壓帶式拉鏈測長機構(gòu)的設(shè)計

黃菊生 龔存宇 唐聯(lián)耀

摘要：拉鏈測長設(shè)備主要由打結(jié)檢測機構(gòu)、拉緊力平衡機構(gòu)、壓料測長機構(gòu)組成，能實現(xiàn)對拉鏈纏繞打結(jié)、膠紙、釘子層疊的檢測和報警，能實現(xiàn)拉鏈拉緊力的平衡保護，能實現(xiàn)壓帶式平穩(wěn)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(gòu)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(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：拉鏈;打結(jié)檢測機構(gòu);拉緊力平衡機構(gòu);壓料測長機構(gòu)

前言

拉鏈測長設(shè)備是一種新型自動化測長裝置，采用伺服電機驅(qū)動的壓帶式傳動，通過伺服電機連接的滾輪轉(zhuǎn)動的圈數(shù)來計算所經(jīng)過拉鏈的長度。設(shè)備自動化程度高，具有易操作、高效率、一人多機管理等優(yōu)點。改變了傳統(tǒng)的拉鏈測量方法，使拉鏈生產(chǎn)企業(yè)節(jié)約成本、提高效率[1]。

1 拉鏈測長設(shè)備的組成

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

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

2 拉緊力平衡機構(gòu)

拉緊力平衡機構(gòu)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(fā)揮作用，保護料帶，減小誤差，整體結(jié)構(gòu)如圖 2所示。

拉緊力平衡機構(gòu)設(shè)計有上下流道，其作用是承載拉鏈料帶、規(guī)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(shè)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(tài)，這樣可以減少摩擦、避免拉鏈跑偏，使拉鏈運行平穩(wěn)。為了防止拉鏈運行過程中可能出現(xiàn)的料帶抖動，跳出鏈牙槽、跑偏脫落，上流道工件兩端設(shè)計有擋環(huán)，用于限制料帶位置。

拉緊力的平衡主要靠彈簧實現(xiàn)。伺服電機驅(qū)動拉鏈料帶運行，使料帶產(chǎn)生水平向右的拉力，經(jīng)過“V”字型拉緊力平衡機構(gòu)，拉緊力施加在下流道連接的提升塊上，產(chǎn)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(yè)下壓縮產(chǎn)生反作用力平衡，自動調(diào)節(jié)拉鏈的松緊。

3 壓料測長機構(gòu)

壓料測長機構(gòu)的作用是壓緊拉鏈料帶，避免料帶打滑，實現(xiàn)壓帶式傳動測長。設(shè)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(tài)、減少形變，平穩(wěn)地進入后壓料驅(qū)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(yōu)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(jié)構(gòu)相似，不同的是下面為伺服電機驅(qū)動的金屬滾花輪，上面同樣是壓緊用優(yōu)力膠滾輪。拉鏈料帶在伺服電機驅(qū)動下平穩(wěn)運行，同時 PLC控制系統(tǒng)通過伺服電機編碼器信號精確計量拉鏈長度，實現(xiàn)壓緊測量同步進行。

參考文獻

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