面包包裝機的總體方案確定設計案例 11.1設計任務 1 21.3總體方案確定 31.4方案對環境與安全的影響 91.5各方案的經濟性比較和對環保的影響 92.1.1需求分析1)大幅提高生產效率。例如本課題要求每分鐘裝袋120個小面包，這是人3)自動化包裝機械可以達到節約資源，保護環境的目的。例如在煤礦等礦4)提高商品的衛生性能，整個制造過程都在無菌的環境中進行，使食品更5)減少成本，包裝機械就可以完成整個包裝的全部過程，并且工作中送料2.1.2確定設計任務要求1)小面包尺寸：長110mmX寬90mmX高30mm,小面包質量20g/個2)面包傳送帶速度120個/min3)每袋裝12個小面包(3行X4列)4)小面包商標朝向包裝袋外面2.2.1面包裝袋機送料部分主要功能分析1)漏氣檢測功能：對傳送帶運輸的小面包進行漏氣檢測，發現不合格的小2)剔除功能：對上一步檢測出來的不合格的小面包從運輸生產線上剔除下去3)側立功能：使平放在生產線上的側立起來，為后續排列部分結構做準備4)輸送功能：將小面包輸送到下一工位，其中包括傳送帶輸送以及機械手5)排列功能：將側立好的小面包排列為三個為一列如圖2.1所示，圖為面包裝袋機送料部分功能樹。輸送功能排列單元面包輸送機送料機構2.2.2面包裝袋機送料部分主要環節與關鍵技術面包裝袋機送料部分主要工作流程為：先對生產線上輸送過來的小面包進行漏氣檢測，剔除不合格的漏氣小面包；然后將平放在輸送線上的面包通過特定性狀斜坡配合輸送帶運動使小面包側立起來并進行排列，每三個一列；隨后通過機械手將面包抓取并放到托盤里，為裝袋部分做準備。為實現上述幾個流程，主要需要的技術為漏氣檢測技術，傳感器技術，機械手技術。1.3.1總體布局方案(1)方案一該方案由5條傳送帶，1個龍門機械手以及兩個固定的托盤構成。如圖2.2所示，每條傳送帶具有不同的功能，完成不同的作用。第一條傳送帶完成漏氣檢測與剔除不合格的產品的功能；第二條傳送帶使平放的小面包隨著運動逐漸側立起來；第三，四，五條傳送帶具有排列功能，每個傳送帶上都有光電感應器，當最后一條傳送帶感應到面包到達后，最后一條傳送帶電機停轉。前兩條傳送帶的光電開關才會依次工作，從而完成面包的排列。機械手會將排列好的面包抓取并放到托盤里，機械手配有旋轉氣缸，可以實現翻轉功能，是小面包商標向外。因為設計要求每分鐘裝袋120個，速度較快，故托盤設計為雙工位以達到速度要求。(2)方案二該方案與方案一前面流程大體部分相同，結構相似。但為滿足每分鐘120個的要求，在左面采用一條環形輸送帶。每裝滿一個托盤，都會有下一個托盤繼續過來等待裝滿，但是需要傳送帶頻繁起停，且對面包托盤定位有較高要求，具體結構如圖2.3所示。(3)方案比較與選定兩種方案均可以滿足題目的要求，查閱相關資料，采用對比法對兩種方案進行初步評定。如表2.1所示。比較項目方案一方案二高結構復雜程度較復雜復雜效率高低高高度難生產效率一般一般能源損耗低高無無材料浪費低低安全性操作高度防護裝置有有停，降低了各工序配合的時間精度。綜上所述，初選方案一為本設計最終方案。2.3.2側立部件結構設計方案(1)方案一包側立。如圖2.4所示，該機構在傳送帶邊緣一邊是斜坡，一邊是較為光滑的曲(2)方案二該方案采用了一種類似于漏斗的機構，在輸送帶末端有一個推桿機構可以將輸送過來的小面包推到不同的斜坡，可以在實現小面包側立的同時控制側立的方向。其平面圖如圖2.5所示。(3)方案比較與選定對兩種方案進行技術性，安全性等方面分析，如表2.2所示：比較項目方案一方案二高高結構復雜程度簡單復雜效率高低高高高低度簡單困難生產效率一般一般能源損耗低一般無無材料浪費一般一般安全性由表2.2可以得出，方案一相較方案二來說，易于加工，且結構簡單。經濟(1)方案一采用龍門機械手，對已經排列好的面包進行抓取，對部分面包還需要進行180°翻轉，故在結構中需要一種旋轉氣缸，對其進行翻轉，機械手末端選用氣動夾爪，對面包進行抓取。在X,Z軸方向直線運動選用絲杠進行運動，具有較高的精度且可以有較高的進給速度。方案如圖2.6所示。圖2.6機械手方案一(2)方案二互相配合。可以完成面包夾取的功能，如圖2.7所示。圖2.7機械手方案二(3)方案三這種方案機械手末端與方案一相同，直線運動XZ兩軸控制元件均為氣結構如圖2.8所示。(4)方案四這種方案不需要旋轉氣缸進行翻轉，這種工業機器人可以完成抓取旋轉等系列功能。結構如圖2.9所示。旋轉機構通過蝸輪蝸桿進行控制，采用電機驅動。(5)方案比較與選定方案一采用滾珠絲杠進行進行直線傳動，滾珠絲杠具有傳動精度高，傳動較為平穩，壽命長，工作可靠性高，進給速度快等優點，但是滾珠絲杠制造，安裝成本較高。方案二采用電機驅動同步帶的方法進行直線傳動，該方案具有成本低，傳動速度較快等優點，適合長距離輸送，但是定位精度較滾珠絲杠來說較差。方案三采用氣缸推動進行直線傳動，因為介質是空氣，所以工作成本低，并且氣缸已經標準化，選型較為容易。但氣缸傳動缺點也較為明顯。因為介質是氣體，可壓縮性較大，密封不嚴時還會影響傳動速度與效率，同時氣缸穩定性差并且定位精度低，有較大噪聲。方案四是工業中常用的機械手，旋轉部分采用電機帶動蝸輪蝸桿傳動，該結構內部較為復雜，制造困難，成本高，并且傳動速度較慢，通過綜合對比，選用方案一較為合理。直線傳動模塊采用絲杠傳動，旋轉單元選用旋轉氣缸，夾取單元選用氣動夾爪，可以完成一系列功能。1.4方案對環境與安全的影響1.原來進行人工裝袋時，需要從高速運轉的傳送帶上用手將小面包拿下來，存在一定的危險性。面包裝袋機送料部分不需要人工進行操作，大大降低了危險。2.傳送帶上有擋板可以防止面包掉落在地上。3.在裝置中設立位置極限傳感器可以保護設備的安全4.選用電機絲杠而不選擇氣缸可以減少噪音的污染1.5各方案的經濟性比較和對環保的影響1.在整體設計方案中，面包存放裝置一個是通過兩個托盤進行存放面包，另一個是通過傳