包装机械设计原理（PPT62页).ppt

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1、包装机械设计原理包装机械设计原理（1）与一般机械不同；）与一般机械不同；（2）但仍属轻工机械范畴，多为自动加工机械。）但仍属轻工机械范畴，多为自动加工机械。本章介绍：本章介绍：1.自动包装机生产率分析自动包装机生产率分析2.自动包装机工艺方案设计自动包装机工艺方案设计3.自动包装机循环图设计自动包装机循环图设计.2021/9/231自动机械生产率自动机械生产率是指自动机械在单位时间内生产的是指自动机械在单位时间内生产的产品产品数量，其数量，其单位可以是：件单位可以是：件/分、米分、米/分、千克分、千克/分、升分、升/分等。分等。产品是广义的。产品是广义的。以下分析的是单件产品特征的自动机械的以

2、下分析的是单件产品特征的自动机械的理论生产率理论生产率工艺生产率工艺生产率.2021/9/232理论生产率理论生产率自动机械通常是调整到正常工作状态下加工产品，自动机械通常是调整到正常工作状态下加工产品，此时的生产率称为此时的生产率称为理论生产率，用理论生产率，用Q表示表示。它是自动。它是自动机械设计的理论依据。机械设计的理论依据。设加工单件的时间设加工单件的时间T为为T=t工作工作+t空程空程t工作工作加工循环内工作行程所需的时间；加工循环内工作行程所需的时间；t空程空程加工循环内空行程所需的时间。加工循环内空行程所需的时间。对多工位自动机，对多工位自动机，t工作工作、t空程空程均为各工位不

3、相重合的时间之和。均为各工位不相重合的时间之和。自动机械的理论生产率自动机械的理论生产率Q为为Q=1/T=1/(t工作工作+t空程空程)2021/9/233工艺生产率工艺生产率如果如果Q=1/T=1/(t工作工作+t空程空程)式中式中t空程空程=0，则，则Q=1/T=1/t工作工作=KK称为工艺生产率称为工艺生产率自动机在工作循环内无空行程自动机在工作循环内无空行程或空行程时间与工作行程时间重合时的生产率，表示连或空行程时间与工作行程时间重合时的生产率，表示连续生产。续生产。由上述二式得由上述二式得Q=K/(Kt空程空程+1)令令1/(Kt空程空程+1)=，则，则=Q/K=t工作工作/T称为生

4、产率系数称为生产率系数表示自动机理论生产率与工艺表示自动机理论生产率与工艺生产率之比，亦表示自动机在时间上的利用程度，即工生产率之比，亦表示自动机在时间上的利用程度，即工艺过程的连续化程度艺过程的连续化程度。2021/9/234二、自动机生产率分析二、自动机生产率分析由生产率公式可知：由生产率公式可知：t工作工作、t空程空程Q；从不同从不同t空程空程值的值的K-曲线和不同曲线和不同t空程空程值的值的K-Q曲线曲线分析分析：图图1不同不同t空程空程值的值的K-曲线曲线图图2不同不同t空程空程值的值的K-Q曲线曲线2021/9/235分析的结论：分析的结论：1）01，所以，所以QK.2）t空空一定

5、时，一定时，K；K一定时，一定时，t空空.2021/9/236（3）3）t空空一定时，一定时，KQ,但但K时，时，Q1/t空空为定值；为定值；K一定时，一定时，t空空Q，但，但t空空0时，时，QK值。值。t空空=0时的自动机为连续作用型机械，时的自动机为连续作用型机械，Q=K，此时重点，此时重点研究：研究：K(t工作工作)Q2021/9/2374）K较小（较小（t工作工作较大）时，较大）时，t空空对对Q影响小；影响小；K较小时：重点研究较小时：重点研究t工作工作KQ；K较大时：重点研究较大时：重点研究t空程空程Q；K适中时：同时研究适中时：同时研究t工作工作、t空程空程。自动机生产率理论的本质

6、所在自动机生产率理论的本质所在。2021/9/238三、自动机械的实际生产率三、自动机械的实际生产率 因部件磨损、机构故障、更换产品等因部件磨损、机构故障、更换产品等时间损失时间损失实际实际的生产率的生产率理论生产率理论生产率Q。实际生产率实际生产率Q实实考虑时间损失而计算的自动机械在单考虑时间损失而计算的自动机械在单位时间内生产的产品数量。位时间内生产的产品数量。Q实实=1/(t工作工作+t空程空程+t损失损失)相对而言，相对而言，t空程空程即为循环内时间损失，即为循环内时间损失，t损失损失即为循环外时即为循环外时间损失，即间损失，即t总损总损=t空程空程+t损失损失。t总损总损与自动机械的

7、设计、选择、应用有关，分为两大方与自动机械的设计、选择、应用有关，分为两大方面：工艺和设备；或六类：与空程时间、工具使用、修理面：工艺和设备；或六类：与空程时间、工具使用、修理调整、产生废品、转换产品、生产管理等有关的时间损失。调整、产生废品、转换产品、生产管理等有关的时间损失。由以上介绍可见：由以上介绍可见：KQQ实实的的关系关系。2021/9/239KQQ实实的关系曲线的关系曲线T=t工作工作，此时自动机械生产率为工艺生产率，此时自动机械生产率为工艺生产率K；T=t工作工作+t空程空程，此时的生产率为理论生产率，此时的生产率为理论生产率Q；T=t工作工作+t空程空程+t损失损失，此时生产率

8、为实际生产率，此时生产率为实际生产率Q实实。由图可见：自动机由图可见：自动机工艺工艺生产率生产率、（、（设备设备）可靠性）可靠性实实际生产率曲线向右延伸，际生产率曲线向右延伸，Q实实max。2021/9/2310四、提高生产率的途径四、提高生产率的途径影响自动机生产率的两大方面：工艺因素和设备因素。影响自动机生产率的两大方面：工艺因素和设备因素。工艺方案先进合理、设备和机构先进可靠、时间损工艺方案先进合理、设备和机构先进可靠、时间损失少失少生产率生产率。提高生产率的途径提高生产率的途径:1、减少循环内空程时间损失、减少循环内空程时间损失t空程空程：（1）时间（部分）重合；）时间（部分）重合；（

9、2）在保证工作精度和可靠性前提下采用合理的工作速度；）在保证工作精度和可靠性前提下采用合理的工作速度；（3）采用连续作用型自动机。）采用连续作用型自动机。2、减少循环外时间损失、减少循环外时间损失t损失损失。3、减少基本工艺时间、减少基本工艺时间t工作工作：（1）采用先进的新工艺；）采用先进的新工艺；（2）采用工序分散的方式；）采用工序分散的方式；（3）采用多件加工的方法）采用多件加工的方法。2021/9/23115-2自动包装机工艺方案设计自动包装机工艺方案设计工艺方案工艺方案指自动机加工产品时采用的工艺过程和方法。指自动机加工产品时采用的工艺过程和方法。同一产品生产可用不同工艺过程，选最有

10、效的是确定工艺方案时首要解决的问题。同一产品生产可用不同工艺过程，选最有效的是确定工艺方案时首要解决的问题。产品生产的三种工艺方法：产品生产的三种工艺方法：（1）理化作用型）理化作用型产品在机器所施的物理或化学作用下发生性质或状态产品在机器所施的物理或化学作用下发生性质或状态的变化，以完成加工过程。如超声波洗瓶机、干燥灭菌设备等。的变化，以完成加工过程。如超声波洗瓶机、干燥灭菌设备等。（2）机械作用型）机械作用型产品在机器所施的机械作用下发生形态的变化，以完产品在机器所施的机械作用下发生形态的变化，以完成加工过程。如自动分装机、灌装机等。成加工过程。如自动分装机、灌装机等。（3）综合作用型）综

11、合作用型产品同时在机器所施的机械作用和理化作用下发生性产品同时在机器所施的机械作用和理化作用下发生性质和状态的变化，以完成加工过程。如颗粒剂塑膜包装封口机、安瓿拉丝封口等。质和状态的变化，以完成加工过程。如颗粒剂塑膜包装封口机、安瓿拉丝封口等。工艺方案工艺方案影响机器性能、技术经济指标、生产率、产品质量等影响机器性能、技术经济指标、生产率、产品质量等研究和掌握加工工艺、反复分析比较研究和掌握加工工艺、反复分析比较确定成熟和合理的工艺方案。确定成熟和合理的工艺方案。工艺方案设计原则工艺方案设计原则工艺方案选择要点工艺方案选择要点工艺原理图绘制工艺原理图绘制.相关内容相关内容2021/9/2312

12、一、工艺方案设计原则一、工艺方案设计原则*工艺方案设计总要求：高质量产品、高效率生产、低成工艺方案设计总要求：高质量产品、高效率生产、低成本和简单结构等。本和简单结构等。工艺方案设计遵循的原则：工艺方案设计遵循的原则：1）工序集中或分散原则）工序集中或分散原则工序集中工序集中将简单加工工艺集中在某工位进行多个不同要求的加工。特点将简单加工工艺集中在某工位进行多个不同要求的加工。特点是工位数少、减少运送等辅助工艺是工位数少、减少运送等辅助工艺生产率高、机构数少，但复杂。生产率高、机构数少，但复杂。工序分散工序分散将复杂工艺分解为若干工序（位），在同一机器的不同工位上将复杂工艺分解为若干工序（位）

13、，在同一机器的不同工位上进行加工。特点是机构简单、可采用时间重合原则以提高生产率，但工位数增加、进行加工。特点是机构简单、可采用时间重合原则以提高生产率，但工位数增加、要求传送及定位的可靠性高。要求传送及定位的可靠性高。工序集中与分散程度的选定，取决于哪一种更有利于高工序集中与分散程度的选定，取决于哪一种更有利于高质量、高效率、低成本。质量、高效率、低成本。2021/9/2313设计原则续工序各有严格要求工序各有严格要求以加工时间最长的工序节拍为自动机节拍以加工时间最长的工序节拍为自动机节拍要求各工序的加工时间接近、相等，否则影响生产率要求各工序的加工时间接近、相等，否则影响生产率平衡工序节拍

14、平衡工序节拍使各工序的加工时间相等使各工序的加工时间相等措施：措施：扬先进、改落后，采用新技术、新工艺、先进工扬先进、改落后，采用新技术、新工艺、先进工具具提高工艺速度；提高工艺速度；采用工序集中或分散原则。采用工序集中或分散原则。2）平衡工序（位）节拍原则）平衡工序（位）节拍原则2021/9/2314设计原则使各工序（位）的工作行程时间相互重合、工作使各工序（位）的工作行程时间相互重合、工作行程时间与辅助时间重合、辅助时间相互重合。行程时间与辅助时间重合、辅助时间相互重合。4）多件同时加工原则）多件同时加工原则在一加工过程中对多件同时完成相同工作。如水在一加工过程中对多件同时完成相同工作。如

15、水针的灌装针的灌装。3）时间重合原则）时间重合原则2021/9/2315二、工艺方案选择要点二、工艺方案选择要点*同一产品的生产可采用不同工艺过程同一产品的生产可采用不同工艺过程工艺方案的分析工艺方案的分析、比较和选择。、比较和选择。选择工艺方案时考虑：选择工艺方案时考虑：（1）产品质量与成本）产品质量与成本最基本问题；最基本问题；（2）生产率；）生产率；（3）结构复杂性和技术可靠性；）结构复杂性和技术可靠性；（4）方案的合理性、先进性、发展方向；）方案的合理性、先进性、发展方向；（5）实现方案的劳动条件、环境保护等）实现方案的劳动条件、环境保护等。2021/9/2316三、工艺原理图的绘制三

16、、工艺原理图的绘制工艺方案选择确定工艺方案选择确定设计和绘制设计和绘制工艺原理图工艺原理图是设计自动机械运动系统和结构的基础和原始资料。是设计自动机械运动系统和结构的基础和原始资料。工艺原理图上应反映：工艺原理图上应反映：（1）产品的运动路线；）产品的运动路线；（2）操作的顺序和工位数；）操作的顺序和工位数；（3）各工位上产品的加工情况；）各工位上产品的加工情况；（4）工具与产品的相互位置与作用方式等；）工具与产品的相互位置与作用方式等；（5）大致可了解自动机械运动特征、工作循环、总体）大致可了解自动机械运动特征、工作循环、总体布置方案等。布置方案等。步骤：步骤：工艺路线选择工艺路线选择绘制绘

17、制工艺原理图工艺原理图。2021/9/2317三、工艺原理图的绘制三、工艺原理图的绘制工艺方案选择确定工艺方案选择确定设计和绘制设计和绘制工艺原理图工艺原理图是设计自动机械运动系统和结构的基础和原始资料。是设计自动机械运动系统和结构的基础和原始资料。工艺原理图上应反映：工艺原理图上应反映：（1）产品的运动路线；）产品的运动路线；（2）操作的顺序和工位数；）操作的顺序和工位数；（3）各工位上产品的加工情况；）各工位上产品的加工情况；（4）工具与产品的相互位置与作用方式等；）工具与产品的相互位置与作用方式等；（5）大致可了解自动机械运动特征、工作循环、总体）大致可了解自动机械运动特征、工作循环、总

18、体布置方案等。布置方案等。步骤：步骤：工艺路线选择工艺路线选择绘制绘制工艺原理图工艺原理图。2021/9/23181、直线型工艺路线、直线型工艺路线例一例一卧式直线型块包装工艺路线卧式直线型块包装工艺路线工件沿直线运动并被加工。分卧式和立式。工件沿直线运动并被加工。分卧式和立式。2021/9/2319例二例二卧式直线型袋包装工艺路线卧式直线型袋包装工艺路线1-三面封口袋；2-切断刀；3-纵封器；4-加科器；5-横封器；6-隔块；7-导向杆；8-板式成形器；9-导向滚轮；10-卷简塑膜2021/9/2320例三例三立式直线型立式直线型袋包装工艺路线袋包装工艺路线1-料斗；2-加料器；3-塑膜；4

19、-纵封滚轮；5-引导管；6-横封及切断滚轮；7-导向辊；8-成品2021/9/23212、台阶型工艺路线、台阶型工艺路线例一例一台阶型折叠式包装工艺路线台阶型折叠式包装工艺路线较利于折叠包装和印字包装等。较利于折叠包装和印字包装等。2021/9/2322例二例二台阶型印包生产线工艺路线台阶型印包生产线工艺路线2021/9/2323回转型液体灌装工艺路线回转型液体灌装工艺路线与直线型工艺路线相比，所与直线型工艺路线相比，所占空间较小占空间较小。工件在回转运动中被加工。工件在回转运动中被加工。3、回转型工艺路线、回转型工艺路线2021/9/23244、组合型工艺路线、组合型工艺路线组合型袋包装工艺

20、路线组合型袋包装工艺路线1-三角形成形器；2-立辊；3-纵封器；4-充填转盘；5-切刀盘；6-横封器兼有直线型和回转型工艺的特点兼有直线型和回转型工艺的特点。2021/9/2325（二）绘制工艺原理图（二）绘制工艺原理图确定了工艺路线确定了工艺路线绘制原理图，表示：操作、工位等绘制原理图，表示：操作、工位等为后续设计准备。为后续设计准备。例题例题2021/9/2326例一例一 栓剂半自动包装栓剂半自动包装图图11栓剂半自动包装工艺原理栓剂半自动包装工艺原理图中表示：图中表示：采用直线型工艺路线、五个工位完成的工作采用直线型工艺路线、五个工位完成的工作（吸塑（吸塑成型、手工置栓、热封、冲切、装盒

21、等）成型、手工置栓、热封、冲切、装盒等）及加工状况与作及加工状况与作用方式等用方式等。2021/9/2327图中表示：完成洗瓶工作的图中表示：完成洗瓶工作的12个工位直线排列、各工位个工位直线排列、各工位完成的工作完成的工作（热水喷淋、碱水喷淋、冷水喷淋、毛刷清洗、蒸馏（热水喷淋、碱水喷淋、冷水喷淋、毛刷清洗、蒸馏水喷淋、沥干）水喷淋、沥干）、设备工作循环与总体布置等、设备工作循环与总体布置等。例二例二 输液瓶洗瓶机工艺原理输液瓶洗瓶机工艺原理2021/9/2328例三例三 块状物品包装块状物品包装图图13块状物品包装工艺原理块状物品包装工艺原理图中：采用台阶型工艺路线、反映了六个工位完成从裹

22、图中：采用台阶型工艺路线、反映了六个工位完成从裹包到烘干的间歇工作过程、机械的组成及总体布置等包到烘干的间歇工作过程、机械的组成及总体布置等。2021/9/2329例四例四 单转盘冷霜灌装单转盘冷霜灌装图图14单转盘冷霜灌装工艺原理单转盘冷霜灌装工艺原理图中：图中：采用回转型工艺路线、采用回转型工艺路线、反映了在一个转盘上间反映了在一个转盘上间歇完成从上空盒到送出歇完成从上空盒到送出成品的成品的5个工位的工作个工位的工作与作用方式、机械的布与作用方式、机械的布置与传动等置与传动等。2021/9/2330例五例五 滚筒式铝塑包装滚筒式铝塑包装图中：采用组合型工艺路线、反映了铝塑包装从塑膜加热成型

23、至图中：采用组合型工艺路线、反映了铝塑包装从塑膜加热成型至成品输出的各工位完成的工作与加工状况、机械的结构与布置等。成品输出的各工位完成的工作与加工状况、机械的结构与布置等。工艺流程：塑膜加热成型工艺流程：塑膜加热成型冷却定型冷却定型加料加料热封热封冲裁冲裁成成品输出品输出。2021/9/2331例六例六 双转盘冷霜自动灌装双转盘冷霜自动灌装图中：采用组合型工艺路线、反映了冷霜灌装的工艺过程、工图中：采用组合型工艺路线、反映了冷霜灌装的工艺过程、工位数（包括增加的空工位）、双转盘结构及其布置等。位数（包括增加的空工位）、双转盘结构及其布置等。对在一个工位上有几个动作的自动机工艺原理图，用上述图

24、示对在一个工位上有几个动作的自动机工艺原理图，用上述图示法则难以表达清楚，须按工艺流程的每一操作顺序绘出其操作原法则难以表达清楚，须按工艺流程的每一操作顺序绘出其操作原理图理图。1-装空盒；装空盒；2-空位；空位；3-灌装；灌装；4-空位；空位；5-转位；转位；6-空位；空位；7-上盒；上盒；8-放锡箔；放锡箔；9-贴锡箔；贴锡箔；10-扣上扣上盖；盖；11-卸成品卸成品 2021/9/2332本节内容：本节内容：自动机械工作循环自动机械工作循环自动机械的循环图自动机械的循环图自动机械循环图设计自动机械循环图设计.包装自动机循环图设计包装自动机循环图设计2021/9/23331、自动机械的、自

25、动机械的工作循环工作循环（T）表示工件在自动机上完表示工件在自动机上完成整个加工过程所需的总时间成整个加工过程所需的总时间总时间是整个加工过程中不重合时间之和；总时间是整个加工过程中不重合时间之和；自动机工作循环实际上就是机器上加工的两（组）相邻产品之自动机工作循环实际上就是机器上加工的两（组）相邻产品之间的时间间隔；间的时间间隔；工作循环是衡量自动机械的主要参数。工作循环是衡量自动机械的主要参数。2、执行机构的、执行机构的运动循环运动循环（T执执）执行机构完成某工序执行机构完成某工序（位）加工过程所需的时间。（位）加工过程所需的时间。加工时间是循环中的工作行程和空行程时间之和；加工时间是循环

26、中的工作行程和空行程时间之和；运动循环即执行机构周期性地回到初始位置之间的时间间隔；运动循环即执行机构周期性地回到初始位置之间的时间间隔；自动机工作循环与执行机构运动循环在时间上应相等自动机工作循环与执行机构运动循环在时间上应相等用用T执执表示表示T。一、自动机械的工作循环一、自动机械的工作循环2021/9/2334二、自动机械的循环图二、自动机械的循环图 循环图循环图用于表示循环（时间、角度等）的图。用于表示循环（时间、角度等）的图。执行机构运动循环图执行机构运动循环图表示执行机构运动循环的图形。表示执行机构运动循环的图形。运动循环主要根据工艺要求进行设计；运动循环主要根据工艺要求进行设计；

27、循环图的循环图的表示方式表示方式（以图（以图17自动冲压机的冲头运动循环自动冲压机的冲头运动循环TI为例）为例）自动机械的循环图自动机械的循环图.运动循环的表示：运动循环的表示：T执执=工作行程时间工作行程时间tk+空行程时间空行程时间td+停歇时间停歇时间to。2021/9/2335冲头运动循环：冲头运动循环：图图17自动冲压机示意图自动冲压机示意图1-凸轮；2-冲头；3-产品；4-下冲模；5-压簧TI=to+td1+tk+td2to冲头高位停歇时间；冲头高位停歇时间；td1冲头空程前进空程时间；冲头空程前进空程时间；tk冲头工作行程时间；冲头工作行程时间；td2冲头回程时间；冲头回程时间；

28、运动循环图表示为运动循环图表示为：2021/9/2336图图18循环图的表示方法循环图的表示方法(a)直线式循环图：将各区段时间和顺序按比例绘于直线直线式循环图：将各区段时间和顺序按比例绘于直线坐标上坐标上简单明了；简单明了；(b)圆形循环图：将各区段时间和顺序按比例绘于圆形坐圆形循环图：将各区段时间和顺序按比例绘于圆形坐标上标上尤其适合于有凸轮分配轴或转鼓的机械；尤其适合于有凸轮分配轴或转鼓的机械；(c)直角坐标式：横坐标表示运动区段参数，纵坐标表示直角坐标式：横坐标表示运动区段参数，纵坐标表示运动区段状态特征运动区段状态特征既简明表示了时间和顺序，表示了既简明表示了时间和顺序，表示了机构运

29、动状态，故常用机构运动状态，故常用。2021/9/2337自动机械的循环图自动机械的循环图自动机械的循环图自动机械的循环图表示各执行机构运动循环在自表示各执行机构运动循环在自动机工作循环内相互关系的图。动机工作循环内相互关系的图。该图是各执行机构运动循环图按同一参数比例绘制该图是各执行机构运动循环图按同一参数比例绘制的总图，且以某一执行机构的工作起点为准；的总图，且以某一执行机构的工作起点为准；图中应能反映各执行机构对产品的加工順序；图中应能反映各执行机构对产品的加工順序；图图17自动冲压自动冲压机中的送料机构机中的送料机构运动循环图类似运动循环图类似于图于图18，若均以，若均以直角坐标式表示

30、，直角坐标式表示，则自动冲压机工则自动冲压机工作循环图如图作循环图如图19。图图192021/9/2338三、自动机械循环图设计三、自动机械循环图设计自动机械循环图的功用自动机械循环图的功用（1）表示执行机构运动循环之间的相互关系；）表示执行机构运动循环之间的相互关系；（2）表示执行机构数目、执行件的相对空间位置；）表示执行机构数目、执行件的相对空间位置；（3）是执行机构凸轮廓线设计和凸轮转角分配的依据；）是执行机构凸轮廓线设计和凸轮转角分配的依据；（4）是自动机械安装调试的理论依据；）是自动机械安装调试的理论依据；（5）通过循环图设计，可获得合理的自动机械工作循环。）通过循环图设计，可获得合

31、理的自动机械工作循环。自动机械的循环图设计自动机械的循环图设计自动机械工艺原理、自动机械工艺原理、执行机构运动循环图执行机构运动循环图（设计）（设计）自动机械循环图设计自动机械循环图设计建立各执行机构运动循环图的关系建立各执行机构运动循环图的关系各执行机构运动的协调即各执行机构运动的协调即同步化。同步化。自动机械循环图就是各执行机构的运动自动机械循环图就是各执行机构的运动同步图同步图自动机械各执行机构运动自动机械各执行机构运动时间时间同步化同步化和和空间空间同步化同步化设计设计。2021/9/2339执行机构运动循环图设计执行机构运动循环图设计执行机构运动循环图设计步骤：执行机构运动循环图设计

32、步骤：a、确定执行机构的运动循环（时间）、确定执行机构的运动循环（时间）b、确定运动循环的组成区段、确定运动循环的组成区段c、确定各区段的运动时间、确定各区段的运动时间d、绘制执行机构运动循环图。、绘制执行机构运动循环图。以自动打印机的打印头为以自动打印机的打印头为例例 .2021/9/2340打印头图图20自动打印机原理图自动打印机原理图1-送料器；2-产品；3-打印头；4-杠杆；5-弹簧；6-凸轮 生产指标：每班生产指标：每班4200件以上；件以上；生产率：生产率：Q实实=4200/8=525件件/小时小时=8.75件件/分；分；Q=（1.11.2）Q实实=9.62510.5件件/分，取分

33、，取Q=10件件/分。分。分配轴转速：分配轴转速：n=10rpm。打印头运动循环图设计打印头运动循环图设计如下如下:2021/9/2341打印头运动循环图设计打印头运动循环图设计a、确定打印头、确定打印头3的运动循环的运动循环按上述计算确定完成一件所需的时间按上述计算确定完成一件所需的时间T=1/n=60/10=6(s)；取打印头取打印头3的运动循环的运动循环T3=T=6s.b、确定打印头、确定打印头3的运动循环的组成区段的运动循环的组成区段根据打印工艺，打印头的运动循环由五部分组成：根据打印工艺，打印头的运动循环由五部分组成：T3=t3o+t3d1+t3k+t3ok+t3d2c、确定打印头、

34、确定打印头3各区段的运动时间及转角各区段的运动时间及转角为保证有充分时间装料为保证有充分时间装料取取t3o=3s3o=3603/6=180；为保证打印质量为保证打印质量取取t3ok=0.2s3ok=3600.2/6=12(打印）打印）按打印要求，取按打印要求，取t3d1=1s3o=3601/6=60；(打印头下降）打印头下降）t3k=0.5s3o=3600.5/6=30；(压下）压下）t3d2=1.3s3o=3601.3/6=78。（打印头上升）（打印头上升）d、绘制打印头、绘制打印头3的的运动循环图运动循环图.2021/9/2342打印头打印头运动循环图运动循环图.2021/9/2343执行

35、机构运动循环执行机构运动循环时间同步化时间同步化时间同步化设计步骤：时间同步化设计步骤：（1）作出各执行机构的运动循环图（）作出各执行机构的运动循环图（各执行机构的运动各执行机构的运动循环图设计）循环图设计）；（2）确定自动机械的最小工作循环）确定自动机械的最小工作循环Tmin；（3）求出合理的工作循环）求出合理的工作循环T；（4）绘制自动机械时间同步化循环图。）绘制自动机械时间同步化循环图。仍以仍以自动自动打印机打印机为例为例。2021/9/2344自动打印机自动打印机生产指标：每班生产指标：每班4200件以上；取件以上；取Q=10件件/分。分。分配轴转速：分配轴转速：n=10rpm。图图2

36、0自动打印机原理图自动打印机原理图1-送料器；送料器；2-产品；产品；3-打印头；打印头；4-杠杆；杠杆；5-弹簧；弹簧；6-凸轮凸轮工艺过程：工艺过程：推送推送打印打印再推送再推送具有时间同步化要求。具有时间同步化要求。执行机构执行机构运动循环运动循环时间同步化时间同步化如下如下:2021/9/23451）各执行机构运动循环图设计）各执行机构运动循环图设计图图21打印头的运动循环图打印头的运动循环图.a、运动循环；、运动循环；b、组成区段；、组成区段；c、各区段的运动时间及转角；、各区段的运动时间及转角；d、绘制打印头运动循环图、绘制打印头运动循环图:A、打印头、打印头3的运动循环图的运动循

37、环图2021/9/2346B、推送机构、推送机构1的运动循环图的运动循环图a、确定推送机构、确定推送机构1的运动循环的运动循环根据打印工艺、送料行程及上述计算，取推送机构根据打印工艺、送料行程及上述计算，取推送机构1的运动循环的运动循环T1=4s；b、确定推送机构、确定推送机构1的运动循环的组成区段的运动循环的组成区段根据送料的实际要求，运动循环根据送料的实际要求，运动循环T1的组成：的组成：T1=t1k+t1d+t1oc、确定推送机构、确定推送机构1各区段的运动时间各区段的运动时间取取t1k=1.5s（可计算获得）；（可计算获得）；（推送推送）t1d=1.0s（可计算获得）；（可计算获得）；

38、（回程回程）t1o=1.5s（可计算和实测得到）（可计算和实测得到）（再进料再进料）d、绘制推送机构、绘制推送机构1的运动循环图的运动循环图:2021/9/2347图图22推送机构运动循环图推送机构运动循环图.2021/9/23482）确定自动打印机最小工作循环）确定自动打印机最小工作循环Tmin最简单的运动循环：两机构顺序动作最简单的运动循环：两机构顺序动作T=4+6=10(s)，相当于运动循环图相当于运动循环图“串接串接”不合理；不合理；图图23自动打印机最小工作循环图自动打印机最小工作循环图两机构无两机构无空间位置上的空间位置上的干涉干涉送料、打送料、打印两动作可同印两动作可同时进行：可

39、采时进行：可采用时间同步等用时间同步等原则原则Tmin=6s。2021/9/23493）求出自动打印机合理的工作循环）求出自动打印机合理的工作循环T由图由图23可见明显不足：可见明显不足：i、按按A1与与A3重合的极限情况设计重合的极限情况设计循环图不可靠循环图不可靠未考虑多种实际因素未考虑多种实际因素应增加超前或滞后余量应增加超前或滞后余量t（或（或，一般取，一般取=510）。）。本题取本题取t=0.3s（可从（可从t3o获得）。获得）。ii、打印机构装料的、打印机构装料的t3o过长，可从过长，可从3s减至减至1s对打印机工作循环对打印机工作循环无影响无影响合理的工作循环图合理的工作循环图：

40、合理的工作循环合理的工作循环T=4s打印机分配轴转速变为：打印机分配轴转速变为：n=1/4=15转转/分；分；生产率生产率Q=15件件/分分与与4200件件/分相比，得到了提高分相比，得到了提高减少了停减少了停歇时间。歇时间。2021/9/2350图图24自动打印机同步化循环图自动打印机同步化循环图.2021/9/23514）绘制自动打印机的循环图）绘制自动打印机的循环图将运动循环时间转换为分配轴转角：将运动循环时间转换为分配轴转角：送料机构送料机构T1=t1k+t1d+t1o=1.5+1.0+1.5=4（s）1k=360t1k/T=3601.5/4=135；1d=360t1d/T=3601.

41、0/4=90；1o=360t1o/T=3601.5/4=135；打印机构打印机构T3=t3d1+t3k+t3ok+t3d2+t3o=1.0+0.5+0.2+1.3+1.0=4（s）3d1=360t3d1/T=3601.0/4=90；3k=360t3k/T=3600.5/4=45；3ok=360t3ok/T=3600.2/4=18；3d2=360t3d2/T=3601.3/4=117；3o=360t3o/T=3601.0/4=90。绘制自动打印机的循环图绘制自动打印机的循环图（图（图25）：）：2021/9/2352自自动动打打印印机机循循环环图图2021/9/2353执行机构运动循环的空间同步

42、化设计执行机构运动循环的空间同步化设计 空间同步化设计步骤空间同步化设计步骤（1）作出各执行机构的运动循环图作出各执行机构的运动循环图（各执行机构的运动（各执行机构的运动循环图设计）循环图设计）；（2）绘制各执行机构执行件的实际位移图；）绘制各执行机构执行件的实际位移图；（3）确定干涉点的位置；）确定干涉点的位置；（4）进行合理的空间同步化，确定运动错位量；）进行合理的空间同步化，确定运动错位量；（5）绘制自动机空间同步化循环图。）绘制自动机空间同步化循环图。以包装机以包装机折边机构折边机构为例为例：2021/9/2354例题例题 包装机折边机构包装机折边机构两折边器两折边器1、4均由凸轮均由

43、凸轮控制；控制；M点是运动轨迹的交点点是运动轨迹的交点干涉点；干涉点；运动循环设计不正确，运动循环设计不正确，会产生：会产生：i、两折边器动作间隔太长、两折边器动作间隔太长已折边的纸重新回弹，影已折边的纸重新回弹，影响包装质量；响包装质量；ii、两折边器动作间隔太短、两折边器动作间隔太短折边器相碰，机件损坏。折边器相碰，机件损坏。须进行须进行空间同步化设计空间同步化设计。图图26包装机折边机构包装机折边机构1-左折边器；2-工件；3-包装纸；4-右折边器2021/9/23551）各执行机构运动循环图设计）各执行机构运动循环图设计图图27折边器折边器1运动循环图运动循环图根据包装机的工艺要求，作

44、出两折边器的运动循环图：根据包装机的工艺要求，作出两折边器的运动循环图：2021/9/2356图图28折边器折边器4运动循环图运动循环图.2021/9/23572）绘制执行件）绘制执行件1、4的位移曲线图的位移曲线图两执行件两执行件1、4都做摆动都做摆动摆角摆角是时间是时间t的函数的函数作出位移曲作出位移曲线图线图29、30：图图29执行件执行件1的位移图的位移图.2021/9/2358图图30执行件执行件4的位移图的位移图.2021/9/23593）绘制执行机构的工艺简图，确定）绘制执行机构的工艺简图，确定M点的相对位置点的相对位置执行件执行件1的摆角的摆角1，干涉，干涉点点M相对位置角为相

45、对位置角为d1M；执行件执行件4的摆角的摆角4，干涉，干涉点点M相对位置角为相对位置角为k4M。在执行件在执行件1的位移曲线图的位移曲线图上找到干涉点上找到干涉点M相对位置相对位置M1点；点；在执行件在执行件4的位移曲线图的位移曲线图上找到干涉点上找到干涉点M相对位置相对位置M4点点。工艺简图工艺简图2021/9/23604）进行空间同步化设计）进行空间同步化设计 以干涉点以干涉点M的相对位置的相对位置M1和和M4重合重合两折边器的运动循环在两折边器的运动循环在M点极限状态如图点极限状态如图31中虚线。中虚线。图图31两折边两折边机构空间同步机构空间同步化运动循环化运动循环 考虑实际工作情况，

46、设一错位量考虑实际工作情况，设一错位量t经空间同步化的两折边器经空间同步化的两折边器运动循环图运动循环图。2021/9/23615）绘制机械（两折边器）的同步化循环图）绘制机械（两折边器）的同步化循环图将图将图31的同步化运动循环所给定的运动区段时间转换为分配轴转角后，即可的同步化运动循环所给定的运动区段时间转换为分配轴转角后，即可绘出两折边机构空间同步化循环图：绘出两折边机构空间同步化循环图：运动循环空间同步化设计方法有二：作图法和解析法。运动循环空间同步化设计方法有二：作图法和解析法。作图法简单，尤为方便于多机构的空间同步化作图法简单，尤为方便于多机构的空间同步化。图图32包装机折边机构空间同步化循环图包装机折边机构空间同步化循环图2021/9/2362