- 文献综述（或调研报告）：
- 自动化生产线国外现状
在当今世界上，德国、美国、意大利、日本和英国等国家在包装机械领域的发展水平一直高于其他各国。在烟盒包装生产线方面，这些国家已经有一定的研发与制造基础。世界很多国家都在相继在烟盒包装生产线的研究与制造中投入大量的人力物力。随着科技的进步，未来的烟盒包装生产线将集机、电、光、气、磁于一体，更自动化、高效化、智能化[1][2]。这其中具有代表性的公司有美国斯蒂尔(J.C.STEELE)公司、西班牙维德斯(VERDES)公司、德国翰德乐(HANDLE)公司、德国林格(LINGL)公司、意大利柏岱斯蒂(BEDESCHL)公司、荷兰德宝(De.Boer)公司等等。这些公可的产品都有如下的共同特点:设计科学、智能、节能、环保、运行灵活、兼容性强等[3]。虽然这些国外公司在烟盒包装生产线的制造与研究领域取得了一定成果，但是国外烟盒的组成部分及相关包装工艺与国内相比有较大的差异[3]。因此，国内企业很少整套的引入国外的烟盒包装生产线，只是在研制、开发相同类型烟盒包装机时适当借鉴参考[4]。
据美国等发达国家的统计，使用自动化生产线可使劳动力费用节省50%，生产能力提高12.5%，废品率也明显降低。上世纪80年代后，自动化生产线在机械、铸造、汽车、造纸等企业的加工环节中得到了广泛的应用。BMW通过龙门式自动化生产线在各个加工中心之间完成发动机缸盖的上下料工作，REIS公司将多系列的自动化生产线结合运动学原理运用到自动化搬运、组装零件中，实现了自动化生产方案[5]。
- 自动化生产线国内现状
我国的包装机械行业起步时间较晚，综合发展程度和生产能力相对来说还比较低，使得如今国内包装机械行业市场渐渐被外国企业所垄断。我国的包装机械，例如烟盒包装机械，-般多为单机形式,其自动化程度较低，科技含量少，难以满足当前我国企业的发展需求[6][7]。为了使技术得到提升，有些企业不惜投入大量资金，从国外引进部分整套包装生产线，这些整套的包装生产线具有先进的技术和较高的生产效率及包装精度，使得外国的企业在国内的包装机械市场中占有较大的比例。现在除了在小型的包装机及瓦楞纸箱包装机械方面我国还保持着微弱的优势与规模外，其余的包装机械基本不成体系，尤其是一些市场需求较大的成套包装线，更是被几大外国包装机械企业所垄断[8][9]。
虽然我国现在在烟盒包装生产线的研究制造方面取得了一定的成果，但是和国外企业相比还有比较大的差距。我国研制的烟盒包装线效率较低，控制技术使用的不多，能耗较高，其可靠性、稳定性和外形美观等方面还有待进步研究提高。站在未来发展的角度看，以后的烟盒包装线将有着以下新特点:自动化、高可靠性、高稳定性、效率高、柔性化和智能化。
自中国解放以来，中国机械制造业随着全球科学技术的不断进步取得了举世瞩目的发展。特别是近半个世纪以来，经过微电子、传感器、自动控制等各种技术迅猛进步，再就是随着计算机应用领域地不断扩张，很多的先进的思想、先进的技术和先进的工艺逐渐进入中国机械制造业，使机械制造领域发生了质的飞跃，迈向一个新的台阶[10]。同时由于计算机技术的迅猛更新，也促进了机器人技术快速提高，大到航天应用，小到家庭用的扫地机械人或儿童玩具等，在全世界社会经济发展中的每个领域均能看机器人的广泛使用，俨然机器人已成为高科技中不可或缺的组成部分[11]。
- 手指气缸
如今，气动手指已经由专门的气动厂家批量生产。除非一些特殊场合使用的手爪需要专门定制外，一般情况下只需要选择合适气动手指成品即可满足应用。但是，不同的气动手指产品其工作原理、结构、使用条件等等都是大不相同的。气动手指有两指的、有三指的和多指的。按自由度分有单自由度、双自由度、三自由度和多自由度的。气动手指的工作原理也不是完全相同的。综合各种手爪的结构，按手爪运动情况可分为平行开闭型手爪：支点开闭型手爪：180%转角开闭型手爪:三爪或四爪定心式手爪。要选出最适合工作条件的气动手爪必须要依据一定的选型原则。
气动手爪的选择原则是:根据工件的形状、体积大小、重量、定位精度、开合速度等要求，选择适合工况要求的气动手爪。首先，根据工件的重量选择气源压力和气缸直径，以满足把持力的要求，使工件在移动过程中把持力能保证工件不会被抛落或因把持力不够工件在手爪中移位。其次是根据工件的大小和形状，选择手爪的行程，一般行程不宜过大，在手爪开合过程中其行程一般在5~15mm即可，如遇要求特大行程时，应选择齿轮齿条平行开闭式或双活塞杆式平行开闭机构，可满足大型零件的要求。对于有特殊定位要求的圆柱型零件可选择三爪或四爪定心式手爪，.可保证其圆心定位。对于有空间位置发生干涉或限制的工件的取下及安装，可考虑使用180转角开闭型手爪。还要考虑手爪开闭的频率，对于小工件，由于其重量轻，体积小，可以选择较高的工作频率，对于大型工件，重量大则应考虑安全因素，开闭时间要相应增加，以保证手爪能牢靠地把持住工件，不会引起其它危险及事故[12]。
- 机械手
在科技日新月益的推进更新下，机械人工作的灵活度与耐用度日益增强，这也是与人类的最大区别之一。也就是机械手可以惟妙惟肖地效仿人手和臂的部分行为功能，依设定程序进行拿取、搬送物品或操控工具的自动操作装置[14]。此外它还能够替代人的沉重劳动来达到机械制造加工的自动化。只需我们利用编写程序来实现不同的预想动作，在结构和功能上就能同时拥有人和机械手种种的优点[15]。常用的机械手一般由手部、活动机构两大部分组成。手部的首要任务就是实现工件的抓取，然后按照被抓取工件的材质、尺寸大小、形状、重量和动作需要设计成如托取型、吸贴型、夹持型等满足要求的各种结构类型[13]。运动机构也就是让手部按照不同的角度不同运动轨迹进行翻转、转移或混合运动来满足产品的加工需要。运动机构的伸展与收缩、上升与下降、旋转等独自活动形式，被叫做机械手的自由度。要能够拿取任何地方或不同状态的工件，只要拥有6个或以上自由度的机械手就可以做到。因此机械手的自由度就最初设计时必须谨慎合理地考虑的重要参数。机械手的自由度越高，作业功能或者敏捷性就越大，实用范围就越广，当然对应的结构也就越复杂。普通专用机械手有2～3个自由度[16]。
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