機(jī)械手式高速無(wú)菌磚包機(jī)橫封系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、我國(guó)的液態(tài)飲品工業(yè)是近十多年發(fā)展起來(lái)的新興行業(yè)。目前，液態(tài)食品和飲料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，極大的帶動(dòng)了國(guó)內(nèi)飲料包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。然而國(guó)外跨國(guó)公司對(duì)高速無(wú)菌磚包機(jī)核心技術(shù)的壟斷，導(dǎo)致液態(tài)飲品包裝成本居高不下，嚴(yán)重阻礙了國(guó)內(nèi)飲料包裝產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。因此，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速無(wú)菌磚包技術(shù)顯得迫在眉睫。橫封系統(tǒng)是高速無(wú)菌磚包機(jī)的核心部件之一，其優(yōu)劣直接影響無(wú)菌磚包的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。目前國(guó)內(nèi)該部分技術(shù)仍屬空白，因此橫封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究對(duì)于研發(fā)具

2、有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高速無(wú)菌磚包設(shè)備，打破國(guó)外技術(shù)壟斷、促進(jìn)國(guó)內(nèi)飲品包裝行業(yè)的發(fā)展具有極為重大的意義。 本文結(jié)合實(shí)際要求，采用理論研究和軟件仿真方法，對(duì)機(jī)械手式橫封系統(tǒng)的工藝要求、運(yùn)動(dòng)特性、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行了較為詳盡的研究分析，橫封機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)滿足了高速無(wú)菌磚包機(jī)復(fù)雜工藝及其高速性的需求。所做重點(diǎn)工作如下： 1.研究高速無(wú)菌磚包的成型特點(diǎn)，分析得到橫封系統(tǒng)的功能要求，為橫封機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)提供方向和依據(jù)；針對(duì)各個(gè)功能，提出機(jī)械實(shí)現(xiàn)

3、方案及原理。 2.根據(jù)橫封工藝要求，推導(dǎo)夾爪最小張開(kāi)角度、行程總長(zhǎng)度等運(yùn)動(dòng)約束條件。為實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的工藝要求，設(shè)計(jì)機(jī)械手式橫封夾爪兩驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并利用MATLAB對(duì)該運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行5次B-spline擬合優(yōu)化，成功消除了其加速度突變。 3.為精確實(shí)現(xiàn)橫封夾爪兩驅(qū)動(dòng)導(dǎo)桿的運(yùn)動(dòng)，采用局部建立約束的方法建立其連桿機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，并應(yīng)用附加驅(qū)動(dòng)約束的方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。利用MATLAB強(qiáng)大的數(shù)值計(jì)算功能，根據(jù)最小二乘思想，編

4、制開(kāi)發(fā)連桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的計(jì)算程序，反求出該機(jī)構(gòu)輸入端的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。 4.推導(dǎo)兩個(gè)凸輪基本參數(shù)的相關(guān)條件，實(shí)現(xiàn)兩凸輪的協(xié)調(diào)安裝和工作。根據(jù)不同的安裝方式分別建立兩驅(qū)動(dòng)凸輪廓線解析表達(dá)式，并利用MATLAB設(shè)計(jì)凸輪廓線自動(dòng)計(jì)算函數(shù)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要給出相應(yīng)的輸入和輸出參數(shù)，并顯示凸輪廓線。利用UG的二次開(kāi)發(fā)功能，編制凸輪廓線自動(dòng)生成程序，將凸輪廓線數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為UG三維模型，并利用其運(yùn)動(dòng)仿真模塊進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。仿真結(jié)果顯示，該凸輪－連桿機(jī)