粽子自动化扎线工艺研究及实现技术

论文摘要

随着我国粽子消费方式的变化以及粽子市场需求量的不断扩大,我国粽子产业在近年来得到了迅速的发展和壮大。然而,目前粽子的包裹、扎线完全由工人手工完成,生产厂家的生产能力完全取决于工人数量的多少及工作效率的高低,再加上粽子的市场需求有很强的时令性,以至于生产厂家要想在旺季有足够的生产能力,就必须储备足够数量的熟练工人,然而在淡季这又使他们不得不承担生产能力过剩所带来的损失,这一矛盾已严重阻碍了粽子企业的进一步发展壮大。粽子的扎线是粽子生产中一个重要的工序,长期的扎线工作对工人手指的伤害很大,进而对生产效率有很大影响。因此,研究自动化扎线工艺并开发出一种自动扎线设备,不仅可以减轻工人劳动强度和劳动损伤,更重要的是可以在很大程度上提高生产率进而解决粽子行业目前遇到的问题,对保证粽子行业进一步健康快速发展有着重要的意义。本文着力通过新思路、新方法研究一种粽子自动化扎线工艺,并设计开发出一种粽子自动化扎线设备,所做重点工作如下:1.对粽子行业的发展现状及存在的问题进行了介绍和分析,讨论了自动化扎线工艺及设备研究的重要意义。2.对粽子、捆扎材料的物理特性和手工扎线过程进行了详细的分析和研究。并对手工扎线的动作进行分解、综合、提高,使其符合机器自动扎线的特点,在对几种不同方案对比的基础上,创新的提出了粽子自动化的扎线工艺,为自动扎线机的设计提供依据。3.根据所确定的自动化扎线工艺,对完成各工艺动作的执行机构进行了较为详细的研究和设计,并对传动系统及自动机的工作循环进行了巧妙的设计,完成了自动扎线机的总体设计。应用平面刚体系统运动学分析的一般方法,对粽子自动扎线机执行系统中的关键机构--打结机构与压线压粽机构,进行了详细的运动分析并在此基础之上对驱动凸轮进行了设计。4.将基于基于虚拟样机技术的设计方法应用于粽子自动扎线机研制过程。采用基于UG的3D特征造型和虚拟装配等技术,建立了粽子自动扎线机的三维数字化样机,并模拟其功能状态,以实现对所研制的粽子自动扎线机的可装配性检验和关键执行机构的动态仿真,分析所作初步技术方案和结构设计的合理性。本文研究设计的自动扎线机已完成制造装配,并已顺利进行了一定量的调试工作。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 问题的提出
• 1.3 研究的目的和意义
• 1.4 论文的主要内容与章节安排
• 第二章 粽子自动扎线工艺研究与分析
• 2.1 粽子自动扎线工艺分析
• 2.1.1 产品特征
• 2.1.2 捆扎材料
• 2.1.3 粽子人工扎线工艺分析
• 2.2 粽子自动扎线工艺方案研究
• 2.2.1 各工艺的动作要求分析及机器实现方案构思
• 2.2.2 自动扎线工艺方案的确定
• 2.2.3 机型选择与工艺路线的确定
• 2.3 本章小结
• 第三章 粽子自动扎线机的总体设计
• 3.1 粽子自动扎线机的执行机构初步选型与设计
• 3.1.1 夹粽旋转机构的设计
• 3.1.2 排线机构的设计
• 3.1.3 压粽压线机构的设计
• 3.1.4 打结机构的设计
• 3.1.5 夹线机构与切线机构的设计
• 3.1.6 卸料机构
• 3.2 传动系统系统设计
• 3.3 工作循环图设计
• 3.3.1 自动扎线的工作原理和工作过程
• 3.3.2 各执行机构的运动循环的确定
• 3.3.3 执行机构运动循环的同步化设计及扎线机工作循环图的拟定
• 3.4 工作循环图与凸轮设计的原始数据
• 3.5 粽子自动扎线机电气控制设计
• 3.5.1 控制要求的提出
• 3.5.2 控制系统设计与实现
• 3.6 本章小结
• 第四章 粽子自动扎线机关键机构分析与设计
• 4.1 打结、压粽机构的构型分析
• 4.2 基于串联组合机构的打结与压线压粽机构的运动学分析
• 4.2.1 平面机械系统刚体系运动学模型定义与运动学分析的一般方法
• 4.2.2 打结机构的运动学分析
• 4.3 驱动凸轮机构设计
• 4.3.1 凸轮基本参数及从动件运动规律的确定
• 4.3.2 驱动凸轮廓线的计算机辅助设计
• 4.4 本章小结
• 第五章 基于虚拟样机技术的机械系统仿真
• 5.1 基于UG 的虚拟装配技术在粽子扎线机上的应用
• 5.2 基于UG 的机构运动仿真
• 5.3 本章小结
• 第六章 全文总结
• 6.1 总结
• 6.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文