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陜 西 科 技 大 學(xué)
畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書
機電工程學(xué)院機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)機械03 班級 學(xué)生郭慶
題目： 全自動顆粒包裝機的設(shè)計
畢業(yè)設(shè)計（論文）從 2007 年 3 月 6 日起到 2007 年 6 月 15 日
課題的意義及培養(yǎng)目標(biāo)：
畢業(yè)設(shè)計是在校學(xué)習(xí)課程中一個很重要的環(huán)節(jié)，通過讓學(xué)生對全自動顆粒包裝機的設(shè)計，把學(xué)生在校所學(xué)的基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識綜合地進(jìn)行應(yīng)用。使學(xué)生在學(xué)完全部理論課程和專業(yè)課程以后，進(jìn)一步地鞏固和擴大專業(yè)知識，鍛煉學(xué)生實際動手能力。培養(yǎng)學(xué)生從接到一項設(shè)計課題開始到設(shè)計出完整的全套圖紙及設(shè)計說明書為止整個設(shè)計步驟的具體操作（收集資料、寫開題報告、進(jìn)行方案比較并確定設(shè)計方案、設(shè)計總裝圖、部裝圖及零件圖、撰寫設(shè)計說明書），為學(xué)生畢業(yè)后的實際工作能力打下良好的基礎(chǔ)。
設(shè)計（論文）所需收集的原始數(shù)據(jù)與資料：
需收集與本課題同類型的塑料薄膜包裝機的有關(guān)數(shù)據(jù)和資料。如傳動系統(tǒng)、料缸結(jié)構(gòu)、及聚乙烯塑料薄膜的牽引系統(tǒng)、成型與墊封機構(gòu)（橫封與豎封）。1. 生產(chǎn)能力：35袋/分鐘；2. 包裝容量：5~25ml（連續(xù)可條）；
3. 精度；4. 包裝材料厚度0.08~0.mm，寬度60~140mm。
5. 外形尺寸應(yīng)盡量小。
課題的主要任務(wù)（需附有技術(shù)指標(biāo)分析）：
該生主要負(fù)責(zé)以下幾部分工作：
1. 通過畢業(yè)實習(xí)，收集所需要的有關(guān)設(shè)計數(shù)據(jù)、資料。
2. 整理所收集的設(shè)計數(shù)據(jù)及資料，經(jīng)分析比較后確定自己的設(shè)計方案。
3. 方案確定后，進(jìn)行參數(shù)設(shè)計計算。
4. 設(shè)計裝配圖和部裝圖。
5．設(shè)計零件圖?！ ?
6．整理并打印設(shè)計說明書。
設(shè)計（論文）進(jìn)度安排及完成的相關(guān)任務(wù)（以教學(xué)周為單位）：
周 次
設(shè)計（論文）任務(wù)及要求
第1～4周
畢業(yè)實習(xí)，收集所需要的數(shù)據(jù)及資料
第5周
整理資料，經(jīng)分析比較后，確定設(shè)計方案
第6～7周
進(jìn)行參數(shù)設(shè)計計算
第8～10周
進(jìn)行總體裝配圖的設(shè)計
第11～12周
進(jìn)行部裝圖的設(shè)計
第13～15周
進(jìn)行零件圖的設(shè)計
第16～17周
整理并打印設(shè)計說明書
學(xué)生簽名： 日期：
指導(dǎo)教師： 日期：
教研室主任： 日期：
3
全自動顆粒包裝機
全自動顆粒包裝機的設(shè)計
摘 要
本文主要介紹了一種包裝機械—自動顆粒包裝機的工作原理及其設(shè)計過程，對其傳動系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行計算和傳動部件的強度校核，對其整體外觀、箱體以及支架進(jìn)行合理的改進(jìn)。自動顆粒包裝機主要適合于包裝食品、茶葉、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品的松散狀、無粘性細(xì)小顆粒物品的小劑量自動包裝。其包裝材料為復(fù)合材料，在高溫下粘合。
本機主要有橫封機構(gòu)、縱封機構(gòu)、供料機構(gòu)、剪切機構(gòu)、傳動機構(gòu)及電器控制系統(tǒng)。在本次設(shè)計中，我們的主要任務(wù)是對其傳動系統(tǒng)的支架、整機的箱體進(jìn)行改進(jìn)，使其滿足設(shè)計要求，以達(dá)到所要求的生產(chǎn)效率。
本機的特點是能自動完成制袋，可調(diào)量杯計算、充填、打印日期、封合部位打口、記數(shù)等功能。本機還采用了無機調(diào)整制袋長度機構(gòu)和智能型商標(biāo)定位裝置。
關(guān)鍵詞：工作原理，傳動機構(gòu)，支架
Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT
This article mainly introduces the principle and course of the design of the packing machinery (the type of DXDK40-II), and the author calculates the parameter of the transmission system, collates the drive parts and improves the appearance, the box and the bracket. This machine mainly packs the relaxed, small granule with out glutimesity in food、tea、medicine and chemical industry. The material is composite and agglutinated in high temperature.
This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electricity control system. The main task in this work is to improve the bracket in the transmission system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need.
It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient the position of the mark.
KEY WORDS: the principle of the work， transmission parts，the bracket
目 錄
摘 要 I
ABSTRACT II
1 前言 1
2 自動顆粒包裝機工作原理 2
2.1 機械部分 2
2.1.1 無級調(diào)速機構(gòu) 2
2.1.2 間隔齒輪及錐棍無級調(diào)整機構(gòu) 2
2.1.3 偏心鏈輪機構(gòu) 3
2.1.4 行星差動輪系 4
2.1.5 可調(diào)量杯機構(gòu)及量杯零件圖 5
2.2 電器部分 5
2.3 光電控制的簡要說明 5
3 總體方案設(shè)計 6
3.1 功能和應(yīng)用范圍 6
3.2 工藝分析 6
3.3 機構(gòu)造型 7
4 運動參數(shù)的計算及傳動系統(tǒng)的設(shè)計 9
4.1 帶傳動的計算 9
4.2 鏈傳動設(shè)計 10
4.3 剪切部分齒輪傳動系統(tǒng) 11
4.4 錐齒輪的設(shè)計計算 15
4.5 料盤傳動部分 18
4.5.1 I-II 間的傳動 18
4.5.2 II-III 之間的傳動 21
4.6 隔板的設(shè)計、加工以及誤差 25
4.7 支架的設(shè)計及加工 26
5 機構(gòu)調(diào)整及事故處理方法 29
5.1 機構(gòu)本身故障 29
5.2 轉(zhuǎn)盤部位故障 29
5.3 注意事項 30
致 謝 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
畢 業(yè) 論 文
題目： 全自動顆粒包裝機的設(shè)計
學(xué) 生： 郭 慶
學(xué) 號： 51403608
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師： 吳春英
200 年 月 日
全自動顆粒包裝機的設(shè)計
機械036班：郭慶 指導(dǎo)教師：吳春英
（陜西科技大學(xué)機電學(xué)院 陜 西 咸 陽 712081）
摘 要： 本文主要介紹了一種包裝機械——自動顆粒包裝機的工作原理及其設(shè)計過程，對其傳動系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行計算和傳動部件的強度校核，對其整體外觀，箱體以及支架進(jìn)行合理的改進(jìn)。自動顆粒包裝機主要適合于包裝食品、茶葉、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品的松散狀、無粘性細(xì)小顆粒物品的小劑量自動包裝。其包裝材料 為復(fù)合材料，在高溫下粘合。
本機主要有橫封機構(gòu)、縱封機構(gòu)、供料機構(gòu)、剪切機構(gòu)、傳動機構(gòu)及電器控制系統(tǒng)。在本次設(shè)計中，我們的主要任務(wù)是對其傳動系統(tǒng)的支架，整機的箱體進(jìn)行改進(jìn)，使其滿足設(shè)計要求，以達(dá)到所要求的生產(chǎn)效率。
本機的特點是能自動完成制袋，可調(diào)量杯計算、充填、打印日期、封合部位打口、記數(shù)等功能。本機還采用了無機調(diào)整制袋長度機構(gòu)和智能型商標(biāo)定位裝置。
關(guān)鍵詞：工作原理，傳動機構(gòu)，支架
Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT：This article mainly introduces the principle and course of the design of the packging machinery (the type of DXDK40-II),and the author calculates the parameter of the transmission system, collates the drive parts and improves the appearance, the box and the bracket. This machine mainly packs the relaxed, small granule without glutimosity in food、tea、medicine and chemical industry. The material is compodite and agglutinated in high temperature.
This machine is mainly made up of the thwart and the vertical framework which encapsulate the edge of the bags, the framework which supply the materials、the transmission system and the electrcity control system. The main task in this work is to improve the bracket in the transmission system and the box of the machine to meet the needs of the design and reach the efficiency we need.
It can make bags、adjust the measure of the measuring cup、filling、mimeograph the date、make the space in the enveloped parts and count automatically. It also can adjust the length of the bags and orient the position of the mark.
KEY WORDS: the principle of the work，transmission parts，the bracke
一、引言
自動顆粒包裝機由于功能較少應(yīng)用范圍小所以生產(chǎn)效率較高 本次設(shè)計的主要對象是包裝機的動力系統(tǒng)，介紹了包裝機的橫封機構(gòu)、縱封機構(gòu)和供料機構(gòu)，并簡單介紹了它的電氣控制部分。其機械部分主要有無級調(diào)速機構(gòu)、偏心輪機構(gòu)、行星差動輪系和可調(diào)量杯機構(gòu)：電氣部分主要有光電開關(guān)、凸輪接近開關(guān)控制機構(gòu)和減速機構(gòu)和減速電機。
在包裝機械電動化中，光電技術(shù)愈來愈起著重要作用。例如，可采用來自動檢測流水線上包裝容器的形體、口徑傷痕污垢缺蓋，以及箱體的外廓尺寸、排列間距、移動速度、裝入個數(shù)、封條有無等；還可以像混合物料按色澤逐個自動分選，斗槽那的自動控制，大型，大型物件多道捆扎的自動定位，卷筒商標(biāo)的自動對位切割，沖料軟管的自動定向封口，以及其他類似的情況。
二、自動顆粒包裝機的工作原理
本設(shè)計主要介紹了一種包裝機――自動顆粒包裝機的工作原理及其設(shè)計過程，對其傳動系統(tǒng)進(jìn)行計算和傳動部件的強度校核。自動顆粒包裝即主要適合于包裝食品、茶葉、醫(yī)藥、化工等產(chǎn)品中松散狀、顆粒性細(xì)小物品的小劑量的自動包裝。其包裝材料位復(fù)合材料，在高溫下粘合。
三、機械的主要部件
1.本機主要有橫封機構(gòu)、縱封機構(gòu)、供料機構(gòu)、剪切機構(gòu)和傳動機構(gòu)。在本次設(shè)計中。我們的 主要任務(wù)似對其傳動系統(tǒng)設(shè)計，對齒輪傳動和帶傳動的計算選擇使其滿足設(shè)計要求，以達(dá)到所要求的生產(chǎn)率。
2.無極調(diào)速機構(gòu)是用來調(diào)整機器包裝速度的。調(diào)整速度時首先松開鎖母；當(dāng)順時針旋轉(zhuǎn)手柄時，動輪外移，主動輪一邊的動輪在彈簧作用下，使得三角皮帶向皮帶輪外邊移動，實現(xiàn)了增速運動。當(dāng)翻轉(zhuǎn)手柄時，動輪壓緊三角帶，迫使三角帶克服彈簧的壓力，向主動皮帶輪小徑方向移動，實現(xiàn)了減速運動。間隔齒輪的作用時為了改變包裝袋長而設(shè)置的，從傳動系統(tǒng)原理圖來看它的運動關(guān)系時主軸每轉(zhuǎn)一周，縱封棍送進(jìn)薄紙前進(jìn)一個袋長，二橫封棍旋轉(zhuǎn)半圈封合一次，因此當(dāng)改變包裝袋袋長時，必須與其相適應(yīng)的齒輪咬合，它的特點是：間隔齒輪的持?jǐn)?shù)，即相當(dāng)于袋長額尺寸。錐棍無極調(diào)速機構(gòu)與間隔齒輪配合使用，其作用在于調(diào)整以定袋長的幅度，這對于提高光跟蹤的準(zhǔn)確性起到了可靠的保障。
3.本機能源采用JY7134電容啟動單向電源電動機，功率70W電壓220V，轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)/分，外線電源由于機器下放電源插座引進(jìn)，轉(zhuǎn)動電源開關(guān)電源指示燈亮，撥動電機開關(guān)啟動電機，電機指示燈亮，電機接入時通過電機保險絲。、
4.熱封系統(tǒng)是采用電阻絲加熱連續(xù)封合，縱封棍采用兩個環(huán)型加熱器，每個250W，110W；橫封是兩個棒型加熱器，每個250W、110W安裝在橫封棍內(nèi)，縱封棍內(nèi)，縱封加熱器是鎖母固定在基板上，均可以直接與電源相接。
接熱的溫度是預(yù)先調(diào)到給定溫度，有兩臺DET-4301位式溫度調(diào)節(jié)儀分別對縱封及橫封進(jìn)行自動溫度控制，即控制他們各自的續(xù)電器。從而使他們的加熱器通電或斷電。溫度調(diào)節(jié)儀的信號分別來自他們的熱敏電阻，將溫度的變化轉(zhuǎn)換成信號的變化進(jìn)行自動控制。
5.在自動包裝中必須保持商標(biāo)位置正確，這是對包裝質(zhì)量的基礎(chǔ)要求，為此必須使縱、橫封棍速度與包裝商標(biāo)間隔長度一致，然而，包裝紙商標(biāo)實際速度有可能與預(yù)計的有誤差，此誤差積累起來就會使商標(biāo)位置改變，以至超出允差，造成廢電氣部分凸輪接近開關(guān)控制機構(gòu)。
單一的光電控制，只能使伺服電機作出一種動作，而包裝機卻需要如下三種動作：
a)縱封速度不需要修正，在光電信號下，伺服電機不動。
b)縱封棍速度偏低，商標(biāo)后移，要求在光電信號下，縱封棍增速，以實現(xiàn)“同步”
c)縱封棍速度偏高，商標(biāo)遷移。要求在光電信號下，伺服電機反轉(zhuǎn)，縱封棍減速
為此，在本機主軸上裝有凸輪機構(gòu)及接近開關(guān)。以實現(xiàn)以上三種動作，本系統(tǒng)采用電感式NPN輸出，常開型接近開關(guān)精確調(diào)節(jié)接近開關(guān)與凸輪接近距離，再凸輪接近開關(guān)的全過程中，接近開關(guān)指示燈應(yīng)保持亮度，不能有閃動，接近開關(guān)與凸輪間距離應(yīng)為2-3mm。
為使操作方便，將卷筒支架設(shè)置在機器上方。利用象鼻成型器折彎成型式充填封口機，平張卷筒薄膜經(jīng)導(dǎo)棍引至象鼻成型器被折彎成圓筒狀，然后借等速回轉(zhuǎn)的縱封棍加壓熱合并連續(xù)向下牽引。物料經(jīng)計量裝置計量后，由加料斗落入已封底的袋筒內(nèi)。要求自動顆粒包裝機的生產(chǎn)效率達(dá)到50-100袋/分，袋長為55-110毫米。因此，設(shè)置了間隔齒輪和錐滾無級調(diào)速機構(gòu)，采用兩級降速機構(gòu)，第一節(jié)用寬三角帶無級變速，第二節(jié)用錐滾無級變速。
6.機械式切斷包裝袋的方法大體上有熱切和冷切兩種?？筛鶕?jù)具體條件，如包裝材料的材質(zhì)、厚度、材袋的牽引運動形式、切割方法和切口形狀等來適當(dāng)選用。
熱切是將薄膜局部加熱熔化并用熱切元件向熔化部分施加一定壓力而使其分離的一種方法。熱切元件多采用電加熱刀或電加熱絲，常與橫封裝置組合在一起，使熱封與切割同時完成。其中高頻加熱刀既是一只具有刀口的電極，使用間歇式袋裝機熱切聚氯乙烯薄膜材料。脈沖加熱電熱絲，既是一根直徑為２mm的圓云電熱絲，根據(jù)需要可選用間歇或連續(xù)通電進(jìn)行分割，因其表面不能覆蓋聚氯乙烯編制物，故分割用圓絲與封口用扁絲往往不安裝在同一熱封體上。冷切是借助鋒利的金屬刀刃使薄膜在橫截面上受剪切力而分離料袋的一種方法。冷切工具常用滾刀、鐮刀、鋸齒刀等。由于機器是連續(xù)工作的，所以采用滾刀式，它有兩種組合方式，１）滾刀與定刀、２）慢轉(zhuǎn)滾刀與快轉(zhuǎn)滾刀。前者多用于低速有少切削的場合，因此本機采用第一種組合方式。
四、機械故障及處理方法
任何機器都有可能出現(xiàn)故障，我們的機器也不例外。
部分機構(gòu)不能開動
原因：（一）電動機及接線切斷：將短線處接通，如果市電動機故障應(yīng)更換電機。
原因：（二）保險絲燒斷：更換安培值相當(dāng)?shù)谋ｋU絲。
原因：（三）齒輪各個連接螺絲、鍵等松動重新緊固松動的螺絲和鍵，應(yīng)從電動機開始，按傳動次序進(jìn)行檢查。
原因：（四）異物咬入齒輪和其轉(zhuǎn)動部位，此時電動機出現(xiàn)異常聲音，不立即處理，則電動機易燒毀，取出異物。
裝粉加入熱封合部位
原因：裝袋時間和熱封時間不協(xié)調(diào)。
解決方法：與轉(zhuǎn)盤齒輪連接的為二擋齒輪，將二擋齒輪推上，改變咬合位置，使其粉粒不在封合時間裝袋。理想的下了時間，應(yīng)在橫向封合完畢后開始，調(diào)節(jié)適當(dāng)后，不要輕易觸動。
薄膜不能咬入上部熱棍，或是脫離熱棍或是兩端不齊。
原因：（一）薄膜裝填薄膜，縱封及橫封棍或是兩端不齊。
原因：（二）薄膜導(dǎo)槽過于靠前。
原因：（三）薄膜導(dǎo)槽過于傾斜。
原因：（四）橫封熱棍偏心鏈輪失常。
調(diào)整方法：通過上述1-4的方法仍不能解決，應(yīng)做以下調(diào)整：
1.把縱封棍壓力調(diào)節(jié)鈕的“拉鈕”向右轉(zhuǎn)動，僅使眼前的薄膜厚度受拉伸。應(yīng)注意過大拉伸則不能封口。
2.降低縱封若棍的壓力，壓力過大薄膜不能夾緊，有可能被擠出。
3.縱封棍假如量要比平時多，一般為7mm應(yīng)夾入10mm。
4.通過以上調(diào)整倘兩側(cè)仍不齊時，應(yīng)使薄膜超出側(cè)的導(dǎo)槽向里彎曲。
5.薄膜導(dǎo)槽中心線有誤差，造成不良或有破損情況應(yīng)給以更換。
五、注意事項
（1）在運轉(zhuǎn)當(dāng)中，應(yīng)注意機器聲音是否協(xié)調(diào)，要迅速分清事故前的異常運轉(zhuǎn)聲音。
（2）把薄膜裝入后，如長時間不開動，縱封棍熱量不斷傳至薄膜，可將薄膜燒壞，此時應(yīng)將三個螺母順時針旋轉(zhuǎn)，將兩縱封棍和兩橫封棍相互離開。
（3）要經(jīng)常用銅刷清掃縱封棍、橫封棍的表面、若加熱棍表面粘著聚乙烯以及塵土等，則會引起熱封不良，并因此而引起縱封棍拉力減弱，使包裝失調(diào)。
（4）在進(jìn)行檢查、清掃、修理時應(yīng)切斷機器電源開關(guān)。
(5)運轉(zhuǎn)過程中，在橫封棍和裁刀之間，不準(zhǔn)手及其他物品靠近。
(6)定時檢查機器各個緊固部位，是否有松動、脫接現(xiàn)象。
(7)每隔一月應(yīng)在各個緊固部位涂潤滑油，減速器油第一次用油要在10日左右更換，以后每隔2000小時更換一次新油，給油量要到油標(biāo)的中心。
通過本次畢業(yè)設(shè)計，使我們掌握了機器設(shè)計的一般步驟，也是我們第一次較全面的的設(shè)計能力訓(xùn)練，在這次設(shè)計過程中，培養(yǎng)了理論聯(lián)系實際的設(shè)計思想，訓(xùn)練了綜合運用機械設(shè)計方面的知識，達(dá)到了了解和掌握自動機的設(shè)計過程和方法。
由于時間和能力有限，在設(shè)計中難免存在錯誤和缺點，懇請老師批評指正。在本次設(shè)計過程中，得到吳老師的大力幫助和指導(dǎo)，使我們得以順利完成設(shè)計，在此表示忠心的感謝。
參 考 文 獻(xiàn)
[1]濮良貴，紀(jì)名剛主編. 機械設(shè)計 北京：高等教育出版社，1996年
[2]鄭文緯，吳克堅主編. 機械原理。北京：高等教育出版社，1995年
[3]周開勤.機械零件手冊第四版. 北京：高等教育出版社，1994年
[4]許林成.包裝機械原理與設(shè)計. 上海：上?？萍汲霭嫔?，1994年
[5]龔桂義.機械課程設(shè)計指導(dǎo)書. 北京：高等教育出版社，1990年
畢業(yè)設(shè)計（縮寫稿）
題目：全自動顆粒包裝機的設(shè)計
學(xué) 生： 郭 慶
學(xué) 號： 51403608
院 （系）： 機電工程學(xué)院
專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化
指導(dǎo)教師： 吳 春 英
2007年06月18日
工業(yè)機器人在顆粒包裝機中的應(yīng)用
摘要：機械手是機器人的手臂，它使機器人能彎屈、延伸和旋轉(zhuǎn)，提供這些運動的是機械手的軸，亦是所謂的機械人的自由度機械手的軸使機械手在某一區(qū)域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，我們將這個區(qū)域為機器人的工作單元，該區(qū)域的大小與機械手的尺寸相對應(yīng)，。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機械傳動鏈驅(qū)動著機器人的各軸。
機器人控制器是工作單元的核心。用于大多數(shù)機器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學(xué)的水平，是更復(fù)雜的裝置，即它們可以使得微處理器操縱的。動力源是給機器人和機械手提供動力的單元。例如，如果機器人的機械手是由液壓和氣壓驅(qū)動的，控制信號便傳送到這些裝置。
關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人，包裝機
工業(yè)機器人是在生產(chǎn)環(huán)境中用以提高生產(chǎn)效率的工具，它能做常規(guī)乏味的裝配線工作，或能做那些對于工人說是危險的工作，例如，第一代工業(yè)機器人是用來在核電站中更換核燃料棒，如果人去做這項工作，將會遭受有害放射線的輻射。工業(yè)機器人亦能工作在裝配線上將小元件裝配到一起，如將電子元件安放在電路印制板，這樣，工人就能從這項乏味的常規(guī)工作中解放出來。機器人也能按程序要求用來拆除炸彈，輔助殘疾人，在社會的很多應(yīng)用場合下履行職能。
機器人可以認(rèn)為是將手臂末端的工具、傳感器和手爪移到程序指定位置的一種機器。當(dāng)機器人到達(dá)位置后，它將執(zhí)行某種任務(wù)。這些任務(wù)可以是焊接、密封、機器裝料、拆卸以及裝配工作。除了編程以及系統(tǒng)的開停之外，一般來說這些工作可以在無人干預(yù)下完成。
如下敘述的是機器人系統(tǒng)基本術(shù)語：
1。機器人是一個可編程、多功能的機器手，通過給要完成的不同任務(wù)編制各種動作，它可以移動零件、材料、工具以及特殊裝置。這個基本定義引導(dǎo)出后續(xù)斷落的其他定義，從而描繪出一個完整的機器人系統(tǒng)。
2。預(yù)編程位置點是機器人為完成工作而必須跟蹤的軌跡。在某些位置點上機器人將停下來做某些操作，如裝配零件、噴涂油漆或焊接。這些預(yù)編程點貯存再機器人的貯存器中，并為后續(xù)的連續(xù)操作所調(diào)用，而且這些預(yù)編程點像其他程序數(shù)據(jù)一樣，可在日后隨工作需要而變化。因而，這正是這種可編程序的特點，一個工業(yè)機器人很像一臺計算機，數(shù)據(jù)可在這里儲存、后續(xù)調(diào)用與編輯。
3。機械手是機器人的手臂，它使機器人能彎屈、延伸和旋轉(zhuǎn)，提供這些運動的是機械手的軸，亦是所謂的機械人的自由度。一個機械人能有3~16軸，自由度一詞總是與機器人軸數(shù)相關(guān)。
4。工具和手爪不是機器人自身組成部分，但它們是安裝再機器人手臂末端的附件。這些連在機器人手臂末端的附件可使機器人抬起工件、點焊、刷漆、電弧焊、鉆孔、打毛刺以及根據(jù)機器人的要求去做各種各樣的工作。
5。機器人系統(tǒng)還可以控制機器人的工作單元，工作單元是機器人執(zhí)行任務(wù)所處的整體環(huán)境，該單元包括控制器、機械手、工作平臺、安全保護(hù)裝置或者傳輸裝置。所有這些為保證機器人完成自己任務(wù)而必須的裝置都包括在這一工作單元中。另外，來自外設(shè)的信號與機器人通訊，通知機器人何時裝配工件、取工件或放工件到傳輸裝置上。
機器人系統(tǒng)有三個基本部件：機械手、控制器和動力源。?
A.機械手
機械手做機器人系統(tǒng)中粗重工作。它包括兩個部分：機構(gòu)和附件，機械手也有聯(lián)結(jié)附件基座，表示一機器人基座與附件之間的連接情況。
機械手基座通常固定在工作區(qū)域的地基上，有時基座也可以移動，在這種情況下安裝在導(dǎo)軌或軌道上，允許機械手從一個位置移到另外一個位置。
正如前面所提到的那樣，附件從機器人基座上延伸出來，附件就是機器人的手臂，它可以是直動型，也可以是軸節(jié)型手臂，軸節(jié)型手臂也是大家所知的關(guān)節(jié)型手臂。
機械臂使機械手產(chǎn)生各軸的運動。這些軸連在一個安裝基座上，然后再連到托架上，托架確保機械手停留在某一位置。
在手臂的末端上，連接著手腕，手腕由輔助軸和手腕凸緣組成，手腕是讓機器人用戶在手腕凸緣上安裝不同工具來做不同種工作。
機械手的軸使機械手在某一區(qū)域內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，我們將這個區(qū)域為機器人的工作單元，該區(qū)域的大小與機械手的尺寸相對應(yīng)，。隨著機器人機械結(jié)構(gòu)尺寸的增加，工作單元的范圍也必須相應(yīng)增加。
機械手的運動由執(zhí)行元件或驅(qū)動系統(tǒng)來控制。執(zhí)行元件或驅(qū)動系統(tǒng)允許各軸在工作單元內(nèi)運動。驅(qū)動系統(tǒng)可用電氣、液壓和氣壓動力，驅(qū)動系統(tǒng)所產(chǎn)生的動力經(jīng)機構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，驅(qū)動系統(tǒng)與機械傳動鏈相匹配。由鏈、齒輪和滾珠絲杠組成的機械傳動鏈驅(qū)動著機器人的各軸。
B.控制器
機器人控制器是工作單元的核心?？刂破鲀Υ嬷A(yù)編程序供后續(xù)調(diào)用、控制外設(shè)，及于廠內(nèi)計算機進(jìn)行通訊以滿足產(chǎn)品經(jīng)常更新的需要。
控制器用于控制機械手運動和在工作單元內(nèi)控制機械人外設(shè)。用戶可通過手持的示教盒將機械手運動的程序編入控制器。這些信息儲存在控制器的儲存器中以備后續(xù)調(diào)用，控制器存儲了機器人系統(tǒng)的所有編程數(shù)據(jù)，它能存儲幾個不同的程序，并且所有這些程序均能編輯。
控制器要求能夠在工作單元內(nèi)與外設(shè)進(jìn)行通信。例如控制器有一個輸入端，它能標(biāo)識某個機加工操作何時完成。當(dāng)該加工循環(huán)完成后，輸入端接通，告訴控制器定位機械手以便能抓取以加工工件，隨后，機械手抓取一未加工件，將其放置在機床上。接著，控制器給機床發(fā)出開始加工的信號。
控制器可以由根據(jù)事件順序而步進(jìn)的機械式輪鼓組成，這種類型的控制器可用在非常簡單的機械系統(tǒng)中。用于大多數(shù)機器人系統(tǒng)中的控制器代表現(xiàn)代電子學(xué)的水平，是更復(fù)雜的裝置，即它們可以使得微處理器操縱的。這些微處理器可以是8位，16位或32位處理器。它們可以使得控制器在操作過程中顯得非常柔性?？刂破髂芡ㄟ^通信線發(fā)送電信號，使它能于機械手各軸交流信息，在機器人的機械手和控制器之間的雙向交流信息可以保持系統(tǒng)操作和位置經(jīng)常更新，控制器也能控制安裝在機器人手腕上的任何工具。
控制器也有與廠內(nèi)各計算機進(jìn)行通信的任務(wù)，這種通信聯(lián)系使機器人成為計算機輔助制造系統(tǒng)的一個組成部分。
存儲器。基于微處理器的系統(tǒng)運行時要與固態(tài)的存儲裝置相連，這些存儲裝置可以是磁泡，隨機存儲器、軟盤、磁帶等。每種記憶存儲裝置均能貯存、編輯信息以備后續(xù)調(diào)用和編輯。
C.動力源
動力源是給機器人和機械手提供動力的單元。傳給機器人系統(tǒng)的動力源有兩種，一種是用于控制器的交流電，另一種是用于驅(qū)動機械手各軸的動力源。例如，如果機器人的機械手是由液壓和氣壓驅(qū)動的，控制信號便傳送到這些裝置
The Function of Industrial Robot in the Automatic Granular Packaging Machine
ABSTRACT：The industrial robot is a used in the manufacturing environment to increase productivity. It can be used to do routine and tesious assembly line jobs, or it can perform jobs that might be hazardous to the human worker .For example , one of the industrial robots was used to replace the nuclear fuel rods in nuclear power plants.
The basic terminology of robotic systems is introduced in the following. The robotic system has three basic components: the manipulator, the controller, and the power source.A. Manipulator The controller in the robotic system is the heart of the operation .The controller can be made from mechanically operated drums that step through a sequence of events.The controller is also required to communicate with periphral equipment within the work cell. For example, the controller has an input line that identifies when a machining operation is completed.
KEY WORDS: industrial robot , Packaging Machine
The industrial robot is a used in the manufacturing environment to increase productivity. It can be used to do routine and tesious assembly line jobs, or it can perform jobs that might be hazardous to the human worker .For example , one of the industrial robots was used to replace the nuclear fuel rods in nuclear power plants. A humsn doing this job might be exposed to harmful amounts of radiation .The industrial robot can also operate on the assembly line, putting together small components, such as placing electronic components on a printed circuit board. Thus, the human worker can be relieved of the routine operation of this tedious task.. Robots can also be programmed to defuse bombs, to serve the handicapped, and to perform functions in numerous in numerous applications in our society.
The robot can be thought of as a machine that will move an end-of-arm tool, sensor, and/or gripper to a preprogrammed location. When the robot arrives at this location, it will perform some sort of task. This task could be welding, sealing, machine loading, machine unloading,or a host od assembly jobs. Generally, this work can be accomplished without the involvement of a human being, except for programming and for turning the system on and off.
The basic terminology of robotic systems is introduced in the following:
1.A robot is a reprogrammable, multifunctional manipulator designed to move parts, materials, tools, or special devices through variable programmed motions for the performance of a variety of different task. This basic definition leads to other definitions, presented in the following paragraphs, that give a complete picture of a robotic system.
2. Preprogrammed locations are paths that the robot must follow to accomplish work. At some of these locations, the robot will stop and perform some opertion ,such as assembly of parts, spray painting, or welding. These preprogrammed locations are stored in the robot’s memory and are recalled later for continuous poeration. Furthermore, these preprogrammed locations, as well as other program data, can be changed later as the work requirements change. Thus, with regard to this programming feature, an industrial robot is very much like a computer, where data can be stored and later recalled and edited.
3. The manipulator is the arm of the robot. It allows the robot to bend, and twist. This movement is provided by the manipulator’s axes, also called the degrees of freedom of the robot. A robot can have 3 to 16 axes. The term degrees of freedom will always relate to the number of axes found on robot.
4.The tooling and grippers are not part of the robotic system itself; rather, they are attachments that fit on the end of the robot’s arm. These attachments connected to the end of the robot’s arm allow the robot to lift parts, s pot-weld, paint. arc-weld, drill, deburr, and do a variety of tasks, depending on what is required of the robot.
5.The robotic system can also control the work cell of the operating robot. The work cell of the robot is the total environment in which the robot must perform its task. Included within this cell may be the controller ,the robot manipulator, a work table, safety features, or a conveyor. All the equipment that is required in order for the robot to do its job is included in the work cell. In addition ,signals from outside devices can communicate with the robot in order to tell the robot when it should assemble parts, pick up parts, or unload parts to a conveyor.
The robotic system has three basic components: the manipulator, the controller, and the power source.A. Manipulator
The manipulator, which does the physical work of the robotic system, consists of two sections: the mechanical section and the attached appendage. The manipulator also has a base to which the appendages are attached .
The base of the manipulator is usually fixed to the work area. Sometimes, though, the base may be movable. In this case, the base attached to either a rail or a track ,allowing the manipulator to be moved from one location to anther.
As, mentioned previously, the appendage extends from the base of the robot. The appendage is the arm of the robot. It can be either a straight, movable arm or a jointed arm. The jointed arm is also known as an articulated arm.
The appendages of the robot manipulator give the manipulator its various axes of motion .These axes are attached to a fixed base, which ,in turn, is secured to a mounting .This mounting ensures that the manipulator will remain in one location.
At the end of the arm, a wrist is connected. The wrist is made up of additional axes and a wrist flange. The wrist flange allows the robot user to connect different tooling to the wrist for different jobs.
The manipulator’s axes allow it to perform work within a certain area. This area is called the work cell of the robot, and its size corresponds to the size of the manipulator.Fig21-2 illustrates the work cell of a typical assembly robot. As the robot’s physical size increases, the size of the work cell must also increase.
The movement of the manipulator is controlled by actuators, or drive system. The actuators, or drive system, allows the various axes to move within the work cell. The drive system can use electric, hydraulic, r pneumatic power. The energy developed by the drive system is converted to mechanical power by various mechanical drive systems. The drive systems are coupled through mechanical linkages. These linkages, in turn, drive the different axes of the robot. The mechanical linkages may be composed of chains , gears, and ball screws.
B.Controller
The controller in the robotic system is the heart of the operation .The controller stores preprogrammed information for later recall, controls peripheral devices, and communicates with computers within the plant for constant updates in production.
The controller is used to control the robot manipulator’s movements as well as to control peripheral components within the work cell. The user can program the movements of the manipulator into the controller through the use of a hand-held teach pendant. This information is stored in the memory of the controller for later recall. The controller stores all program data for the robotic system .It can store several different programs, and of these programs can be edited.
The controller is also required to communicate with periphral equipment within the work cell. For example, the controller has an input line that identifies when a machining operation is completed. When the machine cycle is completed ,the input line turns on, telling the controller to position the manipulator so that it can pick up the finished part. Then, a new part is picked up by the manipulator and placed into the machine .Next, the controller signals the machine to start operation.
The controller can be made from mechanically operated drums that step through a sequence of events. This type of controller operates with a very simple robotic system .The controllers found on the majority of robotic systems are more complex devices and represent state-of-the-art electronics. That is ,they are microprocessor-operated. These microprocessors are either 8-bit,16bit,or 32-bit processors. This power allows the controller to be very flexible in its operation.
The controller can send electric signals over communication lines that allow it to talk with the various axes of the manipulator. This two-way communication between the robot manipulator and the controller maintains a constant update of the location and the operation of the system .The controller also controls any tooling placed on the end of the robot’s wrist.
The controller also has the job of communicating with the different plant computers. The communication link establishes the robot as part of a computer-assisted manufacruring(CAM)system.
As the basic definition stated, the robot is a reprogrammable, multifunctional manipulator. Therefore, the controller must contain some type of memory storage. The microprocessor-based systems operate in conjunction with solid-state memory devices. These memory devices may be magnetic bubbles, random-access memory, floppy disks, or magnetic tape. Each memory storage device stores program information for later recall or for editing.
C.Power supply
The power supply is the unit that supplies power to the controller and the manipulator. Two types of power are delivered to the robotic system. One type of power is the AC power for operation of the controller. The other type of power is used for driving the various axes of the manipulator. for example ,if the robot manipulator is controlled by hydraulic or pneumatic drives, control signals are sent to these devices, causing motion of the robot.
For each robotic system, power is required to operate the manipulator. This power can be developed from either a hydraulic power source, a pneumatic power source, or anelectric power source. These power sources are part of the total components of the robotic work cell.