数控电池贴标机毕业设计开题报告Word格式.docx
- 文档编号:7176221
- 上传时间:2023-05-08
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:296KB
数控电池贴标机毕业设计开题报告Word格式.docx
《数控电池贴标机毕业设计开题报告Word格式.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数控电池贴标机毕业设计开题报告Word格式.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
十八世纪出现了简单的手动贴标工具,到现在己有二百年的历史。
工业革命推动了工业技术的进步,各行各业的竞争使人们对商品的包装、装演提出了更高的要求。
从早期的贴单一标发展到贴双标、环身标、肩标、颈标,挂标,以及其它能够增加商品美感的装演形式,原来简单手动贴标形式已远不能满足生产的需要,一些功能齐全、产量高、自动化程度高的贴标机便问世了,并且飞速发展。
图1为现代贴标机械。
图1.现代贴标机械
自动贴标机具有以下特点:
(l)一般结构复杂,运动速度快,动作精度高。
为满足性能要求,对零件的刚度要求和表面质量等都有较高的要求。
(2)用于食品和药品的包装机要便于清洗,与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经化学处理的无毒材料制成。
(3)进行包装作业时的工艺力一般都较小。
(4)一般都采用无级变速装置,以便灵活调整速度、调节生产能力。
(5)特殊类型的专业机械,种类多,生产数量有限。
贴标机的分类方法多样。
详见表1。
表1.贴标机的分类
分类方法
种类
自动化程度
半自动贴标机和全自动贴标机
容器的运行方向
立式贴标机和卧式贴标机
标签的种类
片式标签贴标机、卷筒状标签贴标机、热粘性标签贴标机和感压性标签贴标机,收缩筒形标签贴标机
容器的运动形式
直通式贴标机和转盘式贴标机
贴标机结构
龙门式贴标机、真空转鼓式贴标机、多标盒转鼓贴标机、拨杆贴标机、旋转形贴标机
贴标工艺特征
压式贴标机、滚压式贴标机、搓滚式贴标机、刷抚式贴标机
目前,主要的自动贴标技术有三种:
(1)“吸贴法”(或“气吸法”)
这是最普通的贴标技术。
当标签纸离开传送带后,分布到真空垫上,真空垫连接到一个机械装置的末端。
当这个机械装置伸展到标签与包装件相接触后,就收缩回去,此时就将标签贴附到包装件上。
这种技术可靠地实现正确地贴标,且精度高,这种方法对于产品包装件的高度有一定变化的顶部贴标,或对于难于搬动的包装件侧面贴标是非常适用的,但是它的贴标速度较慢。
(2)“吹贴法”(或“射流法”)
这种技术的某些运作方式是与上述吸贴法相似的,就是将标签放置到真空表面垫上固定,直到贴附动作开始为止。
但在本方法中真空表面是保持不动的,标签固定和定位在一个“真空栅”上,“真空栅”为一个上面具有几百个小孔的平面,这些小孔是用来维持形成“空气射流”的。
由这些“空气射流”吹出一股压缩空气,压力很强,使真空栅上标签移动,让它贴附到被包装物品上。
这是一项稍具复杂性的技术,它具有较高的精度和可靠性。
(3)“擦贴法”(或“刷贴法”)
第三种贴标方法称为同步贴标法,也可称作“擦贴法”、“刷贴法”或“接触粘贴法”。
在贴标时,当标签的前缘部分粘附到包装上后,产品就马上带走标签。
在这一种贴标机中,只有当包装件通过速度与标签分配速度一致时,这种方法才能成功。
这是一项需要维持连续作业的技术。
此外,为使标签的贴附满足完整恰当的要求,像刷子或滚筒那样的第二套装置也是不可缺少的。
以上三种贴标方法优缺点对比见表2。
表2.三种贴标方法优缺点对比
贴标方法
优点
缺点
应用
吸贴法
可靠正确地贴标,精度高
贴标速度较慢
适合高度有一定变化的顶部贴标,或对于难于搬动的包装件侧面贴标
吹贴法
较高的精度和可靠性
稍具复杂性
多用于湿胶标签
擦贴法
操作简单,效率高,成本低
控制系统较复杂
多用于高速和高效的自动化包装生产线,主要用于不干胶标签贴标
随着各种贴标技术的深入发展,贴标机正向着以下几个发展方向:
(l)高生产率、高可靠性、高精度、好的柔性和灵活性,注重成套性和配套性;
(2)自动化程度不断提高,过去的手工半手工的复杂作业,己被半自动或自动的贴标机所取代,且逐渐向控制智能化的方向发展;
(3)先进的机电技术和新元件被综合应用于贴标机中,并通过采用先进的设计方法提高产品设计质量,缩短制造周期。
[15]
2、选题的依据和意义
本科题是电池数控贴标机。
随着人们生活水平的提高,各式各样的商品正在进入人们的日常生活中,而商标又是商品不可缺少的一部分,所以贴标机有着很广大市场。
现在市场上有很多半自动的电池贴标机,为了降低电池制造成本,开发高效率的全自动的贴标机是很有意义的。
二、研究的基本内容,拟解决的主要问题
本课题研究的内容是电池数控贴标机,贴标的对象是5号或7号干电池。
要求目标为每分钟贴标为240个,至少每分钟达到120个。
电池外形基本尺寸见表1。
表3.5号和7号干电池基本尺寸
电池
直径(mm)
高度(mm)
5号
14
49
7号
11
44
电池、标签卷和贴标后的成品外观图如下所示:
未贴标电池不干胶标纸
已贴标电池(成品)
图2.电池、不干胶标纸和成品
电池制造业已经广泛使用自动贴标机做卷贴收缩标签的用途。
要求贴标机能在高速运转的同时保证标签的接口平整,并考虑到防止短路,同时提供标签收缩的功能。
[4]
不干胶贴标机是利用卷筒式不干胶标签对包装进行贴标的机械。
电池贴标机属于不干胶贴标机,纵览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,但其在控制与制造方式上却不尽相同,人们在不干胶贴标机的选择上,应有所比较,有所探究。
根据系统功能需求可将整个贴标过程分为以下5道工序,如下图所示:
图3.贴标工序图
电池数控贴标机需解决的主要问题:
1、总体方案的确定
图4为电池不干胶自动贴标机的组成原理框图,整机结构由五大部分组成:
贴标头、履带式传送带、上料机构、底座支架、单片微型计算机控制系统。
[14]
图4.贴标机组成原理框图
2、电池上料机构要保证电池轴线与标签平行,不能偏斜。
如何保证电池的定心精度是设计的技术关键之一。
具体见下图。
只要保证滚子的制造和安装精度即可保证电池轴线与标签平行。
图5.电池定心输送链
3、卷筒标签的送标方案的确定[13]
送标动作是通过标签输送装置的工作实现的,因此标签输送装置要满足以下的基本功能和运动要求:
a.对标签纸带进行牵引,使标签移动指定距离
b.要求标签牵引装置的速度调节方便
c.有较高的送标精度,以确保贴标精度
d.剥离装置可使标签在没有人工干预的情况下,自动剥离,这是实现自动贴标的关键之一
e.对标签剥离后剩下的纸带进行回收
图5.标签输送装置组成
现有三种送标方案如下:
(1)、直接用伺服系统控制
用步进电机直接带动标签回收轮转动,但随着贴标过程的进行,回收轮的半径逐渐增大,导致送标的速度逐渐增大,与匀速的电池上料机构发生冲突,以致无法完成贴标。
检测标纸的运动速度,用伺服系统来控制步进电机的速度,来达到送标速度的稳定控制。
但是伺服系统成本太高,不利于产品的开发及后续的推广。
详见图5。
图5.伺服控制送标
(2)、用一对牵引轮实现标签的送标,用一对摩擦轮实现标纸的回收。
具体方案见下图。
图6.牵引轮送标
牵引轮带动标签纸带,使标签纸带从标签卷筒上拉出,绕过剥离杆,标签前端自动剥离;
由贴标装置将标签贴在电池上后,标签牵引轮继续牵引标签纸带,使标签与电池以基本相同的线速度水平运动,在电池到指达定位置时,标签已整张贴在电池上,牵引轮也停止动作,与此同时通过摩擦轮传动,标签回收轮将贴标后的标签纸带回收好。
至此标签的一次输送工作完成。
(3)、用支承辊进行送标。
图7.支承辊送标
用四个支承辊分别支撑标签卷和标纸回收轮,主动轮通过摩擦力将动力传给回收轮,回收轮带动标纸移动,实现标签的进给。
由于回收轮的线速度和主动轮是同步的,所以只要控制主动轮匀速转动,就能控制回收轮匀速转动。
此方法比较巧妙,但结构复杂不易实现。
三种送标方案优缺点对比见下表。
表4.三种送标方案优缺点对比
送标方法
第一种方案
控制方便,结构简单,精度高
成本较高
第二种方案
控制方便,易实现,成本低
精度不高
第三种方案
构思巧妙,成本低
结构复杂,不易实现
综合考虑,采用方案三进行送标。
三、研究步骤、方法及措施
1、研究步骤
研究要进行设计构思计算,完成全部产品设计图和设计文件。
需要进行工艺分析、确定工艺方案、进行运动分析、方案比较、运动参数设计等。
整个设计过程可分为初步设计、技术设计和工作图设计三阶段设计工作。
(1)初步设计
初步设计是完成产品总体方案的设计。
包括工艺方案的分析、方案的比较、方案的确定、运动分析、运动参数设计及主要技术性能指标,总体布局主要部件结构,产品主要工作原理及各工作系统的配置,标准化综合要求等。
(2)技术设计
技术设计是设计、计算产品,及其组成部分的结构、参数,并绘制产品总图及其主要零、部件图样的工作。
在设计计算机技术经济分析的基础上修改总体方案、性能参数和结构原理等予以说明。
(3)工作图设计
工作图设计是绘制产品全部工作图纸和编制必需的设计文件工作,设计时严格执行各级各类标准。
工作图设计即详细设计。
五、主要参考文献
[1]杨仲林主编.包装自动控制技术及应用[M].北京:
中国轻工出版社,2008:
1
[2]黄颖为主编.包装机械结构与设计[M].北京:
化学工业出版社,2007:
2~4
[3]尹章伟,毛中彦编著.包装机械[M].北京:
化学工业出版社,2006:
4~10
[4]杨晓清主编.包装机械与设备[M].北京:
国防工业出版社,2009:
[5]罗耀武.中国贴标机的历史与现状及其在国际市场中的地[J].中国包装工业,2007,4:
40~41
[6]孙智慧,高德.关于发展我国包装机械工业的若干思[J].湖南工业大学学报,2007,21(6):
70~73
[7]陈立定,谢青延,梁联冠.瓶装自动贴标机的研制[J].食品工业科技,2009年第12期:
304~307
[8]田耀华.不干胶贴标机及其相关方面的选择[J].中国制药装备,2007年第8缉:
29~30
[9]赵勇强,倪俊芳.基于PLC晶圆自动贴标机控制系统的研究[D].苏州大学,2008
[10]刘永波.啤酒灌装线上贴标机及输瓶链道的PLC控制[J].化工自动化及仪表,2001,28
(1):
72~73
[11]张丽萍,李卫民,孙洪哲等.PLC伺服电机和触摸屏在模内自动贴标机中的应用[J].辽宁工业大学学报(自然科学版),2009,29(3):
181~183
[12]赵化启.ZDTB-L1型智能贴标机系统设计与模型分析[J].林业机械与木工设备,2007,35(6):
31~33
[13]潘绍明,罗功坤,蔡启仲.全自动平面贴标机的系统设计与实现[J].制造业自动,2010,32(12):
95~97
[14]呼英俊,王开和,苗德华.小型异形瓶不干胶自动贴标机研制[J].包装与食品机械,2002,20
(1):
4~6
[15]孙静.全自动气动贴标机的研究与开发[D].南京理工大学,2004
[16]黄志昌,陈伟,邹昌洹.贴标机高度自动调节系统的研制[J].组合机床与自动化加工技术,2004年第11期:
68~70
[17]宣云静.贴标机常见问题及对策[J].啤酒科技,2007年第7期:
46~47
[18]J.F.Hanlon.HandbookofPackageEngineering[M].Mergray-Hill.2003
[19]Ellwein.C.Pneumaticinmicro—andmacro—system.Eletronik(Germany).
2002.5l(8):
45—53
[20]SYRDALAnnk,HIRSCHBERGJulia,.MEGORYJulie.AutomaticTOBIPredictionandAlignmenttoSpeedManualLabelingofProsody[J].2001
[21]WANGChun-xiang,WANGYong-zhang,YANGRu-qing.ResearchonPrecisionTensionControlSystemBasedonNeuralNetuork[J].2004(02)
[22]ANNKS.JULIAH.JULIEMAutomaticTOBIpredictionandalignmenttospeedmanuallabelingofprosody[J].2001
六、指导教师意
指导教师签字:
年月日
七、系级教学单位审核意见:
审查结果:
□通过□完善后通过□未通过
负责人签字:
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数控 电池 贴标机 毕业设计 开题 报告