一种平面口罩自动连线机控制系统的制作方法

1.本实用新型涉及口罩生产技术领域，特别涉及一种平面口罩自动连线机控制系统。


背景技术：

2.口罩用于保护鼻腔、口腔和呼吸道，防止传染疾病，是医疗卫生常见用品，尤其在流行传染病爆发时，口罩需求量暴增，相应的口罩生产线需求量也大大增加。目前，大部分口罩生产线控制系统生产效率低、稳定性差，同时很难保证口罩的一致性与耳带焊接质量。从而难以满足企业大批量、高速度生产优质口罩的需求，经济效益较差。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本实用新型设计了一种平面口罩自动连线机控制系统，该控制系统设计合理，工作过程平稳可靠，可以实现口罩产能100片/分钟，为企业大批量、高速度生产优质口罩提供了一种良好的实现方法。
4.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种平面口罩自动连线机控制系统，包括一套打片机控制单元、一套送片机控制单元、两套耳带熔接机控制单元，所述打片机控制单元包括口罩打片机本体组件、触摸屏、控制柜、本体伺服电机、本体减速机、本体射出电机，所述口罩打片机本体组件包括折叠机构、超声波焊接机构、滚刀切片，所述控制柜内部安置有空气开关、交流接触器、继电器、开关电源、可编程逻辑控制器、伺服驱动器，所述控制柜面板上设置有指示灯、按钮，所述送片机控制单元包括送片机分流本体组件、连线减速机、连线伺服电机、第一输送带、第一单相异步驱动电机、第二单相异步驱动电机、第二输送带、废料收集箱，所述送片机分流本体组件包括口罩胚计数光纤传感器、连线料盘、口罩胚感应第一光纤传感器、第一推料气缸、口罩胚感应第二光纤传感器、第二推料气缸，所述耳带熔接机控制单元包括第一耳带熔接本体组件、第一料盘减速机、第一料盘伺服电机、第二耳带熔接本体组件、第二料盘减速机、第二料盘伺服电机、第一口罩成品收集箱、第二口罩成品收集箱，所述第一耳带熔接本体组件包括第一来料感应光纤传感器、第一耳带焊接料盘，所述第二耳带熔接本体组件包括第二来料感应光纤传感器、第二耳带焊接料盘，所述第一口罩成品收集箱、第二口罩成品收集箱设置在上述耳带熔接机控制单元的端部，用于口罩成品的接收。
6.所述折叠机构前端设置自动送料装置，所述自动送料装置用于无纺布、鼻梁线、熔喷布的输入，所述折叠机构用于将口罩原料折叠成中间褶皱，所述折叠机构后端设置鼻梁线穿插包边装置，所述鼻梁线穿插包边装置用于将鼻梁线插入口罩及口罩胚的包边，所述超声波焊接机构设置在所述鼻梁线穿插包边装置后，用于口罩胚熔合，所述滚刀切片设置在所述超声波焊接机构后面，用于将折叠、插线、包边且熔合的口罩胚进行压合切断，所述本体射出电机设置在上述打片机控制单元的末端，用于将切好的口罩胚传送至所述送片机控制单元。
7.所述口罩胚感应第一光纤传感器被设置在第一推料气缸的气杆方向、所述口罩胚感应第二光纤传感器被设置在第二推料气缸的气杆方向，所述口罩胚感应第一光纤传感器、口罩胚感应第二光纤传感器用于产生口罩胚到位信号，通过触发所述第一推料气缸、第二推料气缸动作推动口罩胚来到所述第一输送带、第二输送带，所述第一来料感应光纤传感器设置在所述第一输送带与所述第一耳带熔接本体组件的过渡连接处的前方，所述第二来料感应光纤传感器设置在所述第二输送带与所述第二耳带熔接本体组件的过渡连接处的前方。
8.所述连线伺服电机、第一料盘伺服电机、第二料盘伺服电机的输出轴分别伸入并通过法兰与所述连线减速机、第一料盘减速机、第二料盘减速机相连接，所述连线减速机、第一料盘减速机、第二料盘减速机通过同步带轮和链轮链条分别带动所述连线料盘、第一耳带焊接料盘、第二耳带焊接料盘运动，所述连线伺服电机、第一料盘伺服电机、第二料盘伺服电机每转三分之一圈，分别带动所述连线料盘、第一耳带焊接料盘、第二耳带焊接料盘向前移动一个工位。
9.所述本体伺服电机、连线伺服电机、第一料盘伺服电机、第二料盘伺服电机通过通讯线与所述伺服驱动器相连接，并通过电源线与工作电源相连，所述按钮、指示灯、触摸屏、继电器、伺服驱动器通过信号线连接至上述可编程逻辑控制器，再通过电源线连接至工作电源。
10.作为本设计的一种优选技术方案，所述本体减速机、连线减速机、第一料盘减速机、第二料盘减速机选用高性价比的ptf80-20-70-11-p-m5减速机。
11.作为本设计的一种优选技术方案，所述本体伺服电机、连线伺服电机、第一料盘伺服电机、第二料盘伺服电机选用高精度的松下mhmf082l1u2m交流伺服电机，所述的伺服驱动器选用mcdln35sg交流伺服驱动器。
12.作为本设计的一种优选技术方案，所述触摸屏选用威纶通tk6070ip触摸屏。
13.作为本设计的一种优选技术方案，所述可编程逻辑控制器选用三菱fx3u-64mt-cm可编程逻辑控制器。
14.作为本设计的一种优选技术方案，口罩胚计数光纤传感器、口罩胚感应第一光纤传感器、口罩胚感应第二光纤传感器选用高性价比欧姆龙同轴漫反射e32-zc200光纤传感器。
15.作为本设计的一种优选技术方案，光纤传感器、口罩胚感应第一光纤传感器、口罩胚感应第二光纤传感器配备高性价比的欧姆龙e3x-nb10-2m光纤放大器。
16.本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果为：
17.1、本实用新型采用可编程逻辑控制器为控制核心，抗干扰性强，应用触摸屏，相关参数可随时调节设定，操作过程简便，通过伺服驱动器和伺服电机驱动口罩料盘移动，实现口罩胚的精确输送。
18.2、本实用新型将一套打片机控制单元通过一套送片机控制单元与两套耳带熔接机控制单元相连接，仅需一名操作员即可操作整条生产线，在实现优质口罩快速高效生产的同时，还大大降低了人工成本。
附图说明
19.图1是控制系统结构示意图；
20.图2是控制系统方案框图；
21.图3是耳带熔接机控制单元生产工艺流程图；
22.附图中标记如下：1、口罩打片机本体组件；1-1、折叠机构；1-2、超声波焊接机构；1-3、滚刀切片；2、触摸屏；3、控制柜；4、本体伺服电机；5、本体减速机；6、本体射出电机； 7、送片机分流本体组件；7-1、口罩胚计数光纤传感器；7-2、连线料盘；7-3、口罩胚感应第一光纤传感器；7-4、第一推料气缸；7-5、口罩胚感应第二光纤传感器；7-6、第二推料气缸；8、连线减速机；9、连线伺服电机；10、第一输送带；11、第一单相异步驱动电机；12、第一耳带熔接本体组件；12-1、第一来料感应光纤传感器；12-2、第一耳带焊接料盘；13、第一料盘减速机；14、第一料盘伺服电机；15、第二单相异步驱动电机；16、第二输送带； 17、第二耳带熔接本体组件；17-1、第二来料感应光纤传感器；17-2、第二耳带焊接料盘； 18、第二料盘减速机；19、第二料盘伺服电机；20、第一口罩成品收集箱；21、废料收集箱； 22、第二口罩成品收集箱；30、料盘伺服电机；31、拉左耳带旋转步进电机；32、拉右耳带旋转步进电机；33、左耳带开爪气缸；34、右耳带开爪气缸；35、左耳带闭爪气缸；36、右耳带闭爪气缸；37、左耳带剪料气缸；38、右耳带剪料气缸；39、左耳带熔接气缸；40、右耳带熔接气缸；41、左耳带超声波；42、右耳带超声波；43、左耳带送料电机；44、右耳带送料电机；45、射出电机；46、集料气缸；47、输送带电机。
具体实施方式
23.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的描述。
24.如图1至2所示，一种平面口罩自动连线机控制系统，包括一套打片机控制单元、一套送片机控制单元、两套耳带熔接机控制单元，所述打片机控制单元包括口罩打片机本体组件 1、触摸屏2、控制柜3、本体伺服电机4、本体减速机5、本体射出电机6，所述口罩打片机本体组件1包括折叠机构1-1、超声波焊接机构1-2、滚刀切片1-3，所述控制柜3内部安置有空气开关、交流接触器、继电器、开关电源、可编程逻辑控制器、伺服驱动器，所述控制柜3面板上设置有指示灯、按钮，所述送片机控制单元包括送片机分流本体组件7、连线减速机8、连线伺服电机9、第一输送带10、第一单相异步驱动电机11、第二单相异步驱动电机15、第二输送带16、废料收集箱21，所述送片机分流本体组件7包括口罩胚计数光纤传感器7-1、连线料盘7-2、口罩胚感应第一光纤传感器7-3、第一推料气缸7-4、口罩胚感应第二光纤传感器7-5、第二推料气缸7-6，所述耳带熔接机控制单元包括第一耳带熔接本体组件12、第一料盘减速机13、第一料盘伺服电机14、第二耳带熔接本体组件17、第二料盘减速机18、第二料盘伺服电机19、第一口罩成品收集箱20、第二口罩成品收集箱22，所述第一耳带熔接本体组件12包括第一来料感应光纤传感器12-1、第一耳带焊接料盘12-2，所述第二耳带熔接本体组件17包括第二来料感应光纤传感器17-1、第二耳带焊接料盘17-2，所述第一口罩成品收集箱20、第二口罩成品收集箱22设置在上述耳带熔接机控制单元的端部，用于口罩成品的接收。
25.所述折叠机构1-1前端设置自动送料装置，所述自动送料装置用于无纺布、鼻梁线、熔喷布的输入，所述折叠机构1-1用于将口罩原料折叠成中间褶皱，所述折叠机构1-1后
端设置鼻梁线穿插包边装置，所述鼻梁线穿插包边装置用于将鼻梁线插入口罩及口罩胚的包边，所述超声波焊接机构1-2设置在所述鼻梁线穿插包边装置后，用于口罩胚熔合，所述滚刀切片1-3设置在所述超声波焊接机构1-2后面，用于将折叠、插线、包边且熔合的口罩胚进行压合切断，所述本体射出电机6设置在上述打片机控制单元的末端，用于将切好的口罩胚传送至所述送片机控制单元。
26.所述口罩胚感应第一光纤传感器7-3被设置在第一推料气缸7-4的气杆方向、所述口罩胚感应第二光纤传感器7-5被设置在第二推料气缸7-6的气杆方向，所述口罩胚感应第一光纤传感器7-3、口罩胚感应第二光纤传感器7-5用于产生口罩胚到位信号，通过触发所述第一推料气7-4、第二推料气缸7-6动作推动口罩胚来到所述第一输送带10、第二输送带16，所述第一来料感应光纤传感器12-1设置在所述第一输送带10与所述第一耳带熔接本体组件 12的过渡连接处的前方，所述第二来料感应光纤传感器17-1设置在所述第二输送带16与所述第二耳带熔接本体组件17的过渡连接处的前方。
27.所述连线伺服电机9、第一料盘伺服电机14、第二料盘伺服电机19的输出轴分别伸入并通过法兰与所述连线减速机8、第一料盘减速机13、第二料盘减速机18相连接，所述连线减速机8、第一料盘减速机13、第二料盘减速机18通过同步带轮和链轮链条分别带动所述连线料盘7-2、第一耳带焊接料盘12-2、第二耳带焊接料盘17-2运动，所述连线伺服电机9、第一料盘伺服电机14、第二料盘伺服电机19每转三分之一圈，分别带动所述连线料盘7-2、第一耳带焊接料盘12-2、第二耳带焊接料盘17-2向前移动一个工位。
28.所述本体伺服电机4、连线伺服电机9、第一料盘伺服电机14、第二料盘伺服电机19通过通讯线与所述伺服驱动器相连接，并通过电源线与工作电源相连，所述按钮、指示灯、触摸屏2、继电器、伺服驱动器通过信号线连接至上述可编程逻辑控制器，再通过电源线连接至工作电源。
29.所述可编程逻辑控制器还通过信号线连接系统的光电开关、磁性开关、接近开关等输入信号，将采集到的信息传送给上述可编程逻辑控制器，连接电磁阀、继电器、伺服电机驱动器、步进电机驱动器等输出信号，完成对超声波发生器、气缸、伺服电机、步进电机、普通工作电机的输出控制。
30.作为本设计的一种优选技术方案，所述本体减速机5、连线减速机8、第一料盘减速机 13、第二料盘减速机18选用高性价比的ptf80-20-70-11-p-m5减速机。
31.作为本设计的一种优选技术方案，所述本体伺服电机4、连线伺服电机9、第一料盘伺服电机14、第二料盘伺服电机19选用高精度的松下mhmf082l1u2m交流伺服电机。
32.作为本设计的一种优选技术方案，所述触摸屏2选用威纶通tk6070ip触摸屏。
33.作为本设计的一种优选技术方案，所述可编程逻辑控制器选用三菱fx3u-64mt-cm可编程逻辑控制器。
34.作为本设计的一种优选技术方案，口罩胚计数光纤传感器7-1、口罩胚感应第一光纤传感器7-3、口罩胚感应第二光纤传感器7-5选用高性价比欧姆龙同轴漫反射e32-zc200光纤传感器。
35.作为本设计的一种优选技术方案，口罩胚计数光纤传感器7-1、口罩胚感应第一光纤传感器7-3、口罩胚感应第二光纤传感器7-5配备高性价比的欧姆龙e3x-nb10-2m光纤放大器。
36.所述打片机控制单元主要功能为控制伺服电机和继电器的启动和停止，实现将口罩原料通过鼻线插入、折叠、超音波熔合、切片工艺到成为口罩胚的生产过程。
37.所述送片机控制单元通过控制伺服电机与减速机驱动同步带轮和链轮链条连线料盘，实现将打片机控制单元生产出来的口罩胚分流并输送到两套耳带熔接机控制单元进行工艺操作。送片机控制单元的主要控制逻辑为：从打片机控制单元出来的口罩胚，当口罩胚感应第一光纤传感器7-3、所述口罩胚感应第二光纤传感器7-5感应到有料时，通过第一推料气缸 7-4、第二推料气缸7-6的辅助推动分别来到第一输送带10、第二输送带16，通过驱动第一单相异步驱动电机11与第二单相异步驱动电机15分别带动第一输送带10、第二输送带16 把口罩胚往耳带熔接机控制单元输送，此时口罩胚以外侧朝上的姿态在输送带上运行。
38.所述耳带熔接机控制单元通过伺服电机驱动口罩料盘将口罩胚运送到超声波焊接头位置，通过送耳线、夹耳线、旋转、剪耳线等工艺，采用超声波焊接方式将耳带线熔合于口罩胚外侧，最终实现口罩成品的生产。当第一来料感应光纤传感器12-1、第二来料感应光纤传感器17-1感应来料前，耳带熔接机控制单元的主要工艺流程如图3所示：料盘伺服电机30、拉左耳带旋转步进电机31、拉右耳带旋转步进电机32原点复位，射出电机45启动，左耳带开爪气缸33、右耳带开爪气缸34下降，料盘伺服电机30按每转三分之一圈，料盘向前移动一工位的速度运转，料盘每向前移动一个工位，短延时进行下一次移动。当口罩胚运送至耳带熔接机控制单元的焊接位置时，左耳带送料电机43、右耳带送料电机44运转，拉左耳带旋转步进电机31、拉右耳带旋转步进电机32运转四分之一圈，左右耳带拉出位置到位，将耳带绳由直弯曲成u型，拉左耳带旋转步进电机31、拉右耳带旋转步进电机32停止运转，直到耳带物料感应有信号时，左耳带送料电机43、右耳带送料电机44停止转动。左耳带闭爪气缸35、右耳带闭爪气缸36下压到位将耳带夹紧，短延时保持后，左耳带剪料气缸37、右耳带剪料气缸38伸出并将耳带绳剪断后缩回，左耳带熔接气缸39、右耳带熔接气缸40带动焊接头下降将耳带绳两端线头贴到口罩胚外侧并压紧，产生下压位置检测信号后，并短时间保持，左耳带超声波41、右耳带超声波42启动发波，将耳带焊接熔合到口罩胚上，之后左耳带开爪气缸33、右耳带开爪气缸34打开，左耳带闭爪气缸35、右耳带闭爪气缸36打开和升起，左耳带熔接气缸39、右耳带熔接气缸40上升，完成一个口罩的焊耳带工作并开始进入下一个工作循环。焊好耳带的口罩被射出电机45驱动输送至输送链带继续送到传送带位置的正上方，集料气缸46将口罩成品一个一个往下压，同时可编程逻辑控制器内部的计数器计数，使口罩叠成一摞，达到指定好的数量10时，输送带电机47驱动传送带运动，短延时后，传送带运动一定距离，输送带电机47停止转动，可编程逻辑控制器内部的计数器清零，重新计数，一个集料工艺完毕并进入下一个循环。
39.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。