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 設計(論文)題目： 中藥自動配藥庫 ——自動包裝裝置的設計 指 導 教 師: 李立新 講師 2013 年 4月 畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設計（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)設計的內(nèi)容是設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，在機械的設計過程中，改變了設計開發(fā)模式，設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，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計研究具有一定的意義。通過本次畢業(yè)設計，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 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)設計； （2）完成折合5張0＃圖紙的繪圖工作量及設計說明書一份； （3）設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計結(jié)構(gòu) （1）機械部分設計： 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)方案的設計與分析和各執(zhí)行機構(gòu)協(xié)調(diào)關系的處理； （2）成型器.橫封.縱封.切 斷等機構(gòu)的設計； （3） 具體零件圖、裝配圖的繪制。  畢 業(yè) 設 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)設計、齒輪與凸輪的設計選用、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計工作。 指導教師： 年 月 日 所在審查意見： 負責人： 年 月 日