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1、机电一体化产品与系统介绍 -自动贴标机姓名： 周锦赵学号： 0901010460班级: 09机械四班南京理工大学泰州科技学院2012年10月自动贴标机摘 要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。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。关键词：贴标机 履带式传送带 螺旋式 取标，贴标1、 选择的意义商品市场日益玲琅满目，在市场需求的推动下快速的发展。在发展的背后，带动了商品包装
2、行业的发展，尤其是商品的贴标。我们都知道，标签对于商品来说必不可少，没有标签的商品不会被市场和消费者所认可，因为标签是提供商品信息的重要保证。贴标机是提供商品完美贴标的保证，所以，贴标机行业变成为了商品市场中必不可少的包装设备。贴标机在商品的包装中起着重要的作用，任何一件商品的市场，都是离不开贴标机的。可以说贴标机涉足我们生活的各个领域，有食品、医药、日化等方面。随着商品市场的发展，贴标机行业也在不断的前行、创新，全自动贴标机的出现，为商品的贴标带来了更便捷、更完美的服务。全自动贴标机的出现让我们的贴标机行业进入了一个新的时代，也给商品市场的发展带来了巨大的动力支持。2、 目前研究方向及市场动
3、态从2002年至今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。这几年年，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
4、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
5、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
6、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
7、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
8、”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3、 功能分析贴标机的种类很多，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
9、、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4、总体方案设计4.1系统方案总述图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。瓶数数量单片微型计算机（主控）蜂鸣器控制贴标头光点传感器步进电机驱动送纸机构回纸机构张紧机构标签带压标装置出标装置控制装置标签定位检测输送带中有无待贴瓶检测输送带中瓶是否到
10、达标签位置上瓶机构带有定位机构的履带式传送带主驱动电机底 座速度控制图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。4、2单片机控制步进电机的自动售货机系统采用单片机控制，主要取代脉冲分配器，而给步进电机提供电源的驱动电路必不可省，同时用单
11、片机可以实现对步进电机的走步数，转向以及速度控制等。步进电机控制，用单片机同时控制x轴和y轴两台三相步进电机，控制接口如图二所示。此接口电路可选用可编程并行接口芯片8255，8255的PA口的PA0，PA1，PA2，控制x轴的三相步进电机，8255的PB0，PB1，PB2控制y轴三相步进电机。只要确定了步进电机的工作方式，就可以控制各采用单片机控制，主要取代脉冲分配器，而给步进电机提供电源的驱动电路必不可省，同时用单片机可以实现对步进电机的走步数，转向以及速度控制等。步进电机控制，用单片机同时控制x轴和y轴两台三相步进电机，控制接口如图二所示。此接口电路可选用可编程并行接口芯片8255，825
12、5的PA口的PA0，PA1，PA2，控制x轴的三相步进电机，8255的PB0，PB1，PB2控制y轴三相步进电机。只要确定了步进电机的工作方式，就可以控制各相绕组的通电顺序，实现步进电机正转或者反转。5、 具体技术方案5、1单片机硬件此系统采用89C51单片机，其引脚如图所示5、2复位电路复位电路使用了独立式键盘单片机的P1口键盘的接口。该设计要求只需4个键对步进电机的状态进行控制但考虑到对控制功能的扩展使用了6路独立式键盘。复位电路采用手动复位所谓手动复位是指通过接通一按钮开关使单片机进入复位状态晶振电路用22PF的电容和12M晶体振荡器组成为整个电路提供时钟频率。 晶振电路8051单片机的
13、时钟信号通常用两种电路形式电路得到内部震荡方式和外部中断方式。在引脚XTAL1和XTAL2一般接入晶振内部晶振就会理当的形成。目前大多数使用12M的晶振6M的晶振也较常用。硬件原理如图的晶振也较常用。硬件原理如图5、3光电传感器的介绍 光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。光电传感器在一般情况下有三部分构成它们分为发送器、接收器和检测电路发送装置与接收装置经过校准对好光的来源一般为模拟电子技术电路光束是连续发射的。接收装置总体来说由对光敏感的器件组成。接收装置接收之前需要通过一些光学设备对光进行处理。在其后面是检测电路能够进行放大检测。 其分类和工作方式如下 1槽型光电
14、传感器 这种传感器的特点是在一个平面上在一个槽的两侧安装发射和接收装置。固定波长和频率的光由发光装置产生通过媒介被接收装置收到。当光的传输被阻挡时光电开关便动作。产生一个特定的信号从而可以用来完成特定的功能。这种装置一般适合距离较短的检测。2对射型光电传感器 此类型传感器相比于槽型传感器的优点是能够检测较大距离的信号。不同于距离小的传感器这种传感器的发射接收装置完全分开它的检测距离可达几米乃至几十米。其动作原理与小型传感器类似。 3反光板型光电开关 利用光的反射原理省去接收装置而做成的传感器就是反射型光电开关这种装置的原理为本身发光装置通过反射回到本身的接收装置如果光的传输过程中被阻断开关就会
15、动作产生一个开关量。 4扩散反射型光电开关 这种类型的传感器的工作原理与反射型相反当接收装置无法接收到光时无动作当光被物体挡住而使接收装置接收到部分时就会产生开关量5、4控制电路设计由于控制系统需要对一些参数进行设置所以需要有简单的人机接口电路而按键是最简单的人机接口具有体积小编程方便便于集成等优点所以在51单片机接口电路的P2口上接入键盘通过软件编程达到控制贴标机控制系统的目的例如改变产量设置时间等。S3S10接单片机的P2.0P2.7R3R9为上拉电阻当按键按下时接口为低电平通过编程可实现识别和变化。 具体电路如下图5、5 74LS373 74LS373 是一种带输出三态门的8D锁存器。1D8D为8个输入端，1Q8Q为8个输出端。G为数据锁存控制端：当G为“1” 时锁存器输出端同输入端：当G由“1”变“0”时，数据输入锁存器中为输出允许端：当为“0”时，三态门打开：当为“1”时，三态门关闭，输出呈高阻状态。在51单片机系统中
