自動(dòng)控制系統(tǒng)在滴灌帶自動(dòng)收卷機(jī)中的應(yīng)用

徐濤

摘要：本文簡(jiǎn)述了自動(dòng)控制系統(tǒng)在滴灌帶自動(dòng)收卷機(jī)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：滴灌帶，自動(dòng)控制系統(tǒng)，自動(dòng)收卷機(jī)

滴灌帶生產(chǎn)是一種勞動(dòng)密集型的生產(chǎn)模式，人工成本越來(lái)越高，在連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中滴灌帶的上卷、換卷和下卷占用了大量的人力，為了降低這一部分的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)效率，設(shè)計(jì)了一種能夠自動(dòng)完成滴灌帶自動(dòng)上卷、換卷和下卷動(dòng)作的自動(dòng)收卷機(jī)。該設(shè)備只需要按一下按鈕，就能夠?qū)崿F(xiàn)收卷的一系列動(dòng)作，操作簡(jiǎn)單，減少了誤操作，并且節(jié)約了大量人工，從而降低了生產(chǎn)成本。

1、滴灌帶收卷機(jī)開(kāi)發(fā)目的

目前國(guó)內(nèi)滴灌帶生產(chǎn)企業(yè)發(fā)展迅速，由于人工成本越來(lái)越高，熟練技術(shù)工人流動(dòng)性大造成加工過(guò)程穩(wěn)定性下降，生產(chǎn)管理成本也越來(lái)越高，在連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程中，上卷、換卷和落卷占用了大量的人工，占全部勞動(dòng)量的50%以上，并且所有的步驟都是人工完成，包括人工更換卷芯、搭帶、自動(dòng)調(diào)整力矩、割帶和落卷，把這些改為全自動(dòng)控制成為了減少人工和提高勞動(dòng)效率的關(guān)鍵。

2、滴灌帶收卷機(jī)的構(gòu)成

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和生產(chǎn)設(shè)備的深入研究，模擬人工收卷?yè)Q卷過(guò)程，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了全自動(dòng)收卷?yè)Q卷設(shè)備，其設(shè)計(jì)包括排線裝置、管芯夾持裝置、頂緊裝置、夾帶裝置、割帶裝置。

圖中，1為管芯夾持裝置，2為頂緊裝置，3為排線裝置，4為割帶裝置，5為夾帶裝置，6為管芯架，7為管芯

排線裝置解決了收卷過(guò)程中，收卷力矩的大小對(duì)收卷整齊度和松緊影響，選用高精度絲桿機(jī)構(gòu)，由于其連續(xù)性好，控制行好，速度可控性好等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)卷子的大小、整齊和松緊提供的保障。排線裝置由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，能夠精確均勻的在控制范圍之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，并且能在出發(fā)下卷指令時(shí)，立即向夾帶裝置運(yùn)動(dòng)。

管芯夾持裝置采用了機(jī)械手方案模擬人工換管芯的過(guò)程，選用易于加工維護(hù)的氣缸帶動(dòng)齒輪齒條結(jié)構(gòu)的機(jī)械手，以保證換卷的空間和時(shí)間，及將來(lái)投入生產(chǎn)后的維護(hù)，解決了人工更換管芯的難題，實(shí)現(xiàn)了更換管芯的自動(dòng)化。管芯轉(zhuǎn)動(dòng)由力矩電機(jī)驅(qū)動(dòng)，PLC通過(guò)特殊算法，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)力矩，保證了最后的產(chǎn)品外觀均勻美觀。

頂緊裝置采用了無(wú)中桿氣缸頂緊模式達(dá)到了頂緊力調(diào)節(jié)方便、換卷容易、換卷速度不一樣等多項(xiàng)要求，保證頂緊和換卷在最短時(shí)間內(nèi)完成，解決了人工落卷的難題，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化落卷，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

夾帶裝置主要包括推帶頭、推帶氣缸、剪刀結(jié)構(gòu)和夾帶氣缸，在收卷結(jié)束時(shí)，通過(guò)推帶頭在推帶氣缸的作用下，把滴灌帶推到剪刀結(jié)構(gòu)中，最后在夾帶氣缸作用下，剪刀結(jié)構(gòu)合緊，夾緊滴灌帶，夾帶裝置的設(shè)計(jì)解決了人工搭帶的問(wèn)題。

割帶裝置主要作用在夾緊滴灌帶時(shí)，保證滴灌帶能夠完全緊靠在割刀上，確保頂緊裝置松開(kāi)卷子時(shí)，卷子自由落體能夠及時(shí)割斷滴灌帶，為換卷做好準(zhǔn)備，解決了人工割帶的問(wèn)題。

3、自動(dòng)收卷機(jī)的工作過(guò)程

自動(dòng)收卷機(jī)采用了機(jī)械手方案模擬人工換管芯的過(guò)程從管芯架上取出管芯，圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)到頂緊裝置中心位置，頂緊裝置在氣缸的作用下頂緊管芯，此時(shí)，電機(jī)開(kāi)始工作，PLC通過(guò)特殊算法自動(dòng)對(duì)力矩進(jìn)行調(diào)節(jié)，在收卷結(jié)束時(shí)，排線裝置不管在任何位置都開(kāi)始向夾帶裝置靠近，到達(dá)位置時(shí)，通過(guò)推帶頭在推帶氣缸的作用下，把滴灌帶推到剪刀結(jié)構(gòu)中，最后在夾帶作用下，剪刀結(jié)構(gòu)合緊，夾緊滴灌帶，卷子自由落體能夠及時(shí)割斷滴灌帶，此時(shí)電機(jī)停止工作，管芯夾持裝置再次取出管芯，完成換卷過(guò)程。其流程圖如下：

該設(shè)備操作非常簡(jiǎn)單，全設(shè)備只有一個(gè)按鈕，設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，只需要按一下按鈕，就能夠完成實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，操作工在工作時(shí)只需要準(zhǔn)備足夠的管芯，剩下的動(dòng)作全部由設(shè)備自動(dòng)完成，大大節(jié)省了人工。

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