全自动平面口罩机控制系统的设计

全自动平面口罩机控制系统的设计
王丽莉，宋彬
（上汽通
，广西 柳州545007）
摘 要：设计了一种包括制片机、送片机和耳带机的硬件设计和软件实现的控制系统的平面口罩机，经实际应用，效果
较好。

关键词：平面口罩机；控制系统；硬件实现；逻辑控制中图分类号汀H122
文献标识码:A 文章编号：1672-545X( 2020 )11-0128-04
1概述
全自动平面口罩机生产的工艺流程如图1所 示，多层无纺布和鼻梁线通过制片机的折叠、超声波 焊接、切片形成口罩胚，口罩胚通过送片分流机被运
送到两台一样的耳带机上进行耳带焊接的工艺步 骤,最终成为口罩成品。

成品再经过消毒、检测、包装
的工序,就成为了市面上可售的口罩了。

全自动口罩机的设备组成如图2所示，由于制 片机的生产节拍较高，可达到100片 分 上，耳 带机的节拍 于制片机较， 一全自动的平
面口罩机设备一包两耳带机。

耳带的 焊接 和 法不同可分为内耳带口罩机和 外耳带口罩机。

外耳带机最为常见，通过超声波将
耳带线焊接口罩胚上，耳带机比外耳带机多 了一耳带包边的工艺步骤。

图2平面口罩机设备组成
2平面口罩机控制系统的组成
平面口罩机的设备组成， 制 分为一
制片机 制 、一 送片机 制 、两 耳带
机制，
的制 ，同 制
进行运行 的 制。

2.1制片机的控制系统
制片机的 制 的 制 机
和 声波焊接 制 的 动和 ， 制 和
较为 ， 制 ， 制 如
图3所示。

收稿日期：2020-08-24
作者简介:王丽莉（1985-），女，广西人，学士,工程师，研究方向：机械工程与自动化。

128
滚刀
切片
Q超声波焊接
00折叠
无纺布
鼻梁线
K
A
2
「超声波p:o j无纺布2
直流源|（220VAC卜转24VDC|）
C C C C
外部电源
（220VAC）
KA1PX]
.【无纺布4
变频器KA2
K
A
2
K
A
:控制柜图3制片机控制系统原理
电源回路为：外部220VAC电源通过空开CB1后分流到空开CB2、CB3、CB4分别给电机变频器、超声波控制器和直流电源模块供电，电源模块的作用是将220V交流电转换成24V直流电，作为控制回路的电源，例如继电器线圈、变频器控制电源、超声波控制电源都需要24V的直流电。

控制回路为:在料加上安装物料检测开关PX1、物料检测开关PX2、物料检测开关PX3、物料检测开关PX4、物料检测开关PX5,分别检测口罩生产物料无纺布1、鼻梁线、无纺布2、无纺布3、无纺布4的有无,开关可设置光电开关，设置为“非检测到物料有输出”模式，五个开关的开通过继电器KA1的输，个物料检测开关有检
测到物料,继电器KA1的线圈都电时，继电器KA1的闭触点会断开。

设备一个启/停
开关，和继电器KA1的闭触点作为继电器KA2的输开关S1通有物料检测开关都检测到物料时，继电器KA2的线圈电，时继电器KA2的开触点闭继电器KA2的开触点作为超声波控制器和变频器控制回路的输KA2线圈电时超声波和变频器启变频器控制回路通输出设的频到电机口罩物料超声波波的物料将口罩物料通过、、
到成为口罩的生产过个物料检测开关有检测到物料继电器KA1线圈电KA1闭触点断开将继电器KA2线圈
电KA2开触点断开超声波控制和变频器控制回路断电超声波和电机停的，生产出物料的口罩胚叫2.2送片分流机的控制系统
分流机控制的作用是通过电机E1、E2分别，将制机生产出来的口罩分流到机输上
作控制为，设置了可控制器PLC成控制，主要的控制为：制机出的口罩，通过料的到
分流机A置，在置A、B1、B2分别设置个来料开关，置A有料时，置B1、B2空位的，通过料电机M1、M3转机口罩空，时口罩外上的
在口罩机上口罩到C1C2置时，料开关触为PLC的输，过断后输出控制料电机M2M+作，将口罩转为上的到线，机到口罩的上
E
、
，
速
二
定
机
二
感
向
料
纵
采
应
\
翻
电
纵
二
料
机
料
应
来
感
二
感
向
料
1
横
啄
应
料
应
来
感
二
感
向
料
2
横
来
应
输送带二（2
r
t
2
\
'
a
机
二线
.662
I输送带一/
2a二鬻臨机
制片机
料
气
\
推
三
缸
料
气
\
推
一
缸
\
一
电
向
料
翻
机
一
感
向
料
1
横
来
应
一2
一
料
应
i
:
:
一
速
机
/
定
电
向
来
感
一
料
应
/
/
/
向
翻
电
_
_
_
_
纵
」
机
带
线
耳
一
_
_
_
_
_
_
_
_
L
图4送片分流机控制系统原理
2.3耳带机的控制系统
机的要作用是通过电机输送口罩的盘将口罩到超声波头的置机通过线、夹线、旋转、剪线等列的作，将贴在口罩正确的置时超声波头压住和口罩启超声波将熔在一起，一个整的口罩就生产出来后续还有热压平整等流
机控制的作用是通过小型可控制器PLC,收集机外部输包括各作的状检测、电机的置检测号、电机的置检测作为断的给出输出控制机的作的电磁
129
阀、步进电机、伺服电电机的动作。

耳带机的气缸分 布如图5所示，左右两侧的设备是对称布置的，动作
也是相同的,以左侧为例,当口罩胚被运送到位置A
时,前压缸601下降将口罩胚压紧，拉耳带缸105伸
出到位将耳绳拉出，夹耳带缸106夹紧将耳绳夹紧,
拉耳带缸105缩回到位，升降缸101带动双夹耳带 1、2缸103#501下降，两个双夹耳带缸分别夹紧耳绳
的两头，剪耳带缸107伸出并将耳绳剪断后缩回，旋 转缸102带动双夹耳带1、2缸旋转，将耳绳由直弯
曲成U 型，并且两端线头贴到口罩胚内侧,焊耳带缸
108带动焊接头下降压紧，超声波启动发波,将耳绳 焊接熔合到口罩胚上，之后双夹耳带缸 ，同时旋
转缸 焊耳缸同时
升 ， 成 个口罩 侧的焊耳带工作 并 进入下一个 -
侧的耳带焊接动作
是相同的。

焊 两侧耳带的口罩被伺服 动输送链盘继续运送到位置B 时，后压 缸603伸出压紧口罩，热压缸604下压把口罩压平
整，推耳带缸缸503#504伸出把耳绳往口罩内-口 罩继续被运送到位置 C 时， 缸 602 下压，把口罩 下压出耳带机，一个完成的口罩就生产出 -左解
'
—
1耳
一-夹带1一
耳一胡一
拉带丄耳2 夹一
双带线体运行方向
剪耳带一
107
推耳带一
104 503
压夹带一
10A 06
2
二
耳 焊热压缸
=04~
缸
603予B 型-—
后压缸线&运行方向
205 206 | | 203 | 202 502 j
拉耳夹耳双夹耳旋转二 带二带二带1 '
右侧
压夹带二_____
204 504
207 |推耳带二剪耳带二
'夹耳
图5耳带机控系统原理
3控制系统关键元器件选型
机的
相对 ， 继电
, PLC 进 。

机 的
对为 电机， 电机是动布前进的
动， 电机运转的
布输送的稳, 对 动 电机的
，
的 1.5 kW 的 P-700 ,
， 动 ， 设置 ， 机
输送。

为
时出布拉扯
, 口罩
的
，
, ,
下 CX442 电作为
，
到 输
出
，
到 输出
，
到 输出
，
以 回路继电器的使用数量，简化硬
件回-
送片分机的功是对 机生产的口罩本体
进分并转运至两台下线耳带机，共 4个分
翻电机 动，由送分机的上线
机
速度较快，为 输送 及造成口罩 体堆
积,3 输送卡滞而停线， 口罩 效率，分
翻 电机
迅速，到位干脆，
汉德保
两相步进电机作为分 翻 电机，并安装相 的原
点
以确步进电机原点位置，每个步进
电机的驱动都
发送电脉冲信号到对的步进电
机驱动器，选择备输出⑴电脉冲信号 的信捷PLC 进 部信号的收集 并输出脉冲信号控
K2L 步进电机的运动，以及冈输出开关信号
所有
执机构气缸的电磁阀动作。

耳带机 根据功
以分为输送与焊接两个
部分，输送对 包括口罩 体与焊接耳带两种原材
,只有将口罩本体与焊接耳带准确送至焊接工位,
才 保证成品口罩耳带焊接的质量与速度，且耳带
输送的位置精度更多的依赖 装安装精度，在
输送口罩体时 以准确位的信捷伺服电
机，
円信捷PLC 输出电脉冲信号
电机 进一
个焊接工位距离，并辅以U 型伺服原点 确保原
点位置准确，从而 口罩体的精确输送;而对于
在收集成品口罩时 的成品叠放与输送电机，则
那么高的普调速电机。

对焊接工位
内的焊接工作内容，［4］信捷PLC 收集安装在执 气缸出点、原点的磁 以及各
CX442 电 的信号状态,PLC 对信号进内部处后， 输出相 的 信号 所 执 气缸的电 磁阀动作及超声波机 的焊接动作， 从而保证耳带
与口罩体之间焊点质量。

4结束语
按照以上的思
体方法步进设计，以
实现对一种每分
100 口罩的 动
130
口罩机的控制。

在保证口罩一致性与口罩焊接质量的同时,实现对口罩生产速度的极大提升，同时口罩机的使用，可以极大地减少人员投入，降低生产成本,为大批量、高速度生产优质口罩提供一种实现方法。

参考文献：
[1]无锡信捷电气股份有限公司.XD/XL系列PLC用户手册
[基本指令篇][EB/OL],/xj_service/
xj_xzzx.html
[2]无锡信捷电气股份有限公司.XD/XL系列PLC用户手册
[定位控制篇][EB/OL]./xj_service/ xj_xzzx.html.
⑶赵俊生，杨怀林,姚年春.《电气控制与PLC控制技术》[J].北
..2008.
[4]无锡信捷电气股份有限公司.XD/XL系列PLC用户手册
[篇][EB/OL]./xj_service/xj_xzzx.
html.
Design of Plane Mask Machine Control System
WANG Li—li,SONG Bin
(SAIC GM Wuling Automobile Co.,Ltd.,Liuzhou Guangxi545007,China)
78#廿,/2:A kind of plane mask machine is designed,which includes the hardware design and software implemen­tation of the production machine,film feeder and ear belt machine.The practical application shows that the effect is good.
K"5plane mask machine;control system;hardware implementation;logic control
（上接第124页）
3结论
本文通过整体观察侧翻试验台主体结构分布，工作原理以及主要试验过程，明确分析具体边界条件，运用Abaqus进行简单结构分析。

整体结构存在应力分布较为集中，最大应力区域结构可优化等情况,总体来说整体最大应力未超过材料屈服强度,留存一定的安全系数，满足标准汽车整车最大载荷强度的试验条件，可在一定程度上规避大型试验设备的安全风险。

参考文献：
[1]徐晓美，万亦强.汽车实验学[M].北京：机械工业出版
社，2013.
[2]中国国家标准化管理委员会.机动车运行安全技术条件：
GB7258-2017⑸.
[3]中国国家标准化管理委员会.汽车静侧翻稳定性台架试验
方法:GB/T14172-2009[S].
[4]中国国家标准化管理委员会.N类和O类罐式车辆侧倾
稳定性:GB/T28373-2012[S].
Static Load Analysis of GATRI18CF Lateral Test Bed
WEI Ji，LI Bo-hui
(Guangxi Automobile and Tractor Research Institute Co.，Ltd.，Liuzhou Guangxi545006，China#
Abstract:In view of the large vehicle rollover prevention control are mainly concentrated on active warning and control of the vehicle，in quality control test in order to further improve the ability of operating truck rollover test，my company independent research and development to meet the current all the large side of the truck rollover test turn table.This paper introduces the structural parameters and working principle of the GATRI18CF cartwheel test bed，establishes the static analysis model of the GATRI18CF cartwheel test bed by UG，and USES Abaqus software to analyze the structural changes of the GATRI18CF cartwheel test bed under different standard cartwheel test angles，further simulates the stress conditions of different parts of the test bed under the maximum static load condition of Class O vehicles，analyzes and comes up with the corresponding structural optimization scheme，which has certain reference significance for the subsequent research on the cartwheel test bed.
Key words:GATRI18CF Lateral test Bed;operating principle;Abaqus;static load analysis
131。