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可樂貼標(biāo)機(jī)的要求
全機(jī)采用先進(jìn)的技術(shù),微電腦-PLC-電子光纖傳感器控制系統(tǒng)，使整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、高速?
操作系統(tǒng)采用操作界面控制，操作簡便、實(shí)用、效率高,并有產(chǎn)量記數(shù)功能?
先進(jìn)技術(shù)的速度快且穩(wěn)定?
適用范圍大，可用于各種尺寸的圓形瓶貼標(biāo)?
輸附式滾壓瓶體，使標(biāo)簽附著更加牢固?
前后段可選連線使用.?
要求共計(jì)畫出3張以上A0圖紙
圖1：http://www.vlongbiz.com/seller/offerdetail/d25cb8b707391844cfb40aa7f57932b7.html
圖2：http://www.vlongbiz.com/seller/offerdetail/d25cb8b707391844cfb40aa7f57932b7.html
圖3：http://www.spsb114.com/product/488423.html
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（說明書）
2014 屆
題 目 可樂瓶貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)
專 業(yè)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
論文字?jǐn)?shù)
完成日期
湖 州 師 范 學(xué) 院 教 務(wù) 處 印 制
原 創(chuàng) 性 聲 明
本人鄭重聲明：本人所呈交的畢業(yè)論文，是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的科研成果。對(duì)本文的研究成果做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。
本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。
論文作者簽名： 日 期：
湖州師范學(xué)院本科畢業(yè)論文
關(guān)于畢業(yè)論文使用授權(quán)的聲明
本人在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下所完成的論文及相關(guān)的資料（包括圖紙、試驗(yàn)記錄、原始數(shù)據(jù)、實(shí)物照片、圖片、錄音帶、設(shè)計(jì)手稿等），知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬湖州師范學(xué)院。本人完全了解湖州師范學(xué)院有關(guān)保存、使用畢業(yè)論文的規(guī)定，同意學(xué)校保存或向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的紙質(zhì)版和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)湖州師范學(xué)院可以將本畢業(yè)論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用任何復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。如果發(fā)表相關(guān)成果，一定征得指導(dǎo)教師同意，且第一署名單位為湖州師范學(xué)院。本人離校后使用畢業(yè)論文或與該論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為湖州師范學(xué)院。
論文作者簽名： 日 期：
指導(dǎo)老師簽名： 日 期：
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可樂瓶貼標(biāo)機(jī)設(shè)計(jì)
摘要：貼標(biāo)簽是可樂生產(chǎn)的最后一道工序，其貼標(biāo)質(zhì)量的好壞直接影響到可樂的包裝外觀，甚至成為等外品；其貼標(biāo)速度的高低，直接影響整個(gè)可樂生產(chǎn)線的工作效率。
本設(shè)計(jì)主要介紹了一種包裝機(jī)械，貼標(biāo)機(jī)的工作原理及（后標(biāo)部分）主要零部件的設(shè)計(jì)過程，對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)比校核，本次設(shè)計(jì)主要用于貼圓柱身瓶的紙質(zhì)標(biāo)簽，由機(jī)架，傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)、貼標(biāo)對(duì)象物（瓶罐包裝件）的傳送裝置系統(tǒng)，涂膠裝置，貼標(biāo)整理裝置和檢測連鎖控制裝置等組成。
關(guān)鍵詞：貼標(biāo)機(jī)；螺旋式；取標(biāo)；貼標(biāo)
Coke bottle labeling machine design
Abstract: The labeling is Coke produced the final steps, labeling its quality directly affects the cola packaging appearance, and even become substandard goods; its labeling speed directly affects the efficiency of the entire production line of Coke.
The design focuses on the design process of a packaging machinery, labeling machine works and (after the standard part) the main components of its transmission system design than the check, this design is mainly used for paste cylindrical body bottle paper labels, from the rack, gear systems, label supply device systems, labeling the object (bottle package) delivery device systems, gluing device, labeling and detection chain finisher control devices and other components.
Keywords: labeling machine; spiral; take standard; Labeling
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 貼標(biāo)機(jī)概述 1
1.1.1 典型貼標(biāo)原理簡介 1
1.1.2 常用貼標(biāo)機(jī)的類型 2
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 3
1.2.1國外現(xiàn)狀 3
1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀 4
第2章 可樂瓶貼標(biāo)機(jī)的總體設(shè)計(jì) 6
2.1設(shè)計(jì)要求 6
2.2任務(wù)分析 6
2.3總體方案設(shè)計(jì) 6
2.3.1 貼標(biāo)頭 6
2.3.2 上瓶機(jī)構(gòu) 7
2.3.3 貼標(biāo)機(jī)進(jìn)瓶螺旋 8
2.3.4標(biāo)簽供送裝置 8
2.3.5標(biāo)簽傳送裝置 9
2.3.6涂膠裝置 9
2.3.7傳動(dòng)裝置 9
第3章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 11
3.1 基本尺寸設(shè)計(jì) 11
3.2 部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 11
3.2.1貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓直徑的確定 11
3.2.2各輪轉(zhuǎn)速 12
3.2.3電機(jī)選擇 12
3.2.4凸輪的設(shè)計(jì) 12
3.2.5分瓶供送螺桿的設(shè)計(jì) 13
3.2.6齒輪的設(shè)計(jì) 15
3.3夾標(biāo)裝置 18
3.4膠輥裝置 18
3.5傳動(dòng)裝置 18
第4章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19
4.1可樂貼標(biāo)機(jī)控制要求 19
4.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 19
4.3可編程控制器PLC的選用 19
4.4 PLC的I/O分配 20
4.5 PLC控制流程圖 20
4.6 PLC控制程序 21
4.7 外部接線圖 21
總 結(jié) 22
參考文獻(xiàn) 23
致 謝 24
第1章 緒 論
1.1 貼標(biāo)機(jī)概述
采用粘結(jié)劑將標(biāo)簽貼在包裝件或產(chǎn)品上的機(jī)器叫貼標(biāo)機(jī)械。多數(shù)液態(tài)和部分粒狀瓶裝產(chǎn)品都是采用這種機(jī)器粘貼標(biāo)簽。標(biāo)簽對(duì)商品有裝潢作用，同時(shí)便于商品的銷售與管理。標(biāo)簽上的商標(biāo)、商品的規(guī)格及主要參數(shù)、使用說明與商品介紹，是現(xiàn)代包裝不可缺少的組成部分。貼標(biāo)機(jī)是包(灌)裝生產(chǎn)線上一臺(tái)重要的設(shè)備，也是一臺(tái)技術(shù)含量較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的機(jī)器，被廣泛地應(yīng)用于食品、醫(yī)藥等與人們?nèi)粘Ｉ铌P(guān)系密切的行業(yè)中。無論是早期的簡單貼標(biāo)機(jī)械，還是后來的復(fù)雜貼標(biāo)機(jī)械，以及現(xiàn)在的微電子控制的全自動(dòng)化貼標(biāo)機(jī)械，它的發(fā)展進(jìn)步都在不斷的影響著整個(gè)社會(huì)。
1.1.1 典型貼標(biāo)原理簡介
(1)濕敏粘合式貼標(biāo)原理
圖1-1為濕敏粘合貼標(biāo)原理，標(biāo)簽在重錘作用下由標(biāo)簽盒逐漸向下運(yùn)動(dòng)，隨著取標(biāo)輪1的旋轉(zhuǎn)標(biāo)簽被取下，并隨傳動(dòng)輪4往下運(yùn)動(dòng)。經(jīng)過輪5和輪6的作用，標(biāo)簽被刷膠，之后，標(biāo)簽隨導(dǎo)軌下落。在標(biāo)簽的運(yùn)動(dòng)過程中，待貼瓶同步由導(dǎo)軌向前運(yùn)動(dòng)，到達(dá)龍門導(dǎo)軌正下方時(shí)，帶著標(biāo)簽一起移動(dòng)，靠毛刷9把標(biāo)簽燙平在包裝件上。從而完成一次貼標(biāo)。這種貼標(biāo)機(jī)只能用于粘貼寬度大致等于半個(gè)瓶身周長的標(biāo)簽。貼標(biāo)速度受落標(biāo)速度限制，不能太快，但結(jié)構(gòu)簡單，適于在小工廠使用。
1—取標(biāo)棍 2—標(biāo)盒 3—重塊 4—拉標(biāo)輥 5—涂膠輥
6—上膠輥 7—膠缸 8—龍門導(dǎo)軌 9—毛刷
圖1-1 濕敏粘合貼標(biāo)原理示意圖
(2)壓和式貼標(biāo)原理
這種貼標(biāo)機(jī)一般由上料機(jī)構(gòu)，傳送帶機(jī)構(gòu)，取標(biāo)送標(biāo)機(jī)構(gòu)，涂膠機(jī)構(gòu)和滾貼機(jī)構(gòu)等幾個(gè)部分組成。圖1-2是壓合式貼標(biāo)工作原理圖，首先由真空輪1轉(zhuǎn)動(dòng)將標(biāo)簽由標(biāo)簽盒吸出，并隨輪1一起轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)至打印輪打印標(biāo)簽，繼續(xù)轉(zhuǎn)至真空輪2，在此過程中，真空輪1的吸附力逐漸變?nèi)?，至?時(shí)標(biāo)簽由輪2吸走，并隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)至漿糊涂抹器時(shí)刷膠，輪2和輪1一樣，在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中吸附力逐漸變小，在轉(zhuǎn)至待貼瓶時(shí)，吸附力很小，靠滾壓力把標(biāo)簽貼到瓶上，完成一次貼標(biāo)。
圖1-2 壓和式貼標(biāo)工作原理
(3)熱敏粘合式貼原理
熱敏粘合貼標(biāo)機(jī)所用的標(biāo)簽涂了一種粘合劑，它只有在加熱條件下才起粘合作用。圖1-3為采用這種標(biāo)簽的熱敏粘合貼標(biāo)原理的示意圖。圖1-3(a)是采用加熱板加熱標(biāo)簽，使粘合劑變粘，隨即貼到容器上。圖1-3(b)則采用熱水加熱粘合劑。由于熱敏粘合劑分為瞬時(shí)熱合劑和延時(shí)熱合劑，故選擇標(biāo)簽所用的粘合劑應(yīng)與被貼容器相適應(yīng)，塑料容器尤其要注意。
1—標(biāo)簽 2—粘合劑 3—加熱板 4—容器 5—熱水噴管
圖1-3 熱敏粘合貼標(biāo)原理示意圖
(4)不干膠標(biāo)簽的貼標(biāo)原理
不干膠貼標(biāo)的原理如圖1-5所示，所用標(biāo)簽背面涂了立即貼合的粘合劑，但是被硅處理網(wǎng)保護(hù)著，其原理如下：帶貼合劑的標(biāo)簽2，事先粘在載標(biāo)網(wǎng)上。貼標(biāo)前通過分離桿4，使標(biāo)簽與載標(biāo)網(wǎng)分離，在噴氣和滾壓的聯(lián)合作用下，粘到容器的表面上。這種貼標(biāo)機(jī)的標(biāo)簽材料種類較廣。這種貼標(biāo)機(jī)的標(biāo)簽可以具有金屬感，透明或不透明等特性，滿足各種要求。
1.1.2 常用貼標(biāo)機(jī)的類型
標(biāo)簽的材質(zhì)、形狀很多，被貼標(biāo)對(duì)象的類型、品種也很多，貼標(biāo)要求也不盡相同。例如，有的只需貼一張身標(biāo)；有的要求貼雙標(biāo)；有的則要求貼三個(gè)標(biāo)簽(身標(biāo)、肩標(biāo)、頸標(biāo))，有的只要求貼封口標(biāo)簽；另外生產(chǎn)率的要求也不同。為滿足不同條件下的貼標(biāo)需求，貼標(biāo)機(jī)有多種多樣，不同類型品種的貼標(biāo)機(jī)，存在著貼標(biāo)工藝和有關(guān)裝置結(jié)構(gòu)上的差別，當(dāng)然也存在著共性。
貼標(biāo)機(jī)按自動(dòng)化程度可分為半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)和全自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)；按容器的運(yùn)行方向可分為立式貼標(biāo)機(jī)和臥式貼標(biāo)機(jī)；按標(biāo)簽的種類可分為片式標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)、卷筒狀標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)、熱粘性標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)和感壓性標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)及收縮簡形標(biāo)簽貼標(biāo)機(jī)；按容器的運(yùn)動(dòng)形式可分為直線式貼標(biāo)機(jī)和轉(zhuǎn)盤式貼標(biāo)機(jī)，按貼標(biāo)機(jī)結(jié)構(gòu)可分為龍門式貼標(biāo)機(jī)、真空轉(zhuǎn)鼓式貼標(biāo)機(jī)、多標(biāo)盒轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)、撥桿貼標(biāo)機(jī)、旋轉(zhuǎn)型貼標(biāo)機(jī)；按貼標(biāo)工藝特征可分為壓撩式貼標(biāo)機(jī)、彎壓式貼標(biāo)機(jī)、搓短式貼標(biāo)機(jī)、刷撫式貼標(biāo)機(jī)等。此外，還可以按照包裝容器的材料(鍍錫罐、玻璃瓶罐、紙質(zhì)盒罐)、形狀(圓形、異形)，貼標(biāo)面的形狀以及粘結(jié)劑的種類等進(jìn)行分類[3]。
1—容器 2—標(biāo)簽 3—粘合劑 4—分離桿 5—載標(biāo)網(wǎng)
圖1-4 不干膠貼標(biāo)機(jī)原理圖
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1國外現(xiàn)狀
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，貼標(biāo)機(jī)在不斷的發(fā)展。為適應(yīng)貼標(biāo)現(xiàn)代化的需要，隨著新技術(shù)、新工藝、新材料的開發(fā)，貼標(biāo)機(jī)械在品種、類型、效率、可靠性、功能多樣化和自動(dòng)化水平等各方面不斷飛躍發(fā)展，集中表現(xiàn)為現(xiàn)代貼標(biāo)機(jī)械高速化、自動(dòng)化、系統(tǒng)化和通用化的發(fā)展趨勢(shì)。目前所存在的貼標(biāo)機(jī)主要以不干膠貼標(biāo)機(jī)為主，以下是幾種最新的貼標(biāo)機(jī)。
圖1-6所示為薄膜貼標(biāo)機(jī)，這種貼標(biāo)機(jī)依瓶罐形狀、厚度、大小等不同及貼附條件可以進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，貼標(biāo)速度較快，每分鐘約為200瓶；圖1-7所示為往復(fù)式貼標(biāo)機(jī)，這種貼標(biāo)機(jī)貼標(biāo)效率較高，適用于平面、凹面、曲面之精密貼標(biāo)，同時(shí)可配合用戶產(chǎn)品精密貼標(biāo)要求及模具制作，貼標(biāo)精度可以達(dá)到±0.5 mm以內(nèi)；圖1-8所示為微電腦自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，這種貼標(biāo)機(jī)實(shí)施了微電子系統(tǒng)控制，貼標(biāo)質(zhì)量好，效率高，適合于將不干膠標(biāo)簽粘附在各種平面容器上；圖1-9所示為多列式貼標(biāo)機(jī)，這種貼標(biāo)機(jī)配合了電子技術(shù)、通訊技術(shù)、電腦及網(wǎng)路等技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)高速高效貼標(biāo)，這種貼標(biāo)機(jī)是目前存在的最先進(jìn)的貼標(biāo)機(jī)械產(chǎn)品。
圖1-6 薄膜貼標(biāo)機(jī) 圖1-7 往復(fù)式貼標(biāo)機(jī)
圖1-8 微電腦自動(dòng)貼標(biāo)機(jī) 圖1-9 多列式貼標(biāo)機(jī)
1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀
中國貼標(biāo)機(jī)的生產(chǎn)發(fā)展過程可分為三個(gè)階段：
一、從20世紀(jì)80年代末到1994年為第一階段。這個(gè)階段主要是引進(jìn)、仿制國外已淘汰的功能不全的貼標(biāo)機(jī)。當(dāng)時(shí)幾個(gè)貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)廠家只能生產(chǎn)貼二標(biāo)（頸、身標(biāo)）的貼標(biāo)機(jī)，一種是型號(hào)為12-8-6回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)，一種是型號(hào)為15-4-6回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)。大約有近200臺(tái)的型號(hào)為15-4-6（生產(chǎn)能力24,000瓶/時(shí)）貼標(biāo)機(jī)和200多臺(tái)的型號(hào)為12-8-6（生產(chǎn)能力12,000瓶/時(shí)）貼標(biāo)機(jī)裝備在國內(nèi)各可樂廠的灌裝生產(chǎn)線上運(yùn)行，而大部分灌裝生產(chǎn)線上的貼標(biāo)機(jī)都是進(jìn)口產(chǎn)品。
二、從1995年至2001年為第二階段。這個(gè)階段是中國貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)的提升階段。一是貼標(biāo)速度的提升，從24,000瓶/時(shí)提升到33,000瓶/時(shí)，二是貼標(biāo)功能的提升，從貼二標(biāo)(頸、身標(biāo))提升到貼四標(biāo)，即同時(shí)可貼頭、頸、身、背標(biāo)。從1995年開始，國內(nèi)各可樂生產(chǎn)廠家為了提高產(chǎn)品裝潢檔次，提出在可樂瓶上貼頭標(biāo)和背標(biāo)。為了適應(yīng)這一發(fā)展趨勢(shì)，各貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)一方面研究在原二標(biāo)機(jī)上增設(shè)貼頭標(biāo)和背標(biāo)的功能，另一方面也積極研發(fā)四標(biāo)貼標(biāo)機(jī)。 1995年，“青島機(jī)床廠”率先推出了18-8-6(生產(chǎn)能力26,000瓶/時(shí))三標(biāo)貼標(biāo)機(jī)，可貼頸、身、背標(biāo)，無貼頭標(biāo)功能。這一機(jī)型是當(dāng)時(shí)國內(nèi)生產(chǎn)的最大型號(hào)的貼標(biāo)機(jī)。1997年，“廣東輕工機(jī)械集團(tuán)”推出了18-8-6四標(biāo)機(jī)，1998年，“南海平航”(以下稱平航)也推出了PH18-8-6四標(biāo)機(jī)。1999年平航又研制成功PH24-8-6(生產(chǎn)能力33,000瓶/時(shí))的四標(biāo)機(jī)。2000年“秦皇島中德”ZD18-8-6四標(biāo)機(jī)和“廣輕’24-8-6四標(biāo)機(jī)相繼問世。
三、從2002年至今為第三階段。這個(gè)階段是中國貼標(biāo)機(jī)技術(shù)成熟階段，是中國貼標(biāo)機(jī)歷史上的一個(gè)重大轉(zhuǎn)折點(diǎn)。這四年，國產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)的生產(chǎn)企業(yè)在互相競爭的同時(shí)，也形成了與國外貼標(biāo)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)競爭的態(tài)勢(shì)，在競爭中提高、在提高中發(fā)展、在發(fā)展中創(chuàng)新，在創(chuàng)新中壯大，逐步完成了一個(gè)“質(zhì)”的飛躍。2002年9月，平航自主研制出PH40-8-8(生產(chǎn)能力50,000瓶/時(shí))的高速回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)，該機(jī)在北京“2002中國國際可樂、飲料制造技術(shù)及設(shè)備展覽會(huì)”上一亮相，立即引起了業(yè)內(nèi)的轟動(dòng)。同年11月，金華金獅可樂有限公司和福建燕京可樂有限公司敢為天下先，在‘南輕’的40,000瓶/時(shí)可樂灌裝生產(chǎn)線上同時(shí)選用了PH40-8-8高速回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)，成為第一個(gè)“吃螃蟹”的人。使得這一新產(chǎn)品有了一個(gè)試用、提高、完善的平臺(tái)。2003年，平航PH40-8-8高速回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)獲4項(xiàng)國家實(shí)用新型專利。該項(xiàng)目于2004年8月在浙江金華市通過科技成果鑒定(到目前為止，仍是全國唯一通過省級(jí)鑒定的國產(chǎn)貼標(biāo)機(jī))。該項(xiàng)目榮獲2005年度廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。被列為“2005年國家重點(diǎn)新產(chǎn)品計(jì)劃”。這是中國貼標(biāo)機(jī)制造業(yè)的一件大事，是國家對(duì)中國貼標(biāo)機(jī)制造業(yè)的首肯。這之后，“秦皇島中德”、“青島德隆”也相繼推出45-8-9高速貼標(biāo)機(jī)。這些生產(chǎn)貼標(biāo)機(jī)的骨干廠家一方面擁有了高、中、低速各類型號(hào)貼標(biāo)機(jī)的拳頭產(chǎn)品，另一方面在產(chǎn)品質(zhì)量上和技術(shù)含量上都有了不同程度的提高。
第2章 可樂瓶貼標(biāo)機(jī)的總體設(shè)計(jì)
2.1設(shè)計(jì)要求
（1）全機(jī)采用先進(jìn)的技術(shù),微電腦-PLC-電子光纖傳感器控制系統(tǒng)，使整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定、高速；
（2）操作系統(tǒng)采用操作界面控制，操作簡便、實(shí)用、效率高,并有產(chǎn)量記數(shù)功能；
（3）適用范圍大，可用于各種尺寸的圓形瓶貼標(biāo)；
（4）輸附式滾壓瓶體，使標(biāo)簽附著更加牢固，前后段可選連線使用。
2.2任務(wù)分析
本機(jī)主要使用與規(guī)則的圓柱瓶的貼標(biāo)。本機(jī)的難點(diǎn)與重點(diǎn)在于取標(biāo)、貼標(biāo)送瓶三個(gè)動(dòng)作的同步性和協(xié)調(diào)性，工藝流程如下：
鏈道
分瓶螺桿
可樂瓶
托瓶轉(zhuǎn)臺(tái)
進(jìn)瓶星輪
滾標(biāo)
刷標(biāo)
貼前標(biāo)
出瓶星輪
貼后標(biāo)
鏈道
貼標(biāo)機(jī)的機(jī)構(gòu)簡圖如圖1所示。標(biāo)板2沿轉(zhuǎn)臺(tái)周向分布，并隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)板軸下方裝有小齒輪8和扇形齒輪4，小齒輪與標(biāo)板軸采用鍵連接，扇形齒輪空套在軸上。滾子3在轉(zhuǎn)臺(tái)上半徑變化的凸輪槽中滾動(dòng)，帶動(dòng)扇齒輪繞標(biāo)板軸擺動(dòng)，扇齒輪與相鄰某側(cè)的標(biāo)板軸上的小齒輪相嚙合，而小齒輪與標(biāo)板同軸，從而帶動(dòng)標(biāo)板擺動(dòng)。
2.3總體方案設(shè)計(jì)
2.3.1 貼標(biāo)頭
圖3是貼標(biāo)頭結(jié)構(gòu)原理圖，貼標(biāo)頭由盤式標(biāo)帶的架帶、送帶、收帶、剎帶、出標(biāo)機(jī)構(gòu)組成，采用間歇運(yùn)動(dòng)方式。每一個(gè)瓶到達(dá)貼標(biāo)位置時(shí)，標(biāo)帶自動(dòng)運(yùn)行一步，讓標(biāo)準(zhǔn)確地貼在瓶上。貼標(biāo)的位置精度由三個(gè)光電傳感器聯(lián)合控制：光電傳感器2用于檢測輸送帶中是否有瓶，光電傳感器1用于檢測標(biāo)的定位，光電傳感器3用于檢畏I輸送帶中瓶是否到達(dá)貼標(biāo)位置。
圖3 貼標(biāo)頭結(jié)構(gòu)原理圖
1一彈簧 2一標(biāo)帶紙盤 3一光電傳感器2 4一標(biāo)帶回紙盤 5一偏心壓輥 6一送紙輥
7一出標(biāo)板 8一壓標(biāo)輥 9一光電傳感囂1 10一導(dǎo)紙管 11一貼標(biāo)數(shù)星示窗口
12一標(biāo)帶張緊壓塊 l3一標(biāo)帶張緊導(dǎo)紙管 l4一標(biāo)帶 l5一加紙管
標(biāo)帶的傳動(dòng)，選用了步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)送紙輥，依靠偏心壓輥與送紙膠輥同的擠壓力所產(chǎn)生的摩擦力帶動(dòng)標(biāo)帶運(yùn)行，同時(shí)，步進(jìn)電機(jī)通過帶傳動(dòng)帶動(dòng)標(biāo)帶回紙盤收回廢紙帶。由于貼標(biāo)時(shí)送紙輥每次貼標(biāo)轉(zhuǎn)過的角度基本一致，而標(biāo)帶回紙盤的直徑逐漸由小變大，為了避免紙帶張力過大把紙帶拉斷或影響標(biāo)帶的定位精度，設(shè)計(jì)中我們采用了摩擦打滑結(jié)構(gòu)，保證了送紙輥與標(biāo)帶回紙盤之間的張力在整個(gè)貼標(biāo)過程基本不變。由于步進(jìn)電機(jī)有四大優(yōu)點(diǎn)：一是轉(zhuǎn)速可調(diào)，簡化了變速箱和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；二是步進(jìn)電機(jī)具有同隙運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性， 在高速運(yùn)行時(shí)也有良好的制動(dòng)響應(yīng)；三是在失電時(shí)有自鎖功能；四是它的驅(qū)動(dòng)器易于與微機(jī)接口，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制和微調(diào)。由光電傳感器l控制每次貼標(biāo)后步進(jìn)電機(jī)的制動(dòng)，可以保證標(biāo)的停止位置一致，從而保證了貼標(biāo)時(shí)標(biāo)簽的運(yùn)行速度一致。為了避免貼標(biāo)帶松弛造成光電傳感器l定位不準(zhǔn)，影響貼標(biāo)的位置精度，增加了標(biāo)帶張緊壓塊機(jī)構(gòu)。這樣就使送紙輥與標(biāo)帶張緊壓塊同的貼標(biāo)帶始終具有一定的張力，從而保證了光電傳感器l的定位精度。架紙管與標(biāo)帶紙盤軸間通過杠桿機(jī)構(gòu)構(gòu)成摩擦剎帶機(jī)構(gòu)，當(dāng)標(biāo)帶運(yùn)行時(shí)，在張力的作用下架紙管繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)使剎帶機(jī)構(gòu)松開，標(biāo)帶紙盤繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)使標(biāo)帶放松張力減小，在彈簧力的作用下又使架紙管繞支點(diǎn)反向旋轉(zhuǎn)將標(biāo)帶紙盤剎住，避免了標(biāo)帶紙盤在慣性力的作用下繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)使標(biāo)帶過分松弛影響貼標(biāo)精度。通過調(diào)出標(biāo)板的角度可以改變標(biāo)的輸出角度，以便改變標(biāo)與瓶的接觸點(diǎn)和標(biāo)在壓標(biāo)輥的作用下水平方向的運(yùn)行速度與輸送帶的運(yùn)行速度相匹配，保證貼標(biāo)位置的前后一致性。
2.3.2 上瓶機(jī)構(gòu)
為了滿足貼標(biāo)機(jī)能夠連續(xù)地獨(dú)立貼標(biāo)的要求，需要一套自動(dòng)上瓶機(jī)構(gòu)。圖5為上瓶機(jī)構(gòu)原理圖，不僅保證了將瓶連續(xù)、同步地送上輸送帶，而且保證了瓶口方向一致。上瓶機(jī)構(gòu)與輸送帶通過等比鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)、同步上瓶。由于輸送帶鏈輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周走過七個(gè)夾具，為了保證每個(gè)夾具中只送一個(gè)瓶。所以設(shè)計(jì)的分瓶輪為每兩個(gè)葉片間容納一個(gè)瓶、有七個(gè)葉片的盤型分瓶輪。
圖5 上瓶結(jié)構(gòu)原理圖
1-排序滑道 2-下瓶滑道 3-分瓶輪 4-從動(dòng)小鏈輪 5-瓶子
6-鏈條 7-主動(dòng)小鏈輪 8-輸送帶從動(dòng)鏈輪 9-輸送帶 10-夾具
通過分瓶輪從封閉滑道內(nèi)有序撥瓶實(shí)現(xiàn)上瓶的同步和連續(xù)。為了防止分瓶輪的葉片切入點(diǎn)與封閉滑道內(nèi)的瓶子出現(xiàn)卡死現(xiàn)象，在封閉滑道死區(qū)附近開了一個(gè)活門，以使卡住的瓶可以順利通過。在下瓶滑道前增設(shè)了排序機(jī)構(gòu)，保證了進(jìn)入分瓶器的瓶口方向一致。
2.3.3 貼標(biāo)機(jī)進(jìn)瓶螺旋
進(jìn)瓶機(jī)構(gòu)是將要貼標(biāo)的容器(下面均稱“瓶”)定時(shí)定距地送到包裝工位，它包括進(jìn)瓶螺旋、止瓶星輪、側(cè)板、進(jìn)瓶星輪、中心導(dǎo)板等部件，如圖6所示
圖6 進(jìn)瓶結(jié)構(gòu)原理圖
進(jìn)瓶螺旋由傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)將輸送裝置送來的瓶子導(dǎo)入螺旋槽中，瓶子在螺旋的推動(dòng)下前進(jìn)，同時(shí)被螺旋槽分隔開，到達(dá)出口端即傳送給星輪與中央導(dǎo)板組成的轉(zhuǎn)送裝置，這樣就可實(shí)現(xiàn)依次定距供送瓶子的目的。進(jìn)瓶螺旋桿每回轉(zhuǎn)一周，從進(jìn)瓶螺旋桿入口導(dǎo)入一個(gè)瓶子，螺旋槽中的瓶子前進(jìn)一個(gè)螺距，螺桿出口端排出個(gè)瓶子。
2.3.4標(biāo)簽供送裝置
貼標(biāo)機(jī)械有機(jī)架，傳動(dòng)裝置系統(tǒng)、標(biāo)簽供給裝置系統(tǒng)、貼標(biāo)對(duì)象物（瓶罐包裝件）的傳送裝置系統(tǒng)，涂膠裝置，貼標(biāo)整理裝置和檢測連鎖控制裝置等組成。先僅將主要裝置分述如下。標(biāo)簽供送裝置的功能是提供貼標(biāo)用標(biāo)簽，裝置的結(jié)構(gòu)將隨標(biāo)簽的形式的不同而不同。以下對(duì)葉片標(biāo)簽的供給裝置予以講述。
葉片標(biāo)簽的標(biāo)簽供給裝置有標(biāo)簽盒和取標(biāo)裝置組成。標(biāo)簽盒，按其結(jié)構(gòu)可分為框架式和倉式兩種；而按運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)分，則分為固定式和搖擺式兩種。取標(biāo)裝置，按其結(jié)構(gòu)形式可分為搖擺式、轉(zhuǎn)叉式和轉(zhuǎn)鼓式；按取標(biāo)方式分粘取式和真空吸取式兩種。在此，我們根據(jù)各方面因素綜合考慮，選用框架是供標(biāo)裝置，轉(zhuǎn)鼓粘取式取標(biāo)裝置。
（1）框架固定式供送裝置
（2）轉(zhuǎn)鼓粘取式取標(biāo)裝置
貼標(biāo)原理如下：
回轉(zhuǎn)式非真空貼標(biāo)機(jī)，與真空轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)弟弟主要區(qū)別式取標(biāo)機(jī)傳送裝置不同。這里介紹我們采用的葉片標(biāo)簽對(duì)圓柱身瓶罐包裝件貼標(biāo)的回轉(zhuǎn)式貼標(biāo)機(jī)。
回轉(zhuǎn)式機(jī)械轉(zhuǎn)鼓貼標(biāo)機(jī)，其特點(diǎn)是：利用兩個(gè)機(jī)械轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行取標(biāo)，傳送和貼標(biāo)工作。帶貼標(biāo)的圓柱身瓶罐類包裝件有板鏈輸送機(jī)載運(yùn)供給，經(jīng)分件供送螺桿傳送，分割成要求的等間距而到達(dá)回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，此時(shí)裝在工作臺(tái)上方的定位壓頭受凸輪控制下降，加于帶貼標(biāo)瓶罐包裝件頂部，使它們?cè)诨剞D(zhuǎn)工作臺(tái)上處于確定位置而運(yùn)行。粘貼標(biāo)簽由取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓和標(biāo)簽的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓連續(xù)回轉(zhuǎn)，膠涂裝置在其標(biāo)版上涂布適量的粘接膠液，當(dāng)他轉(zhuǎn)到固定的標(biāo)簽盒前部的標(biāo)簽接觸時(shí)，取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓將粘取最前方的那張標(biāo)簽，作回轉(zhuǎn)傳送，當(dāng)轉(zhuǎn)到由夾子的貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓相接處時(shí)，夾子將標(biāo)簽從取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓上夾走，夾子受凸輪控制而夾上標(biāo)簽作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)與回轉(zhuǎn)工作臺(tái)上再運(yùn)來的待貼標(biāo)瓶罐裝件表面相接觸時(shí)，夾子抬起，松開夾持，標(biāo)簽被粘貼到瓶罐表面上。之后，在回轉(zhuǎn)工作臺(tái)作回轉(zhuǎn)工作時(shí)，定位器在凸輪控制下作自傳性運(yùn)動(dòng)。轉(zhuǎn)到某一個(gè)角度，以便接受刷子和海綿滾輪的磨礪，使標(biāo)簽貼牢實(shí)整齊。完成貼標(biāo)的瓶罐包裝件由星型撥輪自回轉(zhuǎn)工作臺(tái)撥送到板鏈輸送機(jī)上排出。
2.3.5標(biāo)簽傳送裝置
標(biāo)簽傳送裝置是自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的重要組成部分，其功能是與供標(biāo)裝置和涂膠裝置等配合，自動(dòng)表盒采取標(biāo)簽并進(jìn)行傳送，且完成有關(guān)涂膠工作，最后把標(biāo)簽粘貼到待貼標(biāo)對(duì)象。貼標(biāo)機(jī)的標(biāo)簽傳送裝置一般由取標(biāo)裝置和傳送標(biāo)簽裝置兩部分組成，標(biāo)簽先由取標(biāo)裝置自標(biāo)簽盒中采取，再傳遞給送標(biāo)裝置，最后粘貼到待貼標(biāo)對(duì)象物上。為了滿足高效率的貼標(biāo)要求，我們?cè)谌?biāo)和松標(biāo)全部采用了回轉(zhuǎn)裝置，即取標(biāo)和送標(biāo)都采用回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)方式。這樣就降低了擺桿式標(biāo)簽傳送裝置在工作中往復(fù)擺動(dòng)的空行程時(shí)間，大大提高了機(jī)器的取標(biāo)和松標(biāo)效率，取標(biāo)裝置是我們采取回轉(zhuǎn)粘貼法。傳送標(biāo)簽我們采用回轉(zhuǎn)機(jī)械夾持式。其具體的組合方式很多，我們采用的是一個(gè)粘標(biāo)轉(zhuǎn)鼓粘取標(biāo)簽，然后再傳送給帶夾爪的貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行貼標(biāo)。
2.3.6涂膠裝置
涂膠裝置多種多樣，常用的由圓盤式涂膠裝置、輥式涂膠裝置、滾子式涂膠裝置等，在此，我們采用了滾子式涂膠裝置。
2.3.7傳動(dòng)裝置
本機(jī)的傳動(dòng)主要是傳遞運(yùn)動(dòng)，而不是傳遞動(dòng)力，故一般用齒輪和減速機(jī)等形成的傳動(dòng)鏈。
由于各傳動(dòng)之間不僅要傳遞運(yùn)動(dòng)，而且還要考慮正確的傳動(dòng)方向，因此，必須逐個(gè)判斷齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，使該齒輪所帶動(dòng)的執(zhí)行部件按照正確的方向旋轉(zhuǎn)。若有必要，則需在齒輪之間添加惰輪來調(diào)整整個(gè)執(zhí)行件的方向，同時(shí)，還應(yīng)注意到各個(gè)部件之間的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系，故必須有精確的傳動(dòng)比，保證各部件同步計(jì)算。
在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，減速機(jī)帶齒輪Z1轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪Z1帶動(dòng)工作臺(tái)的大齒輪Z4轉(zhuǎn)動(dòng)，在工作臺(tái)齒輪的帶動(dòng)下，與其嚙合的齒輪（Z3.Z5.Z6）轉(zhuǎn)動(dòng)，（Z3.Z5）轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)進(jìn)瓶星輪和出瓶星輪，是酒瓶能夠順利的作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在齒輪（Z1）轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，其軸上固定的萬向軸與其一起運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)前標(biāo)的貼標(biāo)鼓，貼標(biāo)鼓上的齒輪（Z10）便隨其一起運(yùn)動(dòng)，成為貼前標(biāo)的動(dòng)力來源。齒輪（Z10）與齒輪（Z11）嚙合，（Z11）與齒輪（Z12）嚙合從而使得貼前標(biāo)的工作能夠順利的完成；（Z1）齒輪與齒輪(Z2)嚙合，帶動(dòng)了鏈輪的傳動(dòng)，通過鏈傳動(dòng)，帶動(dòng)錐齒輪（Z13）。錐齒輪（Z13）與錐齒輪（Z13）嚙合，從而帶動(dòng)分瓶螺桿，實(shí)現(xiàn)酒瓶的正常供給。（Z6）轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，與其同軸的齒輪（Z9）便成了后標(biāo)貼標(biāo)的動(dòng)力，在齒輪（Z9）的作用下，與其嚙合的齒輪（Z8）和（Z7）轉(zhuǎn)動(dòng)，使得后標(biāo)貼標(biāo)工作也能按照給定的速率完成。
主傳動(dòng)鏈平面示意圖
第3章 主要零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 基本尺寸設(shè)計(jì)
已知：生產(chǎn)率24000瓶/小時(shí)，瓶頸D=56-76mm，瓶高H=160-290mm，瓶口直徑d=13-16mm. 每年300天，每天兩班，每班8小時(shí)。
由瓶的直徑，確定出托瓶板直徑d=96,其各瓶之間的距離為48mm，18個(gè)托瓶板等分圓周后其圓心角為24度，由托瓶板直徑可得到各段對(duì)應(yīng)的弦長，查零件手冊(cè)知
即每兩個(gè)托瓶板所夾的角，由瓶直徑知各段所對(duì)應(yīng)的弦長
；
；比率：
；
。
實(shí)際尺寸：；；
比率：
；；
；
為托平臺(tái)的周長：；
直線式自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)其取送跌送，標(biāo)簽傳送和貼標(biāo)都采用真空轉(zhuǎn)鼓作標(biāo)簽傳送裝置時(shí)，為保障取標(biāo)件傳遞和傳送工作正確可靠的進(jìn)行，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使標(biāo)簽盒的搖擺運(yùn)動(dòng)與取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓的取標(biāo)周期運(yùn)動(dòng)相適應(yīng)，且取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓吸標(biāo)表面與貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓吸持標(biāo)簽表面間進(jìn)行遞交接觸。在貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓吸持標(biāo)簽傳送中，標(biāo)簽接受印碼裝置上滾引輪壓印字碼時(shí)，以及涂膠滾往標(biāo)簽上涂抹粘結(jié)劑時(shí)，相互間不能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，以免出現(xiàn)標(biāo)簽的錯(cuò)動(dòng)錯(cuò)位或脫落現(xiàn)象。為此，其各外圓柱表面相接觸應(yīng)具有線速度大小相等，方向相同的條件。所以，在設(shè)計(jì)中，要按貼標(biāo)真空轉(zhuǎn)鼓上m個(gè)吸標(biāo)工位均勻的圓弧長對(duì)應(yīng)的倍比值確定其工作回轉(zhuǎn)半徑r ,在據(jù)此按等速原則確定工作轉(zhuǎn)速n
3.2 部分機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.2.1貼標(biāo)轉(zhuǎn)鼓直徑的確定
（六個(gè)工位）；
；
取標(biāo)轉(zhuǎn)塔直徑d2：
；
；取 （六個(gè)工位）
進(jìn)出瓶星輪直徑的確定：
；去 （十八個(gè)工位）
3.2.2各輪轉(zhuǎn)速
托瓶臺(tái)的轉(zhuǎn)速：
貼表轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：
取標(biāo)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速：
進(jìn)出瓶星輪轉(zhuǎn)速：
分瓶螺桿轉(zhuǎn)速：
3.2.3電機(jī)選擇
輸入功率，由最高轉(zhuǎn)速和功率選擇電動(dòng)機(jī)Y160M1型電機(jī)同步轉(zhuǎn)速：700r/min。
額定功率：4kw。
減速器傳動(dòng)比萬向連軸節(jié)轉(zhuǎn)速與直徑：，；
另一輪轉(zhuǎn)速：；
傳動(dòng)比： 。
3.2.4凸輪的設(shè)計(jì)
為了保證標(biāo)簽的順利取送，我們對(duì)標(biāo)板的粘膠、取標(biāo)及松標(biāo)過程用凸輪來控制，該部分工作原理如下：
取標(biāo)凸輪自轉(zhuǎn)的同時(shí)，固定在取標(biāo)齒輪上的扇形齒輪及圓柱齒輪隨其一起轉(zhuǎn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)的同時(shí)，扇形齒輪上固定的拔銷在槽型凸輪的作用下，按照規(guī)定的方向擺動(dòng)，扇形齒輪的擺動(dòng)帶動(dòng)與其嚙合的圓柱齒輪一起擺動(dòng)。這樣就使得固定在圓柱齒輪軸上的標(biāo)版到達(dá)一定位置的時(shí)候發(fā)發(fā)生預(yù)期的擺動(dòng)。此次只寫出整個(gè)凸輪設(shè)計(jì)的基本原理。
（1）將標(biāo)簽的寬度分為5等分，由于標(biāo)版的弧長與標(biāo)簽的寬度相等，因此，將標(biāo)板也分為5等分，并將標(biāo)簽和標(biāo)板的對(duì)應(yīng)位置分別表上字母A、B、C、D和a、b、c、d.
（2）由于標(biāo)板和圓柱齒輪相對(duì)固定，固定架自轉(zhuǎn)的同時(shí)，扇形齒輪在拔銷的作用下擺動(dòng)，使得圓柱齒輪帶動(dòng)標(biāo)板自轉(zhuǎn)的同時(shí)，保證Aa、Bb、Cc、Dd重合。
（3）每次都記下拔銷的位置軌跡，用光滑曲線連接就可生成凸輪的理論輪廓曲線，再用滾子包絡(luò)后就可生成實(shí)際輪廓曲線。
同理做出標(biāo)版粘膠及松標(biāo)部分的凸輪輪廓線，然后把各個(gè)工位之間用圓弧連接，即生成整個(gè)凸輪的輪廓曲線。
3.2.5分瓶供送螺桿的設(shè)計(jì)
1）、輸入等速段：
首先確定出入等速段螺距：
；
—輸入等速段螺旋槽外沿的軸向?qū)挾龋菪蹖挾龋?
—輸入等速螺旋槽的截面寬度（3~5mm?。?；
—兩相鄰瓶罐主題部分的外廓間距；
—瓶罐主體半徑。
外螺旋線：應(yīng)其展開圖形為一條斜直線，故相應(yīng)軸長度
；；；（螺桿的內(nèi)直徑）。
周向展開長度：；
。
螺旋角：
∵
∴。
故螺桿的速輸入速度：
2）、變加速段：
此段供應(yīng)加速度由零值正弦函數(shù)變化規(guī)律增加為某一最大值：
即相應(yīng)的供送速度軸向位移：
、分別表示瓶罐移過行程和最大行程所需要時(shí)間。
下面確定、、
由邊界條件： ； ；； ；
； ； ；。
并取、式中和分別表示變加速段螺旋圈數(shù)的任意值和最大值：
； （?。?
；
則：
；
外螺旋線軸向展開長度的任意值和最大值：
；
。
3）、等加速度
則相應(yīng)的供送速度及軸相位移；
；
；
；
；；
則外螺旋軸向展開長度：；；
3.2.6齒輪的設(shè)計(jì)
萬向聯(lián)軸器與直徑：。
每年300天，每天兩班，另一齒輪轉(zhuǎn)速n0=26.67r/min.
傳動(dòng)比I=2.49
選定齒輪類型：直齒圓柱齒輪，大小齒輪的材料均為40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)處理及表面淬火，齒面硬度為48-55HRC.
假定小齒輪齒數(shù)z1=28, 大齒輪齒數(shù)z2=iz1=70.
（1）按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算，
（2）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1).試選載荷系數(shù)kt=1.3
2).計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩
3).齒寬系數(shù)
4).材料的彈性影響系數(shù)
5).按齒面硬度的中間值52HRC查的大小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限為
6).由公式計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
7).由圖表查的接觸疲勞壽命系數(shù)為
8).計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力
取失效概率為，安全系數(shù)為S=1，所以
試計(jì)算小齒輪分度圓直徑d1t代入較小的值
(5-28)9).圓周速度
10).計(jì)算齒寬與齒高之比b/h
模數(shù)
齒高
11).計(jì)算載荷系數(shù)：根據(jù)v=0.221m/s 6級(jí)精度，查的動(dòng)載荷系數(shù)
直齒輪：假設(shè)
由表查出：
查的使用系數(shù) :
由表查的:
由載荷系數(shù)：
12).實(shí)際分度圓直徑：
13).計(jì)算模數(shù)：
（3）.按齒跟彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)：
其設(shè)計(jì)公式為：
1）.由機(jī)械設(shè)計(jì)書查得大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限：
2）.彎曲疲勞壽命系數(shù)：
3）.彎曲疲勞許用應(yīng)力：S=1.4
4）.計(jì)算載荷系數(shù)：
5）.查齒形系數(shù)：
6）.查應(yīng)力校正系數(shù)：
7）.大小齒輪的
并加以比較 ；
；
小齒輪數(shù)值大；
8）.設(shè)計(jì)計(jì)算：
由于m的值主要取決于彎曲強(qiáng)度，所以m=3
則
取
9）.幾何尺寸計(jì)算：
圓整
10）.驗(yàn)算：
綜上所述：該機(jī)的主傳動(dòng)齒輪的模數(shù)：m=3
則托平臺(tái)的齒輪：
進(jìn)出瓶星輪齒輪 ：
綜上所述：取標(biāo)板長度L＝130mm的貼標(biāo)機(jī)，該貼標(biāo)機(jī)轉(zhuǎn)盤回轉(zhuǎn)半徑R＝135mm，扇形齒齒數(shù)Z1＝64，齒輪Z2＝18，中心距a＝103．5mm，銷軸偏心h＝50mm，銷軸偏角f＝9．75°，最小半徑r＝40mm，最大半徑r＝80mm，最小間距D＝38mm，最大間距D＝40mm。應(yīng)用本文所屬計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的計(jì)算結(jié)果為：半徑r＝56．11mm，間距為D＝40mm。
3.3夾標(biāo)裝置
（1）標(biāo)板的邊緣和墊條必須與夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓和標(biāo)簽臺(tái)的中心線相吻合。
（2）調(diào)整每一個(gè)墊條至正確的間隙。
（3）對(duì)折商標(biāo)。將商標(biāo)放在夾指下正確的位置。轉(zhuǎn)動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，直到商標(biāo)與夾
標(biāo)轉(zhuǎn)鼓、瓶子和托臺(tái)的中心線一致。
（4）托平臺(tái)的中心線到夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓的中心線應(yīng)穿過瓶子的中心線和對(duì)折的測試商標(biāo)紙的中心線。
（5）沒有必要將對(duì)折的測試商標(biāo)紙的中心線對(duì)準(zhǔn)商標(biāo)海綿的中心線。
（6）檢查商標(biāo)被貼到瓶子時(shí)的設(shè)定值，校直夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓和托瓶臺(tái)。
（7）墊條表面和夾指之間的間隙為9 mm。
（8）墊條的前接觸面、標(biāo)板的前接觸面、夾標(biāo)轉(zhuǎn)鼓的中心和標(biāo)簽臺(tái)的中心均處于同一中心線。
3.4膠輥裝置
（1）啟動(dòng)膠泵之前，必須打開壓縮空氣關(guān)閉閥。
（2）刮膠刀的刀刃必須是筆直的，且無缺口。當(dāng)貼標(biāo)機(jī)的膠輥的材質(zhì)為橡膠時(shí)，在沒有漿糊的情況下，晃動(dòng)刮膠刀時(shí)，不可與橡膠漿糊棍相接處。
3.5傳動(dòng)裝置
（1）各部件必須保持無磨損狀態(tài)，當(dāng)用手晃動(dòng)標(biāo)板時(shí)，標(biāo)板的晃動(dòng)范圍應(yīng)小于2mm。
（2）萬象聯(lián)軸節(jié)的磨損是構(gòu)成斷斷絮絮貼標(biāo)的主要因素。用手向前向后轉(zhuǎn)動(dòng)標(biāo)板的表面，找出磨損的位置。
第4章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
4.1可樂貼標(biāo)機(jī)控制要求
當(dāng)光電檢測到產(chǎn)品到達(dá)分距盤時(shí)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行進(jìn)行瓶距的控制，傳感器檢測到產(chǎn)品經(jīng)過，傳回信號(hào)到收標(biāo)和貼標(biāo)控制系統(tǒng)，此時(shí)收標(biāo)步進(jìn)電機(jī)送出不干膠標(biāo)簽并且滾貼步進(jìn)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行，標(biāo)簽送出長度由光電槽式開關(guān)檢測，經(jīng)剝離板送出的不干膠標(biāo)簽平整的在覆標(biāo)帶上，產(chǎn)品流經(jīng)覆標(biāo)裝置，覆標(biāo)帶帶動(dòng)產(chǎn)品轉(zhuǎn)動(dòng)，標(biāo)簽被滾覆，一張標(biāo)簽的滾貼動(dòng)作完成。
4.2控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
可樂瓶貼標(biāo)機(jī)采用機(jī)電一體化技術(shù)，當(dāng)手動(dòng)開啟傳送帶運(yùn)行后，貼標(biāo)機(jī)就進(jìn)入工作狀態(tài)，脈沖信號(hào)的頻率由瓶子的直徑?jīng)Q定，手動(dòng)停止傳送帶和滾貼電機(jī)的運(yùn)行。
4.3可編程控制器PLC的選用
可編程控制器，英語稱Programmable logic Controller，簡稱PLC。它是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。
PLC基于電子計(jì)算機(jī)，但并不等于普通的計(jì)算機(jī)。普通計(jì)算機(jī)進(jìn)行輸入出信號(hào)變換時(shí)，大多數(shù)只考慮信息本身，信息輸入輸出的物理過程一般不考慮。而PLC則要考慮信號(hào)輸入輸出的可靠性、實(shí)時(shí)性，以及信息的實(shí)際使用。特別是要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境，便于安裝便于維修等等抗干擾的問題，輸入輸出信號(hào)變換及可靠的物理實(shí)現(xiàn)，可以說PLC實(shí)現(xiàn)控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)。PLC可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。其功能要比繼電器控制裝置多的多，強(qiáng)的多。
PLC一般可通過三種方式進(jìn)行編程，一種是廠家提供的普通手持式編程器編程，一種是只能用廠家規(guī)定的語句表中的語句進(jìn)行編程，手持式編程器編程體積小，便于攜帶，價(jià)格較低，對(duì)于系統(tǒng)容量小，在編程中工作量小的場所比較合適，但這種編程方式的效率低。另一種是用廠家專用圖形編程器編程，這類編程器采用梯形圖編程，方便直觀，一般的技術(shù)人員短期內(nèi)就可以應(yīng)用自如，但這類編程器價(jià)格較高。第三種是在普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)行專用的編程軟件來編程，支持的編程語言多，編程操作非常方便，這種方式現(xiàn)在已被大多數(shù)用戶采用，但有的編程軟件需要額外購買，價(jià)格不菲。
編程語言多種多樣，有的看似相同卻不通用。根據(jù)國際電工委員會(huì)定制的工業(yè)控制5鐘標(biāo)準(zhǔn)編程語言（IEC 1131-3），劃分為以下5類編程語言：梯形圖（LD）、順利功能圖（SFC）、功能塊圖（FBD）、結(jié)構(gòu)化文本（ST）、指令表（IL）。由PLC廠家提供的編程軟件一般都要求包括上述一種或幾種編程語言，如Siemens公司的Step7編程軟件就可以使用梯形圖（Ladder）、語句表（STL）等多種編程語言；Modicon公司的Modsoft編程軟件只能使用梯形圖編程，而Concept編程軟件可以使用5種編程語言。另外，有的系統(tǒng)內(nèi)嵌BASIC或C語言使得可編程控制器的編程語言變得更加強(qiáng)大，適用性更廣泛，如GE的內(nèi)嵌BASIC語言、浙大中控的C規(guī)范功能模塊等。綜上所述，在此次的設(shè)計(jì)中選用三菱FX2N-32MT。
圖4- 三菱FX2N-32MT1
4.4 PLC的I/O分配
表4-1 PLC的I/O輸入輸出口分配
4.5 PLC控制流程圖
圖 4-2系統(tǒng)控制流程圖
4.6 PLC控制程序
4.7 外部接線圖
總 結(jié)
經(jīng)過三個(gè)多月的努力，可樂瓶貼標(biāo)機(jī)的設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成，在本沒計(jì)中結(jié)合貼標(biāo)對(duì)象和標(biāo)簽的規(guī)格，制定了一套完整的貼標(biāo)流程方案，在證實(shí)方案的可行性之后，針對(duì)每個(gè)工位的任務(wù)沒計(jì)了各自的功能機(jī)構(gòu)。使用AutoCAD設(shè)計(jì)軟件對(duì)貼標(biāo)機(jī)系統(tǒng)中的關(guān)鍵部件進(jìn)行了繪圖，精確地描述了元件和裝配件的關(guān)鍵尺寸，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行檢查和修改，確定各相關(guān)零件運(yùn)動(dòng)是否協(xié)調(diào)，解決了許多本需要在制造原型機(jī)后才能解決的問題。
本設(shè)計(jì)這是針對(duì)一個(gè)具體的貼標(biāo)對(duì)象和在確定了標(biāo)簽規(guī)格的情況下應(yīng)用的機(jī)器，今后需要進(jìn)一步研究的問題包括：如何更好地控制標(biāo)簽紙帶的張緊力，使標(biāo)簽紙帶在適度的張緊力下進(jìn)行牽引；如何在不更換各功能部件，僅在適當(dāng)調(diào)節(jié)的情況下就能對(duì)不同的對(duì)象，用不同規(guī)格的標(biāo)簽紙就能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)貼標(biāo)沽口何進(jìn)一步提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和協(xié)調(diào)性，使系統(tǒng)對(duì)故障具有一定的應(yīng)變能力。只有當(dāng)這幾種功能具備后才能稱得上真正的自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)，另外在控制方面也要有更先進(jìn)的提高和改進(jìn)，例如把PLC或單片機(jī)應(yīng)用到控制系統(tǒng)中，只需修改一下程序就能實(shí)現(xiàn)不同的服務(wù)對(duì)象。
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致 謝
長達(dá)數(shù)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于告一段落了。通過這次設(shè)計(jì)我對(duì)四年來學(xué)習(xí)的各門功課進(jìn)一步加深了了解，并給予一定的總結(jié)。對(duì)于各方面知識(shí)之間的有機(jī)結(jié)合有了實(shí)際體會(huì)，同時(shí)也深深的感到了自己所掌握的知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用之間還有相當(dāng)大的差距，在以后的學(xué)習(xí)中有待進(jìn)一步加強(qiáng)。綜合運(yùn)用本專業(yè)以及其它有關(guān)課程的理論，結(jié)合生產(chǎn)知識(shí)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際以及分析和解決工程實(shí)際問題的能力，并使大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)得到進(jìn)一步鞏固、深化和擴(kuò)展。
本設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在本設(shè)計(jì)的過程中，老師給了我很大的幫助，使我受益非淺。尤其是設(shè)計(jì)完成的最后階段，他多次審閱我的設(shè)計(jì)并提出寶貴的修改意見，使我的設(shè)計(jì)不斷完善。老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，勤奮的敬業(yè)精神，以及他的博學(xué)與熱忱，令我敬佩。在此，我首先要向他表示我最忠心的感謝！
當(dāng)然，設(shè)計(jì)中也難免出現(xiàn)一些錯(cuò)誤、疏漏和不盡如人意的地方。在此，我衷心的懇請(qǐng)各位老師和同學(xué)給予批評(píng)、指正，我會(huì)虛心接受所有的意見和建議，不斷總結(jié)，使自己在今后的學(xué)習(xí)和工作中日臻完善。
感謝我的同學(xué)們，在設(shè)計(jì)的過程中，是你們幫組了我，給了我不少的意見和建議，在和同學(xué)討論的過程中學(xué)到了很多有用的知識(shí)。