密封毛条恒张力卷绕系统的研制 (2008年)

为满足密封用毛条卷绕的需要,应用现代设计方法,研制了一台密封毛条恒张力卷绕装置.文中通过分析 卷绕机的工作原理,首次提出伺服驱动导丝器的往复成形机构、且导丝器可随着密封毛条卷绕直径的增大 而逐渐升高的设计方案;讨论了恒张力卷绕机理及用软件来实现卷绕特性的方法.设备运行结果表明,该 卷绕装置的张力波动在允许范围内,满足了工艺要求,实现了自动控制,已达到预期设计要求. ### 密封毛条恒张力卷绕系统的关键技术与设计 #### 一、引言 随着工业自动化水平的不断提高，对于各种材料的加工和处理技术也提出了更高的要求。密封毛条作为门窗、家具等行业中不可或缺的一种密封材料，其高质量的卷绕工艺显得尤为重要。传统的手工或半自动卷绕方式不仅效率低下，而且难以保证产品的质量一致性。针对这一现状，天津工业大学的研究团队研发了一种新型的密封毛条恒张力卷绕系统。 #### 二、卷绕系统的设计背景与目标 由于密封毛条的特殊结构——由硬质底板和柔软的毛丝组成，其截面呈非圆形，这使得它不能采用常规的纱线或电缆卷绕方式。现有的国产密封毛条卷绕机多为半自动设备，不仅生产效率低下，而且需要较多的人力资源。此外，进口的全自动化设备虽然能够解决这些问题，但高昂的价格让许多中小企业望而却步。 为此，研究团队旨在开发一种全新的全自动密封毛条卷绕装置，以提高生产效率，减少人力成本，并尽可能降低设备的制造成本。 #### 三、关键技术与创新点 ##### 3.1 恒张力卷绕机制 为了确保密封毛条在卷绕过程中始终保持恒定的张力，研究团队设计了一套精密的张力控制系统。该系统通过精确计算和调节，在整个卷绕过程中保持张力稳定，避免因张力波动导致的产品质量问题。 ##### 3.2 伺服驱动导丝器的往复成形机构 传统卷绕机通常采用机械传动的方式实现导丝器的运动，这种方式难以实现精确的控制。新设计中，采用伺服电机驱动导丝器，不仅提高了控制精度，还使得导丝器能够根据密封毛条卷绕直径的变化而自动调整高度，从而实现更加均匀的卷绕效果。 ##### 3.3 PLC控制系统的应用 为了实现对整个卷绕过程的智能化控制，系统采用了可编程逻辑控制器（PLC）作为核心控制单元。通过编写特定的控制程序，PLC能够实时监测并调整各个部件的工作状态，确保卷绕过程中的各项参数符合预设的要求。 #### 四、工作原理与特点 ##### 4.1 工作原理概述 该卷绕系统的工作原理主要基于伺服驱动的导丝器和PLC控制的协同作用。伺服驱动的导丝器负责将密封毛条按照预定的路径进行卷绕；而PLC则负责监控整个卷绕过程，包括但不限于张力控制、速度匹配等关键环节。 ##### 4.2 特点分析 - **高精度**：伺服驱动能够提供高精度的运动控制，确保卷绕过程中的张力保持恒定。 - **灵活性**：PLC控制系统可以根据不同的工艺需求调整参数，如卷绕速度、张力大小等，使系统具有良好的适应性。 - **自动化程度高**：整个卷绕过程几乎不需要人工干预，大大提高了生产效率。 #### 五、实验验证与结论 通过对该卷绕系统的实际测试，研究团队发现，该系统的张力波动范围在允许的范围内，完全满足了工艺要求，并且实现了高度的自动化控制，达到了预期的设计目标。这标志着我国在密封毛条卷绕设备的研发上取得了一个重要的突破，为后续同类产品的开发提供了宝贵的经验和技术支持。 该密封毛条恒张力卷绕系统的成功研发，不仅解决了当前行业中存在的诸多问题，也为未来密封材料加工领域的发展开辟了新的方向。