多功能封口机，即多功能包装机，因为在一台机器上完成两个或两个以上的包装工序故称之为多功能包装机。其主要由引导成型部分、填料部分、封制部分以及切断部分组成。包装材料被安置在卷桶上，经由导辊引导至成型器处，在成型器作用下完成包装袋的基本成型，同时完成填料，此时由横封装置以及纵封装置完成对袋的封口工作，之后由切断装置切断，使之分离为完整的包装袋个体。

本文对多功能包装机的工作原理、结构等做了分析及说明，并在现有多功能封口机的基础上进行设计，设计出一套可行的方案并进行相关计算，使用制图软件画出其相应工程图。

本文使用Autocad2010对其进行绘图，Autocad2010是比较基础的工程制图软件，能够使机械的平面结构简单、清晰地表现出来，是当下十分常见与实用的制图软件之一。

关键词：多功能封口机包装 Autocad

Abstract

This paper is aimed at the multifunctional sealing machine design and description.

Multifunctional sealing machine, the multifunction packing machine, because the completion of two or more than two of the packaging process is called multifunction packing machine in a machine. It is mainly composed of lead forming part, filling, sealing and cutting part part part. Packaging materials are placed in the roll barrel, through the guide roller guide to forming device, the completion of the basic molding packing bag in the shaper, at the same time, filler, this time by the sealing device and longitudinal sealing device to complete sealing of the bag, then cut by the cutting device, so that the separation for the complete package bag of individual.

This paper makes analysis and description of the working principle, multi function packaging machine structure, and machine design based on the existing multifunctional sealing, designed for the relevant calculation a set of feasible solutions and, using the mapping software to draw the corresponding engineering drawings.

In this paper, Autocad2010 drawing of engineering drawing software, Autocad2010 is the basis of comparison, can make the plane mechanical structure simple, clearly demonstrated, is now very common and practical drawing software.

Keywords: Multifunctional sealing machine sealing Autocad

1绪论

1.1多功能封口机设计背景

封口机是典型的包装机械，包装机械在世界上已有一段历史。可以说，正因为有中国的造纸技术，才给纸包装技术的产生以及发展提供了必要条件，之后才得以由此发展出各种材料的包装机械。

从1850年始，世界的纸价格大幅跌落，纸张开始应用于食品包装。在这之后的1852年，美国的沃利发明出了纸袋制造机，由此正式出现了纸制品机械。1861年，德国人建立了世界上第一个包装机械工厂，并且在50年后也就是1911年成功生产出全自动成形充填封口机，这应该是有历史记载的最早的多功能封口机。

而中国在此方面由于各种原因起步晚于欧美各国，但经过了二十多年的发展，中国的包装机械已经成为国内机械工业十大行业之一，为中国的包装工业作出了重大贡献，满足了国内市场的基本需求，填补国内在此方面的空白，甚至出口国外。但是总体上看，中国包装机械的进出口额与发达国家相比仍然相去甚远，品种少，配套数量少，缺乏高精度以及大型化产品仍然是国内市场不可忽视的问题。而且国内此类产品主要以针对国外产品的仿制为主而缺少自主创新类产品，元器件的整体质量也不如国外，这就导致了包装产品的质量不如国外。

1.2设计目的与意义

本此设计的目的，在于对于多功能封口机的原理分析与结构设计，加深对于包装类机械的了解，能够在现有机械的基础上作出自己的一些设计，增强自我设计方面的能力，锻炼自身的相关能力。

由上文可知我国当前在包装机械上的成果并不如国外，因此，就更加需要我们对其产生重视，藉由对于多功能封口机的设计，进一步了解机械包装产业。

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多功能包装机装配图.gif

导辊心轴.jpg

填料斗.jpg

直齿圆柱齿轮齿轮.jpg

字数统计.gif

内容简介：: 国际工程与技术杂志 2 卷 10 号，十月，2012自动封口机的逆运动学分析Akinola A. Adeniyi 1, Abubakar Mohammed 2, Aladeniyi Kehinde 3机械工程 1，大学管理，管理，尼日利亚机械工程系，联邦技术大学，明娜，尼日利亚科学实验室技术系，鲁弗斯性理工，尼日利亚摘要自动封口机主要用于自动化生产线。正确封装一样物品的时间基本取决于电机控制器是否能精确地判断出这样物品在不在最佳的位置上。活塞头的伸缩度很大程度上取决于红外传感器，由活塞头的伸缩程度，该连接所需的角位移要用逆运动学的方法来测定。仅为了展示这种方法同时减少方程的复杂程度，连杆的重力作用和惯性将忽略不计。关键词：正向运动学逆运动学自动化封口机1 简介一个自动化的工厂通常使用大量的电子控制的机械来完成生产，工厂的自动化对于其管理具有非常多的战略意义上的好处。标准的机械连接通常由电机、气动系统或电磁阀组成。在手动操作的机器上，人们通过目视来检测，其它方面的检测则是机械化地重复。这项研究的重点集中在一个品牌生产线中假想的用于压制和签名的封口机器，逆运动学的分析方法将使我们确定链接的角位移。运动学仅考虑物体的运动而忽略驱动力，而通过逆运动学的方法，则可以确定达到在最终效应下的指定目标所需要的链接角度和端部执行器的位置。Nagchaudhuri 进行了一个关于曲柄滑块机构用于 PID 控制器使用的可行性研究，然而其中却忽视了偏移量。Tolani 通过审查将逆运动学的求解问题分为七类，该些方法分别是牛顿迭代方法及其变体，还有雅可比矩阵和与伪逆的变体（也称为穆尔彭罗斯逆）方或非方形矩阵，以及其它基于控制理论和优化技术的方法。一些研究者提出了一些求解 IK 问题的算法，但不包括神经网络算法，循环坐标下降停止算法和不精确的策略算法，但像所有其他技术一样，对于一个给定问题的方法选择取决于问题的细节。Buss 讨论了雅可比矩阵的转置，穆尔彭罗斯和阻尼最小二乘法，雅克比转置在计算量上较小然而在基于机器人的结构前提上却表现欠佳，在这项研究上，雅克比矩阵转置表现不如人意，但是其逆方法确实更加合适的，因为它将这个问题简化成了简单二维平面上四个自由度的问题。2 自动联接部分图1展示了机械密封系统的原理图。加盖或冲压由活塞或压装头实现，P.C是输送线，盖子或商标由红外线传感器感知并放置在正确的位置，S.依靠反馈传感器来密封或贴印商标。如果要印章、封盖或封装的物品离开了例子当中压装头将要接触的位置，传感器将反馈并使压装头缩回。有一系列的反馈给了电机控制器的话，它也可以不走得那么远。M.如果它是手动的，这种控制系统就类似于一个人工操作员,使用传感器和快速响应电动机控制器将使这个假设的机器成为一个在工厂中执行平常任务非常有用的工具。这个工厂支线由一个简单的曲柄滑块机构与致动器臂A.组成。用更清楚的话来说，如果盖子和容器在一条线上，那么指令将会发出使得活塞压下来完成密封；如果堵塞则扭转活塞；如果容器或盖子不在活塞头将不会压下；如果由磨损或撕裂所造成的密封长度短于预期长度则会加深压装力度。这清楚地表明，活塞确定链接的角度、方向和电机的运动。这就是一个逆运动学问题，传感器反馈部分是一个很复杂的控制工程问题，就不在此考虑了。图1:自动封口机示意图（A：致动器臂 C：输送线 M：电机控制器 P：压装头 S：传感器 O：需要封口或封盖的物品）3 分析图2是一个代表性的曲柄滑块机构，从活塞轴到电机轴有一个偏移量f，O 1、O 2是轴的活塞移动的坐标(x,y)。电机相对O 1顺时针或逆时针方向旋转，如果曲柄使位移s在活塞平面，它相当于一个ex和ey的运动。这个运动是由曲柄的顺时针或逆时针运动产生的，为连杆与曲柄之间夹角，也表示连杆与活塞平面之间的夹角。图2:偏移滑块曲柄(笛卡尔坐标系)在电脑的仿真中设计这些，角度会有明确的要求以防止连接不发生“物理分离”；对于一个真实物理连接环节，电机控制器需要控制移动的就只有曲柄。3.1 坐标系在这里采用笛卡尔坐标系，顺时针为正、向右移动为正、向上为正。上死点（TDC）的计算式如下，设曲柄半径为r,连杆长度为l,则有其中，fm是指基于几何上的最大偏移量。下死点的计算如下上死点与下死点以及偏移量如图3所示。图3 上死点与下死点活塞被限制为只在平面方向移动，为向量，在这个研究中，方向向量上有，使其平面在 45角至水平方向。3.2 正运动学电机顺时针方向移动产生的位移的位置以图2字母表示反映在（1）式中。在下标中以（i，f）分别表示起始和最终值，f的位置是在现实中平稳转动曲柄达到的，平滑度可以用数值方法细致渐进地达到要求。在这个增量的最后，最终的位移目标以一个角度参数的函数方式给出：角度的线性关系在这个问题中可以帮助减少在方程（1）计算中的自由度数量，由可以得出。利用三角法，可以计算出图2中任何时刻的活塞位置，见式（2）、（3）。由雅克比矩阵，给出了方程（4）同时将其简化为方程（5）。计算新的活塞位置涉及求解方程(1)，第一级下的泰勒级数下活塞的新坐标见方程（6）。是相关连接的位移矢量角，数学上，，这里，我们设，由此活塞或压头的位置大约可由方程（6）得出。应该指出的是,可以取水平位置来进一步降低方程集，在这里可以将其称为 0.3.3 逆运动学问题不在于给出X i和来求解X f，而是由给定X i和X f来求解。由迭代实得出了活塞的位移目标为，活塞的向量位移可表示为。因为这是一个没有其他方向位移的平面问题，所以可以将其简化为。为了减少可能的颠簸或跳动影响，可以逐步使用比基础上的r和L更直观的系数，前提是1且为逆雅克比矩阵。该算法可以检查是否已经达到目标，当求解少于预先确定的误差等级或达到最大数量迭代时，此迭代停止，这就是实时应用的一个关键部分。4 结果和讨论考虑活塞头在位置P时，机械臂在若干任意位置的方向，假设传感器系统需要活塞移动到新的位置P 2，完成了几个任意起始位置的曲柄仿真所得出的结果都是同想要达到的目标接近的。如果曲柄当前方向与曲柄角之间为-5，且有一个指令从传感器发出使活塞压头收回其曲柄臂0.1倍的长度。模拟指示曲柄继续逆时针方向走15.58,这对应于 0增加到19.26，相应的，减少到86.32。图4显示了模拟进展的活塞头从当前位置P 1到新目标P 2和完成迭代次数。图4:曲柄位置和迭代与雅可比矩阵求逆该技术使用的是逆雅克比技术，雅克比行列式的转置方法在这种情况下对于同样的问题是无法预测的，解决方法只有落定到一个角度内的局部最小值，但其收敛速度更快，见图5。图5 使用逆向和转置的雅克比矩阵得出的曲柄位置如果要求计算一个无法在实际上达到的目标，例如超过上死点或下死点位置的点P 3，模拟运行并且在达到最大迭代数量时停止，亦可能是雅克比矩阵变为不可逆，见图6。图6 不可实现目标情况5 小结本文的重点是应用逆运动学技术分析机器人链接如获得封闭的自动化工厂，不考虑惯性效应的影响。反求技术的雅可比行

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