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机械手式全自动头旋盖机设计
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硕士学位论文
旋盖机属于罐头封装机械，在罐头生产行业有着很重要的作用。旋盖机主
要用于玻璃瓶和 PET
瓶的螺纹盖封口。常见旋盖机有直线式和螺旋式，这些旋
盖机存在很多缺陷，旋盖力控制精度不高，容易损坏瓶盖。本文针对这些缺陷，
进行新型的旋盖机产品的研究。本文设计的机械手式全自动旋盖机，执行机构
主要是旋盖机械手。它通过多电机实现旋盖的多维动作，一电机驱动旋盖机械
手闭合抓紧瓶盖，另一电机旋转瓶盖完成旋盖动作。通过采用先进控制算法对
电机电流进行控制，精确调整机械手抓瓶力量和机械手旋盖力矩，完成旋盖动
作的优化控制。
机械手设计是工业自动化研究的重要内容，也是本产品设计的重要内容，
是本产品的运动执行机构。结构设计、运动路线规划以及机械手力矩控制是机
械手研究的三个主要内容。在研究了机械手发展及其结构的基础上，本文采用
模糊控制算法控制旋盖机械手旋盖动作，控制其旋盖力矩和抓瓶力矩。本设计
的核心是系统控制电路和电机控制电路以及算法设计。考虑到无刷直流电机无
刷直流电动机的各种优点，文章选用无刷直流电机作为旋盖电机。旋盖电机采
用三相全桥星形连接两两通电驱动方式，采用编码器检测电机位置和速度。
在控制系统设计中，本文尝试在实时控制系统中加入实时操作系统，将嵌
入式和实时操作系统结合起来，应用在旋盖机系统设计中。在软件设计方面，
采用了 uC/OS-II
实时操作系统，在介绍了实时操作系统原理的基础上，分析了
的运行及其开发模式，并基于uC/OS-II
进行旋盖机系统软件设计，这
不仅对旋盖机，对一般电子产品设计也是有实际的指导意义的。
为了对旋盖机的旋盖力矩和速度达到优化控制，在设计电机控制算法时，
采用模糊控制方法。模糊控制方法不依赖于被控对象精确的数学模型，只需要
根据已有的控制经验，制作成模糊表就能完成。这对于旋盖机这种复杂系统而
言，简化了控制模式，降低了控制难度，这于系统设计是有益的。文中详细介
绍了模糊控制的原理、方法，以及工程实际应用中的详细步骤。
关键词：旋盖机；嵌入式开发；实时操作系统；模糊控制
机械手式全自动罐头旋盖机设计
Bottle Rolling Machine is a kind of packaging machine. It is usually used in fruit
(polythylene
terephthalate)
straight-line
disfigurements
straight-line
especially
disfigurements
bottle rolling machine. It ba ses on a project with Hunan Yongzhou Xike Food Corp.
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