瓶裝產(chǎn)品自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)含15張CAD圖,瓶裝,產(chǎn)品,自動(dòng),貼標(biāo)機(jī),設(shè)計(jì),15,cad 1瓶裝產(chǎn)品自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)1、背景介紹1.1 貼標(biāo)機(jī)概述自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)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(jī)和回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)。直線式貼標(biāo)機(jī)通過加標(biāo)機(jī)構(gòu)將標(biāo)簽貼在作直線運(yùn)動(dòng)的包裝件或產(chǎn)品上的機(jī)器?；剞D(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)通過加標(biāo)機(jī)構(gòu)將標(biāo)簽貼在作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的包裝件或產(chǎn)品上的機(jī)器。貼標(biāo)機(jī)按照不同的粘膠涂布方式，可以分為不干膠貼標(biāo)機(jī)、漿糊貼標(biāo)機(jī)(上糊貼標(biāo)機(jī)，膠水貼標(biāo)機(jī))和熱熔膠貼標(biāo)機(jī)幾類。按照自動(dòng)化程度分，可分為全自動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)貼標(biāo)機(jī)幾類。按實(shí)現(xiàn)不同的貼標(biāo)功能分，可分為平面貼標(biāo)機(jī)、雙面貼標(biāo)機(jī)、側(cè)面貼標(biāo)機(jī)和圓周貼標(biāo)機(jī)類。貼標(biāo)機(jī)的主要工作機(jī)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(jī)必須完成以下四項(xiàng)基本操作: 對(duì)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(duì)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(jī)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(jī)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(jī)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(dòng)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(gè)重要領(lǐng)域。本課題研究的意義在于實(shí)現(xiàn)對(duì)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(dòng)力，促進(jìn)貼標(biāo)技術(shù)的發(fā)展，目的是設(shè)計(jì)一種多用途化、高速化和高技術(shù)的貼標(biāo)機(jī)，使其應(yīng)用更為廣泛，來滿足企業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)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(jī)的發(fā)展大概經(jīng)歷以下幾個(gè)階段：引進(jìn)國外部分功能不完整的貼標(biāo)機(jī)的階段。這階段的貼標(biāo)機(jī)械企業(yè)只能生產(chǎn)簡單的貼標(biāo)機(jī)。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(gè)時(shí)期的進(jìn)口貼標(biāo)機(jī)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(jī)技術(shù)的穩(wěn)步發(fā)展階段。這階段也是我國貼標(biāo)機(jī)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在這一階段，國內(nèi)貼標(biāo)機(jī)企業(yè)間互相競爭的同時(shí)也與國外貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行競爭，因此我國貼標(biāo)機(jī)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(jī)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(duì)以上情況，我們自己研發(fā)出國內(nèi)首臺(tái)卷標(biāo)熱膠貼標(biāo)機(jī)，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(yùn)動(dòng)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(jī)，同時(shí)由于貼標(biāo)的效率提高，使單位時(shí)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(jī)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(bǔ)我國在卷標(biāo)貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)上的空白。我國供標(biāo)機(jī)構(gòu)的研究發(fā)展歷程：2006年孫智慧，岳亞東等人對(duì)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(jì)，為了減小系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差、提高系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性和響應(yīng)速度、縮短過渡過程時(shí)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(duì)貼標(biāo)機(jī)的供標(biāo)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)分析以及對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，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(dòng)控制和檢測技術(shù)，對(duì)如何精確3控制貼標(biāo)速度和提高整機(jī)的自動(dòng)化程度進(jìn)行了控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)，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(duì)六連桿供標(biāo)機(jī)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)和仿真，針對(duì)六連桿供標(biāo)機(jī)構(gòu)對(duì)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(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，節(jié)省了時(shí)間并簡化了繁瑣的編程工作。 取標(biāo)機(jī)構(gòu)的研究：2006年劉敏杰等人對(duì)貼標(biāo)機(jī)的取標(biāo)凸輪的過渡曲線進(jìn)行了設(shè)計(jì)，提出了要考慮的三個(gè)要素:標(biāo)板相對(duì)標(biāo)板軸中心的運(yùn)動(dòng)方式 ;扇形齒輪與小齒輪嚙合點(diǎn)的變化情況;標(biāo)板軸中心在轉(zhuǎn)臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)范圍，作者提出了可靠的理論設(shè)計(jì)依據(jù)，得出了可行的設(shè)計(jì)方法。整機(jī)的方案研究：2002年呼英俊，王開和等人對(duì)小型異形瓶不干膠自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)進(jìn)行了研制，采用覆帶式定位夾持機(jī)構(gòu)解決了小型異形瓶貼標(biāo)的定位問題;采用機(jī)、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(duì)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(jì)和技術(shù)性能，指出水果自動(dòng)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(duì)全自動(dòng)平面貼標(biāo)機(jī)的系統(tǒng)進(jìn)行了研究和設(shè)計(jì)，提高了貼標(biāo)機(jī)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(jī)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(shí)現(xiàn)了包裝作業(yè)的機(jī)械化；50年代，包裝機(jī)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(shí)現(xiàn)了初級(jí)自動(dòng)化；60年代，包裝機(jī)中采用機(jī)電光液氣綜合技術(shù)明顯增多，機(jī)種進(jìn)一步擴(kuò)大，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了專用的自動(dòng)包裝線；70年代，將微電子技術(shù)引入自動(dòng)包裝機(jī)和包裝線，實(shí)現(xiàn)了由電子計(jì)算機(jī)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(jī)、機(jī)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(dòng)包裝線和“無人化”自動(dòng)包裝車間過渡。由于社會(huì)上各方面的積極推動(dòng)和有力的配合，逐步地建立起包裝材料、包裝印刷、包裝機(jī)械等生產(chǎn)部門和與之相適應(yīng)的科研、設(shè)計(jì)、情報(bào)、教育、學(xué)術(shù)、管理等組織機(jī)構(gòu)，4進(jìn)而形成了獨(dú)立完整的包裝工業(yè)體系，且在整個(gè)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(jì)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(jī)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(jī)械已經(jīng)超過千余種，同時(shí)包裝聯(lián)合機(jī)及自動(dòng)線的配套設(shè)備已與單機(jī)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(shí)，水平很高。僅就機(jī)械制造業(yè)實(shí)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(shí)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(jī)械沿著自動(dòng)化方向發(fā)展，并將電子計(jì)算機(jī)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(jī)構(gòu)，充分利用實(shí)驗(yàn)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(shí)間就奠定了初步基礎(chǔ)。如今，日本已經(jīng)建立起了獨(dú)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(jī)械制造廠，側(cè)重于開發(fā)中小型、半自動(dòng)的包裝機(jī)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(huì)主要搞技術(shù)情報(bào)交流。另外設(shè)有日本包裝機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)，它乃是本行業(yè)的全部業(yè)務(wù)活動(dòng)中心。 德國的包裝機(jī)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(jī)械制造廠，其包裝機(jī)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(qiáng)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(shí)行按機(jī)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(jī)來加強(qiáng)競爭實(shí)力。國外取標(biāo)裝置的發(fā)展：1985年Fritz F.Treiber 等人對(duì)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(diǎn)是取標(biāo)過程能順5利實(shí)現(xiàn)，缺點(diǎn)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(duì)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(dòng)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(duì)標(biāo)簽進(jìn)行轉(zhuǎn)移，此發(fā)明的缺點(diǎn)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(xiàng)目的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線中自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要針對(duì)瓶裝產(chǎn)品，在瓶身上自動(dòng)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(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，機(jī)械系統(tǒng)三維建模和工程圖紙的設(shè)計(jì)和繪制。通過課題的設(shè)計(jì)，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(dòng)貼標(biāo)機(jī)工作的基本原理；提高學(xué)生獨(dú)立機(jī)械系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)和分析能力；提高學(xué)生撰寫論文和設(shè)計(jì)說明書的能力等。3.2 實(shí)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(dòng)化生產(chǎn)線工藝流程，對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行對(duì)比分析。3.3 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)二根據(jù)產(chǎn)品商標(biāo)的特性，設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)完成商標(biāo)的自動(dòng)化粘貼并對(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)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(jī)的位置要求。3.4 實(shí)現(xiàn)目標(biāo)三完成機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和論文，通過對(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)置，鞏固機(jī)械類相關(guān)知識(shí)，同時(shí)熟練掌握設(shè)計(jì)的整個(gè)流程，并學(xué)會(huì)舉一反三。4、課題內(nèi)容4.1 設(shè)計(jì)背景介紹6自動(dòng)化生產(chǎn)線中自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要針對(duì)瓶裝產(chǎn)品，在瓶身上自動(dòng)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(dòng)貼標(biāo)機(jī)的工藝流程；(2) 借鑒其中重要設(shè)計(jì)思想及理論，初步構(gòu)思整個(gè)設(shè)計(jì)方案；(3)針對(duì)每一個(gè)功能，分塊具體分析設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)實(shí)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(jì)方案，完成相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)圖紙，撰寫論文。4.3 課題方案此次所研制的貼標(biāo)機(jī)的工作對(duì)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(shí)現(xiàn)全自動(dòng)貼標(biāo)；設(shè)計(jì)和制造成本低；具有緊湊的機(jī)械結(jié)構(gòu)等。基于這樣的工作要求，設(shè)計(jì)了一種方案即利用一個(gè)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(shí)，由傳送帶帶動(dòng)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(jì)方案為直線型貼標(biāo)機(jī)，特點(diǎn)是貼標(biāo)時(shí)容器直接由設(shè)置在貼標(biāo)機(jī)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(jì)的工作成果(1)了解瓶裝產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)線工藝流程，對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行對(duì)比分析；(2)根據(jù)產(chǎn)品商標(biāo)的特性，設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)完成商標(biāo)的自動(dòng)化粘貼；(3)對(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)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(jī)的位置要求；(4)完成機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(duì)于瓶裝產(chǎn)品貼標(biāo)機(jī)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(tái)臥式自動(dòng)雙面貼標(biāo)機(jī)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(jì)了一種取標(biāo)貼標(biāo)方案，并對(duì)取標(biāo)、貼標(biāo)原理進(jìn)行了深入的分析與研究，但由于時(shí)間與條件的限制，對(duì)進(jìn)一步提高貼標(biāo)機(jī)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(jī)的研究方面還需要后續(xù)大量的工作。6、進(jìn)度安排序 號(hào) 設(shè)計(jì)(論文) 各階段名稱 日 期 備 注1 調(diào)研、開題報(bào)告、外文翻譯 2015 年 12 月 28 日~2016 年 3 月 5 日 中間涵蓋寒 假時(shí)間2 自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)案方的設(shè)計(jì)2016 年 3 月 6 日 ~2016 年 3 月 31日3 機(jī)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(jī)的歷史與現(xiàn)狀及其在國際市場中的地位[N]消費(fèi)日?qǐng)?bào),2006-10-16.[6] 滕燕,李小寧氣動(dòng)全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)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(jī)公司 MELSEC Q 系列 PLC 全系列介紹 [M]上海: 三菱電機(jī)上海有限公司,2002.[8] 三菱電機(jī)公司運(yùn)動(dòng)控制器編程手冊(cè) SV22 [M]上海: 三菱電機(jī)上海有限公司,2002.[9] 劉筱霞.包裝機(jī)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(dòng)化現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].中國包裝工業(yè),2008 ,25 (12):34-35.[11]關(guān)言.我國食品包裝機(jī)械科技走勢[J].中國包裝工業(yè),2006,13 (7) : 5-7.[12]張聰.自動(dòng)化食品包裝機(jī)[M].廣州:廣東科技出版社,2003.[13]楊曉清.包裝機(jī)械與設(shè)備[M].北京:國防工業(yè)出版社,2009.[14]趙化啟.ZDTB-L1 型智能貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型分析[J].林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備,2007, 17 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Advance in Systems Scenic and Applications.2004, 4:12~14.101瓶裝產(chǎn)品自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)摘要當(dāng)今社會(huì)，科學(xué)技術(shù)迅猛地發(fā)展，機(jī)械化設(shè)備生產(chǎn)行業(yè)逐漸取替了手工業(yè)，各種式樣的貼標(biāo)機(jī)械也應(yīng)運(yùn)而生，而本文就對(duì)貼標(biāo)機(jī)進(jìn)行了相關(guān)的研究和設(shè)計(jì)。本文設(shè)計(jì)的是一種直線式的而且能夠自動(dòng)對(duì)瓶身完成貼標(biāo)的一種裝置，該貼標(biāo)機(jī)主要由傳動(dòng)裝置、分瓶裝置、壓瓶裝置、供標(biāo)裝置、貼標(biāo)裝置組成，主要針對(duì)的貼標(biāo)對(duì)象是不同規(guī)格的瓶身無弧度或有較小弧度的方形瓶，使用的是不干膠標(biāo)簽。本文的主要內(nèi)容包括對(duì)貼標(biāo)機(jī)械工作原理的研究分析、各重要組成系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程以及對(duì)各部分零部件的設(shè)計(jì)與校核等。首先對(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀及原理進(jìn)行深入地分析和研究，明確貼標(biāo)設(shè)備各裝置的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及零件組成，提出切實(shí)可行的設(shè)計(jì)方案，繪制出原理圖；其次，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行完善，確定最終方案，并初略估算出各部分裝置的大體尺寸；然后，對(duì)各零部件的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和校核；最后，利用軟件建立模型并繪制出裝配圖及部分零件圖。該直線式貼標(biāo)機(jī)的特點(diǎn)是能夠自動(dòng)連續(xù)完成傳送瓶子、供送標(biāo)紙、粘貼標(biāo)簽、撫平標(biāo)簽等動(dòng)作，用戶可在簡單地指導(dǎo)下快速學(xué)會(huì)貼標(biāo)機(jī)的操作。關(guān)鍵詞：自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，直線式，分瓶裝置，壓瓶裝置，貼標(biāo)裝置2Design of automatic labeling machine for bottled productsABSTRACTNowadays, with the rapid development of science and technology, mechanical equipment manufacturing industry gradually replace the handicraft industry, therefore, various patterns of labeling machinery has been designed , and this paper carried out the research and design of the labeling machine . In this paper, the linear automatic labeling machine for bottled products is a device which can complete the actions of labeling. The labeling machine is mainly composed of bottle driving device , bottle pressing device, labels providing device and labeling device, mainly for different specifications of the square bottles with no arc or small arc, using self-adhesive labels. The main content of this paper includes the research and analysis of the operation principle of the labeling machine, the design process of the important components of the system and the design and check of the parts. Firstly, according to the present status of development and the operational principle of the automatic labeling machine, the paper carries on analysis deeply and researches, clearly knows the law of motion and the parts of labeling equipment, puts forward to the feasible design scheme, draws out the schematics diagram; secondly, improve the design of the final plan, and estimate the overall sizes of each part of the device . Thirdly, calculate and check the parameters of the parts. Finally, use software to establish models and draw the assembly drawing and parts drawings. The straight line type labeling machine is characterized in that it can delivery bottles automatically and continuously and feed the standard paper, transfer labels, paste labels, smooth labels and so on. Users can learn the operation flow of the labeling machine quickly with a simple instruction .3Key words: automatic labeling machine, straight line type, bottle dividing device, bottle pressing device, labeling device`目 錄1 緒論 ---------------------------------------------------------------------------------------------11.1 引言 -------------------------------------------------------------------------------------11.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展 ----------------------------------------------------------------------21.2.1 國內(nèi)貼標(biāo)機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展 -------------------------------------------------21.2.2 國外貼標(biāo)機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展 -------------------------------------------------51.3 課題研究內(nèi)容 -------------------------------------------------------------------------61.4 研究的意義及發(fā)展前景 -------------------------------------------------------------72 貼標(biāo)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì) ----------------------------------------------------------------------82.1 系統(tǒng)功能需求分析 -------------------------------------------------------------------82.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) -------------------------------------------------------------------92.3 主要組成裝置的方案設(shè)計(jì) --------------------------------------------------------103 貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì) --------------------------------------------------------------------------143.1 主要組成裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------------143.1.1 分瓶裝置 ----------------------------------------------------------------------143.1.2 貼標(biāo)裝置 ----------------------------------------------------------------------163.1.3 壓瓶裝置 ----------------------------------------------------------------------173.2 整體機(jī)械設(shè)計(jì) ------------------------------------------------------------------------184 貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)與校核 ----------------------------------------------------------------204.1 電機(jī)的選擇 --------------------------------------------------------------------------204.2 同步帶的設(shè)計(jì)參數(shù)與校核 ---------------------------------------------------------225 結(jié)論 --------------------------------------------------------------------------------------------24參考文獻(xiàn) ----------------------------------------------------------------------------------------26致謝 ----------------------------------------------------------------------------------------------28`11 緒論1.1 引言隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)日常的生活用品的需求也逐年增高，而在人們的物質(zhì)生活更加富足的同時(shí)，為商品粘貼標(biāo)簽的行業(yè)也在迅猛地新興起來 [9]。漸漸地，隨著工業(yè)的發(fā)展，人們從依靠人力的手動(dòng)粘貼標(biāo)簽的方式逐步更新?lián)Q代成手動(dòng)的貼標(biāo)機(jī)械、半自動(dòng)化的貼標(biāo)設(shè)備，甚至是完整的全自動(dòng)化的貼標(biāo)機(jī)構(gòu)。而貼標(biāo)機(jī)在國內(nèi)剛剛興起的時(shí)候，中國的貼標(biāo)機(jī)技術(shù)是落后于國外的技術(shù)的，人們主要是引進(jìn)或者仿制國外已經(jīng)換代的功能技術(shù)不甚優(yōu)良的貼標(biāo)機(jī)構(gòu)。由于國內(nèi)生產(chǎn)的貼標(biāo)機(jī)在生產(chǎn)的性能上、貼標(biāo)的質(zhì)量上、粘貼標(biāo)紙的速度上甚至是外觀上比起國外的貼標(biāo)裝置都差好多，所以大多數(shù)的廠家依舊會(huì)選擇從國外引進(jìn)來的品牌 [1-2]。而在今天，我國的貼標(biāo)設(shè)備已經(jīng)走近了千萬計(jì)的工廠里并廣泛地運(yùn)用到了各種生產(chǎn)行業(yè)，比如應(yīng)用到了電子產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)、食品醫(yī)學(xué)行業(yè)、日常生活用品生產(chǎn)行業(yè)等等，雖然不同行業(yè)的貼標(biāo)機(jī)功能并不十分相同，但是基本原理還是大同小異的 [3]。簡單來說，貼標(biāo)機(jī)是一種能夠?qū)⑸a(chǎn)所需要的標(biāo)簽貼紙牢牢的粘貼在生產(chǎn)商品的瓶身上。貼標(biāo)機(jī)的用途有很多種，有的是可以在平面上進(jìn)行粘貼標(biāo)簽的工作，如在藍(lán)月亮洗衣液等瓶子瓶身弧度比較小或者根本沒有弧度的方形瓶身上進(jìn)行貼標(biāo)操作，有的可以在弧度很大的瓶身上進(jìn)行貼標(biāo)，有的貼標(biāo)機(jī)械可以對(duì)瓶身的單一平面進(jìn)行貼標(biāo)，有的有能力在瓶身的多個(gè)平面上粘貼標(biāo)簽，還有的貼標(biāo)機(jī)是可以進(jìn)行局部或者是全部粘貼的。以上是針對(duì)生產(chǎn)產(chǎn)品的貼標(biāo)要求進(jìn)行粘貼標(biāo)簽的，而現(xiàn)在的貼標(biāo)行業(yè)除了能夠針對(duì)不同形態(tài)的瓶子以及在瓶身上不同的位置進(jìn)行貼標(biāo)，還能夠變更多種多樣的標(biāo)簽，如不干膠貼標(biāo)機(jī)就是采用的是不干膠的貼紙，這種不干膠的貼紙現(xiàn)在比較常用，還有的是漿糊貼紙、熱熔膠貼紙以及膠水貼紙等等 [4]?？傊?，貼標(biāo)機(jī)的功能真的很多、很全。貼標(biāo)技術(shù)發(fā)展已久，而貼標(biāo)機(jī)卻是近些年才新興起來并大范圍應(yīng)用的，現(xiàn)`2在貼標(biāo)機(jī)已經(jīng)在貼標(biāo)行業(yè)占了很大的份額，而且隨著科技的發(fā)展，微電子技術(shù)、機(jī)器人等技術(shù)將越來越廣泛的應(yīng)用于貼標(biāo)行業(yè)中，所以說貼標(biāo)機(jī)的潛力還是很大的并且具有良好的發(fā)展前景。1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展1.2.1 國內(nèi)貼標(biāo)機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展國內(nèi)的貼標(biāo)設(shè)備主要是經(jīng)歷了以下幾個(gè)較大階段的發(fā)展歷程：(1) 我國貼標(biāo)機(jī)發(fā)展的第一個(gè)階段是從 2 世紀(jì) 8 年代末期到 1994 年，國內(nèi)技術(shù)較國外來說相對(duì)落后，只能生產(chǎn)滿足基本的貼標(biāo)功能的要求但功能不齊全的較簡單的貼標(biāo)機(jī)，貼標(biāo)產(chǎn)業(yè)處于需要引進(jìn)國外一部分功能相對(duì)不完整不齊全的貼標(biāo)裝置的階段。此時(shí)，我國的貼標(biāo)設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)只能生產(chǎn)粘貼兩種標(biāo)簽的貼標(biāo)機(jī)，頸標(biāo)和身標(biāo)，所以說這階段我國的貼標(biāo)設(shè)備正處于剛起步的發(fā)展階段，不管在貼標(biāo)精度上、貼標(biāo)質(zhì)量上甚至是標(biāo)簽的制備上都極度落后于國外的先進(jìn)貼標(biāo)設(shè)備，不僅成本高，在維修防護(hù)等方面也十分的不便捷，有很多時(shí)候因?yàn)橘N標(biāo)這一環(huán)節(jié)出現(xiàn)嚴(yán)重問題而導(dǎo)致整個(gè)企業(yè)的全面停產(chǎn)，為企事業(yè)單位的生產(chǎn)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)等方面的損失，所以為了大幅度地減少發(fā)生類似的狀況，絕大部分的生產(chǎn)企業(yè)都會(huì)在有較好經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)的前提下引進(jìn)國外較先進(jìn)的貼標(biāo)設(shè)備，因此，在這個(gè)發(fā)展階段，中國市場上進(jìn)口的貼標(biāo)設(shè)備占有主要的地位 [5]。(2) 我國貼標(biāo)機(jī)發(fā)展的第二個(gè)階段是從 1995 年到 2001 年，貼標(biāo)技術(shù)穩(wěn)步快速發(fā)展階段。此階段貼標(biāo)技術(shù)的發(fā)展主要是貼標(biāo)設(shè)備在功能上的多元化的發(fā)展(由從只能生產(chǎn)二標(biāo)的貼標(biāo)設(shè)備演變到能夠生產(chǎn)四種標(biāo)簽，可以針對(duì)瓶裝產(chǎn)品的頭、頸、身、背面進(jìn)行粘貼標(biāo)簽)、粘貼標(biāo)簽速度的快速提高(從剛開始的每小時(shí)只能加工 24000 瓶提高到每小時(shí)可以生產(chǎn) 33900 瓶)以及在外觀上、貼標(biāo)設(shè)備體積占據(jù)的空間上的發(fā)展，總而言之，該階段的貼標(biāo)技術(shù)正處于快速發(fā)展的一個(gè)階段。在這一階段里，國內(nèi)外競爭異常激烈，出了國內(nèi)貼標(biāo)行業(yè)之間的互相不斷地競爭，國內(nèi)的貼標(biāo)企業(yè)還和國外的貼標(biāo)設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)進(jìn)行良性的競爭，正是有了這些良性的競爭，是我國的貼標(biāo)企業(yè)始終處于緊張的狀態(tài)，總是有危`3機(jī)意識(shí)，為防止自己的貼標(biāo)企業(yè)不被國內(nèi)外的其他競爭企業(yè)淘汰掉，只能成立科研小組，加緊對(duì)自己旗下的貼標(biāo)設(shè)備進(jìn)行改良和創(chuàng)新，依次循環(huán)，競爭改良再競爭再改良，從而導(dǎo)致我國貼標(biāo)技術(shù)不斷創(chuàng)新，穩(wěn)步又快速的發(fā)展著。 (3) 我國貼標(biāo)機(jī)發(fā)展的第三個(gè)階段是從2002年到現(xiàn)在貼標(biāo)技術(shù)較為先進(jìn)的今天，這個(gè)階段也是貼標(biāo)史上的重要時(shí)期，是使貼標(biāo)機(jī)技術(shù)走向成熟的發(fā)展階段，完成了技術(shù)上的質(zhì)的飛躍。2006年孫智慧，岳亞東等數(shù)人研究并設(shè)計(jì)分析了卷狀包裝材料的連續(xù)供送恒張力控制系統(tǒng)，采用了現(xiàn)代化的先進(jìn)技術(shù)提高了貼標(biāo)設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性并減小整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。而在2010年，潘紹明、羅功坤等幾人研究并設(shè)計(jì)了全自動(dòng)平面貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)，采用兩段式的送標(biāo)技術(shù)極大的提高了貼標(biāo)機(jī)的供標(biāo)速度和穩(wěn)定性，提高了粘貼標(biāo)簽的速度和質(zhì)量 [6]?，F(xiàn)在，我國越來越多各式各樣的貼標(biāo)設(shè)備出現(xiàn)在生產(chǎn)線上，其中，屬圓瓶貼標(biāo)機(jī)在生產(chǎn)上的應(yīng)用最為廣泛，如圖1-1。圖 1-1 高速多功能圓瓶貼標(biāo)機(jī)除此以外，側(cè)面貼標(biāo)機(jī)應(yīng)用也較為廣泛，如圖1-2。圖 1-2 側(cè)面貼標(biāo)機(jī)`4還有專門針對(duì)具有不規(guī)則商品表面的不規(guī)則瓶貼標(biāo)機(jī)，如圖1-3。圖 1-3 不規(guī)則瓶半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)1.2.2 國外貼標(biāo)機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展包裝機(jī)械有相對(duì)來說比較短暫的發(fā)展歷史，一般科學(xué)技術(shù)較為發(fā)達(dá)的國家也僅僅是起步于20世紀(jì)的初期，包裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)能夠快速穩(wěn)步的發(fā)展時(shí)已經(jīng)到了50年代。而在這較短的發(fā)展史中分為以下幾個(gè)階段：(1) 第一個(gè)階段是20世紀(jì)初期至二次世界大戰(zhàn)結(jié)束之前，在該階段，已經(jīng)在制藥行業(yè)、日常用品以及食品等生產(chǎn)行業(yè)出現(xiàn)了機(jī)械化地包裝生產(chǎn)；(2) 第二個(gè)發(fā)展階段是50年代，在該階段企業(yè)能夠成產(chǎn)初級(jí)自動(dòng)化的包裝機(jī)械并且已經(jīng)在各種領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用；(3) 第三個(gè)發(fā)展階段是60年代，機(jī)電光液氣綜合技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用了包裝機(jī)械中，設(shè)計(jì)并研究了專用的自動(dòng)包裝線，極大地增加了包裝機(jī)械的種類；(4) 第四個(gè)發(fā)展階段是70年代，研究人員在自動(dòng)包裝機(jī)以及包裝線上加入了微電子方面的技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)械的生產(chǎn)過程能夠由人為操控電子計(jì)算機(jī)來控制；(5) 第五個(gè)發(fā)展階段是80至90年代，研究人員將微機(jī)技術(shù)、機(jī)器人技術(shù)廣泛的應(yīng)用于供送待包裝的產(chǎn)品和外包裝方面、檢測管理方面等。(6) 第六個(gè)發(fā)展階段是21世紀(jì)初期至今，認(rèn)識(shí)到了包裝機(jī)械在各領(lǐng)域中的重要性，逐步建立與包裝機(jī)械相關(guān)的研究管理等部門，形成嚴(yán)謹(jǐn)完整的包裝設(shè)備體系。經(jīng)近幾年的資料統(tǒng)計(jì)可知，包裝機(jī)械的發(fā)展十分地迅速，以平均每年約為10％的速率在增長，現(xiàn)如今可以投資進(jìn)行生產(chǎn)的包裝機(jī)械已經(jīng)過千 [7]。`5包裝技術(shù)在不同的國家有不同的發(fā)展歷程與前景，下面分別從美國、德國、日本三個(gè)國家進(jìn)行說明。美國的包裝生產(chǎn)設(shè)備起源的比較早，種類也較其他國家更為繁多，包裝機(jī)械的技術(shù)水平更高，更為成熟。許許多多的工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)以及國家的軍事部門均設(shè)立了對(duì)包裝技術(shù)研究相關(guān)機(jī)構(gòu)，用實(shí)驗(yàn)研究分析的方法來開發(fā)和應(yīng)用新型包裝機(jī)械。同時(shí)，美國也有較多的大學(xué)課程中包含了包裝技術(shù)這門知識(shí)便于提高人們對(duì)包裝機(jī)械技術(shù)的重視與認(rèn)識(shí)。而且美國國內(nèi)許多地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了包裝機(jī)械的現(xiàn)代化生產(chǎn)，包裝機(jī)械更是沿著自動(dòng)化方向快速并穩(wěn)定的發(fā)展，美國的科研人員將電子計(jì)算機(jī)以及相關(guān)的現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)逐步地添加到包裝機(jī)械的生產(chǎn)流程中 [8]。德國的包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)相當(dāng)?shù)陌l(fā)達(dá)，現(xiàn)如今已經(jīng)誕生了幾家可稱為世界上規(guī)模最大的包裝機(jī)械的生產(chǎn)加工工廠。德國的包裝機(jī)械產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值僅僅次于美國，而且與其他國家相比每年可供出口的生產(chǎn)總額數(shù)更是遙遙領(lǐng)先。還有更值得強(qiáng)調(diào)的一點(diǎn)是，它與其他國家如英國、法國、意大利、瑞典等國家一樣，均是根據(jù)自己國家的現(xiàn)實(shí)條件來對(duì)包裝機(jī)械進(jìn)行投資和生產(chǎn)，這種因地制宜的發(fā)展方式能夠最大限度的提高包裝機(jī)械的生產(chǎn)效率。日本的包裝產(chǎn)業(yè)應(yīng)該說是從第二次的世界大戰(zhàn)結(jié)束之后才開始漸漸新興起來的，但是由于日本十分地善于對(duì)其他國家的包裝產(chǎn)業(yè)技術(shù)進(jìn)行引進(jìn)、模仿及創(chuàng)新。發(fā)展至今，日本已經(jīng)完整的建立起來了具有能夠獨(dú)立完成各種包裝行為的包裝產(chǎn)業(yè)體系。值得一說的是，日本不像德國那樣注重大型包裝企業(yè)的發(fā)展，而是反其道而行之，著重于研究并設(shè)計(jì)中小型的半自動(dòng)化包裝機(jī)械技術(shù)以及相應(yīng)的配套設(shè)備，逐步成立了眾多規(guī)模不大但是很多技術(shù)發(fā)展水平已經(jīng)排在國際先進(jìn)的貼標(biāo)技術(shù)行列之中的包裝機(jī)械生產(chǎn)制造工廠。另外，日本更是在其國內(nèi)設(shè)有許多的包裝機(jī)械工業(yè)的相關(guān)協(xié)會(huì)，該協(xié)會(huì)就是包裝行業(yè)的生產(chǎn)業(yè)務(wù)的活動(dòng)中心。1.3 課題研究內(nèi)容在包裝機(jī)械的設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，大部分的研究人員仍舊沿用前人的研究方法：(1) 根據(jù)提供的設(shè)計(jì)任務(wù)書到工廠或生產(chǎn)廠家找到同類型的貼標(biāo)機(jī)作為樣`6機(jī)；(2) 參考樣機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)并結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書來制定貼標(biāo)機(jī)的適用范圍和性能指標(biāo)；(3) 設(shè)計(jì)貼標(biāo)機(jī)的原理圖及大體工作流程；(4) 設(shè)計(jì)關(guān)鍵的零部件；(5) 設(shè)計(jì)總體方案及零件圖；(6) 對(duì)關(guān)鍵的零部件完成選型及強(qiáng)度、剛度等校核；(7) 繪制出整機(jī)的控制系統(tǒng)圖紙、施工圖等等。本次課題的主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線中自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主要針對(duì)瓶裝產(chǎn)品，在瓶身上自動(dòng)貼標(biāo)，貼標(biāo)速度大約40-150PCS/min,貼標(biāo)機(jī)位置精度要求為±1mm.完成對(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，機(jī)械系統(tǒng)三維建模和工程圖紙的設(shè)計(jì)和測繪。本次的課題設(shè)計(jì)要求是了解瓶裝商品自動(dòng)化生產(chǎn)工藝的系統(tǒng)配置及基本的工藝規(guī)程并對(duì)現(xiàn)如今已經(jīng)存在的自動(dòng)化生產(chǎn)方式進(jìn)行研究對(duì)比，從而進(jìn)行對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)線上自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要針對(duì)瓶裝產(chǎn)品，然后根據(jù)產(chǎn)品商標(biāo)的獨(dú)特性質(zhì)，設(shè)計(jì)一種機(jī)械設(shè)備能夠完成商品標(biāo)簽的自動(dòng)化粘貼。換句話說，就是設(shè)計(jì)一種在生產(chǎn)過程中能夠完成具有相同特點(diǎn)的各種待生產(chǎn)商品瓶身的貼標(biāo)運(yùn)動(dòng)，還要使這種裝置同時(shí)能夠完成具有相同特點(diǎn)的不同生產(chǎn)規(guī)格但具有比較相似形狀的容器。對(duì)本次課題，課題首先需要了解瓶裝產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)線的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和基本工藝流程，其次要針對(duì)商標(biāo)的特性設(shè)計(jì)相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)完成自動(dòng)粘貼標(biāo)簽的動(dòng)作，然后根據(jù)系統(tǒng)的要求優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，滿足生產(chǎn)中的速度和精度的要求。本次課題應(yīng)完成以下工作：(1) 進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研，了解瓶裝產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)線工藝流程，對(duì)現(xiàn)有的自動(dòng)化生產(chǎn)線進(jìn)行對(duì)比分析。(2) 根據(jù)商標(biāo)的特性，設(shè)計(jì)機(jī)械結(jié)構(gòu)完成商標(biāo)的自動(dòng)化粘貼。(3) 對(duì)自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)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)的位置精度要求。(4) 完成機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)圖紙和論文。`71.4 研究的意義及發(fā)展前景社會(huì)在不斷地進(jìn)步，越來越多的商品正走入各家各戶，而商品上形形色色的標(biāo)簽又是商品必要的組成部分，所以能夠自動(dòng)地不靠人工的幫助下能夠在商品上粘貼標(biāo)簽的機(jī)械設(shè)備受到了廣大的人民群眾的熱烈歡迎。在產(chǎn)品瓶身上粘貼標(biāo)簽的目的是為消費(fèi)者提供關(guān)于該商品詳細(xì)可靠的信息，因此對(duì)待售商品進(jìn)行貼標(biāo)是貼標(biāo)機(jī)械的主要工作任務(wù)。貼標(biāo)機(jī)也占領(lǐng)著很大的市場份額?，F(xiàn)在的商品市場上有很多的自動(dòng)化、半自動(dòng)化的貼標(biāo)機(jī)械，應(yīng)社會(huì)快速的發(fā)展、廣大人民的強(qiáng)烈需求，十分有必要研究設(shè)計(jì)開發(fā)一款成本低廉效率又高的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī) [9]。根據(jù)目前的發(fā)展來看，包裝工業(yè)將結(jié)合產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變?cè)趦?yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)、降低能耗、提高貼標(biāo)質(zhì)量、增加貼標(biāo)種類等方面進(jìn)行相對(duì)應(yīng)的改良及調(diào)整 [10]。預(yù)計(jì)到 2020 年，包裝機(jī)械行業(yè)將積極響應(yīng)國家”全面建成小康社會(huì)” 的號(hào)召，滿足廣大群眾的生活需求，實(shí)現(xiàn)具有高科技含量、少環(huán)境污染、低能源消耗、智能化等優(yōu)點(diǎn)的新型包裝產(chǎn)業(yè) [11]。`82 貼標(biāo)機(jī)的總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)功能需求分析本次設(shè)計(jì)的是一種直線式的且能夠自動(dòng)對(duì)方形瓶完成貼標(biāo)的一種裝置，該貼標(biāo)機(jī)械應(yīng)主要滿足以下幾個(gè)功能：(1) 能夠自動(dòng)完成連續(xù)貼標(biāo)動(dòng)作。本次設(shè)計(jì)出的貼標(biāo)機(jī)應(yīng)滿足只需提前人為手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)械設(shè)備后，再無需任何人工操作，就能夠連續(xù)完成粘貼標(biāo)簽的動(dòng)作。人們只需要通過控制系統(tǒng)(即顯示器)來調(diào)控各部分裝置的執(zhí)行情況即可。(2) 保證標(biāo)簽粘貼的質(zhì)量(包括標(biāo)簽粘貼的牢固程度和外表的美觀性)若要完美地高精度地實(shí)現(xiàn)這一過程就要在設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)注意幾點(diǎn)：方形瓶的勻速傳送及準(zhǔn)確定位、標(biāo)簽的供送及精確定位、標(biāo)簽粘貼后撫平動(dòng)作的完成以及貼過標(biāo)簽產(chǎn)品的送出。(3) 具有緊湊有序的組成結(jié)構(gòu)。根據(jù)整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)的功能需求以及各部分裝置的作用和運(yùn)動(dòng)規(guī)律，合理有序地安排整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局，使其組成結(jié)構(gòu)更加合理緊湊，充分利用空間，整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)的占用空間減小，使用更加方便。(4) 具有一定的通用性。本次設(shè)計(jì)的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)要滿足能夠針對(duì)一類瓶子進(jìn)行貼標(biāo)，具有的通用性越高，能夠完成貼標(biāo)的產(chǎn)品范圍就越大，越受生產(chǎn)廠家的歡迎。2.2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的是一種能夠在不同規(guī)格的方形瓶上粘貼標(biāo)簽、可調(diào)節(jié)的直線式自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，根據(jù)貼標(biāo)機(jī)的功能需求分析，對(duì)每一個(gè)功能分塊具體地設(shè)計(jì)分析能夠?qū)崿F(xiàn)瓶裝產(chǎn)品的供送、標(biāo)簽的傳送、瓶裝產(chǎn)品以及標(biāo)簽粘貼過程的裝置。分析制定工藝過程是設(shè)計(jì)一臺(tái)貼標(biāo)機(jī)過程中最基礎(chǔ)的部分，工藝過程的合`9理性將在極大程度上影響貼標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)、尺寸、運(yùn)動(dòng)規(guī)律及工作流程等。本次設(shè)計(jì)的是直線型的貼標(biāo)機(jī)，經(jīng)分析，貼標(biāo)工序如下：圖 2-1 貼標(biāo)工序圖確定貼標(biāo)工序后，就要根據(jù)貼標(biāo)機(jī)的功能要求、大體工藝流程以及貼標(biāo)的工序?qū)①N標(biāo)機(jī)分塊結(jié)構(gòu)化，分成以下四部分：成 品圖 2-2 貼標(biāo)機(jī)的機(jī)構(gòu)方塊圖根據(jù)機(jī)構(gòu)方塊圖，完成每個(gè)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及合理安排機(jī)構(gòu)間的排列位置。因?yàn)楦鞑糠盅b置的排列順序及位置在很大程度上影響了整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)的工作行程及生產(chǎn)效率和時(shí)間。2.3 主要組成裝置的方案設(shè)計(jì)(1) 傳動(dòng)裝置傳動(dòng)裝置是整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)上最長的裝置，是粘貼標(biāo)簽設(shè)備的重要?jiǎng)恿M成機(jī)構(gòu)。本次設(shè)計(jì)主要是采用以鏈傳動(dòng)的形式來達(dá)到對(duì)方形瓶子進(jìn)行傳送的目的，因?yàn)榕c帶傳動(dòng)相比，鏈傳動(dòng)具有強(qiáng)度高的特點(diǎn)，能承受比較重的物體，且傳動(dòng)功率比較的穩(wěn)定。鏈傳送帶傳動(dòng)時(shí)，鏈條不會(huì)在傳動(dòng)的過程中發(fā)生彈性的滑動(dòng)或者是打滑的情況，具有較為準(zhǔn)確且穩(wěn)定的平均傳動(dòng)比使整個(gè)裝置的工作性能傳送瓶子 供送標(biāo)簽 粘貼標(biāo)簽 送出成品供 瓶 裝 置分 瓶 裝 置壓 瓶 裝 置 貼 標(biāo) 裝 置`10更加的可靠、效率更高；鏈傳動(dòng)還可以對(duì)比較大比較重的物體進(jìn)行大功率的傳送，作用在工作軸上的壓力比較??；在相同工作情況下傳動(dòng)的尺寸可以將機(jī)械裝置設(shè)計(jì)的更加精巧；能夠工作在灰塵較多、溫度較高甚至是由污染的惡劣環(huán)境，但瞬時(shí)的鏈轉(zhuǎn)動(dòng)速度以及瞬時(shí)的傳動(dòng)比并不是常數(shù)，所以在傳動(dòng)平穩(wěn)性方面鏈傳動(dòng)做的比較差，而且商品在被生產(chǎn)的過程中，會(huì)因?yàn)楣ぜg的撞擊產(chǎn)生噪聲 [12]。因?yàn)殒渹魉蛶е械拿恳粋€(gè)鏈節(jié)都是具有一定的剛性的，因此在鏈傳送帶運(yùn)動(dòng)的過程中會(huì)引起一種多邊形效應(yīng)，這也就是屬于運(yùn)動(dòng)的不均勻性質(zhì)，而這種運(yùn)動(dòng)獨(dú)特的性質(zhì)會(huì)引起鏈傳動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)傳動(dòng)比的變化，還會(huì)引起設(shè)備的振動(dòng)，所以在選擇鏈傳動(dòng)的參數(shù)時(shí)一定要謹(jǐn)慎地考慮鏈傳送帶的這種特性。同時(shí)，為了起防止瓶子在傳送時(shí)發(fā)生掉落現(xiàn)象，在鏈傳送帶的兩側(cè)安裝防護(hù)欄，該防護(hù)欄是由 T 形座、支架鎖定握輪、U 形支架、前側(cè)導(dǎo)向圓棒以及內(nèi)牙連接棒組成。(2) 分瓶裝置綜合貼標(biāo)機(jī)的功能需求，本文在貼標(biāo)機(jī)上設(shè)計(jì)安裝一種分瓶裝置，起到將方形瓶間等距分開的作用。在研究設(shè)計(jì)中，共有兩種設(shè)計(jì)方案，方案分別如下：圖 2-3 分瓶裝置方案一方案一中分瓶裝置的原理利用有方形缺口的圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)將右側(cè)的方形瓶放到左側(cè)的連傳送帶上，因?yàn)閳A盤是勻速運(yùn)動(dòng)的，所以被放到左側(cè)的瓶子是等距的，這樣就起到了分瓶的作用。`11圖 2-4 分瓶裝置方案二方案二的分瓶裝置中，方形瓶首先經(jīng)過橡膠輪，由于橡膠輪子的距離略小于瓶身的寬度，利用橡膠輪的摩擦力，將瓶子與瓶子之間會(huì)等距地分開，且瓶身的方向自動(dòng)地調(diào)整成平行于鏈傳送帶傳動(dòng)的方向。橡膠輪子后面有成對(duì)的鏈傳送帶，鏈傳動(dòng)帶的間距約等于瓶身的寬度。鏈傳送帶上的每個(gè)瓶子都經(jīng)過這個(gè)分瓶的過程，達(dá)到多個(gè)方形瓶成一直線等距離向前運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，便于接下來貼標(biāo)裝置對(duì)瓶子進(jìn)行粘貼標(biāo)簽的動(dòng)作。經(jīng)綜合分析，本文選用的是方案二，利用摩擦力將瓶子分隔開的分瓶裝置。理由如下：方案一看起來操作較方案二更為簡單，但是卻存在很多不足的地方，比如說圓盤中用來傳送瓶子的開口大小，圓盤與傳送帶間的配合以及傳送到左邊后瓶子還會(huì)有一定的慣性，瓶子會(huì)不會(huì)因?yàn)閼T性的作用歪倒等問題，而方案二就不存在這些情況，而且最主要的一點(diǎn)是，方案二的分瓶裝置可以根據(jù)不同規(guī)格的方形瓶進(jìn)行間距的調(diào)劑，使整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)更加通用化，更符合廠商的生產(chǎn)需求。(3) 壓瓶裝置本次研究設(shè)計(jì)的貼標(biāo)裝置能夠適用于具有相同特點(diǎn)的各種規(guī)格的瓶子，所以想辦法增加調(diào)節(jié)裝置能夠滿足不同規(guī)格瓶子的粘貼要求，使之成為通用的生產(chǎn)機(jī)械。壓瓶裝置的功能需求是在實(shí)現(xiàn)貼標(biāo)動(dòng)作的這一階段能夠?qū)⑵可w牢牢壓住。`12大體的設(shè)計(jì)思路是：在壓瓶裝置中與瓶蓋相接觸的部分設(shè)計(jì)為傳送帶，傳送速度與鏈傳送帶速度相等，達(dá)到迫使方形瓶緊緊地壓在兩傳送帶之間做勻速直線運(yùn)動(dòng)。圖 2-5 壓瓶裝置機(jī)構(gòu)方塊簡圖(4) 貼標(biāo)裝置貼標(biāo)裝置顧名思義是用來在瓶身上粘貼標(biāo)簽的裝置。供標(biāo)與貼標(biāo)裝置是本次設(shè)計(jì)的整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)中最為核心的技術(shù)，這部分裝置的好壞會(huì)在極大的程度上影響整臺(tái)貼標(biāo)設(shè)備粘貼標(biāo)簽的精確程度。貼標(biāo)裝置的功能需求是能夠有時(shí)間間隔連續(xù)地供送標(biāo)紙，內(nèi)含將不干膠標(biāo)簽剝離標(biāo)紙和撫平標(biāo)簽的裝置 [13]。大體方案如圖：瓶子的傳動(dòng)方向圖 2-6 貼標(biāo)裝置機(jī)構(gòu)方塊簡圖高度調(diào)節(jié)裝置動(dòng)力傳動(dòng)與傳 送 帶方形瓶收取標(biāo)簽的裝置 供送標(biāo)簽的裝置撫平標(biāo)簽的裝置剝標(biāo)和貼標(biāo)的裝置鏈 傳 送 帶標(biāo)簽簽方形瓶標(biāo) 簽 標(biāo) 簽`13圖 2-7 標(biāo)簽分布圖標(biāo)簽應(yīng)有一定的挺度，保證標(biāo)簽在供送和粘貼的過程中不發(fā)生變形或彎曲，標(biāo)簽還要保證整潔和光滑 [14]。剝標(biāo)裝置剝離標(biāo)簽的原理如下圖所示：1-標(biāo)簽；2-剝標(biāo)板；3- 底帶圖 2-8 標(biāo)簽剝離過程示意圖圖(a)為未剝離標(biāo)簽的時(shí)候，標(biāo)簽只受到自身重力以及標(biāo)紙支持力的作用，當(dāng)標(biāo)簽隨著底帶運(yùn)動(dòng)到剝標(biāo)板的末端時(shí)，標(biāo)簽開始受到底帶粘結(jié)力的作用沿著剝標(biāo)板的端曲面彎曲，又由于標(biāo)簽的自身挺度的作用( 見圖 2-8(b) ) ，當(dāng)標(biāo)簽彎曲到一定程度的時(shí)候，標(biāo)簽的挺度就會(huì)克服底帶的粘結(jié)力而回彈，回彈后標(biāo)簽保持著牽引速度向前移動(dòng)，因?yàn)檎辰Y(jié)力所做的功小于標(biāo)簽的動(dòng)能，因此標(biāo)簽不再繼續(xù)向下彎曲( 見圖 2-8(c) )[15] 。當(dāng)標(biāo)簽挺度比較大時(shí),可以換成端面半徑比較大的剝標(biāo)板，同時(shí)也可以適當(dāng)?shù)卦龃蟮讕Ш投嗣娴陌莵頊p少底帶和端面的摩擦，提高供標(biāo)和貼標(biāo)速度。反之，則需換成端面半徑比較小的剝標(biāo)板來保證可靠性和剝標(biāo)精度，從而達(dá)到提高工作效率的目的 [16]。`143 貼標(biāo)機(jī)的機(jī)械設(shè)計(jì)3.1 主要組成裝置機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1.1 分瓶裝置分瓶裝置能夠?qū)⒎叫纹块g等距分開、多個(gè)方形瓶成一直線運(yùn)動(dòng)，本文采用的是可調(diào)節(jié)間距的利用摩擦力將瓶子分隔開的一種裝置。分瓶裝置由位于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置上部的兩個(gè)橡膠滾輪、兩個(gè)鏈傳送帶、調(diào)節(jié)間距裝置、可根據(jù)實(shí)際的瓶身的寬度來調(diào)節(jié)距離的傳動(dòng)裝置以及分布在傳動(dòng)裝置下方的能夠?yàn)榉制垦b置提供動(dòng)力的兩臺(tái) 5IK150GU-YF 型號(hào)的電機(jī)和兩套平帶傳動(dòng)裝置組成。針對(duì)方案二的分瓶裝置做了一定的完善，稱之為方案三，如下圖所示：圖 3-2 分瓶裝置方案三方案二的缺點(diǎn)是需要人為的手工矯正分瓶裝置的兩邊，是他們均平行于傳送帶，這樣不光增加了工人的手工量，還會(huì)存在一定的誤差。最重要的是，方案二中缺少固定裝置，所以經(jīng)改良后形成方案三。`15分瓶裝置中的調(diào)節(jié)分瓶裝置兩側(cè)相對(duì)于待貼標(biāo)的方形瓶的瓶身寬度的調(diào)節(jié)裝置中，有橡膠輪和傳送帶，橡膠輪子的距離應(yīng)該略小于瓶身的寬度，成對(duì)的橡膠輪子后面有成對(duì)的鏈傳送帶，而鏈傳動(dòng)帶的間距應(yīng)大于瓶身的寬度。方形瓶經(jīng)分瓶裝置后，瓶子與瓶子之間會(huì)等距地分開，瓶身的方向自動(dòng)地調(diào)整成平行于鏈傳送帶傳動(dòng)的方向，鏈傳送帶上的每個(gè)瓶子都經(jīng)過這個(gè)分瓶的過程，達(dá)到多個(gè)方形瓶成一直線等距離向前運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象，便于接下來貼標(biāo)裝置對(duì)瓶子進(jìn)行粘貼標(biāo)簽的動(dòng)作。圖 3-3 分瓶裝置動(dòng)力傳動(dòng)圖3.1.2 貼標(biāo)裝置在貼標(biāo)機(jī)的使用中，是否能準(zhǔn)確粘貼標(biāo)簽以及是否能長時(shí)間連續(xù)的貼標(biāo)是貼標(biāo)機(jī)的兩大重要指標(biāo) [17]。貼標(biāo)精度就是在貼標(biāo)容器上的位置精度 [18]。該裝置的工作流程是供送標(biāo)簽的卷軸圓盤上成卷的標(biāo)紙?jiān)陔姍C(jī)的作用下勻速供出標(biāo)簽貼紙，供送出標(biāo)紙以后，途中經(jīng)過多個(gè)中間滾子的傳導(dǎo)使標(biāo)紙到另一個(gè)收標(biāo)圓盤上，而在這個(gè)過程中張緊力幾乎是恒定不變的，途中貼標(biāo)紙會(huì)經(jīng)過撥標(biāo)板，撥標(biāo)板不動(dòng)，標(biāo)簽在運(yùn)動(dòng)，所以標(biāo)紙和撥標(biāo)板之間會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不干膠標(biāo)簽就在這樣的情形下漸漸地被剝離開來，而此時(shí)剝離的一部分的標(biāo)簽和勻速運(yùn)動(dòng)的方形瓶就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得標(biāo)簽虛浮地粘貼在瓶身上，而貼標(biāo)裝置的附近有一個(gè)可任意調(diào)整角度的毛刷，方形瓶在毛刷的作用下，使標(biāo)簽更加牢固的粘貼在方形瓶的瓶身上，最后方形瓶會(huì)繼續(xù)地在鏈傳送帶上做勻速直線運(yùn)動(dòng)直到掉落到收集裝置中。供標(biāo)、貼標(biāo)裝置主要由供送標(biāo)簽的載臺(tái)、眾多的滾子（多個(gè)中間滾子的傳`16動(dòng)，可以使貼標(biāo)紙的張力保持恒定并勻速運(yùn)動(dòng) [19-20])、供標(biāo)卷取圓盤、收標(biāo)卷取圓盤、高度調(diào)節(jié)裝置、兩個(gè)電機(jī)、兩個(gè) 90°錐形傳動(dòng)的減速器、剝標(biāo)板以及毛刷組成。供標(biāo)載臺(tái)上有 18 個(gè)圓孔，其中 4 個(gè)用于裝配高度調(diào)節(jié)的裝置，一個(gè)用于安裝撥標(biāo)板，1 個(gè)安裝供標(biāo)卷取圓盤，一個(gè)用于安裝收標(biāo)卷取圓盤，剩下的11 個(gè)用來安裝滾子。圖 3-4 貼標(biāo)裝置 圖 3-5 貼標(biāo)裝置標(biāo)簽傳送路線圖高度調(diào)節(jié)裝置的設(shè)計(jì)高度調(diào)節(jié)裝置是由內(nèi)波手輪、調(diào)整座軸承固定塊、角度調(diào)整轉(zhuǎn)動(dòng)軸、上下調(diào)整螺桿、上下調(diào)整滑桿以及上下調(diào)整軸承座組成的。人工轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)波手輪的手柄達(dá)到調(diào)節(jié)供標(biāo)載臺(tái)的高度的目的，滿足生產(chǎn)的產(chǎn)品對(duì)商標(biāo)粘貼高度的要求。`17圖 3-6 高度調(diào)節(jié)裝置3.1.3 壓瓶裝置該裝置在整個(gè)粘貼標(biāo)簽的過程中必不可少，起到了十分重要的作用，因?yàn)闉槭贡敬窝芯吭O(shè)計(jì)的貼標(biāo)裝置能夠適用于具有相同特點(diǎn)的各種規(guī)格的瓶子，所以想辦法增加調(diào)節(jié)裝置能夠滿足不同規(guī)格瓶子的粘貼要求，使之成為通用的生產(chǎn)機(jī)械，而壓瓶裝置就是為此應(yīng)運(yùn)而生的。壓瓶裝置主要有電機(jī)(5IK150GU-YF 型號(hào))、減速器 (90°錐齒輪傳動(dòng)減速器)、三個(gè)平帶傳動(dòng)裝置以及用來調(diào)節(jié)高度的裝置組成。它的整體結(jié)構(gòu)采用的是與連桿機(jī)構(gòu)的形式，可根據(jù)瓶子的高度進(jìn)行相關(guān)高度的調(diào)節(jié)，而研究并設(shè)計(jì)了壓瓶裝置的主要目的是防止由于瓶子本身的質(zhì)量過小而致使在粘貼標(biāo)簽的過程中瓶身會(huì)偏離軌跡，如此會(huì)出現(xiàn)標(biāo)簽粘貼不牢或者粘貼不上貼紙的情況，保證標(biāo)簽?zāi)軌蚱秸粫?huì)起皺。壓瓶裝置與瓶蓋相接觸的部分采用平帶傳送，該平帶的傳動(dòng)速度等于與用于傳動(dòng)瓶子的鏈傳送帶的傳送速度。`18圖 3-7 壓瓶裝置高度調(diào)節(jié)示意圖3.2 整體機(jī)械設(shè)計(jì)將上面所設(shè)計(jì)的貼標(biāo)機(jī)的主要組成裝置按照各部分的功能合理有序地安排機(jī)構(gòu)間的排列位置，再進(jìn)行細(xì)節(jié)上的優(yōu)化，完成整臺(tái)裝置，如下圖所示：圖 3-8 貼標(biāo)機(jī)`19該貼標(biāo)機(jī)的工作原理如下：(1) 方形瓶在鏈傳送帶的作用下進(jìn)行勻速地向前運(yùn)動(dòng)，鏈傳送帶是由電機(jī)帶動(dòng)輸入主動(dòng)鏈輪運(yùn)動(dòng)進(jìn)而產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)，鏈傳送帶的兩側(cè)有緊固裝置作為防護(hù)欄來防止方形瓶在做勻速運(yùn)動(dòng)的過程中發(fā)生掉落現(xiàn)象。(2) 方形瓶會(huì)經(jīng)過分瓶裝置，經(jīng)分瓶裝置后，瓶子會(huì)等距離地分開且瓶身自動(dòng)地?cái)[好角度( 此時(shí)瓶身的方向應(yīng)該是平行于鏈傳送帶傳動(dòng)的方向)，多個(gè)方形瓶成一直線等距離向前運(yùn)動(dòng)，便于接下來貼標(biāo)裝置對(duì)瓶子進(jìn)行粘貼標(biāo)簽。(3) 方形瓶會(huì)經(jīng)過壓瓶裝置，壓瓶裝置是能夠根據(jù)不同規(guī)格瓶子的尺寸進(jìn)行調(diào)節(jié)高度的裝置，壓瓶裝置里面的傳送帶會(huì)牢牢地壓住瓶蓋，起到穩(wěn)定瓶子的作用，以防瓶子在粘貼標(biāo)簽的過程中發(fā)生歪斜而導(dǎo)致貼標(biāo)精確度的降低，壓瓶裝置內(nèi)帶傳動(dòng)的速度與鏈傳送帶的速度相同。(4) 瓶子經(jīng)過貼標(biāo)裝置，在貼標(biāo)裝置中完成粘貼標(biāo)簽的動(dòng)作。在該裝置中，用來供送標(biāo)簽的卷軸圓盤上成卷的標(biāo)紙?jiān)陔姍C(jī)的作用下勻速送出商品所需的標(biāo)紙，送出標(biāo)紙后，經(jīng)過多個(gè)中間滾子的傳導(dǎo)到另一個(gè)收標(biāo)圓盤上，途中標(biāo)紙會(huì)經(jīng)過撥標(biāo)板，撥標(biāo)板是靜止不動(dòng)的，而標(biāo)簽卻在運(yùn)動(dòng)，所以由于標(biāo)紙與撥標(biāo)板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不干膠標(biāo)簽會(huì)漸漸地被剝落下來，而此時(shí)剝落的一部分的標(biāo)簽和勻速運(yùn)動(dòng)的方形瓶會(huì)產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得標(biāo)簽虛浮地粘貼在瓶身上，貼標(biāo)裝置的附近會(huì)有一個(gè)可任意調(diào)整角度的毛刷，方形瓶在經(jīng)過毛刷對(duì)標(biāo)簽施加壓力后，迫使標(biāo)簽更加牢固地粘貼于瓶身。值得一提的是，為了能夠極大限度地提高該貼標(biāo)機(jī)粘貼標(biāo)簽的精確度，可以在貼標(biāo)裝置中安裝一個(gè)傳感器，利用傳感器來準(zhǔn)確讀取標(biāo)簽的位置，使標(biāo)簽位置精度要求達(dá)到±1mm 以內(nèi)，滿足生產(chǎn)廠家高規(guī)格、高精度地生產(chǎn)。(5) 方形瓶會(huì)繼續(xù)地在鏈送帶上做勻速直線運(yùn)動(dòng)至人為放置的收集裝置中。`204 貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)參數(shù)與校核4.1 電機(jī)的選擇(1) 電機(jī)類型的選擇隨著全數(shù)字式的交流伺服系統(tǒng)問世，交流伺服電機(jī)越來越廣泛地應(yīng)用于數(shù)字控制系統(tǒng)之中。然而，在國內(nèi)的數(shù)字化控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用也十分廣泛。因此，為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展，控制系統(tǒng)中常常采用步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)作為電動(dòng)機(jī)為設(shè)備提供動(dòng)力 [21]。雖然兩種電機(jī)在控制的方式上均由脈沖串和方向信號(hào)控制，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在著比較大的差異。本文將伺`21服電機(jī)與步進(jìn)電機(jī)的性能進(jìn)行了比較。兩種電機(jī)控制的精度不同 。兩相混合式步進(jìn)電機(jī)的步距角一般是 1.8°和0.9°，五相混合式的步進(jìn)電機(jī)步距角一般是 0.72 °和 0.36°，還有一些性能較為高端的步進(jìn)電機(jī)細(xì)分后步距角更小。 交流伺服電機(jī)的控制精度則是由電機(jī)軸后端的旋轉(zhuǎn)編碼器保證。兩種電機(jī)的低頻特性不相同 。步進(jìn)電機(jī)在低速時(shí)容易出現(xiàn)低頻振動(dòng)的現(xiàn)象。振動(dòng)頻率是與負(fù)載情況以及驅(qū)動(dòng)器的性能有關(guān)，一般認(rèn)為電機(jī)的振動(dòng)頻率是空載起跳頻率的一半。這種由步進(jìn)電機(jī)的工作原理所決定的低頻振動(dòng)現(xiàn)象對(duì)于機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)是非常不利的。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)低速工作時(shí)，一般應(yīng)采用阻尼技術(shù)來克服低頻振動(dòng)現(xiàn)象，比如在電機(jī)上加阻尼器或者是在驅(qū)動(dòng)器上采用細(xì)分技術(shù)等。而交流伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)則是非常的平穩(wěn)，即使在低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也不會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)的現(xiàn)象。交流伺服系統(tǒng)有共振抑制的功能，可以涵蓋機(jī)械的剛性不足的缺點(diǎn)，且系統(tǒng)內(nèi)部具有頻率解析機(jī)能(FFT)，可以檢測出機(jī)械的共振點(diǎn)，便于系統(tǒng)的調(diào)整。矩頻特性不同 ， 步進(jìn)電機(jī)的輸出力矩隨著轉(zhuǎn)速的升高而下降，并且在具有較的高轉(zhuǎn)速時(shí)會(huì)急劇下降，因此其最高的工作轉(zhuǎn)速一般在 300～600RPM。交流伺服電機(jī)是恒力矩輸出，即在額定轉(zhuǎn)速(一般為 2000RPM 或 3000RPM)范圍內(nèi)，都能輸出額定轉(zhuǎn)矩，在額定轉(zhuǎn)速以上是恒功率輸出。 過載能力不相同。步進(jìn)電機(jī)一般不具有過載的能力。交流伺服電機(jī)具有較強(qiáng)的過載能力。以山洋交流伺服系統(tǒng)為例，它有速度過載和轉(zhuǎn)矩過載的能力，最大轉(zhuǎn)矩是額定轉(zhuǎn)矩的二到三倍，可用于克服慣性負(fù)載在啟動(dòng)瞬間的慣性力矩。步進(jìn)電機(jī)沒有類似的能力，在選型時(shí)為了克服慣性力矩，通常需要選取有較大轉(zhuǎn)矩的電機(jī)，但是機(jī)器在正常工作時(shí)不需要那么大的轉(zhuǎn)矩，便會(huì)出現(xiàn)力矩浪費(fèi)的現(xiàn)象。 速度響應(yīng)性能不同，步進(jìn)電機(jī)從靜止加速到工作轉(zhuǎn)速(一般為每分鐘幾百轉(zhuǎn))需要 200～400 毫秒。交流伺服系統(tǒng)的加速性能較好，以山洋 400W 交流伺服電機(jī)為例，從靜止加速到其額定轉(zhuǎn)速 3000RPM 僅需幾毫秒，可用于要求快速啟停的控制場合 [22]。 綜上所述，交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。所以本次課題`22選用伺服電機(jī)。(2) 電動(dòng)機(jī)功率的選擇工作機(jī)所需的有效功率為：(4-1)kw75.1)0/157(10/ ???FvPW(3) 電機(jī)所需功率為設(shè) 、 、 、 、 分別為傳送帶、滾動(dòng)軸承、圓柱齒輪（8 級(jí)精度)、1?2345?彈性聯(lián)軸器、卷筒的效率，由參考資料查得=0.96， =0.98， =0.97， =0.99， =0.96，則傳動(dòng)裝置的總效率為：12345(4-2) 79.06.97.09.8.0962454123 ?????(4-3)kw41)/1(/?wdP3、電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇選擇常用的轉(zhuǎn)速為 1450/1720r/min。4、電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定選用 5IK150GU-YF 型號(hào)，額定功率 25W。4.2 同步帶的設(shè)計(jì)參數(shù)與校核同步帶有以下的幾個(gè)特點(diǎn)：(1) 傳動(dòng)比較準(zhǔn)確，工作的時(shí)候沒有滑動(dòng)現(xiàn)象，而且具有穩(wěn)定的傳動(dòng)比；(2) 傳動(dòng)時(shí)比較平穩(wěn)，具有緩沖和減振的能力，噪聲還很低；(3) 傳動(dòng)的效率較高，最高能夠達(dá)到 0.98，節(jié)能效果非常的明顯；(4) 維護(hù)保養(yǎng)起來非常的方便，不需要潤滑，況且維護(hù)的費(fèi)用還很低；(5) 速比范圍比較大，通常可以達(dá)到 10，最高線速度可達(dá) 50m/s，具有很大的功率傳遞范圍，通常可以達(dá)到幾瓦到幾百千瓦；(6) 能夠使用在長距離的傳動(dòng)中，中心距可達(dá) 10 米以上；(7) 沒有污染，能夠在工作惡劣的環(huán)境下正常的工作。同步帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)：已知： ，每天一班制工作。1min,/r718,kw39.5???nPd`23(1) 確定計(jì)算功率 ：由每天工作 8 小時(shí)查文獻(xiàn)得工作情況系數(shù)。caP取 ，0.1?AK(4-4)kw39.5.01d????KAca(2) 選擇同步帶的帶型根據(jù)算出的 和 選用 L 型帶。caP1n(3) 確定帶輪基準(zhǔn)直徑并驗(yàn)算帶速初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑：根據(jù) L 型帶，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 m501?d所以可知：(4-5)12?di，驗(yàn)算帶速：(4-6)s/m8.1067501???nvd所以 ，故而帶速適合。 s/m5s/1?(4) 確定帶傳動(dòng)中心距和帶的基準(zhǔn)長度并驗(yàn)算包角確定中心距 a，并選擇 V 帶的基準(zhǔn)長度 dL由 得 ，所以取????210217.0dd???10a7?m90?a根據(jù)文獻(xiàn)計(jì)算帶所需的基準(zhǔn)長度：(4-7)????3842021210??adaLdd?查選取機(jī)械手冊(cè)的基準(zhǔn)長度為 m3d?L計(jì)算實(shí)際中心距及其變動(dòng)范圍：(4-8)??15200???da中心局的變動(dòng)范圍：(4-9)m5.130.7maxin??dL(5)驗(yàn)算小帶輪上的包角 ：1?`24(4-10)?????? 1203.69.5718012????ad?所以包角適合。(6)確定帶的初拉力由表得 L 型帶的單位長度質(zhì)量 。m/kg105.?q(4-11)????N56.1422min0 ???qvzKPFca?(7)計(jì)算壓軸力(4-12)??7.2sin21m0in?zp(8)主要設(shè)計(jì)結(jié)論：選用 L 型同步帶，帶基準(zhǔn)長度為 310mm，帶輪基準(zhǔn)直徑。m50,21?dd5 結(jié)論本文研究并設(shè)計(jì)了一款能夠針對(duì)不同方形瓶進(jìn)行快速高精度粘貼標(biāo)簽的貼標(biāo)機(jī)，在現(xiàn)實(shí)生活中能夠應(yīng)用到各種不同的領(lǐng)域，比如可以生產(chǎn)醫(yī)學(xué)上專用的方形藥瓶，也可以對(duì)像藍(lán)月亮洗衣液這種瓶身本身具有較小弧度的比較日常的生活用品，還可以對(duì)有平面的電子產(chǎn)品進(jìn)行貼標(biāo)簽等等。這階段設(shè)計(jì)貼標(biāo)機(jī)主要完成的工作有：(1) 借鑒文獻(xiàn)中有關(guān)貼標(biāo)機(jī)的理論性知識(shí)及設(shè)計(jì)思想對(duì)目前的貼標(biāo)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)與研究完成了貼標(biāo)機(jī)大體方案的設(shè)計(jì)；(2) 將整臺(tái)貼標(biāo)機(jī)按照功能分塊劃分，完成了分瓶裝置、傳動(dòng)裝置、壓瓶裝置和貼標(biāo)裝置的詳細(xì)設(shè)計(jì)；(3) 利用軟件對(duì)貼標(biāo)機(jī)進(jìn)行三維造型，并繪制總裝配圖及部分零件圖。本次的任務(wù)雖然只是設(shè)計(jì)了針對(duì)一類型號(hào)的方形瓶進(jìn)行貼標(biāo)簽的貼標(biāo)設(shè)備，但是經(jīng)過了大量地閱讀分析以及對(duì)現(xiàn)今市面上存在的半自動(dòng)生產(chǎn)線的對(duì)比，極大地增長了對(duì)貼標(biāo)行業(yè)的認(rèn)識(shí)。按照課題要求根據(jù)瓶子的形狀以及商品標(biāo)簽的`25特性獨(dú)立設(shè)計(jì)了能夠自動(dòng)完成粘貼標(biāo)簽動(dòng)作的設(shè)備，并在此基礎(chǔ)上優(yōu)化已經(jīng)設(shè)計(jì)出來的機(jī)構(gòu)，學(xué)懂弄通并鞏固機(jī)械領(lǐng)域的相關(guān)聯(lián)的知識(shí)點(diǎn)。本次的設(shè)計(jì)方案完成的較為圓滿，但是由于經(jīng)濟(jì)時(shí)間等各方面因素的影響與限制，僅僅是完成了能夠滿足針對(duì)方形瓶的粘貼標(biāo)簽功能上的研究與設(shè)計(jì)，在貼標(biāo)機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)上還需要進(jìn)一步的優(yōu)化和提高。本次設(shè)計(jì)的貼標(biāo)機(jī)械存在不足之處。首先，需要人為的手工將待貼標(biāo)的產(chǎn)品放到鏈傳送帶上或讓貼標(biāo)機(jī)直接連接到生產(chǎn)產(chǎn)品機(jī)械的出口處，而且未設(shè)計(jì)已經(jīng)貼好標(biāo)簽產(chǎn)品的收集機(jī)構(gòu)，需要以手工操作的方式將已貼好標(biāo)簽的產(chǎn)品拿到指定的收納箱內(nèi)，或者若是待貼標(biāo)的瓶子本身具有良好的硬度或者由不易損壞的材料制成的，也可以直接在鏈傳送帶的另一邊放置一個(gè)收納箱。因此，在以后的設(shè)計(jì)工作中，逐步完善該貼標(biāo)機(jī)，并且為符合未來機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢，將電子、機(jī)器人等技術(shù)應(yīng)用到貼標(biāo)行業(yè)中去，使貼標(biāo)機(jī)朝著更加智能化的方向發(fā)展。`26參考文獻(xiàn)[1] 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