1、 中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：夏连鹏学 号：0902014110学 院、系：机械工程与自动化学院、机械工程系专 业：机械设计制造及其自动化论 文 题 目：曲面印刷机气动下料机结构设计指导教师:马维金 2013 年 3 月 2 日毕 业 设 计 开 题 报 告1结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述1.1全自动曲面印刷机简介全自动曲面印刷机是一种用于圆柱形，圆弧形或截锥形物品的全自动多色曲面印刷机，包括有轮转印刷机构、料盘机构、上下料机构和传动机构。由程控器协调上下料和各部件同步联动1。以往的曲面印刷机采用手动对版，对版精度低速度慢
2、，且会造成一定的材料浪费。而在自动对版曲面印刷机中，采用了自动对版技术，能够实现多色准确套印，最高速度可达每分钟300件的一次完成印刷的高效率曲面印刷2。大大提高了对版的精度和速度，提高生产效率，响应国家节能减排号召，填补了国内空白，缩短了与发达国家的差距，为我国的印刷机械技术的提高具有重大意义。可带来非常可观的经济效益。1.2曲面印刷机的技术特色 版辊和墨辊箱成组地卫星式分布于大胶辊周围，完成图案套印任务； 采用涡形凸轮间歇传动机构，驱动八工位料盘完成印品的间歇移动和印刷任务； 使用偏心机构实现大墨辊与版辊之间以及版辊与大胶辊之间的版压调整，由气缸驱动间歇传动箱体，通过调整气路压缩空气，控制
3、大胶辊与印杯之间的接触印刷压力；以保证印刷图案再现性和清晰度； 主机由一台电机驱动，采用单一传动链，实现各部位之间的同步运转； 八工位料盘的右、上、左和下各工位分别按顺序完成上杯、前处理、印刷和下杯工序； 在涡形凸轮轴上安装光电编码器，实现各部位气动元件电磁阀的时序控制； 采用版夹将PS感光树脂版安装在版辊上，可以调整安装位置和张力； 采用无杯不印快速控制技术，确保印刷过程中上杯失败时，油墨不污染模头； 采用CCD传感器采集图像，分析色标位置误差，由PLC控制两个步进电机分别调整版辊圆周方向和轴向的回转，以快速消除误差，实现自动对版。1.3 曲面印刷机的工作原理和组成结构1.3.1工作原理：
4、曲面印刷机包括其上固定有转印橡皮布的大胶辊、与大胶辊配合的各色版辊总成、与大胶辊配合的料盘以及安装在其上的模把、驱动大胶辊、料盘旋转的主传动轴系；版辊总成包括其上依次套有内轴套和外轴套的心轴，心轴的外轴套上套有版辊和周向调节斜齿轮装置，周向调节斜齿轮与版辊之间联接有导杆，版辊总成还包括穿过心轴且与心轴固定的心轴销，心轴销的两端穿过内轴套和外轴套上的孔与周向调节斜齿轮装置滚动，版辊总成还包括内轴销，该内轴销两端穿过内轴套并且与内轴套固定、再穿过外轴套上的孔与版辊固定，大胶辊转动，各色版辊在大胶辊的转印橡皮布上套色，然后转印到模把上的承印物上2。1.3.2组成结构：全自动曲面印刷机，包括有轮转印刷
5、机构和传动机构等，其整体布局如图1所示，系统组成说明如下1：A：轮转印刷机构包括有大胶辊(4)，墨辊箱(2)，版辊(1)版辊及墨辊箱成组地沿大胶辊圆周呈卫星式分布，最多可装六组，墨辊箱内布置一套包括大墨辊(23)的传墨辊系；B：轮转机构切向位置设置有料盘机构，料盘（6)上均布装有最多6个模把(5)、料盘(6)装在蜗形凸轮间歇传动箱(7)上并由其驱动作分度运动。传动箱(7)经万向轴(11)与轮转印刷机构联动，由一只主电机驱动形成主传动链；C：轮转机构上的大胶辊(4)；版辊(1)经及墨辊箱内的墨轮系均通过变速轮与主传动链相联作同步运转；D：料盘(6)上A点工位为上料工位，其正前方装有四螺头上杯机构
6、(61)，C点为前处理工位，C点工位模把下方装有电火花处理器或火焰处理器，其上方装有模把驱动平皮带，E点为印刷工位，此处大胶辊(4)与模把(5)接触对滚使胶辊上的彩色图案印在模把上的印刷物外周曲面上，G点工位模把前方装有真空吸附接杯皮带机构(33)；E：主传动链上装有光电编码器(8)。图1 曲面印刷机整体布局图1.4曲面印刷机的发展状况及未来的前景印刷机械制造行业承担者为包装装潢、书刊出版、新闻出版、商业印刷、办公印刷的任务，设备以平版印刷、凹版印刷、柔版印刷、凸版印刷、孔版印刷5大印刷方式及特种印刷的印刷机为龙头、带动印前设备及印后加工设备共同发展。在现代商品经济社会中，包装已经不再是产品生
7、产的最后工序，而是产品伸长的组成部分，随着社会的进步与经济的发展，在商品流通领域中，几乎所有的商品都离不开包装，曲面印刷最为包装印刷的一种也占有剧组轻重的地位。21世纪将会是我国包装印刷技术发展的新时代，曲面印刷也将发挥重要的作用3。十一五期间，我国印刷业年增长率为19.34%，远高于GDP11.2%的增长率水平4。目前，国内印刷机械设备制造企业专利的授权数量较少，这直接反映了企业的自主创新能力仍处于较低的水平。专利工作作为自主创新机制的重要方面应该引起企业的重视，企业要从保护自主知识产权和激发科技人员创新精神的角度，努力营造企业内部勇于创新的机制和氛围。为我国印刷机行业注入一股强有力的力量5
8、。141 发展状况（1） 国内生产曲面印刷机的公司有隆兴公司，隆兴公司专业生产LXUV-WZ160型工位固化、隧道固化、六至九色高速曲面胶印机如图2所示，适应于各种圆锥型杯子、碗的外表文字和图案印刷。主要有如下几个特点：采用PLC触摸屏控制，自动显示检测故障并显示处理办法而且配备自动倒换三块和六块橡皮功能, 操作简单、安全可靠。获专利的电脑记忆数控调墨，确保机器长期运转不跑色。油墨增加或减少准确自如方便实用，还能把相应的数据储存下来，直到下批产品开机再用。获专利的运转中套色调版装置，大大缩短调试时间，提高了生产效率，同时可调整版滚与大鼓压力。图2隆兴公司专业生产 的LXUV-WZ160型曲面印
9、刷机（2） 国外生产曲面印刷机的公司有意大利卡夫公司，该公司生产的用于高速瓶盖印刷的LITHO 6 型全自动六色曲面印刷机如图3所示。LITHO 6 型六色曲面印刷机适用于刚性和柔性的圆管、瓶盖和圆棒的六色胶印。其特点是，整套设备既耐用又能保证完美的印刷质量，芯棒抽吸可配置 16 或 20 根芯棒，印刷辊组采用两个加墨辊为版辊加墨，在中心辊上可以使用一块、两块或四块橡皮布并且可以在控制盘上进行相关设置，设备配备有光学印版对中装置，印刷单元可以前后移动并且能精确复位便于迅速进行清洁、维护和更换橡皮布的操作，墨辊配备有清洗装置，设备运行状态下的电子加墨控制，通过两台电机的电子轴线控制实现印刷单元与
10、工件输送装置的同步，可以只从设备的一侧进行调节，印刷辊组清洗装置，整台设备可以与连续生产线连接6。 图3 意大利卡夫公司生产的LITHO 6 型六色曲面印刷机142 未来的市场进入WTO以后，国内市场已经变为国际市场的一部分，正像我们扩大出口力度的同时，国外名牌企业也看中中国的广阔市场、丰富的人才资源和低成本的优势，纷纷在中国建立独资企业，以谋求产品在中国和世界市场的竞争力。他们已经掌握市场优势的产品，利用进口免税政策继续占领中国印刷市场，对没有免税政策支持的产品，利用中国制造的低成本，继续提高市场的竞争力。我国印刷机械制造企业的应对政策，应该继续扩大国内市场的占有率的同时，向中、高端产品领域
11、进军，不失时机地扩大产品出口。北人集团公司的产品已经出口到包括美国在内的数十个国家和地区。 应该明确，中国印刷工业的发展离不开国内印刷装备产业的共同努力，也离不开国外先进技术和设备对印刷工业技术上水平的支持，随着中国制造设备遍布世界的现实，应该看到，中国制造的印刷机械设备大踏步的走出国门的时机已经到来5。15结束语这次的毕业设计，我们整个团队由马老师带领，我们设计的是能提供多色套印准确、高速印刷可达每分钟300件的一次完成印刷的高效率全自动曲面印刷机。要求满足国际及国内印刷市场对印刷机械的要求，套印准确，图案再现性好，自动化程度高，适用于大批量、高效率印刷回转体包装容器。7这次毕业设计所涉及的
12、领域比较广泛，有关于机械设计、机械原理、金属切屑机床、PLC电气控制及原理、solidworks以及电学等学科，所以这次毕业设计对我来说是工作之前的一次锻炼815。参考文献：1 马维金，李风兰.全自动曲面印刷机.中国专利：ZL93248040.3，1994-08-172 马维金，杜文华.可自动对版的高速曲面印刷机.中国专利：ZL200710185449.X，2009-12-303 智文广. 包装印刷综述迎接我国包装印刷技术发展的新时代. 印刷技术，1999-05-204 陆长安. 中国印刷及设备器材工业协会2012年工作总结及2013年工作安排. 中国印刷及设备器材工业协会, 2012.125
13、刘尹敏.中国印刷机械行业市场分析及发展趋势研究报告. http:/ 6 意大利卡夫公司和亚洲服务站简介.http:/ ,2008-03-22陆 7 林其水.浅谈曲面丝网印刷的技术要求.网印工业,2004,7:12158 李小宁.气动技术发展的趋势.南京理工大学机械工程学院、SMC南京（气动）技术中心，2003-05-30 9 濮良贵，纪名刚.机械设计.北京:高等教育出版社，2006.36310 徐炳辉. 气动技术基础知识（1）. 液压与气动，1994-02-1511 杨晓林,尹殊勇. 气动技术在工业生产中的应用. 太原狮头水泥股份有限公司，2004.0412 沈兴全，吴秀玲. 液压传动与控制.
14、国防工业出版社，2004-0713 田勇，高长银.液压与气压传动技术及应用. 北京:电子工业出版社，2011-0714 许寥，王淑英. 电气控制与PLC控制技术.北京:机械工业出版社，1993.3615 邵俊鹏.液压系统设计禁忌.北京:机械工业出版社，2008-0116 WANG Zhi-heng,ZHANG Li-bin,BAO Guan-jun,QIAN Shao-ming,YANG Qing-hua, Design and control of integrated pneumatic dexterous robot finger. Key Laboratory of Special P
15、urpose Equipment and Advanced Processing Technology,Ministry of Education and Zhejiang Province,Zhejiang University of Technology,2011.04 毕 业 设 计 开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）： 21本课题研究的问题 本次我研究的课题是曲面印刷机气动下料机构，这个设计是关于机械制造方面的设计，具有很强的综合性，设计内容涉及到了机械设计、机械原理、机械设计课程设计、PLC电气控制及原理、液压传动与控制、金属切削机床等。22 曲面印刷机
16、气动下料机构系统分析如图4所示，曲面印刷机的气动下料机构由卡杯气缸（两个），拉杯气缸，推杯气缸共四个气缸组成，用气压传动驱动。图4所示为干燥箱及叠杯下料机构，叠杯导板右侧装有光电检测装置，当杯子堆叠到一定长度后，光电管检测到堆叠长度足够，向PLC发送信号，PLC收到信号后，驱动电磁阀，依次使气缸 50 下降，压住左侧杯子，气缸 51 向右运动，将堆叠在一起的杯子分开，并向右移动一个杯子的长度，气缸从侧面 52 向前推，将一整摞杯子送到存杯斜台。完成整个下料过程。图4干燥箱及叠杯下料23研究手段通过参考与分析文献，能够了解本次我设计的课题，也知道曲面印刷机的工作原理和基本结构，特别是关于曲面印刷
17、机气动下料机构的设计。曲面印刷机气动下料机构全部由气压传动驱动，所以气缸，电磁阀以及其它气动元件的选型相对重要。通过阅读机械设计和机械制造工艺学等相关课本，进行下料机构的结构设计，包括底座，支架等的材料，工艺等。通过阅读学术刊期，了解到气动元件的选用原则与要求。通过学习电气控制与PLC控制技术课本，掌握PLC自动控制系统设计（主要是关于曲面印刷机气动下料的控制）；通过对solid works的学习，用此软件绘制设计图纸，并且建立三维造型(包括三维立体造型图、爆炸图)。 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：夏连鹏同学通过查阅相关文献资料，并在上课培训期间听取老师的讲解。对曲面印刷机的整机
18、结构和工作原理以及毕业设计的内容进行了初步的了解和研究，并对该种设备的国内外技术现状进行了综述。以中国实用新型专利全自动曲面印刷机ZL932480.3和中国发明专利可自动对版的高速曲面印刷机ZL200710185449X为基础，并参考国内外同类技术的文献，与设计小组一起协商讨论，在明确自己承担的设计任务情况下，完成了初步设计方案。开题报告详细具体，预计能够完成规定的设计任务。同意开题。 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主任： 年 月 日注意:1、这是去年的格式，中北大学二院、中北大学信商、晋中学院都有新格式模板，请同学们采用新格式！2、这是模板，仅供格式参考，不许拷贝！3、请同学们一定按时完成开题报告！4、有问题及时与我联系。10
