检验试剂盒自动贴标设计开题报告

1、检验试剂盒自动贴标设计机械设计制造及其自动化1009邓兴龙1 研究背景1.1 检验试剂盒定义检验试剂盒是指配有进行分析或测定所必需的全部试剂的成套用品。如医学上特定疾病诊断试剂盒、分子生物学上的核酸提取回收试剂盒、微生物学上的细菌鉴定试剂盒等。 1.2 检验试剂盒的分类检验试剂可分为测定商品试剂盒、标准品、自配试剂、放射性免疫试剂。1.3 检验试剂盒目前的市场状况目前国内临床诊断试剂市场规模已经发展到每年30亿40亿元人民币的销 售额，其中传统的临床生化和免疫诊断是最大的两个细分市场，约占到整个体外诊断试剂的60%左右，其它血液、尿液分析、微生物等市场分额相对较小，而分子诊断（PCR诊断试剂）

2、发展迅速，市场份额快速提高。 免疫诊断试剂需求增长主要将来自于艾滋病和梅毒诊断试剂盒。据卫生部统计2004年全国法定报告的甲、乙类传染病的发病率中，梅毒、艾滋病据增幅前列。随着艾滋病患病人群的扩大以及性病患者人数的上升，梅毒和艾滋病诊断试剂盒的市场需求会不断上升。另外肿瘤已为人类死亡的主要疾病之一，肿瘤诊断试剂的市场也由此快速增长。预计肝炎病毒诊断试剂依然是最主要的免疫诊断试剂产品，但需求增速比较平缓。艾滋病、梅毒、肿瘤诊断试剂需求将会快速增加。我国体外诊断试剂行业竞争完全市场化。国外企业依靠产品质量稳定、技术含量高以及高效、精确的仪器配套，在体外诊断行业中的市场份额达到50%以上，在国内三级

3、医院的高端市场占据垄断地位，价格普遍比国产同类产品高1-5倍。国内领先企业在高端市场基本上都有代理业务，如科华生物代理希斯美康血液分析仪/尿 沉渣分析仪、达安基因代理ABI荧光定量PCR分析仪、中生北控代理岛津全自动生化分析仪等，企业通过代理业务丰富企业的产品线或带动企业试剂的销售。1.4 检验试剂盒发展带来的贴标自动化需求；在我国检验试剂盒的生产规范中明确规定，外包装标签上应有如下信息：1.生产企业名称和地址。 2.试剂（盒）名称。3.批号。4.规格。5.预期用途。 6.体外诊断用途。7.储存和处置条件。8.失效期。9.警告和预防措施。进口检验试剂在我国试剂市场中占据50%的市场份额，我国对

4、于进口的试剂规定在进关后必须有中文标识，大量的检验试剂盒的贴标不可能靠人工来完成，而且人口完成的很多局限性，使我们需要开发一款用于检验试剂盒的贴标机器。1.5 设计的意义包装是信息的载体，对商品贴标是实现的途径。在包装件或产品上加上标签，不仅有美观的作用，更重要的是可以实现对产品销售的追踪与管理，特别在医药行业，如出现紧急异常情况可准确及时的启动产品召回机制，把出现异常的损失降到最小。早在上世纪70年代，欧洲等发达国家就开始应用条形码来管理商品。将条形码打印并贴附在产品或者商品上一件繁琐的工作，传统的贴标是靠人工手动贴标，先将打印机打印的条形码标签剥离，然后贴在产品上。然而强大的市场发展背后再

5、也不可能有人工去实现，人工的速度无没满足市场发展的需要。随着自动化技术的发展和制造行业的产品管理水平的提高，越来越多的厂家倾向于使用一种高速自动贴标机器。贴标机可以提高产品贴标的贴附效率，贴附位置准确、质量好、稳定性高；避免人工贴标效率低下，贴附歪斜，上胶厚度不均匀和褶皱等一系列问题，有效减少浆糊的浪费，降低贴标人力成本，提高产品标识美观度，提升产品综合竞争力。贴标机是现代包装不可缺少的组成部分。随着自动化水平的不断提高，特别是伺服电机和步进电机控制技术的发展，贴标机已由原来的半手工的复杂作业，逐步发展为半自动贴标机、自动贴标机，且逐渐向控制智能化的方向发展。为了紧跟时代的发展，和商品市场的需

6、要，我们应不断提高贴标机的自动化水平，保障产品的质量和产量，才能在世界市场经济环境下立于不败之地。而目前，我国生产贴标机的种类正在逐步增加，技术水平也有了很大的提高，已从手动、半自动贴标的落后局面，转向自动化高速贴标机占据广大市场的格局。但仍与世界先进的贴标技术有一定差距，这也成为我们不断创新，提高贴标机的自动化水平的动力。2 文献综述2.1 国内发展状况 我国包装机械起步较晚，1980年尚未形成工业体系。改革开放后，我国包装机械得到迅速发展，年平均增长速度大于30%；20世纪90年代后，仍以20%的速度增长，经过20多年的发展，我国包装机械已成为机械工业中十大行业之一。无论是产量还是品种都取

7、得了令人瞩目的成就。全国包装工业总产值从1980年的72亿元增长到现在的23000多亿元；如今国内的包装工业每年为几万亿元的工农业产品和上千亿美元的出口商品提供包装，在国民经济发展中起到了重要作用，它的发展主要经历以下阶段： 一、从20世纪80年代末到1994年为第一阶段。这个阶段主要是引进、仿制国外已淘汰的功能不全的贴标机。当时几个贴标机生产厂家只能生产贴二标（颈、身标）的贴标机，由于国产设备在功能、性能、外观和贴标质量方面与进口设备相比差距太悬殊，这个时期进口贴标机在中国市场上占主导地位，绝大部分厂家还是选择进口贴标机。 2、 从1995年至2001年为第二阶段。这个阶段是中国贴标机生产的

8、提升阶段。一是贴标速度的提升，从24,000瓶/时提升到33,000瓶/时，二是贴标功能的提升，从贴二标(颈、身标)提升到贴四标，即同时可贴头、颈、身、背标。 3、 从2002年至今为第三阶段。这个阶段是中国贴标机技术成熟阶段，是中国贴标机历史上的一个重大转折点。这四年，国产贴标机的生产企业在互相竞争的同时，也形成了与国外贴标机生产企业竞争的态势，在竞争中提高、在提高中发展、在发展中创新，在创新中壮大，逐步完成了一个“质”的飞跃。2.2 国外发展状况 在世界范围内，包装机械的发展历史比较短,科学技术发达的欧美各国大体上是在20世纪初起步，直到50年代才加大发展步伐。 从20世纪初到第二次世界大

9、战结束前，在医药、食品、火柴、日用化工等工业部门实现了包装作业的机械化。50年代，包装机广泛采用以普通电开关和电子管为主要元件的控制系统，实现了初级自动化。60年代，包装机中采用机电光液气综合技术明显增多，机种进一步扩大在此基础上实现了专用的自动包装线。70年代，将微电子技术引入自动包装机和包装线，实现了由电子计算机控制的包装生产过程。从80至90年代初开始，在某些包装领域里将微机、机器人更多的应用于供送、检测、管理等方面，准备向柔性自动包装线和“无人化”自动包装车间过渡。 由于社会上各方面的积极推动和有力的配合，逐步地建立起包装材料、包装印刷、包装机械等生产部门和与之相适应的科研、设计、情报

10、、教育、学术、管理等组织机构。进而形成了独立完整的包装工业体系，且在整个国民经济中占据着重要地位。1968年，世界包装联盟宣告成立。各国的包装行业与学术团体更加发展壮大。 根据近几年的统计资料得知，这些国家包装工业的总产值大约占国民经济总产值的2%左右，其中包装机械所占比重虽然不是很大。但发展迅猛，平均每年集合以10%左右的速度增长。现在投产使用的包装机械已经超过千余种。同时包装联合机及自动线的配套设备已与单机等量齐观了。根据世界新技术革命的发展趋势，预料包装材料以及与此紧密相关的包装工艺和包装机械将会取得一系列新的突破。并且带动更多的产业部门进入包装行列。这种形式反过来又会影响科研、教育事业

11、、要求未来有大批包装专家。因此，一般认为，一个国家包装工业的总水平基本能反映该国工业与科学技术现代化的进程。然而由于各国的历史条件、社会制度、经济基础及科技水平有所差异，以至各自的发展状况也出现一定的不平衡。2.3未来发展状况随着各种贴标技术的深入发展，贴标机正向着以下几个发展方向： (l)高生产率、高可靠性、高精度、好的柔性和灵活性，注重成套性和配套性; (2)自动化程度不断提高，过去的手工半手工的复杂作业，己被半自动或自动的贴标机所取代，且逐渐向控制智能化的方向发展; (3)先进的机电技术和新元件被综合应用于贴标机中，并通过采用先进的设计方法提高产品设计质量，缩短制造周期。3 研究路径/论

12、文（设计）框架3.1 设计分析：选择和拟定工艺过程是贴标机设计第一阶段的任务，是贴标机设计的基础。工艺过程方案是否合理和先进，将直接影响所研制的贴标机结构、外形尺寸、机构的运动方式和贴标质量。本贴标机为多工位贴标机，其贴标运动是间歇运动，工艺路线为阶梯型，采用刷贴法完成贴标动作。根据系统功能需求可将整个贴标过程分为以下五道工序，如图所示：3.2 总体设计工作过程的开始是盒子在传送带上以一个不变的速度向贴标机进给。机械上的固定装置将盒子之间分开一个固定的距离，并推动盒子沿传送带的方向前进贴标机的机械系统包括一个驱动轮，一个贴标轮，和一个卷轴。驱动轮间歇性地拖动标签带运动，标签带从卷轴中被拉出，同

13、时经过贴标轮贴标轮会将标签带压在盒子上。在卷轴上采用了开环的位移控制，用来保持标签带的张力因为标签在标签带上是彼此紧密相连的，所以标签带必须不断起停。 标签是在贴标轮与盒子移动速度相同的情况下被贴在盒子上的。当传送带到达了某个特定的位置时，标签带驱动轮会加速到与传送带匹配的速度，贴上标签后，再减速到停止。3.3系统的方案设计图贴标机控制系统结构图3.4 PLC控制系统 PLC系统是自动化控制过程中的关键所在, 考虑到平面贴标机工作的稳定性、可靠性以及各种控制元器件连接的灵活性和方便性，采用PLC作为核心控制器，各控制对象都必须在PLC的统一控制下协同工作，所以主要针对PLC控制定位控制单元来控

14、制电机，通过程序的编写完成对机械的精确定位与动作。4 进度安排研究进程安排：8.5-8.16 搜集设计所需的相关资料8.17-8.23 设计方案8.24-8.28 进行仿真8.29-9.6 PLC设计9.6-9.10 调试9.11-9.18 写毕业论文5 参考文献主要参阅文献1） 孙立魁，施燕平. 国家食品药品监督管理局济南医疗器械质量监督检验中心A. 济南:中国医疗器械信息1006-6586(2011)03-0001-04 2） 范逸之，陈立元.Visual Basics与RS-232串行通信控制.北京：清华大学出版社，2002.256-3133） 毕春雷.中华人民共和国国家标准临床化学体外

15、诊断试剂（盒）M.江苏：凤凰出版社，2005.35-574） 钟肇新，范建东.可编程控制器原理及其应用M.南京：东南理工大学出版社，2003.13-895） 张丽萍; 李卫民; 孙洪哲; 黄海龙; 郭永良.PLC伺服电机和触摸屏在模内自动贴标机中的应用J.辽宁:辽宁工业大学学报(自然科学版). 2009-06-15，2009年03期.6） 宋炜瑾; 倪俊芳.硅晶圆条形码自动贴标机的气动控制系统研究J.江苏：机械制造. 2007-03-20，2007年03期7） 赵勇强; 倪俊芳.基于可编程控制器自动贴标机的研制J.江苏：江苏电器，2008-2-15，2008年02器8） 毕娟; 杨存祥; 马庆华; 李学桥.基于PLC的自动贴标机控制系统