机电一体化的快速平网印花设备的制作方法

本发明涉及一种纺织品的自动化的快速印花机电设备，具体涉及机电一体化的快速平网印花设备。

背景技术：

丝网印花由五大要素构成，即丝网印版、刮印刮板、染料、印花台以及承印物。丝网印花基本原理是：利用丝网印版图文部分网孔透染料，非图文部分网孔不透染料的基本原理进行印花。印花时在丝网印版一端上倒入染料，用刮印刮板在丝网印版上的染料部位施加一定压力，同时朝丝网印版另一端移动。染料在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到布匹上。由于染料的粘性作用而使印迹固着在一定范围之内，印花过程中刮板始终与丝网印版和承印物呈线接触，接触线随刮板移动而移动，由于丝网印版与承印物之间保持一定的间隙，使得印花时的丝网印版通过自身的张力而产生对刮板的反作用力，这个反作用力称为回弹力。由于回弹力的作用，使丝网印版与承印物只呈移动式线接触，而丝网印版其它部分与承印物为脱离状态。使染料与丝网发生断裂运动，保证了印花尺寸精度和避免蹭脏承印物。当刮板刮过整个版面后抬起，同时丝网印版也抬起，并将染料轻刮回初始位置，至此为一个印花行程。

在目前的印染工企业中，印花机价格昂贵，不能适应诸多私营的印染企业的大量需求，手工印花明显效率低下，又不能实现工业自动化，非常令人头痛。

如能设计一种机电一体化的快速平网印花设备，特别是针对中小型私营印染企业，如果能设计一种印花质量高，机械设备的价格又不高，正是目前很多企业所渴望的。

技术实现要素：

本发明针对上述存在问题，设计了一种机电一体化的快速平网印花设备，可以对花精准，可以快速适应布匹的幅宽。这样可以大幅度地提高生产效率和自动化程度。

本发明涉及的技术解决方案：

如图1、图2所示，机电一体化的快速平网印花设备，其特征在于：该设备主要由丝网1、染料槽子2、染料3、齿条4、导轨5、刮刀6、传输带7、传输辊8、轴承座9、轴套10、大圆锥齿轮11、小圆锥齿轮12、左行程开关13、凸轮14、右行程开关15、减速器16、电动机17、轴承盖18、曲柄19、连杆20、连接板21、推布小车40、布匹41、吸边器42、开幅螺纹辊43、印花单元44、传输带导辊45、烘干滚筒46、导布辊47、摆动码布器48组成；所述的推布小车40放置于左端，布匹41经过吸边器42吸边后，再经过开幅螺纹辊43后进入印花单元44，所述的吸边器42与开幅螺纹辊43安装于印花机的机架上，所述的吸边器42为两只，分别安装在布匹41左右两侧；开所述的开幅螺纹辊43水平地安装在印花机的机架上，开幅螺纹辊43轴的两端都安装有双列调心球轴承；所述的布匹41穿行于印花单元44下方，同时运行于传输带7的上方；所述的布匹41被印花后穿行于四只烘干滚筒46之间，所述的烘干滚筒46通有水蒸气；所述的布匹41被烘干后被导布辊47传入摆动码布器48里，摆动码布器48将布匹41码放于推布小车40中。

本发明进一步技术解决方案是：

如图1所示，所述的印花单元44为6～8套，印花单元44安装在传输带7上的布匹41上方，所述的印花单元44下方设有液压提升装置与光电传感器，光电传感器主要由发送器、接收器和检测电路组成；发送器对准目标发射光束，发射的光束来源于红外发射二极管，光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度，接收器由光电二极管、光电三极管、光电池组成，在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈，在其后面是用于滤出有效信号检测电路。光电传感器用于感知传输带7是否停止运行，传输带7停止运行，印花单元44下方设有液压提升装置就将传输带7整体向上提升1.0～1.2cm，以方便丝网可以对传输带7上方的布匹41印花。当光电传感器感知传输带7即将运行，印花单元44下方设有液压提升装置立即下降1.0～1.2cm，以方便传输带7以及上方的布匹41顺利运行到下一个印花单元。

如图2所示，所述的印花单元44主要由丝网1、染料槽子2、染料3、齿条4、导轨5、刮刀6、传输带7、传输辊8、轴承座9、轴套10、大圆锥齿轮11、小圆锥齿轮12、左行程开关13、凸轮14、右行程开关15、减速器16、电动机17、轴承盖18、曲柄19、连杆20、连接板21组成；所述的电动机17的输出轴带动减速器16，所述的减速器16为三级圆柱齿轮减速器；所述的凸轮14与三级圆柱齿轮减速器的输出轴的同轴度小于0.026mm；所述的左行程开关13与右行程开关15安装在凸轮14两侧，为了防止行程开关被染液喷溅而损坏，所述的左行程开关13与右行程开关15均为防水式滚轮式行程开关；所述的小圆锥齿轮12与凸轮14同轴，小圆锥齿轮12通过平键与轴连接，大圆锥齿轮11与小圆锥齿轮12外啮合，大圆锥齿轮11的中心轴安装在轴套10里，轴套10里安装有轴承；所述的轴套10上端设有轴承盖18以便轴承上锂基润滑脂不被污染；所述的曲柄19的右端与活动铰链与连杆20连接，曲柄19的左端通过平键与大圆锥齿轮11的中心轴连接；所述的连杆20一端与曲柄19连接，另一端与连接板21通过铰链连接；所述的连接板21通过紧定螺钉与染料槽子2连接；所述的染料槽子2下部两端各安装有两只齿轮分别与齿条4啮合，(因为4只齿轮安装在染料槽子2的底部，所以图2就没有画出来)齿条4的模数、压力角与染料槽子2的底部的四只齿轮的模数、压力角分别为2mm、20度；所述的染料槽子2两侧开设圆孔与圆柱状的导轨5形成间隙配合；所述的染料槽子2里盛放有预先勾兑好的染料3，同时染料槽子2的下方开设有长方形的染液浆料的流淌出口；所述的染料槽子2底部安装有刮刀6，所述的刮刀6的材料为聚氨酯；

所述的电动机17为交流伺服电机，电动机17的定子构造与电容分相式单相异步电动机相似，其定子上装有两个位置互差90度的绕组，一个是励磁绕组，它始终接在交流电压上，另一个是控制绕组，联接控制信号电压，电动机17的转子做成鼠笼式；所述的电动机17是采用铝合金制成的空心杯形转子，其杯壁为0.2～0.3mm，为了减小电动机17磁路的磁阻，在空心杯形转子内放置固定的内定子。本发明采用交流伺服电动机应用到印花设备中，交流伺服电动机具有较宽的调速范围和较宽的线性的机械特性，无“自转”现象而且快速响应，它与普通电动机相比，具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。尤其需要强调，本发明采用空心杯形铝合金的转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，提高丝网印花质量尤为突出，本发明实践验证，电动机17转动惯量很小，运转平稳，刮刀6往复运动平稳，从而使得丝网1的中央与边缘印花上无色差。

所述的凸轮14呈半圆形，凸轮14与凸轮中心轴是通过普通平键连接，所述的凸轮14的外形是可变的，即根据布匹41的幅宽来及时更换不同外形的凸轮14来满足刮刀6的不同行程，所述的凸轮14的外形为八种，八种不同外形的凸轮14的基圆半径、远休止角、行程角、近休止角均不同。本发明采用凸轮14，结构简单、紧凑、设计方便，因此在印花过程中，只要做出适当的凸轮轮廓，就能使得到刮刀6任意预定的运动规律，使得刮刀6运行幅度可以调节，也就是可以适应不同幅宽的布匹41。在丝网印花时，当发现印出图案比较淡的时候，还可以更换不同轮廓外形的凸轮14，从而调慢刮刀6速度，使得印花色彩鲜艳、饱满。在现有技术中，印花操作时，刮刀6运行的速度和压力不一致或带浆不均，使花纹的给浆量有多有少，织物得浆量多的花纹色泽较深。因此，印花操作中要必须注意控制刮刀6的速度和压力，使速度和压力稳定合适，保证印花时给浆量充足均匀，印花质量才能提高。本发明采用凸轮14驱动，因为凸轮的外轮廓可以自由设计，这样就能使得到刮刀6任意预定的运动规律，使得刮刀6运行速度与压力可以调节。本发明同申请日以前已有的技术相比，本发明有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。

所述的传输带7下方安装有水蒸气供热的铜铝复合散热片，铜铝复合散热片以铜管作为容水部件，立柱铜管外径为12mm，铝翼片高为30～32mm，水蒸气的压力为0.8～1.3兆帕。本发明采用水蒸气供热的铜铝复合散热片是立体双水道散热器，散热量比传统单水道散热器要高出80％，优化的对流空间，使得在散热量相等的情况下，消耗量减少，降低了资源消耗。

所述的吸边器42安装时与布匹41的纬纱方向成5～20度，即吸边器42安装时与水平线之间的夹角成5～20度，所述的吸边器42为光电式吸边器，吸边器42主要由光电探测头、红外发光二极管、红外光敏三极管、不锈钢辊筒、定辊，电磁铁组成，不锈钢辊筒与定辊并列安装吸边器42机架上，红外光敏三极管安装在光电探测头里。当布匹在行进中偏向左边或右边时，就会被光电探测头探测到，不锈钢辊筒内的电磁铁动作，带动辊筒克服弹簧阻力从而与定辊分离，此时短暂的分离的间隙大约为2mm，布匹41即被对面一只吸边器42拉向另一边。如果布匹41继续向另一边偏斜，探测头探测不到布边时，电磁铁失电，两辊在弹簧力作用下重新夹住布边，以上过程是在很高频率下进行的，最后的效果就使布匹42扩幅并沿设定方向前进以方便后面布匹印花。所以说，本发明的吸边器用于布匹印花前去皱、去除布匹41卷边等弊病，避免布匹41偏斜。

所述的开幅螺纹辊43是在辊体的表面自中央向两侧对称分布左右旋螺纹，其左右旋螺纹的升角为12～15度；所述的开幅螺纹辊43的大径为65mm。当布匹41接触开幅螺纹辊43时与辊面上向两侧倾斜的螺纹产生摩擦，倾斜的螺纹将布匹41扩向两端，使布匹41印花时得以平展。以便本发明的印花单元44能在舒展开的布匹41上印花，而不至于因为布匹41起皱而使得印花失败。

所述的刮刀6聚氨酯刮刀。

所述的丝网1为涤纶丝网，丝网1的疏密程度为150～170目，丝网1经纬线以及组织方式为单丝平织。涤纶单丝平织网，其强度高，而且丝网1的网孔方正，印花的色浆透过性好，印花使用后也易于清洗丝网1，平织的丝网经纬交织密，强度好，网孔均匀，印花效果较其它双丝斜织的丝网1印花效果好得多。

本发明有益效果：

一、采用本发明巧妙运用凸轮、伺服电机，光电传感器等自动控制技术，自动化程度高，本发明采用凸轮，结构简单、紧凑、设计方便，因此在印花过程中，只要做出适当的凸轮轮廓，就能使得到刮刀任意预定的运动规律，使得刮刀运行幅度可以调节，也就是可以适应不同幅宽的布匹。

二、本发明结构精巧，采用涤纶单丝平织网的丝网印花，涤纶单丝平织丝网的强度高，而且丝网的网孔方正，印花的色浆透过性好，印花使用后也易于清洗丝网，平织的丝网经纬交织密，强度好，网孔均匀，印花效果较其它双丝斜织的丝网印花效果好得多。本发明采用空心杯形铝合金的转子的伺服电机，其转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，提高丝网印花质量尤为突出，本发明实践验证，电动机转动惯量很小，运转平稳，刮刀往复运动平稳，从而使得丝网的中央与边缘印花上无色差。

三、本发明具有广阔的推广应用前景，可以广泛地应用于大型印染企业，小型私营企业，设备造价低，机械设计合理，维修方便，自动化程度高，可以大幅度降低工人劳动强度，同时提高印花质量。

附图说明

附图1为本发明的总体结构示意图；

图1中：传输带7、推布小车40、布匹41、吸边器42、开幅螺纹辊43、印花单元44、传输带导辊45、烘干滚筒46、导布辊47、摆动码布器48。

附图2为本发明的印花单元44结构示意图；

图2中：丝网1、染料槽子2、染料3、齿条4、导轨5、刮刀6、传输带7、传输辊8、轴承座9、轴套10、大圆锥齿轮11、小圆锥齿轮12、左行程开关13、凸轮14、右行程开关15、减速器16、电动机17、轴承盖18、曲柄19、连杆20、连接板21

具体实施方式

如图1所示，先将煮沸，漂白后或者染色后的布匹41放置到左边推布小车40里，布匹41经过吸边器42，布匹41就被去除卷边，去除皱纹，平展开的布匹41经过开幅螺纹辊43，所述的开幅螺纹辊43是在辊体的表面自中央向两侧对称分布左右旋螺纹，其左右旋螺纹的升角为12～15度；所述的开幅螺纹辊43的大径为65mm。当布匹41接触开幅螺纹辊43时与辊面上向两侧倾斜的螺纹产生摩擦，倾斜的螺纹将布匹41扩向两端，使布匹41印花时得以进一步平展。以便本发明的印花单元44能在舒展开的布匹41上印花，而不至于因为布匹41起皱而使得印花失败。

如图1、图2所示，布匹41经过开幅螺纹辊43后，布匹41得以进一步平展，就随着传输带7进入印花单元44，所述的印花单元44主要由丝网1、染料槽子2、染料3、齿条4、导轨5、刮刀6、传输带7、传输辊8、轴承座9、轴套10、大圆锥齿轮11、小圆锥齿轮12、左行程开关13、凸轮14、右行程开关15、减速器16、电动机17、轴承盖18、曲柄19、连杆20、连接板21组成；所述的电动机17的输出轴带动减速器16，所述的减速器16为三级圆柱齿轮减速器；所述的凸轮14与三级圆柱齿轮减速器的输出轴的同轴度小于0.026mm；所述的左行程开关13与右行程开关15安装在凸轮14两侧，为了防止行程开关被染液喷溅而损坏，所述的左行程开关13与右行程开关15均为防水式滚轮式行程开关；所述的小圆锥齿轮12与凸轮14同轴，小圆锥齿轮12通过平键与轴连接，大圆锥齿轮11与小圆锥齿轮12外啮合，大圆锥齿轮11的中心轴安装在轴套10里，轴套10里安装有轴承；所述的轴套10上端设有轴承盖18以便轴承上锂基润滑脂不被污染；所述的曲柄19的右端与活动铰链与连杆20连接，曲柄19的左端通过平键与大圆锥齿轮11的中心轴连接；所述的连杆20一端与曲柄19连接，另一端与连接板21通过铰链连接；所述的连接板21通过紧定螺钉与染料槽子2连接；所述的染料槽子2下部两端各安装有两只齿轮分别与齿条4啮合，(因为4只齿轮安装在染料槽子2的底部，所以图2就没有画出来4只齿轮)齿条4的模数、压力角与染料槽子2的底部的四只齿轮的模数、压力角分别为2mm、20度；所述的染料槽子2两侧开设圆孔与圆柱状的导轨5形成间隙配合；所述的染料槽子2里盛放有预先勾兑好的染料3，同时染料槽子2的下方开设有长方形的染液浆料的流淌出口；所述的染料槽子2底部安装有刮刀6，所述的刮刀6的材料为聚氨酯。所述的印花单元44为6～8套，印花单元44安装在传输带7上的布匹41上方，所述的印花单元44下方设有液压提升装置与光电传感器，光电传感器主要由发送器、接收器和检测电路组成；发送器对准目标发射光束，发射的光束来源于红外发射二极管，光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度，接收器由光电二极管、光电三极管、光电池组成，在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈，在其后面是用于滤出有效信号检测电路。光电传感器用于感知传输带7是否停止运行，传输带7停止运行，印花单元44下方设有液压提升装置就将传输带7整体向上提升1.0～1.2cm，以方便丝网可以对传输带7上方的布匹41印花。当光电传感器感知传输带7即将运行，印花单元44下方设有液压提升装置立即下降1.0～1.2cm，以方便传输带7以及上方的布匹41顺利运行到下一个印花单元。机电一体化的快速平网印花设备，其特征在于：该设备主要由丝网1、染料槽子2、染料3、齿条4、导轨5、刮刀6、传输带7、传输辊8、轴承座9、轴套10、大圆锥齿轮11、小圆锥齿轮12、左行程开关13、凸轮14、右行程开关15、减速器16、电动机17、轴承盖18、曲柄19、连杆20、连接板21、推布小车40、布匹41、吸边器42、开幅螺纹辊43、印花单元44、传输带导辊45、烘干滚筒46、导布辊47、摆动码布器48组成；所述的推布小车40放置于左端，布匹41经过吸边器42吸边后，再经过开幅螺纹辊43后进入印花单元44，所述的吸边器42与开幅螺纹辊43安装于印花机的机架上，所述的吸边器42为两只，分别安装在布匹41左右两侧；开所述的开幅螺纹辊43水平地安装在印花机的机架上，开幅螺纹辊43轴的两端都安装有双列调心球轴承；所述的布匹41穿行于印花单元44下方，同时运行于传输带7的上方；所述的布匹41被印花后穿行于四只烘干滚筒46之间，所述的烘干滚筒46通有水蒸气；所述的布匹41被烘干后被导布辊47传入摆动码布器48里，摆动码布器48将布匹41码放于推布小车40中。所述的电动机17为交流伺服电机，电动机17的定子构造与电容分相式单相异步电动机相似，其定子上装有两个位置互差90度的绕组，一个是励磁绕组，它始终接在交流电压上，另一个是控制绕组，联接控制信号电压，电动机17的转子做成鼠笼式；所述的电动机17是采用铝合金制成的空心杯形转子，其杯壁为0.2～0.3mm，为了减小电动机17磁路的磁阻，在空心杯形转子内放置固定的内定子。本发明采用交流伺服电动机应用到印花设备中，交流伺服电动机具有较宽的调速范围和较宽的线性的机械特性，无“自转”现象而且快速响应，它与普通电动机相比，具有转子电阻大和转动惯量小这两个特点。尤其需要强调，本发明采用空心杯形铝合金的转子的转动惯量很小，反应迅速，而且运转平稳，提高丝网印花质量尤为突出，本发明实践验证，电动机17转动惯量很小，运转平稳，刮刀6往复运动平稳，从而使得丝网1的中央与边缘印花上无色差。

如图2所示，所述的凸轮14呈半圆形，凸轮14与凸轮中心轴是通过普通平键连接，所述的凸轮14的外形是可变的，即根据布匹41的幅宽来及时更换不同外形的凸轮14来满足刮刀6的不同行程，所述的凸轮14的外形为八种，八种不同外形的凸轮14的基圆半径、远休止角、行程角、近休止角均不同。本发明采用凸轮14，结构简单、紧凑、设计方便，因此在印花过程中，只要做出适当的凸轮轮廓，就能使得到刮刀6任意预定的运动规律，使得刮刀6运行幅度可以调节，也就是可以适应不同幅宽的布匹41。在丝网印花时，当发现印出图案比较淡的时候，还可以更换不同轮廓外形的凸轮14，从而调慢刮刀6速度，使得印花色彩鲜艳、饱满。在现有技术中，印花操作时，刮刀6运行的速度和压力不一致或带浆不均，使花纹的给浆量有多有少，织物得浆量多的花纹色泽较深。因此，印花操作中要必须注意控制刮刀6的速度和压力，使速度和压力稳定合适，保证印花时给浆量充足均匀，印花质量才能提高。本发明采用凸轮14驱动，因为凸轮的外轮廓可以自由设计，这样就能使得到刮刀6任意预定的运动规律，使得刮刀6运行速度与压力可以调节。本发明同申请日以前已有的技术相比，本发明有突出的实质性特点和显著的进步，具备创造性。

所述的传输带7下方安装有水蒸气供热的铜铝复合散热片，铜铝复合散热片以铜管作为容水部件，立柱铜管外径为12mm，铝翼片高为30～32mm，水蒸气的压力为0.8～1.3兆帕(铜铝复合散热片布置在传输带7下方，所以没有画出来)。本发明采用水蒸气供热的铜铝复合散热片是立体双水道散热器，散热量比传统单水道散热器要高出80％，优化的对流空间，使得在散热量相等的情况下，消耗量减少，降低了资源消耗。

如图1所示，所述的吸边器42安装时与布匹41的纬纱方向成5～20度，即吸边器42安装时与水平线之间的夹角成5～20度，所述的吸边器42为光电式吸边器，吸边器42主要由光电探测头、红外发光二极管、红外光敏三极管、不锈钢辊筒、定辊，电磁铁组成，不锈钢辊筒与定辊并列安装吸边器42机架上，红外光敏三极管安装在光电探测头里。当布匹在行进中偏向左边或右边时，就会被光电探测头探测到，不锈钢辊筒内的电磁铁动作，带动辊筒克服弹簧阻力从而与定辊分离，此时短暂的分离的间隙大约为2mm，布匹41即被对面一只吸边器42拉向另一边。如果布匹41继续向另一边偏斜，探测头探测不到布边时，电磁铁失电，两辊在弹簧力作用下重新夹住布边，以上过程是在很高频率下进行的，最后的效果就使布匹42扩幅并沿设定方向前进以方便后面布匹印花。所以说，本发明的吸边器用于布匹印花前去皱、去除布匹41卷边等弊病，避免布匹41偏斜。

如图2所示，所述的丝网1为涤纶丝网，丝网1的疏密程度为150～170目，丝网1经纬线以及组织方式为单丝平织。涤纶单丝平织网，其强度高，而且丝网1的网孔方正，印花的色浆透过性好，印花使用后也易于清洗丝网1，平织的丝网经纬交织密，强度好，网孔均匀，印花效果较其它双丝斜织的丝网1印花效果好得多。

如图1所示，布匹41经过印花单元44印花后，虽然所述的传输带7下方安装有水蒸气供热的铜铝复合散热片，由于传输带7行走速度比较快，只是把布匹41烘干了一些，因为印花的面积比较大，从丝网1漏下的浆料和染液比较多，布匹必然还是比较潮湿，为了防止刚刚印花后布匹41搭色以及相互污染，布匹41必须得到快速烘干，所以布匹41经过四只烘干滚筒46，所述的布匹41被印花后穿行于四只烘干滚筒46之间，所述的烘干滚筒46通有水蒸气；所述的布匹41被烘干后被导布辊47传入摆动码布器48里，摆动码布器48将布匹41码放于推布小车40中(布匹41被印花、烘干后再进行水洗去除印花后布匹的表面浮色)。这样就完成了本发明印花、烘干工作。

综上，本发明所设计的机电一体化的快速平网印花设备，可以达到预期的目的。