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本期视频主要内容： 建筑装修时墙体的电线很难穿进去，穿线是建筑当中很重要的一道工序。来自成都双流县的发明人谢位强发明的自动穿线机，用于室内电线的铺设，采用代替动力模仿传统人工穿线原理穿过引线，再通过电机将绑上电线的引线拉回来，解决了建筑穿线难的问题。更多详情，敬请收看。（《我爱发明》 20150318 穿墙引线）
发明人联系方式：谢位强 18702881979
《穿墙引线》花絮：发明人是个急性子，每天都跑来跑去安排人员和道具。这样一个做事雷厉风行的人也让拍摄很顺利。其中一场需要在公园的模拟验证也让我感受到了四川人的热情。刚到公园准备的时候就围来了大批观众，其中更是不乏专业的水电工人。对谢位强的发明充满了兴趣，而且提出了特别多专业的建议。
关键词 滚筒；乒乓球；捡球机
中图分类号 A6 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-（2012）102-0136-01
根据国家在教育改革与发展过程中对主题目标、工作方向等方面提出的要求，需要面向全体学生实现教育资源公平。按照国家相关的要求标准，确定了本校高中生科学技术活动的重要思路，即：学生的科技教育活动应有效结合第一课堂与第二课堂，做到提高与普及互相结合，努力为高中生提供一个创新活动的公共平台，为每一名学生创造一个良好的科技创新环境，鼓励每一名学生积极参加科技创新活动，令每一名学生都可以在科技创新的活动中明显提升能力。为了积极加入科学技术创新的活动，联系自身所学知识与课外实践经验设计制作了乒乓球捡球机。
1 制作乒乓球捡球机的起因
高中生开展科学技术创新活动，就是要让学生利用课堂中学到的知识理论解决在实际生活中遇到的问题，令学生能够更加深入的理解自己所学的课本知识。选择制造乒乓球捡球机的想法来源于实际生活，也是同学在训练乒乓球过程中产生的想法。在组织乒乓球训练过程中，通过采取发球机快速进行发球来训练运动员的接球能力，可是发球机只管发不管收，在乒乓球发出后，没有办法实行快速收回，更加关键的是不能自动收回。现在，很多乒乓球训练场所还是采用人工捡球的传统方式，这样做不仅仅耗费了大量的时间，也大量消耗了人的体力。况且，因为乒乓球落点的不确定性，极易造成活动人员误踩误伤，造成乒乓球的不必要损坏。特别是我国作为乒乓球大国，乒乓球普及率非常高，研究乒乓球捡球设备同样具有重要意义。因此，希望能够制造一款简单方便的乒乓球捡球机，能够在乒乓球训练时轻松将其捡起，有效提高乒乓球运动乐趣。
2 制作乒乓球捡球机的过程
简单轻便捡球机的制作主要是以迅捷、方便捡球为目的。
2.1 制作材料
准备材料：滚筒、手持滚动推架、圆形两个面板、轴杆、橡皮筋、合页、抽芯铆钉等。所需工具：手电钻、手动抽芯铆钉枪、剪刀、老虎钳等。
2.2 制作方法
制作乒乓球捡球机，首先设置了一个滚筒与一个手持滚动式的推架，在滚筒两侧分别设置了圆形的面板，使用中心轴杆连接两端的面，利用若干个橡皮筋在面板两端的四周均匀的连接成鸟笼形状，皮筋相邻间的距离应当超过乒乓球的直径。利用相邻皮筋由于受到压力发生变形以及滚筒原理，将乒乓球吞入筒内，这样便简单轻松的做完了捡乒乓球的工作。设置皮筋时最好与地面保持一定的间距，这样有利于滚筒进行滚动，也方便了乒乓球被吞入。每次训练间隙，只要在训练场所推着这个乒乓球拣球机走一圈，就能快速轻松的将地板上的全部乒乓球捡起来，其使用非常便捷，节省了大量时间和精力，令捡乒乓球工作也变成了一种乐趣。
2.3 使用方法
在体育课堂上或者业余乒乓球训练场上需要捡球时，手推乒乓球捡球机，在布满乒乓球地上走一圈，乒乓球自动就会进入捡球机中。
2.4 注意问题
橡皮筋之间的距离应当超过乒乓球直径，在2-3厘米之间最合适。可以根据捡球者的不同高度，设计可伸拉的手动推架。
3 乒乓球捡球机的制作特点
3.1 绿色环保的动力源
乒乓球捡球机在动力源的选择上利用了人力传动方案。人力传动不仅体现了绿色环保，同时拣球者在不用费力的行走过程中完成了捡球工作，造价较低、结构简单、非常容易制造。
3.2 人性化特点
乒乓球捡球机的制作突出人性化特点，制作过程中将使用是否顺手便利、操作是否舒适及清理是否方便等人的因素作为重要条件给予考虑，重点体现为：机器与人体的尺寸、形状及用力是否能够配合；捡球机是否方便与顺手；捡球机的推杆可调节，适合身高不同的群体使用；同时，捡球机非常方便清洗、保管与修理。
3.3 创新思想
创新是指能创造出有价值的研究成果的，具有独特性、新颖性的行为活动。创新设计是指在制作滚筒乒乓球捡球机的过程中出现新颖有价值的思维活动。乒乓球捡球机的制作设计重点强调创新，需要在整体制作过程中充分体现设计者的创造能力，在理论知识与方法的指导下，结合滚筒原理，设计制作出具有生命力的捡球机。滚筒式捡球机的制作，要求设计者从多个方面、多个角度和层次思考问题，经过各种设计方案的比较，最后选择最优的制作方案。
4 制作乒乓球捡球器的体会
通过制作乒乓球捡球机，个人进一步增强了学习科技知识的积极性，对进行科技小创作有了更强的信心和兴趣，对所学课本知识也有了更深的理解和体会，使生物、物理、化学、数学等学科知识揭开了神秘面纱，变得平易近人、生动有趣、可学可用。
1）科学技术创新与我们之间的距离不再遥不可及。只要做一个有心人，善于观察生活中存在的问题，并且尝试利用所学的知识解决它，再利用科学合理的方式进行体现与表达，这就是一次科学技术制造。生活中存在着很多问题和机遇，等待我们去解决、去改善，能够将自己在课堂中所学的理论知识应用于实践，最终获得的不仅仅是产品制作的成果，更多的是我们对所学知识的兴趣与信心，以及为人们解决生活难题的自豪感。
2）增加了对所学知识的感悟。刚开始利用所学知识研究乒乓球捡球机的制作时，觉得很简单，可是当真正实践与制作时却出现了比较多的问题以及很多需要考虑的因素，例如捡球机的原理分析，捡球机的长度、宽度和高度等。又如在实际应用时，捡球机不能很好的将乒乓球吞入，而是将乒乓球弹开，经过多次试验之后才获得比较满意的结果。在制作过程中遇到一些困难时，曾经想过放弃，但是最终还是坚持下来并且成功制作出捡球机，从而加深了对所用理论原理的理解，实现了物理学、人体力学等的综合
运用。
3）在制作过程中还学习了很多现代设计的思路与想法。例如捡球机实施人性化的设计。通过制作乒乓球捡球机提高了动手制作模型的能力，也明白了兴趣是最好的老师的道理。
5 结束语
高中学校中科学技术发明创造课程的开发，既能够体现学校的办学特色，促使教师专业知识的提升，又能够很好满足学生的发展需求。通过实施科学技术发明创造，能够有效激发学生的创作情绪和学习热情，不仅锻炼了学生的动手能力，同时也发展了创新思维，在提高学生学习成绩的同时，更使学生在创作过程中体会到了知识的重要性。乒乓球捡球机这项制作已经获得学校相关领导的认可，不管最后真正使用的效果如何，制作本身就是一种锻炼和体验。即便是制造模型目前比较粗糙，捡球机在实际中的应用工作尚没有充分展开，可是只要抱有积极的态度和高度的热情，相信将来一定会获得成功。高中生科学技术创新活动目的就是能够积极培养学生的实践创新能力，希望同学们都能够积极参与，在制作实践过程中享受知识的快乐，不断提升自己的综合创造能力。
参考文献
[1]覃文洁，刘晓明.乒乓球捡球器现代设计方法概论[M].北京：北京理工大学出版社，2007.
[2]万新华，李雪静.高中生科学技术实用创新发明教程[M].汕头：汕头大学出版社，2010.
[3]吴刚平，王晓雯.学生科技技术实践活动课程开发研究[M].成都：四川教育出版社，2009.
穿线机
The Stringing Machine/ the stringer/the automatic threader
1、外型设计最新改进，美观大方，尊贵典雅。
Exterior design/Apperance design: the latest innovation/improvement, beautiful and graceful, noble and elegant.
2、磅数设定可从9磅—84磅，刻度明显，磅数准确性高。
The pound of thread/The weight in pounds of thread ranges from 9 to 84 pounds, with clear and highly accurate graduation of scale.
3、拉弦机易于操作且耐用，夹线器经硬化处理，耐用，咬线紧，不滑线。
The string-pulling machine is easy to oprate and durable; the hardened thread clipper holds line tightly.
4、夹拍部分采用六点佳持，便于调节，易操作，以保证球拍放置平稳，受力均匀，穿线后不易变形。 The racket press adopts the six-point locating principle, easy to operate and adjust, making sure of placing racket stable, distributing power evenly and
without deformation after finishing stringing.
5、夹拍底座（牛角座）可调节幅度大，羽球拍、网球拍均可使用。
The base of racket press(like an ox’s horns) can be adjusted at a wide angle, available to both badminton and tennis rackets.
6、夹拍部分可做360度旋转，拉线时运动自如
The racket press can rotate in a circle and move easily when threading.
7、该款穿线机选材严谨，做工精细，品质上乘。 The style of stringer is made of selected materials, with fine workmanship and high quality.
8、结构更趋合理，维护方便。
More reasonable constructure, more convenient maintenance
包装说明：
Packet Instructions:
外包装: Exterior package
净重：46kgs Net weight: 46kgs
毛重：48kgs Gross weight 48kgs
体积：92.5x38.5x50(cm) Volume 92.5x38.5x50(cm) 内包装: Interior package:
各零部件独立包装,内附说明书、装箱清单、保修单各一份。
Each component packed independently, an instruction, a packing list and a warranty enclosed.
2013级毕业论文
课题：自动裁线机
班级： 13电气自动化技师班
姓名：黄东升
学号：6
指导教师：蔡胜华
2013年5月30日温州机电技师学院
摘要
随着国内外科技水平的提高，自动化设备慢慢进入人们的生活。智能洗衣机、恒温系统、楼宇灯自动控制系统、大型的产品生产机床等等自动化设备走进了我们的工作、生活中，使我们的生活、工作变得更加的方便快捷。本产品的灵感来源于生活，现在电子产品更新换代的相当之快，而且有大批的产品中需要用到长短不一的导线，这些产品通常都不是只生产一两个，而是大批量生产。这个时候人工裁线就显的相当低效，于是就需要一台可以自动裁剪规定长度的裁线机来完成这些工作，使之能更加高效的完成裁剪工作节省人力物力。 自动裁线机采用一台PLC控制两台步进电动机，一台用以带动两个输送轮旋转进行线的输送，一台用以带动线槽旋转，使线槽中的成品可以倾倒于下方成品槽中。裁剪方面由气泵提供动力，PLC控制电磁阀向气缸供给动力，使其下压裁断。
关键词：自动化 PLC 裁线机
目录
摘要-------------------------------------------------- 2
第一章绪论
1.1 选题背景 -------------------------------------- 5
1.2设计要求 -------------------------------------- 5
1.3研究意义 -------------------------------------- 5
第二章框架设计
2.1 框架设计 -------------------------------------- 5
第三章输送装置
3.1 步进电机 -------------------------------------- 7
3.2 步进电机工作原理 ----------------------------- 7
3.3 步进驱动器 ------------------------------------- 8
3.4 步进驱动器原理 -------------------------------- 8
3.5 步进驱动器拨码细分 ---------------------------- 9
3.6 输送轮 --------------------------------------- 10
3.7 走线槽 --------------------------------------- 10
第四章裁剪装置
4.1 电磁阀 ---------------------------------------- 10
4.2迷你气缸 -------------------------------------- 11
4.3刀具 ----------------------------------------- 11
第五章 PLC控制
5.1 PLC简介 --------------------------------------- 12
5.2 PLC选用 -------------------------------------- 12
5.3 流程图 -------------------------------------- 13
5.4 I/O口分配 ------------------------------------ 14
5.5 PLC程序 ------------------------------------ 15
第六章实物拼装
6.2 裁剪装置 -------------------------------------- 16
6.3 输送装置 -------------------------------------- 16
第七章心得、总结
7.1 心得与体会 ------------------------------------ 17
7.2 感谢 ------------------------------------------ 18
7.3 参考文献 -------------------------------------- 18附录------------------------------------------ 19
第一章绪论
1.1 选题背景
现在电子产品更新换代的相当之快，而且有大批的产品中需要用到长短不一的导线，这些产品通常都不是只生产一两个，而是大批量生产。这个时候人工裁线就显的相当低效，于是就需要一台可以自动裁剪规定长度的裁线机来完成这些工作，使之能更加高效的完成裁剪工作节省人力物力。于是关于自动裁线机的设想就确定下来。
1.2 设计要求
产品可以自动进行裁剪，可以根据给予的脉冲数量改变所裁剪导线的长短，根据PLC程序计数来裁剪出规定数量的导线，通过改变步进驱动器细分选择改变导线的输送速度进而改变单个流程的所用时间。
1.3 研究意义【自动穿线机的制作原理图】
尽可能整合学校所学的知识，加以熟悉运用，最大化巩固知识，并加以扩展学习。锻炼自身自主学习、团队合作能力，提升解决问题的能力。尽量整合在校期间所学的知识，制作一台简易的自动化设备，可以对学习的知识进行巩固并加以运用，能更深入的了解、学习。也希望自己所学的知识能够有所作用，研究出的产品能够在一些场合有实际作用。
第二章 框架设计
2.1 框架设计
外观框架初始思路为长方体，由3030工业铝型材搭建而成。铝型材是现在社会生产中比较常见的一种材料，在航空、建筑、冷凝器、汽车零件、等行业有着广泛的用途，其优良的性能和众多的优点，在广大行业中深受青睐。这个项目采用这种材料是为了方便构架框架，也更方便于后期的改装。
1. Anatomy of a Stringing Machine / 拉线机的结构
在这一节里我们将介绍穿线机的各个组成部分及其作用。
1_1. Tension Head Assembly / 机头装置
机头是拉线机上为拉线提供拉力源来拉紧拍弦的装置部分，实际上每根弦都是由它来拉紧的。左图是一台直线拉线式的拉线机，即在这台机器上是通过驱动机头向远离球拍的方向直线滑动而拉紧拍弦的。另外还有一种旋转拉线式的拉线机，在这样的机器上弦是缠绕在一个旋钮上，然后通过旋转这个旋钮来进行拉线的。
1_2. Tension Jaw Assembly / 机头的夹线装置
机头的夹线装置是指在拉线过程中机头上夹住拍弦的部分。当拍弦受力同时反作用于夹线装置时，夹线装置的夹钳因受挤压而紧紧闭合，从而夹住拍弦。不管是直线拉线式还是旋转拉线式穿线机都要使用机头的夹线装置。
1_3. Tension Head Brake Level / 机头的制动杠杆【自动穿线机的制作原理图】
机头上的制动杠杆如左图所示，其作用是当拉力已经达到预定值时，阻止机头继续移动。制动杠杆仅仅用在采用Lockout方式的拉线机上，关于Constant Pull以及Lockout这两种拉线机的区别，我们将在“Constant VS Lockout”那节中详细讨论。
1_4. Tension Setting Knob / 拉力调节旋钮
拉力调节旋钮用来调节设定拉线时的预定拉力值。程控式拉线机也许用按钮取代了旋钮，但是其作用仍然一样。
1_5. Tension Head Crank / 机头的曲柄装置
机头上的曲柄是用来驱动机头直至达到设定拉力时。拉线时，您一直摇动曲柄直至制动杠杆弹出,指示您已经达到预定拉力值了。对于程控式拉线机而言并没有曲柄，一般来说在程控机上您通过按下一个按钮来驱动机头，拉力不断加强直至达到预定值。
1_6. The Tension Head Track / 机头滑轨
机头滑轨就是拉线时机头所沿着滑动的行进轨道。直线拉线式的拉线机都有这样一个滑轨来为机头提供其滑动轨道。而旋转拉线式拉线机并不需要这样一个滑道，因为它只是在同一位置上转动直至达到预定拉力值。
1_7. Tray Table / 工作台【自动穿线机的制作原理图】
工作台是拉线机最重要的部分。夹钳系统以及球拍架拍系统都连接在工作台上。工作台上面也可以放置一些工具，另外工作台可以转动，这样为拉线提供了方便。
1_8. Clamps / 网夹（夹线夹）
网夹是在拉紧下根拍弦之前用来固定住当前拍弦的夹钳。如果网夹会滑动或者夹线不紧而让拍弦从中滑动，那么拍弦的拉力将有很大的损失，这将导致穿线结果非常之糟糕甚至得重新穿线。在左图中您可以看到滑动棒上的网夹。在以后的章节中我们将介绍其他类型的网夹。
1_9. Mounting Posts / 架拍装置
是指穿线过程中机器固定球拍的部分。它非常重要，因为在穿线过程中球拍会承受巨大的压力，而正是靠它来保护球拍免遭重压损坏的。按架
拍系统来划分，拉线机可以分为很多种类。我们将在后面的章节讨论。
1_10. Tray Table Locking Lever / 工作台的制动杠杆
是用来锁住工作台不让其自由转动的。这在打结时经常要用到。
1_11. Tool Tray / 工具盘
工具盘可以为您穿线提供方便。当您不用工具时可以将工具放在工具盘里，等需要时再取用。
1_12. Stand / 支撑柱
支撑柱就是支撑拉线机使其站立在地面上的立柱。有些拉线机可以调整支撑柱的高度，而有些拉线机则没有支撑柱而只能放在桌上。
2．Tension: Reference vs. Actual / 拉力：参考拉力 VS 实际拉力
参考拉力是指给球拍拉线的预定的拉力或者说在拉线之前穿线机所设定的拉力。但是有时拉线完成后将球拍从拉线机下卸下，您会发现拍弦的拉力已经完全不同于初始预定值了，这种情况并不少见。这是因为拍弦的延展性而造成的。比如您初始设定拉力值为60磅力，拍弦中部分纤维确实能达到这个标准值，但是其他部分的纤维可能只能达到48磅力，一旦机头固定位置而不再加力时，整根弦开始均匀承受负荷，这样原先为60磅力的纤维其承受的拉力值为下降，而原先为48磅力的纤维其承受的拉力值会上升，结果就是整根拍弦的张力下降了。事实上，当把球拍从穿线机上取下时拍弦的张力比原来机器所设定的拉力值降低10％～20％，这种情况非常常见。换句话说，初始设定的拉力为60磅力，而拉完线将球拍取下穿线机，很可能拍弦的拉力值就只剩下48磅了。而在此
之后的一天内，由于和上面相同的原因（线的延展性），拍弦的拉力还有很大程度的损失，通常2小时以内很可能会再损失10％。仍然考虑上面的例子，则一天后拍弦的拉力可能会又下降5磅。但是此后拍弦的拉力的损失相对缓慢些，可能需要一个月才会再损失10％至20％。这种不断变化着的拍弦拉力我们将其称之为实际拉力，即球拍在任意时刻的实际拉力。由于拍弦拉力值的变化比较缓慢，有时我们根本察觉不到，但这种变化却又确实存在，不可忽视。我们必须随着拍弦拉力的变化而不断去适应其新的特性。通常我们提到球拍的拉力值时都是指参考拉力值，之所以这样是因为参考拉力是恒定的。即使拉线过程中拍弦的拉力在丢失，参考拉力仍然维持不变。那么我们如何为客户选择正确的拉力值呢？我们推荐您选择在拉线结束至少一天后您所满意的实际拉力值。为什么呢？当刚把球拍从拉线机上取下时，您也许对处于此刻实际拉力下的球拍很满意，但可能一天后其实际拉力又下降了10％，而这时您可能又不满意了；而如果您稍等一天，等实际拉力值再次下降10％后，这时您再来挑选出满意的球拍，由于拍弦在此之后拉力的变化变得非常缓慢，因此刚才您所满意的球拍性能短期内也不会有太大的变化，而当球拍性能随拍弦拉力的缓慢变化而也逐渐变动时，您可以比较容易的调整自己加以适应。最后我们建议在拍弦拉力损失25％到30％时您就应改更换拍弦。但是您得先知道拍弦的初始拉力值才能知道什么时间损失了25％到30％，因此将球拍取下拉线机时您就得测量此时它的拉力值了。
3．Lockout vs. Constant Pull / 锁定式 VS 恒拉式
如今拉线机的拉线系统主要有两种。一种是Lockout（锁定式），另一种是Constant Pull（恒拉式）。Lockout系统采用如下的拉线方式：机头通过向远离球拍的方向移动而给拍弦加力，当拍弦拉力达到预定值时，制动杠杆弹出从而固定住机头，这时即使拍弦发生了伸展松动的变化，机头仍然是固定在这个位置上，并不继续为拍弦提供拉力。而Constant Pull系统与Lockout系统的区别是，当拍弦发生了延展松动后，机头将继续给拍弦施加拉力以维持其处于预定拉力值状态下。看到这里，您也许得很自然的就认为Constant Pull系统更加精确了。的确，Constant Pull系统确实能使当前拉力值更加接近参考拉力值，但是这种精确性事实上只维持很短一段时间，一旦您用网夹夹住拍弦，此时机头也不再持续提供拉力，线的延展性照样存在，因此Constant Pull方式只在您用网夹夹住拍弦之前的短短几秒内起作用。通常，采用Constant Pull的机器与采用Lockout方式的机器拉弦差别约为5％～10％。这是否意味着Constant Pull方式更好呢？不，这只说明采用Constant Pull方式拉线会稍微紧些，掉磅数较少。在为机器预设拉力值时，您必须考虑到这两种方式之间5％～10％的差别，换言之，如果客户的球拍原来是在采用Lockout方式的穿线机上穿线的，初始设定值为60磅，那么如果您使用Constant Pull的机器来为这支网拍拉弦，那么您因该将参考拉力值降低5％到10％以填补这两种方式的差别。
穿线示图
一、如果使用本机的自动带线功能时，将夹板横向脱后从线球盒下小孔中拉出线头，然后(如图1)箭头所示方向依次穿好装订线，并拉出线头约25cm即完成穿线。
开始装订方法
二、穿好装订线后，将线头放在机身左侧，然后装回夹板将整理好的材料放入夹板中，旋转夹板两端黑色手轮压紧材料，夹板中空槽形为装订位，选好打孔位置，打开电源开关，逆时针转动手柄即可。装订时为了保证带线率应(如图2)所示用左手拉紧线头。
装订带线方法
为了保护电机使用寿命和节约能源，本机特别没计了自动断电功能，当向下打孔到位带线后电机能自动断电。当材料厚度超过50mm时，应操作手柄往复几次打孔。
装订第2针时应自右向左推动夹板，每次推动应一次到位。打第二孔时如图4所示用手抓住第一针装订线圈，当3孔打完后，剪断连接线球盒的装订线，然后将两端线头对向穿过第二孔线环拉紧打结即可。
更换钻针
因装订使用功能转换(打孔用钻头，打孔带线用钻针)需更换钻针，如图5打开电源开关，将机头向下摇到自动断电点固定，用工具盒中夹头开关逆时针松开钻夹头，取下钻头或钻针，装回钻头时，下端应低于线平面1mm，装回钻针时，钻针勾口朝身体一端，下端应低于线平面1mm，然后顺时针紧固钻夹头。
更换电机碳刷
三、电机碳刷在工作过程中因磨损而产生电机冒火花时应更换碳刷,(如图6)用起子松开电机上的兼碳刷固定螺丝,另一个在对应180°一侧.然后从附件盒中取出碳刷,碳条一端向里侧装回螺丝即可。
故障排除
本文来源：http://www.guakaob.com/jianzhugongchengkaoshi/855264.html
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