自動包裝機開題報告

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1、 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學 生 姓 名: 陳程 學 號: 0901010106 專 業(yè): 機械工程及自動化 設(shè)計(論文)題目: 中藥自動配藥庫 ——自動包裝裝置的設(shè)計 指 導 教 師: 李立新 講師 2013 年 4月 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告 1.結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(論文)課題情況,根據(jù)所查閱的文獻資料,每人撰寫 2000字左右的文獻綜述: 文 獻 綜 述 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容是設(shè)計一臺藥物的定量自動包裝裝置,用于顆粒物料的自動稱量

2、和包裝,并實現(xiàn)物料的累計計算,包括喂料,稱量,放料,包裝裝置。它的包裝美觀,包裝袋的質(zhì)量好而且稱量范圍為5kg內(nèi),稱量精度為2%。 關(guān)鍵詞 自動 稱量 包裝 1 自動包裝機技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 從發(fā)達國家生產(chǎn)的包裝機械水平來看,當代包裝機械的發(fā)展動向具有以下幾個特點: (1)自動化 傳統(tǒng)的包裝機多采用的是機械式控制,如凸輪分配軸式[1],隨著PLC的誕生和發(fā)展,控制系統(tǒng)日趨智能化,后來又出現(xiàn)了光電控制、氣動控制等控制形式。 (2)智能化 加工工藝日益提高,伴隨著控制系統(tǒng)的智能化,人們對包裝要求也增多。于是包裝機由以前單一的包裝機發(fā)展為定量包裝密封的機電一體化機。機電一體化

3、的實質(zhì)就是將機械、電氣有機的結(jié)合起來,利用控制系統(tǒng),實現(xiàn)一機多用的功能[1] (3)綠色化 經(jīng)濟的飛速發(fā)展,帶了來巨大的環(huán)境污染,人們對環(huán)境的保護也逐步重視起來,尤其是中國倡導的是可持續(xù)發(fā)展,所以,在機械的設(shè)計過程中,改變了設(shè)計開發(fā)模式,設(shè)計階段考慮到機械零件的使用壽命,讓各個零件在其生命周期內(nèi)對環(huán)境無影響或者影響最小化,零件報廢后易于回收等特點[1] 2 自動包裝機技術(shù)的介紹 藥物的顆粒包裝機適用于流動性較好的粉粒狀物料。一般機器可以自動完成計量、填料、封合及切斷等全部工作。有些機型還裝有可靠的光電檢測系統(tǒng),使用印有光電標記的包裝材料時,可獲得完整的商標圖案[8] 包裝機一般具有

4、自動稱量、自動統(tǒng)計、人工套袋、連續(xù)輸送、自動縫紉封口等功能。包裝袋可以有塑料編織袋、麻袋等,可根據(jù)適用要求選擇相應的配套設(shè)備[2]。 2.1 自動包裝裝置的組成 完整的包裝機一般由給料裝置、稱重系統(tǒng)、卸料裝置、夾袋裝置、封口裝置組成,并且配用相應的儀表、氣路[11]。 (1)料倉 料倉的主要作用就暫存物料。對其形狀沒有什么特殊的要求。一般選用漏斗狀料倉,便于下料。當料倉內(nèi)倒入物料時,傳感器發(fā)出信號,使電機帶動皮帶運動。 (2)給料裝置 給料部分形式較多, 通常有直落式、螺旋給料、刮刀式、振動式和皮帶給料 [3],根據(jù)物料和廠房的不同可選擇不同的方式。這一部分選擇是否合適直接影響到

5、定量包裝機的包裝速度和精度。[10] (3)計量 計量方式主要有兩種:采用稱重式動態(tài)包裝計量裝置和采用容積式定量包裝計量裝置,容積式稱重適應于均勻的顆粒,達到標準容積后,裝包。稱重式由稱重傳感器稱量,當物料流入包裝袋時,重力傳感器產(chǎn)生信號,將這個信號轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳碾娏孔兓?,傳給單片機。達到預置重量后,發(fā)出信號,傳給電磁閥門。雖然速度相對容積式慢,但是其精度高[4] 稱重式可以分為毛重式如1和凈重式如圖2 圖1 毛重式 圖2 凈重式 連同包裝袋一起稱量的稱為毛重式,先稱量物料再裝包的稱為凈重式[7],毛重式與凈重式的

6、比較:(a)稱量精度:稱量精度相同,均可以達到技術(shù)要求(b)包裝能力: 毛重式包裝機最快工作速度比凈重式包裝機要快(c)設(shè)備價格:毛重式包裝機價格較低(d)占用空間: 毛重式包裝機比凈重式包裝機需要的面積小。毛重式稱量又可以分為上稱重結(jié)構(gòu)和下稱重結(jié)構(gòu)[6] 如圖3、圖4所示: 圖3上稱重式 圖4下稱重式 上稱重結(jié)構(gòu)是將重力傳感器置于包裝機的上部,這種結(jié)構(gòu)可以提高裝袋的填充率。而下稱重結(jié)構(gòu)是將重力傳感器置于包裝機的下部,這種設(shè)計,結(jié)構(gòu)簡單,合理,外形美觀,布局緊湊,是比較理想的方式 采用容積式定量包裝計

7、量裝置主要分為容杯式定量包裝計量裝置、柱塞式定量包裝計量裝置、轉(zhuǎn)鼓式定量包裝計量裝置。這種計量方式的包裝速度快,但是其精度低[4] (4)密封裝置 根據(jù)包裝袋的不同,選用不同的密封裝置。塑料材料的包裝袋可以用熱密封。牛皮袋需要線縫紉 (5)料斗 料斗的作用就是暫存物料,稱重式包裝機的料斗下方裝有電磁閥門。料斗的形狀也是漏斗形,這樣可以便于下料 (6)氣路控制 氣路部分主要是控制料斗的開關(guān),大多采用電磁閥。當稱重系統(tǒng)檢測到包裝袋內(nèi)物料達到預定值時,電磁閥門關(guān)閉。包裝袋被取下,重新套袋時,電磁閥門再次開啟。 包裝機的控制可以由單片機或者PLC控制,a.采用PLC控制其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如

8、圖5所示[2]: 圖5采用PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 它可以完成以下功能:①自動檢測,如檢測各部分氣路是否正常。②手動自動調(diào)試秤,使其準確度和速度達到最優(yōu)。③報警功能,運行過程如果出現(xiàn)錯誤,例如超重、欠量都會發(fā)出警報,及時糾正 采用單片機控制的系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)如圖6所示[9] 圖6 單片機控制結(jié)構(gòu)圖 其硬件由數(shù)據(jù)采集處理模塊,核心控制模塊,鍵盤與顯示模塊,輸出信號控制模塊[9]。傳感器的信號一般都很微弱,不能直接傳輸給單片機,所以需要一個放大電路。經(jīng)放大電路出來的信號還需經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號傳輸給單片機。 采用單片機控制的系統(tǒng)工作過程如下: 圖7 工作過程流程圖 3

9、 研究意義 隨著經(jīng)濟的發(fā)展,人們生活水平的日益提高,對產(chǎn)品的包裝要求也越來越高。顆粒包裝機是輕工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的自動機械之一,其主要用于各種顆粒產(chǎn)品的包裝。我國近些年來包裝工業(yè)發(fā)展迅速,但又在某種程度上受到機械工業(yè)發(fā)展相對滯后的影響。包裝機械發(fā)展也較為緩慢,因此進行顆粒包裝機的設(shè)計研究具有一定的意義。通過本次畢業(yè)設(shè)計,使學生對包裝機械有一總體了解,對顆粒包裝機的工作過程進行具體的分析、研究,盡量做到有所創(chuàng)新。同時培養(yǎng)學生對大學所學知識的理解,收集、查閱文獻資料的能力,發(fā)現(xiàn)、分析、解決問題的能力。 參 考 文 獻 [1] 南寧市澳特包裝機械有限公司.

10、我國包裝機的發(fā)展趨勢[J].全球五金網(wǎng).2011.No3 [2] 張兄華.全自動定量包裝機的PLC控制系統(tǒng)[J].基礎(chǔ)自動化.1996.12.第六卷.No6. [3]劉俊杰,李國林,楊存志,楊旭.重力式計量包裝機的設(shè)計與研究[J].農(nóng)機化研究.2006.No6 [4] 呼英俊,白杉,劉志平.幾種全自動定量包裝機的計量原理[J].計量與設(shè)備.2003.No12 [5]陳昌,孫耀明.粉物料定量包裝系統(tǒng)[J]. China Academic Journal Electronic Publishing House.1994-2011 [6]郭宇.集裝袋定量包裝機的基本結(jié)構(gòu)形式[M].起重運輸

11、機械.2001.7. [7]無錫輕工業(yè)學院等編.食品工廠機械與設(shè)備[J].輕工業(yè)出版社,1981年02月第1版. [8]原子.ZD系列自動定量包裝機[J].維普資訊.TB486.3. [9]歐陽俊,王仁波,張雄杰.基于單片機AT89C52的定量包裝系統(tǒng)[J].湖南農(nóng)機.No7. [10]張兄華,張放.一種三級控制自動定量包裝機的設(shè)計.科技應用.1003-5729(2007)02-0029-02. [11]Michael Richard,Wickliffe OH(US),Bernard Lerner,Aurora(OH).PACKAGING MACHINE .United States

12、 Patent Application. May20, 2010 . 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告 2 研究內(nèi)容 (1)完成顆粒包裝機執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計; (2)完成折合5張0#圖紙的繪圖工作量及設(shè)計說明書一份; (3)設(shè)計合理的紙帶成型器.橫封.縱封.切斷.下料等執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu); (4)進行各軸的理論計算和強度校核 2.1 所設(shè)計的包裝機

13、的主要性能特點 (1)精度高(2)操作方便(3)安全可靠(4)節(jié)能環(huán)保 2.2 本課題擬采用的研究手段和途徑 2.2.1 藥物的顆粒定量包裝機的設(shè)計結(jié)構(gòu) (1)機械部分設(shè)計: 通過第一的介紹,稱重方式采用毛重上稱量方式,其結(jié)構(gòu)如下圖8所示: 控制處 電子稱 伺服電機 料倉 料斗 夾袋器 支架 擋板 縫包機 傳動帶 傳動帶 圖8結(jié)構(gòu)設(shè)計圖 (2)電路控制部分 單片機的可靠性高,抗干擾能力強,通用性強,而且編程簡單,維護方便,故選用單片機控制系統(tǒng)。 2.2.2 工作過程介紹 首先料倉內(nèi)放料。傳送帶運轉(zhuǎn),位于料斗處的傳感器檢測到包裝袋就位后,啟動閥門

14、,重力傳感器檢測到包裝袋內(nèi)的物料快到達標準后,發(fā)出信號,伺服電機轉(zhuǎn)速變慢,待包裝袋內(nèi)物料達到標準值后,電磁閥關(guān)閉。將包裝袋放到傳送帶上,傳送到縫紉機處密封。手動套袋,就位后,傳送帶恢復轉(zhuǎn)速,重復上述循環(huán) 3 本課題的預計成果 (1) 進行執(zhí)行機構(gòu)方案的設(shè)計與分析和各執(zhí)行機構(gòu)協(xié)調(diào)關(guān)系的處理; (2)成型器.橫封.縱封.切 斷等機構(gòu)的設(shè)計; (3) 具體零件圖、裝配圖的繪制。 畢 業(yè) 設(shè) 計(論 文)開 題 報 告 指導教師意見: 1.對“文獻綜述”的評語: 該文主要介紹了包裝機的產(chǎn)生背景及其研究意義,對國外研究狀況,國內(nèi)研究現(xiàn)狀及趨勢。此外,又介紹了包裝機械的組成以及包裝執(zhí)行

15、機構(gòu)中的熱封裝置。綜述條理清楚、語句通順,格式基本符合規(guī)范。 2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計(論文)結(jié)果的預測: 該生已充分理解本課題的深度和廣度,本課題屬于食品包裝機械開發(fā)領(lǐng)域,具有很好的應用前景。涉及的知識面比較廣泛,包含電機的選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、齒輪與凸輪的設(shè)計選用、機構(gòu)運動的控制等。需要強度計算,繪圖軟件的應用,繪制整個包裝機系統(tǒng)的全部圖紙,具有一定的工作量。通過該學生的文獻綜述和工作狀態(tài)來看,在規(guī)定的時間內(nèi),完全能夠完成本課題的研究設(shè)計工作。 指導教師: 年 月 日 所在審查意見: 負責人: 年 月 日

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