机械毕业设计（论文）-贴标机设计的原理及设计【全套图纸SW三维】.doc

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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

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 20

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。

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PLC

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

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

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——轴承的基本寿命（h）

n——轴承转速（r/min）

——温度系数

C——基本额定动载荷（N）取c=33400

——载荷性质系数=2

——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V2>V1,则标带被拉伸,标带的张力变大;如果V2

所以,速度V2和V1与张力有密切的关系。

根据胡克定律,标带的张力T为:

式中:

ε为标带的弹性模量;s为标带的截面积;L为传动点之间的距离;t为牵引辊的启动时间。

由上式可知,将标带张力作为调节对象时,是一个积分环节。

实现张力控制实质上就是控制线速度差V2-V1,所以从某种意义上说标带的张力控制系统实际上就是一种线速度跟踪系统。

在启动过程中,假定牵引辊的速度为V2,控制速度使V2>V1,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

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标签盘的静态力矩平衡方程:

于是张力表达式：

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；

3、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12极转速约2800--30004极1400-15006极900--1000。

根据所承受的力及转速的大小，选择的电机型号为MODELARM98ACC-T3.6。

第六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

40～120件/分钟（与产品尺寸有关）

适用产品尺寸

长：

40mm～400mm宽：

40mm～200mm高：

0.2mm～150mm

适用标签尺寸

长度：

6mm～150mm宽度（底纸宽度）：

15mm～130mm

整机尺寸

约1600mm×780mm×1400mm（长×宽×高）

适用电源

220V/50HZ；

整机重量

约180Kg

适用标签内径

Ø76mm

适用标签外径

Ø240mm

电压

220V

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

图5成功案例

图6附脚轮

图7Y型支架固定架

图8Y型支架固定杆

图9上下链接板

图10收料结构板

图11收料支架

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。