全自動(dòng)旋蓋機(jī)的設(shè)計(jì)含開(kāi)題、SW三維及6張CAD圖
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全自動(dòng)旋蓋機(jī)設(shè)計(jì)
1 選題背景及其意義
背景: 隨著科技的發(fā)展,我國(guó)的醫(yī)藥,化妝品,飲料行業(yè)得到迅猛的發(fā)展,它們是一個(gè)多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)和手段高度融合的高科技產(chǎn)業(yè)群體，涉及國(guó)民健康、社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及中國(guó)飲料行業(yè)也是一個(gè)重要的組成,是改革開(kāi)放以來(lái)發(fā)展起來(lái)的新興行業(yè)，是中國(guó)消費(fèi)品中的發(fā)展熱點(diǎn)和新增長(zhǎng)點(diǎn)。30年來(lái)，行業(yè)不斷地發(fā)展和成熟，逐漸改變了以往規(guī)模小、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一、競(jìng)爭(zhēng)無(wú)序的局面，各種企業(yè)的規(guī)模和集約化程度不斷提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨合理。中國(guó)飲料、醫(yī)療、化妝品在品牌方面的發(fā)展成果顯著，全國(guó)性品牌已有十幾家，五類產(chǎn)品中22個(gè)品牌被評(píng)為中國(guó)名牌。
市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速, 如何提高生產(chǎn)率,以及節(jié)約人力物力,降低成本,節(jié)約能源，提高能源利用率，使用機(jī)械設(shè)備代替工人的勞動(dòng)力,是一個(gè)相當(dāng)亟不可待的問(wèn)題 。
原始的生產(chǎn)方式已經(jīng)跟不上,日益膨脹的社會(huì)需求,如何實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化,便設(shè)想如能設(shè)計(jì)一套全自動(dòng)旋蓋系統(tǒng)將十分有利于工廠的需求。
意義: 生產(chǎn)中應(yīng)用旋蓋機(jī),可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率，可以減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、以及生產(chǎn)產(chǎn)品的一致性、可靠性。通過(guò)收集相關(guān)資料，查閱文獻(xiàn),根據(jù)產(chǎn)品特點(diǎn)市場(chǎng)需求,任務(wù)書設(shè)計(jì)出一套完整的全自動(dòng)旋蓋系統(tǒng)并能為其相關(guān)零件選擇合適的材料和加工工藝。通過(guò)PLC,機(jī)械,氣壓系統(tǒng)等來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體的自動(dòng)化。
本課題中全自動(dòng)旋蓋機(jī)主要是，針對(duì)飲料、醫(yī)療、化妝品行業(yè), 通過(guò)以上畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容，讓學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中綜合大學(xué)所學(xué)基礎(chǔ)課程及專業(yè)課程，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決一般工程技術(shù)問(wèn)題的能力；進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、創(chuàng)造性地解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)
飲料包裝是包裝機(jī)械行業(yè)最大的一個(gè)細(xì)分市場(chǎng)，該市場(chǎng)又可簡(jiǎn)單細(xì)分為食品包裝和啤酒飲料包裝。后者一般客戶方都是整條生產(chǎn)線購(gòu)買，自動(dòng)化水平相對(duì)比較高，PLC、HMI、低壓變頻器，甚至伺服都有廣泛的應(yīng)用。需求量巨大，中國(guó)平均每年大約需求100余條，市場(chǎng)超過(guò)50億。中國(guó)是個(gè)人口大國(guó)，按目前中國(guó)飲料的人均消費(fèi)量，尤其是礦泉水，與其他國(guó)家相比消耗量十分明顯。該市場(chǎng)仍處在供不應(yīng)求的發(fā)展中，市場(chǎng)空間很大。市場(chǎng)得以開(kāi)發(fā)，則需求量將有非?？捎^的上升。前者的產(chǎn)品差別很大，有機(jī)械控制的簡(jiǎn)單食品加工機(jī)器，比如面條機(jī)、餃子機(jī)等，也有應(yīng)用整條自動(dòng)化生產(chǎn)線的高端食品加工設(shè)備。中國(guó)食品加工水平較低，目前該市場(chǎng)隨著中國(guó)GDP的增長(zhǎng)平穩(wěn)增長(zhǎng)，據(jù)相關(guān)專家預(yù)測(cè)，未來(lái)兩三年不會(huì)出現(xiàn)發(fā)展的瓶頸。
??醫(yī)藥工業(yè)包裝。這類包裝設(shè)備總體特征是體積小、價(jià)格高、產(chǎn)值約占藥品的12-15%。因此這類包裝設(shè)備對(duì)自動(dòng)化水平要求也較高，相應(yīng)企業(yè)的自動(dòng)化設(shè)備的購(gòu)買能力也較強(qiáng)。目前國(guó)家藥品改革只能對(duì)包裝要求越來(lái)越嚴(yán)，尤其是西藥，為避免二次污染盡量散裝。
我國(guó)早期多采取人工包裝，操作繁瑣、單調(diào)、重復(fù)，工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，包裝質(zhì)量不高，有些藥品長(zhǎng)期與人接觸還會(huì)影響身體健康。由于工業(yè)產(chǎn)品千差萬(wàn)別，用戶要求各不相同，很難形成統(tǒng)一的灌裝模式和定型的包裝設(shè)備，因而包裝工序長(zhǎng)期以來(lái)成為連續(xù)化生產(chǎn)過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)。 包裝工作包括包裝材料和容器的制造、印刷、包裝工藝程序的操作和質(zhì)量檢測(cè)等。實(shí)現(xiàn)包裝自動(dòng)化能有效地提高生產(chǎn)能力，保證產(chǎn)品質(zhì)量,增加花色品種,有利于食物、藥品的清潔衛(wèi)生和金屬制品的防腐防銹并降低生產(chǎn)成本。包裝自動(dòng)化還能改善工作條件，特別是對(duì)有毒性、刺激性、低溫潮濕性、飛揚(yáng)擴(kuò)散性等危害人體健康的物品的包裝尤為重要。以及那些人工難以實(shí)現(xiàn)的包裝,如無(wú)菌包裝、藥品飲料包裝、真空包裝、熱成型包裝等，更加需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。伴隨電子技術(shù)的發(fā)展，包裝從單機(jī)分離電器為主的低級(jí)程序控制發(fā)展到多功能全自動(dòng)包裝機(jī)和由電子計(jì)算機(jī)控制的包裝生產(chǎn)自動(dòng)線。
包裝自動(dòng)化主要包括：①包裝材料、容器和包裝物品的自動(dòng)計(jì)量、傳送和成品的自動(dòng)輸出；②工藝程序的自動(dòng)執(zhí)行，操作機(jī)構(gòu)的自動(dòng)調(diào)節(jié)和故障的自動(dòng)處理；③工藝參數(shù)（位置、尺寸、重量、數(shù)量、速度、性態(tài)、行為等）的自動(dòng)控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)；④包裝質(zhì)量的自動(dòng)檢測(cè)和廢品的自動(dòng)剔除。物品包裝所采用的技術(shù)手段、控制方法和能夠達(dá)到的自動(dòng)化程度隨物品種類而異,受到產(chǎn)品性狀、包裝材料(或容器)和包裝要求等諸因素的制約。
依被包裝物的形態(tài)，包裝自動(dòng)化分為液體包裝自動(dòng)化和固體包裝自動(dòng)化兩類。液體包裝自動(dòng)化包括各種飲料、液狀調(diào)味品、日用化工品和藥品中那些具有一定粘度的液態(tài)物質(zhì)的包裝自動(dòng)化。這類產(chǎn)品的包裝大都采用容器灌裝法，需要經(jīng)過(guò)容器清洗（或容器制造）、計(jì)量灌裝、封口貼標(biāo)等幾道主要工序。例如，啤酒包裝生產(chǎn)自動(dòng)線由洗瓶、灌裝、壓蓋、殺菌、貼標(biāo)五臺(tái)主機(jī)按工藝流程布置，單機(jī)進(jìn)行控制，中間用柔性輸送鏈聯(lián)結(jié)并協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)拍。因?yàn)槠【剖呛瑲庑燥嬃?，故采用等壓法灌裝、液位法計(jì)量。整機(jī)為旋轉(zhuǎn)型,由機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)控制同步運(yùn)行,用機(jī)、電、氣綜合技術(shù)組成程序控制系統(tǒng)。環(huán)形酒缸液位采用介質(zhì)壓力傳感閉環(huán)自動(dòng)調(diào)整，灌裝過(guò)程采用機(jī)械方式開(kāi)環(huán)自動(dòng)控制，檢測(cè)故障采用機(jī)電聯(lián)鎖控制自動(dòng)停車、人工排除，全部潤(rùn)滑、清洗和壓縮空氣系統(tǒng)均集中操縱。
3 主要研究?jī)?nèi)容
3.1全自動(dòng)旋蓋機(jī)的基本工作原理
本課題主要研究輸送帶傳動(dòng)，步進(jìn)電機(jī),交流電機(jī),PLC,控制等。通過(guò)電機(jī)控制輸送帶，金屬桿的運(yùn)動(dòng)，步進(jìn)電機(jī)的行程根據(jù)任務(wù)書的已知條件，對(duì)旋蓋機(jī)及其各個(gè)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)和總體布置。通過(guò)具體的參數(shù)計(jì)算及工況分析，擬定全自動(dòng)旋蓋機(jī)的系統(tǒng)原理圖，完成液壓及電氣PLC控制系統(tǒng)原理圖繪制。
第一部分:瓶子的進(jìn)給部分
第二部分:瓶蓋的進(jìn)給及裝蓋部分
第三部分:自動(dòng)旋蓋部分
第四部分:控制部分
主要工作方式: 前一流水線上瓶子通過(guò)輸送帶進(jìn)入旋蓋機(jī)------------→通過(guò)輸送帶及轉(zhuǎn)盤將瓶蓋輕放在瓶子上-------------→旋緊瓶蓋----------→下料
3.2 課題主要內(nèi)容：
1.根據(jù)設(shè)計(jì)要求，收集旋蓋機(jī)相關(guān)資料，并做相關(guān)外文資料翻譯。
2.根據(jù)已知技術(shù)參數(shù)，確定旋蓋機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案。
4.完成旋蓋機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采用SOLIDWORKS CAD等軟件繪制裝配圖、零件圖。
5.擬定PLC控制系統(tǒng)原理圖，電氣控制原理圖。
6.撰寫畢業(yè)論文及設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
3.3設(shè)計(jì)主要的技術(shù)參數(shù)要求
生產(chǎn)能力50瓶/分鐘
瓶蓋尺寸：15-70毫米
瓶體直徑：Φ35-Φ130毫米
瓶體高度：50-320毫米
4 研究方案
4.1 總體方案
（1） 先將要設(shè)計(jì)研究的旋蓋機(jī)分成三個(gè)大部分,用來(lái)模塊化設(shè)計(jì)。
① 進(jìn)給系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)。
② 旋蓋系統(tǒng)模塊的設(shè)計(jì)。
③ 電氣控制模塊的設(shè)計(jì)。
（2） 搜集一下各方面的文獻(xiàn)資料
（3） 去市場(chǎng)調(diào)查,各種瓶子、瓶蓋的規(guī)格，以及瓶蓋大約需要的預(yù)緊力。
（4） 各個(gè)模塊的機(jī)械設(shè)計(jì)，大體選用零件（如電機(jī)、輸送帶等）。
（3）各零件的校核計(jì)算，并確定選擇的型號(hào)。
（4）控制方面的設(shè)計(jì)，F(xiàn)X 1n PLC的程序編寫。
（5）綜上的研究，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的可行性
（6）計(jì)算機(jī)軟件制圖。
（7）論文的編寫。
4.2 論文框架
①旋蓋機(jī)的現(xiàn)況
②重要參數(shù)的確定與論證
③構(gòu)件材料的選擇及論證
④旋蓋機(jī)原理及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
⑤強(qiáng)度計(jì)算
⑥控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
⑦小結(jié)及結(jié)束語(yǔ)
5 進(jìn)度計(jì)劃
2010.11.01-2010.12.01 收集資料，研讀資料
2010.12.01-2011.01.15 擬訂總體設(shè)計(jì)方案
2011.01.15-2011.03.15機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制總裝圖
2011.03.15-2011.04.15主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制零件工作圖
2011.04.15-2011.04.30 液繪液壓系統(tǒng)原理圖
2011.04.30-2011.05.10 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
2011.05.10-2011.05.25 撰寫設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書
2011.05.25-2011.06.06 修改及答辯
參考文獻(xiàn)
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7
指導(dǎo)教師意見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
開(kāi)題答辯小組意見(jiàn)
1、論文選題：□有理論意義；□有工程背景；□有實(shí)用價(jià)值；□意義不大。
2、論文的難度：□偏高；□適當(dāng)；□偏低。
3、論文的工作量：□偏大；□適當(dāng)；□偏小。
4、設(shè)計(jì)或研究方案的可行性：□好；□較好；□一般；□不可行。
5、學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料及課題的了解程度：□好；□較好；□一般；□較差。
6、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的綜合能力和表達(dá)能力：
□好；□較好；□一般；□較差。
7、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的創(chuàng)新能力：
□好；□較好；□一般；□較差。
8、對(duì)論文選題報(bào)告的總體評(píng)價(jià)：□好；□較好；□一般；□較差
（在相應(yīng)的方塊內(nèi)作記號(hào)“√”）
建議結(jié)論
評(píng)議小組組長(zhǎng)簽名：
評(píng)議小組組員簽名：
年 月 日
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