王德泰

(山東麗鵬股份有限公司,山東煙臺 264114)

關(guān)于新型瓶蓋自動組裝機(jī)的防盜設(shè)計(jì)研究

王德泰

(山東麗鵬股份有限公司,山東煙臺 264114)

隨著社會的不斷發(fā)展,科技的不斷進(jìn)步,高新技術(shù)應(yīng)用于實(shí)際的生產(chǎn)生活中案例越來越多。對于各種瓶類容器的瓶蓋研究也不斷深入。本文主要基于對一種防盜的新型瓶蓋生產(chǎn)設(shè)備--自動組裝機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì),并對自動組裝機(jī)在組裝調(diào)試過程的應(yīng)用技術(shù)問題進(jìn)行分析,不斷進(jìn)行優(yōu)化。

新型 防盜 瓶蓋 自動組裝機(jī) 設(shè)計(jì)

1 引言

隨著社會的發(fā)展，人們對產(chǎn)品的需求已經(jīng)從簡單的功能實(shí)現(xiàn)到其他附加功能的提升上。對于市場上出現(xiàn)的豐富多彩的飲品與酒類，其包裝也成為了吸引人們注意的亮點(diǎn)。具有新型設(shè)計(jì)的瓶身與瓶蓋將會促進(jìn)產(chǎn)品在市場上的份額。瓶蓋是瓶類包裝中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其個(gè)性化的設(shè)計(jì)往往能夠吸引更多的目光?；诂F(xiàn)代市場對瓶蓋功能的需求，本文提出一種能夠進(jìn)行生產(chǎn)新型防盜瓶蓋的自動組裝機(jī)設(shè)計(jì)。該自動組裝機(jī)適應(yīng)現(xiàn)代社會發(fā)展需求，充分利用了傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)與現(xiàn)代的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，能夠高效生產(chǎn)出高質(zhì)量的防盜瓶蓋，滿足各種瓶類需求。在防盜瓶蓋自動組裝機(jī)的設(shè)計(jì)中，要與實(shí)際需求相結(jié)合，充分發(fā)現(xiàn)在調(diào)試中存在的問題，經(jīng)過認(rèn)真的計(jì)算與分析，不斷進(jìn)行完善與優(yōu)化。

2 新型瓶蓋防盜設(shè)計(jì)需求

瓶蓋對于飲料、酒類包裝主要有兩點(diǎn)作用，首先起到密封的作用，避免瓶內(nèi)的液體流出，這也是基本功能，第二就是美觀，現(xiàn)代消費(fèi)者對于瓶蓋的要求也越來越高，一般的瓶蓋被認(rèn)為是普通的象征，而一些檔次較高的消費(fèi)者則會選擇一些新型的瓶類包裝方式。消費(fèi)的自我保護(hù)意識不斷增強(qiáng)，要求供應(yīng)商在瓶蓋生產(chǎn)中不得不增加防偽與防盜的元素。新型防偽防盜瓶蓋主要有外蓋、中蓋與透明蓋組成，通過這兩種分蓋的組合，可以實(shí)現(xiàn)飲用衛(wèi)生、方便，從而得到眾多學(xué)生的喜愛，具有良好的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

3 組裝機(jī)的設(shè)計(jì)思路

自動組裝機(jī)的出現(xiàn)主要是為了滿足市場對于防偽防盜瓶蓋的大量需求。為了實(shí)現(xiàn)防盜瓶蓋上的三種蓋的組裝，一般的機(jī)械設(shè)備很難完成。在進(jìn)行組裝機(jī)的設(shè)計(jì)前，需要進(jìn)行充分調(diào)查與研究。[1]

首先將目前采用鏈條傳動直線步進(jìn)運(yùn)動的設(shè)備更改為開放的圓周間歇運(yùn)動設(shè)備，利用滾子間歇分度器，控制分度精度在30秒以內(nèi)，利用開放式的運(yùn)動轉(zhuǎn)盤固定在分度器上，可以實(shí)現(xiàn)進(jìn)蓋與帶動蓋的運(yùn)轉(zhuǎn)目的，從而使在線檢測也更加容易，提高自動化程度。另外，在分度器輸出軸中心孔-軸上固定一個(gè)固定盤，在其上固定氣缸壓裝裝置與廢料剔除裝置。第三，對于中蓋與透明蓋的壓裝，采用機(jī)械聯(lián)動實(shí)現(xiàn)，通過分度器的輸入兩端凸輪，來對擺桿進(jìn)行帶動。

對于外蓋的輸入，從裝配可靠性出發(fā)，需要每次進(jìn)一個(gè)。外蓋的分料裝置與壓裝分度器中的凸輪實(shí)現(xiàn)聯(lián)動。分度器暫停，分料裝置下降，傳送帶的外蓋完成進(jìn)料過程，當(dāng)轉(zhuǎn)動時(shí)，分料結(jié)構(gòu)上升，傳送帶上的外蓋就會被及時(shí)擋住。如果對于生產(chǎn)效率要求較高，則需要選用傳送進(jìn)料，滿足儲料與進(jìn)蓋速度的雙重要求；把計(jì)數(shù)器和分箱裝置實(shí)現(xiàn)聯(lián)動設(shè)置，當(dāng)計(jì)數(shù)器達(dá)到裝箱量設(shè)定值時(shí)，分箱裝置就會轉(zhuǎn)動，成品自動轉(zhuǎn)移到了另外一個(gè)成品箱，從而解決了換箱的時(shí)間浪費(fèi)問題。[2]對于自動組裝機(jī)的控制系統(tǒng)，可以采用可編程控制器來實(shí)現(xiàn)電控部分的自動控制。設(shè)備的旋轉(zhuǎn)部分利用變頻調(diào)速裝置，利用無級調(diào)速實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性，最后利用觸摸屏的顯示設(shè)備實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)控。

4 關(guān)于具體設(shè)計(jì)中的計(jì)算問題

首先是間歇分度器的選擇問題。通過轉(zhuǎn)盤半徑、厚度、轉(zhuǎn)盤材料與比重值的確定，計(jì)算出轉(zhuǎn)盤的慣性力矩。對于分度器的額定轉(zhuǎn)矩值選擇只要大于此值即可。另外還要考慮轉(zhuǎn)盤的大小來對分度器進(jìn)行選擇。第二，要對主電機(jī)的功率進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)傳動系統(tǒng)功率、轉(zhuǎn)盤慣性轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)盤的輸出轉(zhuǎn)速對主功率進(jìn)行計(jì)算。電機(jī)的實(shí)際功率選擇應(yīng)該盡量大一些。[3]第三，要對壓裝氣缸進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)氣缸的需要實(shí)際輸出力與壓縮空氣壓力，計(jì)算出氣缸內(nèi)腔的半徑，從而選擇出標(biāo)準(zhǔn)的氣缸缸徑。

5 組裝機(jī)的調(diào)試階段易出現(xiàn)的問題分析

防偽防盜瓶蓋的自動組裝機(jī)在調(diào)試階段關(guān)鍵在于傳送帶與主機(jī)的接口、壓裝情況等。通過氣缸壓頭下的翻板實(shí)現(xiàn)與傳送帶過渡板的對接，從而實(shí)現(xiàn)蓋子的進(jìn)料。頂桿把外蓋頂起離開轉(zhuǎn)盤時(shí)，氣缸把翻板上的中蓋或透明蓋壓裝到外蓋上，完成組裝動作。在調(diào)試過程中，容易出現(xiàn)以下問題。[4]

首先是中蓋的到位位置不準(zhǔn)。傳送帶的力量偏差，造成中蓋到位產(chǎn)生歪斜的問題，從而影響到了準(zhǔn)確壓裝；第二是中蓋的壓裝折邊問題，中蓋與頂起的外蓋間有距離，當(dāng)氣缸下壓時(shí)，空隙的自由狀態(tài)，使外蓋壓合后有輕微的歪斜，中蓋的防偽環(huán)就存在折邊的問題；防盜瓶蓋的透明蓋壓不嚴(yán)則主要是因?yàn)樵趬汉线^程中過盈力太?。辉谔鞖廨^熱時(shí)，傳送帶將會變軟，中蓋與透明蓋材質(zhì)也會變軟，造成傳送帶太澀，蓋子在傳送帶上無法正常運(yùn)行；另外中心軸剛度不夠也是一大問題。

6 組裝機(jī)調(diào)試問題解決辦法

對于中蓋的到位位置不準(zhǔn)，需要在翻板上加一個(gè)小的壓板，由于壓板的限制，到位的中蓋將會自動找正；中蓋壓裝折邊問題解決需要把頂桿進(jìn)行加高處理，使頂起時(shí)外蓋的頭部盡可能地進(jìn)入到蓋的內(nèi)孔處；通過加大透明蓋頂桿的高度，可以有效縮小透明蓋和外蓋的距離，增大了壓合時(shí)的過盈力，有效解決壓不嚴(yán)的問題；[5]傳送帶太澀時(shí)可以翻轉(zhuǎn)過來使用，尼龍向上可以很好解決問題；對于中心軸剛度不夠的問題，在定盤的邊緣增加輔助支撐，可以滿足剛度要求。

7 結(jié)語

防偽防盜瓶蓋應(yīng)用具有良好的市場前景，利用自動組裝機(jī)可以有效提高其生產(chǎn)效率與質(zhì)量，從而滿足市場需求，創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益，是一項(xiàng)重要的技術(shù)更新與改進(jìn)。通過不斷分析與創(chuàng)新，及時(shí)解決好在調(diào)試過程遇到的各類技術(shù)問題，使自動化效果更為突出。自動組裝機(jī)的成功設(shè)計(jì)可以為其他的同類產(chǎn)品組裝機(jī)設(shè)備的研發(fā)提供參考與借鑒，促進(jìn)我國現(xiàn)代工業(yè)自動化的不斷進(jìn)步。

[1]馬玉鋼.新型防偽防盜瓶蓋自動組裝機(jī)的設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動,2007(5):13-14.

[2]劉陽.卡簧及卡簧銷類零件的自動組裝機(jī)及其控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D].廣東工業(yè)大學(xué),2012.

[3]王松松.防偽瓶蓋自動裝配系統(tǒng)的研制開發(fā)[D].山東大學(xué),2012.

[4]任愛美.防偽瓶蓋自動裝配生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].山東大學(xué),2012.

[5]許方富.陶瓷閥芯自動裝配關(guān)鍵技術(shù)研究[D].浙江大學(xué),2014.

王德泰(1971—),男,山東煙臺人,中專,研發(fā)制造中心研發(fā)員,研究方向:塑料模具、瓶蓋組裝機(jī)。