全自動浴花生產機

楊自超，郝傳柱

（山東華宇工學院，山東德州 253034）

0 引言

隨著科技的發展和生活水平的提高，人們對于自身健康問題越來越重視，經常洗澡不僅是良好的個人衛生習慣，也是保持身體健康的必要因素。洗澡時使用沐浴露可以起到清除皮膚表面油脂、清潔皮膚的作用，而浴花是使沐浴露起泡的工具，只需擠少量沐浴露在浴花上，加少量水輕輕搓一搓，馬上會產生大量的泡沫。浴花作為人們日常生活中的洗浴用品，其制作過程全部由手工完成，導致生產效率低，使用的人力資源多，人工費用高。為了解決這個問題，設計一臺全自動浴花生產機。

1 浴花制作現狀

通過在網頁上進行資料查詢和走訪調查，了解到目前在浴花制作過程中，雖然已經有切割機對浴花網進行切斷，但對浴花網進行捆扎均需要手工制作，還沒有機器能夠實現這一過程。而且從浴花網出廠再到浴花制作商中間的運輸環節需要花費大量的成本和時間。人工制作浴花不僅生產效率低且需要大量的勞動力，工人需要長時間坐在工作臺前用手重復同一套動作，對人體關節傷害很大。人工生產出來的浴花，由于制作工藝原因，特別容易散開，一段時間后就無法使用，需要進行更換，因此也造成了資源的浪費。而人們日常生活中對浴花的需求量很大，所以需要一種機器代替手工生產，從而降低成本、節省勞動力。

2 全自動浴花生產機總體設計

2.1 設計理念

全自動浴花生產機針對浴花網生產廠家或制作浴花的個體戶，使浴花實現自動化生產。對于浴花網生產廠家，沒必要花費時間將浴花網運輸到浴花制作商所在地區，可以直接在浴花網制作完成后使用該機器直接制作出浴花，降低運輸成本；對于想要制作浴花的個體戶，可以減少生產雇傭工人，節省人力資源，同時提高生產效率，并可以解決人工制作浴花容易散開的缺陷，提高產品質量。

2.2 設計要求

（1）浴花生產商對全自動浴花生產機的要求：全自動浴花生產機不僅能夠運行流暢，而且可以用更短的時間生產出更加美觀的浴花。全自動浴花生產機能自動完成浴花的捆扎過程，此過程中要求捆扎牢固，不產生手工浴花生產中的易散問題。

（2）消費者對全自動浴花生產機的要求：全自動浴花生產機能夠生產出使用更舒適的浴花，生產出來的浴花能夠解決手工浴花易散開的問題，使用周期更長。

2.3 設計思路（圖1）

全自動浴花生產機主要由抓取、傳送、剪切和捆扎等動作模塊組成。機器長×寬×高為（150×120×70）mm；機器框架選用抗腐蝕性高且機械加工性強的4040 鋁合金型材進行組裝；動力部分由電機和氣壓傳動裝置組成；中央控制系統通過單片機編寫并調試程序，控制抓取、傳送、剪切和捆扎模塊的順序動作，制作完成后進行復位，實現全自動制作浴花的過程。

2.4 結構設計

圖1 全自動浴花生產機設計思路

抓取模塊由4 個伺服電機制作成類似于機械手的結構來抓取浴花網，將4 個伺服電機分別安裝在4 個TN10-50 型氣缸上，氣缸環繞安裝在2 個浴花傳動桿四周，氣缸得到信號后伸出，伺服電機開始動作，抓取浴花網。

傳送模塊由步進電機帶動同步帶，同步帶帶動絲杠，使抓取模塊在滑軌上前后運動。當抓取模塊抓取浴花網運動到傳動桿末端時，抓取模塊釋放浴花網，抓取模塊復位；滾輪分別安裝在2 個TN10-25 型氣缸上，氣缸安裝在浴花傳送桿兩側，氣缸動作使滾輪夾緊傳送桿，由直流電機提供動力的滾輪開始轉動輸送浴花網，到設定時間后滾輪停止轉動，氣缸復位。

剪切模塊安裝在浴花傳動桿前下方，當傳送模塊輸送一定量的浴花網后，由一個TN20-150 型氣缸帶動電熱絲上下移動做切割動作；浴花網由聚乙烯（PE）材料制成，聚乙烯是乙烯經聚合制得的一種熱塑性樹脂，用電熱絲切割不會對浴花網的材料產生影響，也不會影響浴花舒適度，同時也避免浴花網之間產生藕斷絲連的情況。

利用縫紉機原理制作捆扎模塊。當剪切模塊動作完成后，全自動浴花制作機的整理裝置開始整理裁切后的浴花。將浴花聚集到一起后，捆軋模塊開始工作，將裁切后的浴花從中間進行捆軋，浴花制作完成，而且保證捆軋后的浴花牢固不易散，使浴花具有更加美觀的效果。

浴花制作完成后，由一個氣缸將浴花推出，此時全自動浴花生產機的所有模塊復位，開始下一個浴花的制作。

3 應用優勢

結合目前研究現狀分析，全自動浴花生產機能夠完全代替人工生產浴花，省去了從浴花網出廠再到浴花制作商的中間運輸環節，人力消耗少且生產效率高，大大節約了運輸成本和時間，而且能夠保證制作出的浴花具有牢固不易散的特點。該機器主要利用氣壓傳動，以空氣作為為介質，來源方便；后排氣處理簡單，不污染環境；裝置結構簡單，反應快且使用方便，系統容易維護，具有較高的使用價值。

4 結語

全自動浴花生產機的創新設計，擺脫了傳統的人工制作浴花的方式，自動化生產使浴花的生產效率和產品質量得到明顯提高。該機器無任何污染，使用安全，操作、維護方便，解決了人工制作浴花容易散的問題，避免了資源的浪費，符合現代發展的趨勢，具有良好的應用前景。