工业用PP朔料袋装箱装置设计开题报告

1、目的及意义（含国内外的研究现状分析）

在我国袋装包装件的装箱过程中，传统的生产工艺基本是采用人工的方式, PP塑料袋被生产出来后由操作工进行手工装箱并封存, 这种生产方式既需要额外劳动力，又需要装箱工人付出很大的劳动量，并且工作效率较低，不能满足现代化大批量生产的要求，也不符合工业发展的趋势。所以自动装箱机的出现就极大的节约了劳动力、减轻了工人的工作负担、改善了工人的工作条件、降低了劳动量也提高了生产效率。对于企业来说也能起到降低生产成本和提高生产效率和产量的作用。

在现代工业生产中，很多粉末状或者小颗粒状的物料经常采用PP朔料袋进行包装。PP塑料袋在制袋生产线上被生产出来后，需要进行整理然后装入瓦楞纸箱，以便于后续的运输储存与使用。本次研究的目的就是设计一款针对工业用PP塑料袋的自动装箱装置。

国外自动装箱装置的设计研发起步早、发展快，当前在食品药品以及零配件等方面，自动装箱装置能够执行既定的计算程序来进行自动化的作业以完成从产品的整理到装箱的一系列任务。海外工业机械高度发达国家自动装箱装置的设计和研发在兼顾高效率装箱的同时，逐渐朝着智能化和精细化的方向发展，机械手以及感应装置的运用使得其具备感知外界环境以及精准作业的能力，能根据外界环境的变化状况自行做出反映执行某种操作。

我国是世界上最大的市场，也是人口最多的国家，对于包装食品、药品以及工业原料等盒装、瓶装与袋装包装品有着巨大的需求和消费量，以上述产品包装为代表的袋装包装品生产公司数目众多，对自动包装装置的需求量也很大，可以说自动装箱装置在我国有着巨大的潜在市场，前景非常乐观。

但是我国自动装箱装置的研究和制造起步较晚，对于进口发达国家的产品依赖较大。相较于国际先进水平来说，目前我国国产自动装箱机在加工精确度、自动控制自动化程度等方面有一定的差距，而且存在性能不稳定、结构不合理、能耗较高不易维修等缺点，这些不足使得企业生产成本提高，利润下降。因此在与海外发达国家的相关产品的比较中还处于相对劣势。

2、研究（设计）的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

本设计针对PP塑料袋装箱装置设计展开研究，对整理、集合、装箱工艺过程进行分析，完成包装机械装置的设计与计算、机构的运动分析、零部件选型、三维建模及工程图绘制等设计内容。

工业用PP塑料袋装箱装置从生产印刷完毕到装箱过程中，需要涉及到物料存储装置、物料充填装置、前端输送装置、瓦楞纸坯存储与补给使用装置、装箱集合包装装置、封箱装置以及自动控制装置等。本次设计主要针对PP塑料袋整理装置与抓取装箱装置进行设计。最终的目的是将规格750mm*550mm的PP塑料袋按照一摞15个一层5摞一共码放5层的规格装箱，效果如图：

图1 PP塑料袋装箱规格

对于PP塑料袋的整理装置而言，暂时有如下几种设计思路。第一种是在PP塑料袋生产印刷完毕被抛出时用挡板挡住使其较为整齐的落在收纳箱里待后续抓取装箱。该方法的优点是装置简单、成本低，缺点是整齐度不高且塑料袋落在收纳箱时由于自身相当柔软的特性在下落过程中易形成降落伞状的中间凸起两侧下沉的现象，易造成在收纳箱堆码时中间部分凸起弯曲的情况。第二种方法是PP塑料袋生产印刷完毕抛出后使其落在传送装置上，在传送过程中通过振动以及挡板式机械手从四周缓慢挤压的方式达到整齐的目的。该方法的优点是整齐度高效果好、方便后续抓取机器人的工作，缺点是设计相对复杂、成本较高。

而对于抓取装箱装置而言，主流的解决方案有两种，针对PP塑料袋已经按摞为单位整理完备的情况进行解释说明。第一种是利用传送装置，通过设计合适的角度与传送速度使产品直接落在瓦楞纸箱内，再通过两摞塑料袋落入纸箱的时间差调整纸箱的位置，使其按图1的效果先后落入纸箱完成装箱。该方法的有点一目了然，设计简单，不需要设计额外的抓取装箱装置。缺点也很明显，精度不高，难免会将整理好的塑料袋摞弄散，同时对传送装置的控制精度与速度有严格要求，塑料袋传送装置的倾斜角度与速度、调整瓦楞纸箱位置的传送带的速度计算相对复杂。第二种是利用工业机器人，设计机械手抓取整理好的塑料袋按图1所示效果放入纸箱中。相对于第一种方法来说，虽然增加了机械手的设计以及工业机器人的布局问题，但是能够达到很高的精度要求，装箱过程中塑料袋也不会散乱。同时由于工业机器人自身带有控制装置，也就不需要对传送装置的控制有过高要求，同时也省去了针对传送装置的一系列计算问题。所以相对来说第二种方法对于本次设计更有优势。

根据设计的目的以及内容，本次设计需要解决的问题主要有以下几点：

第一，确定合适的整理装置设计方案，该方案要能不复杂的解决塑料袋的整理问题，塑料袋整理完成的一个标准是便于机械手抓取装箱。在确定方案后要利用所学知识与相关文献完成尺寸计算并利用相关软件完成设计图和3D效果图。

第二，完成抓取装置也就是机械手的设计。设计要求是能够准确且牢固的抓取整理好的塑料袋并将其按图1规格放入瓦楞纸箱内。在确定方案后同样要利用所学知识与相关文献完成尺寸计算并利用相关软件完成设计图和3D效果图。

根据上述内容与提出的问题，拟采用的研究方法有：

第一，广泛阅读国内外相关文献，了解掌握最新研究方向。需要尽量查找阅读与理解相关或相似研究的最新发展方向，总结前人的经验教训并用于自身的研究设计中。

第二，在充分阅读国内外相关文献并作出必要的计算之后完成各装置的设计方案并绘出相关图纸。

第三，拟采用AutoCAD对自动装箱装置的平面结构进行设计，使用UG对自动装箱装置的三维示意图进行设计。

如有需要，拟采用plc对自动装箱装置做控制设计，以达到自动装箱的目的。

3、进度安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需×××××××。确定方案，完成开题报告。

第3周：总体方案设计及分析。

第4周：与课题相关的英文资料翻译。

第5－9周：结构设计与计算、机构的运动分析。

第10－13周：三维建模、二维图纸绘制。

第14周：毕业设计说明书撰写、资料整理

第15周：准备论文答辩。

4、参考文献

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