机床与液压

作者：李科，殷文平，王辉，李玉胜，王好臣，李家鹏

单位：山东理工大学机械工程学院；山东新马制药装备有限公司；山东新马制药装备有限公司；山东理工大学机械工程学院；山东工智科技有限公司；山东理工大学机械工程学院

关键词：工作站;固体制剂;前道生产;Visual Components

基金：教育部供需对接就业育人项目（2023122868899）;山东省重点研发计划项目（2023TSGC0981）

针对固体制剂前道生产（袋装粉状物料的拆垛、拆外袋、内袋整备与拆内袋）环节自动化程度低、依赖人工、效率不高的问题，设计并验证一套完整的自动化生产工作站，旨在实现全流程连续自动化运行，提升生产效率和可靠性。采用模块化设计方法，在SolidWorks中设计工作站各单元（拆垛、拆外袋、内袋整备、拆内袋）及专用夹具的三维结构。基于Visual Components平台搭建完整的虚拟仿真系统，进行组件功能定义、控制系统信号连接与工艺流程编程。通过虚拟仿真，对工作站运行进行碰撞检测、机器人TCP速度与能耗分析以及生产节拍测算。此外，针对核心的拆垛机器人，采用D-H参数法进行运动学建模，并利用三次和五次多项式插值法对其关节空间轨迹进行优化规划，以平滑运动曲线。结果表明：工作站设计实现了袋装粉状物料从输送、拆垛到内/外袋分离、整备及内袋拆除的全流程自动化；通过添加过渡点解决了设备间运动干涉问题；确定机器人较优TCP速度为1 000 mm/s，在保证效率的同时避免了速度突变与过高能耗；工作站3个拆内袋单元的平衡率分别为77%、81%、81%，满足生产线大于70%的要求；轨迹优化后，机器人各关节角位移、速度及加速度曲线变化平滑，显著减少了运行中的冲击与振动。所设计的固体制剂前道生产工作站方案可行，能够实现连续、稳定的自动化生产。

来源：2026年第4期

《机床与液压》期刊编辑部

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