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1引言

機(jī)的適應(yīng)能力及功能提出了更高的要求，要求一機(jī)多能，由于產(chǎn)品多元化、生命周期不斷縮短的趨勢(shì)，對(duì)包裝或?qū)?a href="http://m.shgwjz.com/productshow-26-95-1.html">包裝機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單改造后即可用于新產(chǎn)品的包裝。模實(shí)用的。從圖中可以看出,應(yīng)用這種新型的動(dòng)態(tài)terminal 滑模變控制方法對(duì)水下機(jī)器人的深度控制是有意義的。

5結(jié)論

本文針對(duì)自治水下機(jī)器人的深度控制進(jìn)行了分析， 在垂直面內(nèi)進(jìn)行了模型的建立和簡(jiǎn)化，提出了一種新型 的動(dòng)態(tài)Terminal滑模控制算法，對(duì)其進(jìn)行了具體的分析 和研究,用MATLAB進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明,這種控制 方法對(duì)于自治水下機(jī)器人在深度的控制響應(yīng)更迅速、更 有效,大大降低了抖振。塊化設(shè)計(jì)方法成為解決問(wèn)題的主要途徑之一，其基本思 想是:根據(jù)產(chǎn)品目標(biāo)要求釆用合理的模塊劃分原則，將包 裝機(jī)系統(tǒng)劃分為有限個(gè)模塊，通過(guò)模塊組合形成不同功 能的包裝機(jī)。模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于能夠以大規(guī)模生產(chǎn) 的成本，滿足用戶(hù)小批量、個(gè)性化的定制式需求,增加包 裝機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)于用戶(hù)來(lái)說(shuō)，在推出新產(chǎn) 品后更換包裝機(jī)的部分模塊，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)新產(chǎn)品的包裝， 靈活的適應(yīng)市場(chǎng)的變化，降低生產(chǎn)成本。

傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制系統(tǒng)不適于新的產(chǎn)品。比如， 傳統(tǒng)的PLC控制系統(tǒng)，存在掃描周期過(guò)長(zhǎng)、輸出口難實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜、快速的時(shí)序控制等問(wèn)題，而且有些功能必須特殊模 塊才能解決;以單片機(jī)作為控制系統(tǒng),在更換模塊后，存 在重新設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)硬件、重新編制程序的問(wèn)題,不利于 用戶(hù)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型與升級(jí)。因此，有必要進(jìn)行一些新的探 索。首先，對(duì)模塊化包裝機(jī)進(jìn)行分析，并在模塊化思想的 指導(dǎo)下進(jìn)行結(jié)構(gòu)的劃分;然后,對(duì)控制部分釆用基于CAN 總線的分布式控制系統(tǒng)，其具有分散釆集、集中監(jiān)控、管 理、可靠性高、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力強(qiáng)等特點(diǎn)⑴。CAN總線實(shí)現(xiàn) 分布式控制，各模塊采用獨(dú)立微控制器控制，由生產(chǎn)廠家 的專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，用戶(hù)只需要選用相應(yīng)的模塊，連接 到CAN總線上即可。這樣各模塊執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)與數(shù)據(jù) 等信息，通過(guò)CAN總線直接通信，并由上位機(jī)統(tǒng)一協(xié)調(diào)； 通過(guò)人機(jī)交互界面，用戶(hù)可以設(shè)置選用模塊，調(diào)用相應(yīng)的 程序。現(xiàn)場(chǎng)總線CAN釆用數(shù)字信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)一對(duì)一、一 對(duì)多的信息傳輸方式，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可 靠性，節(jié)省了使用與維護(hù)費(fèi)用。

2包裝機(jī)的系統(tǒng)分析及設(shè)計(jì)

2.1包裝機(jī)的系統(tǒng)分析

袋成型-充填-封口機(jī)是一種高度自動(dòng)化產(chǎn)品,在同一 臺(tái)設(shè)備上完成制袋、充填、封口、切割、打標(biāo)等工序;可用于 粉粒物料、流體及半流體物料等的自動(dòng)包裝。模塊化袋成 型包裝機(jī)是釆用模塊化設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行劃分，通過(guò)模塊 的重組實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)定制式生產(chǎn)的目標(biāo)。按照用戶(hù)對(duì)包裝 機(jī)功能的需求,利用現(xiàn)有模塊優(yōu)化組合就可以滿足用戶(hù)的 需求，也可根據(jù)用戶(hù)的特殊需要而設(shè)計(jì)專(zhuān)用模塊。

包裝機(jī)在包裝作業(yè)過(guò)程中需要對(duì)重量、位移或位置、 數(shù)量、壓力、溫度、時(shí)間、速度等系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)及控 制，還要完成各種質(zhì)量的檢測(cè)、提供安全保護(hù)、故障報(bào)警 及故障診斷等輔助操作。采用模塊化的設(shè)計(jì)形式,摒棄了 模塊間的機(jī)械傳動(dòng)鏈，將機(jī)械、微電子技術(shù)、傳感器等技 術(shù)結(jié)合在一起，從而形成一個(gè)智能化、柔性化的系統(tǒng)⑴。 控制系統(tǒng)采用CAN總線方式，通過(guò)上位機(jī)協(xié)調(diào)各模塊間 的動(dòng)作。•采用CAN總線方式控制系統(tǒng)，可以方便地把控 制系統(tǒng)分布到每個(gè)模塊中；每個(gè)模塊既有機(jī)械部分又有 微控制器作為控制部分，每個(gè)模塊就是一個(gè)小的智能機(jī) 電系統(tǒng)，使每個(gè)模塊既可以獨(dú)立控制，又可以與上位機(jī)通 信,在接受到上位機(jī)的指令后執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。當(dāng)更換包 裝機(jī)的部分模塊后，只需要在上位機(jī)中進(jìn)行簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì) 即可實(shí)現(xiàn)新功能的控制。這樣的系統(tǒng)具有適應(yīng)性強(qiáng)、功能 完備、通用性與專(zhuān)用性兼容的特點(diǎn)。

2.2包裝機(jī)的模塊化設(shè)計(jì)

模塊化設(shè)計(jì)是指：在對(duì)一定范圍內(nèi)的不同功能或相 同功能不同性能、不同規(guī)格的產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ) 上，劃分并設(shè)計(jì)出一系列功能模塊,通過(guò)模塊的選擇和組 合可以構(gòu)成不同產(chǎn)品，以滿足市場(chǎng)的不同需求。在模塊 化設(shè)計(jì)時(shí)要遵循一些必要的原則,這些原則表述如下叫

1. 模塊數(shù)量盡可能少,以有限的模塊組合后實(shí)現(xiàn)較 多的功能；
2. 模塊的獨(dú)立性和完整性,是指單個(gè)模塊盡可能保 證功能的獨(dú)立和結(jié)構(gòu)上的完整，以便于日后模塊的升級(jí) 換代；
3. 模塊的互換性，是指接口要簡(jiǎn)單可靠，有較高的 標(biāo)準(zhǔn)化水平，易于實(shí)現(xiàn)相似功能模塊的互換；
4. 模塊的相關(guān)性,是指有直接關(guān)系的一個(gè)或多個(gè)模 塊之間具有良好的接口。
5. 模塊的層次性,是指較高層次模塊在一定程度上 可以分解為較低層次的模塊。

遵照以上模塊化設(shè)計(jì)方法的原理，設(shè)計(jì)包裝機(jī)的模 塊如下(此處的模塊不僅僅指執(zhí)行機(jī)構(gòu)，更是包含獨(dú)立控 制器的機(jī)電模塊叫：

1. 機(jī)槊模塊。其它功能模塊中有很大一部分要直接 安置到它的上面，可見(jiàn)機(jī)架模塊設(shè)計(jì)的好壞對(duì)整個(gè)模塊 化設(shè)計(jì)有著重要的影響。機(jī)架模塊要靈活可靠，在一定的 范圍內(nèi)具有尺寸、角度的調(diào)整能力，以適應(yīng)模塊的更換。
2. 供膜模塊。由紙輻、導(dǎo)輻和張緊機(jī)構(gòu)組成。根據(jù)有 無(wú)驅(qū)動(dòng)裝置，可以分為有驅(qū)動(dòng)式拉膜和無(wú)驅(qū)動(dòng)式拉膜兩 種，有驅(qū)動(dòng)式拉膜機(jī)構(gòu)是在無(wú)驅(qū)動(dòng)式基礎(chǔ)上增加伺服電 機(jī)實(shí)現(xiàn)。根據(jù)卷材是否有商標(biāo)，決定是否添加光標(biāo)自動(dòng)定 位模塊，作為供膜模塊的附屬模塊。
3. 物料充填模塊。是指將產(chǎn)品按照預(yù)定量添加到包 裝容器中的機(jī)構(gòu)。按照填充物料種類(lèi)的不同可將其分為 三大類(lèi):容積式充填機(jī)，稱(chēng)重式充填機(jī),計(jì)數(shù)式充填機(jī)。容 積式充填機(jī)適用于粉末狀、細(xì)顆粒狀或稠狀流體物料等 計(jì)量精度要求不高的物料充填；稱(chēng)重式充填機(jī)適用于粉 末狀、細(xì)顆粒狀及不規(guī)則的小塊等松散物料且具有較高 計(jì)量精度的包裝定量；計(jì)數(shù)式充填機(jī)主要用于有規(guī)則形 狀,如塊狀、球狀、條狀、顆粒狀產(chǎn)品的計(jì)數(shù)定量包裝。
4. 成型器模塊。該模塊可以分為5類(lèi),分別是:翻領(lǐng) 式成型器，三角形成型器,U形成型器，象鼻形成型器及 直角缺口導(dǎo)板成型器，適用于不同的場(chǎng)合。
5. 牽引模塊。牽引輻成對(duì)使用，工作時(shí)兩個(gè)輻向反 方向轉(zhuǎn)動(dòng)，即可將薄膜拉下。按照工作方式是否連續(xù)，可 以將其分為兩類(lèi)即連續(xù)牽引和間歇牽引式。
6. 縱封模塊。用于對(duì)包裝材料縱向接縫的封合。包 含有兩類(lèi)，其中輻式縱封器用于連續(xù)封合的包裝機(jī)，板式 縱封器應(yīng)用用于間歇式封合要求的包裝機(jī)上。
7. 橫封模塊。對(duì)應(yīng)于縱封模塊也分為兩種方式，分 別是連續(xù)式橫封器與間歇式橫封器。