【文章內(nèi)容簡介】 .................................................... 22 氣缸參數(shù)計算 .............................................................................................................. 22 推板導(dǎo)向裝置 ................................................................................................................... 23 直線導(dǎo)軌副類型的選擇 .............................................................................................. 23 滾動直線導(dǎo)軌的參數(shù)選擇計算 .................................................................................. 23 選型 .............................................................................................................................. 24 7 蓄電池外殼熱 封口機總體設(shè)計 ............................................................................................... 26 氣 壓傳 動系統(tǒng)的設(shè)計 ......................................................................................................... 26 控制系統(tǒng)的設(shè)計 ................................................................................................................. 26 控制流程圖 .................................................................................................................. 26 I／ O 點分配 ............................................................................................................... 28 程序梯度圖 .................................................................................................................. 29 封口機的 機架設(shè)計 ............................................................................................................. 29 封口機的 總裝圖 ................................................................................................................. 30 8 結(jié)論與展望 ............................................................................................................................... 31 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 31 不足之處及未來展望 ......................................................................................................... 31 VII 致 謝 ........................................................................................................................................... 32 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 33 蓄電池外殼熱封口機設(shè)計 1 1 緒論 本課題的研究內(nèi)容 和目的 本課題的研究目的 目前我國蓄電池塑料盒封口設(shè)備比較落后，基本為手工和半自動封口，不但存在許多安全隱患，而且工人的勞動強度大，生產(chǎn)能力非常小，包裝質(zhì)量很難保證。本設(shè)計為一臺蓄電池外殼熱封口機設(shè)計， 用于某集團(tuán)公司的蓄電池塑料盒的盒蓋與盒身的焊接封口。該封口機既可以提高勞動生產(chǎn)率，減輕工人的勞動強度，同時還可以消除安全隱患，提高了塑料盒封口設(shè)備的自動化和先進(jìn)性，而且產(chǎn)品的封口質(zhì)量更容易保證。 本課題研究的主要內(nèi)容 1）蓄電池外殼熱封口機的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計是由一個機架組架、上料傳動機構(gòu)、上下料機構(gòu)、精密模架雙頭封口機構(gòu)、氣缸 連桿増力機構(gòu)和氣動系統(tǒng)、液壓缸 連桿増力機構(gòu)和液壓系統(tǒng)、電器控制系統(tǒng)及軟件。 其所實現(xiàn)的快速封口主要由上下料機構(gòu)決定，其主要由三個氣缸 連桿機構(gòu)統(tǒng)和三個具有雙圓弧的推動薄片所形成的動力系統(tǒng)，盛放上下料機構(gòu)的側(cè)立板以及其上的定位裝置和精密模架雙頭封口機構(gòu)。其運行過程為蓄電池在上料傳動機構(gòu)上運行到指定位置，氣動 連桿機構(gòu)啟動，推動雙圓弧薄片將兩個電池推到上下料機構(gòu)上，在固定的定位系統(tǒng)上定位，液壓缸 連桿機構(gòu)啟動，通過機架組傳動系統(tǒng)使精密模架封口機構(gòu)快速向下運動，是電池快速封口，在向上運動，回到原來的位置，第二個氣缸 連桿機構(gòu)啟動，將兩個電池推到橫向定位系統(tǒng)上，第三個氣缸 連桿機構(gòu)運行，將 兩個電池推到上料傳動機構(gòu)上運到包裝線上。由電器系統(tǒng)和軟件控制的上述氣動和液壓系統(tǒng)，使其連續(xù)不斷的進(jìn)行生產(chǎn)。其中第二和第三氣缸 連桿機構(gòu)可以同時啟動，這樣可以節(jié)省時間提高效率。架組件包括方形機架及其地腳，在方形機架上安裝有下支板、中支板和上支板；在下支板和中支板之間對稱安裝有兩個支撐筒，支撐筒內(nèi)分別安裝有拉桿，且拉桿過中支板與上支板連接；在兩個支撐筒中間，下支板上安裝液壓缸 連桿機構(gòu)及液壓系統(tǒng)。在中中支板和上支板之間安裝精密模架雙頭封口機構(gòu)；在中支板上面安裝著上料傳動機構(gòu)和上料傳動機構(gòu)的側(cè)立板，側(cè)立板的中間部 位安裝有上下料機構(gòu)；中支板下面安裝有氣動系統(tǒng)；電器控制系統(tǒng)安裝在所述的方形機架的右端。 2）蓄電池外殼熱封口機結(jié)構(gòu)的優(yōu)化：緊密的排放各種機構(gòu)節(jié)省空間，將機構(gòu)的各個零件打磨，在不影響精度的情況下節(jié)省材料、美觀、安裝方便。改良電器控制統(tǒng)及軟件，使其不斷的進(jìn)行加工并且不互相干涉。 3）蓄電池外殼熱封口機結(jié)構(gòu)的二維圖是由機構(gòu)的主視圖、俯視圖、液壓缸 連桿機構(gòu)的局部視圖，電器控制系統(tǒng)電路圖、氣動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的控制系統(tǒng)回路圖。 4）蓄電池外殼熱封口機的機構(gòu)的三維圖包括各個零件的三維立體圖和由各個零件裝配所 形成的裝配圖組成。 2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 包裝機械的 概述 包 裝機械是指能完成全部或部分產(chǎn)品和商品包裝過程的機械。包裝過程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及與其相關(guān)的前后工序，如清洗、堆碼和拆卸等。此外，包裝還包括計量或在包裝件上蓋印等工序。使用機械包裝產(chǎn)品可提高生產(chǎn)率，減輕勞動強度，適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需要，并滿足清潔衛(wèi)生的要求。 從廣義角度而言，新中國成立之后，我國的基礎(chǔ)包裝機械工業(yè)才開始起步，經(jīng)過半個多世紀(jì)的發(fā)展，和國際先進(jìn)水平仍然有不小的差距，一些技術(shù)含量高的包裝成套設(shè)備仍需要 依靠進(jìn)口。有資料顯示， 2021 年我國包裝機械產(chǎn)量已達(dá)到 67 萬臺 (套 )，到 2021 年將增至 93 萬臺 (套 )。目前，我國包裝機械已成為機械工業(yè)中的十大行業(yè)之一。但我國包裝機械出口額還不足這一行業(yè)總產(chǎn)值的 5%，進(jìn)口額卻與總產(chǎn)值大抵相當(dāng)。 當(dāng)然從整體而言，目前我國大多數(shù)據(jù)技術(shù)較為先進(jìn)的包裝機械的研發(fā)還處在仿制階級，獨立開發(fā)的能力還十分有限。為此，不少國外大企業(yè)將自己的技術(shù)和部件引入中國，在本土加工 ,從而降低了成本，與本土產(chǎn)品展開了激烈的競爭。 包裝鏈高度自動化的大部分包裝工作，特別是較復(fù)雜的包裝物品的排列、裝配等工作基本上是人工操作，難以保證包裝的統(tǒng)一和穩(wěn)定，可能造成對被包裝產(chǎn)品的污染。因此，提高整個包裝鏈的自動化水平和質(zhì)量水平，是非常重要的。真正的現(xiàn)代化包裝機械的每個機械手均應(yīng)由電腦控制，并具有對材質(zhì)及厚度的高分辨能力。 業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，未來包裝業(yè)將配合產(chǎn)業(yè)自動化趨勢，在技術(shù)發(fā)展上朝著機械功能多元化，結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)化、模組化，控制智能化，結(jié)構(gòu)高精度化等幾個方向發(fā)展。 機械功能多元化已趨向精致化和多元化方向發(fā)展，單品種大批量的產(chǎn)品越來越少，而多品種小批量的產(chǎn)品日益成為主流。在大環(huán)境的變化趨勢下，多元化、具有多種切換功能，能 適應(yīng)多種包材和模具更換的包裝機才能夠適應(yīng)市場的需求。例如，在一臺泡罩包裝機上既能進(jìn)行“鋁塑”包裝又能進(jìn)行“鋁鋁”包裝，且要求切換簡單，所需更換的模具少。而目前，更換模具的時間一般在 1～ 2 個小時，如此長的時間無法適應(yīng)多品種小批量的生產(chǎn)要求。 結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)模塊化對于傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計來說，如果想要推出一個新機型，需要進(jìn)行大量繁重的工作，還要靠新設(shè)備收回高昂的設(shè)計成本，從而拉高了新機型的價格。未來的設(shè)計應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計理念，能夠充分利用原有機型的模塊化設(shè)計，可以在短時間內(nèi)將之轉(zhuǎn)換成新機型，把新機型的價格控制 在比較合理的范圍內(nèi)。 控制功能智能化控制系統(tǒng)是機械設(shè)備的大腦，也是下達(dá)動作指令的核心裝置。目前，包裝機械生產(chǎn)廠家普遍使用可編程控制器（ PLC 控制器），這種設(shè)備不具有工業(yè)電腦（ PC）所擁有的強大功能。對于多數(shù)傳統(tǒng)機械控制設(shè)備來說，采用 PLC 是適當(dāng)?shù)模驗樾枰刂茀?shù)的數(shù)量有限，很多地方仍然采用機械方式控制，例如，扭矩控制就是利用機械離合器來對電機進(jìn)行過載保護(hù)的。然而，隨著設(shè)備自動化程度的提高，計算機控制設(shè)備越來越多，應(yīng)用到設(shè)備上的各種傳感部件、檢測部件、控制部件、執(zhí)行元件的數(shù)量非常龐大，此時 PLC蓄電池外殼熱封口機設(shè)計 3 就無法對如此 眾多的參數(shù)進(jìn)行管理和控制了，而工業(yè) PC 將是最好的選擇 [2]。 封口機的 概述 封口機是將充填有包裝物的容器進(jìn)行封口的機械，在產(chǎn)品裝入包裝容器后，為了使產(chǎn)品得以密封保存，保持產(chǎn)品質(zhì)量，避免產(chǎn)品流失，需要對包裝容器進(jìn)行封口，這種操作是在封口機上完成的。封口機是指在包裝容器盛裝產(chǎn)品后，對容器進(jìn)行封口的機械。 制作包裝容器的材料很多，如紙類、塑料、玻璃、陶瓷、金屬、復(fù)合材料等，而包裝容器的形態(tài)及物理性能也各不相同，因此，所采用的封口形式及封口裝置也不一樣。 ①無封口材料封口機。包括熱壓式、冷壓式、熔焊式 、插合式、折疊式等封口機。 ②有封口材料封口機。包括旋合式、滾紋式、卷邊式、壓合式等封口機。 ③有輔助封口材料封口機。包括膠帶式、粘結(jié)式、釘合式、結(jié)扎式、縫合式等封口機。 一般按包裝材料的力學(xué)性能，它可分以下兩類： (1)柔性容器封口裝置 柔性容器是用柔性材料，如紙張、塑料薄膜、復(fù)合薄膜等制作的袋類容器。這類容器的封口多與制袋、充填構(gòu)成聯(lián)合機，很少獨立使用，由于材料不同，其封口裝置也不一樣。 ①紙袋封口裝置。對于紙類材料，一般采用在封口處涂刷粘合劑，再施以機械壓力封口。 ②塑料薄膜袋及復(fù)合薄膜袋封口裝置 。很多塑料具有良好的熱封性，用這類塑料制作的塑料袋或復(fù)合袋，一般采用在封口處直接加熱并施以機械壓力，使其熔合封口。 (2)剛性容器封口機 剛性容器是指容器成型后其形狀不易改變的容器，其封口多用不同形式的蓋子，常用的封口機有以下幾種： ①旋蓋封口機。這種封蓋事先加工出內(nèi)螺紋，螺紋有單頭或多頭之分。如藥瓶多用單頭螺紋，罐頭瓶多用多頭螺紋。該機是靠旋轉(zhuǎn)封蓋，而將其壓緊于容器口部。 ②滾紋封口機。這種封蓋多用鋁制，事先未有螺紋，是用滾輪滾壓鋁蓋，使之出現(xiàn)與瓶口螺紋形狀完全相同的螺紋，而將容器密封。這種蓋子在啟封 時將沿裙部周邊的壓痕斷開，而無法復(fù)原，故又稱“防盜蓋”。該機多用于高檔酒類，飲料的封口包裝。 ③滾邊封口機。它是先將筒形金屬蓋套在瓶口，用滾輪滾壓其底邊，使其內(nèi)翻變形，緊扣住瓶口凸緣而將其封口。