半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)

聶小春，雷萍，汪菊英，孫曉輝

（1.廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510925；2.廣東白云學(xué)院，廣東廣州510450）

半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)改進(jìn)設(shè)計(jì)

聶小春1，雷萍2，汪菊英1，孫曉輝1

（1.廣州工程技術(shù)職業(yè)學(xué)院，廣東廣州510925；2.廣東白云學(xué)院，廣東廣州510450）

對(duì)比分析了半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)的三種方案，這三種方案都是為了解決產(chǎn)品軸向調(diào)節(jié)問(wèn)題，使操作更方便。最終選擇了第二套方案，因?yàn)樵摲桨笇⒃O(shè)備原有的人工壓頂改成氣壓壓頂，簡(jiǎn)化了設(shè)備的操作，提升產(chǎn)品定位貼標(biāo)的效率與質(zhì)量，提高了設(shè)備的穩(wěn)定性，使產(chǎn)品軸向定位貼標(biāo)機(jī)由單一功能變?yōu)槎喙δ堋?/p>

半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)；改進(jìn)設(shè)計(jì)；多功能

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人工成本越來(lái)越高，許多企業(yè)為了減少人工成本開(kāi)始尋求相應(yīng)設(shè)備來(lái)代替手工，貼標(biāo)行業(yè)亦是如此，因此貼標(biāo)機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，其可以有效避免人工貼標(biāo)所帶來(lái)的低效率、低精度、低質(zhì)量、貼標(biāo)歪歪扭扭褶皺等一系列問(wèn)題。貼標(biāo)機(jī)越來(lái)越成為現(xiàn)代包裝不可缺少的一部分。

在一家企業(yè)指導(dǎo)學(xué)生實(shí)訓(xùn)時(shí)，有學(xué)生在貼標(biāo)崗位上實(shí)習(xí)，通過(guò)對(duì)設(shè)備的多次操作，發(fā)現(xiàn)該公司的半自動(dòng)圓瓶貼標(biāo)機(jī)的結(jié)構(gòu)需要改善。本文對(duì)該公司的半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)現(xiàn)行結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究分析，提出設(shè)計(jì)方案并對(duì)設(shè)備進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)使設(shè)備操作更簡(jiǎn)便，產(chǎn)品定位貼標(biāo)的效率與質(zhì)量大大提高。

1半自動(dòng)圓瓶貼標(biāo)機(jī)現(xiàn)狀

目前，半自動(dòng)圓瓶貼標(biāo)機(jī)，如圖1所示，在產(chǎn)品定位方面由限位桿位置決定，通過(guò)調(diào)節(jié)限位桿的位置達(dá)到產(chǎn)品在托瓶包膠的位置變化；當(dāng)產(chǎn)品貼標(biāo)時(shí)，首先需要繞好卷狀標(biāo)簽，調(diào)整好光電傳感器的位置，接著應(yīng)客戶需求，調(diào)整限位桿的位置使標(biāo)簽貼到相應(yīng)位置，貼好標(biāo)簽。當(dāng)更換不同產(chǎn)品時(shí)，限位桿的位置又將需要調(diào)整。因此，導(dǎo)致貼標(biāo)效率降低、人工耗時(shí)增加，并且設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)一定時(shí)間后，限位桿位置會(huì)發(fā)生細(xì)微變化，每一次產(chǎn)品觸碰限位桿會(huì)導(dǎo)致螺絲一定程度的松動(dòng)，久而導(dǎo)致產(chǎn)品位置變化進(jìn)而降低貼標(biāo)質(zhì)量。

圖1 半自動(dòng)圓瓶貼標(biāo)機(jī)

2改進(jìn)方案設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)思路是通過(guò)對(duì)設(shè)備多次調(diào)試、多次實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)而得來(lái)的。本改進(jìn)設(shè)計(jì)的目的主要是簡(jiǎn)化產(chǎn)品定位步驟，提高貼標(biāo)效率以及提升貼標(biāo)質(zhì)量。由此提出了三個(gè)預(yù)選方案，通過(guò)對(duì)方案的深入比較，分析其可行性，最終選擇一個(gè)較為合理的方案。

2.1 方案一

本方案的設(shè)計(jì)思路是：如圖2所示，將限位桿部分和壓頂機(jī)構(gòu)除去，改換為直線式電機(jī)配上行程開(kāi)關(guān)部分機(jī)構(gòu)，具體設(shè)計(jì)如圖4所示。在線性電機(jī)和行程開(kāi)關(guān)的作用下，對(duì)產(chǎn)品位置進(jìn)行定位。

具體貼標(biāo)流程如下：首先，產(chǎn)品任意放于包膠軸之上，按下腳踏，線性電機(jī)開(kāi)始工作，線性電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，螺桿往前運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)產(chǎn)品往另一側(cè)運(yùn)動(dòng)，直至接觸到行程開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖3）處，并繼續(xù)靠近，行程開(kāi)關(guān)處旁安裝有彈簧，在線性電機(jī)的外力推動(dòng)下，彈簧一定程度下變形，當(dāng)變形至一定程度后行程開(kāi)關(guān)開(kāi)啟報(bào)警模式。線性電機(jī)停止工作，產(chǎn)品在當(dāng)前位置受到電機(jī)以及彈簧一側(cè)的外力作用下，保持左右不變，貼標(biāo)機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，標(biāo)簽在光電傳感器的作用下伸出一張完整的標(biāo)簽并伴隨著電機(jī)的作用轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)品，將標(biāo)簽完好的貼于產(chǎn)品表面，完成貼標(biāo)。貼標(biāo)動(dòng)作完成后，線性電機(jī)螺桿退回初始位置，彈簧恢復(fù)原狀。完整的一次定位貼標(biāo)結(jié)束，再次任意放產(chǎn)品與托瓶包膠軸上，進(jìn)行第二次的貼標(biāo)動(dòng)作，重復(fù)運(yùn)行進(jìn)行貼標(biāo)。

圖2 方案一簡(jiǎn)易示意圖

圖3 行程開(kāi)關(guān)-螺桿機(jī)構(gòu)

圖4 方案一設(shè)計(jì)圖

2.2 方案二

本方案的設(shè)計(jì)思路來(lái)源日常工作的經(jīng)驗(yàn)，不少貼標(biāo)機(jī)的定位部分是由氣缸驅(qū)動(dòng)完成的，譬如全自動(dòng)圓瓶貼標(biāo)機(jī)一類。所以希望將現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)機(jī)的限位桿除去，改用氣缸定位，因?yàn)樾枰ㄎ划a(chǎn)品的位置，選用了緩沖可調(diào)氣缸，同時(shí)原有的設(shè)備需要手動(dòng)操作壓頂機(jī)構(gòu)，這對(duì)貼標(biāo)效率有影響，貼標(biāo)用時(shí)將增加，操作極不方便，因此將壓頂機(jī)構(gòu)改為氣動(dòng)的形式[1]，簡(jiǎn)易示意如圖5所示，具體設(shè)計(jì)如圖6所示。通過(guò)氣缸來(lái)自動(dòng)改變壓頂機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗柰饬Σ淮?，選用了常用的迷你型氣缸即可。

具體貼標(biāo)流程如下：首先，產(chǎn)品任意放于托瓶包膠軸之上，按下腳踏，氣缸開(kāi)啟運(yùn)作，將產(chǎn)品推至指定的位置，擋桿（見(jiàn)圖7）在一側(cè)頂住產(chǎn)品，壓頂氣缸同時(shí)工作，壓輪壓住產(chǎn)品，當(dāng)兩個(gè)氣缸工作完成后，貼標(biāo)機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，標(biāo)簽在光電傳感器的作用下伸出一張完整的標(biāo)簽并伴隨著電機(jī)的作用轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)品，將標(biāo)簽完好的貼于產(chǎn)品表面，完成貼標(biāo)。貼標(biāo)動(dòng)作完成后，緩沖調(diào)節(jié)氣缸全部退回初始位置，完整的一次定位貼標(biāo)結(jié)束。再次任意放產(chǎn)品與托瓶包膠軸上，進(jìn)行第二次的貼標(biāo)動(dòng)作，重復(fù)運(yùn)行進(jìn)行貼標(biāo)。

圖5 方案二示意圖

圖6 方案二設(shè)計(jì)圖

圖7 擋桿機(jī)構(gòu)

本次方案用到了緩沖可調(diào)氣缸，緩沖氣缸有兩類：不可調(diào)緩沖和可調(diào)緩沖氣缸，緩沖可調(diào)氣缸既能起到行程調(diào)節(jié)的功能又能保護(hù)產(chǎn)品本身。因此，其可行性較高。

2.3 方案三

本方案設(shè)計(jì)的思路是從方案二演變而來(lái)，本意是希望產(chǎn)品放在某一個(gè)位置，在兩個(gè)可調(diào)氣缸的作用下，調(diào)節(jié)產(chǎn)品的位置，簡(jiǎn)易示意如圖8所示，具體設(shè)計(jì)如圖9所示，這樣可以確定產(chǎn)品的軸向位置并方便調(diào)節(jié)，不必再調(diào)整擋桿的位置，最終產(chǎn)品的定位全由氣缸決定，保證了貼標(biāo)的精度和穩(wěn)定性，貼標(biāo)效率提高。

本方案較為簡(jiǎn)單，用到了兩個(gè)緩沖可調(diào)氣缸。通過(guò)氣缸的行程控制產(chǎn)品在包膠軸上的位置，貼標(biāo)流程如下：首先，產(chǎn)品任意放于托瓶包膠軸之上，按下腳踏，兩個(gè)緩沖可調(diào)氣缸開(kāi)啟運(yùn)作，將產(chǎn)品推至指定位置，壓頂氣缸（見(jiàn)圖10）同時(shí)進(jìn)行，然后貼標(biāo)機(jī)構(gòu)開(kāi)始工作，標(biāo)簽在光電傳感器的作用下出一張完整的標(biāo)簽并伴隨著電機(jī)的作用轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)品，將標(biāo)簽完好的貼于產(chǎn)品表面，完成一次貼標(biāo)，貼標(biāo)動(dòng)作完成后，兩個(gè)緩沖可調(diào)氣缸退回初始位置，完整的一次定位貼標(biāo)結(jié)束。再次放產(chǎn)品與托瓶包膠軸上，進(jìn)行第二次的貼標(biāo)動(dòng)作，重復(fù)運(yùn)行進(jìn)行貼標(biāo)。

圖8 方案三示意圖

圖9 方案三設(shè)計(jì)圖

圖10 氣缸壓頂機(jī)構(gòu)

3設(shè)計(jì)方案比較及最終方案確定

三種不同的設(shè)計(jì)方案，涉及到了線性電機(jī)、行程開(kāi)關(guān)、緩沖可調(diào)氣缸和行程可調(diào)氣缸，都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，具體分析見(jiàn)表1.

表1 三種方案優(yōu)缺點(diǎn)比較

通過(guò)三個(gè)設(shè)計(jì)方案的分析比較，依據(jù)經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性、操作性、穩(wěn)定性。最終選定方案二為本次改進(jìn)設(shè)計(jì)的方案，以氣缸作為執(zhí)行元件，進(jìn)行定位貼標(biāo)。

4結(jié)束語(yǔ)

為使貼標(biāo)簡(jiǎn)單、提高貼標(biāo)效率和穩(wěn)定性，本文完成了半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)3種改進(jìn)設(shè)計(jì)。確定第二種方案，其原理是：瓶子（產(chǎn)品）任意放于包膠牽引軸上，按下腳踏，軸向氣缸推動(dòng)產(chǎn)品位置，同時(shí)壓頂氣缸運(yùn)作下壓產(chǎn)品，產(chǎn)品到達(dá)指定位置后，標(biāo)簽通過(guò)相應(yīng)機(jī)構(gòu)送出與該處的產(chǎn)品粘貼，然后壓頂氣缸上的壓輪對(duì)貼標(biāo)進(jìn)行覆壓，完好的貼在產(chǎn)品表面。本半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)經(jīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)后，解決了產(chǎn)品軸向調(diào)節(jié)的問(wèn)題，使操作更方便；在壓頂方面，將原有的人工壓頂改為氣壓壓頂，人工操作將更加方便，更加適用、更加人性化。本改進(jìn)半自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)已得到企業(yè)推廣應(yīng)用。

[1]陳立定.瓶裝自動(dòng)貼標(biāo)機(jī)的研制[J].食品工業(yè)科技，2009，30（12）：303-307.

[2]濮良貴，陳國(guó)定，吳立言.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社，2013.

[3]孫桓，陳作模，葛文杰.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2013.

The Improved Design of Sem i-Automatic Labeling Machine

NIE Xiao-chun1，LEIPing2，WANG Ju-ying1，SUN Xiao-hui1
（1.Guangzhou Institute of Technology，Guangzhou Guangdong 510925，China；2.Guangdong Baiyun University，Guangzhou Guangdong 510450，China）

This paper compares three proposed designs for improving the semi-automatic labelingmachines.These three designs are intended to solve the problem about axial adjustments，and to make operations handier，among which，design two is chosen，due to fact that this scheme converts the originalmanmade pressure into pneumatic pressure，simplifying the operations and improving the efficiency and quality of product-positioning labeling，so that the stability of equipment is improved and the labeling machine of axially product-positioning is equipped with multiple functions instead of single function.

semi-automatic labelingmachine；improved design；multi function

TH 69

A

1672-545X（2016）12-0147-04

2016-09-12

聶小春（1975-），女，江西高安人，碩士，講師，研究方向?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。