贴标机设计的原理及设计

天津滨海职业学院全日制高等职业教育毕业实践环节毕业设计（典型性项目）说明书贴标机设计的原理及设计全套图纸，加 153893706作者：院系：天津滨海职业学院机电工程系专业： 机电一体化年级：2011 级学号：20110141343 指导教师：时间：2014 年 3 月主要内容简介随着人们生活水平的提高，各式各样的商品正在进入人们的日常生活中，而商标又是商品不可缺少的一部分，所以贴标机有着很广大市场。现在市场上有很多半自动的贴标机，为了降低制造成本，开发高效率的全自动的贴标机是很有意义的。基本用途适用于在各种物品的上平面贴标签或不干胶膜，如书本、文件夹、盒子、纸箱等，更换覆标机构可适用于不平整表面贴标，广泛应用于大件产品的平面贴标，规格范围大的平面类物体贴标。可选配打码机或喷码机到贴标头，可实现在标签上打印生产日期、批号和喷印条码等信息。关键字： 贴标机 贴标 标签1目 录第一章 贴标机的介绍 .5第一节 选题的依据和意义 .5第二节 自动贴标机具有的特点 .5第二章 总体设计 6第一节 基本用途 .6第二节 设计原理 .6第三节 工作过程 .9第四节 轴承的选择及校核轴承寿命 9第五节 供标机构动力学分析电机的选择 .10第六节 技术参数及设备细节 12第七节 功能特点 18第八节 存在的问题及解决方案 18附件： .20参考文献 .202第一章 贴标机的介绍第一节 选题的依据和意义本课题是自动贴标机。随着人们生活水平的提高，各式各样的商品正在进入人们的日常生活中，而商标又是商品不可缺少的一部分，所以贴标机有着很广大市场。现在市场上有很多半自动的贴标机，为了降低制造成本，开发高效率的全自动的贴标机是很有意义的。第二节 自动贴标机具有的特点一.贴标机的特点：(一).一般结构复杂，运动速度快，动作精度高。为满足性能要求，对零件的刚度要求和表面质量等都有较高的要求。(二).用于食品和药品的包装机要便于清洗，与食品和药品接触的部位要用不锈钢或经化学处理的无毒材料制成。(三).进行包装作业时的工艺力一般都较小。(四).一般都采用无级变速装置，以便灵活调整速度、调节生产能力。(五).特殊类型的专业机械，种类多，生产数量有限。（六）.随着各种贴标技术的深入发展，贴标机正向着以下几个发展方向：1.高生产率、高可靠性、高精度、好的柔性和灵活性，注重成套性和配套性;2.自动化程度不断提高，过去的手工半手工的复杂作业，己被半自动或自动的贴标机所取代，且逐渐向控制智能化的方向发展;3.先进的机电技术和新元件被综合应用于贴标机中，并通过采用先进的设计方法提高产品设计质量，缩短制造周期。3第二章 总体设计第一节 基本用途适用于在各种物品的上平面贴标签或不干胶膜，如书本、文件夹、盒子、纸箱等，更换覆标机构可适用于不平整表面贴标，广泛应用于大件产品的平面贴标，规格范围大的平面类物体贴标。可选配打码机或喷码机到贴标头，可实现在标签上打印生产日期、批号和喷印条码等信息。可选配喷码机到输送带，可实现贴标前或贴标后在产品上喷印生产日期、批号、条码等信息。第二节 设计原理表 1 贴标机介绍机构名称 机构说明分料机构 用于将层叠的产品分离成单张总开关 整台机器的总电源开关输送机构 将产品输送到贴标位置，贴标后，输送到收料机构收料机构 承接完成贴标输送过来的产品覆标机构 将贴附在产品上的标签压紧贴标头 贴标的核心部件，实现贴标功能触摸屏 人机对话窗口，进行各种参数调节电箱 贴标机电气控制中心，排布各种控制器和 PLC4图 1 贴标机表头表 2 贴标机各零件说明机构名称 机构说明料盘 用于装卷装标签刹车 用于刹住标签，防止标签松开，保持标带的张力滚筒 绕行标签，保证标签的张力标签压紧装置 压紧标签，保证标签的张力电眼架 安装测标电眼，前后移动电眼牵引机构 牵引机构剥标板 剥离标签5压标机构 用于压紧标签收料机构 回收标签底纸横向调整 调节整个贴表头的左右位置纵向调整 用于将贴表头整体升降图 2 贴标机整体6第三节 工作过程核心工作原理：传感器检测到产品经过，传回信号到贴标控制系统，信号经过 PLC 处理后，在适当时刻送出标签贴附在产品设定位置上，产品流经覆标装置，标签被覆牢固，一张标签的贴附动作完成。操作过程：放产品（可接流水线） 产品输送（自动实现） 产品纠正（自动实现） 产品检测（自动实现） 贴标（自动实现） 覆标（自动实现） 收集已贴标产品 取走产品。第四节 轴承的选择及校核轴承寿命选择轴承的类型：由于该轴的转速高，而轴向载荷相对于径向载荷有较小，故选择深沟球轴承，又由于轴颈直径 d=10mm，所以轴承型号为6000。查机械设计手册得 C=4580。选用的轴承为深沟轴承，轴承代号是6007，轴承的寿命可通过下面的式子计算： 式中 10L轴承的基本寿命（h）n 轴承转速（r/min）Tf温度系数7C 基本额定动载荷（N）取 c=33400pf载荷性质系数 pf=2F当量动载荷（N）寿命指数，球轴承 =2 滚子轴承 =10/3 所以符合设计要求第五节 供标机构动力学分析电机的选择贴标机对贴标质量的主要影响因素之一是能否保证在贴标过程中标带的张力恒定。首先分析一下张力的产生。图 3 为放标系统的简图,设标带的张力为 T,放标盘旋转使标带的线速度为 V1,牵引辊在步进电机的带动下旋转,使标带以线速度 V2 运动。如果 V2V1,则标带被拉伸,标带的张力变大;如果 V2V1,并保持一定的速度差以使标带产生一定的张力,当标带张力产生变化时,应及时调节放标盘的线速度 V1 使之稳定,这样标带才能在恒张力下稳定运行。由力学分析可知,标带拉力产生的力矩总是等于制动力矩、阻力矩和惯性力矩之和。即标签盘的动态力矩平衡方程为:M 拉=M 制+M 阻+M 惯8dt2,）（ 亦 即 ：）（拉 阻制 惯 JMTD式中:T 为标带的张力;D 为标签盘的直径;J 为整个标盘的转动惯量(J=Jk+J0,Jk 为标签盘的转动惯量,J0 为放标盘的转动惯量)。由于标带相对来说较薄,对于贴一个标签来说,半径变化较小,因此可以认为标签盘是匀速转动,也即是 可以忽略不计则 由此可得到dt0)(dtJM惯标签盘的静态力矩平衡方程: 阻制2TD于是张力表达式： ）（ 阻制 MT由上式可知:在静态时,只要控制好 M 制+M 阻使其随着标签盘的直径变化而变化,即可以控制张力的恒定,控制方法也比较简单。图 3电机的选择选择电机应考虑以下因素： 1、为电机提供电源的种类，如单相、三相、直流电等；2、电机的工作环境，电机工作场所是否有特殊性，如潮湿、高温、化学腐蚀、粉尘等等； 93、电机的工作方式，是连续工作还是短时工作或是其它工作方式； 4、电机的安装方式，如立式安装、卧式安装等等； 5、电机的功率及转速等，功率及转速应满足负载的要求； 6、其它困素，如是否需要变速、有无特殊控制要求、负载的种类等。转速=60*F/磁极，F为电源频率，一般为50，磁极SN为1 2极转速约2800-3000 4极 1400-1500 6极 900-1000。根据所承受的力及转速的大小，选择的电机型号为MODEL ARM98ACC-T3.6。第 6 节 技术参数及设备细节下面是贴标机的一些主要参数：表 3 贴标机参数参数名称 具体参数数值贴标精度 1mm (不含产品、标签误差)贴标速度 40120件/分钟（与产品尺寸有关）适用产品尺寸 长：40mm400mm 宽：40mm200mm 高：0.2mm150mm适用标签尺寸 长度：6mm150mm 宽度（底纸宽度）：15mm130mm整机尺寸 约1600mm780mm1400mm（长宽高）适用电源 220V/50HZ；整机重量 约 180Kg适用标签内径 76mm适用标签外径 240mm电压 220V10适用范围1.适用标签：不干胶标签，不干胶膜，电子监管码，条形码等。2.适用产品：要求在平面、大弧度面上贴附标签或膜的产品。3.应用行业：广泛应用于印刷、文具、食品、日化、电子、医药、等行业。4.应用实例：书本平面贴标、文件夹贴标、包装盒子贴标、板材贴标等。图 4 流程图11图 5 成功案例12图 6 附脚轮图 7 Y 型支架固定架13图 8 Y 型支架固定杆图 9 上下链接板14图 10 收料结构板图 11 收料支架15第七节 功能特点1.功能强大，可用于各种工件的平面、圆弧面、凹平面的贴标，可用于不规则工件贴标；2.贴标准确，稳定性高，采用 PLC+细分步进电机驱动送标，送标准确；放料机构配置刹车功能，保证标带绷紧，确保标签检测精确；标带绕行纠偏机构，防止标签左右偏移；3.坚久耐用，电路与气路分开布置，气路配置净化装置，避免空气的水分侵害电器，延长设备寿命；整机采用高级铝合金和不锈钢材料，质量牢固；4.调整方便，配置高低行程可调功能，不同高度产品贴标，无需反复更换治具；5.外形美观，采用底置电脑白电箱，配合不锈钢和高级铝合金，美观大方，提升设备档次；6.可选配功能和部件：7.热打码/喷码功能；8.自动上料功能；9.自动收料功能（结合产品考虑） ；10.特殊标签电眼。第八节 存在的问题及解决方案贴标中要达到完美视觉效果。其中之一就是避免贴标中的翘标现象。在管子未灌装之前贴标，贴好以后再进行灌装封尾，而在封尾过程中的加热对标签16的考验尤其严峻，标签距离底端越近，翘标的可能性就越大。实际应用中几乎每个厂家都有类似问题，解决的办法也多种多样：1.增加标签的粘度，尽量使标签粘贴牢固。要达到这个效果，需从以下几个方面加以考虑：(1)提高被贴产品的表面质量。大部分的产品表面有光油，会增加贴标的困难，内容物的渗出，管壁的微孔等等都会造成标签的翘起，如何避免此类问题的发生, 应该是大家要考虑的一个比较重要的问题。(2)在贴标过程中控制标签的贴标压力。(3)控制贴标过程中的温度。增加贴标温度，会改善贴标效果，因为随温度的升高，物体内部物质的活性会增加，标签才更容易与管身融合。2.尽量采用柔软的标签材料，良好的标签延展性对翘标也会有很大改善。3.改变标签的形状。将标签的底端做成弧形, 尽量避开封尾变形区。当然圆弧不可以开的太深, 否则由于标签本身的问题容易引起褶皱, 增加不必要的麻烦。对于异型封尾则要求标签的形状要做相应改变, 这样不但可以避免翘标还可以增加美感。4.消除静电的影响。贴标过程容易产生静电, 这对贴标效果会产生影响, 适当提高贴标现场的湿度, 会有一定改善, 采用离子风机也是有效的解决办法。贴标机内部设有湿度自动控制, 更可以单独控制设备内部的洁净度, 让贴标远离灰尘，提高产品的贴标质量。这样做到了贴标过程中不再有翘标现象，达到视觉效果。17附件：自动贴标机的图纸（贴标机图纸用 solidwords 打开）参考文献1.杨仲林主编，包装自动控制技术及应用，北京中国轻工出版社，2008.12.黄颖为主编，包装机械结构与设计，北京化学工业出版社，2007.2.43.尹章伟，毛中彦编著，包装机械，北京化学工业出版社，2006.4.10