宽幅挠性石棉垫基材板自动翻转机设计

孙智慧,鲁 俊,晏祖根,孟 爽,崔祖铭

(哈尔滨商业大学 轻工学院,哈尔滨 150028)

我国翻转机械行业不断加强技术集成创新,已成为世界翻转机械制造大国,但与美、德、日等国际先进技术水平相比,我国翻转机械的翻转质量、效率、精度等方面整体上仍旧落后,翻转机械从“中国制造”转变为“中国智造”刻不容缓[1-3].

翻转机械广泛应用在包装、模具等行业.目前国外已有上百种系列及型号的翻转机产品,应用范围涉及模具翻转、垛料翻转、焊接翻转等[4].为提高翻转机的技术水平,国内研究人员在翻转机械机构创新优化、电控方式、可靠性等方面开展研究.针对不同物料对应的翻转方式不同,开展翻转执行机构创新设计与优化,可有效提高翻转机性能[5-10].智能控制器与人机交互系统在翻转机上的应用,可保证翻转执行机构运行的准确性与稳定性[11-12].

在倒置显微镜下可以观察到，用含有雷公藤内脂醇的培养液培养PC3细胞后，细胞的贴壁功能慢慢减退，大部分细胞悬浮在培养瓶中，随着培养时间越来越长，贴壁的部分PC3细胞出现细胞膜皱缩、染色质浓缩、核膜核仁消失、核固缩、出现空泡等现象。培养24 h后此现象更加明显。

面向行业对石棉垫基材板等大尺寸挠性物料的翻转需求,研发高性能翻转机,具有很强的工程应用前景.

3.4.2 线粒体自噬及其在AKI中的作用 线粒体自噬通过选择性清除受损与去极化的线粒体以维持线粒体的质量及细胞内稳态。线粒体自噬首先在神经退行性疾病中发现，但其在AKI中也扮演了重要角色。肾脏为满足电解质重吸收及代谢废物排出的需求，需要拥有数量仅次于心脏的线粒体数目及氧耗量。增加的氧化应激、炎症以及ATP产生时的解偶联都与AKI相关，同时也可以促使线粒体去极化及功能受损，从而触发线粒体自噬[18-19]。

1 石棉垫基材板翻转印标码垛生产线

长春蓝天密封技术开发有限公司主导产品之一为石棉密封垫片,广泛应用在石油石化、冶金电力等工业密封场合.成品的石棉垫片需经过原料混合搅拌、热辊成张、剪切分段、硫化、商标辊印和称重包装等工序制成.

石棉密封垫片的加工过程中,经硫化工序的石棉垫基材板以成垛的形式呈现,且硫化表面向上,企业需利用石棉垫基材板未经硫化的下表面进行企业商标辊印,因此需要对石棉垫基材板垛逐张翻转,将其下表面送入辊印机中,待完成印标后再成垛称重打包.目前企业采用人工翻转、码垛、称重与包装,工人劳动强度大且生产效率低.企业迫切需要自动化生产线来代替人工作业,从而提高生产能力且降低人工成本支出.

令得dh/dL=0

线性编辑技术在应用过程中，主要优点是操作更加简单，效果更加直观。就目前来说，线性编辑技术是一种较为成熟的技术，并且应用较为广泛，线性编辑技术在应用过程中可以对视频素材使用编放机、编录机等设备进行直接操作，并且还能和特技器、字幕机等设备进行配合，操作便捷。但是，线性编辑技术也存在较大缺点，例如，在操作过程中需要依据素材的时间顺序进行操作，节目制作流程较为复杂。线性编辑技术在应用过程中连接路线数量较多，并且容易出现故障，成本较高。

图1 石棉垫基材板翻转印标码垛生产线Figure 1 Asbestos mat substrate plate flip printing label palletizing line

2 石棉垫基材板翻转机

2.1 基材板翻转机工作原理

物料的翻转取决于物料的材质、物性、加工要求等,硫化后的石棉垫基材板单张尺寸规格为长×宽(1 400 mm×1 400 mm),厚度为0.5～5 mm,质量为2～10 kg.石棉垫基材板具有一定的柔性,可进行一定程度的弯曲,成垛的基材板由于静电吸附会出现一定的粘连,不易进行分离.

由于传统生产习惯改变难度较大，农民对标准化生产的知识了解还不够深入，应用标准意识较弱，自觉性不高，因此，管理工作任务较重。

基于翻转机的设计要求,完成总体方案设计,建立石棉垫基材板翻转机Solidworks模型,如图2所示,主要由货架定位机构、分层机构、真空吸附摆动进板机构、辊压摩擦输送机构和输出机构等组成.翻转机尺寸规格为长×宽×高(2 600 mm×1 800 mm×1 700 mm).

1)叉车将石棉垫基材板垛放置在翻转机上料位,货架定位机构对基材板垛位置微调.

近年来，癌症的发病率呈现出不断上升的趋势，对患者的身心健康造成严重影响[1]。因此若不能给予患者有效的疼痛管理措施，将会引起疼痛加剧，导致患者出现抑郁、焦虑、失眠等症状，导致患者的生活质量显著下降[2]。规范化的疼痛管理晚期癌症患者康复治疗中的重要措施，是对患者实施早期肠内营养的前提，有利于促进患者早期下床活动[3]。本文就规范化疼痛管理在肿瘤晚期疼痛患者中的实施与效果进行深入分析，具体如下。

图3 石棉垫基材板翻转工艺Figure 3 Asbestos mat substrate board turning process

石棉垫基材板翻转机翻转工艺流程,如图3所示.

2)分层机构升降平台3下行到位,毛刷滚2逆时针旋转使基材板1与次层基材板沿边沿开隙分离.

3)真空吸附摆动进板机构升降平台8下行到位,真空吸盘6将基材板1吸附,推送气缸4驱动鼓风气排5配合升降平台8完成基材板1的提升,摆动推送气缸7将基材板1移送至辊压摩擦输送机构进料位.

4)辊压摩擦输送机构压紧气缸9驱动压紧辊10将基材板1边沿处抵住,真空吸盘6释放基材板1,基材板1在进料导向辊11、摩擦翻转辊12、皮带13的约束下完成翻转.

2.2 石棉垫基材板分层机构

基材板分层机构(图4)的推送气缸1、鼓风气排5、毛刷滚9、毛刷滚驱动电机2安装在升降平台8上,升降平台通过伺服电机4、同步带10驱动,实现升降平台的上下运动,以适应真空吸附移送的基材板垛的高度变化.当毛刷滚9贴近待吸取的基材板后,逆时针旋转使顶层与次层基材板相粘连边沿处开隙分离,便于后续真空吸取.鼓风气排5安装在水平导轨7上,在推送气缸1驱动下向前进给鼓风,配合真空吸附摆动进板机构完成基材板整体分离.

图4 基材板分层机构Figure 4 Substrate board layering mechanism

2.3 真空吸附摆动进板机构

真空吸附摆动进板机构(图5)的真空吸盘4、接近开关5等安装在升降平台8上.升降平台8通过伺服电机6、同步带9驱动,实现真空吸盘的升降,以适应待吸附基材板的高度变化.摆动气缸1驱动升降平台8围绕摆动轴3以圆弧轨迹将吸附的基材板移送至辊压摩擦输送机构上料位.

图5 真空吸附摆动进板机构Figure 5 Vacuum adsorption oscillating board feeding mechanism

基材板表面较为光滑且采用单边吸附,故选用丁腈橡胶材质的吸盘,其具有良好的耐磨性、耐撕扯性.接近开关用于判断待吸附基材板位置,从而精确控制真空吸盘产生真空和破真空的时间,减少气源噪音的同时也使气源最大化利用.为保证真空吸附摆动进板机构的刚度、运动的平稳性和同步性,采用左右对称布置的形式,在左右机架上安装同配置的驱动机构、传动机构与执行机构.

2.4 石棉垫基材板辊压摩擦输送机构

辊压摩擦输送机构(图6)主要包括摩擦翻转辊11、皮带辊8、进料压紧辊2、摩擦翻转辊驱动电机5、皮带辊驱动电机6等组成,摩擦翻转辊驱动电机与皮带辊驱动电机位于机架的一侧壁上,摩擦翻转辊和皮带辊分别转动连接在机架两侧壁上.摩擦翻转辊表面压制滚花,用于防止基材板在翻转过程发生跑偏.

图6 基材板辊压摩擦输送机构Figure 6 Substrate plate roller friction conveying mechanism

当摆动气缸将基材板移送至辊压摩擦输送机构上料位时,压紧气缸4驱动进料压紧辊2将基材板边沿抵住,真空吸盘由真空状态转换为破真空状态释放基材板,摩擦翻转辊电机、皮带辊电机分别驱动翻转辊与皮带辊同时同向旋转,基材板在进料导向辊1、摩擦翻转辊11及皮带10的约束下,绕着翻转辊外表面回转完成翻转后,进一步移送至输出机构.

3 真空吸附摆动进板机构设计

3.1 建立机构运动学模型

为使真空吸附摆动进板机构高效紧凑,需确定出摆动平台上两铰点与气缸铰点位置.如图7所示,对真空吸附摆动进板机构进行简化并进行分析[13-14].

图7 真空吸取移送机构简化模型Figure 7 Simplified model of vacuum suction and transfer mechanism

图7中,在气缸活塞杆的驱动下,摆动平台两铰接点连线BC以顶端铰点B为中心摆动,从而实现摆动平台由θmin至θmax的位置变化,对应摆动平台由右极限到达左极限,此时伸缩气缸的长度L由AC1=Lmin变为AC2=Lmax在ΔABC中由余弦定理得:

过铰接点B作AC垂线即为气缸推力对铰点B的力臂h,随着伸缩气缸长度L的不断变化,力臂h也在不断的变化,由ΔABC得:

hL=L1L3sinθ

5)基材板1由输出皮带14移送至辊印机滚轮15中进行印标.

2.5 对农药残留问题的认识 农药的不科学使用容易造成农药残留量超限，危害人类健康。在此次调查研究中，83.4%的烟农认为烟草存在农药残留问题，对人体有危害，26.6%的烟农认为烟草经过了烘烤过程，后期还要经过燃烧，不存在农药残留。95.8%的烟农认为农药残留量逐年降低，也有4.2%的人认为时好时坏，主要根据当年病虫害发生情况而存在差异。

假定L1、L3不变,则h是L的函数,那么上式对L微分得:

1.2.6 序列比对 参考序列数据来自UCSC Genome Browser(http:∥genome.ucsc.edu)数据库，序列版本号：GRCh37/hg19。

上述方程用图解法运算可得其解为L=L*.由于d2h/dL2>0,因此当L=L*时

根据企业需求,设计了石棉垫基材板翻转印标码垛生产线(图1),其主要由翻转机、辊印机、移送码垛机械手、称重打包设备组成,实现石棉垫基材板的自动翻转、印标、码垛称重等工序,减少操作工人数量,降低人工作业强度,提高生产效率与生产能力.

当气缸的选型确定好后,那么活塞杆推拉力也就确定了.铰链点B事先确定,需要确定铰链点A和点C的位置,则L1、L3、Lmin为设计变量.当优化机构尺寸确定时,可将气缸推送力矩Mh选用为最大进行设计,气缸推送力矩Mh:

Mh=P·hmin-G·Lbcos(θ*-θmin)

为方便优化设计,可令:

其中:P为气缸推力;G为真空吸取单元、伸缩单元以及石棉垫板总重量.其他参数如图7所示.定义优化设计的设计变量:

1.3.2 护色剂护色效果单因素试验。选用VC 、D-异抗坏血酸钠、L-半胱氨酸配制成溶液，油梨取果肉时浸泡，并与果肉一起打浆，同时用蒸馏水代替护色液作空白试验。综合考量GB 2760—2014的要求[9]，设置3种护色剂浓度添加量，如表1所示。根据油梨饮料的感官评价指标，考察油梨饮料在37 ℃恒温下贮存7 d后的护色效果，选取护色效果较好的3个浓度进行正交试验。

X=[L1,L3,Lmin]T=[x1,x2,x3]T

3.2 建立约束条件

优化真空吸附摆动进板机构铰链点位置的目标函数f(X)要考虑机构的几何条件、受力情况、运动状态等.翻转机真空吸附摆动进板机构摆动角为60°,即t1(X)=θmax-θmin=60°.

在无反相机刚刚诞生的时代，由于图像处理器的疲软和反差对焦方式的天生缺陷，其羸弱的对焦性能始终在单反相机面前抬不起头。不过随着技术进步，传感器集成相位对焦点以及更先进处理器的出现，无反相机的对焦性能直线提升，富士X-H1这种级别的机型已经可以与D500直面抗衡。富士X-H1拥有99个传感器相位对焦点，是目前富士最先进的系统。

在ΔABC中,由余弦定理可得:

受力条件:

g1(X)=G·Lbcos(θ-θmin)-P·h<0

其他的杆长条件为:

真空吸附摆动进板机构铰链位置的优化设计问题转换为求minf(X),X∈R3,使之满足于以下条件的解X*:

对于电子版文本，只需将其格式转换成txt格式即可入库。对于无电子版资源的纸质语料，我们首先对其进行扫描，然后经过OCR软件的识别、格式转换和人工去噪等环节后，对最终文本进行入库处理。其中，非双语版的汉语语料还要进行人工翻译和校对后方可入库。鉴于语料的收集、转换、去噪、翻译、校对等环节十分烦琐复杂，因此需要采集团队格外细致与耐心，才能保证语料的真实性和有效性。在此之后，双语语料将通过Anticonc软件进行对齐处理。

采用复合形法优化求得最优解X*后,三铰链点A、B、C之间的相对位置就可确定.

优化后的尺寸为L1=225 mm,L3=337 mm,Lmin=302 mm,气缸运行过程中最小力矩为1 636 N·mm.

4 石棉垫基材板翻转协同工作设计

基材板翻转机需要多机构协同运作,实现石棉垫基材板的分层、真空吸附、摆动移送、摩擦输送、成品输出.基于前述各机构驱动、传动、执行部件的设计,完成翻转机各部分机构协同工作循环图设计[15],如图8所示.

图8 翻转机多机构协同工作循环图Figure 8 Work cycle diagram of multi-agency collaborative executing mechanism for tilting machine

5 结 语

面向企业对宽幅挠性石棉垫基材板自动翻转印标的需求,设计了宽幅挠性石棉垫基材板的翻转工艺;基于多机构协同控制理念,设计了基材板翻转机的分层、真空吸取、摆动移送、摩擦辊压输送、输出等机构,以及多机构协同工作循环图.采用优化设计理论,优化了真空吸附摆动进板机构.相比于常规翻转机,石棉垫基材板翻转机具有适用大尺寸挠性物料、效率高、稳定性优越等优点.后续还需设计各机构与PLC协同控制程序,提高翻转机的效率与可靠性.