開箱機的設計與原理

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天津濱海職業(yè)學院全日制高等職業(yè)教育畢業(yè)實踐環(huán)節(jié)畢業(yè)設計（典型性項目）說明書開箱機的設計與原理 全套圖紙，加 153893706作者：院系：天津濱海職業(yè)學院機電系專業(yè)：機電一體化年級：2011 級學號：20110141337指導教師： 時間：2014 年 3 月主要內(nèi)容簡介顧名思義（原理）開箱機也叫紙箱板打開，箱子底部按一定程序折合，開箱機的動作是集取箱、成型、折蓋、封底為一體。首先將扁平的紙箱放在儲料槽上(可儲存 100 個紙箱) ，通過吸盤將紙箱從料槽中吸出，在吸取拉出的同時將紙箱成型，再折前后及左右蓋，最后完成膠帶封底。整個動作為自動完成，采用 P.L.C + 觸摸顯示屏控制。設有缺料提前報警，無料自動停機的安全裝置。大大方便操作、管理、減少生產(chǎn)人員和勞動強度，是自動化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的設備。自動開箱機自動完成開箱、成形、下底折葉折曲.并現(xiàn)時完成下部分膠帶粘貼,本機將疊成紙板的箱板自動打開,箱子底部按一定程序折合,并用膠帶密封后輸送給裝箱機的專用設備。關鍵字：集取箱、成型、折蓋、封底為一體，開箱機，氣缸，功率，氣壓，PLC，電機等。目 錄第一章 開箱機的前景 .5第一節(jié) 國內(nèi)外相關技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 .5第二節(jié) 來源及設計目的 .5第三節(jié) 開箱機的分類及特征 .5一﹑分類 5二﹑開箱機特征 6第二章 開箱機的設計原理及要求 .6第一節(jié) 設計原理 6一﹑合理優(yōu)化的強大功能 6第二節(jié) 設計條件 7第三節(jié) 基本要求 8一﹑設備說明 .8二﹑電控部分說明: 9第三章 開箱機的設計 9第一節(jié) 開箱機的結構組成 9第二節(jié) 開箱機總成設計 9第四章 開箱機的技術參數(shù)及其他 .12第一節(jié) 開箱機技術參數(shù) .12第二節(jié) 開箱機的技術特點 .13一﹑技術特點 13二﹑開箱機的機械性能 13第三節(jié) 性能及特點 .13第五章 標準件的選擇 .14一﹑電器件的選擇 14二﹑氣缸的選擇 14三﹑電機的選擇 15第七章 開箱機的注意事項及使用說明 .15一﹑開箱機的注意事項 15二﹑使用說明 16第八章 開箱機一般需要檢修的地方及如何維護 .16一、一般性故障及排除方法： 16二、開箱機貼帶器異常排除說明： 17三、 17第九章 開箱機的設計總圖機控制面板 .19一．開箱機的零件圖 19二﹑開箱機總圖 29三﹑控制面板 31附件： .33參考文獻： .33第一章 開箱機的前景第一節(jié) 國內(nèi)外相關技術的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢我國的包裝工業(yè)起步于上個世紀的 70 年代末 80 年代初，進口了大量包裝材料和包裝機械，這對加快我國包裝工業(yè)的發(fā)展起了十分重要的作用。我國的包裝機械在技術引進，消化吸收中得到發(fā)展。紙箱包裝機是近二十余年來隨著現(xiàn)代包裝工業(yè)的發(fā)展和運輸集裝化發(fā)展而發(fā)展起來的適應現(xiàn)代包裝工業(yè)發(fā)展和運輸集裝化發(fā)展集機，電，光，氣一體化的高技術，高智能，高競爭的新型包裝設備。它是自動折蓋封箱機。第二節(jié) 來源及設計目的設計的開箱機主要用于電視機瓦楞紙箱式包裝，在電視機裝箱生產(chǎn)線上與其他設備協(xié)調(diào)工作。通過這次的實習：1.設計一種自動開箱機械，以滿足企業(yè)的實際需求；2.利用 PLC 技術編寫出自動開箱的控制程序，通過該程序更簡單的實現(xiàn)開相機的動作，使其更加便于控制，從而提高工作效率；3.通過此次實習鍛煉了自己進行工程設計和分析問題與解決問題的能力。第三節(jié) 開箱機的分類及特征一﹑分類分為立式開箱機（低速 12 箱/分鐘 GPK-40，中速 18 箱/分鐘 GPK-40H18） ；臥式開箱機（中速 25 箱/分鐘 GPK-40H25，高速 40 箱/分鐘 GPK-40H40）按產(chǎn)品系列可分為：紙箱成型機、紙盒成型機、裝箱機、裝盒機、紙片裝箱機、卸箱機等。按機器的自動化程度可分為：自動成型成型機、全自動紙箱成型機等。二﹑開箱機特征：1.開箱機、紙箱成型機是指自動完成開箱、成形、下底折葉折曲。并現(xiàn)時完成下部分膠帶粘貼，將疊成紙板的箱板打開，箱子底部按一定程序折合，并用膠帶密封后輸送給裝箱機的專用設備。2.位移靈活，更加方便安裝與調(diào)試；使 開箱速度更快，工作效率更高；3.采用立式儲存紙板方式，并可隨時補充紙箱板， ；4.此開箱機結構設計：一次完成紙箱吸箱、開箱、成型、折底、封底等包裝工序。5.適用于多種尺寸的紙箱自動開箱封底，如需變換紙箱規(guī)格，手動調(diào)節(jié)即可，所需時間 1-2 分鐘；6.本開箱機可單機作業(yè)，也可與自動化包裝流水線配套使用；7.本開箱機性能穩(wěn)定、品質(zhì)可靠、適用性強、包裝效率高、使用壽命長；8.自動化程度高：自動開箱、自動折合下蓋、自動密封下底膠帶，機器采用 PLC+顯示屏控制,大大方便操作，是自動化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的流水線設備。 9.機件性能精密耐用，結構設計嚴密，運轉過程無振動，運轉穩(wěn)定可靠；10.配裝防護裝置，避免操作時意外受傷，安全的生產(chǎn)，從而提高工作效率。第二章 開箱機的設計原理及要求第一節(jié) 設計原理一﹑合理優(yōu)化的強大功能：1.適用于多種尺寸的紙箱自動開箱封底，如需變換紙箱規(guī)格，手動調(diào)節(jié)即可，所需時間 3-5 分鐘；2.自動預警提醒補充紙箱；3.本開箱機可單機作業(yè)，也可與自動化包裝流水線配套使用。二﹑行業(yè)領先的包裝性能：1.本開箱機性能穩(wěn)定、品質(zhì)可靠、適用性強、包裝效率高、使用壽命長；2.自動化程度高：自動開箱、自動折合下蓋、自動密封紙箱底部，機器采用 PLC+人機界面控制，大大方便操作，是自動化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的流水線設備。3.安全貼心的防護設計：①機件耐用，結構設計嚴密，運轉穩(wěn)定可靠；②開門自動停機、斷氣，安全性能高。第二節(jié) 設計條件 設計條件如下：1.生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格：電視 LCD 前、后殼 24-58 英寸，數(shù)量 1 條； 2. 生產(chǎn)規(guī)模： TACK TIME：設備單機節(jié)拍不大于 10 秒。 3. 電源：三相 380V10% 單相 220V 50Hz 4. 廠房內(nèi)預留 1Ω 接地點，4Ω 防靜電接地。 5. 室外環(huán)境條件：濕度 20%-90%RH，溫度-10-40℃。 6. 包裝區(qū)潔凈度：一般環(huán)境7. 前、后殼外形尺寸：（包裝箱外形尺寸） 存放箱分為兩類，一類是整機存放箱（尺寸和整機完全一樣，我們生產(chǎn)的范圍是在 24--58 寸之間的所有整機前、后機殼） ；第二類是專門裝機殼的白皮箱，具體尺寸范圍如下： ?.目前使用的前后殼存放箱寬度方向一致，均為 380mm（外尺寸） ?.58 寸及以下前后殼包裝箱中 尺寸最小的為 24 寸系列中 散件存放箱 外尺寸：623*380*415mm 尺寸最大的為 55 寸系列中 存放箱 外尺寸：1419*380*931mm ?機殼的尺寸，因為不同的結構尺寸不能非常的精確，但不會超過 10%的誤差，最小機殼的應該在 500*15*300 左右，最大機殼 1250*18*820mm 左右。 8. 壓縮空氣（CDA）：0.4-0.6Mpa。 9. 噪音：距離一米處噪音靜態(tài)不大于 60dB，動態(tài)不大于 75dB。 10. 安全保護、防護應符合國標及相關產(chǎn)品要求。第三節(jié) 基本要求一﹑設備說明（一) 機械部分說明圖 1 整體流水線1.自動開箱成型、封底機（1）完成包裝箱自動成型、底部折蓋封膠帶； （2）封箱膠帶：牛皮紙膠帶和 BOPP 膠帶，要求膠帶貼覆尺寸：中心偏差±3mm；（3）膠帶尺寸:48-80mm，紙箱前后面膠帶尺寸不小于 85mm；（4) 工作臺面高度為：450 ±50mm。 （底部采用可調(diào)節(jié)地腳） ；(5）兼容包裝箱尺寸：L：（600-1500）*W380*H（400-950） ； （6) PlC 為歐姆龍,接觸器、熱繼電器、空氣開關、漏電保護開關等它電氣元氣件均為進口件。2.包裝箱輸送線(1)成型后紙箱采用皮帶形式從紙箱自動開箱成型、封底機輸送至裝箱工位。功能要求：將成型后包裝箱依次輸送至裝箱工位后方，用真空吸盤吸取紙箱移至操作工前方，方便操作工拿取。(2)紙箱皮帶線寬度不高于 400mm，一側不銹鋼板護欄，防止紙箱從側邊滑落；另一側安裝滾筒，紙箱靠在滾筒上流至指定位置；(3)此輸送線采用光眼檢測裝置，防止紙箱堆積損傷；二﹑電控部分說明:PLC 采用歐姆龍 CP 系列 PLC， 按照甲方要求進行施工安裝，并嚴格符合國家相關安全施工規(guī)范。第三章 開箱機的設計第一節(jié) 開箱機的結構組成結構組成開箱機主要由上箱機構、主機架、真空吸箱、主傳動、箱板抬升機構、電機輸箱機構、開箱機構、紙箱短邊折邊機構、紙箱長邊閉合及整型機構、推箱撥叉、紙箱導軌、貼膠帶系統(tǒng)、氣動控制系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等組成。第二節(jié) 開箱機總成設計1.設計（1） 要保證個執(zhí)行機構正確的安裝位置，以避免干涉；（2） 保證個控制和傳感元器件的安裝和調(diào)節(jié)；（3） 應具備保證正常工作的剛度；（4） 通過裝配工藝方案確定裝配機構需要的運動，從而確定各個機構的相對運動和相對位置關系。2.自動開箱記得主要開箱工藝過程圖如下所示：初始狀態(tài)吸盤拉過去后折短邊之后封膠帶。圖 2 開箱工藝流程圖第四章 開箱機的技術參數(shù)及其他第一節(jié) 開箱機技術參數(shù)開箱機的技術參數(shù)如下： 1.提供電壓: 3 相 AC380V50HZ2.控制電壓: DC24V3.功率：380V、50Hz、2.5KW 4.氣壓：6kg/㎝25.膠帶寬度：4.8-7.2cm 6.成型速度：20～60 箱/分鐘（根據(jù)規(guī)格） 7.膠帶長度：2000m 8.紙箱規(guī)格：：623*380*415mm~1419*380*931mm。折長邊第二節(jié) 開箱機的技術特點一﹑技術特點1.采用立式儲存紙板方式，并可隨時補充，不需停機；※ 適用于同一時間同一紙箱尺寸包裝使用，如需變換紙箱規(guī)格時，手動調(diào)整使用（所需時間僅需 1～2 分鐘）；2.本機采用合理化設計，吸箱、成型、封底均自動處理一氣呵成；3.機件耐用，運作過程無振動，運轉穩(wěn)固壽命長；4. 本機采用 PLC+人機界面顯示屏控制，性能高、速高、 效率高；5.紙箱兩端封箱膠帶折角長度 50～70mm、 可定制 80、100MM； 6.可單機作業(yè)，也可與自動化包裝流水線配套使用。二﹑開箱機的機械性能1.機器運轉確實、穩(wěn)定、耐用。2.突破傳統(tǒng)貼帶器之設計，封箱密合，膠帶扶平效果優(yōu)良，決不跳帶。3.任何自粘性膠帶均可使用。4.操作簡單，調(diào)整容易，無損壞紙箱疑慮。5.紙箱保存采立式，可隨時補充空紙箱。6.自動預警提醒更換膠帶與補充空紙箱。7.設備操作簡單，易于保養(yǎng)維護8. 在缺膠帶和紙箱時自動報警；9.合理化設計，同步吸取成型，摺底與封底一次同步成型；10. 配裝刀片防護裝置，避免操作時意外刺傷。第三節(jié) 性能及特點性能特點如下：1.自動完成開箱。成形。下底折葉折曲。并現(xiàn)時完成下部分膠帶粘貼，將疊成紙板的箱板自動打開，箱底部按一定程序折合，并用膠帶密封后輸送給裝箱機的專用設備。2.該機是大批量紙箱自動開箱，自動折合下蓋，自動密封下底膠帶的流水線設備，采用 PLC+彩色觸摸屏屏控制，大大方便操作，管理，減少生產(chǎn)人員和勞動強度，是自動化規(guī)模生產(chǎn)必不可少的設備。3.本機采用 P.L.C +顯示屏控制,大大方便操作、管理、減少。機器運轉準確,穩(wěn)定。突破傳統(tǒng)貼帶器之設計,封箱密合,膠帶撫平效果好,絕不跳帶(或采用熱熔膠式) 成型及封箱采用無級變速控制,可任意調(diào)整速度,節(jié)省工時 紙箱儲存采用立式設計,可隨時補充。 4. 緊湊的設計：安裝簡單；5.供箱裝置：大小紙箱，準確地將箱子放入；6.膠帶粘接底部：清潔，準確，輕觸。第五章 標準件的選擇 一﹑電器件的選擇1.空氣開關：選擇施耐德品牌，算出總負荷后乘以1.5后得出；2.繼電器：選擇OMRON，線圈為24V，型號MY4NJ，插座型號PYF12A-C；3.接觸器：選擇施耐德，4KW以下電機選擇型號為LC1-D09，4KW以上電機選擇LC1-D12 等等。二﹑氣缸的選擇在工程設計時選擇氣缸缸徑，可根據(jù)其使用壓力和理論推力或拉力的大小，從書中查出。例：有一氣缸其使用壓力為5 kgf／c m2， 在 氣 缸 推 出 時 其 推 力 為 132kgf，(氣缸效率為85％)問：該選擇多大的氣缸缸徑?●由氣缸的推力1 32kgf 和氣缸的效率85％，可計算出氣缸的理論推力為F＝F ′ ／85％＝1 55(kgf)●由使用壓力5kgf/cm^2和氣缸的理論推力，查出選擇缸徑為63的氣缸便可滿足使用要求。因為氣壓一般為6kg/㎝2，氣缸的推力需在一定行程下折合箱子。因此雙桿氣缸應選擇最小的，缸徑為10mm 的氣缸。根據(jù)客戶要求及折長邊動作的實現(xiàn)所以選擇 SMC 的兩個夾緊氣缸，行程為75mm,所以型號為 SMC-10-75。三﹑電機的選擇選擇電機應考慮以下因素： 1、為電機提供電源的種類，如單相、三相、直流電等；2、電機的工作環(huán)境，電機工作場所是否有特殊性，如潮濕、高溫、化學腐蝕、粉塵等等； 3、電機的工作方式，是連續(xù)工作還是短時工作或是其它工作方式； 4、電機的安裝方式，如立式安裝、臥式安裝等等； 5、電機的功率及轉速等，功率及轉速應滿足負載的要求； 6、其它困素，如是否需要變速、有無特殊控制要求、負載的種類等。轉速=60*F/磁極，F(xiàn)為電源頻率，一般為50，磁極SN為1 2極轉速約2800--3000 4極 1400-1500 6極 900--1000。根據(jù)所承受的力及轉速的大小，選擇的電機型號為MODEL ARM98ACC-T3.6。第六章 PLC 控制系統(tǒng)PLC的要求：1. PLC用歐姆龍CP系列，安裝在線體各單機控制柜里，配線到端子臺，并標示好PLC點線號. 2.所有信號線應用套管標識清楚,號碼管采用印刷，不可手寫。 3.控制柜內(nèi)所有電氣組件應標示輸出點號及其控制對象。 4.所有電磁閥、小電機與電纜線連接采用進口閉端子，不得用膠布纏繞。布線應美觀實用，盡量采用塑料線槽，布線方式以招標方要求為準。 5.所有單機設備需架設急停開關，掛有明確的緊急停止標示牌且有有機玻璃護蓋保護，防止誤操作，具體位置由招標方現(xiàn)場定。 6.所有電機須加熱繼電器保護，所有電機必須接地保護。 7.所有馬達必須裝動力押扣開關方便檢修。 8.設備需標示危險警告標識。第七章 開箱機的注意事項及使用說明 一﹑開箱機的注意事項商品經(jīng)濟時代的快速到來，加快了我國包裝機械設備行業(yè)的快速發(fā)展，為滿足現(xiàn)代化社會快速發(fā)展的需求，各種新型的包裝設備不斷脫穎而出。開箱機設備是現(xiàn)代化紙箱成型技術的領軍人物，不僅為更多的商品生產(chǎn)企業(yè)帶來更多的服務，提高其市場競爭力之外，也加快了我國工業(yè)化生產(chǎn)發(fā)展進步的步伐。自動化程度的提高提高企業(yè)生產(chǎn)效率的同時也增加了機器設備的工作能力，高強度的工作給機器設備本來帶來了嚴重的消耗，因此，日常保養(yǎng)對延長機器設備的使用壽命是很重要的。首先，要想保障開箱機設備能夠無阻礙、順暢的工作，雜質(zhì)過濾器的清洗很重要。專家建議應該是 1-2 個月進行清洗一次。針對不同的包裝產(chǎn)品，清洗的時間應該不同。對于碎片狀物體的包裝清洗的時間就不宜過長，以免破壞到機器設備本身的性能。另外，對于開箱機的油霧、過濾、減壓以及硅膠條等零部件也要進行定期的檢查，防患于未然。對于開箱機設備的操作人員來說，最好自備工作氣源和充氣氣源，以防在供電不足的情況下，機器設備仍然能夠運用自如。在包裝生產(chǎn)工作的過程中，嚴禁將手直接放在開箱機內(nèi)置設備上，避免造成一些不必要的傷害。操作開箱機時的需要注意安全，這不僅僅是對物質(zhì)財產(chǎn)負責同時還是對自己的人身安全負責，開箱機在研發(fā)初期即將安全列為研發(fā)的重點注意事項之一，加強開箱機的防護措施也是研發(fā)的中心，雖然開箱機在硬件上上的防護廠家們都盡量做到極致，但是機械的操作員還是應當細致操作，操作人員應該具備責任，謹慎，細致的品質(zhì)。二﹑使用說明在操作開箱機的過程中，操作員首先必須要仔細的閱讀開箱機的操作說明：1.在操作過程中，切忌不小心不注意身體部位置于開箱機的運轉位置;2.在停機狀態(tài)下的所有動作，包括維修保養(yǎng)換帶等務必關閉電源;3.操作員是需要經(jīng)過一定的技能培訓切勿僅看完說明書就進行操作或其他動作;4.自己公司的維修人員在維修保養(yǎng)開箱機之前必須詳細閱讀開箱機的使用操作說明。第八章 開箱機一般需要檢修的地方及如何維護一、一般性故障及排除方法：故障 1 開箱機不能正常啟動原因：(1) 電源沒有正常接入排除方法 檢查并接通電源(2) 急停按扭沒有復位的將其復位(3）開啟按扭失靈更換新產(chǎn)品（4）安全門沒有全部閉合將安全門重新閉合故障 2 吸盤故障原因：吸盤損壞或氣壓不夠。排除方法：更換新產(chǎn)品或調(diào)整氣壓大小。二、開箱機貼帶器異常排除說明：異常狀況，原因及排除方法。1. 膠帶切不斷；刀片已不鋒利或膠帶膜卡住刀尖；更換刀片或擦干凈刀片及上油。2. 膠帶已切斷但拖一節(jié)或刀座被卡住；動作不靈活或彈簧不夠緊； 檢查貼帶器各部位螺絲或調(diào)節(jié)拉簧彈力。3. 膠帶有切斷但未貼合箱面主拉簧太松或后輪反彈速度無法與皮帶速度吻合； 適度鎖緊主拉簧螺絲。4. 紙箱走至中間被卡住不動主拉簧太緊或前輪被陷在中間； 適度放松膠帶輪主拉簧。5. 膠帶易脫落單向滾輪失去效能 更換新單向滾輪 三、開箱機氣控部分的檢修及保養(yǎng) ：（一）三點組合 1.檢查油量是否足夠若是不夠時清添加并采用氣壓專用油透瓶油濃 度不可過濃。★請勿任意添加其它代用油 以防氣路受阻或出現(xiàn)故障。2.檢查濾水杯則需經(jīng)常檢視水量是否存積過多若積水過多必須排水以防積水過多至 元件受損?！餅V水杯每一星期排水一次為適當?shù)谋ｐB(yǎng)。 3.氣 缸：經(jīng)常清潔軸部,以防塵圾進入活塞致氣缸出現(xiàn)漏氣情況。4.氣 路：氣路中如有需拆卸保養(yǎng)的部位待在裝回時必須注意氣管是否有折管的情況若有請迅速將其導順以防氣壓受阻。四、檢修簡介1.一般性氣控檢修方法比較簡單 但你一定在先了解高速開箱機的氣控組的位置點及各部分功能。2.本機氣控組合的組成:三點組合、電磁閥、氣缸等3.一般性故障點故障 1 三點組合故障 原因： 一般情況下是不會出現(xiàn)故障的，除非是外力損毀或使用太久沒有保養(yǎng)所造成漏氣的情況。排除方法：更換新產(chǎn)品或進行保養(yǎng)。故障 2 電磁閥故障。 原因： 線圈燒毀或電磁閥的換氣裝置受損。排除方法：更換新產(chǎn)品。故障 3 開箱機氣缸故障。 原因: 活塞受損產(chǎn)生漏氣。排除方法：更換新產(chǎn)。第九章 開箱機的設計總圖機控制面板一．開箱機的零件圖圖 3 軸承固定板圖 4 滑移氣缸固定板圖 5 推箱氣缸固定板圖 6 傳送帶從動軸圖 7 滑塊側板固定板圖 8 傳送帶從動宙軸筒圖 9 推箱氣缸固定板圖 10 滑軌板圖 11 開箱機架子圖圖 12 傳送帶主軸圖 13 推箱長邊零件圖 14 開箱機擋板圖 15 傳送帶總從動軸圖 16 30-60 型材前端固定件圖 17 無導桿氣缸固定件圖 18 吸盤接頭圖 19 型材連接板圖 20 夾緊氣缸輔助件圖 21 電機固定板二﹑開箱機總圖圖 22 膠帶固定總圖粘膠帶裁剪膠帶