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1引言

在科學技術日新月異的時代，徴電子技術、 信息處理技術、激光技術以及新工藝、新材料等各類先進技術以群體綜合方式不斷地應用到包裝機械領域，以謀求實現(xiàn)包裝機械的智能化、自動化、高效節(jié)能化。

微機在包裝機械方面的應用主要是現(xiàn)代自動控制與電子計算機控制技術相結(jié)合,實現(xiàn)包裝機械工作的自動控制、故障診斷、質(zhì)量檢測、 人工習能化包裝機械及機器人包裝的生產(chǎn)系 統(tǒng)。文:口對制袋成型器的計算機輔助設計開發(fā) 了相應的軟件系統(tǒng).文［2］對包裝機械采用快速動態(tài)仿真的方法進行研究，取得了較好的效果為此.本文論述了計算機對包裝機械的典型機構的工作原理進行模報及其輔助設計。

2總體設計

用計算機模擬實物系統(tǒng)進行測試,從測試的結(jié)果獲得期望資料.稱為計算機模擬〈Com­puter Simulates), 計算機模擬是計算機的一頊重要應用,幾乎所有的實況都可以用計算機模 擬.所謂實況指的是一切真實的情況，如包裝車 間的流水作業(yè)、包裝機械的工作過程、包裝件的運動等.一個實況往往是很夏雜的，牽渉的因素 很多，常用一個簡單模型來代替它。

根據(jù)模擬對象的不同特點，可以分為確定 性模擬和隨機性模擬兩大類。所謂確定性模擬是指被模擬對象的模型中,.各參數(shù)都是確定的值.實況是一個完全磧定的過程。所謂隨機性模 擬是指模型中有未確定的參數(shù),實況的過程是 不確定的.

包裝機械種類繁多,機械運動復雜,為此. 利用計算機來模擬其工作原理及過程.必須遵循以下原則•

2. 1實用原則

要做到目的明確，取林適當、重點突出，內(nèi)容科學規(guī)范，具有啟發(fā)性 < 即所選取的典型樣機 要具有代表性、先進性.能反映國內(nèi)外現(xiàn)代化包裝機械的水平,模擬的典型構件要形象、逼真。 .2-2建立用型原則

,所謂模如就是對真實系統(tǒng)的一種描述是對系統(tǒng)的一種簡化和代替，也就是說模型必須 .能夠反映系統(tǒng)的主要特征.至田釆用何種形式 表示，則應根據(jù)研究目的和條件而定,主要有物理模型和數(shù)學模醴 在工程上并不是任何問題都能用數(shù)學模型來加以正-繭描述的，在相當多 的情況下.往往由于神現(xiàn)象的機理不很清楚而 不能給現(xiàn)象以某種明確的數(shù)學表示。因此在建立數(shù)學模型以前.一方面應對本現(xiàn)象的特征、機理加以仔細研究.

2.4方便性原則

為方便使用•屏幕上應有簡単明了的漢字 操作提示"在使用過程中.應能做到靈活控制。 可隨時方便快捷地進入與退出用戶任意選擇的 某個單元。系統(tǒng)應便于維護、修改和升級等。

2, 5優(yōu)化原則

憂化運用軟件技術利計算機資源,合理運用動畫、圖形、色彩、聲音等技術手段.使課件圖、文、聲茂.,

3班能概述

萃系統(tǒng)中編制的動態(tài)原理圖及靜態(tài)原理 圖,利用了美國的Autodesk公司新近推的3DS （3D Studio release）高極三維動畫軟件包和 Borland （2-+編程實現(xiàn)，可以使模型多方位在屛 審上呈現(xiàn),可以使角色和實物在三維空間運動 譙近、遠離、旋轉(zhuǎn)、移動、變形、變色九

本軟件收集了大量的具有先逬的代表性的典型包裝機械圖片，通過掃描儀轉(zhuǎn)化為圖像后進一步編輯修整•使之成為可供演示的圖形。對于典型盼包裝機構（如推糖機構、扭糖機械手、 灌裝閥、成型器等），采用3DS或C語言編程, 實現(xiàn)了工作原理或過程的模擬，主要內(nèi)容有麗裝機械、袋裝機械、裹包機械、卷封機械、其它機 械近百幅靜態(tài)、動態(tài)圖形。其菜單結(jié)構框圖如圖 1所示。

3.1灌裝機械

此部分主要內(nèi)容有:典型濯裝機的圖片（包 括直移式和旋轉(zhuǎn)式）;定量方法主要選擇三種: 控制液位定量法、定量杯定量法、定量泵定量 法•均設計有靜態(tài)原理圖和動態(tài)模擬工作過程圖;升瓶機構有機械式、氣動式、機械與氣動混合式靜態(tài)和動態(tài)圖；此液箱高度調(diào)節(jié)機構有轉(zhuǎn) 動貯液箱單支柱式，蝸輪蝸桿單支柱式、三立柱 式靜態(tài)和動態(tài)圖;典型灌裝閥有氣動式多移閥、 旋轉(zhuǎn)式多移閥、直移式濯裝閥、盤式灌裝閥靜態(tài) ’

和動態(tài)圖;灌裝時間的計算包括各種定量方法的灌液或充氣的時冋計算.

3-2袋裝機械

此部分主要內(nèi)容有:典型袋裝機械的圖片選擇了制袋成型填充機、三邊袋裝機、三方四方 封袋機、二連式熱封機、上行式填充機；成型器 部分包括翻領成型器、三角板成型器、U形成 型器、缺口導板形、象鼻形成型器的靜態(tài)工作原 理圖和計算機輔助設計部分⑶;橫封器部分有 立式袋裝機械連續(xù)橫封器結(jié)構圖,偏心鏈輪不 等速回轉(zhuǎn)機構靜動態(tài)原理圖,轉(zhuǎn)動導桿機構靜 動態(tài)原理圖;熱封方法有熱板加壓封合、熱根加 壓封合、環(huán)帶加壓封合、預熱壓紋封合、脈沖加 壓封合、熱刀加壓熔斷封合、高頻加壓封合熱板 熔焊封合、超吉波熔焊封合的動態(tài)模擬原理圖。 3.3慕包機械

此部分主要內(nèi)容有：典型裹包機械的圖片 選擇了香煙小包機、250型糖果包裝機、各種裹 包結(jié)構.FW24O包裝機；凸輪機械部分有弧度 型、正弦型、正切型、連桿型動態(tài)模擬圖及凸輪 設計步驟;連桿機械部分有給定曲柄與揺桿在 外検限位置前（或后）的一對相應角移量、給定 曲柄與搖桿在內(nèi)極限位置前〈或后）的一對相應 角移量、給定曲柄與揺桿在外極限位置前后的 兩對相應角移量、無停留往復移動的組合機構 等的靜態(tài)、動態(tài)、運動分析圖；曲柄滑塊機械包 括給定曲柄與滑塊在外極限位置前（或后）的一 對相應位移量、給定曲舸與滑塊在內(nèi)極限位置 前（或后）的一對相應位移量、給定曲柄與滑塊 在外極限位置前后的兩對相應位移量、給定曲 柄與滑塊在內(nèi)極限位置前后的兩對相應位移 量、給定滑塊魚行程與極校情廂靜態(tài)*動怒、運' 動分析圖及設計步驟圖；多桿綺構包括六桿推［ 料機構，、齒輪五桿機構的動態(tài)模擬圖.

3-4卷封機械

此部分主要內(nèi)容有••典型卷封機械的圖片 選擇了真空封罐機組'高效封罐機組卷封機械 圖片;GT4B2卷封機構圖、卷邊封口機構島卷. 封機構原理圖包括二重卷邊形成原理、T4B1、 GT4B2、GT4B6的靜態(tài)動態(tài)工作原理模擬圖； 仿形機構有以罐型靠模為作用件GT4B7、 GT4B4,以非罐型靠模為作用件TUB54封口 機的靜態(tài)動態(tài)工作原理模擬圖，卷封機構的運 動設計;卷封力的計算等，

3-5其它機械

此部分主要有:捆扎機械、洗瓶機械、殺菌 機械、紙箱機械等的圖片。

幾何法求解步驟

1＞取,點A表示曲柄的回轉(zhuǎn)中心.過點/作直 角坐標軸，使工軸與滑塊的導激平行.

2＞求4這一對笹移的相對極點K作與y平行的 直戲*，其間距為,再竦AZ線使其與j軸的夾用 為為2相對極點虬

3＞求釵銷3的外極限位置仁可在、v靚右方的適 當?shù)子騼?nèi)任意選取一點，連接f和A兩點. 則CA = “ +丄而。點與瀏軸間的距膏為偏置眉八

4）求曲柄滑塊機構外極限位置及桿長:作RN線. 使ZN/iC =間2,嚀到RN與AC'兩線的文點8、刪

ABC為所求曲柄滑X機枸外極限由置•AB = ”.麗 ==b,

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4 '典型算例

,，限于扁幅，在此僅以給定曲柄與滑塊在外 極限位置前〈或，后）的一對相應位移量機構為 例•靜態(tài)圖及余計步驟如圖2所示•

對于動態(tài)圖形.其運動規(guī)律的數(shù)學模型為: 設曲柄的長度為小連桿的長度為曲柄 的轉(zhuǎn)甬為阿.則滑塊的位移八速度陣加速度u 分別為：