全自动叠丝袜机概念设计

2018-08-18李小陈

科学与财富 2018年22期

李小陈

摘要：本文提出了一种基于单片机控制的丝袜折叠机的概念设计。建立简洁明了、实用可调、操作方便的人机界面。主要内容包括以下几个方面：

自动丝袜折叠机机械结构概念设计；驱动、传动、功能系统的机构选取。支撑机构和造型设计的初步分析；电气原理图概念设计；主回路、控制回路、功能回路的绘制。供电回路、通讯回路以及其他回路的技术分析；工作和控制流程、I/O分配、循环程序的设计、人机界面设计。

关键词：自动折叠机；丝袜；皮带轮组；可编程控制；人机界面

1、绪论

1.1课题选题背景

1.1.1丝袜生产工艺流程

袜子是成形产品。以下是丝袜生产工艺：

（1）原料颜色打样─定购原料─袜子设计─袜子打样─确定工艺；

（2）袜子大货生产—下机检验—缝头拷口—定型整烫—整理包装。

本课题研究方向解决最后一步：整理包装。

1.1.2 目前叠丝袜机研究现状

德国Jensen公司的折叠机的种类很多，可以适合不同的洗涤厂的工作量，核心零部件包括控制器、电机、变频器和光电传感器和旋转编码器等等。

江苏泰州市通洋洗涤机械制造有限公司生产的ZD3300-V智能化控制系统，取消了传统的机。

1.2本文主要研究内容

本文在分析国内外折叠机的基础上提出了一种专门用来折叠丝袜的产品概念设计。以最小的动力需求，并基于单片机编程控制，提供简洁的人机界面。通過光电传感器和电磁铁的配合，加以合理的控制程序，完成不同长度丝袜的高效折叠。并且，为了省电节能，利用光电实现自启停功能。

2、机械系统概念设计

2.1 自动叠丝袜机的性能结构分析

2.1.1 功能分析

丝袜整理方法有三种：卷、叠、叠卷合用等方法。

2.1.2 方案分析

丝袜的折叠是一个反复的运动过程，其核心算法是循环：

（1）从一端开始反复折叠

利用摩擦轮和折板构成的步进结构：

2.1从一端开始折叠示意图

工作流程为：①启动光电动作，传动摩擦轮启动；②折叠光电动作，步进摩檫轮开始下行，并将丝袜牵引至可折叠位置，然后上行复位给折叠板留出运行空间；③折叠板开始反转折叠，折叠完成后复位至水平位置；④在折叠光电一直动作的情况下，重复前三步操作，直至折叠光电复位；⑤折叠光电复位后，折板正转将丝袜送至传送到下一步；⑥启动光电设置延时，其时序等于折叠一条丝袜的工序时间。当启动光电复位后，延时一条丝袜时序后，机构自动停止。

（2）从中间开始反复折叠

利用皮带机构的带轮对丝袜挤压折叠：

2.2从中间开始折叠示意图

工作流程为：①启动光电动作，皮带轮组工作；②丝袜挡住1#光电时，延时（可调），1#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；③丝袜挡住2#光电时，延时（可调），2#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；④丝袜挡住3#光电时，延时（可调），3#电磁铁推动切块工作，延时2s复位；⑤如有必要可以增加带轮组，以及广电和折板来折叠更长的丝袜；⑥启动光电设置延时，其时序等于折叠一条丝袜的工序时间。当启动光电复位后，延时一条丝袜时序后，机构自动停止。

2.2 可行性方案概念结构设计

2.2.1 动力系统选用

本方案主要以旋转机构为主，采用电动机驱动，正确选择功率、转矩、转速、以及启动、调速、制动和过载等要求。

2.2.2 传动系统选用

齿轮传动功率范围大、传动效率高、使用寿命长。但需要较高的制造和安装精度，成本较高。其优可良好的在本机构应用，其缺点可很好的在本机构规避。

2.2.3 功能系统选用

本文利用光电传感器检测丝袜的行程，利用电磁铁推动折刀完成折叠过程，对这两个功能器件进行选型：

（1）光电传感器是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的。

（2）电磁铁是利用载流铁心线圈产生的电磁吸力来操纵机械装置，以完成预期动作的一种电器。因交流电磁铁启动力较大，换向时间短，能轻松推动折刀动作，因此选用交流电磁铁。

2.2.4 总装设计与造型设计分析

（1）总装设计

充分考虑驱动轴的上下移动以便调整带轮之间的间隙；光电传感器的前后左右可调性以保证光电动作精准且不会误动作；电磁铁的前后和上下的可调整性，保证折刀能正确的引导丝袜进入折叠程序。