- 1 -编织袋自动供袋机的设计编织袋自动供袋机的设计Design of automatic supply machine for woven bags王磊摘摘 要要 介绍了编织袋自动供袋装置的设计方案及设计原理。详细说明了其三维建模的过程，并附建模过程示图。此说明可作为三维建模的入门题材，为刚刚接触Solidworks的技术人员搭建了一个入门的平台。关键词关键词 自动供袋机；三维建模；SolidworksAbstractDesign scheme and design principle of automatic supply machine for woven bags are introduced.Details of its three-dimensional modeling of the process, together with plans showing the modeling process. Thisdescription can be used as three-dimensional modeling of the entry theme for just contact with Solidworkstechnical personnel built a platform for entry.Key wordsautomatic supply machine; three-dimensional modeling; Solidworks1 1 绪绪 论论1.11.1 前言前言包装机械工业是一个市场潜力很大的朝阳行业,也是实现我国包装行业振兴的一个新增长点。 我国包装机械行业20世纪90年代以来发展成绩显著,在引进消化吸收的基础上已开始自行研制开发产品,且有部分出口。但是我国包装机械工业的整体水平还只相当于国际上世纪70 年代末至80年代中期水平,有的产品虽达到发达国家90年代末期水平,但数量极少。粒料包装机是一种用途十分广泛的机械设备,它的研制成功可以提高劳动生产率,促进国内化工、 粮食等产业生产线的自动化,因此,粒料包装机具有很强的实用价值。 目前在研究和消化块状物料包装设备和国外粒料包装设备的基础上,已研制出一种粒料包装机。此文主要针对该粒料包装机的自动供袋机研制过程进行分析探讨。1.21.2包装机械如何发展包装机械如何发展在生产制造上，专业化生产已成为趋势。国际包装机械厂商都十分重视包装机械与整个包装系统的通用能力，一些通用标准件不再由包装机械公司生产， 某些特殊的零部件则由高度专用化的生产厂家生产， 而真正的包装机械公司在某种意义上是组装厂。中国包装机械起步较晚，经过20 多年的发展，国内包装机械已成为机械工业中十大行业之一， 为我国包装工业快速发展提供了有效的保障。 有些包装机械填补了国内空白， 已能基本满足国内市场的需求， 部分产品还有出口。但在目前，国包装机械出口额还不足总产值的5%，进口额却与总产值大抵相当，与发达国家相去甚远。中国包装机械制造业存在问题是， 一缺乏宏观统筹规划，二是缺乏资金投入，企业用于研究和开发的投资占销售额平均水平不到1%，三是缺乏专业技术人员。技术差距主要表现在以下几个方面：与发达国家相比，中国包装机械行业的产品从产品结构看，包装机械品种只有1300 多种，配套数量少，缺少高精度和大型化产品，不能满足市场需求；产品质量差距表现在产品性能低，稳定性和可靠性差、外观造型不美观、表面处理粗糙，许多元器件质量差、寿命短、可靠性低，影响了整体产品的质量；从企业- 2 -状况看，国内包装机械行业缺少龙头企业，生产规模大、产品档次高的企业不多；从产品开发看，国还基本停留在测试仿制阶段， 自行开发能力弱， 缺少科研生产中试基地，科研经费仅占销售额的1%而国外高达8%10%。中国包装机械的技术水平从整体看先进国家的枝术水平整体看落后20 年，产品的开发、性能、质量、可靠性、服务等方面的竞争中处于劣势。据内有关专家预计，2005 年我国包装机械产量增加到67 万台（套），2010 年增至93 万台（套），但是仅靠增加资金投入、 扩生产规模的粗放式经营已不能满足形势发展的需要，国的包装生产已进入调整产品结构、提高开发能力的新时期。技术升级、产品换代、经营管理是行业发展的重要课题。有关方面建议在产品结构上，应以市场为导向，改变目前以低技术含量为主、低水平竞争的状况，淘汰一批低效高耗、低档次低附加值、劳动密集型的产品，努力开发生产高效低耗，产销对路的大型成套设备和高新技术产品。包装功能上，工农业产品要趋向精致化与多元化，包装机械产品要朝着产品多功能与单一高速的两极化方向发展，对于糖果等包装就需要枕式的异形的联体的，这样的产品则要求在一台包装机上完成系列产品包装。技术性能上， 要将其他领域的先进技术应用在包装机械上，如机电一体化技术、热管技术、远距离遥控技术、自动柔性补偿技术等，使产品技术性能大幅度提高。2 2 自动供袋机设计前准备自动供袋机设计前准备2.12.1 编织袋自动供袋机的原理编织袋自动供袋机的原理供袋机用于为装袋机提供包装袋，人工将包装袋放置在供袋盘上后，其余的动作均由设备自动完成。供袋盘供袋盘供袋由供袋盘完成。两工位供袋盘可沿导杆运动，以便工位间切换， 当光电开关检测到第一个工位的料袋取光后，向PLC控制系统发出信号，控制系统驱动电磁阀控制气缸完成自动更换工位， 供袋盘上每一工位包装袋的最大存储量为400条，正常工作时一般摆放200300条。人工将包装袋摆放在供袋盘上，等待取袋。图1自动供袋机原理结构简图 （1.抓袋器2.分拣器3.吸袋器4.袋子传送器5.机架6.供袋盘）- 3 -吸袋器吸袋器吸袋器从供袋盘上吸取料袋并将料袋送至袋子传送器的滚筒处。 吸盘向下运动落到包装袋上， 将包装袋吸住，然后气缸向上提升，到位后给袋气缸动作，使吸盘支架摆动，将包装袋送到袋子传送器的滚筒上，此时吸盘松开，并回到原位，准备吸取下一个包装袋。真空检测开关可保证每一次吸袋的成功。袋子传送器袋子传送器其作用是把吸袋器送来的包装袋传送到分拣器上。 然后缓慢退回，确保包装袋在斜板上保持正确的位置和形状。抓袋器抓袋器抓取包装袋，通过四连杆将包装袋上举，定位在装袋机的取袋位置上， 等待装袋机的取袋开袋夹送装置将包装袋取走。2.2.2 2 编织袋自动供袋机的方案确定编织袋自动供袋机的方案确定鉴于上述供袋机的原理， 现决定各部分机构的具体结构、材料，以及各部分机构的相互协调配合，实现自动供袋的功能，并满足预先设计的生产要求。3 3 自动供袋机的零件设计自动供袋机的零件设计3.13.1 编织袋自动供袋机的吸盘设计编织袋自动供袋机的吸盘设计3.1.1 吸盘构思图3-1-1吸盘构思图3.1.2 吸盘卡块构思图3-1-2吸盘卡块构思图- 4 -3.1.3 吸盘三维建模在对吸盘结构构思完成之后，下一步便可以开始对吸盘结构进行三维建模。建模时应注意考虑其尺寸问题，因为构思图和真实效果之间有一定的差距， 在建模时一定要与实际的生产、生活联系起来。下面附吸盘三维建模的装配图，如图3-1-3。图3-1-3吸盘装配三维模型3.23.2 编织袋自动供袋机的气缸设计编织袋自动供袋机的气缸设计3.2.1 气缸支座构思图3-2-1气缸支座构思图3.2.2 气缸的选择三维建模的过程中， 我们会用到很多的标准件以及非标可购买零部件。如果这些零件要我们手绘的话，那将是一项不小的工程。这时就需要一款操作简便，且可以帮助我们生成这些麻烦零件的工具，这就是“迈迪工具集” 。- 5 -它可以帮助我们生成诸如螺钉、螺母、气缸、电机等等，图3-2-2就是它生成的气缸，而且还可以选择不同的公司，从中选取适合的零部件。图3-2-2由“迈迪工具集”生成的气缸3.33.3 编织袋自动供袋机的中间滚轮设计编织袋自动供袋机的中间滚轮设计3.3.1 大滚轮构思大滚轴中间轴为钢制轴， 外层为胶质材料， 如图3-3-1。这是为增加滚轴与编织袋的摩擦力， 同时也可减轻大滚轴自身的重量。这便是大滚轴的前期构思，下一步三维建模便可以以此为鉴。图3-3-1大滚轴构思图3.3.2 大滚轴三维建模图3-3-2大滚轴三维模型- 6 -3.43.4 编织袋自动供袋机的电机架设计编织袋自动供袋机的电机架设计3.4.1 电机架构思构思过程中，要考虑该零件如何和电机连接，另一端又如何与架体连接。并且在实际安装时要有角度的问题，因此要将此零件设计成可调节的连接方式。图3-4-1电机座构思图3.4.2 电机架三维建模三维建模过程中，应根据预先构想进行。但应该安排好建模的先后顺序，以免建模过程中出现建模冲突，影响建模进度和质量。三维模型如图3-4-2。注意：此电机架在设计前，应以选择好合适的电机，再跟具电机的安装尺寸设计电机架。图3-4-2电机架三维模型- 7 -3.53.5 编织袋自动供袋机的斜桌面设计编织袋自动供袋机的斜桌面设计3.5.1 桌面底架构思该桌面一定要满足编织袋1000x600的规格要求，要在能在编织袋平铺在桌面的同时， 在编织袋的上下及左右留出足够的空间， 该空间是为了安装编织袋左右挡板和编织袋下方的接袋挡板。图3-5-1桌面底架构思图3.5.2 桌面底架三维建模此部件的形状比较规则，因此建模过程也较简单，可先画出平面规格，然后拉伸即可。至于桌面上的螺纹孔，可以在拉伸过程后进行打孔。三维模型如图3-5-2。图3-5-2桌面底架三维模型3.5.3 斜桌面连接构思此桌面连接结构要满足桌面与支架的连接， 同时还要满足桌面的角度调整， 因此构思时要考虑将其设计为可以调整的连接。斜桌面连接构思如图3-5-3。图3-5-3斜桌面连接构思图- 8 -3.5.4 斜桌面连接三维建模此连接件在建模过程中，也属于比较简单的零件，只需建好平面规格，然后拉伸至想要厚度即可。但拉伸过程中有可能遇到轮廓线不闭合的问题，需要将其轮廓线放大，然后检查其是否是闭合线，便可解决此问题。图3-5-4斜桌面连接三维模型3.63.6 编织袋自动供袋机的集袋桌设计编织袋自动供袋机的集袋桌设计3.6.1 集袋桌构思集袋桌时整个供袋机工作时填装编织袋的机构， 它要求编织袋能叠放一定高度。且在一侧编织袋用完之后，能自动切换到另一个工作位置，来提高工作效率，实现自动化。此机构在构思时要考虑的东西复杂，也是比较关键的部分。构思如图3-6-1。图3-6-1集袋桌构思图- 9 -3.6.2 集袋桌的三维建模集袋桌之所以构思及建模困难， 时因为桌面可以靠滚轮移动，而滚轮又在下面支架上的滚槽里移动，所以它们之间的对正是需要精确计算的。 而且桌面和支架之间还要安装一个气缸，使桌面往复运动，所以桌面和支架的距离也要掌握的比较好。 下面给出集袋桌和桌面支架的整体三维模型，可以更好的认识这个结构。构思如图3-6-2/3-6-3。图3-6-2桌面三维模型图3-6-3桌面及支架三维模型- 10 -4 4 自动供袋机的总体设计自动供袋机的总体设计4.14.1 供袋机总装三维模型供袋机总装三维模型图4-1-1总装配体三维模型1图4-1-2总装配体三维模型2- 11 -4.2供袋机二维图转化供袋机二维图转化CAD工程图的转化需要在Solidworks中事先转化， 并在Solidworks中将需要剖的部位剖开，但不需要剖面线，因为将此图保存为CAD格式之后，在CAD中剖面线可能遇到不显示的情况。其余的内容如中心线、线粗细等完全在CAD中完成。下面为编织袋自动供袋机的CAD图。图4-2-1供袋机俯视图图4-2-2供袋机左视图- 12 -5 5 结语结语自动供袋机是一种用途十分广泛的机械设备,它可以大大提高劳动生产效率,促进国内化工、粮食等产业生产线的自动化进程,因此,自动供袋机具有很强的实用价值和社会效益。自动供袋机是典型的机电一体化产品，对于刚刚步入岗位的技术人员来说， 通过自动供袋机的三维设计，在机械结构设计、气动、传动和控制系统设计等方面可得到一定地锻炼， 有利于进一步提高技术人员机电一体化的设计水平。参考文献参考文献1 成大先.