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一种无纺布袋提手自动送进机构
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    随着限塑令的推出,能自然降解的绿色环保、无污染的无纺布袋使用越来越广泛.无纺布袋的加工工艺中,相对超声波焊接法,针刺缝编法加工的无纺布袋美观性和牢固度更好.由于软基布料定位困难,针刺缝编法加工无纺布袋仍然通过工人手工缝制,存在加工效率低、劳动力成本高、产品加工质量-致性差等问题,笔者根据某企业生产实践的需要,设计了-种针刺缝编法元纺布袋 自动化生产线.本文仅针对该生产线关键工序之---布袋提手自动化加工进行报道。

    1 方案设计1.1 无纺布手提袋结构无纺布手提袋主要结构如图1所示,-般由提手、侧边、直边、袋身、袋底等部分组成。

    [收稿日期]2012-09-06 [修回日期]2012-10-24[基金项目]国家自然科学基金资助项目 (51175225);厦门市科技计划资助项目 (3502Z2012051)[作者简介]位灿 (1989-),男,硕士生,主要从事机械机电-体化研究.通讯作者:陈亚洲 (1972-),男,副教授,博士,主要从事数字化设计与数字化制造方面的研究,E-mail:yazhouchen###jmu.edu.cn第6期 位灿,等:-种无纺布袋提手自动送进机构 ·461·1.2 提手自动化加工机械结构 袋身无纺布手提袋自动化生产线需要实现图 1中袋 agb。d身送料、袋身折边、袋身缝直边、袋身裁切、提手送进等功能,其主要工艺流程如图2所示. 侧边提手送进机构实现的具体工艺动作包括提手送料、提手裁切、提手旋转.主要结构如图3所示,可分为送料机构、裁切机构、压紧机构、旋转机构 胝和辅助机构.其中,送料机构由导向板10、送带双滚轮6和送带电机8等组成.采用送带电机驱动带提手Hmdle直边Straight hem动双滚轮转动,利用拉簧保证双滚轮紧密贴合,通 图1无纺布袋主要结构过脉冲输出使得布带通过导向板下方稳定传送到指 Fig.1 The main structure ofthe non-w0ven bags定长度,导向板保证了布带传送的平整度和稳定性.裁切机构由裁切气缸5、裁刀9及滑轨组成.裁刀由气缸带动,通过滑轨保证上下稳定裁切.压紧机构包括压紧气缸 1、3和压紧头 1 1、18,左压紧头11和右压紧头18之间的间距即为提手最终在无纺布袋上的位置.旋转机构中旋转电机 l3、16驱动电机头旋转到指定角度,通过压紧气缸l、3提供压力保证压紧头将提手压紧在电机旋转头上.辅助机构 15中包括辅助滚轮和导向杆等,辅助滚轮由辅助滚轮电机 l4驱动,其作用是保证布带在旋转之前能稳定拱起,导向杆则用来保证辅助滚轮沿垂直方向运动。

    手提袋提手送进 IFeedingbaghandle I I. H盛 ,l 缝左直边 l I袋身布料旋转l, 缝右亳 、 ile料ctiSeamingleft strght hl手提袋身送料 IFeding bag body se.gleft-Fota bag rt删曲t l b.odinghm y II ml i o图 2 无纺布手提袋 自动化生产线工艺 流程Fig.2 Technological process of the automated production linea主视图Front view b主要零件的俯视图Top viewofthemainparts1-左压紧气缸;2-辅助滚轮气缸;3-右压紧气缸 ;4-导向板气缸;5-裁切气缸;6-送带双滚轮;7-安装板;8-送带电机;9-裁刀;10-导向板;1l-右压紧旋转头;12-右电机旋转头;13-右旋转电机;14-辅助滚轮电机;15-辅助滚轮机构;16-左旋转电机;17-左电机旋转头;18-左压紧旋转头;19-右焊接气缸;20-左焊接气缸;A、B、C为提手在送进过程 中的三个状态。

    Notes:1- I pressure cylinder;2-Auxiliaryrolercylinder;3- Rightpressure cylinder;4--Guideplatecylinder;5-Clothcutercylinder;6--Dou-blefeedmilers;7-Mountingplate;8-Feedmotor;9--Clothcutter;10--uideplate;ll-Leflpressure rotaryhead;12-Rightmotorrotaryhead;13-Rightrotarymotor;14--Auxiliary rolermotor;15-Auxiliary rolermechanism;16- Leftrotarymotor;17-.eflmotorrotaryhead;18-Rightpressurerotaryhead;19--Rightweldingcylinder;20--Leftweldingeylinder;A,B,Crespectivelyrepresentthreestatesduringfeedingthehandle。

    图 3 无纺布手提袋提手自动送进机构结构图Fig.3 Structure diagram of the feed mechanism for non-woven bag handles· 462· 集美大学学报 (自然科学版) 第 17卷1.3 送进方案无纺布袋提手在经过前期工序的缝制后,被传送到提手机送带滚轮中来.其提手的自动裁切与定位具体动作过程为:1)系统启动,导向板气缸4先动作,保证导向板 l0与工作台面贴合;2)送带电机 8运行,提手被送至左端极限位置 (图3b中A所示位置);3)压紧机构中左压紧气缸 1动作,提手左压紧点紧固;4)辅助气缸2随之动作,保证上下滚轮 15贴合;5)送带电机8与辅助滚轮电机14同时动作,提手被拱起-定长度 (提手拱起简图如图3b中B所示);6)右压紧气缸3动作,提手右压紧点紧固;7)裁切气缸5动作,裁刀9切带;8)旋转电机13、16运行,手提带旋转90。,此时提手状态如图3b中c所示;9)焊接气缸 19、2O动作,保证提手与袋身贴合;10)无纺布焊接机构发出超声波,提手与袋身焊接在-起;1 1)各部分复位,进入下-个循环.图3b中,元纺布焊接机构与左右压紧气缸平行安装,焊接机构中左右焊接气缸之间的间距与左右压紧气缸间距-致,前后距离即为右端极限位置与右压紧头之间的间距。

    提手长度的确定是本机构系统稳定运作的前提.本方案中提手的长度主要由步进电机驱动器发出的脉冲数目来控制,在提手送进过程中,步进驱动器分两次进行脉冲输出,即提手送至右端极限位置和拱起-定长度.根据无纺布袋相关企业的要求,本方案中无纺布手提袋提手带长为 500 nlnl,提手固定间距为 150 mm.采用的两次送带方式为:第-次送进 375 mil,第二次送进 125 mil,即提手拱起的余量是 100 mn'l,焊接结构与压紧气缸之间的距离为 120 mm。

    2 PLC控制系统设计2.1 控制流程设计通过控制输入给步进电机的脉冲数目可以控制步进电机的角位移,控制输入给步进电机的脉冲频率可以控制步进电机的转速.若已知步进电机固有步矩角为0 ,输入脉冲数目为J7v,脉冲频率为厂'脉冲细分倍数为C,则可以推导出角位移 N·Ob/C,转速17,60·f· /(360·C);若提手送进长度为 Z,送料滚轮直径为 D,可以推算出输入给步进电机的总脉冲数 目为 N 360。·2·c/(叮T·D·06).PLC控制时通过附加减速脉冲指令PLSR给步进电机进行脉冲输出,当PLSR指令执行时,设置 S 脉冲输出的最大频率值、S:全部脉冲输出的总脉冲数及 S,加减速时间后,由D脉冲输出装置输出.开始以每次增加S /10的频率开始输出脉冲,每个频率输出脉冲的时间都是固定的 /9 J.根据送进方案所述,控制流程如图4所示。

    2.2 硬件配置采用电磁阀对各个气缸进行通断控制,通过向步进驱动器输出脉冲对各个步进电机进行角位移控制.利用触摸屏与 PLC通信,由触摸屏输人各项参数给PLC,利用PLC对步进驱动器和电磁阀执行控制。

    图 4 控制流程Fig.4 Control Process第6期 位灿,等:-种无纺布袋提手自动送进机构 ·463·图 5 硬件配置Fig.5 Hardware Configuration2.3 程序设计表 1为PLC控制系统的组件说明表.PLC程序由WPLSoft2.20软件进行编写,使用台达 DOP系列触摸屏编辑软件SerEdit对触摸屏进行编程.通过触摸屏人机界面对各参数进行初始化设置.参数设置主要包括控制输入给步进电机的脉冲频率、脉冲数目,各定时器值等.图6为提手送进机构部分程序段梯形图。

    表 1 组件说明Tab.1 Component Description控制说明con n 品 警 控制说明c。r删。esc却 on启动正向脉冲 (RUN的瞬间 orI)。

    M 点Ini iS tar t positive p ulsbe M1030 辅 电机脉冲 出执 完毕 output ofaUXlltary m otor DuIge8 enosopen contact·MIO 无箩布亏冬袋 水线系统总启动Auto- v1 超声波焊接开始发波Ultrasonic weldingm aUc product]oftIlne starts. 副国Itswordng。

    蚴 嚣 喜慧 右边压紧气缸动作aight presure cylinder WOldS。

    高速脉冲输出点,送带滚轮步进电机v 左边压紧气缸动作 Left pressure cylinder YO 启动 Output point of rapidpulse,feeding rol-ermotorworks. works。

    M1029 尊电机脉 出挚行完毕The output of Y7 焊接压紧气缸动作Welding cylinder works。

    高速脉冲输出点,辅助滚轮步进电机Y2 启动 Output point of rapid pulse,auxiliary Yl l 裁切气缸动作 Cloth cuer cylinder works。

    3 结论通过调试,此无纺布手提袋提手自动送进机构能够达到预期的生产要求.无纺布手提袋自动化生产的总体控制与实现是相对复杂的,整条自动化生产线的稳定运行是以各机构协调工作为前提的.此无纺布手提袋提手自动送进机构作为生产线的主要-环,解决了软基体布料送料的-大难点,利用PLC控制机构动作,保证了加工的可靠性.提手送进控制的良好实现,使得后续工艺能够顺利完成。

    · 464· 集美大学学报 (自然科学版) 第 l7卷222638435162图6 提手送进部分程序段梯形图Fig.6 Partial ladder diagram of handles feeding pmgmm[

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