【论文】基于PLC控制的套袋机械手设计

基于 要 包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术设备，以完成所要求的产品包装工艺过程。包装机械是集机、电、气、光、声、磁为一体的机电产品。近年来，世界包装机械强国加大技术开发力度，使智能化、高效化高新产品不断涌现。现在自动化机械包装广泛应用于各个领域，如在食品包装，药品包装，块装物品以及粉状物品的包装等等。 本课题研究的套袋机械手主要用于块状物料包袋的自动包装生产线上，如北京燕山石化企业中的橡胶块和石蜡块等物料的装袋。它将成型的包装袋从袋箱中取出后，将包装袋袋口打开，套在撑板上，制系统是由实现自动包装。研究的手段主要通过模。 套袋机械手的使用,可以使生产线上的包装速度提高,而且只需要一个操作工在现场监视设备运行。这样既减少了操作工人数,又降低了劳动强度,提高了生产率,给企业带来了可观的经济效益和社会效益。 关键词：机械手，制，自动包装 I基于of is to is as of In of is in as in as as so of is as is by is on in of is by is to is G to of on s an in to 于 录 第一章 前 言 .展概况.第二章 总体方案设计 .第三章 机械系统设计 . 16.配建模.袋机械手总体装配.第四章 气动系统设计 . 25作用气缸的参数计算及选择.位四通换向阀的选择.泵的选择.统分析.第五章 控制系统设计 . 47.分配及其接线图.第六章 结论与展望 . 53.望.参考文献 . 54致谢 . 56附录 . 57于一章 前言展概况 国包装机械有广阔的市场 现在以食品业为例。快速发展的食品加工业，需要大量高品质的包装机械和食品加工机械如图1包装机械制造行业带来了商机。目前我国食品加工能力还远不能满足需要，因此在提高农副产品深加工能力的同时，食品机械和包装设备的需求就必然加大。据有关方面预计，2005年我国包装机械产量将增加到67万台（套） ，到 2010 年将增至 93 万台（套） 。到 2005 年国内市场食品机械和包装设备的总需求应为650亿元左右，即每年保持12%以上的增长率才能满足市场需求。同时，这两个行业将淘汰部分低产量高能耗的生产设备，争取使新型高效设备所占比例达到60%。由于中国国产机械的技术和质量还无法满足要求，对国外此类设备的进口需求将增加。 图 1酒饮料包装机械 1基于国际上包装潮流的影响，国内啤酒、饮料生产企业开始在产品组合包装过程中使用塑膜包装物，逐步取代传统的纸箱包装和塑料周转箱。市场对塑料薄膜包装设备的需求量大增，所以塑料包装前景非常乐观。目前，通过引进国外先进技术，国内已有十余家企业研制开发了塑料包装机械，且销售势头强劲。塑料薄膜包装机械设备市场前景广阔，今后会有更多的企业加入这个领域中，竞争将日趋激烈。 随着我国经济形势持续高速发展，人民生活水平不断提高，人们对医疗保健的需求越来越高，因此带动了医药行业的快速发展，并由此推动了对制药机械需求的增长，促进了制药装备工业的繁荣。据统计，2003 年前 3 个季度，我国制药机械制造业产品销售收入达到了 元，实现利润达到 国家对药品企业实行强制性品生产质量管理规范）认证制度，更是导致药机市场火爆的直接因素。由于制药装备是从国家推出地药厂纷纷加快了技术改造步伐，生产设备的大幅度更新为制药行业的上游产业制药机械行业带来了重大利好，大量的生产线改造为制药机械企业带来了巨大的市场。 国包装机械存在的主要问题 水平重复建设 据不完全统计，目前行业内大约有 25%的企业（约 1000 家）存在低水平重复生产现象。有关专家认为，这些低水平机械产品对中国国内食品和包装机械产品市场影响比较大。那些档次比较高、技术含量大的机械产品由于成本较高，价格相对较贵，在市场上和那些低水平产品的低价位相比处于一定的劣势，好产品反而竞争不过低水平产品，这样的市场环境如果长期不能得到改善，将不利于整个行业产品的升级换代。 技术水平落后 我国包装机械的技术水平从整体看比先进国家的技术水平整体落后20产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中处于劣势。我国包装机械品种只有 1300 多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产品，不能满足市场需求：产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差，外观造型不美观，表面处理粗糙，许多元器件质量差，寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量；从企业状况看，国内包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多；2基于产品开发看，我国还基本停留在仿制阶段，自行开发能力弱，缺少科研生产中试基地，科研经费仅占销售额的1%，而国外高达8% 因此，我国大量技术含量高的包装成套设备仍依靠进口，这已经严重制约我国包装工业的持续、稳定发展。 目引进境外设备 包装机械一直是制约我国包装工业发展的一个薄弱环节，先进或大型的包装设备长期依赖进口。近年来，每年进口的食品和包装设备接近 20 亿美元，几乎与我国当年全国包装机械总产值相等。而且我国引进包装设备在种类和档次上也表现出相当大的盲目性，比如在塑料薄膜包装生产线的引进上，不仅引进了很多条7层共挤生产线，甚至引进了数条9层共挤和流延膜生产线。这些生产线均是以生产高阻隔性薄膜为主的，但实际上，7 层以上阻隔性薄膜的市场有限，9 层阻隔膜的应用市场更是狭窄。没有市场做支撑，用高档生产线生产5层薄膜，势必造成设备性能的浪费和投资损失。这一点应当引起投资企业的高度重视。造成企业盲目引进生产线的原因主要是信息不准确和不畅通。 进我国包装机械的大发展 进升级换代 仅靠增加资金投入、扩大生产规模的粗放式经营已不能满足形势发展的需要，我国包装机械生产已进入调整产品结构、提高开发能力的新时期，技术升级、产业换代、经营管理是行业发展的重要课题。国外的知名包装机械生产企业，不外乎都是靠它们的产品在质量、价格和服务等方面的长期信誉支撑的。 我们应以市场为导向，改变目前以低技术含量为主的低水平竞争状况，淘汰一批低效高耗、低档次低附加值、劳动密集型的产品，努力开发生产高效低耗，产销对路的大型成套设备和高新技术产品。在包装功能上，工农业产品要趋向精致化与多元化，包装机械产品要朝着产品多功能与单一高速的两极化方向发展。在技术性能上，要将其他领域的先进技术应用在包装机械上，如机电一体化技术、热管技术、远距离遥控技术、自动柔性补偿技术等，使产品技术性能大幅度提高。 进技术进步 现代企业的领导者应善于将国内外的技术力量集成起来，使之服务于自己的攻3基于任务中。 根据我国包装行业的发展状况，合理引进先进设备，加快消化吸收进程。对于市场需求大、技术难度大的包装机械设备，集中行业优势力量，走产、学，研结合的道路，有组织、有针对性地进行消化吸收、科研攻关，开发出拥有自主知识产权的包装机械，打破国外的技术垄断，提升我国包装机械的技术水平与自给能力。 施人力战略 包装机械设计人员必须十分关注先进包装系统的发展，深入对包装工艺的研究，熟悉新型包装材料的最新研究成果，根据市场的需求和国内的实际情况，及时开发出适合我国国情的先进包装生产线。设计高速精密的包装机械，需要设计人员具备系统的现代设计理论和知识。视品牌战略 粗制滥造的产品永远不可能成为名牌产品，以牺牲质量和可靠性为代价的廉价产品也许暂时能迎合某些用户的需要，长远来讲，同样也不可能形成为知名品牌。我国的包装机械生产企业如何造就具有自身鲜明特色的品牌产品，必须走一条中国特色的发展道路，以满足国内市场高中低不同档次的多种需求，创造在不同档次上的符合用户要求的名牌产品；在经受国内市场严格考验的基础上，逐步扩大国外市场的销售份额，最终使我国包装机械生产有能力参与国内外市场竞争1。界包装机械的发展新趋势 动化程度越来越高 提高自动化程度是包装机械发展最重要的趋势。在美国，包装机械的品种和产量均居世界之首，其十分重视包装机械与计算机紧密结合，实现机电一体化控制，将自动化操作程序、数据收集系统、自动检验系统更多应用于包装机械之中；在日本，则善长于微电子技术用以控制包装机械，有效地促进了无人操作和自动化程序的提高。如，包装材料的厚度及材质变化不易为人眼所辨别，采用由电脑控制的摄像机和探测器来分辨包装材料厚度及对材质的变化并在显示屏上显示，同时机器根据分辨后材料的变化改变有关参数及转数，保证在最优状态下工作；在德国，其计量、制造和技术性能等方面均居世界领先地位，也高度重视提高自动化程度。几年前，德国包装机械系统设计时，自动化技术在整个系统操作及运行中还只占30%，4基于在已占到50%以上。 高效率，降低成本 美、日、德、意作为世界四大包装机械强国，均十分重视市场及用户需求，其把提高生产率作为设计追求的重要指标。德国目前饮料灌装速度可高达1 200瓶/h，香烟包装 12 000 支/制袋、称重、充填、抽真空、封口等与一体的世界上最高速的茶叶包装机械速度达到350袋/大利生产的小剂量颗粒包装机采用机械转鼓式计量，连续式封合并裁切，一机多工位，包装速度可达120袋/提高生产率的前提是保证生产的可靠性，若可靠性不高反而会使生产效率降低；机器转速提高还对元件的材质可靠性、性能及寿命产生相关的影响，包装机械上还应设置为维修服务的故障分析系统，即进行模态分析寻找故障，或通过大程度满足客户需求。今后包装机械还将进一步智能化，即设备自己寻找故障，自己解决故障。降低了废品率及故障率，就能有效地保障生产率的提高。 另外，包装机械强国还十分注重提高包装机械的可靠性和稳定性，首先是制定产品可靠性标准和加工规范，在生产中严格执行，并切实抓好机、电、气、液等配套基础件的加工质量。包装机械的可靠性是产品质量和产品寿命的一项重要指标，基础元件的可靠性和质量是整机可靠性和质量的重要保障。 应产品变化,具有柔性和灵活性 随着市场竞争的日益加剧，产品更新换代的周期也越来越短，如化妆品生产，三年一变，甚至一个季度一变，生产量又都很大，因此要求包装机械具有好的柔性和灵活性，使包装机械的寿命远大于产品的寿命周期，这样才能符合经济性要求。为适应包装产品品种和包装类型的变化，设计既能包装单个产品，也能适应不同批量产品的包装机械。整台设备采用单元组成，换用一个或几个单元，即可适应产品变化。例如，糖果包装机，在一个共同基础上，组合不同的单元，有3个进料口，4种不同的折叠包装形式，这样1台机器就可同时包装810种不同的糖果，从而使设备具有好的柔性和灵活性。重成套性和配套性 包装机械设备的成套性和配套性关系到包装机械的功能能否全部发挥。只重视5基于机生产，而不考虑配套设备的完整，将使包装机械应有的功能不能发挥出来。因此，开发配套设备，使主机的功能得到最大的发挥，是提高设备的市场竞争力和经济性至关重要的因素。 德国的包装机械设计，重视用户要求，为生产企业提供全面考虑结构性及经济性的完整系统方案，并用计算机仿真技术演示给用户看，征求意见后再进行修改。在为用户提供生产自动线或生产流水线设备时，注重成套完整性，无论是高技术附加值还是较简单的设备，都按配套性要求提供。泛采用先进的设计方法和技术 世界包装机械强国为适应市场不断变化，广泛采用了先进的设计方法和设计技术。如可靠性设计、工业造型设计、并行设计、计算机辅助设计和计算机仿真设计技术等。 为使新产品开发速度不断加快，德国包装机械设计已普遍采用了计算机仿真技术，即将各种机器元素以数据库存入计算机，把图纸数字化后输入计算机，计算机即可自动合成三维模型。再把实际生产时的数据和指标输进去，把各种可能发生的故障输进去，计算机三维模型即可依照真实工作情况进行操作，演示出能达到的生产率是多少，废品有多少，生产线各环节是否能匹配生产，瓶颈在何处。使客户根据显示屏上显示的图像和曲线一目了然，并可根据客户的意见修改模型。计算机合成速度很快，因此修改工作迅速方便，直到使客户或设计者满意。可以说，采用计算机仿真设计技术，大大缩短了包装机械的开发设计周期。 的包装机械适应新的包装技术 20世纪80年代末开发的冷杀菌技术在国外已开始应用，他们包括超高压杀菌、超高压脉冲电场杀菌、强磁脉冲杀菌、脉冲强光杀菌、微波杀菌、放射线杀菌、紫外线杀菌、臭氧杀菌、超声波杀菌、高能射线杀菌和低温调控杀菌等技术。另外，还有生物保藏技术、活性包装技术、栅（栏）障（碍）技术、膜分离技术及抗菌包装技术等都是在食品加工和包装方面的最新技术。食品超高压处理技术被称为“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技”等。冷杀菌（又称为物理杀菌）是当代的崭新科技，其为了保持食品功能成分的生理活性及保持食品色、香、味及营养成分。因此，食品包装机械的设计制造上已经采用了冷杀菌技术2。 6基于究背景及意义 包装机械的作用是给有关行业提供必要的技术设备，以完成所要求的产品包装工艺过程，包装机械是集机、电、气、光、声、磁为一体的机电产品。近年来，世界包装机械强国加大技术开发力度，使智能化、高效化高新产品不断涌现。而我国包装机械起步较晚，改革开放后，社会对包装机械的需求不断增加，加上政府的重视与扶持，我国包装机械得到迅速发展，我国包装机械已成为机械工业中十大行业之一，无论是产量还是品种，都取得了令人瞩目的成就。现在自动化机械包装广泛应用于各个领域，如在食品包装，药品包装，块装物品以及粉状物品的包装等等。但是，我国和世界包装机械强国相比有近 20 年的差距，我国应加紧脚步追赶其他国家的步伐3。 7基于二章 总体方案设计在国内,顺丁、丁苯等合成橡胶后处理包装线上,从压块到码垛等工序已基本实现自动化,但橡胶包装中装袋这一重要工序仍由人工手动完成。尽管有的厂家引进国外橡胶包装生产线,但其包装方式与国内完 全不同,它们一般是把块状橡胶自动码放到木箱里,当需要把橡胶装入纸袋时,这 些厂家不得不去掉自动装箱工序而改成人工装袋。因此,都没有从根本上解决橡胶自动装袋问题。橡胶包装处理生产线的手工装袋工序,一般需要两名操作工,每天4班倒,每班工作6h,装袋速度约为180袋小时,年生产能力3万吨,工作紧张,劳动强度大,生产效率低。套袋机械手就是针对石化系统橡胶后处理包装线人工装袋工序而提出的技术改造项目。套袋机械手的使用,可以使生产线上的橡胶包装速度提高到 300 袋小时,而且只需要一个操作工在现场监视设备运行。这样既减少了操作工人数,又降低了劳动强度,提高了生产率,每年可为企业增产橡胶约2万多吨,给企业带来了可观的经济效益和社会效益4。动系统的设计 确工作要求，选择传动系统 根据设计的主要内容和要求，将气压传动、液压传动、电气传动、机械传动横向相比较后（见表 21），气压传动的优势明显，完全可以符合设计要求，所以选择气压传动。表 2种传动方式的比较 项目 气压传动 液压传动 电气传动 机械传动系统结构 简单 复杂 复杂 较复杂安装自由度 大 大 中 小使用维护 简单 比气动系统复杂 需专门技术 简单清洁度 清洁 可能有油污污染 清洁 较清洁技术要求 较低 较高 最高 较低价格 便宜 较贵电气控制便宜，电子控制较贵一般8基于载保护 容易较容易，超载容易引起油温升高，功耗加大长期超载会烧毁电机稍困难控制的自由度 大 大 中 小防爆性 好用非可燃油才能防火应采取措施，但成本较高好动技术简介 气动技术是指以空气为动力源实现各种生产控制自动化的一门技术。气动技术的应用历史已久，早在公元前，埃及就开始利用风箱产生压缩空气用于助燃。18世纪的产业革命开始，气动技术逐渐被应用于产业中。例如，矿山用的风钻，火车刹车装置等。而气动技术被广泛应用于一般产业中的自动化、省力化则是近十几年的事情。尽管实现自动化和自动控制有各种方式，其中包括气动和电子一体化的气电装置、液压和电气、电子组合的液电装置和电气、电子的机电装置等，但都侧重用它们的各自优点，组合最合适的控制方式。由于气动技术是以空气为介质，它具有防火、防爆、防电磁干扰、不受放射线及噪声的影响，且对振动及冲击也不敏感，和结构简单、工作可靠、成本低、寿命长等优点，所以近几年来气动技术得到迅速的发展及普遍应用。气动系统的优点 适用性 大多数工厂和车间在作业区备有压缩空气源，移动式压缩机可用在更远的场合。 贮存 按需要容易地贮存大容量的压缩空气。 设计和控制简单 使用气动元件属于简单设计，因而容易适合控制较简单的自动系统。与液压传动相比，气压传动反应快，动作迅速，一般只需 可建立起需要的压力和速度；因此，它特别适用于实现系统的自动控制。调节控制方便，既可组成全气动控制回路，也可与电气、液压结合实现混合控制。 运动的选择 气动元件易于实现无极调速的直线和回转运动。 经济 由于气动元件价格合适，整套装置费用较低，而且气动元件寿命长，不需要维修，所以维护费较低。9基于 可靠性 气动元件有很长的工作寿命，所以系统有很高的可靠性。 恶劣环境适应性 压缩空气很大程度上不受高温、灰尘、腐蚀的影响，这一点识别的系统所不能及的。 环境干净 气动元件视清洁的，并有特殊的排出空气处理方法，可装入标准的洁净车间内。 安全性 在危险场所不会引起火灾，若系统过载则执行元件只会停止或打滑，气动执行元件不会发热。气动系统的缺点 由于空气具有可压缩性，载荷变化时运动平稳性稍差 因工作压力低，不易获得较大的输出力或转矩；因此，气压传动不适于重载系统。 有较大的排气噪声 因空气无润滑性能，故在气路中有时应设置给油润滑装置 气动装置中的信号传递速度仅限于声速范围内，比光、电信号慢，故不宜用于信号传递速度要求十分高的场合。同时，实现生产过程的遥控也较困难。 气动系统有泄漏，这是能量的损失。一定量的外泄漏也是允许的。但应尽可能的减少泄漏缸的选择 作用气缸的特点 仅一端进（排）气，结构简单，耗气量小。 用弹簧力或膜片力等复位，压缩空气能量的一部分用于克服弹簧力或膜片张力，因而减小了活塞杆的输出力。 缸内安装弹簧、膜片等，一般行程较短；与相同体积的双作用气缸相比，有效行程小一些。 气缸复位弹簧、膜片的张力均随变形大小变化，因而活塞杆的输出力在行进过程中是变化的。 由于以上特点，单作用活塞气缸多用于短行程。其推力及运动速度均要求不高场合，10基于气吊、定位和夹紧等装置上。单作用柱塞缸则不然，可用在长行程、高载荷的场合。 作用气缸 双作用气缸指两腔可以分别输入压缩空气，实现双向运动的气缸。其结构可分为双活塞杆式、单活塞杆式、双活塞式、缓冲式和非缓冲式等。此类气缸使用最为广泛。 双活塞杆双作用气缸双活塞杆气缸有缸体固定和活塞杆固定两种。缸体固定时，其所带载荷（如工作台）与气缸两活塞杆连成一体，压缩空气依次进入气缸两腔（一腔进气另一腔排气），活塞杆带动工作台左右运动，工作台运动范围等于其有效行程 s 的 3 倍。安装所占空间大，一般用于小型设备上。 活塞杆固定时，为管路连接方便，活塞杆制成空心，缸体与载荷（工作台）连成一体，压缩空气从空心活塞杆的左端或右端进入气缸两腔，使缸体带动工作台向左或向左运动，工作台的运动范围为其有效行程 s 的 2 倍。适用于中、大型设备。 双活塞杆气缸因两端活塞杆直径相等，故活塞两侧受力面积相等。当输入压力、流量相同时，其往返运动输出力及速度均相等。 缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施，活塞就会以很大的力（能量）撞击端盖，引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置，一般称为缓冲气缸。缓冲气缸主要由活塞杆 1、活塞、缓冲柱塞、单向阀、节流阀、端盖等组成。其工作原理是：当活塞在压缩空气推动下向右运动时，缸右腔的气体经柱塞孔及缸盖上的气孔排出。在活塞运动接近行程末端时，活塞右侧的缓冲柱塞将柱塞孔堵死、活塞继续向右运动时，封在气缸右腔内的剩余气体被压缩，缓慢地通过节流阀及气孔排出，被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡，即会取得缓冲效果，使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击。调节节流阀阀口开度的大小，即可控制排气量的多少，从而决定了被压缩容积（称缓冲室）内压力的大小，以调节缓冲效果。若令活塞反向运动时，从气孔输入压缩空气，可直接顶开单向阀，推动活塞向左运动。如节流阀阀口开度固定，不可调节，即称为不可调缓冲气缸。缓冲气缸对于接近行程末端时速度较高的气缸，不采取必要措施，活塞就会以很大的力（能量）撞击端盖，引起振动和损坏机件。为了使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击现象。在气缸两端加设缓冲装置，一般称为缓冲气缸。缓冲气缸主11基于由活塞杆 1、活塞、缓冲柱塞、单向阀、节流阀、端盖等组成。其工作原理是：当活塞在压缩空气推动下向右运动时，缸右腔的气体经柱塞孔及缸盖上的气孔排出。在活塞运动接近行程末端时，活塞右侧的缓冲柱塞将柱塞孔堵死、活塞继续向右运动时，封在气缸右腔内的剩余气体被压缩，缓慢地通过节流阀及气孔排出，被压缩的气体所产生的压力能如果与活塞运动所具有的全部能量相平衡，即会取得缓冲效果，使活塞在行程末端运动平稳，不产生冲击。调节节流阀阀口开度的大小，即可控制排气量的多少，从而决定了被压缩容积（称缓冲室）内压力的大小，以调节缓冲效果。若令活塞反向运动时，从气孔输入压缩空气，可直接顶开单向阀，推动活塞向左运动。如节流阀阀口开度固定，不可调节，即称为不可调缓冲气缸。5综合上述，则本气动系统气缸选用双作用气缸 制系统 介 中文 全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电 子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于 其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用 户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程. 是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有 很重要的应用，可以说有半导体的地方就有 的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存 储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令， 并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。易于扩展其功能的原则而设计。 单片机的特点及应用领域比较 点 12基于 可靠性高，抗干扰能力强。 配套齐全，功能完善，适用性强 。 易学易用，深受工程技术人员欢迎 系统的设计、建造 工作量小，维护方便，容易改造 体积小，重量轻，能耗低 片机特点 体积小，成本低，易于产品化 可靠性高，抗干扰能力强 易扩展，易构成各种规模的应用系统 控制功能强，具有位处理指令 容易实现多机和分布式控制 用领域 目前，油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及 文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 开关量的逻辑控制 这是 广泛的应 用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设 备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机 械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化 的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程 控制器处理模拟量，必须实现模拟量（数字量（间的 A/。，使可编程控制器用于模拟量控制。 运动控制 从控制机构配置来说，早期直接用于开关量 I/传感器和执行机构，现在一般使用专用的运13基于控制模块。如可驱动步进电机或伺服 电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模 拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，序，完成闭环控制。中型 前许多小型 是运行专用的 程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 数据处理 现代 矩阵运算、函数运算、逻辑运算） 、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能， 可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考 值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置， 或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制 造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 通信及联网 随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各 厂商都十分重视 纷推出各自的网络系统。新近生产 的 信非常方便。 片机应用领域 单片机技术使用范围广，在各种仪器仪表生产单位、石油、化工，纺织、机械的加工等各个行业中都有广泛的应用. 用图象传感器测量线才系统 卫星电视的串口模拟2雷达录取的数据传送。 直接与 利用单片机与片机为控制对象。 通过片机、 通过单片机控制各种步进电机完成工控任务系统 14基于 通过单片机控制各种电慈设备完成工控任务系统（如程控交换系统） 可应用在电机的变频技术上的控制领域中。 各种测量工具如水位尺，它在水文上的应用很普及。 大型指针钟控制器，主要根据时间控制电机带动指针。 电子配料控制仪，基于小型生产的自动或半自动控制，如控制上料、搅拌等 用定时器和捕获功能进行某一系统的检测。可提供报警、控制等。如水位控制、温度控制，全自动洗衣机等。 电子称重计 教学用仪器、医疗仪器。 由单片机构成的霓虹灯控制器。 在钢的热处理中采用热磁仪测量。 各种金属探伤仪器。 矿山生产智能监测仪。 煤矿的产煤计数器 汽车安全系统 将两者相比较后，由于作及编程起来更加方便，配套设备齐全，所以本课题的操作系统选用15基于三章 机械系统设计件建模 本部分主要介绍1号机械手即张袋机械手 下撑袋手吸盘，作用：吸取纸袋，材料：橡胶。三维建模图如图3 3撑袋手吸盘 下撑袋手横梁，作用：支撑，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手横梁 16基于撑袋手推杆支板，作用：支撑，材料：维建模图如图3 3撑袋手推杆支板 下撑袋手推杆，作用：支撑，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手推杆 17基于撑袋手推杆支板与下撑袋手推杆装配如图3 3撑袋手推杆组件 下撑袋手导轮销轴，作用：固定，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手导轮销轴 18基于 撑袋手导轮，作用：固定，材料：尼龙。三维建模图如图3 3撑袋手导轮 撑袋手支撑主板，作用：支撑，材料：维建模图如图3图 3撑袋手支撑主板 19基于 撑袋手支撑侧板，作用：支撑，材料：维建模图如图3 3撑袋手支撑侧板 撑袋手支撑板及下撑袋手销轴导轮组装图如图3图 3撑袋手支撑板及下撑袋手销轴导轮组装 20基于 撑袋手导杆，作用：支撑，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手导杆 下撑袋手气缸销轴，作用：固定，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手气缸销轴 21基于撑袋手气缸支座，作用：支撑固定，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手气缸支座 撑袋手吸盘支座，作用：支撑，材料：维建模图如图3图 3撑袋手吸盘支座 22基于撑袋手吸盘骨，作用：吸附纸袋，材料：45号钢。三维建模图如图3 3撑袋手吸盘骨 配建模 张袋机械手，作用：吸取纸袋。三维建模图如图3 3袋机械手 23基于袋机械手总体装配 袋和张开袋口。三维建模图如图3机构可以完成纸袋的吸取，送图 317 总体装配图24基于四章 气动系统设计作用气缸的参数计算及选择 料气缸、送袋气缸参数计算 推料气缸： 轴向负载力： 4论输出力： （理4际输出力： （实4于双作用气缸，其缸径： （由=（4程根据设计： 即 送袋气缸： 轴向负载力： 25基于： （理论输出力4际输出力： （实4于双作用气缸，其缸径： （由=（4行程根据设计： 料/送袋气缸的选择 推料气缸，送袋气缸均选用大行程1500大行程1200气缸标准规格，参数，尺寸如下所示： 标准规格如表46基于4准规格 行程/磁性开关选择如表4 4程/磁性开关选择表 气缸外形尺寸图如图47基于 4形尺寸图 气缸外形尺寸选择图如表44形尺寸 脚座外形尺寸图如图44座 28基于兰外形尺寸图如图4央耳轴尺寸图如图4示 座、法兰、中央耳轴外形尺寸选择如表44兰 图4央耳轴 脚表4形尺寸 29基于耳环、双耳环、双耳环座外形尺寸如图44 4耳环 图 4耳环 图4耳环座 30基于耳环、双耳环、双耳环座外型尺寸选择如表44形尺寸 495系列外观图片 31基于 取袋气缸、张袋气缸参数计算 取袋气缸 真空吸盘多需吸力计算： =