【正文】 s second generation labeling machine (iv) research and development of the prelude. In 1997, the Guangdong light industrial machinery group launched64 188 machine, in 1998, the South China sea route (hereinafter referred to as air) also launched the PH1886 four. 1999 Airlines has successfully developed the PH2486 (capacity of 33,000 bottles/hour) of four. 2000 Qinhuangdao zhongde ZD1886 four and light 39。包裝世界1914(1): 61[17]俞永涵，呂鳳亭，[J].,9(6):4144[18]趙大慶，陳鹿民，李學(xué)橋，郭國安， 11(4): 911[19](上冊).:[20]Christine Huang. China: GuangDong39。作為我的導(dǎo)師康老師對我的設(shè)計(jì)傾注了大量的心血，在此表示真誠的感謝！在近半年的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)中，導(dǎo)師在為學(xué)和思維方式上給予了我很大的影響，讓我學(xué)到了很多做設(shè)計(jì)工作中的技巧與知識，明白自身的缺點(diǎn)和不足，這對我今后的學(xué)習(xí)、工作都將大有裨益。在此期間，老師給我提供了貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)的有關(guān)材料并一一仔細(xì)講解說明，使我對貼標(biāo)機(jī)有了一定的認(rèn)識。總體來說，該貼標(biāo)機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡單、成本低、精度高的特點(diǎn)。 (2)結(jié)合的貼標(biāo)機(jī)機(jī)構(gòu)，用經(jīng)濟(jì)的方式和簡單的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確的間歇送標(biāo)、自動(dòng)剝離、可靠貼標(biāo)和柔順撫壓等復(fù)雜動(dòng)作，并能控制各動(dòng)作之間的速度匹配，使各動(dòng)作協(xié)調(diào)完成。完成的工作主要有: （1）設(shè)計(jì)了貼標(biāo)機(jī)總體結(jié)構(gòu) 對貼標(biāo)機(jī)的功能需求進(jìn)行了分析，排定了符合貼標(biāo)機(jī)實(shí)際工作情況的加工工序和工藝路線，確定了貼標(biāo)機(jī)的各個(gè)組成部分，即:瓶子輸送裝置、貼標(biāo)材料輸送裝置、貼標(biāo)機(jī)構(gòu)、撫壓機(jī)構(gòu)。只有在競爭中提高、在提高中發(fā)展、在發(fā)展中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中壯大，才能逐步完成了一“質(zhì)”的飛躍。產(chǎn)品外觀質(zhì)量的好壞會直接影響人們的取舍觀。這一點(diǎn)已被這個(gè)行業(yè)的決策者們所認(rèn)同。當(dāng)然，啤酒消費(fèi)市場的競爭也很激烈，用壯烈、慘烈來形容恐怕也不過分。例如如啤酒瓶的包裝。中國貼標(biāo)機(jī)雖然在近3年時(shí)間里把絕大部分國外產(chǎn)品擠出了“國門”，但在國際市場中仍無地位可言。針對國內(nèi)市場的變化，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢，一些生產(chǎn)全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的企業(yè)已經(jīng)意識到高科技含量的設(shè)備對企業(yè)發(fā)展的重要性，開始注重先進(jìn)技術(shù)、先進(jìn)生產(chǎn)力的學(xué)習(xí)、引進(jìn)，進(jìn)行高質(zhì)量的生產(chǎn)，提高產(chǎn)品的品質(zhì)，提高企業(yè)的服務(wù)理念，發(fā)展觀念。相對于國外先進(jìn)國家，我國貼標(biāo)機(jī)械起步較晚，技術(shù)水平先天不足，發(fā)展也較為緩慢，但是近些年，通過國內(nèi)貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)廠家的不斷努力，國內(nèi)貼標(biāo)機(jī)在計(jì)量、制造、技術(shù)性能等方面都有了長足的進(jìn)步，尤其是啤酒、飲料、日化等貼標(biāo)機(jī)設(shè)備都已經(jīng)具有高速、成套、自動(dòng)化程度高、可靠性好等特點(diǎn)。目前，國內(nèi)有不少企業(yè)加入到貼標(biāo)機(jī)行業(yè)中，在一定程度上促進(jìn)了貼標(biāo)機(jī)行業(yè)的發(fā)展。結(jié) 論隨著我國包裝工業(yè)的快速發(fā)展，貼標(biāo)機(jī)的使用和需求越來越廣泛?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復(fù)雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個(gè)現(xiàn)代化項(xiàng)目，都離不開各種各樣的傳感器。一些傳感器的發(fā)展，往往是一些邊緣學(xué)科開發(fā)的先驅(qū)。顯然，要獲取大量人類感官無法直接獲取的信息，沒有相適應(yīng)的傳感器是不可能的?，F(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)入了許多新領(lǐng)域：例如在宏觀上要觀察上千光年的茫茫宇宙，微觀上要觀察小到fm的粒子世界，縱向上要觀察長達(dá)數(shù)十萬年的天體演化，短到 s的瞬間反應(yīng)。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產(chǎn)也就失去了基礎(chǔ)。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準(zhǔn)確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產(chǎn)領(lǐng)域中信息的主要途徑與手段。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產(chǎn)活動(dòng)中它們的功能就遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠了。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。國家標(biāo)準(zhǔn)GB766587對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。所以該裝置采用傳送帶，從而解決了柔順性這個(gè)問題。經(jīng)分析可知，貼標(biāo)和撫標(biāo)對力的要求不同。，運(yùn)動(dòng)可靠考慮到瓶子在水平方向的移動(dòng)有限，要使得撫壓機(jī)構(gòu)簡單、緊湊，盡量接近貼標(biāo)機(jī)構(gòu)，從而使整個(gè)工藝操作運(yùn)動(dòng)連貫，且不能出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的干涉現(xiàn)象，因此在設(shè)計(jì)中要注意空間的約束條件，使貼標(biāo)機(jī)的整體布局合理，而對于撫壓機(jī)構(gòu)自身來說還應(yīng)具有一定的裝配靈活性，使得機(jī)構(gòu)的組裝和位置調(diào)節(jié)方便。但又要具有一定的剛性，能夠?qū)?biāo)簽在瓶子上壓牢。 ，在一定范圍內(nèi)具有一定的柔順性，同時(shí)也要具有一定的剛度。撫壓機(jī)構(gòu)也是貼標(biāo)機(jī)的工藝操作機(jī)構(gòu)，本貼標(biāo)機(jī)中采用帶運(yùn)動(dòng)瓶子回轉(zhuǎn)進(jìn)行壓緊的結(jié)構(gòu)，即在標(biāo)簽的剝離段被粘在瓶子上后，瓶子經(jīng)過壓緊裝置后，瓶子轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使標(biāo)簽壓緊。為實(shí)現(xiàn)對標(biāo)簽紙帶兩側(cè)的限位，防止標(biāo)簽在剝離桿上左右移動(dòng)，將剝離桿的支撐端加上軸套進(jìn)行軸向定位防止紙帶軸向竄動(dòng)，如圖所示，剝離桿設(shè)計(jì)成端刀的形式更有利于標(biāo)簽和紙帶的分離，而兩邊的軸肩起到對標(biāo)簽紙帶限位的作用。在進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí)，通過調(diào)節(jié)導(dǎo)向輥到標(biāo)簽卷的距離，可以方便地體調(diào)節(jié)紙帶包角n的大小，以確保標(biāo)簽紙帶的變形度，并獲得剝離段較好的貼標(biāo)姿態(tài)。在標(biāo)簽剝離時(shí)，希望標(biāo)簽的剝離前緣可以位于瓶子上，以便貼標(biāo)裝置將其固定在瓶子上，如圖35所示，即要求標(biāo)簽在水平方向伸出的距離盡量長一些，剝離段與水平方向夾角較小，以方便貼標(biāo)頭的貼標(biāo)。α減小為α1。如圖35所示，在標(biāo)簽送料卷和剝離桿豎直方向距離h一定時(shí)，要使a減小則要增加剝離桿與標(biāo)簽送料卷之間的水平距離1，但是受到瓶子輸送滑臺氣缸的行程限制和貼標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊的要求，不能通過增大1來實(shí)現(xiàn)。通過以上分析，可以得到以下結(jié)論:（1）適度的張緊力和較小的包角a，可以保證標(biāo)簽紙帶較好的變形度，提高標(biāo)簽剝離的可靠性；（2）剝離桿的半徑r越小，標(biāo)簽越易剝離，但是這同時(shí)會增加系統(tǒng)阻力；（3）標(biāo)簽的力學(xué)特性、膠的粘性、送標(biāo)的速度、環(huán)境溫度等都是影響標(biāo)簽剝離的因素。因此在標(biāo)簽紙性能一定的情況下，剝離桿半徑越大，剝離力P也越大，剝離的半徑越小，標(biāo)簽越容易剝離。如圖34所示，標(biāo)簽自由剝離時(shí)所需要的剝離力P可簡化為:P==b(2CEWf)1/2 (39)E一標(biāo)簽的彈性模量C一標(biāo)簽的厚度b一剝離面的寬度Wf一粘接破壞功標(biāo)簽從標(biāo)簽紙帶上自由剝離時(shí)，標(biāo)簽的自由曲率半徑。大量實(shí)驗(yàn)表明，在紙帶適度張緊時(shí)，影響剝離的主要因素是剝離桿的曲率半徑。為保證紙帶的變形度，必須將紙帶張緊，可通過設(shè)置紙帶張緊裝置來獲得適度的張緊力；此外盡量擴(kuò)大紙帶的變形范圍(如圖34所示)，減小紙帶繞剝離桿的包角a，以擴(kuò)大紙帶的變形角度p，當(dāng)包角a減小為al時(shí)，變形范圍角由p增大為13 .1,從而增加了標(biāo)簽紙帶的變形度，使得標(biāo)簽易脫離。標(biāo)簽在經(jīng)過剝離桿時(shí)，其前端被剝離出的部分，被貼標(biāo)裝置貼在輸送帶帶過來的瓶子上。因此標(biāo)簽的剝離機(jī)構(gòu)是卷筒式貼標(biāo)機(jī)的核心技術(shù)之一。本設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的分瓶機(jī)構(gòu)，來配合標(biāo)簽紙帶的進(jìn)給，另外，在升降板的設(shè)計(jì)中，本文安置了一個(gè)升降裝置來配合瓶子的高度，用來提高機(jī)器的精度。此外本貼標(biāo)機(jī)中的貼標(biāo)動(dòng)作是在送標(biāo)進(jìn)給的等待時(shí)間里進(jìn)行的，為保證貼標(biāo)機(jī)的工作機(jī)構(gòu)可以對瓶子和標(biāo)簽可以順利進(jìn)行加工，并要求在標(biāo)簽受到貼標(biāo)機(jī)構(gòu)作用力時(shí)，仍能保持在準(zhǔn)確位置上。如何采用一種可靠、低成本的方法進(jìn)行送標(biāo)定位，提高送標(biāo)精度是研究的主要問題之一。將板子分成形狀規(guī)則的6塊，分別計(jì)算其重心位置：A塊的重心為A（,），其面積SA=*； B塊的重心為B（，），其面積SB=370*=； C塊的重心為C（，），其面積SC=80*=； D塊的重心為D（，），其面積SD=*150=； E塊的重心為E（，），其面積SE=*；F塊近似于一個(gè)小三角形，因此利用三角形形心的算法可以求得ABCEDF(0,0)xy： 圖32升降板 圖33 F塊的重心為F（，），其面積SF=*；求整體形心的公式如下： （35） (36)分別將坐標(biāo)值以及面積代進(jìn)公式，可以得到： （37） （38）即此塊板子的形心坐標(biāo)為（，）。為了增加牽引輪與紙帶間的摩擦力，在牽引輪上進(jìn)行滾花，以確保在輸送過程中它和標(biāo)簽紙帶之間沒有相對滑動(dòng)，為保證兩個(gè)牽引輥的運(yùn)動(dòng)速度完全相同，提高送標(biāo)精度和可靠性，確保兩輪的同步性，所以和分瓶輪步進(jìn)電機(jī)的步距角相同即電機(jī)的型號是55BF004。（2）送標(biāo)的執(zhí)行元件的確定系統(tǒng)中送標(biāo)執(zhí)行元件是一對牽引輪(如圖31中的裝置2所示)，它屬于滾輪式的送料機(jī)構(gòu)。選擇步進(jìn)電機(jī)主要考慮以下幾個(gè)因素：連續(xù)工作頻率與最高起動(dòng)頻率；步距角；靜態(tài)同步力矩與頻率特性； 最大載荷慣量。其中步進(jìn)電機(jī)的步距值不受各種干擾因素的影響，誤差不連續(xù)累計(jì)，控制性能好:直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)采用位置閉環(huán)控制，可以得到很高的精度。（1）驅(qū)動(dòng)元件的選擇送標(biāo)運(yùn)動(dòng)是一個(gè)單向時(shí)走時(shí)停的間歇運(yùn)動(dòng)，在貼標(biāo)機(jī)中是利用一對牽引輪的轉(zhuǎn)動(dòng)來帶動(dòng)標(biāo)簽紙帶，因而驅(qū)動(dòng)元件的工作條件為輕載，要求其運(yùn)動(dòng)形式盡量符合牽引輪的運(yùn)動(dòng)要求，以簡化傳動(dòng)裝置，并在低成本的前提下，能對驅(qū)動(dòng)元件的速度和位置有較好的控制。送標(biāo)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù):（1）送標(biāo)運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)；（2）標(biāo)簽的自動(dòng)剝離技術(shù)。至此標(biāo)簽的一次輸送工作完成。如圖31所示，標(biāo)簽紙帶一端由套在標(biāo)簽卷支撐盤1上的標(biāo)簽卷引出，另一端和紙帶回收輪5相連。隨著標(biāo)簽紙帶的輸送，標(biāo)簽帶回收卷的直徑越來越大，這是和標(biāo)簽送料卷相反的。剝離桿4的作用是使標(biāo)簽在輸送過程中，克服不干膠標(biāo)簽和標(biāo)簽紙帶之間的粘附力，完成標(biāo)簽自動(dòng)剝離。導(dǎo)向柱裝置2是用來牽引標(biāo)簽紙帶，將標(biāo)簽移動(dòng)指定的距離。隨著標(biāo)簽帶松展，卷筒直徑逐漸減小，卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)趨勢總是不斷加快的。因而卷筒標(biāo)簽的送標(biāo)技術(shù)是本貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。具體結(jié)構(gòu)示意如圖27所示:圖27貼標(biāo)機(jī)構(gòu)及其貼標(biāo)頭當(dāng)瓶子經(jīng)過貼標(biāo)頭的時(shí)候，紙帶的前緣部分粘到瓶子上。（5）計(jì)算預(yù)緊力由公式知= (26)貼標(biāo)機(jī)構(gòu)是在工位2 (見圖23 )將標(biāo)簽的剝離出的前緣貼在瓶子上，它的結(jié)構(gòu)比較簡單。帶傳動(dòng)的方案如下圖26： 圖26 帶傳動(dòng)方案圖下面確定帶輪的基準(zhǔn)直徑和機(jī)構(gòu)尺寸：（1）確定計(jì)算表8—6 KA= = = (24)（2）根據(jù)，n,由表8—9確定選用SPZ型（3）帶輪的基準(zhǔn)直徑由表8—3和8—7知主動(dòng)輪基準(zhǔn)直徑d=80mm因?yàn)閹鲃?dòng)為同步帶傳動(dòng)，所以d2=80mm按（8—13）35m/s (25)帶的速度合適。由于此傳動(dòng)裝置為同步帶傳動(dòng)，所以帶所受載荷為均部載荷F=uN== ；F總 ==則 （21）— 所須電機(jī)的功率為： （22） （23）KW查表 選取SL系列伺服電動(dòng)機(jī) 。從瓶子放置到帶上到貼標(biāo)簽過程結(jié)束，行程為800mm，每分鐘的額定數(shù)量是80個(gè)，所以S總 =80800=64000mm=64m。帶傳動(dòng)為同步帶傳動(dòng)，同步帶的計(jì)算設(shè)計(jì)如下：此裝置的運(yùn)輸速率是80個(gè)/min最大瓶子的直徑是80mm，高度為200mm ，最大重量為500g帶的總長為1800mm，從瓶子放置到工作臺上到貼標(biāo)簽這個(gè)動(dòng)作完成，瓶子的行程為800mm。如圖25所示，水平方向的驅(qū)動(dòng)元件為步進(jìn)電機(jī)。 ，具有一定的定位精度和較高的位置重復(fù)精度，若定位誤差較大，則會使標(biāo)簽不能貼在瓶子上或是不能貼在指定位置，影響貼標(biāo)質(zhì)量，而定位重復(fù)精度低，則會導(dǎo)致貼標(biāo)質(zhì)量的不穩(wěn)定 ，在標(biāo)簽前緣固定在瓶子，瓶子與標(biāo)簽的要以相同的線速度運(yùn)動(dòng)，因而要求可以方便地調(diào)節(jié)瓶子輸送裝置的運(yùn)動(dòng)速度，使之可以和標(biāo)簽輸送裝置協(xié)調(diào)動(dòng)作 通過以上分析，在瓶子輸送裝置設(shè)計(jì)時(shí)需要解決的主要有三個(gè)問題: 1)設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)簡單，成本低的輸送裝置，完成對瓶子的運(yùn)送 2)設(shè)計(jì)瓶子的限位機(jī)構(gòu)，確保瓶子的輸送精度3）瓶子輸送裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 驅(qū)動(dòng)元件圖25瓶子輸送裝置示意圖系統(tǒng)中的瓶子為圓柱狀，底部是平面，本系統(tǒng)用的運(yùn)送方式用鏈帶式傳送。(1)瓶子輸送裝置運(yùn)動(dòng)分析 瓶子輸送裝置要求可完成對瓶子的輸送和停位，并能和貼標(biāo)機(jī)的其他機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)動(dòng)作完成貼標(biāo)功能。因而本貼標(biāo)機(jī)具有以下特征:工藝操作和輔助操作，即瓶子的輸送、標(biāo)簽的輸送、貼標(biāo)、標(biāo)簽的撫壓以及成品的取出，全由貼標(biāo)機(jī)各組成裝置自動(dòng)完成；貼標(biāo)機(jī)按設(shè)定的工藝過程順序自動(dòng)地進(jìn)行工作。工作機(jī)構(gòu)中的工藝操作和輔助操作可以由機(jī)器自動(dòng)完成、也可以在操作者參與下由機(jī)器來完成。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的功能是調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)速度或變換運(yùn)動(dòng)形式(旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)閿[動(dòng)或移動(dòng)，連續(xù)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹芷诿}動(dòng)等)。本貼標(biāo)機(jī)中選用的驅(qū)動(dòng)元件是步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)元件是為工作機(jī)提供加工及各種運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力的。按自動(dòng)工作機(jī)中工作機(jī)構(gòu)所完成的工作職能