紗桶自動包裝系統(tǒng)設計

陳云霞

(南京機電職業(yè)技術學院，江蘇 南京 211135)

0 引言

紗桶是紡織行業(yè)的基礎原料，目前不少企業(yè)仍采用人工包裝的方式對紗桶進行包裝，此種包裝方式效率低下且人工成本較高[1]。為提高紗桶包裝的自動化程度和包裝效率，設計一種紗桶自動包裝系統(tǒng)，不僅確保全部環(huán)節(jié)的自動化，并實現(xiàn)在觸摸屏上進行每個裝置的控制。整條生產系統(tǒng)只需要配備一名操作人員，提高了紗桶包裝的效率，降低了生產成本。

1 紗桶自動包裝系統(tǒng)設計

紗桶自動包裝線包括：控制器、紗桶輸送裝置、紗桶翻轉裝置、紗桶裝袋裝置、紗桶轉送裝置和紗桶稱重貼標裝置，如圖1所示。紗桶輸送裝置用于將紗桶輸送至輸送帶上；紗桶翻轉裝置用于紗桶的正反翻轉；控制器用于控制紗桶正反間隔的設置，紗桶轉送裝置用于將待包裝的紗桶轉送至紗桶稱重貼標裝置。

圖1 紗桶自動包裝系統(tǒng)整體設計

2 輸送電機

整線共有7臺輸送電機。采用微型調速電機，配備一個調速盒，就近安裝在皮帶的支腿上，便于操作。除最末段采用三相380V電機外，其余電機都是使用單相220V電機。因為工藝需要，部分電機使用調速器來匹配輸送速度。控制柜內單相電機的接線方式一致，如圖2所示。

圖2 單相電機的接線圖

3 紗桶翻轉裝置

紗筒的形狀一般為寶塔型，為減少包裝空間，保證包裝的一致性，需要將紗桶自動調整至統(tǒng)一的“直徑較小的一端朝上，直徑大的一端朝下”，便于堆疊放置，以節(jié)省存儲空間。紗桶翻轉裝置包括支撐平臺、翻轉檢測裝置和翻轉機構，如圖3所示。翻轉檢測裝置設置在支撐平臺的前側，其檢測裝置為CCD攝像頭。通過CCD攝像頭測量遮光邊到底邊的距離以確定紗桶的放置方向，以判斷是否需要進行翻轉。紗桶需要翻轉時，通過升降平臺將需要進行翻轉的紗桶提升至進行翻轉的工位，夾持機構對紗桶進行夾緊，從動輪的轉動帶動驅動氣缸的轉動，從而帶動固定板的轉動，實現(xiàn)翻轉動作。紗桶翻轉裝置結構圖如圖3、圖4所示。

圖3 紗桶翻轉裝置結構圖

圖4 翻轉機構的結構圖

4 紗桶裝袋裝置

紗桶裝袋裝置包括撐袋口機構、紗桶裝袋機構和縫紉機構。撐袋口機構用于將紗桶包裝撐開，紗桶裝袋機構用于將紗桶放入紗桶包裝袋，縫紉機構用于將紗桶包裝袋進行封口[2]。實現(xiàn)撐袋動作由5組氣缸來實現(xiàn)，分別為漲袋伸出缸、漲袋缸、成形下壓缸、成形上托缸和阻擋缸。套袋光電開關安裝在接近阻擋缸動作的位置，通過檢測到位的延時來判定是否到位，減少了袋邊變形的誤檢測。通過漲袋缸將袋口整理平整后，下壓和上托缸將袋口送至縫紉機入口的高度位置，此時漲袋缸縮回，直至縫紉機工作完畢再恢復初始狀態(tài)。

5 紗桶稱重貼標裝置

稱重和貼標裝置采用第三方集成設備，自動運行時需要通過交互信號觸發(fā)進行工作。自動運行時的流程為：自動運行；皮帶線運轉—光電開關檢測包裝袋到位；皮帶線停止—給出稱重啟動信號—延時后給出貼標啟動信號—再延時后皮帶線繼續(xù)運轉；直至輸送完畢。打包機接收到啟動信號時，自帶的輸送電機運轉，再通過設置的3個光電開關觸發(fā)3次打包動作，通過調整3個光電開關的安裝位置實現(xiàn)打包姿態(tài)的調整。

6 人機交互

系統(tǒng)配置人機交互界面，使用者可以直觀查看每區(qū)域所處的運行狀態(tài)[3]。設備上電后，進入操作頁面，如圖5所示。人機交互界面顯示整機的運行狀態(tài)，設備分為5個控制區(qū)域，每個區(qū)域可以在觸摸屏上進行獨立的自動運行或手動操作，便于調試和維護操作。

圖5 人機交互頁面

該紗桶自動包裝系統(tǒng)基于生產任務需求，改變紡紗生產線末端的生產現(xiàn)狀，推進紡紗生產設備自動化進程。與人工包裝相比較，減輕了工人勞動強度，具有較好的應用前景[4]。