從總體方案的設計、技術(shù)設計到技術(shù)文件編制過程，闡述了間歇式藥瓶自動裝盒機設計的整個流程，著重介紹了使用三維輔助設計軟件建立虛擬樣機的過程及優(yōu)點，最后得出此類產(chǎn)品的開發(fā)流程。該流程將縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間并減少開發(fā)成本，對其它同類型自動裝盒機的研制與開發(fā)有較強的借鑒意義。

0引言

包裝機械的發(fā)展為藥品的現(xiàn)代化加工和大批量生產(chǎn)提供了必要的保證，如果說制作過程是藥品生產(chǎn)的內(nèi)在過程，那么包裝過程就是其外在形式。由于藥品生產(chǎn) 的特殊性，藥品包裝從材料到包裝方式，從環(huán)境要求到標識處理等較之食品包裝更為嚴格，限制條件更為苛刻。這使得藥品包裝機械發(fā)展成為一個相對獨立的機械行業(yè)。自動裝盒機是將藥瓶、藥板、藥膏等和說明書自動裝入折疊紙盒中，并完成蓋盒動作，部分功能較全的自動裝盒機還帶有貼封口標簽或進行熱收縮裹包等附加功能。自動裝盒機進料一般分為三個入口:說明書入口、藥瓶入口和機包盒入口。從機包盒進料到最后包裝成型的整個過程大致可以分成四個階段:下盒、打開、裝 填、合蓋。

1總體方案設計

總體方案的設計是技術(shù)設計的前提和依據(jù)，它的好與壞直接決定了項目的成敗和性能的優(yōu)劣。將設計方案具體化，著重抓裝盒機各組成要素的綜合、總體布局、編制工作循環(huán)圖和擬訂主要技術(shù)參數(shù)等。因此在做總體方案的設計時，要注意以下幾點:

(1)要在前期注重市場的調(diào)查與預測，通過分析進一步明確市場需求。

(2)繼承與創(chuàng)造相結(jié)合，在條件允許的情況下，盡量采用先進技術(shù)，避免設計出脫離實際或者已被淘汰的機器。

(3)對于無絕對把握的新方案，應做實驗，在驗證可靠后再正式設計。

(4)構(gòu)思設計方案，并從工作原理、技術(shù)性能和經(jīng)濟效益三個方面分析對比各種方案的優(yōu)缺點和可行性，從中找出較為合理的方案。

1.1確定功能與應用范圍

裝盒機的功能，是指其所能完成的包裝工序的種類;而應用范圍是指其包裝不同物品的能力，包括所能包裝的物品的類型與所能采用的包裝材料的種類。一般來說，減少功能和縮小應用范圍，可以簡化機器結(jié)構(gòu)、降低創(chuàng)造成本、提高生產(chǎn)效率、易于實現(xiàn)自動化。反之，則可以一機多用、相對縮小占地而積、有利于擴大機器制造批量，但結(jié)構(gòu)復雜、成本高。

功能與應用范圍如下:

用途：包裝西林瓶。

基本設計要求，如表1所示：

1.2工藝分析

(1)確定機器類型

根據(jù)設計要求，由于生產(chǎn)批量大，開關(guān)盒動作多，故選用多工位類型。多工位裝盒機有間歇運動和連續(xù)運動兩種形式。間歇運動時物品由一個工位轉(zhuǎn)移到另一個工位作間歇步進運動，主要包裝操作可在物品靜比時完成，因而執(zhí)行機構(gòu)比較多時，為使結(jié)構(gòu)簡單常選用這種形式。連續(xù)運動時物品及主傳送系統(tǒng)均作連續(xù)等速運動，當執(zhí)行機構(gòu)種類較少、生產(chǎn)效率要求高時可選用此形式。合作廠家要求的包裝速率不是很高，且執(zhí)行機構(gòu)比較多，所以本裝盒機運動型式選擇間歇式，并采用無托盤環(huán)保包裝方式。

(2)確定包裝工藝路線和工位數(shù)

確定包裝方式，完成各個包裝操作的先后順序。此階段，通過三維CAD設計軟件SolidWorks的介入，方便了前期設計人員之間以及和客戶之間的溝通，為我們更直觀、更便捷的確定包裝工藝路線創(chuàng)造了條件。包裝工藝路線圖如圖1所示，根據(jù)開關(guān)盒初步設想，工位數(shù)初定為八工位。

圖1包裝工藝路線圖

1.3裝盒機的工作循環(huán)和自動化控制設計

已確定的包裝工藝路線能大體上確定自動裝盒機的運動特征、包裝工作循環(huán)、自動控制方案和機器的總體配置等。

1.4自動裝盒機的總體配置設計

它基本上取決于包裝加工工藝過程方案，根據(jù)包裝加工工藝原理圖，結(jié)合裝盒自動化方案進行總體配置設計。

1.5機器的動力和運動設計

確定裝盒機的動力需要，選擇電動機，設計傳動系統(tǒng)，確定各機構(gòu)及重要零件上的作用載荷。

1.6裝盒機的部件和機構(gòu)設計

對裝盒機各組成機構(gòu)裝置進行具體的結(jié)構(gòu)化設計，要考慮包裝形態(tài)和要求、包裝物品的特性及加工工藝原理等有關(guān)問題，要充分注意標準化零部件的應用。

2技術(shù)設計

技術(shù)設計內(nèi)容包括各組成部分的運動設計、結(jié)構(gòu)設計、零件強度與剛度校核、動力計算和繪制設計圖樣等。

技術(shù)設計階段的目標是建立裝盒機的虛擬樣機。CAD實體建模僅是整個設計過程的一環(huán)，SolidWorks主要用于完成零件設計、裝配體設計和自動生成工程圖。基于三維特征元素的建模和而向特征元素的數(shù)據(jù)修改是通過SolidWorke來完成的，并且二維、三維數(shù)據(jù)全相關(guān)，修改任何一個零件的二維尺 寸，都會引起其三維零件圖和裝配圖的自動修改，甚至與其有緊密聯(lián)系的相關(guān)零件的尺寸也會變化;反之修改三維尺寸也會有同樣結(jié)果，這樣就可以實現(xiàn)完全的動 態(tài)參數(shù)化設計。

3技術(shù)文件編制

技術(shù)文件的種類較多，常用的有機器的設計計算說明書、使用說明書、標準件明細表等。我們可以使用工程計算軟件(如MathCAD)編制自動裝盒機的設計計算說明書和使用說明書，使用產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理(PDM)軟件(如SolidWorksEnterprise PDM，有效地管理和共享產(chǎn)品數(shù)據(jù)，在更短的時間內(nèi)設計出更好的產(chǎn)品。

圖2裝盒機開發(fā)流程

4結(jié)論

間歇式藥瓶自動裝盒機的設計，以提高裝盒機自動化水平，提高工作效率，降低勞動強度為主要設計方向。根據(jù)本裝盒機的設計全過程，總結(jié)出自動裝盒機的一般開發(fā)流程，該流程將縮短產(chǎn)品的開發(fā)時間并減少開發(fā)成本，對其它同類型自動裝盒機的研制與開發(fā)有較強的借鑒意義。