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1、本科论文目 录摘 要IAbstractII引 言11 贴标机设计背景21.1贴标机的发展状况21.1.1国外发展状况21.1.2国内发展状况31.2贴标机的种类41.3贴标机的功能及其特点81.4本章小结92平面纸盒贴标机102.1平面纸盒贴标机用途功能介绍及研究意义102.2平面纸盒贴标机的工作原理、特征、设计要求112.2.1主要原理112.2.2贴标机的特征、设计要求112.3平面纸盒贴标机设计的初步设想122.3.1可行性分析122.3.2本设计的主要内容122.3.3主要用途122.3.4结构组成122.4本章小结143平面贴标机的总体设计153.1平面贴标机功能需求153.2平面贴
2、标机整体结构设计153.2.1贴标机设计的工艺和功能153.2.2贴标机的整体结构173.3本章小结204贴标机的参数设定计算214.1总体运动参数的设定214.2电机型号的选择214.3电机的运动参数设定224.4 链传动的结构设计244.5纸盒输送的结构设计计算254.6纸盒输送精度的保证294.7本章小结325贴标机主要部件的强度校核335.1滚动轴承寿命的计算335.1.1滚动轴承的型号选择335.1.2滚动轴承的校核345.2本章小结346故障分析及解决方案356.1常见的故障分析356.2解决方案356.3本章小结36结 论37参考文献38致 谢40本科论文摘 要贴标机是一种可以将
3、不同种类的标签粘贴到产品表面所需要的一种设备。主要应用于食品、医药、日用品、电子产品等包装过程中，在当今社会，几乎每种产品的包装过程中都需要贴标机进行贴标。 它在工作时，主要通过传送装置把产品运输到指定位置，上浆机构对标签进行上浆，然后由粘贴装置将标签贴到产品表面，再由压紧机构进行压紧，完成整个贴标过程。目前国内外贴标机的发展非常迅速，尤其是各种圆瓶贴标机层出不穷，而对于表面进行贴标的贴标机很少，并且这种贴标机存在着一定的不足和缺陷，主要是贴标效率不够高，贴标位置不够准确，贴标贴好后产生破损，未粘贴上的情况。所以本文以纸盒状作为贴标产品，以平面贴标作为主要研究方向，设计了一种平面贴标机。它的类
4、型是平面贴标机，其结构主要有上浆装置、传输装置，贴标装置，动力装置和辅助装置构成1。确定平面贴标机基本结构后，确定它的设计路线，上浆结构、传输结构，贴标机构，动力机构和辅助装置工作运行路线，分析贴标过程中，各种因素对贴标过程中产生的不利影响。从而得到合适的参数来进行初步设计。详细地说明了该平面贴标机的结构特点和整个贴标过程中的原理，并对该贴标机中各部件进行设计、并对各个结构进行计算和校核，已达到满足需求的目的。关键词：贴标机；上浆装置；压标机构；带传动本科论文Abstract Labeling machine is a kind of equipment that can paste diff
5、erent kinds of labels onto the surface of the product. Mainly used in food, medicine, daily necessities, electronic products and other packaging processes, in todays society, almost every product packaging process need labeling machine for labeling. When it works, it mainly transports the product to
6、 the designated position through the transmission device, and the sizing mechanism pulp the label, and then the label is pasted to the surface of the product by the paste device, and then the compaction mechanism is pressed to complete the whole labeling process. At present, the development of label
7、ing machine at home and abroad is very rapid, especially all kinds of round bottle labeling machine emerge in endlessly, and the labeling machine for surface labeling is very few, and this kind of labeling machine has some shortcomings and defects, mainly because the labeling efficiency is not high
8、enough, the labeling position is not accurate enough, and after labeling is good, the labeling is damaged and not pasted. So this paper takes paper box as labeling product, and plane labeling as the main research direction, designed a plane labeling machine. Its type is plane labeling machine, its s
9、tructure mainly includes sizing device, transmission device, labeling device, power device and auxiliary device.After determining the basic structure of the plane labeling machine, determine its design route, sizing structure, transmission structure, labeling mechanism, power mechanism and auxiliary
10、 device working o route, analyze the adverse effects of various factors on the labeling process. so as to obtain suitable parameters for preliminary design. The characteristics of the flat machine and the principle of the whole labeling process are explained in detail, and each component of the labe
11、ling machine is designed, calculated and checked, which has achieved the purpose of meeting the demand.Keywords: labeling machine; sizing device; pressure marking mechanism; belt transmission引 言进入21世纪以来，随着各种行业的发展，贴标机的需求市场和功能要求也越来越高，越来越多的人开始研究应用各种场合的贴标机的设计。目前国内外贴标机的发展非常迅速，尤其是各种圆瓶贴标机层出不穷，而对于表面进行贴标的贴标机
12、很少，并且这种贴标机存在着一定的不足和缺陷，主要是贴标效率不够高，贴标位置不够准确，贴标贴好后产生破损，未粘贴上的情况。于是本文选取了对平面进行贴标的平面贴标机进行设计。平面贴标机是属于贴标机中的一种，主要应用对平面进行贴标的场合。该平面贴标机机主要的结构和装置有上浆装置、传输装置，贴标装置，动力装置和辅助装置等装置构成2。该平面贴标机适用于各种平面，通过改变输送夹紧装置可以适用于不同产品的平面贴标，提高市场平面贴标的空缺，以满足市场需求。随着当今社会的高速发展，贴标机也得到了突飞猛进的发展，无论是国内还是国外，越来越多的人开始注意到它的重要性。因此，当我们研究包装机进行外包装的同时3，用平面
13、贴标机可以更好的实现平面贴标的工作，并且在未来的发展中，可以更好的对贴标机进行创新，使得到的产品质量更好，应用的更广泛。1 贴标机设计背景在如今的各种行业中，包装基本无处不在，尤其是在食品包装、医药、玩具产品、电子产品、工具类产品等生产中，都包括了对产品进行贴标处理，每种产品都有自己的商标，商标的粘贴在各种行业生产公司看来都是重中之重，所以说几乎所有产品都离不开贴标机。贴标机是让产品机械化、自动化的前提，而且为产品贴标的贴标带来了非常大的变革，也带来了更方便的服务，促进了各种商品行业的发展。各类贴标机带来的优势有：减少人力物力的浪费，降低了成本，提高了生产率，如啤酒行业中的贴标速度可以达到30
14、000瓶/h4，这是手工操作进行贴标远远达不到的。降低劳动的强度，改善人工劳动条件，人们工作的环境更绿色。如果在贴标过程中，手工操作贴30000个啤酒标签，就需要重复动作30000次，而用贴标机则可以大大提升速度的同时，工人们不再需要如此大的工作强度。避免了人手与产品的直接接触，这样不仅有利产品不被污染，尤其是在医药，食品方面有着不可忽略的优势！1.1贴标机的发展状况1.1.1国外发展状况在世界各个地方，对产品进行包装的发展过程，发展历史都比较短。欧美地区的各国基本都是在20世纪初才开始起步，直到近50年代才加快发展速度。例如在20世纪初到第二次世界大战结束前，有关的医药方面，食品方面、日用品
15、方面基本有了产品的包装机械化。在50年代后，包装机经过创新发展，是一个非常大的飞跃。在60年代，包装机有关的控制系统方面不断发展，其种类在不断增多。由此可见，包装机的发展已经由自动包装，向无人化包装进行过度。这是一个巨大的飞跃。随着社会的不断发展，在包装材料，印刷，机械等和与之相应的研究都形成了各自的体系。而且在整个世纪世界的经济中占了相当大的比例并且占据着重要的地位。在机械制造行业当中5，品种非常齐全。居于世界领先地位。其国内一直在想往自动化研究方面进行改进创新。其最主要的目的是为了将计算机等其他控制方面的机器和包装机，贴标机联系起来，充分利用实验的手段来进行产品的开发和应用。在其国内。很多
16、大学设计设置了相应的科目，来让学生们进行学习研究。甚至将包装的教育作为正规的领域来进行教育学生们学习。日本的包装工业在二战结束后得到迅猛发展，因为日本善于学习其他国家的先进技术。所以仅用了很短的时间就完成了包装的初步基础。甚至在几年的发展中就完成了独立的包装工业体系。它的包装工业。为国家的生产、国家的经济提供了很大的作用。其技术水平也达到了先进的国家行列。甚至在其政府部门有专门的包装技术协会。主要搞的就是借鉴于其他国家的包装技术。来进行自己国的包装技术的一种创新和研究。因此国内的包装技术发展很快。德国的包装机械工业非常发达，拥有很多家世界上规模最大，生产最多，应用范围最广的机械制造厂，属于国际
17、领先水平。在出口数量方面比其他国家要高许多。同很多国家一样，德国也是结合自己国家的。包装行业的行情来进行专业化生产。形成自己的包装专业化体系。发挥其自身的优势，研制出比较高性能的新型的包装机械，从而加强它的国际竞争能力，因此德国在国际包装行业方面遥遥领先6。在医药方面。酒类包装方面，还有食品方面都是非常突出的。在其他国家，医药包装、纸箱纸盒包装、火柴包装、巧克力包装、乳制品包装、饼干包装、烟草方面的包装都存在着属于自己国家的专业化体系，形成了拥有自己特色的包装行业。1.1.2国内发展状况中国有着传统的包装历史。我国古代的劳动人民利用自己的智慧，对包装行业的发展做出了杰出的贡献，尤其是在防腐类食
18、品的包装，防震类包装和礼品类包装，具有我国的本身的鲜明色彩。并且这些特色仍在还在不断发展中。中国的包装工业起步却比较晚，到了20世纪，50年代末才开始借鉴欧洲国家的包装制造行业，形成小规模、小范围的包装生产，从而有了一定的包装生产能力。进入了20世纪70年代后，对外贸易的发展，使得我国的包装行业取得了长足的进步，形成了自己的包装体系。在80年代，中国包装技术协会成立，并在不久之后，中国有关包装的公司也相继诞生。在当时就开展举行了不少具有包装性质的展览会，学术研讨会，还出版了我国有史以来第一部中国包装年鉴及其它包装类的书刊。这些都标志着我国在包装行业已经迎来了一个新的历史时期。改革开放以来，因为
19、我国的包装行业的机器都比较陈旧，因此采用了先进的技术和借鉴国外的机器研制方法进行更新换代。由此提高了我国的包装机械的生产水平。通过全国所有包装行业共同研讨，现如今，已取得显著的成果。我国的包装机械制造企业已经与如雨后春笋般诞生了许多家，甚至有些企业开始向外进行出口。但是从全局上来看，我国的包装行业还是落后于其他国家，落后于国际的先进水平。包装行业仍然是是我国生产方面比较薄弱的一个环节。为了改变这种现状，我国颁布了一系列的政策。这使得全国的包装行业的相关技术7，设备以及管理水平都要有较大的提高。在2000年。我国重点的包装企业已经达到了国际上90年代中期先进水平。1.2贴标机的种类 贴标机的种类
20、大概有四种，第一种是平面类贴标机。平面贴标机主要实现在产品的表面，尤其指上表面、下表面等平面进行贴标，贴膜。如书本，纸盒类等。它的粘贴方法有两种，滚贴和吸贴。选择哪种方式主要根据其效率和精度。如下图1.1： 图1.1 平面类贴标机圆瓶类贴标机主要实现在圆柱形，圆锥形表面进行粘贴标签和贴膜。如在啤酒瓶，塑料瓶，饮料瓶等。能够实现曲面贴标功能，他的主要贴标方式有两种，是立式贴标和卧式贴标。如下图1.2：图1.2 圆瓶类贴标机侧面类贴标机主要应用于产品的侧平面、侧曲面进行贴标或贴膜，如各类矮扁的瓶子、方盒等，可以和圆瓶贴标机相配合，从而达到同时进行圆瓶贴标的功能。如下图1.3：图1.3 侧面类贴标机
21、转角贴标机是一种用于商品贴标包装的最后一道工序，适用于盒子转角贴标，在盒子的上平面，侧平面相结合处进行转角贴标，例如烟盒的封条贴标，起到防拆开作用，让消费者明确产品生产包装后未被拆开过。主要应用于扑克、电子产品包装盒的防拆标签贴标。如下图1.4：图1.4转角类贴标机1.3贴标机的功能及其特点(1)应用的范围广：贴标机即能实现曲面贴标，也能实现平面贴标，甚至使能够实现单张或双张同时贴标功能。(2)具有自己的分料机构：能够与生产线上其他。其他机构同时使用的时候，进行可靠、有效的分类处理。(3)具有压紧机构：确保平面贴标平整、完整、不破损、不起皱。(4)单独使用，又能够与生产线上其他装备进行配合使用
22、。(5)对于不同贴标位置，能够通过改变产品在运输机构的相对位置，来实现同一台机器对不同平面，曲面进行贴标过程。(6)应用行业：食品，医药，化妆品，日化，电子，五金，塑胶等行业。(7)应用实例：食品罐头类标签，PET圆瓶类标签，塑料瓶类贴标，烟盒贴标，包装盒外贴标。1.4本章小结本章主要介绍了设计贴标机的意义，贴标机在国内外的发展趋势，以及贴标机的功能特点和优势，并大概介绍了现市面上比较常见的两种贴标机。2平面纸盒贴标机2.1平面纸盒贴标机用途功能介绍及研究意义本次设计的平面贴标机主要应用于纸盒的平面贴标。例如烟盒，日用品包装盒，食品包装盒等。能够应用于各种产品的不同生产流水线对其进行商标标签粘
23、贴是其主要的工作用途。相对于人工贴标来说，他能够减少人力物力资源的浪费。降低人们工作强度，减少成本，不仅能够使工作效率提高，也能使精度，贴标的美观度都得到一定的提升。因此,平面贴标机在实际的工作性能方面得到了市场上广泛的认可。如下图2.1： 图2.1 平面贴标机平面贴标机的基本用途就是让贴标工作更简单。因为拥有高水平的的控制系统以保证机器正常运行。不仅更加高速，更加快捷，还能够保证贴标标签的准确度。保证贴标的完整程度。能够在保持运行稳定的同时，使贴标的标签不破损，不起皱。保持完整。对于可以贴标的产品来说应用范围比较广，具有很强的优势性，能够满足不同企业对不同包装产品的工作要求，操作也非常简单，
24、功能性适用范围广。因此，平面贴标机能够得到市场认可，能够全面推广。2.2平面纸盒贴标机的工作原理、特征、设计要求2.2.1主要原理本次设计的平面纸盒贴标机的种类是浆糊贴标机，它是经过上浆、分离、贴标这些过程进行自动贴标，按照其要求贴标的准确位置来粘贴到纸盒的上表面的自动化包装机械。该贴标机利用电脑计算机进行全面控制，因电脑有显示屏、液晶触摸屏，能够在其上面进行操作，非常方便。所以说平面贴标机是现代的机电一体化产品，具有非常良好的工作性能。由于该贴标机采用机电一体化的技术。所以对步进电机要求非常大，还需要有光电感应控制装置，电源的保护装置等一系列要求非常高的系统。此平面贴标机还具有缓冲功能。它的
25、灵敏度非常高，能够在正常工作电压下平稳运行，抗干扰性能特别强。2.2.2贴标机的特征、设计要求(1)贴标的美观性和生产速度贴标的美观性是指所贴的标签具有一定的牢固性，不能够轻易就被碰掉，总体上是指对其产品外观的影响。贴标的美观性好。是指其具有完整，不破损，不起皱等特点。而且生产率是指生产的效率，在单位时间内所贴的数量。生产力越高高的贴标机对贴标的精度、材料的选用、润滑条件、自动控制平稳性等要求就越高8。所以我们应该根据生产需求，企业的经济状况和生产技术等情况来确定生产率的高低。(2)制造与维修在制造与维修方面，在满足其使用要求的前提之下，尽可能的使制造和维修更加方便，这样要求在设计的同时，尽量
26、简单化。其构件具有标准性，能够随时替换。这样能够降低维修的复杂程度。改善机械结构的工艺性，使其零件表面的加工数量、精度要求达到生产所需，能够使其可拆卸的同时不至于影响它的精度9。通过查阅资料。使成本不增加的同时改善其工艺性能，延长它的维修周期，达到预定的工作要求。(3)成本在不改变正常运行，使用寿命的情况下，尽可能降低成本。(4)本设计的特点本次设计的平面纸盒贴标机具有自动化的性质。其自身机构简单、运转的速率比较快、精度高。避免了产品与手工的直接接触。其构件是由绿色无污染无毒材料制成。通用性高，使用范围广，制造和维修简单易操作。2.3平面纸盒贴标机设计的初步设想2.3.1可行性分析本次设计的平
27、面纸盒贴标机的可行性分析要弄清楚以下几个问题(1)用户的需求。(2)对产品进行贴标的位置是否准确，贴标的牢靠程度是否达到要求。(3)根据用户需求确定机器机构的设计内容。明确适用的范围(4)设计的方案从贴标机的原理、性能和经济效益三个方面分析对比每种方案的优缺点和可行性，找出最合理的方案进行设计。2.3.2本设计的主要内容通过以上的分析，针对如何对纸盒体进行上平面贴标，汇总出本设计的主要内容为完成传输结构、上糊结构、供标结构以及贴标结构的结构设计。2.3.3主要用途本次设计的平面纸盒贴标机适用包装类纸盒的贴标，例如：烟盒，火柴盒等。2.3.4结构组成图2.2为平面纸盒贴标机组成原理图。主要机构有
28、：贴标头，传送带，控制系统。张紧机构，贴标放置机构，收纸机构，步进电机的电机座，压标装置，输送装置和辅助装置的构成。如下图2.2：图2.2 贴标机的组成本次设计使用PLC进行控制。控制步进电机的启动带动收纸机构运转。使装在收纸结构上的标签被拉动。开始传送标签，通过感应器来确定标签是否到达贴标位置。然后进行贴标过程。完成贴标动作。在这里最重要的就是保证纸盒的定位精度。因此，我们采用的是光电传感器。精确得对标签和工作位置进行确定。使其在正常工作的情况下。不仅能够提高贴标速度，还能够提高贴标精度。对于纸盒的位置，商标贴标的位置，标签传送的位置，要保证其精确度10。这种精度不够就会造成大量的废品。为了
29、确保平面贴标机连续正常工作，必须保证运输机构输送产品的速度且连续不断地输送产品。同时要保证标签到达贴标位置的精确度。当今世界，PLC的主要品牌有美国AB、松下、ABB、欧姆龙和西门子等，在本次设计中，采用PLC控制来实现整个电气部分的控制，采用的是西门子系列的PLC。此PLC通用性强且使用灵活、抗干扰能力好。目前工业生产中西门子PLC控制方式主要有PLC200、PLC300/400等几种，接下来我会对这几种方式做一下粗略的介绍。S7-200系列对于西门子的PLC产品来说是适合控制对象在256点的小型PLC系统。S7-300系列为中型PLC系统，S7-400则主要运用于大型控制系统11，小型机一
30、般采用S7-200系列控制足以满足控制要求。整体来说，S7-300/400相对于S7-200而言更具有模块化。S7-200系列为整体式结构，其电源模块、CPU模块和I/O模块都聚集在一个模块即为CPU模块。本次设计选择小型PLC控制即可满足控制需求。如图2.3为S7-200实体图。图2.3 S7-200实体图2.4本章小结本章主要介绍了贴标机的工作原理和设计要求，既要保证贴标质量与生产率，也要尽可能满足制造与维修方便，对贴标机进行初步设计和可行性分析并确定本款贴标机主要用途。3平面贴标机的总体设计3.1平面贴标机功能需求本次设计的平面纸盒贴标机适用包装类纸盒的贴标，例如：烟盒，火柴盒等。纸盒尺
31、寸是200160120(mm)，盒内装有物品，使其能够承受贴标压力。贴标材料是普通纸标签卷筒，每张标签的尺寸是14070(m)。设计的贴标机需满足以下功能要求:(1)本次设计的贴标机可以将标签牢牢的贴在纸盒的上表面。在完成这一功能的过程中。机构必须实现以下操作：能够对贴标的位置进行正确定位。能够使贴标签时的胶水涂抹必须均匀。贴好后的标签要保证标签的完整程度，不起褶、不起皱、不破损。在贴标完成后。其产品可以顺利的通过传送带传送出去。(2)工作过程中必须全部为自动化处理，无需人工管理。通过控制系统来完成对整个贴标机自动化工作的控制和连续执行命令工作。(3)降低本次设计的贴标机的设计成本，使其具有较
32、好的推广。3.2平面贴标机整体结构设计3.2.1贴标机设计的工艺和功能工艺分析是贴标机的最主要的任务之一，是贴标机设计基础。可以分为以下五道工序，如图3.1所示:图3.1贴标工序图确定贴片工序后。我们制定了如下的工艺路线，确定其工位数，在贴标过程中，考虑工作行程和空程时间的降低，提高生产率，简化纸盒、标签输送装置，使得贴标机的整体结构紧凑。从贴标工序图3.1和工艺路线图3.2分析可得:图3.2工艺路线图贴标机的一次工作过程为:(1)纸盒先沿水平方向运动到工位1，此时完成上糊动作。(2)到工位后，标签进给，标签前端粘上胶水，由贴标装置将其固定在纸盒上，当到达某一特定距离时，切刀将标签切断。(3)
33、标签和纸盒以基本相同的线速度运动，途中贴标装置将标签扶平、压实。(4)纸盒和标签运动到工位N后，由机械手取出成品，至此完成一次贴标工作。下图为平面贴标机滚筒设计示意图，压轮设计示意图：图3.3滚筒设计示意图图3.4压轮设计示意图3.2.2贴标机的整体结构1、总体结构概述本文设计的的平面纸盒贴标机是属于自动工作。它具有一般自动工作的特性。所以说，它的机构上就包括了驱动部,贴标部分,传动部分,控制部分四大部分12。同时其本身也具有一些特点。根据它的工艺将其分化为五个部分，如图3.5所示：图3.5贴标机的机构方块图这些机构都属于正常工作所必须的机构。这些工作的机构是直接，间接的借助于工具，借助于其他
34、方面的构件来产品进行贴标。能够改变这个产品的、位置、状态、性质等。将这些工作机构以自动和非自动来进行划分的话，可以分为工艺机构，辅助机构两种。图3.5所示的这五个机构全部都是要完成对纸盒进行贴标过程的专门的机构。其中，辅助机构主要包括产品的输送。上糊机构主是对标签敷好胶水进行粘贴。标签输送装置是指把商标输送到贴标的位置进行精准贴标。标签的财裁断装置是为了将贴标贴好后进行裁剪，使其与原来的整条的标签带分离13，达到完成贴标的目的。本次设计的贴标机的驱动主要是由电动机驱动。控制装置采用计算机进行控制。经查阅资料可知，自动工作的机械的自动控制系统都是可以划分为机械式、液压式、气动式、电气式或电气综合
35、式。具有很高的自动化性能的机械，非常受到人们的认可。已经成为现在自动化机械的主要发展方向。2、标机各组成部分的功能分析和基本方案(1)纸盒传送机构纸盒的传送机构就是将单个的纸盒按图所示的运动路线进行输送。把纸盒运送到贴标的准确位置后，完成标签上糊工作之后再由贴标头贴标。裁剪机构会将此枚标签与标签带裁剪，然后完成贴标工作。机构贴标完成之后。纸盒会经过输送装置，继续往前走，走到压紧机构时把标签进行压紧。为了精确地完成上糊工作和贴标工作，我采用的是用传动轨和皮带来完成纸盒传输。并在一定程度上要求精确的传送带速度。(2)上糊机构上糊机构属于贴标的辅助机构。它的主要任务是将纸盒的上表面涂上均匀的胶水来进
36、行粘贴工作。可以分为接触式和非接触式两类。其中包括滚珠式接触，滚筒式接触，海绵式接触以及非接触的喷雾法。相比这些涂胶方法而言，其中滚筒式的结构简单，容易操作，并且贴标的完好程度能够达到要求14。所以此次设计中使用滚筒式接触式上糊机构。(3)标签输送机构标签输送机构是指将标签输送到贴标位置。主要的目的就是为了精确贴标。通过它来使标签到达准确位置。并且标签在移动过程中。需要一定的速度和距离使其能和标签截断机构相配合。基本方案是通过标签的支撑机构，纸带的牵引机构，标签输送的光电感应器定位来完成整个送标过程，在必要时添加导向的机构。以确保准确到达贴标位置。(4)标签裁断机构标签的裁断机构是指将标签在规
37、定的距离内截断。它是由固定的切刀和旋转切刀来完成的。基本工作是通过调整旋转切刀和固定切刀的位置，调整它们的半径尺寸和运转速度来使切刀在旋转一周时，刚好能够切断一个完整的标签，使其顺利的，完整的贴到产品的表面上。既完成截断标签的任务。(5)贴标机构贴标机构是贴标机的最主要的机构，也是工艺机构。它的主要功能是在工位过程中标签贴在已经刷上胶水的产品的准确位置。先使用贴标头将标签的头部贴在盒子的上表面。不会轻易破坏标签的完整程度。能够做到不破损，不起皱，不破坏产品。(6)控制装置本次设计的平面贴标机的各种动作机构均是有顺序的，各个机构都是要严格根据被运输的盒子产品，标签的尺寸以及所选的电机的型号来。进
38、行制作。需要让各个机构在电机启动的同时全部启动。并且在能够非常平稳的互相配合。达到连续自动贴标的目的。3.3本章小结本章主要介绍了贴标机的功能和整体结构设计，确定了整体工作流程，并对各个机构进行了分析，确定了各种机构的工作方式和流程，确保贴标机能够顺利的完成自动贴标的功能。4贴标机的参数设定计算4.1总体运动参数的设定本次设计的平面贴标机的参数如下：按照每分钟30个标签来设计。将每个标签的长度固定在40到45mm之间。标签纸在传输过程中的速度为每分钟30个。上浆机构中的上将带传送速度为132mm/min。以商标标签的纸质尺寸为44mm为例。标签在标签带上的距离是每隔12毫米为一个标签。如下图所
39、示。图4.1 标签粘贴位置及尺寸示意图4.2电机型号的选择在确定结果整体参数之后，确定标签纸卷放标签带的速度为v=6m/min。回收没有标签的标签带的卷轴速转速为n，则有,电机转动的角速度，设定加速时间为0.1s，代入数据得角加速度 (4-1)得出保持收纸轴转动所需的扭矩为 (4-2)式中-收纸轴的转动惯量()；-标签卷的转动惯量()；r-回收标签带纸轴上纸卷的半径(m)。考虑各种摩擦损失，最后电机所提供的恒定拉力设为F，则电机所需的扭矩为： (4-3) 综上所述，电机所需提供的总扭矩为： (4-4)考虑到电机需要经常启停，启动时为了防止电机丢步需要给电机扭矩加大余量，取安全系数为2.0，所选
40、电机的力矩，查电机手册选取系列力矩为1.4Nm的电机15。4.3电机的运动参数设定根据上述所选的步进电机型号57BYGH301，步进电机的各项参数已经确定。电机示意图如下图所示：图4.2 57BYGH301步进电机示意图参数表如下图所示：表4.1 57BYGH301步进电机参数表型号步距角（）机身长L（mm）电压（V）电流（A）电阻（）57BYGH3011.8563.631.2电感（mH）静力矩（）引线数转动惯（）重量（kg）安全系数51.443600.822.0按照要求所设计的收纸轴的直径为40mm，标签卷的内径为标准值53mm，外径为190mm。为使标签纸带以6m/min的速度运行，当一卷
41、标签带开始运转，标签开始粘贴时，标签卷的外径，=150mm，此时步进电机的起始转速为当一卷标签粘贴完毕时，收纸辊上的标签底纸卷半径，此时电机的转速为所选用的57BYGH301型四相异步步进电机的步距角为，对步进电机的步距角进行细分后，步距角变为。根据步进电机转速与脉冲频率关系公式： (4-5)步进电机步距角计算公式： (4-6)得出脉冲频率f与电机转速n之间的关系为： (4-7)式中-步进电机的相数；-步进电机的齿数；c-电机的通电状态系数。根据以上计算结果分析，得到标签开始粘贴时，步进电机所要求的脉冲频率，完成粘贴时所要求的脉冲频率。 根据电机各种尺寸设计电机支架，示意图如下：图4.3电机支
42、架示意图4.4 链传动的结构设计本次设计中用到的传送机为链传送机。因为链式传送机是一种使用广泛的连续传送机。可以用与块状物品及成品物品的输送。如图是链式传送机的原理图。包括l、主动链轮 2、从动链轮 3、链条。 图4.4链传送机的原理图链轮的选择能够决定运输过程中的产品不被外界环境影响。能使结构紧凑，起到很好的输送效果。选取输送带时应考虑16：（1）能够输送设计中所要运输的产品；（2）有足够的强度，不至于承受不了产品重量而损坏；（3）有合理的厚度，增加挠度，保证位置的准确性；（4）能够承受产品撞击，运输中外部环境的磨损等影响。4.5纸盒输送的结构设计计算纸盒被运送到贴标的准确位置后，完成标签上
43、糊工作之后再由贴标头贴标。裁剪机构会将此枚标签与标签带裁剪，然后完成贴标工作。机构贴标完成之后。纸盒会经过输送装置，继续往前走，走到压紧机构时把标签进行压紧。为了精确地完成上糊工作和贴标工作，我采用的是用传动轨和链条来完成纸盒传输17。并在一定程度上要求精确的传送带速度。通过分析，在纸盒输送机构设计时需要注意以下问题:a、 结构简单，操作方便，成本低b、 保证贴标位置的精确性，设定限位机构，光电传感器。c、实现纸盒输送机构，上浆机构，贴标机构，裁标机构，压紧机构相互配合完成精确的贴标。拟订的贴标速率30个/min，盒子在输送带是连续摆放，假设电动机与传动轴之间不使用减速器。每个盒子消耗时间为6
44、0/30=2，所以盒子的速度为20cm/2s=100mm/s=0.1m/s即传动辊外的线速度是0.1m/s传动辊的角速度为： (4-8)即 根据：rv/ (4-9)得r=0.4/4=0.03185m即d63.7mm一般的小型机械中，63.7毫米的传动轴很常见，且应用非常广泛，所以说在电动机和传动轴之间不用安装减速器来实现减速的假设成立。 为了安装操作简单方便。电动机与传动轴之间采用链传动来进行连接，因为链传动比较容易修理18。能够保证传动的可靠性，能够保证传递动力的传递。根据本次设计的平面贴标机，输出轴转速为1.6r/s，根据电机型号得步进电机输入转速为0.6r/s，初步选择链节距为P为15.
45、875mm，齿数N为1319，代入下式进行计算进行验证：利用下式计算链轮转速： (4-10)式中：链轮转速，r/s； 链速，mm/s。；链轮齿数，；链轮节距，mm； (4-11) 式中： 链轮节圆直径，mm。计算链轮分度圆直径：d=p/sin(180/z)=66.3mm (4-12)式中 ： 链节距，mm。取；链直径，mm。取；链轮节距角，。代入式得：近似 代入式得：链轮转速：大链轮速度接近于电机输入速度，且电机扭矩足够，故此次的初步选择链节距为P为15.875mm，齿数N为13成立。因此，采用滚子链10A号链条。参数：节距p=15.875mm，滚子外径为10.16mm，内链节内宽9.40mm，高度为15.09mm。链轮的基本尺寸中包括链条的节距套筒最大外径d1，排距p2以及齿数Z21。根据链轮毂孔的直径为28mm，查表4.2：表4.2连轮毂孔最大许用直径d(mm)齿数