發條梳發機設計原理與實踐

原保忠

摘 要：目前，發制品行業的很多工序都是純人工作業，勞動強度較大?；诖耍疚闹饕榻B了一款梳發機，其主要由機架、工作臺組件、小車組件、梳子組件、壓發組件和控制系統組成。然后，探討其工作原理和實踐應用。經過實踐可得出，此設備結構嚴謹、布局合理，實現了梳發、篦水工作同步完成，改善了工人的工作環境，提高了生產效率，為推動產業升級起到了積極作用。

關鍵詞：發條梳發機；PLC；設計原理

中圖分類號：TQ050.2 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）17-0069-02

Design Principle and Practice of Wind-combing Machine

YUAN Baozhong

Abstract： At present， many processes in the hair products industry are purely manual operations， and the labor intensity is relatively large. Based on this， this paper mainly introduced a combing machine， which was mainly composed of frame， workbench component， car assembly， comb module， pressing component and control system. Then， the work principle and practical application were discussed. Through practice， it could be concluded that the equipment was strict in structure and reasonable layout. The work of comb and grate was completed synchronously， the working environment of workers was improved， production efficiency had been improved， and it had played an active role in promoting industrial upgrading.

Keywords： hair carding machine；PLC；design principle

1 后處理梳發工序現狀

發制品行業是近20年來發展起來的勞動密集型產業，發制品工序繁多，很多工序都是純人工作業。例如，后處理的洗發發條上篦子梳理工序，勞動條件差、強度大。工作時，人工先將處理好的發條簾子平鋪在篦子上（所述的篦子是將不銹鋼板焊在不銹鋼方管架上，不銹鋼板有平板和網板2種），然后一只手按住發條的簾子邊，另一只手拿著釘齒梳對發條簾進行逐次順序向發條尾部梳理，每條發條的簾子邊相錯25mm逐次鋪在篦子上，發條要求梳透、梳順直；然后仍是一只手按壓住發條簾邊，另一只手用塑膠板逐次順序地刮去發條簾里多余的水分，保證每個發條貼在篦子上，且尾部貼緊篦子。手工操作鐵齒梳容易扎破手指，且費時又費力。

2 梳發機的結構組成

梳發機是一種后處理發條梳發設備，其組成結構包括機架、工作臺組件、小車組件、梳子組件、壓發組件和控制系統[1]（見圖1和圖2）。設備各部件的關聯結構說明如下。

機架是型材結構件，上邊設置有工作臺導軌、梳子組件的固定橫梁和壓發組件的固定座以及工作臺驅動電機固定板。

工作臺組件由工作臺、小車導軌和工作臺驅動鏈條、導向輪、驅動鏈輪及步進電機構成；驅動鏈條與工作臺采用柔性連接，通過導向輪在步進電機的驅動下實現工作臺往復移動。

小車組件包括型材框架結構、驅動步進電機和滾珠絲杠等，梳發篦子可以穩固地放在小車框架上面，通過步進電機驅動絲杠帶動小車架沿著工作臺上的導軌實現往復移動。

梳子組件由梳子、梳子導桿、彈簧、雙動氣缸、梳子固定座、固定座導柱等構成；通過雙動氣缸帶動梳發組件上下移動，并可以停留在距小車上篦子面50mm和250mm兩個位置。

壓發組件由一組5個雙杠氣缸、壓塊等組成。壓塊以鉸鏈結構固定在氣桿端部，其可以前后擺動。5組氣缸同時聯動實現壓緊發條簾子邊的功能。

控制系統包括氣動控制和電器控制。電器部分主要包括配電箱、控制動作的電器元件、PLC、顯示屏和控制按鈕等；氣動控制部分主要是氣缸控制閥元件，而閥的動作仍靠電器來控制。

3 單條發條的梳發工藝過程

發條鋪在篦子上的方向和梳發方向相同，壓邊塊組件通過壓邊塊氣缸動作壓緊簾子邊，梳子組件在雙行程氣缸的帶動下下移200mm，停留0.5s，而工作臺步進電機驅動工作臺帶動小車和篦子一同向后移動到發條長度的1/3處，梳子組件進行下行50mm與篦子上簾子接觸，工作臺繼續后移開始第一梳，梳發條尾部1/3長度，然后，梳子組件抬起50mm，工作臺回程到發條長度2/3處停，梳子組件壓下，然后開始第二梳，梳發條2/3長度，然后，梳子組件抬起50mm，工作臺回程到壓發條簾子邊處停，梳子組件壓下，然后開始第三梳，梳發條全長，即完成一條發條上篦子梳發篦水工作；然后，梳子組件抬起250mm，工作臺回到鋪發原始位置[2]。

4 梳發機整機工作原理

工作開機后，首先啟動設備，使設備動作機構復位回工作零位，即工作臺回零，小車回零，再根據不同長度規格的發條調用對應的操作程序；然后，放篦子于小車上。首先工作臺上的壓簾子邊壓發組件壓下，然后鋪發條于篦子上，發條擺放時以壓邊夾具為基準；啟動鋪發按鈕，壓邊氣缸抬起，小車向右移動25mm，壓邊塊氣缸壓下，啟動梳發按鈕，工作臺移動，進入梳發工作循環，即梳子組件下行第一行程，同時工作臺帶動小車運行至發條1/3長度處，梳子再下行第二行程，開始梳發，進入單發條工作循環；即小車和工作臺在步進電機的驅動下向后移動，梳子組件向下使梳子壓住發條實現梳發和篦水工作運行，分別完成1、2、3梳，梳子組件回到最高點，即抬起回到原始位置，同時工作臺帶動小車組件3架回程運動，回到工作臺啟動時原位置，設備一個工作循環結束；再次重復上次鋪發條動作，啟動鋪發按鈕，篦子向右移動25mm，啟動梳發按鈕，壓緊簾子邊，重復上面的工作循環。如此經過若干工作循環之后，設備仍停止在原點位置，壓邊塊氣缸抬起，篦子架帶動篦子回程運動至原點停機，取回梳好發條的篦子，即完成一個完整工作循環；然后重新放上一個空篦子，重復以上的操作。總之，整個過程擺放發條由人工操作，其余的梳發篦水動作均由梳發機完成。

5 設備使用結果

設備通過生產車間試用，經過測算得出以下結論：自動發條后處理梳發機按每日8h制，203～355mm可以梳發6 000條，一人可以同時操作一臺設備，比人工提高了3倍功效且不累；406～610mm可以梳發平均3 000條，且一人可以同時操作2臺設備，比人工提高6倍功效。

總而言之，本設備結構嚴謹、布局合理，實現了梳發、篦水的自動化，改善了工人的工作環境，提高了生產效率，推動了產業升級。

參考文獻：

[1]范永勝.電器控制與PLC應用[M].2版.北京：中國電力出版社，2007.

[2]機械設計手冊編委.械設計手冊[M].3版.北京：機械工業出版社，2008.