自动包装机开题报告-中药自动配药库——自动包装装置的设计

南京理工大学泰州科技学院 毕业设计(论文)开题报告 学学 生生 姓姓 名名：陈程学学 号号：0901010106 专专业业 ：机械工程及自动化 设设计计(论论文文)题题目目：中药自动配药库 自动包装装置的设计 指指 导导 教教 师师:李立新讲师 2013 年 4 月 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 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： 文文 献献 综综 述述 摘要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%。 关键词关键词自动称量包装 1 1自动包装机技术发展现状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 2自动包装机技术的介绍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。 2.12.1自动包装装置的组成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： 自动检测， 如检测各部分气路是否正常。 手动自动调试秤， 使其准确度和速度达到最优。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 3研究意义研究意义 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. China Academic Journal Electronic Publishing House.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. 11Michael Richard，Wickliffe OH（US），Bernard Lerner，Aurora（OH）.PACKAGING MACHINE .United States Patent Application. May20, 2010 . 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 2 2研究内容研究内容 （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 2.12.1 所设计的包装机的主要性能特点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 2.22.2 本课题拟采用的研究手段和途径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 3 本课题的预计成果本课题的预计成果 （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。 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）开文）开 题题 报报 告告 指导教师意见指导教师意见： 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