电子凸轮技术在包装机械中的应用研究

摘要

随着计算机控制技术和伺服技术的发展，电子凸轮在工业生产中的应用越来越广泛。电子凸轮主要利用控制器的高速运算性能和伺服系统的快速响应特性来实现凸轮运动。电子凸轮在运动精度、输出柔性、速度和加速度控制等方面的优势十分明显，因此对电子凸轮的研究具有十分重要的意义。
　　本文针对电子凸轮技术及其在包装机械中的应用，进行了相关内容的研究。
　　在分析机械凸轮运动规律的基础上，给出了电子凸轮的运动规律，并建立了其数学模型，针对电子凸轮运动过程中的刚性和柔性冲击问题，在分析比较了包括S曲线柔性加减速法、三次多项式柔性加减速法、五次多项式柔性加减速法等几种常用的柔性加减速方法的基础上，采用三次多项式柔性加减速法，设计了电子凸轮速度曲线，并论述了电子凸轮运动的实现方法。通过定步法将凸轮速度曲线离散化处理得到了伺服电机的控制表格，利用查表法控制伺服电机输出凸轮运动。基于ARM7和单片机进行了电子凸轮控制器的软硬件设计，并将此电子凸轮控制器应用到枕式包装机械中，采用主从同步控制策略，实现了横封电子凸轮运动的自动控制与调节，完善了基于电子凸轮技术的色标自动追踪、物料跟随、电子防切等功能。
　　上述研究内容通过基于三伺服枕式包装机的实验平台进行了实验验证，实验结果表明上述电子凸轮技术及实现方法可以较好地实现电子凸轮运动，解决了运动过程中刚性和柔性冲击问题。电子凸轮技术的应用在一定程度上提高了枕式包装机的包装精度、包装质量和包装效率，同时提高了相关设备的自动化程度。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景和意义

1．2 国内外相关课题研究现状

1．3 主要研究内容与论文结构

1．4 本章小结

2 枕式包装机概述

2．1 引言

2．2 枕式包装机机械结构

2．3 枕式包装机功能简介

2．4 包装工艺流程简介

2．5 包装过程运动分析

2．6 本章小结

3 电子凸轮曲线设计

3．1 引言

3．2 机械凸轮机构运动规律

3．3 电子凸轮数学模型

3．4 柔性加减速控制方法

3．5 本章小结

4 电子凸轮运动控制

4．1 引言

4．2 电子凸轮运动控制基本原理

4．3 电子凸轮控制器设计

4．4 本章小结

5 电子凸轮技术在枕式包装机中的应用

5．1 引言

5．2 横封电子凸轮运动

5．3 基于电子凸轮技术的三轴同步控制

5．4 电子防切功能

5．5 本章小结

6 实验验证及数据分析

6．1 引言

6．2 基于电子凸轮的枕式包装机实验平台搭建

6．3 实验结果分析

6．4 本章小结

7 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况