全自動旋蓋機的設計含開題、SW三維及6張CAD圖,全自動,旋蓋機,設計,開題,SW,三維,CAD 全自動旋蓋機設計 1 選題背景及其意義 背景: 隨著科技的發(fā)展,我國的醫(yī)藥,化妝品,飲料行業(yè)得到迅猛的發(fā)展,它們是一個多學科先進技術和手段高度融合的高科技產(chǎn)業(yè)群體，涉及國民健康、社會穩(wěn)定和經(jīng)濟發(fā)展，以及中國飲料行業(yè)也是一個重要的組成,是改革開放以來發(fā)展起來的新興行業(yè)，是中國消費品中的發(fā)展熱點和新增長點。30年來，行業(yè)不斷地發(fā)展和成熟，逐漸改變了以往規(guī)模小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、競爭無序的局面，各種企業(yè)的規(guī)模和集約化程度不斷提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨合理。中國飲料、醫(yī)療、化妝品在品牌方面的發(fā)展成果顯著，全國性品牌已有十幾家，五類產(chǎn)品中22個品牌被評為中國名牌。 市場經(jīng)濟發(fā)展迅速, 如何提高生產(chǎn)率,以及節(jié)約人力物力,降低成本,節(jié)約能源，提高能源利用率，使用機械設備代替工人的勞動力,是一個相當亟不可待的問題 。 原始的生產(chǎn)方式已經(jīng)跟不上,日益膨脹的社會需求,如何實現(xiàn)機械自動化,便設想如能設計一套全自動旋蓋系統(tǒng)將十分有利于工廠的需求。 意義: 生產(chǎn)中應用旋蓋機,可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率，可以減輕工人勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、以及生產(chǎn)產(chǎn)品的一致性、可靠性。通過收集相關資料，查閱文獻,根據(jù)產(chǎn)品特點市場需求,任務書設計出一套完整的全自動旋蓋系統(tǒng)并能為其相關零件選擇合適的材料和加工工藝。通過PLC,機械,氣壓系統(tǒng)等來實現(xiàn)機電一體的自動化。 本課題中全自動旋蓋機主要是，針對飲料、醫(yī)療、化妝品行業(yè), 通過以上畢業(yè)設計內(nèi)容，讓學生在畢業(yè)設計過程中綜合大學所學基礎課程及專業(yè)課程，培養(yǎng)學生綜合應用所學知識和技能去分析和解決一般工程技術問題的能力；進一步培養(yǎng)學生分析問題、創(chuàng)造性地解決實際問題的能力。 2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 飲料包裝是包裝機械行業(yè)最大的一個細分市場，該市場又可簡單細分為食品包裝和啤酒飲料包裝。后者一般客戶方都是整條生產(chǎn)線購買，自動化水平相對比較高，PLC、HMI、低壓變頻器，甚至伺服都有廣泛的應用。需求量巨大，中國平均每年大約需求100余條，市場超過50億。中國是個人口大國，按目前中國飲料的人均消費量，尤其是礦泉水，與其他國家相比消耗量十分明顯。該市場仍處在供不應求的發(fā)展中，市場空間很大。市場得以開發(fā)，則需求量將有非常可觀的上升。前者的產(chǎn)品差別很大，有機械控制的簡單食品加工機器，比如面條機、餃子機等，也有應用整條自動化生產(chǎn)線的高端食品加工設備。中國食品加工水平較低，目前該市場隨著中國GDP的增長平穩(wěn)增長，據(jù)相關專家預測，未來兩三年不會出現(xiàn)發(fā)展的瓶頸。 ??醫(yī)藥工業(yè)包裝。這類包裝設備總體特征是體積小、價格高、產(chǎn)值約占藥品的12-15%。因此這類包裝設備對自動化水平要求也較高，相應企業(yè)的自動化設備的購買能力也較強。目前國家藥品改革只能對包裝要求越來越嚴，尤其是西藥，為避免二次污染盡量散裝。 我國早期多采取人工包裝，操作繁瑣、單調(diào)、重復，工人勞動強度大，包裝質(zhì)量不高，有些藥品長期與人接觸還會影響身體健康。由于工業(yè)產(chǎn)品千差萬別，用戶要求各不相同，很難形成統(tǒng)一的灌裝模式和定型的包裝設備，因而包裝工序長期以來成為連續(xù)化生產(chǎn)過程中的薄弱環(huán)節(jié)。 　　包裝工作包括包裝材料和容器的制造、印刷、包裝工藝程序的操作和質(zhì)量檢測等。實現(xiàn)包裝自動化能有效地提高生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量,增加花色品種,有利于食物、藥品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防腐防銹并降低生產(chǎn)成本。包裝自動化還能改善工作條件，特別是對有毒性、刺激性、低溫潮濕性、飛揚擴散性等危害人體健康的物品的包裝尤為重要。以及那些人工難以實現(xiàn)的包裝,如無菌包裝、藥品飲料包裝、真空包裝、熱成型包裝等，更加需要實現(xiàn)自動化。伴隨電子技術的發(fā)展，包裝從單機分離電器為主的低級程序控制發(fā)展到多功能全自動包裝機和由電子計算機控制的包裝生產(chǎn)自動線。 包裝自動化主要包括：①包裝材料、容器和包裝物品的自動計量、傳送和成品的自動輸出；②工藝程序的自動執(zhí)行，操作機構(gòu)的自動調(diào)節(jié)和故障的自動處理；③工藝參數(shù)（位置、尺寸、重量、數(shù)量、速度、性態(tài)、行為等）的自動控制和自動調(diào)節(jié)；④包裝質(zhì)量的自動檢測和廢品的自動剔除。物品包裝所采用的技術手段、控制方法和能夠達到的自動化程度隨物品種類而異,受到產(chǎn)品性狀、包裝材料(或容器)和包裝要求等諸因素的制約。 依被包裝物的形態(tài)，包裝自動化分為液體包裝自動化和固體包裝自動化兩類。液體包裝自動化包括各種飲料、液狀調(diào)味品、日用化工品和藥品中那些具有一定粘度的液態(tài)物質(zhì)的包裝自動化。這類產(chǎn)品的包裝大都采用容器灌裝法，需要經(jīng)過容器清洗（或容器制造）、計量灌裝、封口貼標等幾道主要工序。例如，啤酒包裝生產(chǎn)自動線由洗瓶、灌裝、壓蓋、殺菌、貼標五臺主機按工藝流程布置，單機進行控制，中間用柔性輸送鏈聯(lián)結(jié)并協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)拍。因為啤酒是含氣性飲料，故采用等壓法灌裝、液位法計量。整機為旋轉(zhuǎn)型,由機械傳動系統(tǒng)控制同步運行,用機、電、氣綜合技術組成程序控制系統(tǒng)。環(huán)形酒缸液位采用介質(zhì)壓力傳感閉環(huán)自動調(diào)整，灌裝過程采用機械方式開環(huán)自動控制，檢測故障采用機電聯(lián)鎖控制自動停車、人工排除，全部潤滑、清洗和壓縮空氣系統(tǒng)均集中操縱。 3 主要研究內(nèi)容 3.1全自動旋蓋機的基本工作原理 本課題主要研究輸送帶傳動，步進電機,交流電機,PLC,控制等。通過電機控制輸送帶，金屬桿的運動，步進電機的行程根據(jù)任務書的已知條件，對旋蓋機及其各個零件進行設計和總體布置。通過具體的參數(shù)計算及工況分析，擬定全自動旋蓋機的系統(tǒng)原理圖，完成液壓及電氣PLC控制系統(tǒng)原理圖繪制。 第一部分:瓶子的進給部分 第二部分:瓶蓋的進給及裝蓋部分 第三部分:自動旋蓋部分 第四部分:控制部分 主要工作方式: 前一流水線上瓶子通過輸送帶進入旋蓋機------------→通過輸送帶及轉(zhuǎn)盤將瓶蓋輕放在瓶子上-------------→旋緊瓶蓋----------→下料 3.2 課題主要內(nèi)容： 1.根據(jù)設計要求，收集旋蓋機相關資料，并做相關外文資料翻譯。 2.根據(jù)已知技術參數(shù)，確定旋蓋機的總體設計方案。 4.完成旋蓋機的結(jié)構(gòu)設計，采用SOLIDWORKS CAD等軟件繪制裝配圖、零件圖。 5.擬定PLC控制系統(tǒng)原理圖，電氣控制原理圖。 6.撰寫畢業(yè)論文及設計說明書。 3.3設計主要的技術參數(shù)要求 生產(chǎn)能力50瓶/分鐘 瓶蓋尺寸：15-70毫米 瓶體直徑：Φ35-Φ130毫米 瓶體高度：50-320毫米 4 研究方案 4.1 總體方案 （1） 先將要設計研究的旋蓋機分成三個大部分,用來模塊化設計。 ① 進給系統(tǒng)模塊的設計。 ② 旋蓋系統(tǒng)模塊的設計。 ③ 電氣控制模塊的設計。 （2） 搜集一下各方面的文獻資料 （3） 去市場調(diào)查,各種瓶子、瓶蓋的規(guī)格，以及瓶蓋大約需要的預緊力。 （4） 各個模塊的機械設計，大體選用零件（如電機、輸送帶等）。 （3）各零件的校核計算，并確定選擇的型號。 （4）控制方面的設計，F(xiàn)X 1n PLC的程序編寫。 （5）綜上的研究，驗證設計的可行性 （6）計算機軟件制圖。 （7）論文的編寫。 4.2 論文框架 ①旋蓋機的現(xiàn)況 ②重要參數(shù)的確定與論證 ③構(gòu)件材料的選擇及論證 ④旋蓋機原理及結(jié)構(gòu)設計 ⑤強度計算 ⑥控制系統(tǒng)設計 ⑦小結(jié)及結(jié)束語 5 進度計劃 2010.11.01-2010.12.01 收集資料，研讀資料 2010.12.01-2011.01.15 擬訂總體設計方案 2011.01.15-2011.03.15機械結(jié)構(gòu)設計、繪制總裝圖 2011.03.15-2011.04.15主要零部件設計計算，繪制零件工作圖 2011.04.15-2011.04.30 液繪液壓系統(tǒng)原理圖 2011.04.30-2011.05.10 控制系統(tǒng)設計 2011.05.10-2011.05.25 撰寫設計計算說明書 2011.05.25-2011.06.06 修改及答辯 參考文獻 [1] 侯成仁.基于運動約束的高速旋蓋機設計及其凸輪分析[J].機械制造，2004,42（7）. [2] 唐偉強，周宇英.旋蓋機旋蓋頭磁耦合離合器的設計探討[J].糧食油加工與食品機械,2000. [3] 嚴書華. 一種通用瓶蓋理蓋器與旋蓋機構(gòu)的設計[J].福建：機電技術,2007,(4). [4] 劉麗華. 基于PLC控制的教學型旋蓋氣動機械手設計[J].廣東：液壓與氣動,2010. [5] 李詩龍. FX12型旋蓋機的設計[J].武漢:包裝工程,2000,21（3）. [6] 孫秀延,趙大民，王秀倫. XG12全自動回轉(zhuǎn)式旋蓋機的設計[J].沈陽工程學院學報,2008,(1):4-1. [7] 賴天琴，鐘林源，羅威.高速旋蓋機凸輪的加工[J].包裝與食品機械,2010,28（3). [8] 張偉安，王建勤. 全自動回轉(zhuǎn)式旋蓋機[J].浙江：輕工機械,2002,(2). [9] 王毅. 小瓶旋蓋機扭蓋失效原因分析[J].中國設備工程,2002,(10). [10] 周始榮.旋蓋機的幾種恒扭矩結(jié)構(gòu)的分析[J].上海：包裝與食品機械，2007,25（3）. [11] 王玉琳，王強. 步進電機的速度調(diào)節(jié)方法[J].電機的控制與應用,2006,33(1). [12] 毛衛(wèi)平，顧建.鄒占武. PLC在氣壓傳動控制實驗中的應用[J].江蘇：機床與液壓,2004,(4). [13] 殷華文，于兆和，馬志剛. PLC對步進電機的控制技術[J].組合機床與自動化加工技術,2003,(8). [14] 宣財鑫. PLC脈沖控制步進電機技術[J].江蘇：機車車輛工藝,2002,(1). [15] Michael H. Peronek,Robin C. Jones. ANTI-ROTATION METHOD AND APPARATUS FOR BOTTLE CAPPING[J]. United States Patent,Apr. 14,1989 [16]Michael H.Peronek,Daniel L Goodell,QUICK CHANGE CONNECTION FOR FILLING AND CAPPING MACHINES[J]. United States Patent,Sep.30,1997 7 指導教師意見 指導教師簽名： 年 月 日 開題答辯小組意見 1、論文選題：□有理論意義；□有工程背景；□有實用價值；□意義不大。 2、論文的難度：□偏高；□適當；□偏低。 3、論文的工作量：□偏大；□適當；□偏小。 4、設計或研究方案的可行性：□好；□較好；□一般；□不可行。 5、學生對文獻資料及課題的了解程度：□好；□較好；□一般；□較差。 6、學生在論文選題報告中反映出的綜合能力和表達能力： □好；□較好；□一般；□較差。 7、學生在論文選題報告中反映出的創(chuàng)新能力： □好；□較好；□一般；□較差。 8、對論文選題報告的總體評價：□好；□較好；□一般；□較差 （在相應的方塊內(nèi)作記號“√”） 建議結(jié)論 評議小組組長簽名： 評議小組組員簽名： 年 月 日