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1、东北大学本科生毕业设计（论文）专用纸第1章 绪论1.1 课题研究的背景、目的及意义目前，我国的医药包装同国际水平相比还有很大的差距，集中体现在包装设计、技术水平，功能单一而且需要大量的人力、财力、物力。故集多功能于一体的装盒机，符合多功能要求的制药包装设备越来越多地受到各大制药厂上的青睐，工欲善其事，必先利其器。还要注意简化机构，在保证功能的同时使得机构不繁重臃肿，多功能药品包装全自动生产线集折盒、装盒的功能于一身，并具有打印批号、粘贴防伪标签等功能，具有明显的性价比，其技术稳定、性能齐全，大大提高了药品包装的速度，降低了生产成本，提高了制药厂商的经济效益，吸引了众多制药企业的目光。通过对药品
2、自动装盒机的机构设计和运动分析，可以很好的掌握机械的机构设计。提高文献的阅读能力及论文的写作水平。1.1.1 包装机械的市场背景国外包装和食品机械水平高的国家主要是美国、德国、意大利、日本、和英国。而德国的包装机在设计、制造及技术性能等方面则居于领先地位。我国的药品包装机械从整体上来看和外国的设备还是存在着一定的差距的，如产量不高、运行不稳定、零部件标准化低等。面对诸多的问题我们在考虑提高自身水平的同时，重新整理今后的发展思路很有必要。我国药品包装机械经过几年的飞速发展，经历了从靠进口到靠效仿到逐渐自我完善的过程，发展到今天可以说达到了行业发展道路上的小高峰。但是随着国家对药品GMP认证工作的
3、不断深化，GMP对药品包装设备的要求也有更加严格的规范，我们的药品包装设备也在GMP的约束下前进了一大步，无论是在包装工艺上，还是在产品材质的使用上。另外，由于电子技术的发展。也使药品包装设备效能感自动化迈进了一大步，但距离实现真正的自动化还有待于努力。我国包装机械需求量很大，国内生产的机械无论是数量上还是品质上（国内包装机械产品技术水平普遍低，95%产品属于初中级产品：产品质量不高，性能低，寿命短，可靠性差）都远不能满足需求，每年仍需进口大量包装机械，我国是世界包装机械的进口大国之一。我国包装机械（含食品机械）进口额2000年、2001年和2002年分别为8.1亿美元、9.6亿美元和10.3
4、亿美元。与进口额相比，我国包装机械的出口额小很多。2000年和2001年分别为8400万美元和1.1亿美元，2000年增为1.4亿美元。我国已经成为世界5大包装机械生产国和2大包装机械进口国。另外，20实际80年代末开发的冷杀菌技术在国外已开始应用，他们包括超高压杀菌、超高压脉冲电场杀菌、强磁脉冲杀菌、脉冲强光杀菌、微波杀菌，紫外线杀菌、臭氧杀菌、超声波杀菌、高能射线杀菌和低温调空杀菌等技术。另外还有生物包藏技术、活性包装技术、栅栏障碍技术、膜分离技术及抗菌包装技术等都是在食品加工和包装方面的最新技术。食品超高压处理技术被称为：“食品工业的一场革命”、“当今世界十大尖端科技”等。冷杀菌又称物理
5、杀菌，是当代的崭新科技。为了保持食品功能成分的生理活性及保持食品色、香、味及营养成分，食品包装机械的设计知道上采用冷杀菌技术是非常必要的。1.1.2 目的及意义1、目的本课题主要是完成多功能设计，设计多个功能机构同步运行，完成整个的包装过程。其中包括工作机构折盒装置、折说明书装置、打印装置。辅助机构有传送带。在其中的折盒机构中需要设计机械手实现纸盒的传输，能准确无误地运送到折说明书机构的装置下，完成一次性折盒、折说明书到装盒。通过上述机构的协调运行完成折盒、折说明书、装盒传送、打印等完整药品包装过程。同时要完成功能机构中各个承载装置的校核，以确保整个装置的正常运作。另外，要保证各个功能机构之间
6、的协调性，即在时间上的配合，也就是在折盒机构折好每一个盒的同时，机械手要运送一个纸盒到与此同时折好的说明书处，完成一次性装盒然后运送到等待的传送带上，进行下一个打印工序。2、意义 本课题研究的意义在于真正实现多功能同步实现，总结分析现如今诸多包装机的功能单一，操作笨重的情况，设计该装盒机则是填补了自动多功能包装机械的空白。 由于目前国内的包装机械行业中，能完成整个过程的包装机构较少，所以多功能装盒机的问世，会给包装行业带来新的生机，给机械行业注入新的活力。 但是鉴于个人知识水平有限，在设计过程中难免会有不足之处，然而我相信本课题的研究设计会给带来新的设计理念和创新意识。研究多功能自动装盒机丰富
7、了个人设计思想，培养了设计兴趣，还能开拓在包装机械设计领域的创新空间。本次设计使我在四年中所学的机械设计知识，以及机械绘图能力得到发挥，同时也发觉个人能力的有限。1.2 包装机械的发展现状及趋势我们在进行药品包装机械的设计上除了满足现有的包装形式，也可以引导包装方式的发展，是药品包装向着更安全、更方便、更具实用性、高效、节能的方向发展。1.2.1 国外包装机械的发展现状2002年德国包装机械产值达34亿欧元，其产量的77%为出口产品。最近几年，这些国家包装和食品机械设备发展呈现出新的趋势。1、工艺流程自动化程度越来越高目前自动化技术在包装生产线中已占50%以上，大量使用了电脑设计和机电一体化控
8、制，目的是提高生产率，提高设备的柔性和灵活性，增加机械手以完成复杂的包装动作（模拟手工包装）。每个机械手均有单独的电脑控制，摄像机见空包装动作并将信息反馈到电脑以调整动作幅度，保证包装的高质量，同时对包装材质及厚度有自动识别功能，再由电脑计算后去控制机械运动，完全是个“自适应”系统，保证系统在最优状态下工作。提高生产率，降低工艺流程成本，最大限度地满足生产要求。高速设备一旦出现故障，损失也同样惊人，所以高速度设备一定要有故障分析系统（自诊断系统）并能自行排除故障，使生产率得以提高。2、适应产品变化 设计具有好的柔性和灵活性。为适应竞争需要，产品更新换代的周期越来越短，有的产品甚至一季一变，而产
9、量都很大，包装机的寿命远大于产品的寿命周期，所以某些包装机要能适应产品的变化，只能以柔性和灵活性来适应，包括量的灵活、构造的灵活和供货的灵活。构造可以采用单元模块化，供货灵活是指单机可以实现多种包装组合，设多个进料口及不同形式包装。3、成套供应能力强 如一条饮料灌装线，有200多微电脑件，100多种控制软件，灌装封盖部分又是两套组合，其他部分共用。一个供货商可以为用户进行工程设计、安装、调试、最后交用户验收。包装机械设计普遍使用仿真设计技术。把各种机器单元以数据库形式存入计算机，把图纸数字化后输入计算机、由计算机自动合成三维模型把实际生产的指标和数据、可能发生的故障等输入计算机。计算机三维模型
10、即可按照实际工作情况进行操作，演示出生产能力、废品率、生产线瓶颈在何处等，还可以根据用户意见进行修改模型直到用户满意。采用计算机仿真技术后，大大缩短恶劣包装机械的设计周期及新产品开周期。1.2.2 国内包装机械的发展趋势为开拓中东、非洲包装塑料市场，成为我国包装工业创造条件，从去年在中东的阿联酋举办的“中东和非洲包装机械展销会”来看，有关专家认为，中东包装塑料几市场有待开拓，我国包装机械在该市场具有一定的优势，优势在于价格实惠。据调查，中东市场的包装机械适销机型主要为：半自动水平垂直包装机、瓦楞纸箱生产线、PET（聚酯乙烯）塑料生产线、香皂水平包装机及用于奶酪和黄油的水平填充、密封机械与奶油装
11、罐机的需要持续增长。目前，各国包装设备在埃及市场所占份额为：埃及30%。意大利18%。中国15%，德国10%。西班牙8%，美国5%，英国5%，印度5%，中国台湾2%，其他国家4%，由此可见，中国的包装机械还有很大的拓展空间。我国包装机械产业从上世纪80年代以来的20多年中，发展十分迅速。我国包装几产值在1982年仅为3亿元人民币，1999年、2000年和2001年分别增为125亿、155亿和为172亿元，2002年增至195亿元，到2005年将达250亿元以上。人性化设计就是在设计的过程中要充分考虑人的胜利和心理因素。更加重视产品的“方便”、“价钱”、“安全”和“效率”等方面的评价，应该不至于
12、在。长期使用过程中对操作者造成操作不适、易疲劳等生理或心理的不良反应至伤害。因此设计人性化的包装机成为一大主题，如图1.1所示。绿色设计原则将是从人类的长远利益出发的。从绿色设计原则出发，产品从它一出生到完成它实用价值以另一种形式存在都属于设计所考虑的范围。图1.1 DBL（Z）-22系列包装机我们应当遵从这样一条原则：减少一切可以避免的，一切废品都是浪费，都可能对环境造成污染。在这个指导下，我们可以从结构、工艺组合及包装原材料等方面来考虑我们的包装机械。绿色型包装机如图1.2所示。现在的包装自动化只能说是相对的。要实现真正的自动化我们的路还很长，会碰到诸如检测、自动调整等一系列问题。因此真正
13、实现机电一体化的设计还需要我们的努力，尽管现在已经有不少的机电一体化的产品，但是机械部分还是占主体。目前国内和国外有了不少的机电一体化的包装机械产品，但是由于功能单一或者操作烦琐，甚至机身笨重的缺点，真正的机电一体化还需要一段时间。图1.2 ZHJ80D型自动包装机因此设计新型机电一体化的包装机是如今的主题，在保证了人性化设计并且不危害人体健康的前提下，实现机电一体化的设计，这不仅是包装机械的进步，也是电气和机械工程的进步。对形态各异、物理特性各不同的药品在检测过程中所碰到的问题会更多，而检测之后数据的传输和处理，对控制系统的要求也不会就停留在当前的这个程度上，这需要电子行业和包装行业的共同努
14、力，需要医药包装机械能够将新的电子技术及时的应用到实践中来，需要两个行业的共同的探索。把各种机器单元以数据库形式存入计算机，把图纸数字化后输入计算机、由计算机自动合成三维模型把实际生产的指标和数据、可能发生的故障等输入计算机。现今已有不少这方面的产品问世，但是也存在着各种各样的问题。比如功能单一，操作复杂烦琐，主体机构笨重等问题是存在的。尽管如此国内已经有了比较完善的功能装置和包装机，它在机构上，功能上，以及操作上都实现了机电一体化的功能，填补了国内的的空白，为以后多功能自动装盒机的发展铺好了道路。国内产品DZH-100型包装机如图1.3所示。图1.3 DZH-100多功能自动包装机1.3 本
15、课题的研究设想多功能指制药机械在特定的使用和环境条件下，完成基本工艺动作的机电运动功能。随着高新技术的发展、交叉领域新技术渗入，先进的原理、机构、控制方法及检测手段的应用，仪制药机械的功能不断被充实和完善。多功能药品包装全自动生产线具有如下功能： 因为盒子的种类繁多，因此设计的折盒模块也要有不同种类以相适应。具体到模块的长宽高，设计和加工余量。1、打印批号在上个功能机构完成其加工过程后，将盒成型封好，待打印批号。2、折说明书机构运用空间八块机构，使得说明书的折法可以随意折，最后还能直接将说明书装进折好的盒子，方便快捷，简化机构，还能保证准确性和稳定性。3、预期结果和意义1) 通过对药品包装全自动生产线方面的阐述，以及客户需求的不断提高，多功能药品包装全自动生产线在各方面将会不断的提高，为推动医药事业的发展做出应有的贡献。2) 对于原有产品的更新换代。创新与发展是时代的主题。技术创新与产品的更新换代更是制药包装设备面临的又一大挑战。多功能药品包装全自动生产线属于独立开发的产品，可根据市场所需及客户要求在符合原有设计原理的情况下进行更新换代。3) 这样的机器不仅广泛用于药品、化妆品、食品等产品的装盒，特别适用于贵重物品、易碎、无合适进给物品等产品的装盒，相信多功能自动装盒机的问世，会给人们的生活带来极大方便，给生产带来新的动力，有极大市场前景。第2章 多功能自动装盒机的
