地毯自動(dòng)裝箱機(jī)的設(shè)計(jì)含CAD圖及SW三維

地毯自動(dòng)裝箱機(jī)的設(shè)計(jì)含CAD圖及SW三維,地毯,自動(dòng),裝箱,設(shè)計(jì),cad,sw,三維 1地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 的 設(shè) 計(jì)摘要自動(dòng)裝箱機(jī)是一種應(yīng)用于完成運(yùn)輸包裝的機(jī)器， 它可以把一定量的產(chǎn)品按照 特定排列方式裝入箱中。 方塊地毯， 一種按照形狀大小和鋪陳方法排列的新型地 毯， 在我們的日常生活及工作中被越來(lái)越廣泛的使 用 。 但長(zhǎng)期以來(lái)， 它的包裝大 多都是通過(guò)人工或半自動(dòng)的方式來(lái)進(jìn)行包裝的。本設(shè)計(jì)是在充分了解方塊地毯自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的基本原理和工藝流程之后， 設(shè)計(jì)了一款可以將碼垛好的方塊地毯裝入紙箱中的自動(dòng)裝箱機(jī)械系統(tǒng)， 從而提高 生產(chǎn)速度。 通過(guò)模塊化設(shè)計(jì)方法將地毯自動(dòng)裝箱機(jī)分為地毯的抓取、 紙箱的輸送、 裹包地毯三個(gè)部分來(lái)設(shè)計(jì)。這樣減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高了生產(chǎn)效率。設(shè)計(jì)中紙箱的輸送采用的吸盤吸取紙箱到輸送線的方法， 紙箱的抓取采用的 是龍門機(jī)械手移送的方法 ， 紙箱的折疊包裝采用的是裹包方法 。 裝箱時(shí)先把預(yù)先 準(zhǔn)備好的片狀的壓好痕跡和切好角的包裝紙箱單張吸取出放置在傳送帶上， 并通 過(guò)固定在傳送帶上的擋板將紙箱折成直角形， 然后將碼垛好的方塊地毯用抓手移 送到紙箱的特定位置上進(jìn)行折疊裹包。關(guān)鍵詞：方塊地毯，碼垛技術(shù)，包裝機(jī)械，自動(dòng)包裝2ABSTRACTAutomatic packing machine is to serve for transportation and packing. It can put a amount of products into the box in a particular arrangement. Title carpet is divided according to the size and shape ,and it is more and more widely used in our daily life and work. But for a long time, most of its packaging is made by manual or semi automatic way.This subject is to design a mechanical system which can automatically packing the carpet into the box after fully understand the principle and process flow of carpet automatic packaging production line, so as to improve the production speed. Through the modular design method, the carpet automatic packing machine is divided into three parts, that is the grabbing of the carpet, the conveying of the carton and the wrapping of the carpet. This replaces the complex and boring of artificial packaging, and improves the production efficiency.The method for conveying box to conveying line is using the suction cup, the grasping means is Longmen mechanical hand transfer method, and the folding of the box is the wrapping method. Firstly, taking out the beforehand flaky packing box with good marks and cut corners and place it on the conveyor belt. Then the box is folded into a right angle by a baffle fixed on the conveyor belt.Key words: Tile carpet, palletizing technology, packaging machinery, automatic packagingCARPETS AUTOMATIC PACKING MACHINE DESIGN目 錄1 緒論 11.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 21.3 課題研究要求和內(nèi)容 51.3.1 課題研究要求 .51.3.2 課題研究?jī)?nèi)容 52 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)總體方案 62.1 設(shè)計(jì)概述 .62.2 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 62.2.1 裹包機(jī)械原理簡(jiǎn)介 62.2.2 基于裹包機(jī)械原理的地毯自動(dòng)裝箱機(jī)整體方案設(shè)計(jì) 62.3 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)各個(gè)部分方案的選取 82.3.1 紙箱移送裝置方案 82.3.2 移送地毯機(jī)械設(shè)備原理及方案 82.3.3 裹包地毯設(shè)備原理 113 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 143.1 紙箱輸送裝置設(shè)計(jì) .143.2 地毯移送裝置設(shè)計(jì) .153.3 地毯裹包裝置設(shè)計(jì) .153.4 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)三維造型 174 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 184.1 設(shè)計(jì)基本參數(shù) 184.2 電機(jī)選擇與計(jì)算 184.2.1 電機(jī)的計(jì)算與選擇 .184.2.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定 184.2.3 電動(dòng)機(jī)容量確定 184.2.4 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù) 194.3 光電傳感器的選擇 194.4 滾動(dòng)軸承的選擇 204.5 氣缸的選擇 204.6 鏈傳送帶軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 215 結(jié)論 24參考文獻(xiàn) 26致謝 2811 緒 論1.1 引言方塊地毯， 一種按照形狀大小和鋪陳方法排列的新型地毯， 在我們的日常生 活及工作中被越來(lái)越廣泛的使用， 在很多地毯機(jī)械制造生產(chǎn)的車間隨處可見(jiàn)它們 的身影。 地毯的生產(chǎn)及使用由來(lái)已久 ， 尤其自一九六零年以來(lái)， 地毯生產(chǎn)制造有 很大的改善與發(fā)展。 但中西方在地毯消費(fèi)結(jié)構(gòu)上不大相同， 我國(guó)生產(chǎn)的地毯直到 1980 年以前絕大多數(shù)都是國(guó)內(nèi)制造 、 外銷國(guó)外 [1]。 在國(guó)內(nèi)， 方塊地毯的使用對(duì)象 主要是大型娛樂(lè)場(chǎng)所和賓館飯店， 這樣使得很多國(guó)人都覺(jué)得使用地毯的使用與自 己的生活相距甚遠(yuǎn)。 一直到給改革開放， 國(guó)民收入有所提高， 隨之而來(lái)是人民對(duì) 于生活水平的較高要求和期待，地毯才被更加廣泛的使用和需求。據(jù)相關(guān)報(bào)道稱， 我國(guó)機(jī)器制造的地毯目前年產(chǎn)約一億多平方米， 同時(shí)我國(guó)制 造業(yè)及消費(fèi)市場(chǎng)形勢(shì)較好， 國(guó)際規(guī)模許多資質(zhì)優(yōu)良及生產(chǎn)技術(shù)精湛的地毯生產(chǎn)商 準(zhǔn)備進(jìn)駐中國(guó)市場(chǎng) [2]。 由此不難預(yù)測(cè)中國(guó)在接下來(lái)的幾十年地毯市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)會(huì)更加 激烈。 屆時(shí)各地毯公司將會(huì)更加有序 、 更加注重差異化發(fā)展、 會(huì)制定出更符合自 身特色的市場(chǎng)戰(zhàn)略。在我國(guó)， 地毯行業(yè)屬于資源豐富型和勞動(dòng)強(qiáng)度大型行業(yè) ， 資金不足、 技術(shù)不 高、 裝箱過(guò)程工作枯燥是地毯行業(yè)目前發(fā)展面臨的最大問(wèn)題。 占較高部分比例的 地毯生產(chǎn)企業(yè)其包裝工序仍處于人工包裝狀態(tài)， 勞動(dòng)強(qiáng)度非常大。 中國(guó)的地毯包 裝機(jī)械較之國(guó)外開始的相對(duì)后期， 發(fā)展較為落后一些， 雖然目前部分地毯制造廠 里已出現(xiàn)了一些地毯包裝機(jī)、 包裝線， 但從整個(gè)行業(yè)來(lái)看， 自動(dòng)化程度仍需較大 提高。 目前為 止 ， 國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)于地毯自動(dòng)包裝做了較多研究， 應(yīng)用專用自動(dòng) 包裝機(jī)可以極大減輕工作時(shí)數(shù)和力度， 獲得更多利潤(rùn)， 這對(duì)地毯行業(yè)的發(fā)展起了 較大的推動(dòng)作用。 本課題基于現(xiàn)有的自動(dòng)包裝技術(shù)， 設(shè)計(jì)一款方塊毯的自動(dòng)包裝 機(jī)，以代替復(fù)雜枯燥的人工包裝，從而提高生產(chǎn)速度。21.2 國(guó) 內(nèi) 外 發(fā) 展 現(xiàn) 狀包裝機(jī)械， 一種可以實(shí)現(xiàn)部分或全部產(chǎn)品包裝功能的技術(shù)裝備， 它是一種具 有專業(yè)用途的機(jī)械設(shè)備， 具有運(yùn)動(dòng)速度快、 機(jī)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜、 運(yùn)作精度較高、 采用 無(wú)極變速、 作用力小的特點(diǎn) 。 新型包裝材料的不斷涌現(xiàn)出來(lái)以及日趨完善的包裝 技術(shù)日趨完善在很大程度上促進(jìn)了包裝技術(shù)的發(fā)展。 其中為紙制品包裝的生產(chǎn)制 造提供條件的是由我國(guó)發(fā)明的造紙技術(shù)。 國(guó)際紙價(jià)于一八五零年大幅下跌， 食品 行業(yè)逐漸開始應(yīng)運(yùn)紙包裝。 紙制品機(jī)械也得以大幅發(fā)展， 其中以一八五二年美國(guó) 的沃利發(fā)明的制紙袋機(jī)為始端。包裝行業(yè)從本世紀(jì)初就開始興起了，并在醫(yī)藥、 化 工 、 軍 工 、 卷 煙 、 食 品 、 火 柴 等 領(lǐng) 域 實(shí) 現(xiàn) 了 廣 泛 的 機(jī) 械 化 [3]。 其 中 我 國(guó) 的 包 裝 機(jī)械行業(yè)是改革開放以后慢慢發(fā)展起來(lái)的， 且由于起步相對(duì)后期， 有很多都是通 過(guò)購(gòu)入外國(guó)先進(jìn)包裝機(jī)械設(shè)備進(jìn)行研究學(xué)習(xí)而設(shè)計(jì)生產(chǎn)出來(lái)的。五十年代， 包裝機(jī)通過(guò)大量采用以普通電子管和電開關(guān)為主的自動(dòng)控制系統(tǒng) 而 實(shí) 現(xiàn) 了 初 級(jí) 自 動(dòng) 化 [4]。 六 十 年 代 ， 以 機(jī) 電 液 氣 綜 合 技 術(shù) （ 包 括 由 晶 體 管 等 元 件 組成的控制系統(tǒng)） 裝備起來(lái)的先進(jìn)包裝機(jī)械大量增加 ， 機(jī)器種類得到了擴(kuò)大， 由 此發(fā)展出來(lái)了專用的自動(dòng)包裝機(jī)械。 目前， 我國(guó)通過(guò)消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)以及 自主創(chuàng)新研發(fā)制造出了很多可以代替進(jìn)口產(chǎn)品的先進(jìn)包裝機(jī)械， 這無(wú)不彰顯出我 國(guó) 包 裝 機(jī) 械 產(chǎn) 品 技 術(shù) 水 平 與 外 國(guó) 先 進(jìn) 技 術(shù) 水 平 的 差 距 正 在 減 小 [5]。 近 些 年 來(lái) ， 方 塊地毯的需求量和產(chǎn)量不斷增加， 但在我國(guó)很多的地毯生產(chǎn)廠仍舊使用的是枯燥 勞累的人工裝箱方式。 對(duì)工人而言， 這種裝箱方式需要的體力勞動(dòng)很強(qiáng)， 工作內(nèi) 容重復(fù)無(wú)趣， 且工作環(huán)境噪音較大、 空氣中小顆粒污染物較多， 這給工人的身體 健康帶來(lái)了很大影響。 同時(shí)對(duì)生產(chǎn)企業(yè)而言， 這種裝箱方式需要的工人較多， 從 而會(huì)增加員工工資支出、 生產(chǎn)制造成本偏高。 這種生產(chǎn)狀況下， 地毯裝箱方式急 需改進(jìn)?？偨Y(jié)目前國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的包裝機(jī)械， 按照包裝功能實(shí)現(xiàn)的方式主要分為裹包機(jī) 械 、 枕 式 包 裝 機(jī) 械 、 立 式 包 裝 機(jī) 、 真 空 包 裝 機(jī) 、 無(wú) 菌 包 裝 機(jī) 械 等 。 接 下 來(lái) 分 別 簡(jiǎn) 單的介紹下國(guó)內(nèi)國(guó)外對(duì)于這些包裝機(jī)械的研究。（1）裹包機(jī)械 裹包機(jī)械又稱纏繞機(jī)， 是一種利用撓性包裝機(jī)械進(jìn)行部分或全部裹包商品的3包裝設(shè)備，它是包裝機(jī)械行業(yè)中舉足輕重的一部分。下圖 1-1 所示的就是一種常見(jiàn)的側(cè)推式紙箱裹包機(jī)。圖 1-1 側(cè) 推 式 紙 箱 裹 包 機(jī)裹 包 機(jī) 械 被 廣 泛 的 使 用 于 食 品 飲 料 、 造 紙 、 染 料 、 塑 膠 化 工 、 外 貿(mào) 出 口 、 陶 瓷玻璃、 機(jī)電鑄件等產(chǎn)品的集裝 ， 提高生產(chǎn)速度， 又能使貨物在搬運(yùn)過(guò)程相對(duì)完 好 安 全 ， 并 且 在 一 定 程 度 上 保 證 貨 物 干 燥 、 潔 凈 [6]。對(duì)于形狀規(guī)整、 剛度相對(duì)較強(qiáng)的商品來(lái)說(shuō)， 裹包機(jī)械無(wú)疑是很適合進(jìn)行包裝 的。 它可以分為半裹包式裹包機(jī)、 全裹包式裹包機(jī) 、 纏繞式裹包機(jī)、 拉伸裹包機(jī)、 收縮包裝機(jī)等多種包裝機(jī)。 裹包機(jī)完成包裝工作的主要操作有： 推料、 折紙、 扭 結(jié) 、 涂 膠 、 熱 封 、 切 斷 、 成 型 、 纏 包 等 。 并 且 擁 有 快 速 纏 繞 、 迅 速 包 裝 、 易 于 輸 送、 儲(chǔ)存等優(yōu) 勢(shì) 。 在工廠生產(chǎn)制造中發(fā)揮著舉足輕重的作用， 極大的提高了企業(yè) 的制造速度、有效的減少了資金支出。（2）枕式包裝機(jī)械 枕式包裝機(jī)是一種自動(dòng)連續(xù)收縮包裝機(jī)械， 它采用單伺服電機(jī)或雙伺服電機(jī)控制。 由于有定位停機(jī)功能， 所以穩(wěn)定性更佳， 且設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng) ， 也使得其 自動(dòng)包裝質(zhì)量更高。 枕式包裝機(jī)不但能用于無(wú)商標(biāo)包裝材料的包裝， 而且能夠使 用預(yù)先印有商標(biāo)圖案的卷筒材料進(jìn)行商品包裝 [7]。 其中最常用的普通枕式包裝機(jī) 如下圖 1-2 所示。其具有易維修，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。4（3）立式包裝機(jī)圖 1-2 普 通 枕 式 包 裝 機(jī)立式包裝機(jī)是將卷筒狀的撓性包裝材料制成袋筒，充入物料后，進(jìn)行封口， 三 個(gè) 功 能 自 動(dòng) 連 續(xù) 完 成 的 機(jī) 器 [8]。下圖 1-3 所示的 520 立式包裝機(jī)主要性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有： 包裝速度較快； 自 動(dòng)完成制袋， 計(jì)量， 填充 ， 封合切斷功能； 包裝運(yùn)行數(shù)據(jù)及調(diào)節(jié)直觀顯示在顯示 屏上，直接操作。圖 1-3 502 立 式 包 裝 機(jī)51.3 課 題 研 究 要 求 和 內(nèi) 容1.3.1 課題研究要求 本項(xiàng)目的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)地毯自動(dòng)化生產(chǎn)線中自動(dòng)裝箱的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，主 要 針 對(duì) 方 塊 地 毯 產(chǎn) 品 ， 將 一 定 數(shù) 量 （ 4-12 片 ） 自 動(dòng) 碼 垛 好 的 地 毯 自 動(dòng) 放 進(jìn) 紙 箱中，要求裝箱的速度為每分鐘 5-10 箱。課題具體的研究要求如下：（1）進(jìn)行文獻(xiàn)調(diào)研及資料分析，解方塊毯的自動(dòng)化包裝線的工藝流程，對(duì) 現(xiàn)有的包裝生產(chǎn)線進(jìn)行對(duì)比分析。（2） 根據(jù)方塊地毯自動(dòng)包裝的生產(chǎn)特性， 設(shè)計(jì)紙箱自動(dòng)進(jìn)給/地毯自動(dòng)移送/地毯自動(dòng)裝箱等環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)。（3）對(duì)自動(dòng)裝箱機(jī)進(jìn)行建模分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)，滿足生產(chǎn)線的速度要求。（4）完成地毯自動(dòng)裝箱機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和論文。 1.3.2 課題研究?jī)?nèi)容（1）地毯自動(dòng)裝箱機(jī)方案的確定 提出了一種新型的自動(dòng)裝箱方案 ， 配合地毯自動(dòng)碼垛機(jī)的運(yùn)動(dòng) ， 在較短時(shí)間內(nèi)將垛好的方塊地毯全自動(dòng)裝箱， 解決了目前地毯生產(chǎn)工藝中所需解決的人工裝 箱難題 。 使方塊地毯生產(chǎn)線具備更強(qiáng)的自動(dòng)化水平 ， 能在將一定數(shù)量的方塊地毯 自動(dòng)放進(jìn)紙箱中。（2）裝箱數(shù)量的適應(yīng)性 切割完的方塊地毯需要進(jìn)行碼垛 ， 針對(duì)不同類型的產(chǎn)品 ， 每次裝箱的數(shù)量也不 同 ， 常 規(guī) 的 有 4 片 /8 片 /10 片/12 片 /箱 ， 所 以 碼 垛 好 的 地 毯 數(shù) 量 不 同 當(dāng) 然 體 積也不同， 箱子的規(guī)格也不盡相同， 設(shè)計(jì)中通過(guò)控制氣缸推動(dòng)導(dǎo)桿的行程的不同 來(lái)滿足產(chǎn)品的適應(yīng)性。62 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 總 體 方 案2.1 設(shè) 計(jì) 概 述本課題所設(shè)計(jì)的裝箱機(jī)器人應(yīng)具有較強(qiáng)的適應(yīng)特性， 實(shí)現(xiàn)對(duì)地毯自動(dòng)化生產(chǎn) 線中自動(dòng)裝箱的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠很好的解決目前比較常見(jiàn)的地毯裝箱問(wèn)題。 對(duì)本課題的地毯自動(dòng)裝箱機(jī)具體的技術(shù)要求如下：（1）符合現(xiàn)有的方塊地毯的自動(dòng)化生產(chǎn)線的工藝流程，可以將一定數(shù)量自 動(dòng)碼垛好的地毯自動(dòng)放進(jìn)紙箱中，并自動(dòng)包裝。（2） 針對(duì)不同的類型的方塊毯 ， 每次裝箱的數(shù)量也不相同， 體積也不相同， 此時(shí)箱子的規(guī)格也不相同，由此設(shè)計(jì)中應(yīng)滿足產(chǎn)品的適應(yīng)性。（3）裝置的設(shè)計(jì)需要考慮方塊地毯材質(zhì)的特殊性。2.2 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 具 體 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)2.2.1 裹包機(jī)械原理簡(jiǎn)介 根據(jù)本課題的地毯自動(dòng)裝箱機(jī)的工作環(huán)境和要求，結(jié)合方塊地毯自動(dòng)包裝生產(chǎn)線的基本原理和工藝流程， 最簡(jiǎn)單的解決辦法就是采用片式裹包的方式來(lái)進(jìn)行 包裝。 裹包機(jī)的工作原理是通過(guò)對(duì)鋁箔 、 紙制品、 復(fù)合薄膜及塑料薄膜等較薄的 包 裝 材 料 進(jìn) 行 扭 結(jié) 、 折 封 等 方 式 ， 來(lái) 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 塊 狀 商 品 進(jìn) 行 包 裝 的 一 種 設(shè) 備 [9]。 裹 包機(jī)主要完成的裹包動(dòng)作有： 推料， 即將碼垛好的物料用推料板移送到進(jìn)行包裝 的特定； 折紙 ， 即按紙板上的壓痕進(jìn)行折疊， 將進(jìn)行包裝的材料圍繞被包裝的商 品進(jìn)行折疊裹包 （根據(jù)折疊部位的不同， 可分為不同的折紙方法） ； 扭結(jié)； 涂膠； 熱 封 ； 切 斷 ； 成 型 ； 纏 包 等 [10]。裹包方式機(jī)械結(jié)構(gòu)先進(jìn)， 采用變頻控制， 可以進(jìn)行自動(dòng)調(diào)速， 且尺寸進(jìn)行變 更時(shí)操作簡(jiǎn)單便捷。2.2.2 基于裹包機(jī)械原理的地毯自動(dòng)裝箱機(jī)整體方案設(shè)計(jì) 本 課 題 所 設(shè) 計(jì) 的 地毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 的 主 要 目 標(biāo) 是 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 地 毯 自 動(dòng) 化 生 產(chǎn) 線 中自動(dòng)裝箱機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 裝箱時(shí)先把預(yù)先準(zhǔn)備好的片狀的壓好痕跡和切好7角的包裝紙箱單張吸取出放置在傳送帶上， 并通過(guò)固定在傳送帶上的擋板將紙箱 折成直角形， 然后將碼垛好的方塊地毯用抓手移送到紙箱的特定位置上進(jìn)行折疊 裹包。本次地毯自動(dòng)裝箱機(jī)主要實(shí)現(xiàn)的三個(gè)內(nèi)容為：（1）將包裝材料即紙箱放置到進(jìn)行包裝的傳送帶上；（2）將碼垛好的方塊地毯用抓手移送到紙箱的特定位置上；（3）將碼垛好的方塊地毯進(jìn)行折疊包裹。在 2.2.1 節(jié)中提到的裹包機(jī)械的包裝方式的前提下， 選擇合適的機(jī)構(gòu)和零件 即可實(shí)現(xiàn)地毯自動(dòng)裝箱的既定功能。 對(duì)整個(gè)生產(chǎn)裝箱流程進(jìn)行了總體方案模塊化 設(shè)計(jì)，模塊圖如圖 2-1 所示。圖 2-1 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 模 塊 圖模塊化設(shè)計(jì)可以條理化復(fù)雜龐大的工作內(nèi)容。 進(jìn)行地毯自動(dòng)裝箱機(jī)參數(shù)計(jì)算 前， 根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需要 ， 對(duì)該設(shè)備要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行了模塊化設(shè)計(jì) [11]。 地毯自 動(dòng)裝箱機(jī)械機(jī)構(gòu)主要包括主要由紙箱輸送裝置 、地毯移送裝置、地毯裹包裝置 三個(gè)部分 [12]。 地毯自動(dòng)裝箱機(jī)實(shí)現(xiàn)了地毯碼垛之后到包裝完成 的所有工作， 實(shí)現(xiàn) 了生產(chǎn)線裝箱自動(dòng)化。82.3 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 各 個(gè) 部 分 方 案 的 選 取2.3.1 紙箱移送裝置方案 當(dāng)方塊地毯經(jīng)過(guò)自動(dòng)碼垛之后 ， 需要進(jìn)入下一級(jí)傳送帶 ， 為后續(xù)的裝箱工作做好準(zhǔn)備。 裝箱時(shí)需要用紙箱來(lái)進(jìn)行包裝地毯， 這時(shí)就需要設(shè)計(jì)一種裝置將片狀 的紙箱放到傳送帶上。 為了實(shí)現(xiàn)這一功能， 設(shè)計(jì)了紙箱移送裝置， 完成紙箱變形 如下圖 2-2 所示。圖 2-2 紙 箱 形 狀 變 化 圖紙箱抓取裝置主要構(gòu)成部分可分為由機(jī)架、 九十度旋轉(zhuǎn)氣缸、 吸盤三項(xiàng)。 當(dāng) 光電開關(guān)檢測(cè)到下一片紙箱需要開始放到傳送帶時(shí)，九十度旋轉(zhuǎn)氣缸開始工作， 活塞桿推動(dòng)吸盤板進(jìn)行九十度轉(zhuǎn)動(dòng)由上向下的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)。 吸盤吸著片狀紙箱放到 傳送帶上的特定位置， 由于傳送帶上設(shè)計(jì)有固定的擋板， 當(dāng)片狀紙箱被吸下來(lái)時(shí) 卡 在 傳 送 帶 的 固 定 擋 板 處 ， 就 會(huì) 被 折 成 直 角 形 [13]。2.3.2 移送地毯機(jī)械設(shè)備原理及方案 碼垛好的地毯通過(guò)傳送帶在輸送， 需要將地毯放置到紙箱的特定位置才能進(jìn)行包裝。 這時(shí)就要設(shè)計(jì)一種地毯抓取設(shè)備來(lái)將碼垛好的地毯移送至包裝線特定位 置。（1）方案的選擇 設(shè)計(jì)抓取地毯機(jī)械設(shè)備時(shí)首要工作就是傳動(dòng)方案的確定，只有將傳動(dòng)方案確定下來(lái)， 總體布局才能進(jìn)一步確定 。 而確定傳動(dòng)方案的兩大主要任務(wù)分別是： 驅(qū) 動(dòng) 方 式 的 確 定 、 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 的 確 定 [14]。主要的驅(qū)動(dòng)方式有氣壓、 電動(dòng)和液壓三種。 其中液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障的診斷較9距離傳動(dòng)不宜使用， 而地毯在移動(dòng)過(guò)程中是有一定移送距離的， 故舍棄 [15]。 氣壓 驅(qū)動(dòng)由于空氣的可壓縮性大， 由此產(chǎn)生的聲音污染較大， 且系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性較 差 [16]，而地毯移送時(shí)位置一定要準(zhǔn)確，故舍棄。電動(dòng)較之氣壓驅(qū)動(dòng)和液壓驅(qū)動(dòng)， 更 為 節(jié) 能 、 可 控 性 高 、 維 修 較 方 便 、 占 地 面 積 更 小 且 運(yùn) 轉(zhuǎn) 效 率 高 、 成 本 低 廉 、 運(yùn) 作迅速 [17]。 因此根據(jù)方塊地毯制造廠的工作環(huán)境 、 生產(chǎn)節(jié)拍和生產(chǎn)工藝流程采用 電動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式。地毯抓取機(jī)械手需要實(shí)現(xiàn)抓取方塊地毯的動(dòng)作要求， 可以把碼垛好的方塊地 毯移送到紙箱的特定位置上。 在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)路線的確定時(shí)， 要求運(yùn)動(dòng)路線盡量最短 結(jié)構(gòu)緊湊、 可靠 、 簡(jiǎn)單 。 可以將復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解為簡(jiǎn)單明了的來(lái)回往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)來(lái)設(shè)計(jì)。（2）地毯移送裝置方案構(gòu)架 最終確定的機(jī)械手為龍門機(jī)械手方案 ， 主要部件有縱向驅(qū)動(dòng)裝置 、 橫向驅(qū)動(dòng)裝置、 滾動(dòng)龍、 橫梁和機(jī)架等。 其中橫梁的兩頭裝配有滾動(dòng)輪 。 可以多自由度運(yùn) 動(dòng)， 每個(gè)自由度方向之間角度為直角 。 采用絲杠傳動(dòng)： 電動(dòng)機(jī)—聯(lián)軸器—滾珠絲 杠。下圖 2-3 所示為一種機(jī)械抓手機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖。2-3 機(jī) 械 抓 手 機(jī) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖圖中 1 為機(jī)械抓手，可進(jìn)行左右兩側(cè)的直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)抓地毯的功能；圖中 2 為可進(jìn)行上下直線運(yùn)動(dòng)的絲杠，可以實(shí)現(xiàn)地毯升高及下降的運(yùn)動(dòng)；圖中 3 為可進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)的滾軸絲杠， 可以實(shí)現(xiàn)地毯的前后直線運(yùn)動(dòng)， 將地 毯從初始放置位置向前移至進(jìn)行紙箱上。其中絲母旋轉(zhuǎn)在絲杠上， 絲杠安裝在機(jī)架上， 移動(dòng)齒輪鉸接在絲母上， 固定10齒 條 與 絲 杠 同 向 固 定 安 裝 在 絲 杠 一 側(cè) [15]。 由于方塊地毯縱橫切之后的運(yùn)輸速度較快 ， 地毯的移送必須保證準(zhǔn)確 ， 移送之后地毯的位置要精確 ， 否則對(duì)后續(xù)的工作造成影響 。 這種機(jī)械手方案可以較為 精確的將方塊毯移送到紙箱上。（3）地毯移送裝置運(yùn)動(dòng)步驟 當(dāng)檢測(cè)到碼垛好的地毯運(yùn)送來(lái)時(shí)， 抓手向左右兩側(cè)移動(dòng) （ 見(jiàn)圖 2-4） ， 然后向下運(yùn)動(dòng)到設(shè)定高度，隨后向左右兩側(cè)收縮夾緊地毯 [18]（見(jiàn)圖 2-5） 。圖 2-4 地 毯 移 送 步 驟 圖 一 圖 2-5 地 毯 移 送 步 驟 圖 二接 下來(lái) 抓 手夾 緊地 毯向 上 移動(dòng) 到設(shè) 定 高度 （見(jiàn) 圖 2-6） ， 之后向 前運(yùn) 動(dòng)到 紙 箱上，緊接著向下把地毯放到紙箱上（見(jiàn)圖 2-7） 。圖 2-6 地 毯 移 送 步 驟 圖 三 圖 2-7 地 毯 移 送 步 驟 圖 四緊 接 著 抓 手 向 左 右 兩 側(cè) 運(yùn) 動(dòng) 松 開 地 毯 ， 再 向 上 運(yùn) 動(dòng) ， 之 后 向 后 運(yùn) 動(dòng) （ 見(jiàn) 圖 2-8） ，回到原位（見(jiàn)圖 2-9） ，如此往復(fù)完成地毯的移送功能。11圖 2-8 地 毯 移 送 步 驟 圖 五 圖 2-9 地 毯 移 送 步 驟 圖 六2.3.3 裹包地毯設(shè)備原理（1）紙箱包裝方法對(duì)比 紙箱的包裝方法有很多種，與裝盒機(jī)比較相似，只是包裝容器是紙箱。下圖 2-10 為常規(guī)的紙箱包裝方式：圖 2-10 紙 箱 包 裝 類 型 圖上圖圖 (A)所示為壓疊式箱坯 ， 經(jīng)常在工廠得以大量的制造 ， 以容易在生產(chǎn) 線上自動(dòng)打開，強(qiáng)度相對(duì)較高；圖(B)為紙板箱坯，相對(duì)于上一種包裝方式少了 一道封裝底部的工藝 ， 箱坯庫(kù)容量比其它包裝方式要大很多 ， 從而有效避免了反 復(fù)加坯的情況，但只適于從上部裝人物品；圖(C)為托盤式扣箱形式，一些比較 貴重精美的產(chǎn)品的包裝通常會(huì)選擇此種包裝方法 ， 裝箱設(shè)備較為繁瑣 ， 其中扣箱 常采 用 人 工 方 法 實(shí) 現(xiàn) [19]。由于實(shí)際生產(chǎn)中紙箱規(guī)格不一， 且要包裝的物品不同， 包裝方式選取也會(huì)有 區(qū)別。 主要可以分為以下三種： 立裝立封式 、 裹包式 、 側(cè)裝側(cè)封式 [20]。 考慮到方 塊地毯的材質(zhì)、 設(shè)備占地面積的大小、 加箱坯頻率的高低、 經(jīng)濟(jì)成本的多少及包 裝工序的簡(jiǎn)易程度， 本設(shè)計(jì)采用裹包式裝箱方法。 即由一摞紙箱中抽出一張片式12紙箱，預(yù)折成直角，然后將被裝商品推進(jìn)紙箱內(nèi)，再依次折起紙箱的其它角。（2）紙箱包裝步驟 根據(jù)方塊地毯的材質(zhì)和體積，本地毯自動(dòng)裝箱機(jī)方案采用圖 2-10 中的（B）方案， 如圖： 紙箱向前移動(dòng)時(shí)經(jīng)過(guò)固定擋板， 原本豎直的上側(cè)面被壓下來(lái) ， 紙箱 形狀變化如圖 2-11 所示。圖 2-11 紙 箱 形 狀 變 化 圖 一接下來(lái)紙箱經(jīng)過(guò)機(jī)架時(shí)， 傳送帶暫停， 左右兩邊下側(cè)的兩個(gè)氣缸帶動(dòng)推板將 紙箱下底面的兩側(cè)邊推起,紙箱變化為如圖 2-12 所示形狀。圖 2-12 紙 箱 形 狀 變 化 圖 二然 后 水 平 放 置 的 氣 缸 帶 動(dòng) 推 板 將 紙 箱 在 第 二 步 中 推 起 的 兩 側(cè) 邊 中 的 小 舌 邊 再推過(guò)去，紙箱變化為如圖 2-13 所示形狀。圖 2-13 紙 箱 形 狀 變 化 圖 三13接下來(lái)左右兩邊上側(cè)的兩個(gè)氣缸帶動(dòng)推板將紙箱上底面的兩側(cè)邊推下來(lái)， 紙 箱變化為如圖 2-14 所示形狀。圖 2-14 紙 箱 形 狀 變 化 圖 四之 后 水 平 放 置 的 氣 缸 帶 動(dòng) 推 板 將 紙 箱 在 第 五 步 中 推 起 的 兩 側(cè) 邊 中 的 小 舌 邊 再推過(guò)去，紙箱變化為如圖 2-15 所示形狀。圖 2-15 紙 箱 形 狀 變 化 圖 五最后機(jī)架前側(cè)安裝的氣缸帶動(dòng)推板將紙箱紙箱上底面中的前側(cè)邊壓下， 完成 裹包，紙箱變化為如圖 2-16 所示形狀。圖 2-16 紙 箱 形 狀 變 化 圖 六143 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 機(jī) 械 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)3.1 紙 箱 輸 送 裝 置 設(shè) 計(jì)通過(guò) 90 度旋轉(zhuǎn)氣缸帶動(dòng)吸盤(見(jiàn)圖 3-1） 將片狀的紙箱吸到傳送帶的擋板上（見(jiàn)圖 3-2） 。圖 3-1 吸盤 圖 3-2 帶 擋 板 的 傳 送 帶其 中 ， 當(dāng) 控 制 系 統(tǒng) 檢 測(cè) 到 要 輸 送 紙 箱 時(shí) ， 90 度 旋 轉(zhuǎn) 氣 缸 開 始 工 作 ， 帶 動(dòng) 吸 盤將片狀的紙箱吸下來(lái)， 豎直立著的紙箱被吸到輸送帶上的擋板位置處， 同時(shí)輸 送帶上的擋板一卡住紙箱，紙箱即被折成了 90 度 [21]。紙箱輸送裝置三維模型圖如下圖 3-3 所示。圖 3-3 紙 箱 輸 送 裝 置 三 維 模 型153.2 地 毯 移 送 裝 置 設(shè) 計(jì)地毯移送裝置為龍門機(jī)械手方案， 主要部件有縱向驅(qū)動(dòng)裝置、 橫向驅(qū)動(dòng)裝置、 滾 動(dòng) 龍 、 橫 梁 和 機(jī) 架 等 。 其 中 橫 梁 的 兩 頭 裝 配 有 滾 動(dòng) 輪 [22]。 具 體 設(shè) 計(jì) 三 維 模 型 圖為下圖 3-4 所示。圖 3-4 地 毯 移 送 裝 置 三 維 建 模 圖當(dāng)檢測(cè)到碼垛好的地毯運(yùn)送來(lái)時(shí)， 抓手向左右兩側(cè)移動(dòng)， 然后向下運(yùn)動(dòng)到設(shè) 定高度， 隨后向左右兩側(cè)收縮夾緊地毯后再向上運(yùn)動(dòng) ， 接下來(lái)向前運(yùn)動(dòng)到紙箱上， 緊接著向下把地毯放到紙箱上， 抓手向左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)松開地毯， 再向上運(yùn)動(dòng)， 如 此往復(fù)完成地毯的移送功能。3.3 地毯裹包裝置設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采取的地毯裝箱方式采用的是裹包方法，三維模型如圖 3-5 所示。圖 3-5 地 毯 裹 包 裝 置 模 型具 體包 裝時(shí) ，首 先 紙 箱向 前移 動(dòng)時(shí) 經(jīng) 過(guò)固 定擋 板（ 見(jiàn)圖 3-6） ， 原本 豎直 的16上底面被壓下來(lái)。圖 3-6 壓 折 紙 箱 上 底 面 的 擋 板接下來(lái)， 當(dāng)裝著地毯的紙箱 經(jīng)過(guò)機(jī)架時(shí)， 傳送帶暫停， 左右兩邊下側(cè)的兩個(gè) 氣缸帶動(dòng)推板將紙箱下底面的兩側(cè)邊推起。 然后水平放置的氣缸帶動(dòng)推板 （見(jiàn)圖 3-7）將紙箱在上一步中推起的兩側(cè)邊中的小舌邊再推過(guò)去。圖 3-7 推 折 小 舌 邊 的 裝 備緊 接 著 ， 安 裝 在 機(jī) 架 左 右 兩 邊 上 側(cè) 的 兩 個(gè) 氣 缸 （ 見(jiàn) 圖 3-8） 帶 動(dòng) 推 板 將 紙 箱 上底面的兩側(cè)邊推起。圖 3-8 推 折 上 底 面 兩 側(cè) 邊 裝 置最后， 水平放置的氣缸帶動(dòng)推板將紙箱在第五步中推起的兩側(cè)邊中的小舌邊17再 推 過(guò) 去 ， 最 終 通 過(guò) 機(jī) 架 前 側(cè) 安 裝 的 氣 缸 （ 見(jiàn) 圖 3-9） 帶 動(dòng) 推 板 將 紙 箱 紙 箱 上 底 面中的前側(cè)邊壓下，完成裹包。圖 3-9 推 折 上 底 面 兩 側(cè) 邊 裝 置3.4 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 三 維 造 型經(jīng)過(guò)文獻(xiàn)調(diào)研、 方案確定、 草圖設(shè)計(jì)、 參數(shù)確定、 三維建模及方塊地毯自動(dòng) 裝箱機(jī)論文撰寫，設(shè)計(jì)出了以下方案：如下圖 3-10 所示為用 solidworks 軟件所建的方塊地毯自動(dòng)裝箱機(jī)的模型圖片。圖 3-10 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 三 維 建 模 圖18n4 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 部 分 的 設(shè) 計(jì) 計(jì) 算4.1 設(shè)計(jì)基本參數(shù)參照普通方塊地毯的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，可知：（1）方塊地毯一般為 50X50cm 或者 60cm*60cm 的尺寸規(guī)格；（2）方塊毯的厚度為 5-10mm；（3）切塊速度為 60 片/分；（ 4） 將 一 定 數(shù) 量 （ 4-12 片 ） 自 動(dòng) 碼 垛 好 的 地 毯 自 動(dòng) 放 進(jìn) 紙 箱 中 ， 要 求 裝 箱 的速度為 5-10 箱/分。4.2 電 機(jī) 選 擇 與 計(jì) 算4.2.1 電機(jī)的計(jì)算與選擇 本 次 課 題 設(shè) 計(jì) 的 地 毯 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) ， 傳 送 帶 和 機(jī) 械抓 手 都 需 要 進(jìn) 行 電 機(jī) 的 選型。下面就以傳送帶的電機(jī)選型為例：已知： 取皮帶輥輪 D=80mm； 皮帶速度 V=40m/min； 傳送帶上地毯 、 紙箱與皮 帶 總 質(zhì) 量 m=5Kg;摩 擦系 數(shù) μ 選 取為 0.3 ； 傳動(dòng) 效 率 η 取 為 0.9； 選用 Y 系 列齒 輪減速三相交流異步電動(dòng)機(jī)。4.2.2 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速確定 滾軸轉(zhuǎn)速：1000v?w ?D???1000 ??40 =159.2r/min3.14 ??80（ 4-1）式中：V: 皮帶傳輸速度； D：滾輪直徑取電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 n=1500r/min，減速器傳動(dòng)比 i=1500/159.2=9.43 4.2.3 電動(dòng)機(jī)容量確定（1）滾輪所需輸入功率??FV ??Mg?V ??5 ??9.43 ??0.3 ??30 ? 424.35w （4-2）Pw19P（2）電動(dòng)機(jī)所需功率424.35? w ? ??a 0.9471.5 w （4-3）4.2.4 電動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù) 通過(guò)查閱電機(jī)選型手冊(cè)，為了安全起見(jiàn)，應(yīng)留出一定余量，故選取某公司Y801-4 系列電機(jī)。參數(shù)如下表 4-1 所示：表 4-1 電 動(dòng) 機(jī) 技 術(shù) 參 數(shù)型號(hào) 額 定 功 率 (w) nw DY801-4 550 1500 254.3 光電傳感器的選擇若采用脈沖控制電機(jī)從而來(lái)控制紙箱前進(jìn)，則很難實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制行程距離。 因此，此處采用光電傳感器控制紙箱的前進(jìn)距離。圖 4-1 對(duì) 射 光 電 傳 感 器 光 電 開 關(guān)如圖 3-1 所示， 為在網(wǎng)上選取的某廠家對(duì)射光電傳感器光電開關(guān)。 相關(guān)數(shù)據(jù) 如下所示:（1）PCB 兩圓孔（點(diǎn)到點(diǎn)中心的距離）為 1.5cm，孔徑為 0.3cm；（2）主要芯片：LM393、對(duì)射式紅外頭；（3）工作電壓：直流 5V；（ 4） 特 點(diǎn) ： 1） 信 號(hào) 輸 出 時(shí) 有 提 示 ； 2） 信 號(hào) 從 單 一 通 道 輸 出 ； 3） 輸 出 有 效 信號(hào)為低電平；4）靈敏度不可調(diào)；5）可用于工件計(jì)數(shù)、電機(jī)測(cè)速；6）電路板 輸出開關(guān)量。Pd20t a4.4 滾 動(dòng) 軸 承 的 選 擇（1）滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算（2）確定滾動(dòng)軸承徑向力 Fr=2048.52N（3）確定派生軸向力及軸向力 Fd=0N,Fa=0N（4）確定滾動(dòng)軸承當(dāng)量動(dòng)載荷P ??XF ??YF ??1 ??4063.03 ? 4063.03Pa (4-4）（5）校核滾動(dòng)軸承壽命 查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得 C=12.1kN 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)公式得，n ???46.62r/min????3(球 軸 承 ）6 6L ???10 (C)????? 10 ( 12100 )3 ? 9442h （4-5）h 60n P 60 ??46.62 4063.03壽命為 3.93 年，合格。4.5 氣缸的選擇地毯自動(dòng)裝箱機(jī)的氣動(dòng)系統(tǒng)包括 8 個(gè)氣缸（5 個(gè)垂直氣缸，2 個(gè)水平氣缸， 一個(gè)旋轉(zhuǎn)氣缸）氣 缸 的 升 降 動(dòng) 作 由 相 應(yīng) 的 兩 位 五 通 電 磁 閥 控 制 ， 電 磁 閥 的 信 號(hào) 則 由 PLC 發(fā) 出 。 D 當(dāng) 電 磁 閥 得 信 號(hào) 后 ， 氣 缸 運(yùn) 動(dòng) 推 動(dòng) 活 塞 桿 向 特 定 方 向 移 動(dòng) 指 定 距 離 。 當(dāng) 包 裝箱穿過(guò)指定位置時(shí)，氣缸活塞桿反向運(yùn)動(dòng)，完成復(fù)位。在整個(gè)裝置中， 氣缸被大量使用， 對(duì)于氣缸的選型以裝置中的氣缸為例。 紙 箱兩側(cè)邊折疊裝置中氣缸行程為 400mm， 運(yùn)動(dòng)速度為 0.2m/s， 設(shè)定活塞速度負(fù)荷 率 α =0.5，負(fù)荷質(zhì)量 M=5Kg，（1）安裝方式：前端法蘭型（2）氣缸所需推力確定：21980.25 ??0.55 ??3.14DFF 3F t3 nF(N) ? g ??M ?? 9.8 ??50.5 ??98N （4-6）（3）氣缸缸徑確定：F? ? ??15.06mmm 0.25 ??p ?π （4-7）表 4-2 氣 缸 技 術(shù) 參 數(shù)型號(hào) 缸徑 （ mm） 動(dòng) 作 方 式 活 塞 速 度 緩沖 給油 接 管 口 徑CDJ2B16-12016 雙 作 用 50-750mm/s 橡 膠 緩 沖 不 需 要 M5×0.84.6 鏈 傳 送 帶 軸 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)以下以一軸為例進(jìn)行計(jì)算與校核，如圖 4-2。軸的彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算圖 4-2 軸 的 尺 寸 圖（1） 已知鏈輪的分度圓直徑為 d3 作用在齒輪上的力??mz ? 2.5 ??122 ???305mm (4-8)??????0 2Tt3 ???d ???2 ??858.31 ??1000 ?305 ??10?35628.26 N （4-9）r3 ? F tan ? ??2048.52N(2) 軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖及徑向支承反力計(jì)算 垂直面22Fr 2t 1t 2(1.13 ??105 )2 ??(3.11 ??105 )2F ? r ? L1 ???2048.52 ??82.5 ? 677.37NV1 L ??L 167 ? 82.5 N （ 4-10）2 1F ???F ??L ? 2048.52 ??167 ? 1371.15 N （ 4-11）NV2 L ??L 167 ??82.52 1M ???F ? L ? 1371.15 ??82.5 ???1.13 ??105 N.mm （ 4-12）V NV2 1水平面F ???F ??L ???5628.26 ??82.5 ???1861.05NH1 L ??L 82.5 ??167 N （ 4-13）1 2F ???F ??L ???5628.26 ??167 ???3767.21NH2 L ??L 167 ? 82.5 N （ 4-14）M ??F1 2? L ? 3767.21 ??82.5 ? 3.11 ??105 （ 4-15）H NH 2 1總彎矩N.mmM ? M2 ??M2 ? ??3.31 ??105 N.mmV H(3) 軸的彎矩扭矩圖，如圖 4-3 所示。（ 4-16）圖 4-3 軸 的 彎 矩 扭 矩 圖(4) 軸的彎矩合成強(qiáng)度校核23?1?1已知 b=20mm,d=75mm,t=12mm 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)原則，3 2 3 2W ???dbt(d ??t)???????75 ??20 ??12 ??(75 ??12) ???3.51? 10432 2d 32 2 ??75（4-17）2 2 2 2?ca ? M ? (?T) ??????331 ??(0.6 ??858.31) ??17.46MPaW查資料得出3.51 ??104 ??10?9 （4-18）[??] ??55且 ?ca ??[??]故此軸的設(shè)計(jì)滿足要求。245 結(jié) 論地毯自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線由機(jī)械、 氣動(dòng)、 電控等系統(tǒng)組成， 代替了傳統(tǒng)的手工作 業(yè)， 提高了生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平。 面對(duì)我國(guó)目前方塊毯的市場(chǎng)行情以及生產(chǎn)能力， 運(yùn)用自動(dòng)裝箱生產(chǎn)線已經(jīng)成為了相關(guān)企業(yè)需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。 雖然設(shè)備初期投 入成本高且相對(duì)來(lái)說(shuō)占地面積較大， 但是若投入生產(chǎn)會(huì)節(jié)省很多人力、 財(cái)力、 物 力，提高生產(chǎn)效率。本文對(duì)地毯自動(dòng)裝箱進(jìn)行了大量的資料調(diào)研和深入研究， 開展和完成了以下 幾個(gè)方面的工作：（1）本設(shè)計(jì)提出了一種地毯自動(dòng)裝箱機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用裹包包 裝的方式，實(shí)現(xiàn)將碼垛好的方塊地毯自動(dòng)裝箱，改善了現(xiàn)階段人工裝箱的困境。（2）對(duì)于方塊地毯裝箱數(shù)量不同的問(wèn)題，提出了利用氣缸推動(dòng)擋板行程不 同而進(jìn)行不同的紙箱包裝的設(shè)計(jì)方案。（3）利用了龍門式機(jī)械手來(lái)實(shí)現(xiàn)地毯的抓取功能，使碼垛好的地毯能夠快 速、平穩(wěn)、位置精確的被移送到包裝紙箱上，從而進(jìn)行準(zhǔn)確包裝。本設(shè)計(jì)較為成功的研究設(shè)計(jì)了方塊地毯自動(dòng)裝箱機(jī)，為了使地毯裝箱工作 得到更好的優(yōu)化，因此提出進(jìn)一步研究的建議：（1） 本次地毯自動(dòng)裝箱機(jī)方案為理論設(shè)計(jì)， 相關(guān)方面不免有考慮不全面的 地方， 包括零件的計(jì)算與選擇 、 零件的組裝、 材料的選擇與加工等還存在很多不 足。 因此， 在此方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)及開發(fā)實(shí)驗(yàn)開發(fā)， 可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)方 塊地毯自動(dòng)裝箱的功能。（2）基于裹包機(jī)械理論，可以解決更多問(wèn)題。本課題所研究的方塊地毯自 動(dòng)裝機(jī)是一種基于裹包機(jī)械理論 ， 通過(guò)裹包的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)地毯裝箱運(yùn)動(dòng)的 。 此理 論還 有 待 進(jìn) 一 步 的 開 發(fā) ， 也 許 是 解 決 一 些 包 裝 工 程 問(wèn) 題 的 另 一 個(gè) 切 入 點(diǎn) [23]。（3） 高速自動(dòng)裝箱仍然是當(dāng)今一個(gè)研究熱點(diǎn)， 也成為了發(fā)展的必然趨勢(shì) [24]。 如何對(duì)該裝置進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化處理，提高裝箱效率還有很多工作需要完成。25（4）整套裝置中使用大量的傳感器，各個(gè)環(huán)節(jié)之間的協(xié)調(diào)性需要進(jìn)一步加 強(qiáng)處理。26參 考 文 獻(xiàn)[1]方塊地毯百度百科.[2]2014-2017 年中國(guó)方塊地毯市場(chǎng)調(diào)研報(bào)告百度百科. [3]國(guó)內(nèi)自動(dòng)包裝業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀百度百科. [ 4]李 振 亮 .姜 相 爭(zhēng) .李 亞 .簡(jiǎn) 易 半 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 的 研 究[D].天 津 科 技 大 學(xué) 機(jī) 械工程學(xué)院.2009.[5]Hua Yimin. Koshel Brooke M, Focous on packing[N]. Analytical Chemistry, 2010.[6]Anonymous. Focus on: Bagging, weighing Focusing on Total Packaging Solutions at Pack Expo International .Food Weekly News, 2010.[8]盧國(guó)勛.包裝機(jī)械概論[M].北京.中國(guó)輕工業(yè)出版社.1998:43.[9]張志勇.趙淮.包裝機(jī)械選用手冊(cè)[M].沈陽(yáng).機(jī)械工業(yè)出版社.2011:36. [10] 季 紅 林 . 閻 紹 澤 . 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 綜 合 實(shí) 踐 [M]. 河 北 . 輕 工 機(jī) 械 出 版社.2011:78.[11]湯 淼 .齊 濟(jì) 源 .玻 璃 板 自 動(dòng) 裝 箱 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì) [D].沈 陽(yáng) 大 學(xué) 機(jī) 械 學(xué) 院.2011.[12]鄒文生.劉曄.朱景環(huán).全自動(dòng)裝箱機(jī)的研制（四）[D].南昌大學(xué)信息工 程學(xué)院.2010.[13] 崔 巖 .屠 鳳 蓮 .石 卓 棟 .直 接 跌 落 式 裝 箱 機(jī) 的 設(shè) 計(jì) [D].北 京 強(qiáng) 度 環(huán) 境 研 究所.2012.[14]楊望清，盧長(zhǎng)城.側(cè)龍門架式自動(dòng)裝卸機(jī)械手[D].合肥工業(yè)大學(xué) 2010. [15]顧曉威.國(guó)外紡織技術(shù).1998（08） ：37-41. [16]程芳.趙美寧.全自動(dòng)裝箱機(jī)機(jī)械式抓頭的仿真研究[M].河北.輕工機(jī)械