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1、 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 學(xué) 生 姓 名： 陳程 學(xué) 號(hào)： 0901010106 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)(論文)題目： 中藥自動(dòng)配藥庫(kù) ——自動(dòng)包裝裝置的設(shè)計(jì) 指 導(dǎo) 教 師: 李立新 講師 2013 年 4月 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě) 2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 摘要 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容是設(shè)計(jì)一臺(tái)藥物的定量自動(dòng)包裝裝置，用于顆粒物料的自動(dòng)稱(chēng)量

2、和包裝，并實(shí)現(xiàn)物料的累計(jì)計(jì)算，包括喂料，稱(chēng)量，放料，包裝裝置。它的包裝美觀,包裝袋的質(zhì)量好而且稱(chēng)量范圍為5kg內(nèi)，稱(chēng)量精度為2%。 關(guān)鍵詞 自動(dòng) 稱(chēng)量 包裝 1 自動(dòng)包裝機(jī)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 從發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的包裝機(jī)械水平來(lái)看，當(dāng)代包裝機(jī)械的發(fā)展動(dòng)向具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： (1)自動(dòng)化 傳統(tǒng)的包裝機(jī)多采用的是機(jī)械式控制，如凸輪分配軸式[1]，隨著PLC的誕生和發(fā)展，控制系統(tǒng)日趨智能化，后來(lái)又出現(xiàn)了光電控制、氣動(dòng)控制等控制形式。 (2)智能化 加工工藝日益提高，伴隨著控制系統(tǒng)的智能化，人們對(duì)包裝要求也增多。于是包裝機(jī)由以前單一的包裝機(jī)發(fā)展為定量包裝密封的機(jī)電一體化機(jī)。機(jī)電一體化

3、的實(shí)質(zhì)就是將機(jī)械、電氣有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，利用控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用的功能[1] (3)綠色化 經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，帶了來(lái)巨大的環(huán)境污染，人們對(duì)環(huán)境的保護(hù)也逐步重視起來(lái)，尤其是中國(guó)倡導(dǎo)的是可持續(xù)發(fā)展，所以，在機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程中，改變了設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)模式，設(shè)計(jì)階段考慮到機(jī)械零件的使用壽命，讓各個(gè)零件在其生命周期內(nèi)對(duì)環(huán)境無(wú)影響或者影響最小化，零件報(bào)廢后易于回收等特點(diǎn)[1] 2 自動(dòng)包裝機(jī)技術(shù)的介紹 藥物的顆粒包裝機(jī)適用于流動(dòng)性較好的粉粒狀物料。一般機(jī)器可以自動(dòng)完成計(jì)量、填料、封合及切斷等全部工作。有些機(jī)型還裝有可靠的光電檢測(cè)系統(tǒng)，使用印有光電標(biāo)記的包裝材料時(shí)，可獲得完整的商標(biāo)圖案[8] 包裝機(jī)一般具有

4、自動(dòng)稱(chēng)量、自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、人工套袋、連續(xù)輸送、自動(dòng)縫紉封口等功能。包裝袋可以有塑料編織袋、麻袋等，可根據(jù)適用要求選擇相應(yīng)的配套設(shè)備[2]。 2.1 自動(dòng)包裝裝置的組成 完整的包裝機(jī)一般由給料裝置、稱(chēng)重系統(tǒng)、卸料裝置、夾袋裝置、封口裝置組成，并且配用相應(yīng)的儀表、氣路[11]。 (1)料倉(cāng) 料倉(cāng)的主要作用就暫存物料。對(duì)其形狀沒(méi)有什么特殊的要求。一般選用漏斗狀料倉(cāng)，便于下料。當(dāng)料倉(cāng)內(nèi)倒入物料時(shí)，傳感器發(fā)出信號(hào)，使電機(jī)帶動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)。 (2)給料裝置 給料部分形式較多, 通常有直落式、螺旋給料、刮刀式、振動(dòng)式和皮帶給料 [3]，根據(jù)物料和廠房的不同可選擇不同的方式。這一部分選擇是否合適直接影響到

5、定量包裝機(jī)的包裝速度和精度。[10] (3)計(jì)量 計(jì)量方式主要有兩種：采用稱(chēng)重式動(dòng)態(tài)包裝計(jì)量裝置和采用容積式定量包裝計(jì)量裝置，容積式稱(chēng)重適應(yīng)于均勻的顆粒，達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)容積后，裝包。稱(chēng)重式由稱(chēng)重傳感器稱(chēng)量，當(dāng)物料流入包裝袋時(shí)，重力傳感器產(chǎn)生信號(hào)，將這個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電量變化，傳給單片機(jī)。達(dá)到預(yù)置重量后，發(fā)出信號(hào)，傳給電磁閥門(mén)。雖然速度相對(duì)容積式慢，但是其精度高[4] 稱(chēng)重式可以分為毛重式如1和凈重式如圖2 圖1 毛重式 圖2 凈重式 連同包裝袋一起稱(chēng)量的稱(chēng)為毛重式，先稱(chēng)量物料再裝包的稱(chēng)為凈重式[7]，毛重式與凈重式的

6、比較：(a)稱(chēng)量精度:稱(chēng)量精度相同，均可以達(dá)到技術(shù)要求(b)包裝能力: 毛重式包裝機(jī)最快工作速度比凈重式包裝機(jī)要快(c)設(shè)備價(jià)格:毛重式包裝機(jī)價(jià)格較低(d)占用空間: 毛重式包裝機(jī)比凈重式包裝機(jī)需要的面積小。毛重式稱(chēng)量又可以分為上稱(chēng)重結(jié)構(gòu)和下稱(chēng)重結(jié)構(gòu)[6] 如圖3、圖4所示： 圖3上稱(chēng)重式 圖4下稱(chēng)重式 上稱(chēng)重結(jié)構(gòu)是將重力傳感器置于包裝機(jī)的上部，這種結(jié)構(gòu)可以提高裝袋的填充率。而下稱(chēng)重結(jié)構(gòu)是將重力傳感器置于包裝機(jī)的下部，這種設(shè)計(jì)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，合理，外形美觀，布局緊湊，是比較理想的方式 采用容積式定量包裝計(jì)

7、量裝置主要分為容杯式定量包裝計(jì)量裝置、柱塞式定量包裝計(jì)量裝置、轉(zhuǎn)鼓式定量包裝計(jì)量裝置。這種計(jì)量方式的包裝速度快，但是其精度低[4] (4)密封裝置 根據(jù)包裝袋的不同，選用不同的密封裝置。塑料材料的包裝袋可以用熱密封。牛皮袋需要線縫紉 (5)料斗 料斗的作用就是暫存物料，稱(chēng)重式包裝機(jī)的料斗下方裝有電磁閥門(mén)。料斗的形狀也是漏斗形，這樣可以便于下料 (6)氣路控制 氣路部分主要是控制料斗的開(kāi)關(guān)，大多采用電磁閥。當(dāng)稱(chēng)重系統(tǒng)檢測(cè)到包裝袋內(nèi)物料達(dá)到預(yù)定值時(shí)，電磁閥門(mén)關(guān)閉。包裝袋被取下，重新套袋時(shí)，電磁閥門(mén)再次開(kāi)啟。 包裝機(jī)的控制可以由單片機(jī)或者PLC控制，a.采用PLC控制其控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如

8、圖5所示[2]： 圖5采用PLC控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 它可以完成以下功能：①自動(dòng)檢測(cè)，如檢測(cè)各部分氣路是否正常。②手動(dòng)自動(dòng)調(diào)試秤，使其準(zhǔn)確度和速度達(dá)到最優(yōu)。③報(bào)警功能，運(yùn)行過(guò)程如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，例如超重、欠量都會(huì)發(fā)出警報(bào)，及時(shí)糾正 采用單片機(jī)控制的系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)如圖6所示[9] 圖6 單片機(jī)控制結(jié)構(gòu)圖 其硬件由數(shù)據(jù)采集處理模塊，核心控制模塊，鍵盤(pán)與顯示模塊，輸出信號(hào)控制模塊[9]。傳感器的信號(hào)一般都很微弱，不能直接傳輸給單片機(jī)，所以需要一個(gè)放大電路。經(jīng)放大電路出來(lái)的信號(hào)還需經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳輸給單片機(jī)。 采用單片機(jī)控制的系統(tǒng)工作過(guò)程如下： 圖7 工作過(guò)程流程圖 3

9、 研究意義 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平的日益提高，對(duì)產(chǎn)品的包裝要求也越來(lái)越高。顆粒包裝機(jī)是輕工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的自動(dòng)機(jī)械之一，其主要用于各種顆粒產(chǎn)品的包裝。我國(guó)近些年來(lái)包裝工業(yè)發(fā)展迅速，但又在某種程度上受到機(jī)械工業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后的影響。包裝機(jī)械發(fā)展也較為緩慢，因此進(jìn)行顆粒包裝機(jī)的設(shè)計(jì)研究具有一定的意義。通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使學(xué)生對(duì)包裝機(jī)械有一總體了解，對(duì)顆粒包裝機(jī)的工作過(guò)程進(jìn)行具體的分析、研究，盡量做到有所創(chuàng)新。同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)大學(xué)所學(xué)知識(shí)的理解，收集、查閱文獻(xiàn)資料的能力，發(fā)現(xiàn)、分析、解決問(wèn)題的能力。 參 考 文 獻(xiàn) [1] 南寧市澳特包裝機(jī)械有限公司.

10、我國(guó)包裝機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)[J].全球五金網(wǎng).2011.No3 [2] 張兄華.全自動(dòng)定量包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)[J].基礎(chǔ)自動(dòng)化.1996.12.第六卷.No6. [3]劉俊杰，李國(guó)林，楊存志，楊旭.重力式計(jì)量包裝機(jī)的設(shè)計(jì)與研究[J].農(nóng)機(jī)化研究.2006.No6 [4] 呼英俊，白杉，劉志平.幾種全自動(dòng)定量包裝機(jī)的計(jì)量原理[J].計(jì)量與設(shè)備.2003.No12 [5]陳昌，孫耀明.粉物料定量包裝系統(tǒng)[J]. China Academic Journal Electronic Publishing House.1994-2011 [6]郭宇.集裝袋定量包裝機(jī)的基本結(jié)構(gòu)形式[M].起重運(yùn)輸

11、機(jī)械.2001.7. [7]無(wú)錫輕工業(yè)學(xué)院等編.食品工廠機(jī)械與設(shè)備[J].輕工業(yè)出版社,1981年02月第1版. [8]原子.ZD系列自動(dòng)定量包裝機(jī)[J].維普資訊.TB486.3. [9]歐陽(yáng)俊，王仁波，張雄杰.基于單片機(jī)AT89C52的定量包裝系統(tǒng)[J].湖南農(nóng)機(jī).No7. [10]張兄華，張放.一種三級(jí)控制自動(dòng)定量包裝機(jī)的設(shè)計(jì).科技應(yīng)用.1003-5729（2007）02-0029-02. [11]Michael Richard，Wickliffe OH（US），Bernard Lerner，Aurora（OH）.PACKAGING MACHINE .United States

12、 Patent Application. May20, 2010 .  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 2 研究?jī)?nèi)容 （1）完成顆粒包裝機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)； （2）完成折合5張0＃圖紙的繪圖工作量及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份； （3）設(shè)計(jì)合理的紙帶成型器.橫封.縱封.切斷.下料等執(zhí)行機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)； （4）進(jìn)行各軸的理論計(jì)算和強(qiáng)度校核 2.1 所設(shè)計(jì)的包裝機(jī)

13、的主要性能特點(diǎn) （1）精度高（2）操作方便（3）安全可靠（4）節(jié)能環(huán)保 2.2 本課題擬采用的研究手段和途徑 2.2.1 藥物的顆粒定量包裝機(jī)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu) （1）機(jī)械部分設(shè)計(jì)： 通過(guò)第一的介紹，稱(chēng)重方式采用毛重上稱(chēng)量方式，其結(jié)構(gòu)如下圖8所示： 控制處 電子稱(chēng) 伺服電機(jī) 料倉(cāng) 料斗 夾袋器 支架 擋板 縫包機(jī) 傳動(dòng)帶 傳動(dòng)帶 圖8結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 （2）電路控制部分 單片機(jī)的可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，通用性強(qiáng)，而且編程簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，故選用單片機(jī)控制系統(tǒng)。 2.2.2 工作過(guò)程介紹 首先料倉(cāng)內(nèi)放料。傳送帶運(yùn)轉(zhuǎn)，位于料斗處的傳感器檢測(cè)到包裝袋就位后，啟動(dòng)閥門(mén)

14、，重力傳感器檢測(cè)到包裝袋內(nèi)的物料快到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)后，發(fā)出信號(hào)，伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速變慢，待包裝袋內(nèi)物料達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)值后，電磁閥關(guān)閉。將包裝袋放到傳送帶上，傳送到縫紉機(jī)處密封。手動(dòng)套袋，就位后，傳送帶恢復(fù)轉(zhuǎn)速，重復(fù)上述循環(huán) 3 本課題的預(yù)計(jì)成果 （1） 進(jìn)行執(zhí)行機(jī)構(gòu)方案的設(shè)計(jì)與分析和各執(zhí)行機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)關(guān)系的處理； （2）成型器.橫封.縱封.切 斷等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； （3） 具體零件圖、裝配圖的繪制。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)： 該文主要介紹了包裝機(jī)的產(chǎn)生背景及其研究意義，對(duì)國(guó)外研究狀況，國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及趨勢(shì)。此外，又介紹了包裝機(jī)械的組成以及包裝執(zhí)行

15、機(jī)構(gòu)中的熱封裝置。綜述條理清楚、語(yǔ)句通順，格式基本符合規(guī)范。 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 該生已充分理解本課題的深度和廣度，本課題屬于食品包裝機(jī)械開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，具有很好的應(yīng)用前景。涉及的知識(shí)面比較廣泛，包含電機(jī)的選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、齒輪與凸輪的設(shè)計(jì)選用、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制等。需要強(qiáng)度計(jì)算，繪圖軟件的應(yīng)用，繪制整個(gè)包裝機(jī)系統(tǒng)的全部圖紙，具有一定的工作量。通過(guò)該學(xué)生的文獻(xiàn)綜述和工作狀態(tài)來(lái)看，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，完全能夠完成本課題的研究設(shè)計(jì)工作。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日