.3 载重能力优化载重能力是码垛机的重要性能指标之一。
在设计中，应根据实际需求选择合适的载重能力。
在提高载重能力的同时，还应注意机器的稳定性和结构的合理性，以防止发生意外事故。
4. 总结本文通过研究码垛机的设计方案和性能优化，提出了一些改进和优化的方向。
在设计方案中，应注重结构、动力系统和控制系统的合理设计。
在性能优化方面，应注重提高运行速度、定位精度和载重能力等关键指标。
通过不断的研究和改进，可以进一步提高码垛机的性能和应用广泛性。
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钢管码垛机移料机构设计及仿真分析摘要：钢管码垛机是制造钢管企业的重要设备，完成钢管的自动码垛和移动入库就需要钢管码垛机。
本文设计了一种钢管码垛机移料机构，对其工作原理进行了说明，利用三维建模软件Solid Works建立钢管码垛移料机构的三维模型，在动力学分析软件ADAMS中对模型进行运动仿真，通过仿真测量出机构的最大驱动力、原动件的最大功率、原动件的做功和各关键铰链的受力情况，为机构最大驱动力的优化、电机功率的选择、了解机构的耗能和关键部件的强度校核提供参考依据。
关键词：码垛机；移料机构；建模；仿真The conveying mechanism design and the simulation analysis of steelpipe stacker crane2.School of Mechanical Engineering,Tianjin University of Technology,Tianjin300384,China）Abstract:Steel pipe stacker crane is an important machine of steel pipe enterprises.The completion of stacking automatically and moving storage needs the steel pipe tracker crane.This paper designs a feeding mechanism of steel pipe tracker crane and makes a description of its working theory.The3D model of the feeding mechanism of steel stacker crane is established by the3D modeling software Solid Works and is conducted a motion stimulation by the dynamics analyzing software ADAMS to test the maximum driving force,the maximum power and the working of the driving link as well as the force condition of every key hinge so as to offer reference frame for the optimization of the maximum driving force of the institution,the selection of the motor power,the understanding of its energy dissipation and the strength checking of the key parts.Keywords:stacker crane;transport mechanism;modeling;simulation1前言钢管在生产建设中具有十分重要的作用，随着我国工业生产技术的进步，对钢材的需求量日益提高，而传统的人工包装由于生产率低已不能满足现代化大生产的需要；其次用户为便于钢材的运输和存储对钢铁产品包装的要求也随之提高[1]，因此研制钢管精整包装生产线需要的设备具有很大的现实意义和经济价值。
钢材生产的最后一道工序就是钢材的包装，通常在进行打包之前需要把钢管按照一定的规格和形式排列码放在托架上，再进行捆扎完成打包。
钢管码垛机就是用来完成钢管码垛工作的机器，要求能够根据码垛根数及钢管直径自动完成送料、计数、及堆垛的工作，由于码垛移料时，层数不同、钢管直径不同以及码垛根数不同，都会影响移料的送料速度和送料位置，同时对打包机的生产效率也起到重要作用。
因此研制能完成钢管自动码垛及移动入库的钢管码垛机移料机构显得尤为重要。
本文对钢管码垛机在承载最大载荷时的工况进行仿真，即对码垛机在同时移送7根Φ76mm的钢管时进行运动仿真，通过仿真为确定码垛机在运动过程中的相关性能参数提供理论参考依据。
在ADAMS仿真中求解钢管码垛机在运动过程中的最大驱动力、原动件的最大功率和原动件的做功，可以为后续优化提供优化目标，为确定电机功率提供理论参考依据，同时还可以了解机构的耗能情况。
根据仿真测量出各关键铰链承受的最大载荷可以为关键部件的校核提供参考依据。
2工作原理钢管的捆扎包装件的形式有圆形、矩形、框架式和六角形四种。
其中六角形包装件比矩形包装形状稳定,比框架式包装经济、简便易行,比圆形包装件外形整齐美观,堆放时受力面大,且便于计算,故采用六角形码垛[2]。
所要码垛钢管的断面尺寸Φ32～Φ76mm、长度为6-7米，码垛根数Φ32：91根，Φ42：91根，Φ48：61根，Φ60：37根，Φ76：37根。
移料机构每次移料的根数和需要打捆钢管每层的根数是相对应的。
钢管码垛机移料机构具有取料、移料功能，能完成钢管的自动码垛及移动入库。
钢管码垛移料机构如图1所示主要由升降机构和平移机构来组成，其中升降机构由液压缸驱动，其主要作用是控制支撑板的高度及倾斜角度。
平移机构是由伺服电机作为动力源，带动支撑板做平移运动。
图1钢管码垛机移料机构简图Fig.1Structure diagram of stacker crane conveying mechanism1.摆杆12.支撑梁3.支撑板4.滑块5.摆杆26.摆杆37.活塞杆8.液压缸9.电机10.横梁11.链条12.链轮13.支座送料机构如图1所示，升降机构由摆杆1、5、6支撑梁2、活塞杆7和液压缸8组成，平移机构由3支撑板、4滑块、11链条、12链轮、9电机组成。
摆杆5和摆杆6固定在轴上并且相对固定，故当活塞杆7收回，推动摆杆6摆动时，机构构成平行四边形，可使支撑梁2水平上升；反之，当活塞杆7伸出，支撑梁2将随机构的运动水平下降。
通过滚子链接在支撑梁2上装配有可沿支撑梁作水平移动的支撑板3，支撑板3也可随支撑梁2升降。
滑块4由滚子固定在横梁上，可在横梁上作水平移动。
电机9动作带动链轮11转动，通过滑块4带动支撑板3沿支撑梁2水平来回移动。
送料机构工作过程可分为四个行程，第一个行程：液压缸8动作，活塞杆7收缩，带动摆杆6、5摆动一定角度，使支撑梁2上升，带动支撑板3逐渐变水平而接触钢管（钢管在传送装置上，图中未画出）。
支撑板继续上升一定距离，使钢管脱离传送装置，液压缸8由接近开关控制而停止运动，第一行程结束。
伺服电机9动作带动链条11传动，带动滑块4做水平移动，使支撑板上的钢管也随之水平移动一定的距离完成第二行程动作。
第三个行程：液压缸8伸出，带动支撑梁2下降，支撑板3也随之下降其向上倾斜的斜面也变为向下倾斜，斜面上的钢管也随之移动到打包架上（图中未画出），第三行程结束。
然后伺服电机9反转，驱动链轮12使链条9传动，带动滑块4反向移动，回到起始位置，完成最后一个行程。
移料机构又进入下一周期的送料工作。
3码垛机移料机构建模及仿真分析3.1移料机构三维建模建立钢管码垛机移料机构模型应尽可能准确，但仿真模型在基本满足所有工况的条件下应尽可能简单[3]。
本文首先利用三维建模软件Solid Works建立码垛机移料机构的三维模型，然后将其导入动力学仿真分析软件ADAMS中，在ADAMS/View中对移料机构各杆件添加材料属性、约束方式和相应的驱动，则移料机构的ADAMS运动仿真模型建立好，图2为码垛机移料机构的ADAMS运动仿真模型。
图2码垛机移料机构ADAMS模型Fig.2Model of stacker crane conveying mechanism based on ADAMS在添加约束和驱动的过程中，在ADAMS中钢管在重力作用下会往下掉，为了表示钢管起始位置在传送带上放置，在大地上建立一个与水平面平行的平面1，该平面1通过每根钢管的中心，在每根钢管的中心和平面1之间建立接触力，接触类型为Point to Plane[4]，则将钢管放置在平面1上，由于该移料机构承载的最大钢管直径为76mm，单次最多移送7根钢管，因此在ADAMS中应该对移料机构同时移送7根Φ76mm钢管的工况进行运动仿真。
为了逼真的进行仿真分析，将钢管悬在一定高度，在升降机构升起过程中，接触钢管，继续升高一定距离把钢管托起并一起运动，这与实际运行过程完全一致。
为了控制移料机构的运动过程，首先用传感器测得每个行程停止的时间点，然后使用ADAMS运行过程函数中的if函数对液压缸进行控制[5]，升降机构和平移机构的运动控制函数分别为：Motion_1：IF(time-1.0115:200,0,IF(time-3.8352:0,0,IF(time-4.8467:-200,0,0))) Motion_2：IF(time-1.0115:0,0,IF(time-3.8352:-400,0,IF(time-4.8467:0,0,400)))在Motion_1中，0-1.0115s：升降机构向上运动速度为200mm/s，1.0115s-3.8352s：升降机构速度为0，3.8352s-4.8467s：升降机构向下运动速度为200mm/s[6]，4.8467s之后升降机构速度为0。
在Motion_2中，0-1.0115s：平移机构速度为0，1.0115s-3.8352s：平移机构向左运动速度为400mm/s，3.8352s-4.8467：平移机构速度为0，4.8467-7.6704s平移机构向右运动速度为400mm/s，7.6704s之后平移机构速度为0。
3.2仿真分析在仿真时测量液压缸推进力的变化曲线，将曲线导入到ADAMS/PostProcessor 后处理中，图3为所测量的活塞杆推进力变化曲线，得到升降机构最大推进力为48076.5172N ，最大推进力可作为零件校核和机械设计的理论依据以及后续优化改进的目标。
图3活塞杆7推进力的变化曲线Fig.3Propulsive force variation tendency of piston rod 7通常对于钢管输送机构的电机选用都是根据经验来确定，这样有时会导致出现“大马拉小车”的现象，浪费了能源，因此我们需要根据机构驱动所需的实际功率来选用电机，升降机构在运动中的瞬时功率曲线如图4所示，升降机构的最大功率是9615.1W 。
平移机构在运动中瞬时功率曲线如图5所示，平移机构的最大功率是7207W ，通过测得的最大功率可以作为电机功率选择的依据，避免了传统上根据经验来选用电机功率的做法。