全自動浴花生產(chǎn)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(fā)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(jīng)常洗澡不僅是良好的個人衛(wèi)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(chǎn)生大量的泡沫。浴花作為人們?nèi)粘Ｉ钪械南丛∮闷?，其制作過程全部由手工完成，導(dǎo)致生產(chǎn)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(shè)計一臺全自動浴花生產(chǎn)機。

1 浴花制作現(xiàn)狀

通過在網(wǎng)頁上進行資料查詢和走訪調(diào)查，了解到目前在浴花制作過程中，雖然已經(jīng)有切割機對浴花網(wǎng)進行切斷，但對浴花網(wǎng)進行捆扎均需要手工制作，還沒有機器能夠?qū)崿F(xiàn)這一過程。而且從浴花網(wǎng)出廠再到浴花制作商中間的運輸環(huán)節(jié)需要花費大量的成本和時間。人工制作浴花不僅生產(chǎn)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(fù)同一套動作，對人體關(guān)節(jié)傷害很大。人工生產(chǎn)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?nèi)粘Ｉ钪袑υ』ǖ男枨罅亢艽螅孕枰环N機器代替手工生產(chǎn)，從而降低成本、節(jié)省勞動力。

2 全自動浴花生產(chǎn)機總體設(shè)計

2.1 設(shè)計理念

全自動浴花生產(chǎn)機針對浴花網(wǎng)生產(chǎn)廠家或制作浴花的個體戶，使浴花實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。對于浴花網(wǎng)生產(chǎn)廠家，沒必要花費時間將浴花網(wǎng)運輸?shù)皆』ㄖ谱魃趟诘貐^(qū)，可以直接在浴花網(wǎng)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(chǎn)雇傭工人，節(jié)省人力資源，同時提高生產(chǎn)效率，并可以解決人工制作浴花容易散開的缺陷，提高產(chǎn)品質(zhì)量。

2.2 設(shè)計要求

（1）浴花生產(chǎn)商對全自動浴花生產(chǎn)機的要求：全自動浴花生產(chǎn)機不僅能夠運行流暢，而且可以用更短的時間生產(chǎn)出更加美觀的浴花。全自動浴花生產(chǎn)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(chǎn)生手工浴花生產(chǎn)中的易散問題。

（2）消費者對全自動浴花生產(chǎn)機的要求：全自動浴花生產(chǎn)機能夠生產(chǎn)出使用更舒適的浴花，生產(chǎn)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(shè)計思路（圖1）

全自動浴花生產(chǎn)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(tǒng)通過單片機編寫并調(diào)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(fù)位，實現(xiàn)全自動制作浴花的過程。

2.4 結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖1 全自動浴花生產(chǎn)機設(shè)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(jié)構(gòu)來抓取浴花網(wǎng)，將4 個伺服電機分別安裝在4 個TN10-50 型氣缸上，氣缸環(huán)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(wǎng)。

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(wǎng)運動到傳動桿末端時，抓取模塊釋放浴花網(wǎng)，抓取模塊復(fù)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(cè)，氣缸動作使?jié)L輪夾緊傳送桿，由直流電機提供動力的滾輪開始轉(zhuǎn)動輸送浴花網(wǎng)，到設(shè)定時間后滾輪停止轉(zhuǎn)動，氣缸復(fù)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(wǎng)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(wǎng)由聚乙烯（PE）材料制成，聚乙烯是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂，用電熱絲切割不會對浴花網(wǎng)的材料產(chǎn)生影響，也不會影響浴花舒適度，同時也避免浴花網(wǎng)之間產(chǎn)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(chǎn)機的所有模塊復(fù)位，開始下一個浴花的制作。

3 應(yīng)用優(yōu)勢

結(jié)合目前研究現(xiàn)狀分析，全自動浴花生產(chǎn)機能夠完全代替人工生產(chǎn)浴花，省去了從浴花網(wǎng)出廠再到浴花制作商的中間運輸環(huán)節(jié)，人力消耗少且生產(chǎn)效率高，大大節(jié)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(zhì)，來源方便；后排氣處理簡單，不污染環(huán)境；裝置結(jié)構(gòu)簡單，反應(yīng)快且使用方便，系統(tǒng)容易維護，具有較高的使用價值。

4 結(jié)語

全自動浴花生產(chǎn)機的創(chuàng)新設(shè)計，擺脫了傳統(tǒng)的人工制作浴花的方式，自動化生產(chǎn)使浴花的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)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(xiàn)代發(fā)展的趨勢，具有良好的應(yīng)用前景。