水泥包装机自动套袋装置设计

目的以回转式水泥包装机为研究对象,开发与其配套的自动套袋装置。方法依据人工套袋的工作流程,自动套袋装置可实现供袋、取袋和套袋等功能,采用Solid Works软件进行自动套袋装置的机械结构设计。结果在参数优化的基础上,设计出了各个模块的三维机械结构,并进行虚拟系统装配,验证了机构设计符合设备要求。结论该装置可以替代劳动强度高、危险性大的水泥包装机人工套袋工位,实现水泥包装过程的全自动化。     

屋顶盒包装机顶封曲臂的优化设计

目的对屋顶盒包装机的顶部封口机构曲臂进行优化设计。方法首先,通过ADAMS求解初始曲臂在工作时的极限载荷,利用Hyper Works中Opti Struct模块对初始曲臂进行准静态分析,得到模型应力云图与位移云图,根据分析结果确定基于相对密度法的结构优化模型。然后,应用Opti Struct创建以最小体积为目标函数的全局响应,以最大应力和最大位移为约束条件的、与子工况相关的响应,从而进行拓扑优化。最后,利用ABAQUS对优化后的模型和连接件进行非线性有限元分析校核。结果优化后模型的质量减少了0.67 kg,最大应力值为48.71 MPa,位移最大值为0.04 mm。结论对封口机构曲臂进行拓扑优化设计可行,不仅可以减少质量成本,也能满足结构的刚强度要求。     

焊条包装机自动开盒装置的设计与研究

目的设计和研究一种焊条包装盒自动开盒成型装置,实现焊条自动包装机自动装盒。方法通过对焊条包装现状的调研与分析,结合焊条生产企业实际生产现状和焊条包装方式,分析了焊条包装自动开盒装置开盒动作的工艺流程,设计了一种适合焊条包装机自动开盒成型的装置,并建立机构运动数学模型,确定了开盒装置的取盒位移、送盒位移、开盒位移以及开盒卡槽的尺寸。结果该装置以气缸为动力机构,在PLC程序控制器控制下各功能部件动作协调有序,能自动连续完成焊条包装盒片的吸取、推送、撑开等一系列动作。结论该自动开盒装置取盒、推盒、开盒动作稳定、可靠,结构简单,解决了焊条自动包装机自动装盒的技术难题。     

基于TRIZ/专利规避集成理论的快递无人机载物装置

目的 设计一种结构简单,稳固安全性强,可根据承载物体形状进行快速调整的的快递无人机载物装置。方法 采用TRIZ/专利规避集成理论对快递无人机的载物装置进行创新设计。首先对专利库中的快递无人机载物结构进行专利分析,确定其规避对象为悬吊式无人机载物装置,采用伞形专利组合规避设计方法,建立专利-问题模型确定有用作用和问题作用,确定设计矛盾,运用40条发明原理和76个标准解建立改善后功能模型图,并对其载物装置进行设计。结果 仿真结果表明,创新产品最大工作载荷为225 N,关键部件轨道机翼最大静止状态应力为1.023×10⁷ MPa,飞行状态应力为1.576×10⁷ MPa。载物架最大静止状态应力为1.049×10⁶ MPa,飞行状态应力为2.126×10⁶ MPa。结论 与悬吊式载物装置相比,创新的产品在可载物的形状多样性、稳定性方面更好,更实用、轻便;与吊架托盘式无人机相比,该产品更稳固耐用。     

基于真空吸盘的饮水桶自动套袋设备结构设计

目的日常饮用水水桶受到紫外线直接照射易变色变质,需要在水桶外部套上塑料袋进行保护。传统人工套袋效率低、劳动强度大,为此,设计一套饮用水水桶自动套袋设备。方法以普通饮用水桶的套袋包装为研究对象,自动套袋原理模仿人工套袋进行取袋、撑开袋口、提起水桶、套袋和打结封口等5个主要步骤。通过对人工套袋过程的分析,基于真空吸盘撑开袋口的可靠性及一般机械手运动的可行性,采用模块化设计了饮水桶套袋的自动包装设备,包括自动送袋机构、撑袋机械手和抓桶机械手等3个模块。结果运用Pro/Engineer软件建立了三维模型,对相关参数进行了确定,设计套袋速度为300桶/小时。结论实现了饮水桶自动套袋设备结构设计,自动化程度高,操作方便,经济可行。不仅能提高了桶装饮用水罐装效率,而且减少了灌水站人力资源配备,为饮水桶自动套袋包装提供了借鉴。     

青饲机青贮块间歇型自动撑袋机构的设计与优化

目的 为青饲机青贮块成型后的套袋装置中的撑袋结构设计一款基于连杆开槽的偏置曲柄滑块与双滑块组合的间歇型机构,以实现可停歇的撑袋功能,并具有急回特性,提高工作效率。方法 分析人工撑袋过程,进行撑袋机构的设计,推导该机构的停歇时间与连杆滑槽长度的数学关系式,通过Matlab优化偏置曲柄滑块的杆长参数,并利用Solidworks进行建模仿真,模拟撑袋机构的运行,对比分析3种不同行程速比系数下撑袋机构杆长参数与各自运动特点。结果 从3组数据中选取1组相对合适的参数进行公式验证,得出撑袋机构具有停歇功能和急回特性,仿真结果与解析公式计算结果一致。结论 撑袋机构设计合理,满足工艺要求,为青贮块的自动化装袋提供了可行方案。     

包芯线自动包装机的设计与分析

目的针对手工包装包芯线卷效率低和包装质量参差不齐等问题,设计一种最大质量为1500 kg的包芯线卷自动化包装机。方法根据包芯线卷的主要参数和包装工艺流程,结合包芯线卷在包装过程中的实际要求进行包装机的结构设计,包括包膜准备装置、热封装置、焊接系统、气压系统。结果设计出了完整的总体尺寸为3200 mm×1200 mm×2000 mm的包芯线卷自动包装机,完成了包装机模拟装配仿真、气压系统的调试。仿真结果表明,大小膜牵引器速度为0.11~0.5 m/s;关键零部件U形钩的有限元分析结果表明,最大位移发生在U形钩底部,其最大等效应力为29.871 MPa,装置的强度满足设计要求。结论总结包芯线包装目前存在的问题,从满足企业可持续化需求角度对包装机进行了创新设计与仿真优化,实现了包芯线卷自动化、标准化包装,为企业节约了人工成本。     

筒子纱包装自动撑口套袋系统的设计与实现

目的 为提高包装效率,根据纺织企业筒子纱编织袋包装工艺要求,设计并实现西门子PLC S7-1200作为控制器的筒子纱编织袋包装自动撑口套袋系统.方法 在系统的机械结构设计方面,设计撵袋吸运子系统和自动撑口套袋子系统,子系统由若干机械装置组成;在控制系统方面,对控制系统的硬件和软件进行设计,由可编程逻辑控制器PLC进行整体控制,通过驱动直流电机、气缸电磁阀及真空发生器等执行元件实现动作,并由西门子触摸屏进行组态,实现生产过程的监控和手自动模式切换.结果 样机稳定性测试,每组100次,进行10组,结果表明运行相对稳定,成功率达到了99.3％.结论 该系统整体运行稳定,包装效率较人工得到了较大提高.     

袜子自动包装机的设计与分析

目的为了解决袜子生产后期包装问题,设计一种袜子自动包装机。方法针对袜子包装工艺要求,采用模块化设计思想对包装机关键机构进行设计,以此来实现袜钩自动输送,纸卡存取及自动弯折,袜子空间转运与缝订等功能。设计过程采用SolidWorks及其Motion插件进行结构建模、虚拟装配和运动仿真,采用Matlab以及Ansys的Workbench模块建立关键零部件力学模型,并进行有限元分析,最后通过与人工包装对比来分析包装机的性能。结果包装机各装置设计合理。经分析,无袜钩包装时,6.9 s可输出一件包装成品;有袜钩包装时,7.6 s可输出一件包装成品,在同等时间内相当于2~3名熟练包装工的工作量。结论所设计的袜子自动包装机结构合理,且满足袜子包装功能要求,为袜子自动包装提供了一种可行的解决方案。     

给袋式挂面包装机撑袋机构设计与分析

目的 为了避免给袋式挂面包装机装袋时的落料故障,设计筒状侧面折叠预制袋撑袋机构。方法 依据挂面充填技术要求及预制袋供送工艺路线,设计滑块摆杆撑袋机构;利用约束方程法建模,对撑袋机构进行设计;运用杆组法对撑袋机构进行运动学分析;借助Matlab编程,求解滑块摆杆撑袋机构尺度参数与运动学参数,绘制出摆杆的角位移、角速度、角加速度曲线。基于此设计加工撑袋机构,进行在线实验,并验证可靠性。结果 所设计滑块摆杆撑袋机构参数,连杆长度为89 mm,摆杆长度为115 mm,滑块偏距为122.5 mm,原动件滑块行程为10 mm,从动件摆杆摆角位移为5°;滑块位移与摆杆角位移满足线性关系,摆杆运动近似为匀加速。结论 在线实验验证该撑袋机构满足撑袋工艺要求,撑袋可靠性为94.6%,满足企业对全自动挂面包装机的要求,较好地解决了挂面包装落料故障。     

快速锁合型纸盒封装机构设计与仿真分析

目的为了实现对快速锁合型纸盒的封装,设计能够完成该型纸盒端盖封装的工艺流程。方法运用机构末端作用点对纸盒底结构理想运动轨迹拟合的方法,并结合ADAMS与MATLAB进行联合仿真分析。结果确定了耳板翻折机构和盖板引导机构设计方案,并加以优化,得到了针对特定尺寸的快速锁合型纸盒封装机构的空间连杆尺寸。通过对机构的运动学仿真分析,建立了快速锁合型纸盒封装机构末端运动轨迹数学模型。结论运动学仿真和数学模型分析结果显示,所选取的空间连杆尺寸和机构偏角能够较好地满足对应结构尺寸纸盒的封装要求,为快速锁合型纸盒装盒机整体的设计与实现奠定基础。     

快递纸箱打包机设计

目的 研究一种能够提高快递包装效率的辅助夹持装置。方法 通过研究快递包装的流程及方法,利用所设计出的提升机构、夹持机构、旋转封胶机构来实现快递辅助包装的工作,利用Ansys和Matlab进行仿真试验,确定机构可行性之后,制作出物理样机,并进行实地试验。结果 结果显示,包装成功率在95.3%左右,满足了辅助人工包装快递的实际需求;机器包装连续率在96.1%以上,装置在工作时具有较高的可靠性;连续对多个纸箱进行包装的工作情况下,平均包装每个纸箱耗时13 s左右,缩短人工包装所需时间的55.3%以上。结论 快递夹持辅助包装机能够辅助工作人员实现快递包装的夹持工作,能够减轻快递包装人员的劳动强度,提高工作效率。     

基于机器视觉的水果分级系统设计

目的为提高水果分级准确度,以苹果分拣为研究对象,基于机器视觉设计一种苹果分级包装系统。方法根据实际分级功能需求,以苹果尺寸作为标准设计一种苹果分级系统的总体方案,包括DSP+ARM控制器、工业相机、传输带、光源等。重点讨论图像处理模块,首先完成图像背景分割;利用中值滤波实现图像平滑处理;采用Canny算子实现图像边缘锐化。在图像处理的基础上,建立苹果分级模型。最后进行实验研究。结果实验结果表明,人工挑选分级和机器识别自动分级的吻合率达到了96.8%,证实了系统的有效性和可行性。结论基于机器视觉的苹果自动分级的准确度已经接近人工挑选的水平,可推广到苹果类水果的自动分级、包装。     

气动书籍连动装袋装置设计

目的设计一种气动书籍连动装袋装置,以实现书本自动装袋包装的功能。方法通过对书籍包装现状的分析,研究气动书籍连动装袋装置开袋动作和装袋动作的工艺流程,设计出一种适合书籍装袋包装的装袋装置,利用Matlab建立运动力学数学模型,并利用ADAMS进行仿真,最后进行实际测试。结果包装机的包装速度大约为22本/min,包装成功率稳定在96%左右,且破袋率保持在3%以下,包装质量较好。结论该气动书籍连动装袋装置开袋推书动作稳定、高效,实现了书籍自动装袋功能。     

一种指甲油自动包装生产线的设计与实现

目的为了提高指甲油包装生产线的效率,降低人工成本,实现机器替代人工的目标,应某指甲油生产企业的要求提出一种指甲油自动包装生产线方案,并研制出实现指甲油自动化包装生产的包装生产线。方法通过分析某指甲油生产企业的指甲油包装生产过程,采用Solid Work软件分别建立空瓶放置、钢珠放入空瓶、指甲油注入、瓶盖放置、拧入瓶盖和成品输出等装置的三维模型,并对组成各装置的零部件进行图纸设计。利用西门子S7-200 PLC控制各机构的AC电机和气缸的协调运作,实现指甲油的自动化包装生产。结果研制出了一种指甲油自动包装生产线,实现了指甲油的自动化包装生产,满足了企业要求。结论该指甲油包装生产线解决了指甲油自动化包装的难题,实现了机器替代人工的目标,提高了指甲油包装生产效率。     

C楞瓦楞纸板动态缓冲模型及应用

利用万能试验机和跌落试验台分别得到C楞瓦楞纸板静态、动态应力-应变数据,建立相应的理论模型,并用最小二乘法识别模型中的参数。给出了瓦楞纸板在缓冲动力学中应用的例子,结果表明所建立的缓冲模型,可以直接用于缓冲包装设计,克服了用最大加速度-静应力曲线来设计缓冲包装需要大量实验和较多的数据的弊端。     

单晶硅片循环包装设计与可靠性分析

目的 以某公司M10型单晶硅片为研究对象,基于缓冲包装六步法及4R1D原则设计安全经济的单晶硅片循环包装方案。方法 使用Creo软件建立3D模型,利用ANSYS LS-DYNA进行堆码跌落仿真,结合跌落试验结果验证包装的可靠性。结果 动态跌落仿真在角跌落工况下,跌落角产生最大应力为34.42 MPa,小于包装箱许用应力40 MPa;产品最大响应加速度为38.71g,发生在棱跌落工况,小于产品脆值50g。试验与仿真平均误差为8.30%,在450mm跌落高度下。使用此循环包装方案,产品整体破损率降低了8.02%。结论 此循环包装的安全性、便利性和经济性优于现有一次性包装的。     

基于机器视觉的方便面包装品质检测系统设计

目的设计一套基于机器视觉的方便面包装品质检测系统,以解决人工检测人眼易产生疲劳和不稳定的问题,提高包装品质在线检测效率。方法给出方便面包装品质检测系统的整体设计方案,阐述硬件设计结构和软件设计流程,分析机器视觉检测系统的原理和过程。结果采用机器视觉的方便面包装品质检测系统具有较高的生产工艺识别率。结论该检测系统具有较低的过检率、漏检率,以及较高的检测效率,能够满足生产需求。