魚竿導環自動繞線機的研究思考

向萍萍 謝林興 樸華杰 范玉龍 王波 成都理工大學

1 前言

如今，高壓的競爭環境、勞碌的社會生活，促使人們愈發地渴望從娛樂當中獲得自我釋放，其中釣魚是很受歡迎的休閑娛樂方式。據資料統計，中國出口釣具的種類，數量上位列前三名的分別是釣竿、魚線輪和魚鉤。專家預測：在未來10至115年之間，中國將會出現世界性釣魚品牌。

對魚竿導環進行繞線是魚竿制作的重要部分，通過我們的實地考察與研究發現，國內漁具生產廠家在生產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：①沒有成熟的機器設備，各個工廠均采用人工繞線的方式對導環進行繞線加工，②工廠對魚竿的制作生產是按市場需求而進行的，當廠家接有訂單時，才會大批量生產魚竿，此時才會有工人上崗操作，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，進而產生了額外的無用費用，③工人在上崗操作前，工廠需對其進行一到兩個月的技能培訓，才可生產出合格的魚竿，這無疑又增添了一筆額外費用。基于以上所述問題，魚竿生產廠家急需一種能降低魚竿導環繞線過程中的人工成本、提高導環的繞線精確度和魚竿生產效率的自動化機器設備。

2 現狀調研

目前，中國占世界近80%的漁具產品，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個地區分別是北美、亞洲和歐洲。我國是一個漁具制造大國，其中魚竿的生產數量龐大。在我國，魚竿導環的繞線方式以人工繞線為主，即使有機器作為輔助，也需要人工完成90%以上的工作量。然而目前國內還未研發出自動化的魚竿導環繞線類的產品。

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

圖 魚竿導環人工繞線

3 設計構想

根據調研發現，現有的魚竿導環繞線方式存在的問題主要為：人工手動繞線需要消耗大量的人力、物力以及財力，進而導致魚竿導環繞線的過程繁復、效率低、繞線精確度低，并且最終給魚竿生產廠家造成魚竿生產成本高、實際效益低的結果。基于此問題，我們結合當前市場發展迅速且優質的自動化技術，提出一種魚竿導環自動繞線機的構想。本設計擬將魚竿導環的繞線過程由自動化機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部分組成。

夾緊裝置用于固定魚竿，并使魚竿在電機的帶動下做勻速旋轉運動；為保證魚竿在繞線過程中的同軸度不變，該裝置設有類三角卡盤，將魚竿穩固在夾緊裝置上；在魚竿需進行安裝導環的位置處設置靈敏傳感器，傳感器將實時監測魚竿導環繞線部位的起止點、魚竿直徑大小，并且將數據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構通過接收器中的數據對出線針的位置進行了實時調整，保證繞線的良好精確度。

具體實施過程是：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，傳感器監測魚竿上需要進行導環繞線部位的起點，并將數據實時反饋給出線裝置上的接收器，而后三軸定位機構通過x、y、z三軸的移動將出現針精確地移動到繞線起點上方，工作人員將導環用膠帶初步固定在魚竿上，而后從出現針處將線拉出，進行起點的打結，完成后，出線裝置進行線的繃緊行動，工作人員按下開關后，魚竿在夾緊裝置的電機帶動下開始勻速旋轉，出現針在電機的帶動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，使得線的排列有序且緊密，提高了繞線精度，一段時間后，傳感器監測到繞線的終止點，夾緊裝置、出線裝置同時停止工作，由工作人員進行最后的打結，繞線即可結束。在整個繞線過程中，工作人員只需要負責繞線開始前和繞線結束后的打結工作，其他部分由繞線裝置自動化完成。通過這種方式，工作人員只需要進行簡單的操作即可上崗，不僅為魚竿生產廠家節省了工人培訓和待工所需的額外開銷和精力，還提高了魚竿導環繞線的精確度，最終實現了低成本、高效益、高精度的目的。

4 結語

在魚竿導環的繞線方式上，由于國內還未出現自動化繞線的裝置，因此幾乎所有魚竿生產廠家都是雇用工人進行手動繞線。要解決人工繞線帶來的制作成本高、繞線精度低、實際效益低的炙手難題，可以從自動化繞線裝置的方向發展。本文研究設計的一款魚竿導環自動繞線機能合理地解決廠家魚竿導環繞線成本高、精度低、效益低的問題，同時不僅能促進行業的發展和進步，還可以提高人民的幸福指數，改善民生。