自动包装机开题报告

南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名：陈程学号：0901010106专业：机械工程及自动化设计(论文)题目：中药自动配药库——自动包装装置的设计指导教师:李立新讲师2013年4月毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要本次毕业设计的内容是设计一台药物的定量自动包装装置，用于颗粒物料的自动称量和包装，并实现物料的累计计算，包括喂料，称量，放料，包装装置。它的包装美观,包装袋的质量好而且称量范围为5kg内，称量精度为2%。关键词自动称量包装1自动包装机技术发展现状从发达国家生产的包装机械水平来看，当代包装机械的发展动向具有以下几个特点：(1)自动化传统的包装机多采用的是机械式控制，如凸轮分配轴式[1]，随着PLC的诞生和发展，控制系统日趋智能化，后来又出现了光电控制、气动控制等控制形式。(2)智能化加工工艺日益提高，伴随着控制系统的智能化，人们对包装要求也增多。于是包装机由以前单一的包装机发展为定量包装密封的机电一体化机。机电一体化的实质就是将机械、电气有机的结合起来，利用控制系统，实现一机多用的功能[1](3)绿色化经济的飞速发展，带了来巨大的环境污染，人们对环境的保护也逐步重视起来，尤其是中国倡导的是可持续发展，所以，在机械的设计过程中，改变了设计开发模式，设计阶段考虑到机械零件的使用寿命，让各个零件在其生命周期内对环境无影响或者影响最小化，零件报废后易于回收等特点[1]2自动包装机技术的介绍药物的颗粒包装机适用于流动性较好的粉粒状物料。一般机器可以自动完成计量、填料、封合及切断等全部工作。有些机型还装有可靠的光电检测系统，使用印有光电标记的包装材料时，可获得完整的商标图案[8]包装机一般具有自动称量、自动统计、人工套袋、连续输送、自动缝纫封口等功能。包装袋可以有塑料编织袋、麻袋等，可根据适用要求选择相应的配套设备[2]。2.1自动包装装置的组成完整的包装机一般由给料装置、称重系统、卸料装置、夹袋装置、封口装置组成，并且配用相应的仪表、气路[11]。(1)料仓料仓的主要作用就暂存物料。对其形状没有什么特殊的要求。一般选用漏斗状料仓，便于下料。当料仓内倒入物料时，传感器发出信号，使电机带动皮带运动。(2)给料装置给料部分形式较多,通常有直落式、螺旋给料、刮刀式、振动式和皮带给料[3]，根据物料和厂房的不同可选择不同的方式。这一部分选择是否合适直接影响到定量包装机的包装速度和精度。[10](3)计量计量方式主要有两种：采用称重式动态包装计量装置和采用容积式定量包装计量装置，容积式称重适应于均匀的颗粒，达到标准容积后，装包。称重式由称重传感器称量，当物料流入包装袋时，重力传感器产生信号，将这个信号转变为相应的电量变化，传给单片机。达到预置重量后，发出信号，传给电磁阀门。虽然速度相对容积式慢，但是其精度高[4]称重式可以分为毛重式如1和净重式如图2图1毛重式图2净重式连同包装袋一起称量的称为毛重式，先称量物料再装包的称为净重式[7]，毛重式与净重式的比较：(a)称量精度:称量精度相同，均可以达到技术要求(b)包装能力:毛重式包装机最快工作速度比净重式包装机要快(c)设备价格:毛重式包装机价格较低(d)占用空间:毛重式包装机比净重式包装机需要的面积小。毛重式称量又可以分为上称重结构和下称重结构[6]如图3、图4所示：图3上称重式图4下称重式上称重结构是将重力传感器置于包装机的上部，这种结构可以提高装袋的填充率。而下称重结构是将重力传感器置于包装机的下部，这种设计，结构简单，合理，外形美观，布局紧凑，是比较理想的方式采用容积式定量包装计量装置主要分为容杯式定量包装计量装置、柱塞式定量包装计量装置、转鼓式定量包装计量装置。这种计量方式的包装速度快，但是其精度低[4](4)密封装置根据包装袋的不同，选用不同的密封装置。塑料材料的包装袋可以用热密封。牛皮袋需要线缝纫(5)料斗料斗的作用就是暂存物料，称重式包装机的料斗下方装有电磁阀门。料斗的形状也是漏斗形，这样可以便于下料(6)气路控制气路部分主要是控制料斗的开关，大多采用电磁阀。当称重系统检测到包装袋内物料达到预定值时，电磁阀门关闭。包装袋被取下，重新套袋时，电磁阀门再次开启。包装机的控制可以由单片机或者PLC控制，a.采用PLC控制其控制系统结构图如图5所示[2]：图5采用PLC控制系统结构图它可以完成以下功能：①自动检测，如检测各部分气路是否正常。②手动自动调试秤，使其准确度和速度达到最优。③报警功能，运行过程如果出现错误，例如超重、欠量都会发出警报，及时纠正采用单片机控制的系统主要结构如图6所示[9]图6单片机控制结构图其硬件由数据采集处理模块，核心控制模块，键盘与显示模块，输出信号控制模块[9]。传感器的信号一般都很微弱，不能直接传输给单片机，所以需要一个放大电路。经放大电路出来的信号还需经模数转换器转化成数字信号传输给单片机。采用单片机控制的系统工作过程如下：3研究意义随着经济的发展，人们生活水平的日益提高，对产品的包装要求也越来越高。颗粒包装机是轻工业生产中必不可少的自动机械之一，其主要用于各种颗粒产品的包装。我国近些年来包装工业发展迅速，但又在某种程度上受到机械工业发展相对滞后的影响。包装机械发展也较为缓慢，因此进行颗粒包装机的设计研究具有一定的意义。通过本次毕业设计，使学生对包装机械有一总体了解，对颗粒包装机的工作过程进行具体的分析、研究，尽量做到有所创新。同时培养学生对大学所学知识的理解，收集、查阅文献资料的能力，发现、分析、解决问题的能力。图7工作过程流程图参考文献[1]南宁市澳特包装机械有限公司.我国包装机的发展趋势[J].全球五金网.2011.No3[2]张兄华.全自动定量包装机的PLC控制系统[J].基础自动化.1996.12.第六卷.No6.[3]刘俊杰，李国林，杨存志，杨旭.重力式计量包装机的设计与研究[J].农机化研究.2006.No6[4]呼英俊，白杉，刘志平.几种全自动定量包装机的计量原理[J].计量与设备.2003.No12[5]陈昌，孙耀明.粉物料定量包装系统[J].ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.1994-2011[6]郭宇.集装袋定量包装机的基本结构形式[M].起重运输机械.2001.7.[7]无锡轻工业学院等编.食品工厂机械与设备[J].轻工业出版社,1981年02月第1版.[8]原子.ZD系列自动定量包装机[J].维普资讯.TB486.3.[9]欧阳俊，王仁波，张雄杰.基于单片机AT89C52的定量包装系统[J].湖南农机.No7.[10]张兄华，张放.一种三级控制自动定量包装机的设计.科技应用.1003-5729（2007）02-0029-02.[11]MichaelRichard，WickliffeOH（US），BernardLerner，Aurora（OH）.PACKAGINGMACHINE.UnitedStatesPatentApplication.May20,2010.毕业设计（论文）开题报告2研究内容（1）完成颗粒包装机执行机构设计；（2）完成折合5张0＃图纸的绘图工作量及设计说明书一份；（3）设计合理的纸带成型器.横封.纵封.切断.下料等执行机构结构；（4）进行各轴的理论计算和强度校核2.1所设计的包装机的主要性能特点（1）精度高（2）操作方便（3）安全可靠（4）节能环保2.2本课题拟采用的研究手段和途径2.2.1药物的颗粒定量包装机的设计结构（1）机械部分设计：通过第一的介绍，称重方式采用毛重上称量方式，其结构如下图8所示：图8结构设计图伺服电机料斗传动带料仓传动带电子称夹袋器支架缝包机挡板控制处（2）电路控制部分单片机的可靠性高，抗干扰能力强，通用性强，而且编程简单，维护方便，故选用单片机控制系统。2.2.2工作过程介绍首先料仓内放料。传送带运转，位于料斗处的传感器检测到包装袋就位后，启动阀门，重力传感器检测到包装袋内的物料快到达标准后，发出信号，伺服电机转速变慢，待包装袋内物料达到标准值后，电磁阀关闭。将包装袋放到传送带上，传送到缝纫机处密封。手动套袋，就位后，传送带恢复转速，重复上述循环3本课题的预计成果（1）进行执行机构方案的设计与分析和各执行机构协调关系的处理；（2）成型器.横封.纵封.切断等机构的设计；（3）具体零件图、装配图的绘制。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：1．对“文献综述”的评语：该文主要介绍了包装机的产生背景及其研究意义，对国外研究状况，国内研究现状及趋势。此外，又介绍了包装机械的组成以及包装执行机构中的热封装置。综述条理清楚、语句通顺，格式基本符合规范。2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：该生已充分理解本课题的深度和广度，本课题属于食品包装机械开发领域，具有很好的应用前景。涉及的知识面比较广泛，包含电机的选用、结构设计、齿轮与凸轮的设计选用、机构运动的控制等。需要强度计算，绘图软件的应用，绘制整个包装机系统的全部图纸，具有一定的工作量。通过该学生的文献综述和工作状态来看，在规定的时间内，完全能够完成本课题的研究设计工作。指导教师：年月日所在审查意见：负责人：年月日