多規格線攬捆扎機械設計與研究

王曄

摘要：隨著線纜包裝的自動化需求，提出了一種多規格線纜裹包的雙側捆扎設計，可滿足多種規格需求，解決了線纜裹包過程中不能快速捆扎的問題，實現線纜自動化快速裹包。本文詳細的介紹了該設計工藝流程、結構組成及工作原理。

關鍵詞：線纜;自動化;捆扎;輸送鏈道

0 ?引言

隨著企業生產規模化，包裝行業自動化，線纜的包裝也迎來了新的需求，本文主要介紹了線纜包裝中最基礎的捆扎部分，通過數字化控制和分工位完成動作，實現了不同外徑、不同內經、不同高度的線卷捆扎自動化，達到4卷/分鐘的速度要求。更換不同規格的產品前，只需要將各部分需要調節的機構調到所需狀態，便可滿足需求，操作簡單，實用有效。

1 ?總體結構與工藝流程

本設備主要由夾緊移動機構，機架1，送卷機構，輸送機構，移動機構，機架2組成，如圖1所示。

具體工藝流程：①夾緊移動機構將纏繞機送來的線卷移動到1號扎帶機工位，捆扎完成后移動到送卷機構起始位置;②送卷機構將捆扎完一道扎帶的線卷送到輸送機構初始位置;③輸送機構將線卷輸送到2號扎帶機工位;④移動機構移動線卷完成第二道捆扎;⑤捆扎完兩道扎帶的線卷由輸送機構輸送到下一工位。

由于前端纏繞后線卷的線頭所處位置在七點鐘方向，為了扎緊線頭防止松散，夾緊移動機構與移動機構均與豎直方向成60度布置，并且可以滿足不同外徑的線卷準確靠攏在扎帶機旁邊，整個運動過程由伺服控制并按給定模型完成數字化運行周期[1]。

2 ?技術參數

主要技術參數：①整機線卷裹膜速度≥4卷/分鐘;②適用線卷規格：外徑Φ160～Φ230，內經Φ120～Φ140，高度50～95mm，更換線卷后，需要調整尺寸的位置嚴格按說明來;③壓力范圍：6.0～8.0bar。

3 ?結構組成與工作原理

3.1 夾緊移動機構

夾緊移動機構主要由兩個智能組合單元、方管連接臂、導向桿、導向塊、導向絲桿、氣缸連接板，抱爪，氣缸等組成。所有組件安裝在機架1上面。

抱爪和氣缸由氣缸連接板相連，氣缸安裝在導向塊上，導向塊和導向絲桿與方管連接臂連接，方管連接臂安裝在上下移動單元上，上下移動單元與左右移動單元相連，左右移動單元的運動可以實現整體位置的改變。

夾緊移動機構工作原理如圖2所示，當光電開關檢測到線卷并傳送信號至PLC系統，控制伺服帶動上下移動單元下降至工作位置，由左右兩個氣缸從初始位置到工作狀態，從而夾緊線纜卷，接著由伺服控制左右移動單元移動到扎帶工位，由扎帶機完成第一道捆扎，再由移動單元移動到推送工位，上下移動單元帶動抱爪上行返回至初始位置[2]。

導向桿，導向塊和導向絲桿主要是起到調節作用，為了滿足不同外徑的線卷，調節方便[3]。

3.2 送卷機構

送卷機構由移動單元、支架、調節板、推塊、安裝板等組成。

移動單元通過安裝板安裝在機架上，支架連接在移動單元上，通過調節板連接推塊。不同規格的線卷只需要調整調節板的安裝位置便可以。

送卷機構工作原理：如圖3所示，由伺服驅動移動單元將捆扎后的線卷由機構的起始工位精確推送至輸送鏈道的起始位置。其中調節板將推塊與移動單元連接在一起并起到調節不同規格線卷的作用。

3.3 輸送機構

輸送機構由輸送鏈道、伺服電機、減速機、主動軸、從動軸、法蘭安裝板、機架、扎帶安裝板等組成。伺服電機額定轉速3000rpm，功率400W，輸送線圈速度700mm/s。

伺服電機通過減速機帶動整個輸送機構的運動，可以精確地控制整個輸送鏈道的速度，從而準確控制每個工位的定位。并且在每一個運動周期內，按照設定的數學模型運動[4]。

輸送機構工作原理：如圖4所示，輸送機構將送卷機構送來的線卷以額定速度送到移動機構工位，光電開關檢測到信號并反饋給PLC，PLC控制系統控制輸送鏈道停止，線卷由移動機構移動至第二道捆扎工位，進行捆扎。

第二道捆扎的同時，夾緊移動機構繼續重復下一卷的工作。第二道捆扎動作完成后線卷回到輸送鏈道，同時完成第一道扎帶的線卷由送卷機構輸送到輸送機構的起始位置，光電開關檢測到信號后繼續反饋給PLC，控制輸送機構的鏈道開始工作，鏈道上兩個線卷同時運動到下一工位進行各自的后續工藝。

3.4 移動機構工作原理

移動機構由兩個移動單元、方管連接臂、兩個氣缸連接板、調節塊、兩個連接塊組成。

夾緊線卷的連接塊和氣缸通過連接板連接，氣缸固定在方管連接臂上，方管連接臂安裝在上下移動單元上并與左右移動單元連接。

為了適應不同規格尺寸的線卷，現將與氣缸尾部連接的連接塊通過調節塊連接，不同的線卷只需調整螺釘位置即可。

移動機構工作原理：如圖5所示，當光電開關檢測到線卷并傳送信號至PLC系統，控制上下移動單元控制可調節抱爪下行至輸送鏈帶，由氣缸帶動氣缸連接板和連接塊夾緊線卷，在左右移動單元帶動下移動至2號扎帶機位置，待2號扎帶機捆扎完成后再由左右移動單元帶動移至輸送帶所需位置，松開線卷，控制上下運動的移動機構上行至初始位置，輸送鏈道將線卷輸送至下一工位，同時將前一工位線卷輸送過來。

4 ?結束語

本套設備結構簡單，性能穩定，可實現速度4卷/分鐘，兩道扎帶均布，一機可適應不同規格線卷的要求，滿足了裹膜之前完成扎帶的需求，實現了與前端生產線的匹配，在伺服控制下，多工位同步進行，為不同規格線卷的捆扎要求提供了解決方案。

參考文獻：

[1]李麗閣，張有良，段移麗，王劍峰，等.紙箱包裝機紙板取送機構的設計與研究[J].包裝與食品機械，2014，32（4）：28-30.

[2]唐辰，紀克鵬，王延江，等.自動分桶機的設計與研制[J].包裝與食品機械，2016，34（1）.

[3]黃穎為.包裝機械結構與設計[M].北京：化學工業出版社，2007.

[4]張志勇，趙淮，等.包裝機械選用手冊[M].北京：機械工業出版社，2012：535-546.