貼標(biāo)機設(shè)計的原理及設(shè)計

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天津濱海職業(yè)學(xué)院全日制高等職業(yè)教育畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)畢業(yè)設(shè)計（典型性項目）說明書貼標(biāo)機設(shè)計的原理及設(shè)計全套圖紙，加 153893706作者：院系：天津濱海職業(yè)學(xué)院機電工程系專業(yè)： 機電一體化年級：2011 級學(xué)號：20110141343 指導(dǎo)教師：時間：2014 年 3 月主要內(nèi)容簡介隨著人們生活水平的提高，各式各樣的商品正在進入人們的日常生活中，而商標(biāo)又是商品不可缺少的一部分，所以貼標(biāo)機有著很廣大市場?，F(xiàn)在市場上有很多半自動的貼標(biāo)機，為了降低制造成本，開發(fā)高效率的全自動的貼標(biāo)機是很有意義的。基本用途適用于在各種物品的上平面貼標(biāo)簽或不干膠膜，如書本、文件夾、盒子、紙箱等，更換覆標(biāo)機構(gòu)可適用于不平整表面貼標(biāo)，廣泛應(yīng)用于大件產(chǎn)品的平面貼標(biāo)，規(guī)格范圍大的平面類物體貼標(biāo)?？蛇x配打碼機或噴碼機到貼標(biāo)頭，可實現(xiàn)在標(biāo)簽上打印生產(chǎn)日期、批號和噴印條碼等信息。關(guān)鍵字： 貼標(biāo)機 貼標(biāo) 標(biāo)簽1目 錄第一章 貼標(biāo)機的介紹 .5第一節(jié) 選題的依據(jù)和意義 .5第二節(jié) 自動貼標(biāo)機具有的特點 .5第二章 總體設(shè)計 6第一節(jié) 基本用途 .6第二節(jié) 設(shè)計原理 .6第三節(jié) 工作過程 .9第四節(jié) 軸承的選擇及校核軸承壽命 9第五節(jié) 供標(biāo)機構(gòu)動力學(xué)分析電機的選擇 .10第六節(jié) 技術(shù)參數(shù)及設(shè)備細節(jié) 12第七節(jié) 功能特點 18第八節(jié) 存在的問題及解決方案 18附件： .20參考文獻 .202第一章 貼標(biāo)機的介紹第一節(jié) 選題的依據(jù)和意義本課題是自動貼標(biāo)機。隨著人們生活水平的提高，各式各樣的商品正在進入人們的日常生活中，而商標(biāo)又是商品不可缺少的一部分，所以貼標(biāo)機有著很廣大市場?，F(xiàn)在市場上有很多半自動的貼標(biāo)機，為了降低制造成本，開發(fā)高效率的全自動的貼標(biāo)機是很有意義的。第二節(jié) 自動貼標(biāo)機具有的特點一.貼標(biāo)機的特點：(一).一般結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運動速度快，動作精度高。為滿足性能要求，對零件的剛度要求和表面質(zhì)量等都有較高的要求。(二).用于食品和藥品的包裝機要便于清洗，與食品和藥品接觸的部位要用不銹鋼或經(jīng)化學(xué)處理的無毒材料制成。(三).進行包裝作業(yè)時的工藝力一般都較小。(四).一般都采用無級變速裝置，以便靈活調(diào)整速度、調(diào)節(jié)生產(chǎn)能力。(五).特殊類型的專業(yè)機械，種類多，生產(chǎn)數(shù)量有限。（六）.隨著各種貼標(biāo)技術(shù)的深入發(fā)展，貼標(biāo)機正向著以下幾個發(fā)展方向：1.高生產(chǎn)率、高可靠性、高精度、好的柔性和靈活性，注重成套性和配套性;2.自動化程度不斷提高，過去的手工半手工的復(fù)雜作業(yè)，己被半自動或自動的貼標(biāo)機所取代，且逐漸向控制智能化的方向發(fā)展;3.先進的機電技術(shù)和新元件被綜合應(yīng)用于貼標(biāo)機中，并通過采用先進的設(shè)計方法提高產(chǎn)品設(shè)計質(zhì)量，縮短制造周期。3第二章 總體設(shè)計第一節(jié) 基本用途適用于在各種物品的上平面貼標(biāo)簽或不干膠膜，如書本、文件夾、盒子、紙箱等，更換覆標(biāo)機構(gòu)可適用于不平整表面貼標(biāo)，廣泛應(yīng)用于大件產(chǎn)品的平面貼標(biāo)，規(guī)格范圍大的平面類物體貼標(biāo)?？蛇x配打碼機或噴碼機到貼標(biāo)頭，可實現(xiàn)在標(biāo)簽上打印生產(chǎn)日期、批號和噴印條碼等信息?？蛇x配噴碼機到輸送帶，可實現(xiàn)貼標(biāo)前或貼標(biāo)后在產(chǎn)品上噴印生產(chǎn)日期、批號、條碼等信息。第二節(jié) 設(shè)計原理表 1 貼標(biāo)機介紹機構(gòu)名稱 機構(gòu)說明分料機構(gòu) 用于將層疊的產(chǎn)品分離成單張總開關(guān) 整臺機器的總電源開關(guān)輸送機構(gòu) 將產(chǎn)品輸送到貼標(biāo)位置，貼標(biāo)后，輸送到收料機構(gòu)收料機構(gòu) 承接完成貼標(biāo)輸送過來的產(chǎn)品覆標(biāo)機構(gòu) 將貼附在產(chǎn)品上的標(biāo)簽壓緊貼標(biāo)頭 貼標(biāo)的核心部件，實現(xiàn)貼標(biāo)功能觸摸屏 人機對話窗口，進行各種參數(shù)調(diào)節(jié)電箱 貼標(biāo)機電氣控制中心，排布各種控制器和 PLC4圖 1 貼標(biāo)機表頭表 2 貼標(biāo)機各零件說明機構(gòu)名稱 機構(gòu)說明料盤 用于裝卷裝標(biāo)簽剎車 用于剎住標(biāo)簽，防止標(biāo)簽松開，保持標(biāo)帶的張力滾筒 繞行標(biāo)簽，保證標(biāo)簽的張力標(biāo)簽壓緊裝置 壓緊標(biāo)簽，保證標(biāo)簽的張力電眼架 安裝測標(biāo)電眼，前后移動電眼牽引機構(gòu) 牽引機構(gòu)剝標(biāo)板 剝離標(biāo)簽5壓標(biāo)機構(gòu) 用于壓緊標(biāo)簽收料機構(gòu) 回收標(biāo)簽底紙橫向調(diào)整 調(diào)節(jié)整個貼表頭的左右位置縱向調(diào)整 用于將貼表頭整體升降圖 2 貼標(biāo)機整體6第三節(jié) 工作過程核心工作原理：傳感器檢測到產(chǎn)品經(jīng)過，傳回信號到貼標(biāo)控制系統(tǒng)，信號經(jīng)過 PLC 處理后，在適當(dāng)時刻送出標(biāo)簽貼附在產(chǎn)品設(shè)定位置上，產(chǎn)品流經(jīng)覆標(biāo)裝置，標(biāo)簽被覆牢固，一張標(biāo)簽的貼附動作完成。操作過程：放產(chǎn)品（可接流水線） —產(chǎn)品輸送（自動實現(xiàn)） —產(chǎn)品糾正（自動實現(xiàn)） —產(chǎn)品檢測（自動實現(xiàn)） —貼標(biāo)（自動實現(xiàn)） —覆標(biāo)（自動實現(xiàn)） —收集已貼標(biāo)產(chǎn)品 —取走產(chǎn)品。第四節(jié) 軸承的選擇及校核軸承壽命選擇軸承的類型：由于該軸的轉(zhuǎn)速高，而軸向載荷相對于徑向載荷有較小，故選擇深溝球軸承，又由于軸頸直徑 d=10mm，所以軸承型號為6000。查機械設(shè)計手冊得 C=4580。選用的軸承為深溝軸承，軸承代號是6007，軸承的壽命可通過下面的式子計算： 式中 10L——軸承的基本壽命（h）n ——軸承轉(zhuǎn)速（r/min）Tf——溫度系數(shù)7C ——基本額定動載荷（N）取 c=33400pf——載荷性質(zhì)系數(shù) pf=2F——當(dāng)量動載荷（N）?——壽命指數(shù)，球軸承 ?=2 滾子軸承 ?=10/3 所以符合設(shè)計要求第五節(jié) 供標(biāo)機構(gòu)動力學(xué)分析電機的選擇貼標(biāo)機對貼標(biāo)質(zhì)量的主要影響因素之一是能否保證在貼標(biāo)過程中標(biāo)帶的張力恒定。首先分析一下張力的產(chǎn)生。圖 3 為放標(biāo)系統(tǒng)的簡圖,設(shè)標(biāo)帶的張力為 T,放標(biāo)盤旋轉(zhuǎn)使標(biāo)帶的線速度為 V1,牽引輥在步進電機的帶動下旋轉(zhuǎn),使標(biāo)帶以線速度 V2 運動。如果 V2V1,則標(biāo)帶被拉伸,標(biāo)帶的張力變大;如果 V2V1,并保持一定的速度差以使標(biāo)帶產(chǎn)生一定的張力,當(dāng)標(biāo)帶張力產(chǎn)生變化時,應(yīng)及時調(diào)節(jié)放標(biāo)盤的線速度 V1 使之穩(wěn)定,這樣標(biāo)帶才能在恒張力下穩(wěn)定運行。由力學(xué)分析可知,標(biāo)帶拉力產(chǎn)生的力矩總是等于制動力矩、阻力矩和慣性力矩之和。即標(biāo)簽盤的動態(tài)力矩平衡方程為:M 拉=M 制+M 阻+M 慣8dt2,）（ 亦 即 ：）（拉 阻制 慣 ?JMTD??式中:T 為標(biāo)帶的張力;D 為標(biāo)簽盤的直徑;J 為整個標(biāo)盤的轉(zhuǎn)動慣量(J=Jk+J0,Jk 為標(biāo)簽盤的轉(zhuǎn)動慣量,J0 為放標(biāo)盤的轉(zhuǎn)動慣量)。由于標(biāo)帶相對來說較薄,對于貼一個標(biāo)簽來說,半徑變化較小,因此可以認(rèn)為標(biāo)簽盤是勻速轉(zhuǎn)動,也即是 可以忽略不計則 由此可得到dt?0)(?dtJM?慣標(biāo)簽盤的靜態(tài)力矩平衡方程: 阻制2?TD于是張力表達式： ）（ 阻制 MT?由上式可知:在靜態(tài)時,只要控制好 M 制+M 阻使其隨著標(biāo)簽盤的直徑變化而變化,即可以控制張力的恒定,控制方法也比較簡單。圖 3電機的選擇選擇電機應(yīng)考慮以下因素： 1、為電機提供電源的種類，如單相、三相、直流電等；2、電機的工作環(huán)境，電機工作場所是否有特殊性，如潮濕、高溫、化學(xué)腐蝕、粉塵等等； 93、電機的工作方式，是連續(xù)工作還是短時工作或是其它工作方式； 4、電機的安裝方式，如立式安裝、臥式安裝等等； 5、電機的功率及轉(zhuǎn)速等，功率及轉(zhuǎn)速應(yīng)滿足負(fù)載的要求； 6、其它困素，如是否需要變速、有無特殊控制要求、負(fù)載的種類等。轉(zhuǎn)速=60*F/磁極，F(xiàn)為電源頻率，一般為50，磁極SN為1 2極轉(zhuǎn)速約2800--3000 4極 1400-1500 6極 900--1000。根據(jù)所承受的力及轉(zhuǎn)速的大小，選擇的電機型號為MODEL ARM98ACC-T3.6。第 6 節(jié) 技術(shù)參數(shù)及設(shè)備細節(jié)下面是貼標(biāo)機的一些主要參數(shù)：表 3 貼標(biāo)機參數(shù)參數(shù)名稱 具體參數(shù)數(shù)值貼標(biāo)精度 ±1mm (不含產(chǎn)品、標(biāo)簽誤差)貼標(biāo)速度 40～120件/分鐘（與產(chǎn)品尺寸有關(guān)）適用產(chǎn)品尺寸 長：40mm～400mm 寬：40mm～200mm 高：0.2mm～150mm適用標(biāo)簽尺寸 長度：6mm～150mm 寬度（底紙寬度）：15mm～130mm整機尺寸 約1600mm×780mm×1400mm（長×寬×高）適用電源 220V/50HZ；整機重量 約 180Kg適用標(biāo)簽內(nèi)徑 ?76mm適用標(biāo)簽外徑 ? 240mm電壓 220V10適用范圍1.適用標(biāo)簽：不干膠標(biāo)簽，不干膠膜，電子監(jiān)管碼，條形碼等。2.適用產(chǎn)品：要求在平面、大弧度面上貼附標(biāo)簽或膜的產(chǎn)品。3.應(yīng)用行業(yè)：廣泛應(yīng)用于印刷、文具、食品、日化、電子、醫(yī)藥、等行業(yè)。4.應(yīng)用實例：書本平面貼標(biāo)、文件夾貼標(biāo)、包裝盒子貼標(biāo)、板材貼標(biāo)等。圖 4 流程圖11圖 5 成功案例12圖 6 附腳輪圖 7 Y 型支架固定架13圖 8 Y 型支架固定桿圖 9 上下鏈接板14圖 10 收料結(jié)構(gòu)板圖 11 收料支架15第七節(jié) 功能特點1.功能強大，可用于各種工件的平面、圓弧面、凹平面的貼標(biāo)，可用于不規(guī)則工件貼標(biāo)；2.貼標(biāo)準(zhǔn)確，穩(wěn)定性高，采用 PLC+細分步進電機驅(qū)動送標(biāo)，送標(biāo)準(zhǔn)確；放料機構(gòu)配置剎車功能，保證標(biāo)帶繃緊，確保標(biāo)簽檢測精確；標(biāo)帶繞行糾偏機構(gòu)，防止標(biāo)簽左右偏移；3.堅久耐用，電路與氣路分開布置，氣路配置凈化裝置，避免空氣的水分侵害電器，延長設(shè)備壽命；整機采用高級鋁合金和不銹鋼材料，質(zhì)量牢固；4.調(diào)整方便，配置高低行程可調(diào)功能，不同高度產(chǎn)品貼標(biāo)，無需反復(fù)更換治具；5.外形美觀，采用底置電腦白電箱，配合不銹鋼和高級鋁合金，美觀大方，提升設(shè)備檔次；6.可選配功能和部件：7.熱打碼/噴碼功能；8.自動上料功能；9.自動收料功能（結(jié)合產(chǎn)品考慮） ；10.特殊標(biāo)簽電眼。第八節(jié) 存在的問題及解決方案貼標(biāo)中要達到完美視覺效果。其中之一就是避免貼標(biāo)中的翹標(biāo)現(xiàn)象。在管子未灌裝之前貼標(biāo)，貼好以后再進行灌裝封尾，而在封尾過程中的加熱對標(biāo)簽16的考驗尤其嚴(yán)峻，標(biāo)簽距離底端越近，翹標(biāo)的可能性就越大。實際應(yīng)用中幾乎每個廠家都有類似問題，解決的辦法也多種多樣：1.增加標(biāo)簽的粘度，盡量使標(biāo)簽粘貼牢固。要達到這個效果，需從以下幾個方面加以考慮：(1)提高被貼產(chǎn)品的表面質(zhì)量。大部分的產(chǎn)品表面有光油，會增加貼標(biāo)的困難，內(nèi)容物的滲出，管壁的微孔等等都會造成標(biāo)簽的翹起，如何避免此類問題的發(fā)生, 應(yīng)該是大家要考慮的一個比較重要的問題。(2)在貼標(biāo)過程中控制標(biāo)簽的貼標(biāo)壓力。(3)控制貼標(biāo)過程中的溫度。增加貼標(biāo)溫度，會改善貼標(biāo)效果，因為隨溫度的升高，物體內(nèi)部物質(zhì)的活性會增加，標(biāo)簽才更容易與管身融合。2.盡量采用柔軟的標(biāo)簽材料，良好的標(biāo)簽延展性對翹標(biāo)也會有很大改善。3.改變標(biāo)簽的形狀。將標(biāo)簽的底端做成弧形, 盡量避開封尾變形區(qū)。當(dāng)然圓弧不可以開的太深, 否則由于標(biāo)簽本身的問題容易引起褶皺, 增加不必要的麻煩。對于異型封尾則要求標(biāo)簽的形狀要做相應(yīng)改變, 這樣不但可以避免翹標(biāo)還可以增加美感。4.消除靜電的影響。貼標(biāo)過程容易產(chǎn)生靜電, 這對貼標(biāo)效果會產(chǎn)生影響, 適當(dāng)提高貼標(biāo)現(xiàn)場的濕度, 會有一定改善, 采用離子風(fēng)機也是有效的解決辦法。貼標(biāo)機內(nèi)部設(shè)有濕度自動控制, 更可以單獨控制設(shè)備內(nèi)部的潔凈度, 讓貼標(biāo)遠離灰塵，提高產(chǎn)品的貼標(biāo)質(zhì)量。這樣做到了貼標(biāo)過程中不再有翹標(biāo)現(xiàn)象，達到視覺效果。17附件：自動貼標(biāo)機的圖紙（貼標(biāo)機圖紙用 solidwords 打開）參考文獻1.楊仲林主編，包裝自動控制技術(shù)及應(yīng)用，北京中國輕工出版社，2008.12.黃穎為主編，包裝機械結(jié)構(gòu)與設(shè)計，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2007.2.43.尹章偉，毛中彥編著，包裝機械，北京化學(xué)工業(yè)出版社，2006.4.10