英语原文共 12 页，剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
2005年IMECE的会议录
2005年ASME国际机械工程大会暨博览会
2005年11月5-11，奥兰多，美国佛罗里达州
IMECE2005-81874
计算机集成设计和包装机械的制造
斯科特E. 刘天仪
自行车电力自动化系统 机械工程系
1250 E.莱思罗普路。 加州州立大学萨克拉门托萨克拉门托，
莱思罗普，CA 加利福尼亚
摘要
自动包装机必须不断重新设计以适应不断变化的包装。还有一点时间做出这些变化并没有错误的余地。在这项工作中，计算机集成设计和包装制造机已经进行。一个知识库系统得到了发展，其中在用户输入检测错误，更新每个用户输入的所有组件，检查零件干涉在装配时，持有新设计接受的设计标准，和发送警告消息到用户的计算机屏幕中存在的问题的情况下。知识库然后创建新的智能部件号。这些部件号提供了从工程到生产的信息链接因为它们包含一切，使所需要的新的零件信息部分。这些部件号被输入到一个程序，自动创建数控铣床新的刀具路径。该进入零件号码自动研磨成部分确保输入正确的部分。设计的成本和制造，然后大幅降低。这个知识库还延伸到销售报价和新的创造就业机会这加快了整个过程。
简介
消费产品被包装在不断变化中抓住消费者的注意力，增加的希望该产品的愿望。上千台机器有被设计在上个世纪自动化的各个方面包装工业。自动化机器必须是重新设计，以适应这些产品的变化。 有一点时间来进行这些更改的机器，作为生产线使这些消费类产品必须保持运行。一旦生产线重新开始与运行新修改的机器，一切都必须正常工作，或有将错过出货，利润损失和可能的诉讼。
二十年来有已经存在参数工具使用帮助工程师们在设计和制造的机械。这些软件工具在降低大大帮助设计和制造的时间。工程师们已经开始增加算法的组件，以加速设计定制。数控程序员使用固体建模可以进行修改和使用的部件重新创建新的工具路径。这大大有助于加快机定制过程，但它仍然需要相当的时间和仍有在设计正在犯了许多错误和制造这些定制部件。
我们想证明是可能的自动化整个一个复杂的机械部件的定制过程在包装行业中使用。通过这样做，成本设计和制造将大大减少，需要进行质量控制，将被最小化，和客户满意度会大大增加。
通过嵌入一个知识库到实体模型软件我们可以自动化设计过程。知识在用户输入错误的基础检查，检查的一部分在装配干扰，抓住新的设计来接受设计标准，并发送警告消息发送到用户的电脑屏幕中的问题的情况下。知识库也包含了创造新的智能算法的一部分数字。然后，这些部件号被输入到定制摹代码中创建程序，自动输出的新工具路径一数控铣床。这样的全面质量管理（TQM）的实现。此外，知识库可以是用于简化新的创造就业机会，检查库存数量，并提供交货时间向大会前的顾客设计。
- 创建参数模型 - 建模零件
在这个项目中所使用的参数化软件是PRO-E，但大多数其他任何参数化建模软件将有工作。这些软件已经内置的能力插入一个程序来操作的组件。我们都为蓝本零部件和全面测试每一个，以确保它会正确地更新。对于每一个部分，我们保持一个日志的名称所有将由知识来操纵的尺寸基本程序。这是非常重要的是不要添加任何嵌入式编程这些部件的一切都应该被控制由知识库方案[2]。这是非常重要的有两个原因。首先，解决问题是非常时期耗时如果在个别的控制软件零件，组件和在知识库程序。一个程序员可能会意外地编程一个变量维度在部分和在知识库程序。如果部件是知识库软件运行后更新，部分可能改变尺寸值，而不是知识库匹配。第二，具有零件程序将通过改变另一个程序导致不稳定。一个控制程序在整个装配将简化和稳定的一切。
有一个例外，我们不得不加入到节目部分车型，是这样的话，当一个功能都必须开启或关闭根据决定来自知识库[3]。通过将是/在部分没有变，知识然后基可控制的变量的值。作为一个例子，在贴标机具有进料螺杆的选择。该喂料螺杆轻轻地馈送瓶子进入星轮来代替瓶推的方式进入星轮，由于管路压力。 这个强制不同的口袋的形状。这两种形状分别设计到星轮模型。知识库然后可以隐藏或基于用户输入取消隐藏这些功能，因而控制所需星轮的类型。
建模大会
我们用作高速辊馈送贴标机例如，对于这个项目是由无数组件。在机器上的星轮总成幻灯片根据客户的瓶径。我们所需要的星轮装配图在正确的位置，但有没有任何几何形状，将更新星轮到星轮移动到一个更新的位置。 这是一个试图以参数控制时常见的问题联动两个子之间的装配或运动组件。为了解决这个问题，我们创建了一个“框架部”，无形的组装，但含有线性或角度的一部分尺寸可以被编程更新。该骨架部分配合到连杆的所有部分。然后，一个算法被用于操纵骨架部分的尺寸。因为在装配部件被配合到骨架部分装配更新很快，准确，并具有高稳定度。
该星轮捕获瓶在其口袋里的奶瓶被送入机器。大会认为后面的“行压“由瓶长线是创建迅速输送到机器。由于每一瓶滑入一个口袋，间隙在它们之间形成。瓶子然后在适当的时间和速度由星轮释放这将瓶子的进入标签同步机。
必须自定义每个瓶子的设计特点是顶部和底部的明星的口袋大小和倒角角度到匹配瓶子直径和轮廓。另外，间隔件厚度，设置在顶部和底部之间的距离星轮。轮毂厚度，设置底面的高度星轮关闭机器。该星轮夹紧这是螺纹轴，通过两个星轮，间隔滴在和轮毂装配夹在贴标机。唯一需要的工具由客户更改机器上是一个半英寸不锈钢轴。在该组件中，所述轴被插入到在星轮夹具上的一个孔中并且被用作杆从机器拧开大会。
图一 星轮组合
进给导轨操纵瓶子扔进了星轮，并持有它紧紧的星轮的旋转星轮。当它的时间为瓶从星轮，进给导向释放拱门背微切向释放瓶插入滚上垫和真空转鼓。
必须自定义每个瓶子的设计特点是拱半径和倒角角度相匹配的瓶直径和轮廓。间隔高度设置距离顶部和底部导向件之间。和底部导向高度由选择适当的铝铸件设置。进给导向件由两个定位在贴标机上引导该伸出铸造垫片的底部的销。这些地点标签匹配加工成标签的两个孔机。导向组件然后在通过两个德斯塔 - 共保持快速产品手钳的改过来顾客。
图二 进给子组件
上垫辊的功能相同的进给导向器，但而不是拿着瓶子在星轮，上垫辊保持贴靠在真空滚筒的瓶子。对于稳定性的原因上垫辊的前表面中的聚氨酯泡沫是分层和冠上与用饱和织物层粗糙聚氨酯增加瓶摩擦良好的耐磨性。这种摩擦有助于瓶子穿过滚真空转鼓的表面上。
上垫辊是使用在类似于进给导向器保持就位地点标签和DE-STA-CO夹。
图3 垫滚子组件
真空转鼓是在标签的最复杂的组装机。使用真空，鼓从抽吸标签切割器，因为它是从标签的卷筒切割。与标签如今在鼓上就位，滚筒旋转相切用热熔胶轮。浮雕的鼓上高持有标签出处于领先点和后缘标签。这些高点按标签对胶水轮施加胶水的适量的标签。如瓶子离开进给导向器和星轮组件，它是压靠在由垫辊真空转鼓。瓶子然后在真空转鼓的表面旋转时，拾取标签，因为它旋转。协助标签中转移到瓶内，真空开关端口从真空到90磅的空气压力。通过强大的真空下保持标签之前它转移到瓶子，标签粘合到瓶下张力从而消除皱纹，并有助于保持该标签中地点。
真空转鼓被加工（非线性）以匹配标签的长度，宽度，和高度。凸起的垫加工入垫以匹配标签的前缘和后缘。该垫的长度直接影响胶合区域上的长度标签。这些机器通常约为$ 50,000值得使用的热熔每年胶所以胶合区域没有保持恒定，但取决于瓶子的直径最优化。该真空移植中所用的孔的数量，间隔变化孔，孔的大小和孔之间的距离之间和滚筒的顶部和底部边缘。所有的这样做是为了因为它被转移保持标签的稳定性。
图4.真空鼓子组件。（中心环所示“透明度”，以示与真空压力移植）
3.图纸和零件编号
越少的图纸你必须管理好。这个简化了工艺和降低了错误的机会。该负责检查的工程师批准图纸快和制造业去错误更少更快。为了这项目含有4个主部件和20份，我们决定将仅需要两个装配图与生产部对什么是沟通对整个贴标机转换需要。首先装配图将显示所有的组件，并会包含列出所有部分客户物料清单需要他们的贴标机转换。第二装配图需要将只是真空转鼓的。由于鼓复杂详图仍然会通信由所需要的所有信息所需生产。
此外，生产需要手头一套通用所有可能的部分详图。这种方式生产有图纸需要描述每一个部分，就会知道如何破译部件号。这些部分细节图将包含所有维度的变量维度有可能发生变化。通过破译智能部件一些他们知道每个变量的尺寸应是。
这将是罕见的生产将永远需要资源这些图中，因为堵塞的部件号进制作软件修改的部分将全面描述与指示沿什么材料来使用，使该部分。
创建智能零件编号
要创建一个列表被做了什么样的智能部件号可以在每个部分发生变化。典型参数是长度，宽度，高度，材料，材料厚度，不同半径的部分的顶部组件，以及应用程序的类型。这些部件数字可以包含很多信息，但它始终是最好的让他们尽可能短的人减少错别字输入的数量。有许多方法来减少数的长度而不损害信息包含在其中。在这个例子中，字母数字系统被开发这可能是最简单的。还有一个优势在保持系统相对简单。系统很容易教在现场服务的技术人员为之将故障排除的机器。他们可以采取瓶子的测量被贴上标签，轻松地转换的部件号为用于制造瓶子直径部分，然后更改提出建议。
几个部件的所需的贴标机转换只是简单的垫片。这些部件将利用最简单的部分编号系统，只是一个基数是从未改变其次是将代表部分的破折号号码总体长度。例如，一个可爱垫片中使用的部件数的4280-315。底座部分号码是4280，但切的高度3.15英寸高。星轮，其中有变数材料,,厚度，外径，口袋的直径，和周边倒角可能使用的21HB106-21-11部件编号。基数为21，它为4500的标签，这意味着机器没有进给螺杆选项。轰意味着明星要被由HDPE塑料制成。星形可从制成frac12;，frac34;或者1英寸厚的塑料，对B意味着它会被制成frac34;英寸厚的塑料。 106代表了星轮的外直径。从以往的经验中星轮的外径需要是在其理想的尺寸一英寸的1/32。为了保持零件号的长度为最小，算法是创建转换的外径恒星的尺寸成这是增量到一英寸的1/32三位数。该该星轮的直径口袋还需要精确到一英寸的1/32，因此类似的算法是为它创建为好。这些算法提供另外一个目的，那就是安全。我们不想让它太容易为我们的客户读取尺寸，然后去他们当地的加工车间使更换零件。最终尺寸是该星轮的周边倒角。瓶子进入星轮，瓶子和之间的接触点星轮以一定的角度往往是。出于稳定性原因的星轮的口袋倒角或四舍五入以匹配瓶子的角度。 A为例-11将意味着倒角的切入星轮的口袋11度。从经验我们知道，角度需要精确到2度，使知识库知道使这种最后一个变量尺寸总是一个奇数。
图5.型号创作的星形轮的知识库。
4.知识库计划
一本论文的目标是，保证质量。在为了做到这一点，我们必须考虑到持续改善[12]。我们需要的是能够与轻松更新知识库设计上的改进[13]。为了使这成为可能的以知识为基础的程序必须有良好的组织。因为该贴标机的巨大差异，知识基地将每贴标机模型中的一个程序。所有可用的选项将在一个程序中进行处理。在“特殊命令”由客户罕见的情况下，一个特殊的应用程序或由客户所需的特殊材料将掉光了这方面的知识基本程序的范围，需要由有经验的项目经理手工处理。它估计的订单的不到5％将不这个自动化系统处理。
真空转鼓是迄今为止的最复杂的变化部分机器。利用吸力，它拉标签从切刀，翻来覆去想过去涂胶辊施加胶水的龙头和尾随标签的边缘，并同时滚动吹标签在高达每秒8瓶的速率标记到瓶中。它可以包含超过1000个移植孔。这也是最容易产生错误，因此是最值得过程中控制。
真空转鼓设计决策的知识控制基本程序包括：
●使用诸如，薄膜，纸，或泡沫标签材料。该各种厚度和各种标签材料的刚度效果外径鼓和胶水之间的距离的在鼓上垫。
●标签高度，宽度和长度的瓶子。
●预付长度。这是从前面胶的距离垫的鼓上吸附孔的第一行。该这些孔的布置是这些孔必须的关键在开始的确切时刻要吮吸切刀标签标签的前缘开始离开切刀。
●在准备孔和孔尺寸的数量。从体验发现，在标签上薄于4 1/2英寸宽，四个孔提供了过多的真空标签正确地传输。我们还发现，如果有更多超过四个孔中prepad使用，则没有足够的真空保持在滚筒的焊盘区域。
●胶水垫宽度。这取决于标签宽度减少在鼓上胶量的积累。
●胶垫之间的距离。这种变化的基础上的标签长度和标签，以减少胶水的积累刚度在真空鼓。
●垫宽度。这种变化的基础上的瓶型（玻璃或塑料）和瓶子是否被加压（碳酸）。
●真空孔周边间距。这种变化的基础上很多原因。理想情况下应该有强大的吸力标签和真空鼓，但成本之间制造，真空系统的响应时间，并且移植的问题都必须加以考虑。
●真空转鼓垂直孔间距。间距真空转鼓的顶部和底部边缘之间需要被保持恒定。因此，理想的间距之间的这些孔必须进行计算。
所述星轮组件馈送瓶一次一个向真空转鼓。它由一个轮毂间隔的
剩余内容已隐藏，支付完成后下载完整资料
资料编号：[151563]，资料为PDF文档或Word文档，PDF文档可免费转换为Word
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
