瓷片自动包装生产线模块化设计探究

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1、瓷片自动包装生产线模块化设计探究摘要：本文阐述了模块化设计的思想、步骤、关键技术；结合瓷片自动包装线为例说明了模块化设计方法的有效性；为陶瓷装备制造业的模块化设计的前景作出展望。关键词：模块化设计瓷片自动包装线陶瓷装备制造业0引言目前陶瓷企业瓷砖的包装已经有了自动包装生产线，然而对于瓷片（相对与瓷砖尺寸规格较小，材质特性易碎、易吸水）的包装仍然以手工包装为主，我国瓷片包装行业的人工包装，劳动强度大，生产效率低，包装成本高。为了使陶瓷装备企业在市场竞争中处于有利地位，提高产品竞争能力，缩短研发周期

2、与制造周期，减少制造成本,抢占市场。传统的包装机械设计方法已经不能适应多品种、小批量、高柔性、低成本的要求。模块化设计可以很好地解决产品品种、规格与设计制造周期以及生产成本之间的矛盾[1]o1模块化设计思想、步骤及关键技术1.1模块化设计思想模块化设计是20世纪80年代初开始在我国受到重视，并逐步得到应用，形成了一种现代设计方法，它是在对一定范围内的不同功能或相同功能不同性能、不同规格的产品进行功能分析的基础上，划分并设计出一系列功能模块，通过模块的选择和组合构成不同的产品，以满足市场的不同需求

3、的一种设计和制造方法。1.2设计步骤模块化设计以功能分析和模块划分为核心，根据市场调研结果对整个系列进行系列型谱制定，本质上是系列产品的研制过程，再根据用户的具体要求对模块进行选择和组合，并加以必要的设计计算和校核计算。总的说来，模块化设计的一般过程如图1所示。1.3关键技术1.3.1模块标准化它是指模块结构标准化，尤其是模块接口标准化。模块化设计所依赖的是模块的组合。为了保证不同功能模块的组合和相同功能模块的互换，模块应具有可组合性和可互换性两个特征，而这两个特征主要体现在接口上。据统计，整机

4、阻尼的70%,刚度的60%决定于接口［2］，但是对于大部分包装机械来说，因为进行包装作业时的工艺力一般较小，所以对阻尼和刚度上的考虑不占重要位置，而更加注重提高其标准化、通用化、规格化的程度。1.3.2模块划分模块化设计的原则是力求以较少的模块组成较多的产品，并在满足要求的基础上使产品精度高、性能稳定、结构简单、成本低廉，且模块结构应尽量简单、规范，模块间的联系尽可能简单。因此，如何科学地划分模块是很有讲究的。模块划分太少不能体现模块化设计的优势；模块划分越细，通用化程度越高，同时由于模块数量的

5、剧增，装配成本也在增加［3］。模块数量与成本和工作量的关系如图2o从图中可以看出模块划分过粗或过细都会使成本和工作量增加，只有模块划分数为M时，产品开发的总成本最小。模块划分既要照顾制造管理方便，具有较大的灵活性，避免组合时产生混乱，又要考虑到该模块系列将来的扩展和面向专用、变型产品的演变。2设计实例下面是模块设计应用于瓷片包装线的设计实例。通过广泛的市场调研，最终以规格为300X450X10的瓷片作研究对象，用模块化设计方法设计瓷片自动打包线。首先了解人工瓷片包装线的组成部分，分析研究其各个部

6、分的工作过程，将人工包装的各个工序进行功能分析，较全面的概括瓷片包装线所应具备的各项功能，并通过查阅大量资料,从产品外观形态、功能分组、生产制造等诸多因素的情况下对瓷片自动包装线进行分解、合并，最终将瓷片自动包装线划分为前输送模块、对齐及包角模块、放隔板模块、水平捆扎模块、对齐及旋转模块、推箱模块、套袋模块、四工位假箱模块、套箱模块、接箱模块、封箱等组成部分。图3表示的是一条瓷片自动包装线的示意图。其工序过程就可由已划分的功能模块组合完成。这条生产线具有自动进行对齐，放包角，放隔板，套袋，套箱，

7、封箱等功能，设备结构简单、紧凑，可靠、平稳，方便检修、维护，减轻劳动强度。上述瓷片自动包装线划分的基本模块，还可以根据客户的不同需要，选择不同模块组合成不同功能的瓷片自动包装线。然后再设计传动系统，将机、电、光、气等技术进行功能组合，用PLC（可编程逻辑控制器）进行整线控制。最后对划分的模块进行编码，编成图册，利用solidworks软件将所有模块输入计算机，建立瓷片自动打包线模块库。设计新产品时，可借助零件编码图册检索，避免重新设计已有或相似零件，提高产品的系列化、通用化和标准化水平。模块化设

8、计在电子设备中应用广泛，其在计算机中的应用已趋于成熟，在汽车、飞机、造船、工业汽轮机等众多行业也有广泛应用。但在国内陶瓷装备行业，设计以着眼于单—产品为主，模块化设计尚不成熟，瓷片自动打包线在新型模块的研制，模块的科学划分、模块与模块间部件的标准化等方面还需要经一步研究。3前景展望在设计时应大量采用标准的模块相互组合进行新产品的开发工作，再集中力量快速完成非标部分的设计，要充分利用三维设计技术来进行模块化设计，用产品数据管理(PDM)技术将这些模块合理有序的储存到数据库中。随着电子技术和计算机仿