自动贴标机毕业设计

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摘要...................................................... 错误!未定义书签。

绪论...................................................... 错误!未定义书签。

第一章自动贴标机的工作原理和结构特点 (6)
1.1 自动贴标机的工作原理和结构特点 (6)
1.2 贴标机的结构和组成 (7)
第二章贴标机的贴标过程 (8)
第三章自动贴标机的总体设计 (9)
3.1 贴标头的设计........................................... 错误!未定义书签。

3.2 上瓶机构的设计......................................... 错误!未定义书签。

3.3 贴标机进瓶螺旋的设计................................... 错误!未定义书签。

3.4 螺旋槽截面形状设计计算 (12)
3.5 螺旋杠的设计分析 (12)
第四章贴标机的送标机构.................................... 错误!未定义书签。

4.1结构原理 (14)
4.2运动参数的求解 (14)
第五章贴标机的贴标过程和动作分析 (15)
5.1贴标机的上胶工位 (15)
5.2取标工位 (16)
5.3贴标机得到夹标转位 (16)
5.4夹标转位段凸轮曲线设计 (18)
5.5最小标板夹标转位校核 (19)
第六章故障分析及解决方案 (19)
6. 1故障分析 (19)
6. 2解决方案 (20)
6. 3啤酒贴标机的调整小结.................................... 错误!未定义书签。

附录：关于玻璃啤酒瓶贴标质量的相关性研究.................... 错误!未定义书签。

平航贴标机的维修步骤........................................ 错误!未定义书签。

总结.................................................... 错误!未定义书签。

致谢词...................................................... 错误!未定义书签。

参考文献.................................................... 错误!未定义书签。

摘要
摘要
本设计主要介绍了一种包装机械，贴标机的工作原理及（后标部分）主要零部件的设计过程，对其传动系统进行设计比校核，且对本次设计有重大影响（凸轮）分瓶供送螺杆进行了详细的计算设计。

本次设计主要用于贴圆柱身瓶的纸质标签。

本机主要有托瓶台、进瓶星轮、前后标签盒，其中包括前后取标装置、松标装置、胶滚、刮胶板等部件。

本机的特点是能够完成自动贴标、抚平等工作，生产效率高。

主要技术特点：输瓶带与本机同步驱动全自动工作进度控制，胶水薄膜厚度有可调机构控制，无瓶——无胶——无标签电子测距装置。

关键词：贴标机履带式传送带螺旋式取标，贴标
贴标机械有机架，传动装置系统、标签供给装置系统、贴标对象物（瓶罐包装件）的传送装置系统，涂胶装置，贴标整理装置和检测连锁控制装置等组成。

先仅将主要装置分述如下。

标签供送装置，贴标原理如下：回转式机械转鼓贴标机，其特点是：利用两个机械转鼓进行取标，传送和贴标工作。

带贴标的圆柱身瓶罐类包装件有板链输送机载运供给，经分件供送螺杆传送，分割成要求的等间距而到达回转工作台，此时装在工作台上方的定位压头受凸轮控制下降，加于带贴标瓶罐包装件顶部，使它们在回转工作台上处于确定位置而运行。

粘贴标签由取标转鼓和标签的协调运动实现。

取标转鼓连续回转，胶涂装置在其标版上涂布适量的粘接胶液，当他转到固定的标签盒前部的标签接触时，取标转鼓将粘取最前方的那张标签，作回转传送，当转到由夹子的贴标转鼓相接处时，夹子将标签从取标转鼓上夹走，夹子受凸轮控制而夹上标签作回转运动，当与回转工作台上再运来的待贴标瓶罐装件表面相接触时，夹子抬起，松开夹持，标签被粘贴到瓶罐表面上。

之后，在回转工作台作回转工作时，定位器在凸轮控制下作自传性运动。

转到某一个角度，以便接受刷子和海绵滚轮的磨砺，使标签贴牢实整齐。

完成贴标的瓶罐包装件由星型拨轮自回转工作台拨送到板链输送机上排出。

标签传送装置，标签传送装置是自动贴标机的重要组成部分，其功能是与供标装置和涂胶装置等配合，自动表盒采取标签并进行传送，且完成有关涂胶工作，最后把标签粘贴到待贴标对象。

涂胶装置，涂胶装置多种多样，常用的由圆盘式涂胶装置、辊式涂胶装置、滚子式涂胶装置等。

贴标整理装置，标签由取标装置粘取传递给贴标转鼓作传送，传送中接受涂胶，最后转移粘贴到包装件上。

然而在标签粘付到包装件上的初始阶段内，由于受到标签材质、包装件贴标表面状态及粘合剂初期粘接性能等因素的影响，尚不一定能达到良好的贴合状态，为使所贴标签发挥设计要求功能，起到美化包装的装潢作用，保证搬运过程中标签不脱落，贴标操作中应确保标签按设计要求平整牢靠的贴合到包装件表面。

在本机的设计过程中，尽量减少机器的专用性，增加其通用性，也是我们的一个设计原则和目标。

换而言之，就是使本机在生产过程中不仅能够适应有共同点的各种瓶型的贴
标，同时也要使本机能够适应有共同点的各种不同规格，但具有相似形状的瓶型容器。

本机适用于各种瓶型，各种瓶型有不同的更换套件。

（1）瓶子大小改变，标纸不变，须更换的套件。

包括进出瓶星轮，中心导板；进瓶螺杆；止瓶星轮。

（2）瓶子大小不变，标纸大小、形状变化。

包括取标板；标签盒；定距套管。

（3）瓶子大小变，标纸大小变化。

上述一二点同时更换，并作相应调整。

引言
贴标签是啤酒生产的最后一道工序，其贴标质量的好坏直接影响到啤酒的包装外观，甚至成为等外品；其贴标速度的高低，直接影响整个啤酒生产线的工作效率，对于生产能力每小时三万六千瓶的贴标机，就意味着每秒钟贴标十个，在这种高速运行的设备中，酒瓶一起高速旋转，同时作自转运动，如果控制不合理，极容易出现爆瓶事故，这不仅浪费了原料，更严重的是对现场工人的安全生产造成隐患。

贴标工艺流程简介
当灌装好的整瓶啤酒送入贴标机时，随着螺旋推进器的旋转，被送到贴标工位，接近开关检
测到瓶子出现，发出工位脉冲信号至PLC，主标阀投入，此时主标签被取到主标标掌上，随着中心大盘和进瓶星轮的旋转，主标刮刀投入，使标掌上的标签刮满胶水，瓶子旋转到与标掌正对的位置时，此时主标吹气电磁阀动作，主标签被贴到瓶子上；随着中心大盘旋转，背标阀投入，此时背标签被取到背标标掌上，背标刮刀投入，使标掌上的标签刮满胶水，瓶子旋转到与标掌正对的位置时，背标吹气电磁阀动作，背标签被贴到瓶子上；随着出瓶星轮的旋转，瓶子被送到反转工位，经过反转处理，瓶子消除自转，随传送带传出，贴标完毕。

曾经有一家公司发生在用自动贴标机贴标签的时候经常出现标签底纸无规律的断裂现象（这种现象通常称为贴标断带），给这家公司的生产效率带来的很大的影响。

绪论
贴标机的种类很多，功能各异，但基本原理都是相似的。

自动贴标机是以粘合剂把纸或金属箔标签粘贴在规定的包装容器上的设备。

贴标机的作用：可完成平面粘贴，包装物的单面或多面粘贴，柱面粘贴，局部或全部粘贴，凹陷及边角部位粘贴等各种作业
贴标机产品的型式分为直线式贴标机和回转式贴标机。

贴标机的功能特点：
A、适用范围广：既能实现方瓶/扁瓶(满瓶状态)的侧面(平面)单张贴标/拐角抚标，还能实现圆瓶周向定位单张/双张贴覆功能
B、独特的分料机构，确保与生产线联机使用时的可靠、有效分料
C、独特的拐角扶标机构确保方瓶三侧面拐角贴标平整、不起皱
D、既能单机使用，又能与生产线配合使用
中国啤酒年产量从不足300万千升迅猛发展到今天的年产量3,189.5万千升，经历了大约20年时间，而中国贴标机的发展过程与啤酒生产一样，也只有20年左右的时间，我认为，
中国贴标机的生产发展过程可分为三个阶段：
一、从20世纪80年代末到1994年为第一阶段。

这个阶段主要是引进、仿制国外已淘汰的功能不全的贴标机。

当时几个贴标机生产厂家只能生产贴二标（颈、身标）的贴标机，一种是型号为12-8-6回转式贴标机，一种是型号为15-4-6回转式贴标机。

大约有近200台的型号为15-4-6（生产能力24,000瓶/时）贴标机和200多台的型号为12-8-6（生产能力12,000瓶/时）贴标机装备在国内各啤酒厂的灌装生产线上运行，而大部分灌装生产线上的贴标机都是进口产品。

这一时期，啤酒包装只需贴二标，这些国产机器基本上还可以满足要求。

由于国产设备在功能、性能、外观和贴标质量方面与进口设备相比差距太悬殊，对进口设备不可能产生任何威胁。

因此、大家处于相安无事状态。

这个时期进口贴标机在中国市场上占主导地位，绝大部分啤酒厂家还是选择进口贴标机。

广东省内的啤酒厂基本上用的都是德国克朗斯（KRONES）的产品。

二、从1995年至2001年为第二阶段。

这个阶段是中国贴标机生产的提升阶段。

一是贴标速度的提升，从24,000瓶/时提升到33,000瓶/时，二是贴标功能的提升，从贴二标(颈、身标)提升到贴四标，即同时可贴头、颈、身、背标。

从1995年开始，国内各啤酒生产厂家为了提高产品装潢档次，提出在啤酒瓶上贴头标和背标。

为了适应这一发展趋势，各贴标机生产企业一方面研究在原二标机上增设贴头标和背标的功能，另一方面也积极研发四标贴标机。

1995年，“青岛机床厂”率先推出了18-8-6(生产能力26,000瓶/时)三标贴标机，可贴颈、身、背标，无贴头标功能。

这一机型是当时国内生产的最大型号的贴标机。

我认为，这一款贴标机的问世应该是一个里程碑。

是中国第二代贴标机(四标机)研制开发的前奏曲。

1997年，“广东轻工机械集团”推出了18-8-6四标机，1998年，“南海平航”(以下称平航)也推出了PH18-8-6四标机。

1999年平航又研制成功PH24-8-6(生产能力33,000瓶/时)的四标机。

2000年“秦皇岛中德”ZD18-8-6四标机和“广轻’24-8-6四标机相继问世。

这些机型在功能上有重大突破，结束了过去国产贴标机只能贴二标的历史。

在贴标速度上也有很大提高，速度从2,4000瓶/时到33,000瓶/时的提升，为高速贴标机的研发奠定了基础。

同时在外观和内在质量上也有了重大改进，大大缩小了与进口贴标机的差距。

但是，由于这些产品均属于试生产阶段，耐用度和稳定性仍有待于提高，加上用户长期以来对国产设备持有怀疑态度，还是普遍认为进口的贴标机比国产的要好，所以，在国内市场进口贴标机仍占主导地位。

国产贴标机仍然对进口贴标机没有构成多大威胁。

从1998年到2001年的几年间，由于“克朗斯”的产品价格长期居高不下，国产四标贴标机还处于襁褓之中，所以，外国其他品牌的贴标机乘机大量涌入中国市场，仅盖奈普(GERNEP)、科时敏(KOSME)、萨西布(SASIB)等各种型号的贴标机在国内就有近百台之多。

三、从2002年至今为第三阶段。

这个阶段是中国贴标机技术成熟阶段，是中国贴标机历史上的一个重大转折点。

这四年，国产贴标机的生产企业在互相竞争的同时，也形成了与国外贴标机生产企业竞争的态势，在竞争中提高、在提高中发展、在发展中创新，在创新中壮大，逐步完成了一个“质”的飞跃。

2002年9月，平航自主研制出PH40-8-8(生产能力50,000瓶/时)的高速回转式贴标机，该机在北京“2002中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上一亮相，立即引起了业内的轰动。

同年11月，金华金狮啤酒有限公司和福建燕京啤酒有限公司敢为天下先，在‘南轻’的40,000瓶/时啤酒灌装生产线上同时选用了PH40-8-8高速回转式贴标机，成为第一个“吃螃蟹”的人。

使得这一新产品有了一个试用、提高、完善的平台。

2003年，平航PH40-8-8高速回转式贴标机获4项国家实用新型专利。

该项目于2004年8月在浙江金华市通过科技成果鉴定(到目前为止，仍是全国唯一通过省
级鉴定的国产贴标机)。

该项目荣获2005年度广东省科技进步二等奖。

被列为“2005年国家重点新产品计划”。

这是中国贴标机制造业的一件大事，是国家对中国贴标机制造业的首肯。

不仅仅是平航，也是所有同行乃至啤酒界的骄傲。

因为它标志着国内啤酒高速生产线长期被国外贴标机垄断的局面已被打破，高速贴标机领域不二价的时代一去不复返了！这之后，“秦皇岛中德”、“青岛德隆”也相继推出45-8-9高速贴标机。

这些生产贴标机的骨干厂家一方面拥有了高、中、低速各类型号贴标机的拳头产品，另一方面在产品质量上和技术含量上都有了不同程度的提高。

过去，人们总喜欢问我：“你的产品跟进口产品比有没有差距、有多大差距？”现在，人们有时候会问我：“你的产品与“克朗斯”的产品相比还有哪些差距？”是否可以这样理解，国外贴标机产品除“克朗斯”外，其他品牌的贴标机已经不如国产的好了？从2002年至今国内贴标机的供求量就足以说明问题。

据不完全统计，目前在中国啤酒行业贴标机的年需求量大约100多台，“平航”占大约40%的市场份额，德国“克朗斯”约占5%左右的份额，其他国外品牌基本上销声匿迹，已无蛋糕可分。

国产贴标机在中国市场上独领风骚，国外产品已经陷入“无可奈何花落去”的境地。

长期充斥国内市场的外国产品有的受到了致命的打击，有的感受到了“唇齿之寒”的威胁。

中国贴标机虽然在短短的三年时间里把绝大部分国外产品挤出了“国门”，在国内市场上树立了霸主地位，但是，在国际市场中仍无地位可言。

究其原因，大致如下： 1. 缺少核心技术，或者说核心技术发掘不够，产品质量的稳定性提高不大，与国际一流的产品尚有差距。

2. 产品品种单一，缺乏系列产品，如套标机、热熔胶贴标机、不干胶贴标机等，这些产品虽然在“2006中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上偶见一、二，也基本上属于“拿来主义”产物，尤其在高速领域仍是空白。

综上所述，国产贴标机若要全面占领国内啤酒、饮料的需求市场，打入国际市场，提高国际竞争力，就应该在“质”和“量”上下功夫，在产品的稳定性、可靠性、实用性上下功夫，在发掘自己的核心技术、自主创新上下功夫。

“平航”在发掘和完善自身的核心技术和提高产品竞争力的长期实践中，找到了影响贴标机质量的五个“三要素”。

不但对制造贴标机有了理论基础，对贴标机使用过程中出现的故障也有排查依据。

依此贴标机理论，平航新研制出了PH48-8-8高速回转式贴标机，生产能力为68,000瓶/时，可同时贴四种标签。

是目前国产贴标机中贴标速度最高的，是贴标机制造行业一次新的革命。

该机在“2006中国国际啤酒、饮料制造技术及设备展览会”上一亮相，就被“北京燕京啤酒集团公司”选中，与同时在展会上展出的由“南京轻工业机械集团公司”最新推出的48,000瓶/时的啤酒灌装生产线配套,全新展示了行业技术的最新水平。

第一章自动贴标机的工作原理和结构特点
1.1自动贴标机的工作原理和结构特点
不干胶自动贴标机的工作原理及结构特点，主要用途：本贴标机适用制药、食品、轻工、日化等行业的圆形塑料瓶、玻璃瓶等或类似物体的贴标。

该机能自动完成分瓶、送标带、同步分离标签，标贴和自动打印批号，字迹清晰。

工作原理及结构特点：由于该贴标机采用机电一体化的技术，选用大力矩步进电
机驱动，光电控制装置、电源保护装置等先进系统，因此具有启动缓冲功能，整体灵敏度高，低速扭矩大，速度稳定，工作电压稳定，抗干拢能力强等技术特性。

技术参数：贴标范围：Φ20mm-Φ100mm 生产能力：50-100瓶/分（打印批号：40-80瓶/分）标签规格：标签卷筒芯内径：Φ76mm，标签宽度：20-100mm 标签卷最大外径：Φ30mm，标签长度：30-200mm 电源： 220V 50Hz 功率： 250W 外形尺寸：1820×1100×1500mm
1.2 贴标机的结构和组成
图1为贴标机的组成原理框图，整机结构由五大部分组成：贴标头、履带式传送带、上瓶机构、底座支架、单片微型计算机控制系统。

贴标头主要用于安装步进电机、送纸机构、回纸机构、张紧机构、不干胶标带、压标装置、出标装置、控制装置，完成标带的输送与控制。

图1 贴标机的组成原理
带有定位机构的履带式传送带主要用于安装主驱动电机、上瓶机构、装有定位机构的履带板、检测定位机构是否到位的光电传感器的微调机构，完成瓶的定位和输送。

上瓶机构是由链传动带动分瓶轮，通过滑道保证连续、同步上瓶的机构。

单片微型计算机控制系统由硬件和软件两部分组成。

要完成贴标系统的控制、计数和报警。

底座支架主要起连接支承贴标头、带有定位机构的履带式传送带的作用及实现贴标头的上下、左右调整作用。

(1)如何保证瓶的定位精度是设计的技术关键，采用夹持定位法，利用随
行夹具解决了瓶的定位精度难度。

(2)为了提高贴标速度，既要在瓶匀速运行中进行贴标，又要保证贴标的
位置精度。

(3)对于瓶的定位、上标、贴标等几个工位必须保持严格的相位关系，这
种关系一旦失调，将使贴标的位置不准，造成大量废品。

(4)为了保证贴标机能够连续地独立工作，不仅要保证连续地将瓶送上传
送带，而且要保证上瓶与传送带中的随行夹具同步和传送带中瓶口方
向的一致。

第二章贴标机的贴标过程
取标机构简图如图2所示．标板轴12沿转台1l周向均布，并随转台一起转动．每根标板轴的上端装有与标纸对应的标板6，下端装有小齿轮4和扇形齿轮5．小齿轮与标板轴采用键联接，扇形齿轮通过轴承空套在标板轴上．滚子在半径变化的凸轮槽中滚动，带动扇形齿轮绕标板轴摆动，扇形齿轮与相邻某侧标板轴上的小齿轮相啮合，而小齿轮与标板同轴，从而使标板摆动贴标机工作时，转台以角速度顺时针匀速转动，标板在凸轮控制下相对转台运动．标板的运动便构成了取标机构工作的各种状态．首先，标板通过与胶辊相接触而在表面抹上一层胶水；然后，有胶水的标板滚过标盒，将一张标纸吸附在表面；最后，夹标转鼓的夹指将标纸从标板上揭下来．这也是取标过程的三个工位：上胶，滚标，夹标．其中，上胶工位要求标板在通过胶辊时，标板表面与胶辊表面间隙均匀，间隙即为胶水膜的厚度，即两者在任何时刻都是无接触的纯滚动状态，在接触点(实际上隔一层胶水膜)上，两者的线速度必须相等；滚标工位要求标板在通过标盒时，标板圆柱面在标纸平面上作无滑动的滚动，使标纸能平整地粘贴在标板上；
图2 取标结构简图
1一滚子；2一凸轮；3一标盒；4一小齿轮；5一扇形齿轮；6一标板；7一胶辊；8一夹指；
9一夹标转鼓；10一海绵；11一转台；12一标板轴
夹标工位要求夹标转鼓的夹指能将标签从标板上顺利、平整的掀下来，标板与标纸之间应无滑动的分开。

第三章自动贴标机的总体设计
3.1 贴标头的设计
图3是贴标头结构原理图，贴标头由盘式标带的架带、送带、收带、刹带、出标机构组成，采用间歇运动方式。

每一个瓶到达贴标位置时，标带自动运行一步，让标准确地贴在瓶上。

贴标的位置精度由三个光电传感器联合控制：光电传感器2用于检测输送带中是否有瓶，光电传感器1用于检测标的定位，光电传感器3用于检畏I输送带中瓶是否到达贴标位置。

图3 贴标头结构原理图
1一弹簧 2一标带纸盘 3一光电传感器2 4一标带回纸盘 5一偏心压辊 6一送纸辊7一出标板 8一压标辊 9一光电传感嚣1 10一导纸管 11一贴标数星示窗口12一标带张紧压块 l3一标带张紧导纸管 l4一标带 l5一加纸管标带的传动，选用了步进电机带动送纸辊，依靠偏心压辊与送纸胶辊同的挤压力所产生的摩擦力带动标带运行，同时，步进电机通过带传动带动标带回纸盘收回废纸带。

由于贴标时送纸辊每次贴标转过的角度基本一致，而标带回纸盘的直径逐渐由小变大，为了避免纸带张力过大把纸带拉断或影响标带的定位精度，设计中我们采用了摩擦打滑结构，保证了送纸辊与标带回纸盘之间的张力在整个贴标过程基本不变。

由于步进电机有四大优点：一是转速可调，简化了变速箱和传动机构；二是步进电机具有同隙运动的准确性，在高速运行时也有良好的制动响应；三是在失电时有自锁功能；四是它的驱动器易于与微机接口，可以实现连续控制和微调。

由光电传感器l控制每次贴标后步进电机的制动，可以保证标的停止位置一致，从而保证了贴标时标签的运行速度一致。

为
了避免贴标带松弛造成光电传感器l定位不准，影响贴标的位置精度，增加了标带张紧压块机构。

这样就使送纸辊与标带张紧压块同的贴标带始终具有一定的张力，从而保证了光电传感器l的定位精度。

架纸管与标带纸盘轴间通过杠杆机构构成摩擦刹带机构，当标带运行时，在张力的作用下架纸管绕支点转动使刹带机构松开，标带纸盘绕轴转动使标带放松张力减小，在弹簧力的作用下又使架纸管绕支点反向旋转将标带纸盘刹住，避免了标带纸盘在惯性力的作用下继续运转使标带过分松弛影响贴标精度。

通过调出标板的角度可以改变标的输出角度，以便改变标与瓶的接触点和标在压标辊的作用下水平方向的运行速度与输送带的运行速度相匹配，保证贴标位置的前后一致性。

3.2 上瓶机构的设计
为了满足贴标机能够连续地独立贴标的要求，需要一套自动上瓶机构。

图5为上瓶机构原理图，不仅保证了将瓶连续、同步地送上输送带，而且保证了瓶口方向一致。

上瓶机构与输送带通过等比链传动实现连续、同步上瓶。

由于输送带链轮每转动一周走过七个夹具，为了保证每个夹具中只送一个瓶。

所以设计的分瓶轮为每两个叶片间容纳一个瓶、有七个叶片的盘型分瓶轮。

图5 上瓶结构原理图
1-排序滑道 2-下瓶滑道 3-分瓶轮 4-从动小链轮 5-瓶子
6-链条 7-主动小链轮 8-输送带从动链轮 9-输送带 10-夹具通过分瓶轮从封闭滑道内有序拨瓶实现上瓶的同步和连续。

为了防止分瓶轮的叶片切入点与封闭滑道内的瓶子出现卡死现象，在封闭滑道死区附近开了一个活门，以使卡住的瓶可以顺利通过。

在下瓶滑道前增设了排序机构，保证了进入分瓶器的瓶口方向一致。

3.3 贴标机进瓶螺旋的设计
进瓶机构是将要贴标的容器(下面均称“瓶”)定时定距地送到包装工位，它包括进瓶螺旋、止瓶星轮、侧板、进瓶星轮、中心导板等部件，如图6所示。