【正文】 United StatesUSAbstract:A variety of foods, pharmaceuticals, medical devices, home products, and household goods now tumble into packages via robotic devices. Reasons for going with the robotic approach include a requirement for a guaranteed level of sanitation during packaging. Robots are also getting the call when the operation can cause injury to a human operator from ergonomic issues such as repetitive motion/stress issues. Manufacturers increasingly view robotic assembly as a way to avoid mixups in products produced with numerous options.Full Text:Copyright Penton Media, Inc. Oct 2001[Headnote]ROBOTICS [Headnote]Food and drug makers are putting big bets on robots to help organize production. Amere three years. That39。s introduction. Most applications have been food related, with many in the candy industry to provide fast changeover for different product and pack patterns. Goodman says the machine has been particularly successful with displaybox applications. Headcount reductions aren39。ve found this to be the case in topload robotic placement of packages into shipping containers, explains Goodman. We also see it in integrated solutions to load or unload packages into cases, trays, cartons, totes, and so forth. As an example, Goodman points to one case where the firm39。8600: Manufacturing industries not elsewhere classified8650: Electrical amp。英文原文 Design of snack GrabingMachineCleveland。在應(yīng)用這些謬論前，結(jié)果是許多車輪的滑轉(zhuǎn)等這樣的問題?！? 最后，機器人包裝系統(tǒng)在當(dāng)實行的速度是重要的被開始廣泛的運用。包裝機器人是提高空間利用率的有效方法，它能利用同樣的空間上生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品。在另一個廠房，機器人組裝站立著正以100袋/分鐘的速度代替三個人輪班工作。碎木板廠商和化肥包裝商被看成是其最大受益人 。 最近在機器人技術(shù)的進(jìn)步已簡化了包裝和硬紙盒程序的應(yīng)用過程。并且當(dāng)許多廠商由于對未來產(chǎn)品的配置很難預(yù)測，他們期望應(yīng)用機器人來改變這種狀況。隨機順序的用托板裝運的動作定位了分布和順序執(zhí)行中心,在這其中產(chǎn)品被分別抓取并用手工裝運到托板上。機器人工業(yè)和自動圖象聯(lián)盟認(rèn)為這樣的結(jié)果很好，以致在最近它獲得了由用戶認(rèn)可的食品制造商的獎勵。和能在包裝過程中達(dá)到衛(wèi)生設(shè)備的保證要求的機器人一起工作的方法的理由。在設(shè)計中我遇到了很多困難，都是在孫老師的幫助下解決完成的。然后確定采用刀具回轉(zhuǎn)和物料直線進(jìn)給的切菜機。結(jié) 論進(jìn)入21世紀(jì)以來，食品工業(yè)的分工越加細(xì)化。 (a) 單 刀 (b) 雙 刀 新月型刀具主要應(yīng)用于切削物料形狀不規(guī)則，短而硬的物料，如土豆，洋蔥等。如圖()在物料輸送速度一定的條件下，用雙刀具時的物料切片厚度為采用單刀時的切片厚度的一半。所以齒頂圓取為80 mm。 鏈作用在軸上的力 鏈速公式：m/s （） 式中：—鏈節(jié)距（mm）。查[2]得=；查[2]得=；考慮傳遞的功率不是很大，選單排鏈，由[2]查得=1。選取鏈輪齒數(shù)，還應(yīng)考慮到輪齒和鏈的均勻磨損問題。第4章 鏈傳動部件設(shè)計 鏈傳動主要參數(shù)的選擇由總體設(shè)計分析選用鏈作為輸送帶傳動的主要形式。由[2] 分別進(jìn)行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)：軸承1 軸承2 因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷， 取NN。m）； d—軸的直徑（mm）； l—鍵的工作長度（mm），58mm； 、b—鍵的公稱長度和鍵寬（mm）； k—鍵與轂槽的接觸高度（mm）； —許用應(yīng)力（MPa）。m 從彎矩圖中可知，斜齒輪軸中間的aa剖面彎矩載荷最大，是危險截面。根據(jù)多功能切菜機的設(shè)計要求和前面的總體分析，軸的結(jié)構(gòu)如圖 。法向變位系數(shù) 小齒輪 ，大齒輪 軸的設(shè)計計算 軸的材料選擇 因傳遞的功率不大，并對重量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，但由于斜齒輪與該軸做成一體，故選用40Cr,為材料，并經(jīng)調(diào)質(zhì)，表面淬火處理。 （）式中:、由實驗獲得，隨材料而異。 因為本設(shè)計中，齒輪采用閉式傳動，表面淬火，因大小齒輪均用硬齒面，齒面抗點蝕能力較強。因為切菜機屬于一般機械，無特殊要求，故可以選擇的電動機的額定功率小于1kW。 ：130mm可調(diào)。因而全面分析的結(jié)果，本多功能切菜機采用整體傳動箱體的結(jié)構(gòu)。經(jīng)分析采用分離傳動的分箱結(jié)構(gòu)，即刀具主軸傳動系統(tǒng)和輸送帶傳動系統(tǒng)分別安置在二個傳動箱體中，和分析整體箱體結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點，確定選擇整體箱體結(jié)構(gòu)。（1）無級變速器采用無級變速器可大大地簡化機器的機構(gòu)。綜上所述，本設(shè)計刀具的傳動要求平穩(wěn)，采用斜齒輪傳動。鏈傳動應(yīng)用廣泛，按用途分可分為傳動鏈、輸送鏈和曳引鏈三種。帶傳動的主要特點：傳動帶具有彈性和撓性，可吸收振動和緩和沖擊，使傳動平穩(wěn)、噪音?。划?dāng)過載時，傳動帶與帶輪間可發(fā)生相對滑動而不損傷其它零件，起保護(hù)作用；適合于主、從動軸間中心距較大的傳動；結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝和維護(hù)都較方便；由于有彈性滑動存在，故不能保證準(zhǔn)確的傳動比；結(jié)構(gòu)尺寸較大，效率較低，壽命較短；由于需要施加張緊力，所以會產(chǎn)生較大的壓軸力，使軸和軸承受力較大。 (4)旋轉(zhuǎn)刀具及旋轉(zhuǎn)撥盤與設(shè)有鉸鏈構(gòu)件的防護(hù)罩間必須有互鎖裝置。相對而言機構(gòu)較復(fù)雜、有沖擊、振動大、傳動元件易磨損，機器壽命低。目前，國內(nèi)外的切菜機的切片運動形式主要有兩種： （1）刀具回轉(zhuǎn)和物料直線進(jìn)給式； （2）刀具作直線往復(fù)運動和物料作直線進(jìn)給式。本設(shè)計主要是將日本生產(chǎn)的ES2型切菜機進(jìn)行消化、吸收，并使之國產(chǎn)化；然后，本文對多功能切菜機的主要機械部分的設(shè)計計算進(jìn)行說明，例如無級變速器傳動、斜齒輪傳動、蝸桿傳動、鏈傳動，軸的設(shè)計計算及軸承選用和計算及壽命校核等。目前，國內(nèi)生產(chǎn)切菜機的廠家不多，現(xiàn)在我國的食品機械行業(yè)的主要機器型號有JYQ550型多功能切菜機,PQT580型多功能切菜機（整機（無級）：1200700300MM,外形尺寸：送料槽：長寬=1000140MM）；CHD40型推桿式切菜機QDDLC2智能型蔬菜切割機；QCJⅠ型多功能切菜機TW801A多功能切菜機,機器尺寸：1160（L）530（W）1000（H）(mm)機器重量：135KG切割尺寸160mm(葉菜部)產(chǎn)量：300100kg/HR電源：220V單相馬力：3/4HP皮帶寬：120mm；DQ180A、DQ180B多功能切菜機；CHD40型料斗式多功能切菜機；作為EMURA的主力產(chǎn)品,其最新推出的多功能切菜機ECD202型,CHQC100DI型多功能切菜機規(guī)格470410620mm符合Q/WHS022001技術(shù)條件要求；JW301型切菜機，技術(shù)參數(shù)：電壓/頻率：230240V/5060HZ 功率：35W 重量：2kg 線長: 尺寸：120342210(mm) 大箱尺寸:445420490(mm)等，模擬手工切菜機為多。雖然中國勞動力低廉，但手工切出的制品不衛(wèi)生，規(guī)格尺寸不均，破損量大，成本相對較高。發(fā)展食品工業(yè)的基礎(chǔ)便是食品機械。它們均服務(wù)于各種菜肴食料的準(zhǔn)備與制作，或者服務(wù)于與此相同的其他輔助性工作。中國多用切菜機產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的問題中，許多情況不容樂觀，如產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理、產(chǎn)業(yè)集中于勞動力密集型產(chǎn)品；技術(shù)密集型產(chǎn)品明顯落后于發(fā)達(dá)工業(yè)國家；生產(chǎn)要素決定性作用正在削弱；產(chǎn)業(yè)能源消耗大、產(chǎn)出率低、環(huán)境污染嚴(yán)重、對自然資源破壞力大；企業(yè)總體規(guī)模偏小、技術(shù)創(chuàng)新能力薄弱、管理水平落后等。此外，尚設(shè)計出不同機構(gòu)圓盤刀具，可以一次切出所需的不同形狀的物料（條、絲、丁等）。此外，尚可以設(shè)計不同機構(gòu)的圓盤刀具，可以一次切出所需的不同形狀的物料（條、絲、塊、丁等）。由于上面分析比較可以得出如下結(jié)論：刀具作回轉(zhuǎn)運動切片時，切片質(zhì)量好，生產(chǎn)率高，切形多樣化（可通過不同種類的圓盤刀具來實現(xiàn)）代表了切菜機的發(fā)展方向，所以本設(shè)計仍然采用刀具回轉(zhuǎn)的切片運動形式。(3)在進(jìn)料，切割，出料的過程中，菜料應(yīng)順利通暢，不得有諸塞現(xiàn)象。具有傳動比準(zhǔn)確、效率高、傳動平穩(wěn)、噪音低、使用壽命長、中心距允許范圍大、軸上壓力小、能承受一定沖擊、不需潤滑、較其它帶傳動結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點。因此，鏈傳動常用于兩軸中心距較大、要求平均傳動比不變但對瞬時傳動比要求不嚴(yán)格的兩軸或多軸傳動，它還能在低速、重載、工作環(huán)境惡劣和較高溫度的情況下較好地工作，目前常用于在100kW以內(nèi)、鏈速在12～15m/s以內(nèi)、傳動比在8以內(nèi)的農(nóng)業(yè)機械、輕化工機械、起重運輸機械、各種車輛各采礦機械的傳動中。（見下頁） 傳動原理圖 總體布局本機主要分為：電機箱部件，傳動箱部件，料槽部件，輸送帶部件，出料口部件，刀盤部件。本機采用了帶式無級變速器，是因為其機構(gòu)簡單，工作平穩(wěn)，能吸受振動，具有過載保護(hù)作用，制造容易和不需要專門的潤滑系統(tǒng)，特別適合小功率的傳動系統(tǒng)中。 ③刀具主軸與物料輸送方向（輸送帶）有一定的垂直度要求，可直接由箱體的孔系加工來保證。對于輸送帶上傳動機構(gòu)的滑動軸承，可以采用定期注潤滑油的方式進(jìn)行，潤滑油應(yīng)采用無色、無味、無毒的食品油或醫(yī)用凡士林。 ：片、條、絲、塊、段、丁等。但是電動機轉(zhuǎn)速愈高，傳動裝置總傳動比愈大，會使傳動裝置外部尺寸增加，提高制造成本。N。m）； —齒形系數(shù)； —應(yīng)力修正系數(shù)； —重合度系數(shù)； —許用彎曲應(yīng)力（MPa）。 查文獻(xiàn)[2]得使用系數(shù)=；齒輪的圓周速度：m/s查[2]得齒向載荷分布系數(shù)=；查[2]得齒間載荷分配系數(shù)=；查[2]動載荷系數(shù)=。對于轉(zhuǎn)軸，由于跨距未知，無法計算彎矩，在計算中只考慮轉(zhuǎn)矩，而用降低許用應(yīng)力的方法來考慮彎矩的影響。m在垂直面上，aa剖面: N 在本設(shè)計中，彎曲應(yīng)力是按循環(huán)變化，故。綜上計算得設(shè)計參數(shù)：軸材料選用40Cr；軸徑取16mm；軸的總支反力 N，N；鍵的壓應(yīng)力MPa對于傳動的滾動軸承，其滾動體和滾到發(fā)生的疲勞點蝕是主要的失效形式，因而主要是進(jìn)行壽命計算，必要時再作靜強度校核。加上相對滑動速度6m/s,故蝸輪輪緣選用鑄錫鋅鉛青銅ZcuSnPb5Zn5,又因批量生產(chǎn)，采用金屬模鑄造。 、相對滑動速度及傳動總效率m/s顯然，3m/s，與原假設(shè)值相符。、和傳動比 小鏈輪齒數(shù)對傳動的平穩(wěn)性和工作壽命影響很大。在一定條件下，鏈的節(jié)距越大，承載能力越高；但多邊形效應(yīng)增加，傳動不平穩(wěn)性、動載荷和噪聲越嚴(yán)重，傳動尺寸也大。同時，因總的鏈節(jié)數(shù)減少，當(dāng)鏈速一定時，在單位時間內(nèi)同一鏈節(jié)受到的應(yīng)力變化次數(shù)和屈伸次數(shù)增加，使鏈的壽命降低。 鏈輪的設(shè)計計算鏈輪的材料應(yīng)有足夠的強度和耐磨性，可根據(jù)其尺寸大小及工作條件選擇,由于傳遞的功率小于6kW，要求傳動平穩(wěn)，運用在噪聲小的場合，可以選擇夾布膠木作為鏈輪材料可以滿足要求，且價格便宜。第5章 刀盤部件設(shè)計刀盤部件設(shè)計主要為刀具的設(shè)計，刀具的形狀決定了切片的形狀。加工尺寸范圍較大，加工長度為2～30mm。如圖()它們之間的切削厚度的關(guān)系與新月形刀具的單刀和雙刀的切削厚度關(guān)系相同。目前國內(nèi)外生產(chǎn)這方面機器的廠家不是很多。在本課題的研究設(shè)計過程中，盡管作者收集不少的資料，也參考國內(nèi)外同時期的食品機械，但是很適合于本課題的資料潰乏，絕大部分只是提供了大概的參考作用。在此，向?qū)O老師表示最衷心的感謝。全部文本: Penton媒介公司版權(quán)所有2001年10月[眉注] 機器人學(xué)[眉注] 食品