一种半自动纸箱包装机机械系统设计

目的针对目前快递行业中纸箱包装存在的效率低、人工耗费高等问题,以350 mm×230 mm×190 mm标准邮政纸箱为研究对象,设计一种半自动纸箱包装机。方法该包装机的机械系统由托盘转动机构、开箱成型机构和折叶折曲机构组成,通过这三大机构实现纸箱的折纸包装。结果开箱成型机构实现了纸箱的开箱、成型,折叶折曲机构实现了纸箱短叶、长叶的折合,托盘转动机构保证了包装过程中各工序之间运动的连续性。结论该包装机能够在保证包装质量的前提下,大幅度提高包装效率、降低包装成本。     

折页滚筒夹板机构运动分析

针对折页滚筒夹板机构在运行时存在的磨损、冲击以及噪声等问题,建立了折页滚筒夹板机构的运动方程,并对其进行了运动学分析。研究表明,机构中凸轮廓线设计不够合理和机构运动存在加速度突变,是导致机构存在磨损与冲击的主要因素。为折页滚筒夹板机构的改进设计提供了分析依据。     

包装送纸机构运动学及动力学仿真分析

目的 为了提高包装送纸装置的生产效率,使用一种六杆机构应用于包装送纸装置中,并对它进行运动学及动力学仿真分析,验证它在运动过程中是否满足实际工作要求。方法 使用矢量解析法和分离体法建立该六杆机构的运动学模型和动力学模型,并采用ADAMS仿真软件对该六杆机构进行运动学仿真和动力学仿真。结果 通过对六杆机构进行运动学仿真分析,得到了输出滑块4的位移、速度和加速度曲线,该机构在水平方向的行程为680.26 mm,满足实际工况要求。通过对六杆机构进行动力学仿真分析,得到了六杆机构各铰接点的受力大小和施加在曲柄1上的平衡力矩大小,该机构在送纸行程时,各铰接点受力和平衡力矩变化较小,该机构在送纸完成后的回返行程时,各铰接点受力和平衡力矩变化较大。结论 分析仿真结果后发现该六杆机构在运动过程中满足实际工作要求,能够较好地运用于包装送纸装置中。     

三自由度并联分拣机器人的动力学建模与仿真

目的 针对自动化生产线上分拣机器人的动力可控性问题,提出一种2UU-UPU三自由度并联分拣机器人,以提高分拣的精度可控性。方法 分析该机器人的机构自由度,以及各参数之间的关系,基于闭环矢量法建立并联机构的运动学逆解模型;利用拉格朗日动力学方程推导该机器人的动力学表达式,并进行数值计算,采用Matlab Simulink和Adams进行动力学联合仿真,对理论值和仿真值进行误差分析。结果 揭示了该机器人动平台的运动规律,得到了驱动力矩曲线,理论值与仿真值的误差较小,3个驱动力矩的最大误差分别为0.379%、0.283%、0.146%。结论 通过验证可知,该机构具有较好的动力学特性,这为后续电机的选型和精准控制奠定了基础。     

可控连杆手指式纸箱封箱机的设计

目的为电商快递行业提供一种封装多样化、自动化的纸箱封装机,降低从业人员的劳动强度,提高纸箱封装效率。方法封箱机主要由底座支撑装置、纸箱对正调整装置、可控连杆手指封装装置、纸箱旋转装置、胶带封装装置及控制系统组成。设计双向丝杠滑台实现不同规格尺寸纸箱的对中、找正。通过控制可控连杆手指封装装置的原动件运动参数,实现不同规格尺寸纸箱的摇盖折合、封装。胶带封装装置由直动式电磁铁、微型真空泵、吸盘等零件组成,与纸箱旋转装置协调配合,共同实现纸箱的十字封装和胶带的自动切断。结果样机有效工作空间为550 mm×450 mm×300 mm,能够对外形尺寸在(140~550)mm×(140~450)mm×(180~300)mm的纸箱进行封装工作,每个纸箱封装时间为60 s。结论该纸箱封箱机可完成不同型号纸箱的包装、胶带的十字封装工作,实现了封装多样化与自动化;具有占地空间小、功能柔性可控、造价低的特点,可提高电商快递从业人员的工作效率。     

开盒机的优化设计与运动学分析

目的 为了解决现有的纸盒包装生产线上开盒机存在的开盒不可靠、工作稳定性不好的问题,设计一种工作可靠、稳定性较高的纸盒开盒机。方法 分析研究机构的功能要求,采用机构设计方法设计多连杆机构来实现对纸盒的取盒、放盒、开盒工作。采用多刚体动力学约束方程对所设计的开盒机构进行运动学分析。采用ADAMS优化设计模块对开盒机构的各个杆件尺寸进行优化。用SolidWorks软件对所设计的开盒机进行样机设计。结果 用SolidWorks的motion插件对开盒机构进行运动仿真,仿真结果表明,该机构能满足自动开盒功能,运动轨迹与用Matlab求解出的运动方程的轨迹相匹配,验证了数学模型的准确性。用Matlab对优化后的开盒机构运动方程求解,与优化前相比,机构的速度峰值减小了约34%,加速度峰值减小了约75%,机构运行平稳性得到极大改善。结论 所设计的高速开盒机构不仅满足自动开盒功能,而且运行平稳、工作可靠,为纸盒开盒自动化提供了一种适应性更强的开盒方案。     

浅析国内汽车散件出口包装设计原则

本文介绍了汽车零部件出口包装方式特点,结合出口零部件包装物流环节需求,对物流环境及相关条件进行分析,考虑各类综合因素,从而完成标准包装纸箱的尺寸链设计。通过对标准包装纸箱的尺寸规格设计原则进行规划,用于更好的指导出口包装纸箱设计,使其更合理,提升装箱装载率、降低包装成本、提升工人现场操作效率等。     

自动化生产线中的纸箱包装技术

本文介绍了红牛饮料自动化生产线中的纸箱包装技术。纸箱包装机的电气控制部分采用贝加莱PLC控制系统CP360和西门子S7300系列PLCCPU317—2DP。由该纸箱包装技术组成的纸箱包装机包括供纸板部分,吸纸板部分,送纸板部分,进瓶输送部分,分瓶部分,瓶子进纸板部分,供胶部分,喷胶部分,封箱部分,出箱输送部分等。     

新型四自由度3T1R并联机器人机构运动学分析与优化设计

目的 针对自动化生产线分拣需求,提出一种新型四自由度的三平移一转动（3T1R）并联机器人机构。方法 根据方位特征集设计理论验证并联机器人机构的运动性质。利用机构的构型特点建立运动学方程模型,对其进行位置正解和逆解的分析,通过数值法搜索得到并联机器人机构的工作空间图形和转动能力等高线图。同时分析并联机器人机构的雅可比矩阵JX以及奇异性。最后以工作空间最大化作为适应度函数,基于遗传算法对机构结构尺寸进行最优化分析。结果 该机构操作空间具有规则形状、无空洞、较大的特点,优化后的并联机器人机构工作空间性能提升45%。结论 操作空间内运动灵活性较好,优化后工作空间性能得到显著改善。在电子包装自动化生产线搬运分拣领域具有较好的应用前景。     

燃气灶无纸箱热收缩保护性包装结构设计与评价

目的 为打破家电泡沫加纸箱的传统包装形式,大胆创新设计无纸箱小家电燃气灶的热收缩包装,并使用CAE分析方法评价该包装的缓冲性能。方法 根据燃气灶产品特性设计缓冲衬垫结构,以热收缩膜直接紧紧包裹产品和缓冲衬垫的包装形式为评价对象,用Pro/E完成产品建模,导入Ansys Workbench完成跌落仿真分析,最后进行实验评价。结果 仿真结果表明,最大加速度出现在5.6 ms处,最大值为14.86g,小于产品脆值,仿真结果合格;跌落实验后,缓冲衬垫轻微变形,产品完好无破损,该包装方案可行。结论 验证了燃气灶无纸箱的热收缩包装的可靠性,为后续小家电的无纸箱包装提供了新思路。     

可适应多规格浅盘型纸盒插舌包装机的设计

目的设计一种应用于多规格浅盘蛋挞纸盒包装的包装机,以实现适应多规格浅盘纸盒的自动包装。方法基于浅盘纸盒的折叠工艺流程,将纸盒襟片、侧板、盖板的折叠运动轨迹等效为各面板沿折痕转动的运动模型,设计能适应不同规格浅盘纸盒包装的插舌包装机。将同轴布局5R机构作为盖板折叠装置,利用同轴布局5R机构运动轨迹的多样性及运动可控性,控制其末端输出运动轨迹,实现2粒、3粒、4粒、6粒规格浅盘纸盒的襟片、侧体板、盖板的折叠及插舌。结果样机有效工作空间为300 mm×200mm×50 mm,能够对外形尺寸在145 mm×78 mm×35 mm到230 mm×152 mm×37 mm的浅盘纸盒进行折叠插舌,纸盒完成折叠时间约15s。结论可以完成多种规格蛋挞纸盒的包装工作,实现了浅盘型纸盒折叠自动化包装;包装机占地面小、运动柔性可控,能快速适应规模定制产品的需求。     

医用胶带装盒机的设计与试验

目的以不同长度尺寸的医用胶带和包装纸盒为对象,设计一种由取盒机构、推料机构、传送机构、封盒机构及机架组成的自动装盒机,实现对不同长度盒型的包装作业。方法以圆柱齿轮行星轮系旋转式取盒机构为基础,设计优化一种圆-椭圆齿轮行星轮系取盒机构;设计具有可调节功能的推料机构、封盒机构及传送机构;通过试制并调试样机,进行2种规格胶带和纸盒的试包装。结果新型取盒机构在取放盒点的加速度比原机构减少了14.3%,在纸盒与阻挡物碰撞点的速度也比原机构减少了14.3%,样机可进行不同长度规格物料包装作业。结论圆-椭圆齿轮行星轮系取盒机构增加了装盒机取放盒的可靠性,装盒机设计合理,能适应不同长度尺寸盒型的装盒需求,为包装行业同类应用提供参照。     

玻璃杯自动封装机及流水线平衡控制

目的针对易碎品玻璃杯研究一种玻璃杯自动封装机,通过各工序之间的协调配合实现玻璃杯的快速封装,重点解决玻璃杯的高效封装问题。方法通过囤箱机构、撑箱机构、热熔机构、升降机构、推杯机构、折箱机构、封箱机构实现易碎品封箱动作。纸箱运到下一机构时,上一机构继续工作,实现流水线封装过程控制。结果样机能将外形尺寸直径为80 mm,高为80 mm的玻璃杯缠绕减振膜后,装入纸箱中,并对纸箱进行封装工作。结论该流水线具有体积小、功能全、造价成本低等特点,提高了包装业的机动性,降低了包装成本,缩短了周期。     

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。     

枕式包装机横封机构的动力平衡研究

针对包装机横封机构高速运行时的振动问题,选用附加配重法作为机构动力性能改善的方法。振动力和振动力矩的完全平衡分析表明,该机构不能够实现完全平衡,并且由机构动力学平衡理论可知,振动力和振动力矩的完全平衡往往会引起其他动力性能的恶化。建立了横封机构的振动力和振动力矩的优化数学模型,并通过MATLAB 进行了仿真分析,得到了数学模型的优化参数,改善了机构的动力性能。     

基于人工鱼群和模拟退火算法的电商快递纸箱规格优化

目的 对快递纸箱规格优化进行研究,在满足商品对纸箱需求和不增加纸箱规格种类的前提下,达到尽可能减少包装材料使用量的目标.方法 根据商品对快递纸箱的实际需求,以瓦楞纸使用总量最小化为目标函数,以商品和纸箱规格的匹配关系为约束条件建立优化模型.使用人工鱼群与模拟退火算法融合的求解算法对模型求解.结果 在仿真实验中,使用文中提出的建模求解方法得到的纸箱规格优化方案较中国邮政现行纸箱规格体系瓦楞纸使用量节省了23％,而采用k-means聚类分析得到的纸箱规格优化设计方案中瓦楞纸使用量仅节省了11％.结论 该方法可以满足商品批量小、种类多、尺寸各异、动态更新的电商环境下快递纸箱规格优化的需求,有助于改善快递行业包装过度使用的现状.     

基于TRIZ理论的纸盒包装机成型机构设计与分析

目的为解决现有纸盒包装机存在的成型与粘盒工序分离、无法适应多规格纸盒生产、生产效率低等问题。方法文中引入发明问题解决理论(TRIZ理论),针对性地分析现有技术问题,提取出技术特征参数并组建矛盾对,通过查询矛盾冲突矩阵得到解决技术问题的发明原理,筛选出可用发明原理后再经过创新设计,对发明原理具体化,形成纸盒包装机成型机构的实际应用方案。结果得到了基于成型模块与喷胶组件有机耦合实现同一工位成型和粘盒,且可快速调整工装,以适用多种规格纸盒的成型机构创新设计方案。结论文中设计的纸盒包装机成型机构实现了成型与粘盒工序的集中,简化纸盒生产工序,又能满足多规格纸盒需求,提高设备柔性。     

利用连杆机构实现纸盒折边装置铲刀轨迹的优化设计

目的 在内盒成型机上完成一种折边动作,使某种特定纸盒的内盒围条与面纸能够精准贴合.方法 通过研究连杆机构式折边装置的运动特点,根据特点分析优化设计的方法,以预期轨迹和实际轨迹之间均方根作为优化的目标函数,运用Matlab搜索在限定条件下的最优尺寸.结果 在Adams中建立相应模型进行运动仿真,得到仿真连杆运动轨迹曲线.最后通过将实际需要的设计轨迹和虚拟仿真的轨迹进行对比,发现虚拟轨迹曲线与设计的曲线最大误差为0.36 mm.结论 符合实际生产中对面纸折边的实际需要,验证了优化设计结果的正确性,对纸盒成型行业提供了一定的参考性.