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uC/OS-II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。