魚竿導(dǎo)環(huán)自動(dòng)繞線機(jī)的研究思考

向萍萍 謝林興 樸華杰 范玉龍 王波 成都理工大學(xué)

1 前言

如今，高壓的競爭環(huán)境、勞碌的社會(huì)生活，促使人們愈發(fā)地渴望從娛樂當(dāng)中獲得自我釋放，其中釣魚是很受歡迎的休閑娛樂方式。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，中國出口釣具的種類，數(shù)量上位列前三名的分別是釣竿、魚線輪和魚鉤。專家預(yù)測：在未來10至115年之間，中國將會(huì)出現(xiàn)世界性釣魚品牌。

對魚竿導(dǎo)環(huán)進(jìn)行繞線是魚竿制作的重要部分，通過我們的實(shí)地考察與研究發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)漁具生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)過程中總是面臨人工成本高，效率低下等問題，主要原因有以下幾點(diǎn)：①?zèng)]有成熟的機(jī)器設(shè)備，各個(gè)工廠均采用人工繞線的方式對導(dǎo)環(huán)進(jìn)行繞線加工，②工廠對魚竿的制作生產(chǎn)是按市場需求而進(jìn)行的，當(dāng)廠家接有訂單時(shí)，才會(huì)大批量生產(chǎn)魚竿，此時(shí)才會(huì)有工人上崗操作，而在淡季，工人往往被閑置，但是工廠仍需正常支付工人工資，進(jìn)而產(chǎn)生了額外的無用費(fèi)用，③工人在上崗操作前，工廠需對其進(jìn)行一到兩個(gè)月的技能培訓(xùn)，才可生產(chǎn)出合格的魚竿，這無疑又增添了一筆額外費(fèi)用?；谝陨纤鰡栴}，魚竿生產(chǎn)廠家急需一種能降低魚竿導(dǎo)環(huán)繞線過程中的人工成本、提高導(dǎo)環(huán)的繞線精確度和魚竿生產(chǎn)效率的自動(dòng)化機(jī)器設(shè)備。

2 現(xiàn)狀調(diào)研

目前，中國占世界近80%的漁具產(chǎn)品，2005年，我國漁船、漁具出口額為7.27億美元，中國釣具出口量最大的3個(gè)地區(qū)分別是北美、亞洲和歐洲。我國是一個(gè)漁具制造大國，其中魚竿的生產(chǎn)數(shù)量龐大。在我國，魚竿導(dǎo)環(huán)的繞線方式以人工繞線為主，即使有機(jī)器作為輔助，也需要人工完成90%以上的工作量。然而目前國內(nèi)還未研發(fā)出自動(dòng)化的魚竿導(dǎo)環(huán)繞線類的產(chǎn)品。

人工繞線的過程主要分為以下幾個(gè)步驟：①首先將路亞PE線（或其他適當(dāng)?shù)木€）先剪下一小段對折備用，②再把導(dǎo)環(huán)臨時(shí)固定在竿材上，并且將事先剪下來備用的小段對折線也一同綁在線圈里，而綁線的線頭插進(jìn)對折的線圈中，③在纏繞數(shù)圈后，將之前插入對折線圈的綁線線頭拉入綁好的線圈下，抽緊線圈繼續(xù)向下纏繞，④線圈纏繞至導(dǎo)環(huán)底腳上并能使之初步固定時(shí)，拆去臨時(shí)固定的氣門芯或膠條繼續(xù)纏繞，⑤將對折線如起始步驟一樣壓在線圈下后繼續(xù)纏繞，⑥剪短綁線并將線頭插入對折線的線圈內(nèi)，繞線完成。

圖 魚竿導(dǎo)環(huán)人工繞線

3 設(shè)計(jì)構(gòu)想

根據(jù)調(diào)研發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的魚竿導(dǎo)環(huán)繞線方式存在的問題主要為：人工手動(dòng)繞線需要消耗大量的人力、物力以及財(cái)力，進(jìn)而導(dǎo)致魚竿導(dǎo)環(huán)繞線的過程繁復(fù)、效率低、繞線精確度低，并且最終給魚竿生產(chǎn)廠家造成魚竿生產(chǎn)成本高、實(shí)際效益低的結(jié)果。基于此問題，我們結(jié)合當(dāng)前市場發(fā)展迅速且優(yōu)質(zhì)的自動(dòng)化技術(shù)，提出一種魚竿導(dǎo)環(huán)自動(dòng)繞線機(jī)的構(gòu)想。本設(shè)計(jì)擬將魚竿導(dǎo)環(huán)的繞線過程由自動(dòng)化機(jī)器裝置替代手工完成，裝置主要由夾緊裝置和出線裝置兩個(gè)部分組成。

夾緊裝置用于固定魚竿，并使魚竿在電機(jī)的帶動(dòng)下做勻速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；為保證魚竿在繞線過程中的同軸度不變，該裝置設(shè)有類三角卡盤，將魚竿穩(wěn)固在夾緊裝置上；在魚竿需進(jìn)行安裝導(dǎo)環(huán)的位置處設(shè)置靈敏傳感器，傳感器將實(shí)時(shí)監(jiān)測魚竿導(dǎo)環(huán)繞線部位的起止點(diǎn)、魚竿直徑大小，并且將數(shù)據(jù)反饋給出線裝置的接收器中。出線裝置提供繞線所需要的PE線（或其他可用的線），裝置上的三軸定位機(jī)構(gòu)通過接收器中的數(shù)據(jù)對出線針的位置進(jìn)行了實(shí)時(shí)調(diào)整，保證繞線的良好精確度。

具體實(shí)施過程是：工作人員將魚竿插入夾緊裝置中，由類三角卡盤將其固定，待工作人員將線初步固定在既定位置后，傳感器監(jiān)測魚竿上需要進(jìn)行導(dǎo)環(huán)繞線部位的起點(diǎn)，并將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋給出線裝置上的接收器，而后三軸定位機(jī)構(gòu)通過x、y、z三軸的移動(dòng)將出現(xiàn)針精確地移動(dòng)到繞線起點(diǎn)上方，工作人員將導(dǎo)環(huán)用膠帶初步固定在魚竿上，而后從出現(xiàn)針處將線拉出，進(jìn)行起點(diǎn)的打結(jié)，完成后，出線裝置進(jìn)行線的繃緊行動(dòng)，工作人員按下開關(guān)后，魚竿在夾緊裝置的電機(jī)帶動(dòng)下開始勻速旋轉(zhuǎn)，出現(xiàn)針在電機(jī)的帶動(dòng)下開始沿魚竿豎直方向開始變速平移，在此過程中，線始終是繃緊狀態(tài)，使得線的排列有序且緊密，提高了繞線精度，一段時(shí)間后，傳感器監(jiān)測到繞線的終止點(diǎn)，夾緊裝置、出線裝置同時(shí)停止工作，由工作人員進(jìn)行最后的打結(jié)，繞線即可結(jié)束。在整個(gè)繞線過程中，工作人員只需要負(fù)責(zé)繞線開始前和繞線結(jié)束后的打結(jié)工作，其他部分由繞線裝置自動(dòng)化完成。通過這種方式，工作人員只需要進(jìn)行簡單的操作即可上崗，不僅為魚竿生產(chǎn)廠家節(jié)省了工人培訓(xùn)和待工所需的額外開銷和精力，還提高了魚竿導(dǎo)環(huán)繞線的精確度，最終實(shí)現(xiàn)了低成本、高效益、高精度的目的。

4 結(jié)語

在魚竿導(dǎo)環(huán)的繞線方式上，由于國內(nèi)還未出現(xiàn)自動(dòng)化繞線的裝置，因此幾乎所有魚竿生產(chǎn)廠家都是雇用工人進(jìn)行手動(dòng)繞線。要解決人工繞線帶來的制作成本高、繞線精度低、實(shí)際效益低的炙手難題，可以從自動(dòng)化繞線裝置的方向發(fā)展。本文研究設(shè)計(jì)的一款魚竿導(dǎo)環(huán)自動(dòng)繞線機(jī)能合理地解決廠家魚竿導(dǎo)環(huán)繞線成本高、精度低、效益低的問題，同時(shí)不僅能促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，還可以提高人民的幸福指數(shù)，改善民生。