壓帶式拉鏈測長機構的設計

黃菊生 龔存宇 唐聯耀

摘要：拉鏈測長設備主要由打結檢測機構、拉緊力平衡機構、壓料測長機構組成，能實現對拉鏈纏繞打結、膠紙、釘子層疊的檢測和報警，能實現拉鏈拉緊力的平衡保護，能實現壓帶式平穩傳動、準確測量拉鏈長度。通過 solidworks三維建模、虛擬裝配、干涉分析及運動仿真，機構整體緊湊，操作簡單，自動化程度高，能顯著降低勞動強度，提高生產效率。

關鍵詞：拉鏈;打結檢測機構;拉緊力平衡機構;壓料測長機構

前言

拉鏈測長設備是一種新型自動化測長裝置，采用伺服電機驅動的壓帶式傳動，通過伺服電機連接的滾輪轉動的圈數來計算所經過拉鏈的長度。設備自動化程度高，具有易操作、高效率、一人多機管理等優點。改變了傳統的拉鏈測量方法，使拉鏈生產企業節約成本、提高效率[1]。

1 拉鏈測長設備的組成

拉鏈測長設備主要由三大機構組成：打結檢測機構、拉緊力平衡機構和壓料測長機構，是一種由 PLC控制為主的自動化設備。此外，還設置有釘書針、金膠紙的檢測和累計計數等檢測機構，整機結構如圖 1所示 [2-3]。

拉鏈測長設備采用壓帶式傳動，驅動送料的同時進行測長。伺服電機帶動驅動輪順時針旋轉，與上面的優力膠壓帶輪構成驅動送料裝置。拉鏈在驅動輪與壓帶輪之間夾緊，在摩擦力的作用下實現送料測長。拉鏈的長度是通過伺服電機編碼器計算驅動輪轉動圈數得到的。設計時為了增大送料摩擦力、減少料帶打滑，驅動輪圓柱面上加工有滾花。送料時拉鏈向前運動，受到驅動拉力，不可避免會有彈性形變，因此系統設置有不同拉鏈的變形系數，通過控制系統進行修正，以減小測量誤差。設備運行中當檢測到拉鏈上有釘書針和金膠紙時，檢測機構能及時進行報警處理、累計計數。

2 拉緊力平衡機構

拉緊力平衡機構的作用是張料布局和平衡、釋放料帶上的張緊力，保證其他工位能夠正常發揮作用，保護料帶，減小誤差，整體結構如圖 2所示。

拉緊力平衡機構設計有上下流道，其作用是承載拉鏈料帶、規劃路徑和防止跑偏。上流道和下流道合理布局成“V”字型，使拉鏈料帶的張緊力按比率作用在彈簧上平衡。拉鏈料帶進入上流道時，光面朝上，鏈牙面朝下，上流道設計有拉鏈鏈牙槽，拉鏈鏈牙面與上流道的鏈牙槽形成嵌合狀態，這樣可以減少摩擦、避免拉鏈跑偏，使拉鏈運行平穩。為了防止拉鏈運行過程中可能出現的料帶抖動，跳出鏈牙槽、跑偏脫落，上流道工件兩端設計有擋環，用于限制料帶位置。

拉緊力的平衡主要靠彈簧實現。伺服電機驅動拉鏈料帶運行，使料帶產生水平向右的拉力，經過“V”字型拉緊力平衡機構，拉緊力施加在下流道連接的提升塊上，產生垂直向上的頂升力。提升塊兩端各安裝有壓縮彈簧，彈簧在提升塊頂升力作業下壓縮產生反作用力平衡，自動調節拉鏈的松緊。

3 壓料測長機構

壓料測長機構的作用是壓緊拉鏈料帶，避免料帶打滑，實現壓帶式傳動測長。設計有前后兩個壓料裝置，前壓料裝置只壓料不測長，后壓料裝置壓料測長同步進行。前壓料裝置使拉鏈料帶進入小范圍張緊狀態、減少形變，平穩地進入后壓料驅動裝置，如圖 3所示。

前壓料裝置下面是表面拋光的金屬鋼條流道，上面是壓緊用的優力膠滾輪，流道與滾輪形成壓帶式傳動，如圖 3的 a）圖所示。后壓料裝置與前壓料裝置結構相似，不同的是下面為伺服電機驅動的金屬滾花輪，上面同樣是壓緊用優力膠滾輪。拉鏈料帶在伺服電機驅動下平穩運行，同時 PLC控制系統通過伺服電機編碼器信號精確計量拉鏈長度，實現壓緊測量同步進行。

參考文獻

[1]黃盈盈。拉鏈設備升級勢在必行[N]。福建科技報，2009，（07）

[2]陳穎等。基于 PMAC的折彎機送料測長系統設計[J]。機床與液壓，2012，（02）：4-6

[3]王恒升。PLC縷紗測長控制系統設計[J]。機床電器，2003，（2）： 32-33