一次性餐盒自动分拣设备研制开发

发布时间：2020-06-27 06:26

【摘要】：某聚苯乙烯餐盒生产过程中,冲压成型的聚苯乙烯餐盒半成品需要使用餐盒冲裁机将餐盒半成品冲裁成餐盒成品和废料。在常规加工制造过程中,两名工人分别站立在餐盒冲裁机两侧,手动将聚苯乙烯餐盒半成品放置在餐盒冲裁机上,启动餐盒冲裁机,冲裁完成后,分拣工人快速地将餐盒成品和废料从餐盒冲裁机上取下来,但是由于餐盒半成品一次可以冲裁出20个餐盒成品,分拣数量大,人工分拣效率低,工作强度大无法长时间工作。针对该问题,设计了一套能自动完成餐盒半成品上料和餐盒成品、废料分拣的设备。通过对餐盒冲裁过程的餐盒半成品上料和餐盒成品、废料分拣的要求分析,提出了一种双运动机构分别完成半成品上料和成品、废料分拣的方案,并完成了该设备的运动机构、吸盘机构和自动升降平台等关键结构设计以及控制系统设计。一次性餐盒自动分拣设备的吸盘机构由真空系统和吸盘固定架两部分组成,真空系统由真空过滤器、电磁换向阀、真空软管、真空吸盘和真空发生器组成[1]。运动机构由直线定位机构和驱动机构两部分组成,其中直线定位机构由齿轮齿条、导轨组成,实现吸盘机构的快速准确定位;驱动机构由交流伺服系统组成,控制系统通过控制交流伺服驱动系统实现对整个运动机构的控制。利用三维软件Creo建立餐盒自动分拣设备的实体模型,并利用CAD设计产品电路图,使用TIA博途软件编写了 PLC控制程序和HMI程序,完成整体餐盒分拣设备的整体方案设计和安装调试。本文设计的一次性餐盒自动分拣设备,运动平稳,可靠性好,噪音小,定位精度和重复定位精度高,自动化程度高,运行速度快,工作效率高,能够解放劳动力,降低工作强度,有效节约生产成本。
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TQ325;TS972.23
【图文】：

生产流程图,餐盒,生产流程图,聚苯乙烯

Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ邋ｍｅａｌ邋ｂｏｘｅｓ逡逑常见的餐盒种类有聚丙烯塑料餐盒、聚苯乙烯塑料餐盒、纸板餐盒、淀粉餐盒、纸逡逑浆模塑餐盒、植物纤维餐盒、可降解餐盒等［４］。其中聚苯乙烯餐盒如图１．１所示质量轻、逡逑耗材少、无毒、表面致密，在目前国内市场的占有率达到７０％以上［５］。本次设计的餐盒逡逑分拣设备是针对聚苯乙烯餐盒冲裁过程的上料和分拣过程，通过餐盒自动分拣设备提高逡逑工作效率，降低生产成本。逡逑ＣＰＳ＼逡逑：—？第一挤出机第二挤出机—？片材ｉ—逡逑ｍｖ逡逑｜成品逦冲哉￣￣｜■成型逡逑逦＼ｚ￣￣边角抖回收造粒｜逡逑注：ＧＰＳ—普通聚苯乙稀；ＨＩＰＳ—高抗冲型聚苯乙稀逡逑图１．２聚苯乙烯餐盒生产流程图逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ邋ｍｅａｌ邋ｂｏｘ邋ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ邋ｆｌｏｗ邋ｃｈａｒｔ逡逑３逡逑

餐盒,半成品,成品

第二章一次性餐盒自动分拣设备的总体方案设计逡逑在餐盒冲裁过程中，需要将餐盒半成品冲裁成餐盒成品和废料，餐盒半成品和餐盒逡逑成品如图２．１所示。逡逑％邋％逡逑（ａ）餐盒半成品逦（ｂ）餐盒成品逡逑图２．１邋—■次性餐盒半成品和餐盒成品逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｄｉｓｐｏｓａｂｌｅ邋ｍｅａｌ邋ｂｏｘｅｓ邋ａｎｄ邋ｆｉｎｉｓｈｅｄ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ逡逑餐盒半成品长Ｌ＝９４０ｍｍ，宽Ｄ＝６３０ｍｍ，高ｈ＝３５ｍｍ，厚度为０．８ｍｍ，质量Ｇ＝１３０ｇ，逡逑餐盒半成品由２０个均匀分布的餐盒成品和废料组成。餐盒成品长ｌ＝１６５ｍｍ，宽ｄ＝１２５ｍｍ，逡逑高ｈ＝３５ｍｍ，且每个餐盒之间长度方向的中心距Ｓ｜＝１７５ｍｍ，宽度方向的中心距逡逑Ｓｄ＝１４０ｍｍ。聚苯乙烯餐盒表面致密、光滑、壁薄，密度小，质量较轻，受到较大外力逡逑时容易发生变形。逡逑餐盒自动分拣设备主要设计要求如下：设计该自动分拣设备的机械结构和电气控制逡逑程序，根据现有的工作条件，结合运动控制技术，使餐盒自动分拣设备快速准确的定位，逡逑自动抓取释放餐盒半成品、成品以及废料，满足餐盒冲裁过程中的自动上料和自动分拣逡逑要求。根据餐盒半成品的空间尺寸，餐盒成品、废料的空间尺寸，合理设计整机的尺寸逡逑结构

【参考文献】