【正文】 國(guó)產(chǎn)貼標(biāo)機(jī))。被列為“2005年國(guó)家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃”。不僅僅是平航，也是所有同行乃至啤酒界的驕傲。這些生產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)的骨干廠家一方面擁有了高、中、低速各類型號(hào)貼標(biāo)機(jī)的拳頭產(chǎn)品，另一方面在產(chǎn)品質(zhì)量上和技術(shù)含量上都有了不同程度的提高。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前在中國(guó)啤酒行業(yè)貼標(biāo)機(jī)的年需求量大約100多臺(tái)，“平航”占大約40%的市場(chǎng)份額，德國(guó)“克朗斯”約占5%左右的份額，其他國(guó)外品牌基本上銷聲匿跡，已無蛋糕可分。長(zhǎng)期充斥國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的外國(guó)產(chǎn)品有的受到了致命的打擊，有的感受到了“唇齒之寒”的威脅。究其原因，大致如下： 1. 缺少核心技術(shù)，或者說核心技術(shù)發(fā)掘不夠，產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性提高不大，與國(guó)際一流的產(chǎn)品尚有差距。 綜上所述，國(guó)產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)若要全面占領(lǐng)國(guó)內(nèi)啤酒、飲料的需求市場(chǎng)，打入國(guó)際市場(chǎng)，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，就應(yīng)該在“質(zhì)”和“量”上下功夫，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)用性上下功夫，在發(fā)掘自己的核心技術(shù)、自主創(chuàng)新上下功夫。不但對(duì)制造貼標(biāo)機(jī)有了理論基礎(chǔ)，對(duì)貼標(biāo)機(jī)使用過程中出現(xiàn)的故障也有排查依據(jù)。是目前國(guó)產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)中貼標(biāo)速度最高的，是貼標(biāo)機(jī)制造行業(yè)一次新的革命。 第一章 自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不干膠自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要用途：本貼標(biāo)機(jī)適用制藥、食品、輕工、日化等行業(yè)的圓形塑料瓶、玻璃瓶等或類似物體的貼標(biāo)。工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由于該貼標(biāo)機(jī)采用機(jī)電一體化的技術(shù)，選用大力矩步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，光電控制裝置、電源保護(hù)裝置等先進(jìn)系統(tǒng)，因此具有啟動(dòng)緩沖功能，整體靈敏度高，低速扭矩大，速度穩(wěn)定，工作電壓穩(wěn)定，抗干攏能力強(qiáng)等技術(shù)特性。貼標(biāo)頭主要用于安裝步進(jìn)電機(jī)、送紙機(jī)構(gòu)、回紙機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)、不干膠標(biāo)帶、壓標(biāo)裝置、出標(biāo)裝置、控制裝置，完成標(biāo)帶的輸送與控制。上瓶機(jī)構(gòu)是由鏈傳動(dòng)帶動(dòng)分瓶輪，通過滑道保證連續(xù)、同步上瓶的機(jī)構(gòu)。要完成貼標(biāo)系統(tǒng)的控制、計(jì)數(shù)和報(bào)警。(1) 如何保證瓶的定位精度是設(shè)計(jì)的技術(shù)關(guān)鍵，采用夾持定位法，利用隨行夾具解決了瓶的定位精度難度。(3) 對(duì)于瓶的定位、上標(biāo)、貼標(biāo)等幾個(gè)工位必須保持嚴(yán)格的相位關(guān)系，這種關(guān)系一旦失調(diào)，將使貼標(biāo)的位置不準(zhǔn)，造成大量廢品。第二章 貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)過程取標(biāo)機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示．標(biāo)板軸12沿轉(zhuǎn)臺(tái)1l周向均布，并隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)．每根標(biāo)板軸的上端裝有與標(biāo)紙對(duì)應(yīng)的標(biāo)板6，下端裝有小齒輪4和扇形齒輪5．小齒輪與標(biāo)板軸采用鍵聯(lián)接，扇形齒輪通過軸承空套在標(biāo)板軸上．滾子在半徑變化的凸輪槽中滾動(dòng)，帶動(dòng)扇形齒輪繞標(biāo)板軸擺動(dòng)，扇形齒輪與相鄰某側(cè)標(biāo)板軸上的小齒輪相嚙合，而小齒輪與標(biāo)板同軸，從而使標(biāo)板擺動(dòng)貼標(biāo)機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)臺(tái)以角速度 順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)板在凸輪控制下相對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)．標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)便構(gòu)成了取標(biāo)機(jī)構(gòu)工作的各種狀態(tài)．首先，標(biāo)板通過與膠輥相接觸而在表面抹上一層膠水；然后，有膠水的標(biāo)板滾過標(biāo)盒，將一張標(biāo)紙吸附在表面；最后，夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓的夾指將標(biāo)紙從標(biāo)板上揭下來．這也是取標(biāo)過程的三個(gè)工位：上膠，滾標(biāo)，夾標(biāo)．其中，上膠工位要求標(biāo)板在通過膠輥時(shí)，標(biāo)板表面與膠輥表面間隙均勻，間隙即為膠水膜的厚度，即兩者在任何時(shí)刻都是無接觸的純滾動(dòng)狀態(tài)，在接觸點(diǎn)(實(shí)際上隔一層膠水膜)上，兩者的線速度必須相等；滾標(biāo)工位要求標(biāo)板在通過標(biāo)盒時(shí)，標(biāo)板圓柱面在標(biāo)紙平面上作無滑動(dòng)的滾動(dòng)，使標(biāo)紙能平整地粘貼在標(biāo)板上；圖2 取標(biāo)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1一滾子；2一凸輪；3一標(biāo)盒；4一小齒輪；5一扇形齒輪；6一標(biāo)板；7一膠輥；8一夾指；9一夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓；10一海綿；11一轉(zhuǎn)臺(tái)；12一標(biāo)板軸夾標(biāo)工位要求夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓的夾指能將標(biāo)簽從標(biāo)板上順利、平整的掀下來，標(biāo)板與標(biāo)紙之間應(yīng)無滑動(dòng)的分開。每一個(gè)瓶到達(dá)貼標(biāo)位置時(shí)，標(biāo)帶自動(dòng)運(yùn)行一步，讓標(biāo)準(zhǔn)確地貼在瓶上。圖3 貼標(biāo)頭結(jié)構(gòu)原理圖1一彈簧 2一標(biāo)帶紙盤 3一光電傳感器2 4一標(biāo)帶回紙盤 5一偏心壓輥 6一送紙輥 7一出標(biāo)板 8一壓標(biāo)輥 9一光電傳感囂1 10一導(dǎo)紙管 11一貼標(biāo)數(shù)星示窗口 12一標(biāo)帶張緊壓塊 l3一標(biāo)帶張緊導(dǎo)紙管 l4一標(biāo)帶 l5一加紙管標(biāo)帶的傳動(dòng)，選用了步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)送紙輥，依靠偏心壓輥與送紙膠輥同的擠壓力所產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)標(biāo)帶運(yùn)行，同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)標(biāo)帶回紙盤收回廢紙帶。由于步進(jìn)電機(jī)有四大優(yōu)點(diǎn)：一是轉(zhuǎn)速可調(diào)，簡(jiǎn)化了變速箱和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；二是步進(jìn)電機(jī)具有同隙運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性， 在高速運(yùn)行時(shí)也有良好的制動(dòng)響應(yīng)；三是在失電時(shí)有自鎖功能；四是它的驅(qū)動(dòng)器易于與微機(jī)接口，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制和微調(diào)。為了避免貼標(biāo)帶松弛造成光電傳感器l定位不準(zhǔn)，影響貼標(biāo)的位置精度，增加了標(biāo)帶張緊壓塊機(jī)構(gòu)。架紙管與標(biāo)帶紙盤軸間通過杠桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成摩擦剎帶機(jī)構(gòu)，當(dāng)標(biāo)帶運(yùn)行時(shí)，在張力的作用下架紙管繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使剎帶機(jī)構(gòu)松開，標(biāo)帶紙盤繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)使標(biāo)帶放松張力減小，在彈簧力的作用下又使架紙管繞支點(diǎn)反向旋轉(zhuǎn)將標(biāo)帶紙盤剎住，避免了標(biāo)帶紙盤在慣性力的作用下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使標(biāo)帶過分松弛影響貼標(biāo)精度。 上瓶機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)為了滿足貼標(biāo)機(jī)能夠連續(xù)地獨(dú)立貼標(biāo)的要求，需要一套自動(dòng)上瓶機(jī)構(gòu)。上瓶機(jī)構(gòu)與輸送帶通過等比鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)、同步上瓶。所以設(shè)計(jì)的分瓶輪為每?jī)蓚€(gè)葉片間容納一個(gè)瓶、有七個(gè)葉片的盤型分瓶輪。為了防止分瓶輪的葉片切入點(diǎn)與封閉滑道內(nèi)的瓶子出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，在封閉滑道死區(qū)附近開了一個(gè)活門，以使卡住的瓶可以順利通過。 貼標(biāo)機(jī)進(jìn)瓶螺旋的設(shè)計(jì) 進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)是將要貼標(biāo)的容器(下面均稱“瓶”)定時(shí)定距地送到包裝工位，它包括進(jìn)瓶螺旋、止瓶星輪、側(cè)板、進(jìn)瓶星輪、中心導(dǎo)板等部件，如圖6所示圖6 進(jìn)瓶結(jié)構(gòu)原理圖進(jìn)瓶螺旋由傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)將輸送裝置送來的瓶子導(dǎo)入螺旋槽中，瓶子在螺旋的推動(dòng)下前進(jìn)，同時(shí)被螺旋槽分隔開，到達(dá)出口端即傳送給星輪與中央導(dǎo)板組成的轉(zhuǎn)送裝置，這樣就可實(shí)現(xiàn)依次定距供送瓶子的目的。從以上的運(yùn)動(dòng)描述中，不難發(fā)現(xiàn)起主要作用的是進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)中的進(jìn)瓶螺旋桿，要達(dá)到定距分隔定時(shí)供給的工藝要求，這條螺桿必須滿足以下幾個(gè)條件：（1）把瓶順暢導(dǎo)入螺旋槽；（2）瓶沿進(jìn)瓶螺旋桿前進(jìn)，時(shí)應(yīng)平穩(wěn)；（3）瓶與星輪能夠順利銜接。在瓶的供送過程中，為使瓶平穩(wěn)地被導(dǎo)入進(jìn)瓶螺旋稈的傳送段，在圓柱螺桿的前端通常加錐形臺(tái)。在供送的過程中，為了減輕速度突變或是加速度的改變帶來的沖擊造成的斗震，在螺旋桿的第一段使用等速變化的螺旋，即其螺距相同。螺旋桿的中間段設(shè)計(jì)為過渡段，螺旋應(yīng)該在與星輪嚙合前逐漸改變螺距，因而中間段為加速段。但是有了等加速段的存在就有了加速度，瓶子剛進(jìn)入螺旋傳送時(shí)候是等速運(yùn)動(dòng)的，加速度為零，因此在等速段與加速段間加入加速度按照正弦規(guī)律變化的變加速段以解決加速度突變帶來的沖擊問題。將瓶子視為均勻的圓柱體，其主體部分的母線可與螺桿自由貫穿，讓瓶子與螺桿的軸心線間距保持一定并讓瓶子和螺桿的軸心互相垂直。對(duì)于等螺距螺桿，顯而易見每個(gè)剖面自身是對(duì)稱的；而對(duì)于變螺距螺桿而言，其截面是不對(duì)稱的，各個(gè)截面之間也各不相同。對(duì)供送圓柱體物件，決定螺旋槽的軸向剖面幾何形狀及寬度的主要因素是，s0當(dāng)， ，s的值確定后，還要考慮合理確定螺桿外徑對(duì)螺旋槽軸向剖面幾何形狀及傳送穩(wěn)定性的影響。圖7 螺旋槽剖截面 螺旋桿的設(shè)計(jì)分析 設(shè)貼標(biāo)機(jī)的貼標(biāo)速度n=40000瓶/h，進(jìn)瓶星輪齒數(shù)Z=48，其轉(zhuǎn)速應(yīng)該是n= （1）撥輪的節(jié)距取為=125 mm，其直徑為=== (2)即取其節(jié)距=(考慮到帶動(dòng)星輪運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)齒輪可以選擇的模數(shù)4，對(duì)星輪節(jié)圓直徑進(jìn)行圓整)螺旋桿的轉(zhuǎn)速與進(jìn)瓶星輪的轉(zhuǎn)速之間保持一定的傳動(dòng)比，螺旋桿末端的節(jié)距與進(jìn)瓶星輪的節(jié)距相同。瓶被輸送帶拖動(dòng)往前運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，螺桿起著隔檔的作用?？紤]到啤酒瓶的直徑的制造誤差不大，取△為1 mm。在等速段瓶和傳送鏈條最大的傳送速度差為： (8)酒瓶通常為640ml瓶，瓶徑半徑約37mm，根據(jù)啤酒瓶貼標(biāo)機(jī)的進(jìn)瓶螺旋設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，取螺旋小徑預(yù)選為=33 mm，大徑為，預(yù)選分壓比=，螺桿大徑為 (9)取r為56mm第四章 貼標(biāo)機(jī)的送標(biāo)機(jī)構(gòu) 貼標(biāo)機(jī)的送標(biāo)機(jī)構(gòu)是貼標(biāo)機(jī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它直接關(guān)系到貼標(biāo)機(jī)取標(biāo)、貼標(biāo)的質(zhì)量。為了實(shí)現(xiàn)上述要求。利用傳動(dòng)中的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，從而形成了適應(yīng)標(biāo)簽長(zhǎng)度范圍較大的多種標(biāo)簽，是具有仿生動(dòng)作的送標(biāo)機(jī)構(gòu)[9]。當(dāng)回轉(zhuǎn)軸K以等角速度連續(xù)回轉(zhuǎn)時(shí)。每往復(fù)擺動(dòng)一次則帶動(dòng)標(biāo)簽船完成一次送標(biāo)動(dòng)作。圖8 送標(biāo)機(jī)構(gòu)原理 運(yùn)動(dòng)參數(shù)的求解用解析法求解運(yùn)動(dòng)參數(shù)。得矢量方程式：R+A=S 其在X，Y軸上的投影方程式為：+ (11) (12)其中 (13)將（11）（12）兩式對(duì)時(shí)間求導(dǎo)得： (14)求出搖桿后，便可以對(duì)送標(biāo)機(jī)構(gòu)作定量分析與計(jì)算。視需要，可貼單貼、雙貼或三貼。轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動(dòng)，一方面帶動(dòng)標(biāo)板回轉(zhuǎn)，同時(shí)帶動(dòng)膠輥、夾鼓轉(zhuǎn)動(dòng)；另一方面，通過安裝在下面的固定平面槽凸輪，帶動(dòng)滑套在標(biāo)板軸上的扇齒輪擺動(dòng)，進(jìn)而使與標(biāo)板軸固聯(lián)的小齒輪擺動(dòng)，從而使標(biāo)板在回轉(zhuǎn)的同時(shí)，繞自身軸擺動(dòng)，以完成標(biāo)板上膠、取標(biāo)、夾標(biāo)轉(zhuǎn)位功能。從理論上講，在上膠過程中，標(biāo)板應(yīng)處于與膠輥相切，即標(biāo)板的圓心應(yīng)在與膠輥同心的圓弧P—P上如圖9所示。其次，標(biāo)板的運(yùn)動(dòng)應(yīng)以為對(duì)稱中心線，以確保整個(gè)標(biāo)板均勻上膠。運(yùn)動(dòng)規(guī)律應(yīng)保證滿足標(biāo)板與膠輥相切的位置要求，且取對(duì)稱的形式。要滿足上述要求，除在標(biāo)盒上應(yīng)采取相應(yīng)的措施，對(duì)標(biāo)紙、膠水提出一定要求外，標(biāo)板應(yīng)在標(biāo)紙上作均勻滾動(dòng)且整個(gè)運(yùn)動(dòng)應(yīng)以為對(duì)稱中心如圖10所示。為此，以D為對(duì)稱中心線。圖10 取標(biāo)工藝及分析由此，凸輪轉(zhuǎn)位運(yùn)動(dòng)段設(shè)計(jì)應(yīng)注意：運(yùn)動(dòng)段應(yīng)為降程．使標(biāo)板順時(shí)針擺動(dòng)；開始夾標(biāo)轉(zhuǎn)位，標(biāo)板宜作勻速擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)；最小標(biāo)板沿夾鉗的切向速度應(yīng)大于夾鉗的切向速度，以保證在一定轉(zhuǎn)角內(nèi)，標(biāo)簽端部能進(jìn)入夾鉗內(nèi)以便夾標(biāo)，但速差又不宜太大．否則標(biāo)簽拱曲嚴(yán)重；標(biāo)板與夾鼓砧板最窄處應(yīng)留有12 mm 間隙．以防擦傷標(biāo)簽如圖11所示?，F(xiàn)假設(shè)最大標(biāo)板與夾鼓相切于標(biāo)板與夾鼓砧板最窄處留有1—2mm間隙，夾鼓最小直徑為260mm。至于該段凸輪的降程，標(biāo)板轉(zhuǎn)至該運(yùn)動(dòng)段終點(diǎn)時(shí)，標(biāo)板位置角為?，F(xiàn)取=，仍選用“擺動(dòng)一勻速”組合運(yùn)動(dòng)規(guī)律[15]，擺線占1/3，運(yùn)動(dòng)規(guī)律如前所述，但為降程。 假設(shè)夾鉗夾標(biāo)量為6 mm，夾鉗張開5mm (其中2 mm為間隙，3 mm為夾鉗在標(biāo)簽背面的間隙[17])。第六章 故障分析及解決方案通常發(fā)生這種故障的原因有以下幾個(gè) 一、標(biāo)簽底紙邊緣有裂口 不干膠標(biāo)簽在模切加工成成品后，一般會(huì)將底紙留得比標(biāo)簽寬一些，這樣做是為了在客戶貼標(biāo)時(shí)有利于揭標(biāo)。自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)在貼標(biāo)時(shí)都有一定的張力，底紙邊緣有裂口的標(biāo)簽很容易在張力的作用下被拉斷導(dǎo)致貼標(biāo)斷帶。一般由輥輪壓傷底紙?jiān)斐傻馁N標(biāo)斷帶，底紙的裂口比較有規(guī)律。這種情況在夏季尤為明顯。自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)在貼標(biāo)過程中是有一定的張力的。這種情況造成的貼標(biāo)斷帶，由于是拉力拉斷所以底紙斷裂無規(guī)律，但是斷裂面比較齊。模切不良導(dǎo)致的貼標(biāo)斷帶底紙斷裂面比較齊，且裂口在模切線位置上。這種情況引起的貼標(biāo)斷帶，底紙的斷裂面為鋸齒狀。 根據(jù)以上提到的幾個(gè)原因?qū)μ?hào)入座來解決問題，有時(shí)貼標(biāo)斷帶的故障不是孤立的一種原因造成的，而是上述幾個(gè)原因