全自动智能贴标机设计(机械CAD图纸) .doc
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1、摘 要本设计主要介绍了一种包装机械,贴标机的工作原理及贴标装置主要零部件的设计过程,对其传动系统进行设计校核,且对供送、分瓶和贴标进行了设计计算。本次设计主要用于贴圆柱身瓶的不干胶标签。该机适用于食品、调味品、药品、酒类、油品、化妆品等其他行业的各种圆瓶贴标.其特点是能够完成自动贴标、抚平等工作,生产效率高。整机以精巧的设计,除去机械上不必要的复杂与笨重,以套装式组立保养和维修无需专业人才即可完成,需要更换产品时,只要简单的调整,便可立刻上线生产。主要技术特点:输瓶带与本机同步驱动全自动工作进度控制,机电一体化的技术保证了贴标准确、稳定、可靠和高效。关键词:自动,贴标ABSTRACTThis
2、design has chiefly been introduced one kind of packing machinery, and the work principle of mark machine reaches and labelingdevice chiefly design process of parts, design the school and examine to his transmission system, andfor thedeliveryof, sub-bottleand labelingforthe design calculation .the ma
3、jor paper nature that is used to paste the cylinder body bottle of this design. The machine is suitable for food, spices, drugs, alcohol, oil, cosmetics and other industries of various circles bottle paste labeling.The characteristic of this machine is accomplish pasting voluntarily marking and comf
4、orts equal work, and production efficiency is high. The machine is exquisitely designed, remove the unnecessary complexity and cumbersome, to suit type group made maintenance and repair without professionals to finish, when need to change the products, just need simple adjustment, can on-line produc
5、tion. The major technology characteristic: Losing the bottle belt control with the full automatic working rate of progress of synchronical drive of this machine, and mechatronicslabelingtechnology ensuresaccurate, stable, reliable and efficient. Key words: Automation, Labeling目 录第一章 绪论-11.1贴标机背景和发展-
6、21.2本课题的目的和意义-31.3本课题的设计要求-3第二章 传送带设计-42.1滚筒选型-42.2选择电机-42.3分配传动比-62.4传动装置的运动和动力参数的计算-62.5蜗杆传动的设计-72.6输入轴设计计算-92.7输出轴设计计算-112.8减速器的润滑与密封的选择-122.9减速器箱体结构尺寸-13第三章 分瓶装置设计-143.1分瓶步进电机选型-14第四章 放标装置设计-164.1收标步进电机选型-164.2 同步带设计-17第五章 贴标装置设计-205.1贴标运动数学模型与参数设计-205.2滚贴步进电机选型-20第六章步进电机驱动器和传感器的选择-236.1步进电动机驱动器
7、的选择-236.2 传感器的选择-25第七章PLC控制系统的设计-277.1贴标机控制要求-277.2控制系统的设计方案-277.3 PLC类型选择-277.4 PLC的I/O分配-287.5 PLC控制流程图-297.6 PLC控制程序-307.7 外部接线图-31文献参考-32致谢-33第一章 绪论1.1 贴标机背景和发展贴标机是将是标签粘贴到包装容器的特定的机械设备,一般在包装作业的最后进行。标签对商品有说明和装饰作用,同时便于商品的销售与管理。标签上的商标、商品的规格及主要参数、使用说明与商品介绍,是现代包装不可缺少的组成部分。贴标机的种类很多,功能各异,但基本原理都是相似的。自动贴标
8、机是以粘合剂把纸或标签粘贴在规定的包装容器上的设备。 贴标机的作用:可完成平面粘贴,包装物的单面或多面粘贴,柱面粘贴,局部或全部粘贴,凹陷及边角部位粘贴等各种作业贴标机产品的型式分为直线式贴标机和回转式贴标机。贴标机的功能特点:适用范围广:既能实现方瓶/扁瓶(满瓶状态)的侧面(平面)单张贴标/拐角抚标,还能实现圆瓶周向定位单张/双张贴覆功能 独特的分料机构,确保与生产线联机使用时的可靠、有效分料 独特的拐角扶标机构确保方瓶三侧面拐角贴标平整、不起皱 既能单机使用,又能与生产线配合使用中国贴标机的生产发展过程可分为三个阶段 : 一 从20世纪80年代末到1994年为第一阶段。 这个阶段主要是引进
9、、仿制国外已淘汰的功能不全的贴标机。当时几个贴标机生产厂家只能生产贴二标 ( 颈、身标)的贴标机,一种是型号为12-2-16回转式贴标机,一种是型号为15-46回转式贴标机。这些国产机器基本上还可以满足要求。由于国产设备在功能、性能、外观和贴标质量方面与进口设备相比差距太悬殊 ,对进口设备不可能产生任何威胁。 二、从1995年至2001年为第二阶段。这个阶段是中国贴标机生产的提升阶段。一是贴标速度的提升,从24000瓶/时提升到33900瓶/时,二是贴标功能的提升,从贴二标(颈、身标) 提升到贴四标,即同时可贴头、颈、身、背标。各贴标机生产企业一方面研究在原二标机上增设贴头标和背标的功能,另一
10、方面也积极研发四标贴标机。 三、 从2002年至今为第三阶段。 这个阶段是中国贴标机技术成熟阶段,是中国贴标机历史上的一个重大转折 点。这几年,国产贴标机的生产企业在互相竞争的同时,也形成了与国外贴标机生产企业竞争的态势,在竞争中提高、在提高中发展在发展中创新,在创新中壮大,逐步完成了一个“质”飞跃。2002年9月,平航自主研制出PH400-8-8P( 生产能力50900瓶/时) 的高速回转式贴标机,该机在北京“2002中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会” 上一亮相,立即引起了业内的轰动。2003年,平航PH4088高速回转式贴标机获4项国家实用新型专利。该项目于2004年8月在浙江金华市
11、通过科技成果鉴定(到目前为止,仍是全国唯一通过省级鉴定的国产贴标机)。该项目荣获2005年度广东省科技进步二等奖。被列为“2005年国家重点保护项目,得到了同行的首肯。包装机械贴标机的主要产品有:不干胶贴标机,套标机,圆瓶贴标机,啤酒贴标机,半自动贴标机,全自动贴标机,自动贴标机,贴标签机,自动粘贴标签机。这些产品可完成平面粘贴,包装物的单面或多面粘贴,柱面粘贴,局部或全部圆筒粘贴,凹陷及边角部位粘贴等各种贴标。不干胶贴标是近年来贴标的最常见的形式,其技术也正在飞速地提高。对生产企业而言,无论从贴标生产设备,还是从不干胶标签与待贴瓶体的本身,都将会提高更高的要求。不干胶标签在日化行业的应用及发
12、展是同日化行业的整体发展结合在一起的。总体说来有两大发展趋势:1, 首先日化产品对不干胶标签的需求量将保持快速增长一方面日化行业自身发展非常迅速,众多知名跨国公司的进入,同时一大批国内大型产业集团的形成也说明了这一点,这些大公司产量大,自动化程度高,对适合快速自动贴标的不干胶标签将有很大需求。另一方面洗涤类产品是日化行业的主要组成,现在液化洗涤产品已经是行业趋势,很多原来生产固态洗涤产品的企业现在都已经投资了大规模的液体洗涤产品的设备来生产液体洗涤类产品,这对适合各种瓶体的不干胶标签的需求将起很大的推动作用。2, 其次日化产品对不干胶标签的需求层次将更高,同时材料更加多样化一方面,日化行业自身
13、在发展生产自动化程度将越来越高,那么对不干胶标签的需求将更多来自适合自动贴标的卷筒不干胶标签,这就需更多的轮转印刷设备与其配合,适合手工贴标的单张不干胶标签将更大程度上局限于大容积的家用洗涤用品上。另一方面日化生产企业将更为集中,日化产品的整体层次得到提高,部分知名品牌的产品将占有较大的市场份额。这些日化产品将需要质量好,层次高的不干胶标签来适应其产品的包装要求。薄膜产品将得到更多的使用,透明的,无标签感觉的超薄型薄膜材料在今后几年会是其中一种趋势。国内外不干胶贴标机,其工作原理均大同小异,都是以标签剥离转移加滚压贴之而成,但其在控制与制造上却不尽相同。一般不干胶贴标机由标签机构、滚贴机构、输
14、送机构、传动机构、机架和控制系统等组成。不干胶贴标机按瓶子状态分立式、卧式;按送标速度分低速、中速、高速;按被贴容器特性分圆瓶、扁瓶、方瓶、长瓶等(异形瓶在制药工业较少);按贴面要求分单面贴、双面贴;按标签特性分一般标签、透明标签。1.2 本课题的目的和意义采用不干胶卷筒贴标纸,贴标采用滚贴方式,配制自动送瓶和收瓶装置,一次完成放瓶、贴标及收瓶程序,还可配备印字机同步完成标签打印,是现代的机电一体化产品,具有优良和可靠的工作性能。不干胶贴标机具有清洁卫生、不发霉,贴标后美观、牢固、不会自行脱落,生产效率高等优点。1.3 本课题的设计要求产品范围外径 12 100mm ;高度 30 200mm;
15、适用标签范围高 15 100mm 长 20 300mm ;生产能力50 100 瓶 / 分钟。第二章 传送带设计2.1滚筒选型根据中华人民共和国国家标准GB988-91带式输送机,滚筒基本参数与尺寸,如图2-1所示。图2-1滚筒基本参数与尺寸根据上图,选择输送带带宽为300mm,直径为200mm的滚筒。由同类产品可知拉力F=1500N,选择输送产品速度为V=0.5m/s。2.2选择电动机选择全封闭自扇冷式鼠笼型三相异步电动机,电压380,系列。 电动机所需工作功率: 式中-工作所需功率-从电动机到传送带之间的传动总效率工作机所需要功率为: 式中是工作机所受在牵引力 是皮带运动速度传动装置的总效
16、率为:按机械设计课程设计书(表10-2)确定各部分效率:联轴器效率(两个)0.99,滚动轴承效率(3对)0.99蜗杆传动效率(2头)0.8传动滚筒效率0.96于是 0.73则求得电动机所需工作功率: 因载荷平稳,电动机额定功率略大于即可,由Y系列电动机技术数据,并根据以上所算:选滚筒轴转速:蜗杆头数为2时,传动比=1532 于是电动机的转速可选范围为: =(1532)47.77=716.551528.64 r/min符合这一范围的同步转速有: 1000,1500综合考虑各方面的因素查表后选择的电动机为选用同步转速1000r/min,满载转速的Y90L-6型电动机。其主要参数:额定功率P(KW)
17、同步转速(r/min)满载转速(r/min)1.110009102.02.2电动机的相关尺寸:中心高H外形尺寸底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直 径 K轴 伸尺 寸DE键公称尺 寸Fh90335242.5190140120102450872.3分配传动比 2.3.1由选定的电动机满载的转速和 工作机的转速可以传动装置总传动比为:2.3.2分配传动装置各级传动比减速器的传动比为=19.05因为这是个单级传动,只有蜗杆传动,所以不用再分配。2.4传动装置的运动和动力参数的计算 2.5蜗杆传动的设计2.5.1选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)传动2.5.2选择材料
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