在 20 世纪 90 年代后期,为了满足制造业的发展需要,对于包装生产线的需求也大幅度 增长。所以我国包装机械行业迎来了高速发展的时期,年平均增长率更是达到了 30%。但由 于起步迟、起点低、规模小,我国包装机械设备依旧与发达国家间存在着巨大差距[4]。整体而 言,我国包装机械单机多,成套少;技术含量低的多,高技术附加值、高生产率的产品少; 通用机型多,能满足特殊要求、特殊物料的设备少;而智能化设备却还处于研制阶段[5]。设备 的稳定性和可靠性较差,基础件和配套件寿命短,无故障运行时间短,大修周期短,且绝大 多数产品还没有制定可靠性的标准[6]。
与我国装箱生产线行业相反的是,国外的包装机械发展起步较早,同时还与时俱进,在 包装机械上运用了许多当今世界的先进技术,如远距离遥控技术(包括监控)、自动柔性补偿技 术、信息处理技术、机器人技术等[1]。同时,当今世界包装产业呈现如下的发展趋势:
1) 包装生产线的自动化与智能化程度越来越高。随着高新科技的飞速发展,一些新型 的技术也在生产线上得到了运用,如计算机技术、机器人技术以及一些新型的传感 器等。它们的应用促进了装箱生产线的更新换代,提高了生产线的装箱效率。
2) 需要提高生产效率和可靠性。装箱作为产品生产流水线最后一个环节,在它之前还 有产品的生产、检测等环节。这就需要装箱生产线与其他设备进行联机操作,所以 装箱生产线需要有良好的适应性和可靠性,能随着之前设备生产速率的改变而调整 自己的装箱速度。
3) 具有良好的柔性以及灵活性。在当今世界,变化最快的可以说就是电子产品了,就 如我们几乎人手一台的手机,几乎可以说是半年一更新,一年一换代。而这些电子 产品都需要进行包装,但包装生产线可做不到一年一更新的速度[7],不然这生产成本 就太高了。所以这就需要生产线有良好的适应功能,能满足前后多代产品的装箱要 求。
气动技术发展到今天,已经在工业自动化和高新技术应用领域得到了长足的发展,同时 也正向着精确化、高速化、低消耗、微电子、复合化和集成化的趋势发展[8],在工业自动化生 产领域得到了广泛的应用,在许多场合已经代替了过去的传统控制形式。下面将重点介绍三 种气动控制技术在工业生产中的应用实例。
高精度气动机械手[9],一种集机械、电气以及气动控制于一体的典型机电一体化产品。该 机械手采用的是 PLC 控制的气动系统。相比较于机械控制系统、电气控制系统、液压制系统 而言,气动控制的机械手应用范围更广泛,尤其是在一些有毒、放射、环境、易燃、易爆等 恶劣环境下,具有独特的优越性。
基于模糊 PID 调节的核磁兼容机器人气动控制技术[10]。核磁共振成像(MRI)能够多方 位、多平面、多参度成像,具有优良的软组织分辨力和精确几何学特性,适合术中实时导航; 同时机器人具有定位准确、状态稳定、灵巧性强、工作范围大、不怕辐射和感染等优点。为 了发挥两者的优势,MRI 导航下的手术机器人应运而生[11,12],如图 1.2 所示。
气动压力控制的大口径抛光设备[13]。该装置是在研制出的具有双转子行星式旋转机构的 抛光磨头恒速控制系统的基础上,利用于气动的压力特性来完成整个磨头的压力精确以及稳 定控制,从而能够抑制高频干扰来实现缓冲和柔性控制。
在上述气动控制系统应用实例中,大多采用 PLC(可编程控制器)进行控制与调试。作 为一项专门在工业环境下应用而设计的“数字运算操作的电子系统”[14],PLC 具有通用灵活、 抗干扰能力强、可靠性高、易于编程、使用方便、安装简单、便于维修、体积小等特点,它的 采用,对系统的设计与调试周期的缩短产生了极大的帮助[15]。现代 PLC 的发展趋势主要体现 在以下几个方面: 装箱生产线设备国内外研究现状概述:http://www.chuibin.com/yanjiu/lunwen_206246.html

