瓶裝產(chǎn)品自動貼標(biāo)機的設(shè)計含15張CAD圖
瓶裝產(chǎn)品自動貼標(biāo)機的設(shè)計含15張CAD圖,瓶裝,產(chǎn)品,自動,貼標(biāo)機,設(shè)計,15,cad
1瓶裝產(chǎn)品自動貼標(biāo)機的設(shè)計1、背景介紹1.1 貼標(biāo)機概述自動貼標(biāo)機的種類很多,功能各異,但基本原理都是相似的,均是以粘合劑把紙或金屬箔標(biāo)簽粘貼在規(guī)定的包裝容器上的設(shè)備。產(chǎn)品的類型分為直線式貼標(biāo)機和回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機。直線式貼標(biāo)機通過加標(biāo)機構(gòu)將標(biāo)簽貼在作直線運動的包裝件或產(chǎn)品上的機器?;剞D(zhuǎn)式貼標(biāo)機通過加標(biāo)機構(gòu)將標(biāo)簽貼在作回轉(zhuǎn)運動的包裝件或產(chǎn)品上的機器。貼標(biāo)機按照不同的粘膠涂布方式,可以分為不干膠貼標(biāo)機、漿糊貼標(biāo)機(上糊貼標(biāo)機,膠水貼標(biāo)機)和熱熔膠貼標(biāo)機幾類。按照自動化程度分,可分為全自動、自動、半自動和手動貼標(biāo)機幾類。按實現(xiàn)不同的貼標(biāo)功能分,可分為平面貼標(biāo)機、雙面貼標(biāo)機、側(cè)面貼標(biāo)機和圓周貼標(biāo)機類。貼標(biāo)機的主要工作機構(gòu)由供標(biāo)裝置、取標(biāo)裝置、打印裝置、涂膠裝置及聯(lián)鎖裝置等幾部分組成。貼標(biāo)機必須完成以下四項基本操作: 對需要貼標(biāo)的包裝件進(jìn)行定位,一般采用物件分撥整理裝置;供標(biāo)裝置將標(biāo)簽從堆標(biāo)盒 (庫)中或從卷筒上傳送到貼標(biāo)位置;傳送過程中涂膠裝置將勃合劑涂覆到標(biāo)簽上(不干膠標(biāo)簽無需此操作) ,若是熱敏標(biāo)簽,則對預(yù)涂覆勃合劑加熱激活,貼標(biāo)裝置將標(biāo)簽粘貼于容器上,并加壓熨平。1.2 研究意義我國的貼標(biāo)機械行業(yè)己經(jīng)經(jīng)歷了幾十年的不斷發(fā)展,經(jīng)歷了從零到有、從簡單到復(fù)雜的發(fā)展歷程,改革開放后的這些年以來,我國在貼標(biāo)機械行業(yè)的發(fā)展取得了巨大的進(jìn)步,但目前與發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)水平相比,還存在巨大的懸殊,其主要表現(xiàn)為我國貼標(biāo)機械產(chǎn)品中高新技術(shù)應(yīng)用少、控制水平較低,新材料、新工藝推廣緩慢,其中,大約只有5%的產(chǎn)品能達(dá)到發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)90年代初期水平,總體水平比發(fā)達(dá)國家落后二十年左右。瓶裝自動貼標(biāo)及在國外的包裝、食品工業(yè)及化工等行業(yè)己得到廣泛的應(yīng)用,采用此類設(shè)備貼標(biāo)簽速度快,貼出的標(biāo)簽方位準(zhǔn)確,由于標(biāo)簽帶采用卷軸式安裝,取標(biāo)過程沒有人工接觸而引起的二次污染,貼標(biāo)過程清潔衛(wèi)生,是我國發(fā)展外向型食品工業(yè)的必備設(shè)備,也2是我國包裝行業(yè)有待發(fā)展的一個重要領(lǐng)域。本課題研究的意義在于實現(xiàn)對瓶裝產(chǎn)品表面進(jìn)行快速貼標(biāo),改變傳統(tǒng)的手工貼標(biāo),提高生產(chǎn)效率,減輕勞動力,促進(jìn)貼標(biāo)技術(shù)的發(fā)展,目的是設(shè)計一種多用途化、高速化和高技術(shù)的貼標(biāo)機,使其應(yīng)用更為廣泛,來滿足企業(yè)生產(chǎn)和社會需求。2、文獻(xiàn)調(diào)研2.1 國內(nèi)發(fā)展?fàn)顩r我國貼標(biāo)機的發(fā)展大概經(jīng)歷以下幾個階段:引進(jìn)國外部分功能不完整的貼標(biāo)機的階段。這階段的貼標(biāo)機械企業(yè)只能生產(chǎn)簡單的貼標(biāo)機。這階段我國貼標(biāo)設(shè)備還處在初期發(fā)展,不管在性能、功能還是貼標(biāo)精度與質(zhì)量等方面與國外設(shè)備相比都有相當(dāng)大的差距,因此這個時期的進(jìn)口貼標(biāo)機在中國市場上占有主導(dǎo)地位;貼標(biāo)技術(shù)的快速發(fā)展階段。主要包括貼標(biāo)速度的快速提升和功能的多樣化發(fā)展貼標(biāo)機技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展階段。這階段也是我國貼標(biāo)機發(fā)展的轉(zhuǎn)折點。在這一階段,國內(nèi)貼標(biāo)機企業(yè)間互相競爭的同時也與國外貼標(biāo)機生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行競爭,因此我國貼標(biāo)機生產(chǎn)企業(yè)在這些競爭中不斷地提升。目前我國大部分熱熔貼標(biāo)機的控制系統(tǒng)都是從國外引進(jìn)的,不僅成本昂貴,而且在維護(hù)等方面也非常不方便。一旦出現(xiàn)故障就有停產(chǎn)的可能,這嚴(yán)重阻礙了企業(yè)的正常生產(chǎn)。針對以上情況,我們自己研發(fā)出國內(nèi)首臺卷標(biāo)熱膠貼標(biāo)機,貼標(biāo)速度為30000瓶/h。該設(shè)備控制系統(tǒng)既有PLC控制,又有運動控制和張力控制等,是一種技術(shù)含量高、精度速度要求高的綠色環(huán)保節(jié)能貼標(biāo)機,同時由于貼標(biāo)的效率提高,使單位時間內(nèi)的生產(chǎn)效率得到大大提高,單位能耗貼標(biāo)數(shù)量是國產(chǎn)現(xiàn)有貼標(biāo)機貼標(biāo)數(shù)量的2-3倍,因此節(jié)能效果顯著。它的研發(fā)成功,將填補我國在卷標(biāo)貼標(biāo)機生產(chǎn)上的空白。我國供標(biāo)機構(gòu)的研究發(fā)展歷程:2006年孫智慧,岳亞東等人對卷狀包裝材料的連續(xù)供送恒張力控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計,為了減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、提高系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和響應(yīng)速度、縮短過渡過程時間,作者通過采用NCD優(yōu)化的非線性優(yōu)化PID控制,達(dá)到了優(yōu)化控制系統(tǒng)的目的。2006年楊綺云,李為濤對貼標(biāo)機的供標(biāo)機構(gòu)進(jìn)行了動力學(xué)分析以及對其控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計,找出了影響系統(tǒng)恒速度的因素,并應(yīng)用現(xiàn)代化的自動控制和檢測技術(shù),對如何精確3控制貼標(biāo)速度和提高整機的自動化程度進(jìn)行了控制系統(tǒng)的改造設(shè)計,從而提高了貼標(biāo)的準(zhǔn)確性及貼標(biāo)效率。2008年賀兵等人利用AMDAMS軟件對六連桿供標(biāo)機構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計和仿真,針對六連桿供標(biāo)機構(gòu)對貼標(biāo)精度的影響進(jìn)行了分析。通過圖形化的操作,完成了六連桿機構(gòu)的運動學(xué)分析,節(jié)省了時間并簡化了繁瑣的編程工作。 取標(biāo)機構(gòu)的研究:2006年劉敏杰等人對貼標(biāo)機的取標(biāo)凸輪的過渡曲線進(jìn)行了設(shè)計,提出了要考慮的三個要素:標(biāo)板相對標(biāo)板軸中心的運動方式 ;扇形齒輪與小齒輪嚙合點的變化情況;標(biāo)板軸中心在轉(zhuǎn)臺上的運動范圍,作者提出了可靠的理論設(shè)計依據(jù),得出了可行的設(shè)計方法。整機的方案研究:2002年呼英俊,王開和等人對小型異形瓶不干膠自動貼標(biāo)機進(jìn)行了研制,采用覆帶式定位夾持機構(gòu)解決了小型異形瓶貼標(biāo)的定位問題;采用機、光、電一體化控制,解決了貼標(biāo)控制和貼標(biāo)精度問題。2008年陳永生,梁蘇寧等人對水果貼標(biāo)技術(shù)進(jìn)行了研究,著重介紹了兩種典型的壓貼式和氣貼式水果貼標(biāo)設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計和技術(shù)性能,指出水果自動化貼標(biāo)技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)高速化、智能化、低耗化和無紙化的趨勢。2010年潘紹明,羅功坤等人對全自動平面貼標(biāo)機的系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計,提高了貼標(biāo)機的出標(biāo)速度、輸送速度及其穩(wěn)定性。作者采用兩段式送標(biāo)技術(shù),提高了貼標(biāo)質(zhì)量和效率。2.2 國外發(fā)展?fàn)顩r在世界范圍內(nèi),包裝機械的發(fā)展歷史比較短科學(xué)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美各國大體上是在20世紀(jì)初起步,直到50年代才加大發(fā)展步伐。從20世紀(jì)初到第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束前,在醫(yī)藥、食品、火柴、日用化工等工業(yè)部門實現(xiàn)了包裝作業(yè)的機械化;50年代,包裝機廣泛采用以普通電開關(guān)和電子管為主要元件的控制系統(tǒng),實現(xiàn)了初級自動化;60年代,包裝機中采用機電光液氣綜合技術(shù)明顯增多,機種進(jìn)一步擴(kuò)大,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了專用的自動包裝線;70年代,將微電子技術(shù)引入自動包裝機和包裝線,實現(xiàn)了由電子計算機控制的包裝生產(chǎn)過程;80至90年代,在某些包裝領(lǐng)域里將微機、機器人更多的應(yīng)用于供送、檢測、管理等方面,準(zhǔn)備向柔性自動包裝線和“無人化”自動包裝車間過渡。由于社會上各方面的積極推動和有力的配合,逐步地建立起包裝材料、包裝印刷、包裝機械等生產(chǎn)部門和與之相適應(yīng)的科研、設(shè)計、情報、教育、學(xué)術(shù)、管理等組織機構(gòu),4進(jìn)而形成了獨立完整的包裝工業(yè)體系,且在整個國民經(jīng)濟(jì)中占據(jù)著重要地位。1968年,世界包裝聯(lián)盟宣告成立,各國的包裝行業(yè)與學(xué)術(shù)團(tuán)體更加發(fā)展壯大。根據(jù)近幾年的統(tǒng)計資料得知,這些國家包裝工業(yè)的總產(chǎn)值大約占國民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2%左右;其中包裝機械所占比重雖然不是很大,但發(fā)展迅猛,平均每年集合以10%左右的速度增長,現(xiàn)在投產(chǎn)使用的包裝機械已經(jīng)超過千余種,同時包裝聯(lián)合機及自動線的配套設(shè)備已與單機等量齊觀了。美國的包裝工業(yè)發(fā)展較早,門類比較齊全,基礎(chǔ)扎實,水平很高。僅就機械制造業(yè)實力相當(dāng)雄厚,其品種與總產(chǎn)值均居世界首位。由于國內(nèi)已實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)代化,自選市場蓬勃興起,客觀上要求包裝機械沿著自動化方向發(fā)展,并將電子計算機及其他有關(guān)新技術(shù)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)過程。有許多的工業(yè)企業(yè)和軍事部門輔設(shè)包裝研究機構(gòu),充分利用實驗分析手段積極從事新產(chǎn)品的開發(fā)和應(yīng)用,美國有很多大學(xué)設(shè)置了包裝工程的科系和課程,把包裝教育當(dāng)作公認(rèn)的、正規(guī)的學(xué)術(shù)領(lǐng)域。 日本的包裝工業(yè)大體上是從第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后才發(fā)展起來。因善于引進(jìn)、模仿、創(chuàng)新、經(jīng)營,僅用十年時間就奠定了初步基礎(chǔ)。如今,日本已經(jīng)建立起了獨立的包裝工業(yè)體系,其包裝工業(yè)總產(chǎn)值約為美國的一半而越居世界的第二位。日本擁有一批規(guī)模不大的包裝機械制造廠,側(cè)重于開發(fā)中小型、半自動的包裝機械及其配套設(shè)備,其技術(shù)水平好多己進(jìn)入國際的先進(jìn)行列。由政府自主的日本包裝技術(shù)協(xié)會主要搞技術(shù)情報交流。另外設(shè)有日本包裝機械工業(yè)協(xié)會,它乃是本行業(yè)的全部業(yè)務(wù)活動中心。 德國的包裝機械工業(yè)非常的發(fā)達(dá),現(xiàn)擁有幾家堪稱世界最大規(guī)模的包裝機械制造廠,其包裝機械工業(yè)總值僅次于美國,但每年的出口總額卻比其他國家遙遙領(lǐng)先。還值得強調(diào)的是,它同意大利、英國、法國、瑞典、瑞士等國一樣,結(jié)合本國的具體條件實行按機種的專業(yè)化生產(chǎn),以利于充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢研制高效能的新型包裝機來加強競爭實力。國外取標(biāo)裝置的發(fā)展:1985年Fritz F.Treiber 等人對不干膠標(biāo)簽的轉(zhuǎn)移裝置進(jìn)行了研究,發(fā)明了一種旋轉(zhuǎn)式的取標(biāo)裝置,其執(zhí)行過程為:標(biāo)簽與底紙分離后,貼標(biāo)桿的一端吸取標(biāo)簽的背面,另一端旋轉(zhuǎn)900后轉(zhuǎn)移到貼標(biāo)頭上,貼標(biāo)桿釋放標(biāo)簽,貼標(biāo)頭帶著標(biāo)簽豎直下壓至被貼物表面。此發(fā)明的優(yōu)點是取標(biāo)過程能順5利實現(xiàn),缺點是取標(biāo)后貼標(biāo)過程較繁瑣且貼標(biāo)速度不高。1994年Richard等人對標(biāo)簽的轉(zhuǎn)移方式和裝置進(jìn)行了研究,發(fā)明了一種往復(fù)移動式貼標(biāo)頭,貼標(biāo)頭下方留有細(xì)孔,利用真空吸取標(biāo)簽,從而對標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)移,此發(fā)明的缺點是往復(fù)式貼標(biāo)效率低。3、課題目標(biāo)3.1 課題要求本項目的主要目的是實現(xiàn)對自動化生產(chǎn)線中自動貼標(biāo)機的機械系統(tǒng)設(shè)計,主要針對瓶裝產(chǎn)品,在瓶身上自動貼標(biāo),貼標(biāo)速度大約 40-150PCS/min,貼標(biāo)的位置精度要求為±1mm。要求完成對自動貼標(biāo)機機械系統(tǒng)的方案設(shè)計,機械系統(tǒng)三維建模和工程圖紙的設(shè)計和繪制。通過課題的設(shè)計,使同學(xué)掌握一定的調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和收集資料的能力;使學(xué)生了解自動貼標(biāo)機工作的基本原理;提高學(xué)生獨立機械系統(tǒng)方案設(shè)計和分析能力;提高學(xué)生撰寫論文和設(shè)計說明書的能力等。3.2 實現(xiàn)目標(biāo)一進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研,了解瓶裝產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)線工藝流程,對現(xiàn)有的自動化生產(chǎn)線進(jìn)行對比分析。3.3 實現(xiàn)目標(biāo)二根據(jù)產(chǎn)品商標(biāo)的特性,設(shè)計機械結(jié)構(gòu)完成商標(biāo)的自動化粘貼并對自動貼標(biāo)機進(jìn)行建模分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu),滿足生產(chǎn)線的速度要求和貼標(biāo)機的位置要求。3.4 實現(xiàn)目標(biāo)三完成機械系統(tǒng)的設(shè)計圖紙和論文,通過對自動貼標(biāo)機的設(shè)置,鞏固機械類相關(guān)知識,同時熟練掌握設(shè)計的整個流程,并學(xué)會舉一反三。4、課題內(nèi)容4.1 設(shè)計背景介紹6自動化生產(chǎn)線中自動貼標(biāo)機的機械系統(tǒng)設(shè)計,主要針對瓶裝產(chǎn)品,在瓶身上自動貼標(biāo),貼標(biāo)速度大約 40-150PCS/min,貼標(biāo)的位置精度要求為±1mm。4.2 技術(shù)路線(1) 進(jìn)行文獻(xiàn)的調(diào)研,了解瓶裝產(chǎn)品自動貼標(biāo)機的工藝流程;(2) 借鑒其中重要設(shè)計思想及理論,初步構(gòu)思整個設(shè)計方案;(3)針對每一個功能,分塊具體分析設(shè)計機構(gòu)實現(xiàn)瓶裝產(chǎn)品的供送、標(biāo)簽的傳送、瓶裝產(chǎn)品與標(biāo)簽粘貼的過程與裝置;(4)考慮裝置的通用性并優(yōu)化設(shè)計方案,完成相關(guān)機械設(shè)計圖紙,撰寫論文。4.3 課題方案此次所研制的貼標(biāo)機的工作對象為瓶裝產(chǎn)品,在圓形瓶表面進(jìn)行標(biāo)簽的粘貼,要求:標(biāo)簽?zāi)芸煽康刭N在瓶子的表面,實現(xiàn)全自動貼標(biāo);設(shè)計和制造成本低;具有緊湊的機械結(jié)構(gòu)等。基于這樣的工作要求,設(shè)計了一種方案即利用一個比較尖銳的裝置將標(biāo)簽剝離,當(dāng)標(biāo)簽的前緣部分粘附到旋轉(zhuǎn)的瓶身上時,由傳送帶帶動瓶子進(jìn)而帶走標(biāo)簽,輔助完成標(biāo)簽的粘貼工作,再用毛刷使瓶子和標(biāo)簽貼合。此次設(shè)計方案為直線型貼標(biāo)機,特點是貼標(biāo)時容器直接由設(shè)置在貼標(biāo)機上的板式輸送鏈進(jìn)行輸送,在輸送過程中進(jìn)行貼標(biāo),其容器所經(jīng)歷的軌跡為一直線或近似直線軌跡。4.4 課題預(yù)計的工作成果(1)了解瓶裝產(chǎn)品的自動化生產(chǎn)線工藝流程,對現(xiàn)有的自動化生產(chǎn)線進(jìn)行對比分析;(2)根據(jù)產(chǎn)品商標(biāo)的特性,設(shè)計機械結(jié)構(gòu)完成商標(biāo)的自動化粘貼;(3)對自動貼標(biāo)機進(jìn)行建模分析,優(yōu)化結(jié)構(gòu),滿足生產(chǎn)線的速度要求和貼標(biāo)機的位置要求;(4)完成機械系統(tǒng)的設(shè)計圖紙和論文。75、與課題相關(guān)工作基礎(chǔ)5.1 已經(jīng)開展的相關(guān)工作對于瓶裝產(chǎn)品貼標(biāo)機已經(jīng)進(jìn)行了工廠調(diào)研、查閱參考文獻(xiàn)、外文翻譯以及方案選擇的工作。5.2 已經(jīng)具備的條件工廠有臺臥式自動雙面貼標(biāo)機可供調(diào)研和測繪。5.3 存在的不足與問題本課題雖然設(shè)計了一種取標(biāo)貼標(biāo)方案,并對取標(biāo)、貼標(biāo)原理進(jìn)行了深入的分析與研究,但由于時間與條件的限制,對進(jìn)一步提高貼標(biāo)機的貼標(biāo)速度只做了簡單的探討,在高速化取標(biāo)貼標(biāo)機的研究方面還需要后續(xù)大量的工作。6、進(jìn)度安排序 號 設(shè)計(論文) 各階段名稱 日 期 備 注1 調(diào)研、開題報告、外文翻譯 2015 年 12 月 28 日~2016 年 3 月 5 日 中間涵蓋寒 假時間2 自動貼標(biāo)機機械系統(tǒng)案方的設(shè)計2016 年 3 月 6 日 ~2016 年 3 月 31日3 機械系統(tǒng)的三維建模及工程圖紙的繪制2016 年 4 月 1 日 ~2016 年 4 月 30日4 論文的撰寫2016 年 5 月 1 日 ~2016 年 5 月 23日5 提交論文、準(zhǔn)備答辯 2016 年 5 月 24 日 ~2016 年 6 月 1 日7、參考文獻(xiàn)[1] 潘松年包裝工藝學(xué)[M]第二版印刷工業(yè)出版社,2004.[2] 牛萍阻隔包裝材料及其技術(shù)[T]塑料制造,2006(Z1).8[3] 宣兆龍,易建政,杜仕國高阻隔性包裝材料現(xiàn)狀及發(fā)展[J]包裝工程,1998(6).[4] 洪亮,程利偉泡罩包裝技術(shù)分析[J]包裝工程,2008(2).[5] 羅耀武中國貼標(biāo)機的歷史與現(xiàn)狀及其在國際市場中的地位[N]消費日報,2006-10-16.[6] 滕燕,李小寧氣動全自動貼標(biāo)機的研究與開發(fā)[J]中國制造業(yè)信息化,2004(12):118-120.[7] 三菱電機公司 MELSEC Q 系列 PLC 全系列介紹 [M]上海: 三菱電機上海有限公司,2002.[8] 三菱電機公司運動控制器編程手冊 SV22 [M]上海: 三菱電機上海有限公司,2002.[9] 劉筱霞.包裝機械[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2007.[10]佚名.我國食品飲料包裝自動化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國包裝工業(yè),2008 ,25 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