機構系統方案構思與擬定的實例一—紋版自動沖孔機運動方案的擬定

機構系統方案構思與擬定的實例一—紋版自動沖孔機運動方案的擬定
1總功能分析—明確紋版自動沖孔機的
      設計任務
      (1)總體功能 微機控制紋版自動沖孔系統，
由掃描系統、微機圖像處理系統、沖孔機3部分組
成。光學掃描系統，從織物的意向圖(或小樣圖)
中獲得圖像信息，經微機圖像系統處理后，控制沖孔
機在紋版上沖出各種排列的孔。然后把一批沖成各種
排列孔的紋版送至提花織機，就可織出所需圖案的織
物。本題目是設計沖孔機。
    (2)紋版規格 厚度為0.8～1mm的紙板，紙板

的規格如圖11.9-13所示，每塊紋版上最多能沖16
排孔，每排最多能沖98個孔，孔徑為0.3mm。
    (3)生產率 15塊/min。
    (4)執行動作 分紙、遞紙、步進送紙、沖孔、
集紙。
    (5)控制 沖孔指令由微機發出，每排沖針為
98個，由徽機提供信息，控制每個沖針的動作(沖
孔或不沖孔)。紋版作間歇步進運動，沖完16排孔，
由第二塊紋版接上……。這些沖成不同排列孔的紋
版，就代表著所需的圖案信息。
    (6)結構與環境 沖孔機的結構要緊湊、動作
要穩定可靠、精確。該機與光學掃描系統、微機控制
系統設置在環境潔凈的室內。
2紋版沖孔機的功能分解
    根據總體功能的要求，把工藝動作用圖11.9-14
的樹狀功能圖來描述。

3紋版自動沖孔機的運動轉換功能圖
    (I)根據樹狀功能圖，確定完成這些分功能的
技術原理。
    (2)選擇原動機的形式及運動參數。確定執行
構件的運動形式。
    (3)確定傳動鏈。仔細分析電動機的運動參數
與各執行構件的運動形式、運動參數;考慮總體布
局，通過減速器、離合器、運動分支和變向.把電動
機的轉動通過傳動機構轉化為執行機構所要實現的運
動形式。
    把上述的傳動鏈構思用運動轉換功能圖來表示
(圖11.9-15所示)。

4紋版自動沖孔機的形態學矩陣
    根據圖11.9-15紋版自動沖孔機運動轉換功能
圈，把每一個矩形框中的墓本運動轉換功能作為列，
以各自的功能載體作為行，構成一個矩陣，如表
11.9-10所示。


5紋版自動沖孔機的運動循環圈
    以主軸轉角φ為橫坐標，各執行機構中執行構
件的運動為縱坐標，選擇形態學矩陣求解中的第一方
案，則描述紋版沖孔機中，分紙、遞紙、步進、沖孔
和集紙動作之間相互協調配合的運動循環圖如圖
11.9-16所示。



6紋版自動沖孔機的運動示意圖
    圖11.9-17為方案I的運動示意圖
    (1)分紙運動 由圖11.9-17中1的凸輪連桿滑
塊機構把紋版從庫中逐張削出。
    (2)遞紙運動 由圖中2的摩擦滾輪把紋版傳
送至步進機構處。
    (3)步進送紙 由圖中3槽輪機構帶動摩擦滾
輪，接住遞紙滾輪送來的紋版，使之作間歇移動，移
距為4mm。
    (4)沖孔運動 由圖中5曲柄搖桿機構控制沖
頭上下擺動;由圖中8電磁鐵控制的曲柄滑塊機構控
制沖頭或在沖針上方或不在沖針上方，這兩個機構的
組合運動使沖頭打擊沖針或不打擊沖針，以達到沖孔
或不沖孔的目的。而電磁鐵吸、放的信號是由徽機控
制系統提供的。
    (5)沖針復位運動 由圖中6凸輪連桿機構帶
動梳子板擺動使沖針向上運動復位。

    (6)沖頭復位運動 由圖中7凸輪連桿機構帶
動鑲齒擺動，向左擺動把沖頭推至沖針上方而復位。
起到類似計算機清零的作用，以防止發生誤沖孔的動
作。
    (7)集紙運動 由圖中9曲柄搖桿機構的搖桿
接住已沖好孔的紋版，通過擺動把紋版按順序堆放起
來。該機構的曲柄亦與原動機通過傳動鏈相連接，圖
11.9-16中未畫出來。
(責任編輯：laugh521521)

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