【正文】 以氣缸伸縮來帶動包裝帶壓板運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)包裝帶的壓緊 。至此完成一個工作循環(huán)。 編程器除了用來輸入和編輯程序外，還可以用來監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU（中央處理單元）、存儲器（ RAM 和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡稱 I/O 模塊）、編程器和電源五大部分組成。但排氣噪聲比較大，高速排氣時應(yīng)加消聲器。脈沖信號分配器的作用就是能把輸入的脈沖轉(zhuǎn)化成環(huán)形脈沖，以便控制步進(jìn)電機(jī)，并能進(jìn)行正反 轉(zhuǎn)控制。為了滿足設(shè)計任務(wù)要求，選用步距角為 度的混合型步進(jìn)電機(jī)。步距角的選擇取決于負(fù)載精度的要求，將負(fù)載的最小分辨率（當(dāng)量）換算到電機(jī)軸上，每個當(dāng)量電機(jī)應(yīng)走多少角度（包括減速）。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 第四章 控制 系統(tǒng)設(shè)計 控制系統(tǒng)概述 本文所設(shè)計的包裝帶捆扎機(jī)的控制系統(tǒng)主要包括：送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)的控制、剪切熨燙 機(jī)構(gòu)步進(jìn)電機(jī)的控制、用來驅(qū)動包裝帶壓板往復(fù)移動的氣缸的控制。帶接頭的強(qiáng)度應(yīng)不低于帶子破斷拉力的 80%，因此，必須要保證有足夠的搭接面積，并且要對溫度、壓力、時間這三個工藝參數(shù)進(jìn)行綜合調(diào)節(jié)。 捆扎帶材料的選擇 根據(jù)捆扎要 求，選取成本較低、來源廣泛、捆扎美觀牢固的聚丙烯塑料帶。而使轉(zhuǎn)子導(dǎo)條受到電磁力 F。 三相異步電動機(jī)分成兩個基本部分：定子（固定部分）和轉(zhuǎn)子（旋轉(zhuǎn)部分）。在捆扎過程中，由送退帶機(jī)構(gòu)完成送帶、收帶、拉緊等動作；在夾壓、熨燙機(jī)構(gòu)作用下完成包裝帶粘結(jié)鎖緊，防止包裝帶的打滑松動。 在打捆過程中，包裝帶壓板以及熱熔搭接器的驅(qū)動由氣缸來實(shí)現(xiàn)，相對于電機(jī)控制而言，氣缸在實(shí)現(xiàn)來回伸縮控制方而有其獨(dú)特的特點(diǎn)和優(yōu)勢 。捆扎帶在進(jìn)行捆扎時，其帶頭和帶尾都需要用夾壓機(jī)構(gòu)進(jìn)行夾緊，以便完成熱熔搭接工作。外觀質(zhì)量上應(yīng) 保持 工作臺面平整、光亮，防止銹點(diǎn)、凹陷等缺陷，最大捆扎體積為 1800mm 1500mm 2020mm。 設(shè)計思路 打包機(jī) 的原理 圖 21 打包機(jī)原理圖 打包機(jī)的原理 如圖 21 所示 ： 打包物體處于打包機(jī)中間，首先哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 右頂體上升，壓緊帶的前端，把帶子收緊捆在物體上，隨后左頂體上升，壓緊下層帶子的適當(dāng)位置，加熱片伸進(jìn)兩帶子中間，中頂?shù)渡仙袛鄮ё?，最后把下一捆扎帶子送到位，完成一個工作循環(huán)。其次是依靠摩擦輪退帶收緊過程中，如何判斷包裝帶捆扎紙箱的捆緊力已達(dá)到要求而自動停止退帶收緊。雖然經(jīng)過二十多年的發(fā)展，但只能生產(chǎn) 20 多個品種，還不及國外一個公司的品種數(shù)，而且只能生產(chǎn)通用型的產(chǎn)品，哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 如鋼帶自動捆扎機(jī)的生產(chǎn)至今仍是一個空白，無法滿足一些特殊行業(yè)的需要：據(jù)調(diào)查 2020 年全國產(chǎn)量已達(dá) 19000 臺，但仍太大落后于國外的水平。目前國內(nèi)產(chǎn)品與國外相比，市場競爭能力偏低。由于他們能成功哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 地引進(jìn)和消化吸收別國的經(jīng)驗(yàn) ,不斷改進(jìn)發(fā)展，并且結(jié)構(gòu)較為簡單 ,可靠性高 ,在國際市場上有很大的競爭能力。市場上 出現(xiàn)較多的 捆扎 機(jī) 是 對一些體積較小 的物件的打包，而像 一些 體積較大的物件的打包的專用打包機(jī)卻不多，因此，本課題研究目的是研究一種新型的打包機(jī)，以解決此類問題。 進(jìn)度安排： 第 1~2 周：查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料，充分了解課題研究內(nèi) 容，做好設(shè)計前期準(zhǔn)備； 第 3~4 周：完成開題報告的撰寫，并進(jìn)行整體系統(tǒng)分析； 第 5~7 周：完成機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計和改進(jìn)，繪出完整的三維立體模型； 第 8~10 周：穿劍系統(tǒng)、送退帶系統(tǒng)、粘接捆扎系統(tǒng)設(shè)計，畫出總裝配圖； 第 11~12 周：對所設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行檢查修改，進(jìn)一步完善圖紙； 第 13~14 周：撰寫論文并準(zhǔn)備答辯。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 技術(shù)要求與主要內(nèi)容： 1）設(shè)計穿劍式打包機(jī)結(jié)構(gòu)，設(shè)計總體方案，確定運(yùn)動分配、整體布局等。 2）穿劍送帶系統(tǒng)設(shè)計。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 同組設(shè)計者及分工： 無 指導(dǎo)教師簽字 ___________________ 年 月 日 教研室主任意見： 教研室主任簽字 ___________________ 年 月 日 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 摘 要 自 20 世紀(jì) 80 年代中期以來，包裝技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用越來越廣泛和深入，產(chǎn)品的包裝需求也越來越大，需要打包的產(chǎn)品體積也越來越大。 目前，我國很多企業(yè)的包裝水平跟不上生產(chǎn)設(shè)備的更新速度，包裝質(zhì)量不高 。其中最大的生產(chǎn)廠家為下島株式會社 ,于 1969年開始正式生產(chǎn) 自動捆扎機(jī) ,主要從事產(chǎn)品開發(fā) ,產(chǎn)品質(zhì)量控制和推銷工作 ,其零部件加工和裝配均通過擴(kuò)散的辦法在國內(nèi)設(shè)有 17家分公司和 270個代銷點(diǎn) ,并在 35個國家和地區(qū)設(shè)有代理點(diǎn)。目前我國包裝機(jī)械產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量不穩(wěn)定、性能單一、成本高、技術(shù)含量低的狀況。我國捆扎機(jī)械的生產(chǎn)起步較晚，主要是靠引進(jìn)國外的整機(jī)經(jīng)消化改進(jìn)二次開發(fā)生產(chǎn)的。然后是凸輪總成的精確設(shè)計，受凸輪控制的剪切、夾壓機(jī)構(gòu)的合理協(xié)調(diào)運(yùn)行。打包機(jī)是使用打包帶纏繞產(chǎn)品或包裝件 ，然后收緊并將兩端通過熱效應(yīng)熔融或使用包扣等材料連接的機(jī)器。 方案選擇 整個系統(tǒng)分為：機(jī)械系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。夾壓機(jī)構(gòu)共有三個壓頭，由安裝在同一軸上的三個 凸輪分別控制，其中的第一壓頭夾壓帶頭，第二壓頭夾壓帶尾，兩層帶中間先由隔離器隔開，然后再由隔離器引導(dǎo)熨頭進(jìn)入兩層帶子中間，以待熱熔搭接。具有動作實(shí)現(xiàn)簡單，可大大減少輔助機(jī)構(gòu)的設(shè)計 (相對于電機(jī)控制而言 )。本捆扎機(jī)以氣動系統(tǒng)作為打捆系統(tǒng)加熱裝置的主要執(zhí)行件。三相異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子根據(jù)構(gòu)造上的不同分為兩種型式：鼠籠式和繞線式。電磁力的方向可應(yīng)用左手定則來確定。 因其可塑性好，斷裂拉力強(qiáng)，耐彎曲，比重輕，使用方便等優(yōu)點(diǎn)。電熱熔加熱法是最普遍使用的加熱方法，因?yàn)闊崛鄞罱泳哂羞B接強(qiáng)度高、裝置結(jié)夠簡單、操作簡便等優(yōu)。 其中送退帶機(jī)構(gòu)電機(jī)的選擇已在第三章做過介紹，這里不再贅敘。電機(jī)的步距角應(yīng)等于小于此角度。 最大靜轉(zhuǎn)矩是指步進(jìn)電機(jī)在通電狀態(tài)下，使轉(zhuǎn)子離開平衡位置的極限轉(zhuǎn)矩值，它反映了步進(jìn)電機(jī)承受外加轉(zhuǎn)矩 的特性。經(jīng)環(huán)形脈沖分配器輸出的信號驅(qū)動功率很小，而步進(jìn)電機(jī)繞組的勵磁需要相當(dāng)大的電流，所以還需進(jìn)行功率放大才能驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)。 氣缸概述 氣動系統(tǒng)中使用的氣動元件需要根據(jù)使用情況進(jìn)行選用，包括氣缸類型的選擇、氣缸型號的選擇、氣缸的控制方式。 CPU 模塊又叫中央處理單元或控制器，它主要由微機(jī)處理器（ CPU）和存儲器組成。編程器可以永久地連續(xù)在可編程序控制器上，將它取下來后可編程序控制器也可以運(yùn)行。 將上述任務(wù)簡化如下： 四個電機(jī)按下啟動按鈕，從 1 到 4 間隔 10 秒依次啟動，按下停止按鈕，從 4 到 1 間隔 10 秒依次停止。 穿劍式打包機(jī)的設(shè)計是一個實(shí)踐性很強(qiáng)的設(shè)計項(xiàng)目，并具有廣泛的應(yīng)用前景。 (5)氣動控制系統(tǒng)的設(shè)計。最后電機(jī) 1反轉(zhuǎn)，劍退回。I/O 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 42 PLC 控制原理圖 PLC 實(shí)際上是一種工業(yè)控制計算機(jī)，它的硬件結(jié)構(gòu)與一般微機(jī)控制系統(tǒng)相似，甚至與之無異。所以氣壓驅(qū)動的裝置在工業(yè)中應(yīng)用也是很廣泛的。脈沖信號發(fā)生器能夠精確輸出脈沖的數(shù)量和頻率，因而能夠準(zhǔn)確的控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速。 /3176。步距角是在一個脈沖電信號的作用下，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過的機(jī)械角度。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 19 捆扎粘結(jié) 機(jī)構(gòu) 捆扎機(jī)構(gòu)采用凸輪組推動壓桿上下運(yùn)動，三維視圖如圖 43 所示： 圖 43 凸輪組裝配圖 本章 小結(jié) 本章展示了打包機(jī)各個主要工作機(jī)構(gòu)的三維模型圖，通過建立三維模型，使得使清晰直觀的了解了捆扎機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理。它是采用各種有效的加熱方法，使塑料袋表層受熱融化，將兩個帶端的熔化面搭接起來，該接頭方式適用于聚丙烯塑料帶。 根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)摩擦輪的功率和轉(zhuǎn)速情況，選擇電動機(jī)型號： Y 160L6 額定功率： 11KW；滿載轉(zhuǎn)速： 970r/min。這電流與旋轉(zhuǎn)磁場相互作用。它被廣泛地用來驅(qū)動各種金屬切削機(jī)床、起重機(jī)、鍛壓機(jī)、傳動帶、鑄造機(jī)械、功率不大的通風(fēng)機(jī)及水泵等。 其中機(jī)械裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證反時針方向收帶，達(dá)到一定的捆緊力后焊接，稍后切刀上頂切帶，最后機(jī)械送帶，完成一個捆件的捆扎過程 。因此，氣動系統(tǒng)在很多自動化設(shè)備中正得到越來越廣泛的應(yīng)用。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 圖 22送退帶機(jī)構(gòu)原理示意圖 捆扎封接機(jī)構(gòu)原理示意圖如圖 23 所示。用寬度不小于 打包帶的捆扎機(jī)，單道最大捆緊力應(yīng)不小于 250N，接頭外觀無過熔現(xiàn)象，上、下層對齊， 中心偏移量應(yīng)不大于 ，接頭末端未燙部分長大于 2mm。廣泛應(yīng)用于外貿(mào)出口、家具、電子電器產(chǎn)品、食品飲料、印刷造紙、制瓶、玻璃、陶瓷、工藝品、半成品周轉(zhuǎn)及參展物品 /機(jī)械的中轉(zhuǎn)等行業(yè)。第一個難題是如何實(shí)現(xiàn)捆扎速度的可調(diào)，以適應(yīng)不 同的捆扎要求。 與國外捆扎機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)水平 相比，國產(chǎn)機(jī)差距主要為：品種單一，生產(chǎn)力低。行業(yè)從無到有，從小到大，逐步發(fā)展起來。每年約有 30%的出口 ,幾乎占領(lǐng)了全部東南亞市場。捆扎機(jī)械是包裝設(shè)備中的一個主要分支 ,是將一個或多個包裝物用捆扎帶 (繩 )緊束一起的機(jī)器 ,使包裝件便于運(yùn)輸、保管和裝卸 ,屬于外包裝設(shè)備。 4）設(shè)計說明書一份，外文翻譯 3000 字。廣泛應(yīng)用于外貿(mào) 出口、家具、電子電器產(chǎn)品、食品飲料、印刷造紙、制瓶、玻璃、陶瓷、工藝品、半成品周轉(zhuǎn)及參展物品 /機(jī)械的中轉(zhuǎn)等行業(yè)。 3）送退帶系統(tǒng)設(shè)計。由此，本論文針對穿劍式 打包機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計，包括： 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 穿劍結(jié)構(gòu)設(shè)計 送退帶結(jié)構(gòu)設(shè)計 粘接捆扎結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且對其中的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。雖然國內(nèi)少數(shù)企業(yè)憑借自身的雄厚經(jīng)濟(jì)實(shí)力，從國外引進(jìn)了部分全自動打捆設(shè)備，但其高昂的價格增加了生產(chǎn)成本，絕大多數(shù)企業(yè)仍在使用半自動或人工打包設(shè)備，這樣既使生產(chǎn)效率降低，也浪費(fèi)了大量勞動力，為此，根據(jù)我國包裝行業(yè)的實(shí)際需求和發(fā)展趨勢，研發(fā)高質(zhì)量，高可靠性的全自動打捆機(jī)以替代進(jìn)口，以非常必要，而且形勢緊迫。產(chǎn)品品種達(dá) 200 多個 ,正常生產(chǎn)品種為 29 種