王朝陽(yáng) 王今可 李康凱 柳科弟 解學(xué)科

（1、遼寧科技大學(xué) 機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院，遼寧 鞍山 114051 2、鞍山市信息工程學(xué)校，遼寧 鞍山 114000）

1 概述

熱軋鋼卷在運(yùn)輸前必須進(jìn)行打捆，主要目的是為了防止熱軋鋼卷自動(dòng)松脫，保證運(yùn)輸?shù)陌踩?/p>

目前，很多大型企業(yè)采用各種全自動(dòng)打捆設(shè)備對(duì)熱軋鋼卷進(jìn)行打捆，但是自動(dòng)打捆設(shè)備的價(jià)格昂貴、維護(hù)的成本高[1-2]。所以國(guó)內(nèi)部分的中小型企業(yè)仍然采用手動(dòng)焊接的方式對(duì)熱軋鋼卷進(jìn)行打捆，雖然手動(dòng)焊接打捆方式成本相對(duì)較低，但是該方式也有一定的缺點(diǎn)，例如焊接人員的危險(xiǎn)性較高、質(zhì)量不穩(wěn)定、鋼卷捆扎帶位置放置不準(zhǔn)確等。因此本文研發(fā)了自動(dòng)焊接打捆裝置，可以避免上述問(wèn)題。

2 打捆裝置設(shè)計(jì)

2.1 鋼卷旋轉(zhuǎn)平臺(tái)

熱軋鋼卷旋轉(zhuǎn)平臺(tái)俯視圖如圖1 所示，主要由熱軋鋼卷、四個(gè)夾緊輥、左驅(qū)動(dòng)輥組、右驅(qū)動(dòng)輥組組成。左、右驅(qū)動(dòng)輥組均由3 根輥組成，左驅(qū)動(dòng)輥組的旋轉(zhuǎn)方向向下，右驅(qū)動(dòng)輥組的旋轉(zhuǎn)方向向上，四個(gè)夾緊輥能沿輥縫方向移動(dòng)并能自由轉(zhuǎn)動(dòng)。

圖1 鋼卷旋轉(zhuǎn)平臺(tái)

當(dāng)鋼卷到達(dá)此工位時(shí)，由夾緊輥夾緊鋼卷，左右驅(qū)動(dòng)輥組反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)鋼卷旋轉(zhuǎn)，將鋼卷外圈的卷尾調(diào)整到合適的位置，為焊接打捆做準(zhǔn)備。

2.2 捆扎帶輸送機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

捆扎帶輸送機(jī)構(gòu)如圖2 所示，主要包括飛剪、氣缸、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、兩個(gè)摩擦輪。

圖2 捆扎帶輸送機(jī)構(gòu)

氣缸驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與主動(dòng)摩擦輪相連，摩擦輪即可隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而夾緊捆扎帶。被動(dòng)摩擦輪外圓周中有一凹槽，凹槽結(jié)構(gòu)如圖3 所示，凹槽的寬度略大于捆扎帶的寬度，這樣，當(dāng)捆扎帶進(jìn)入到此機(jī)構(gòu)時(shí)，捆扎帶會(huì)嵌入到凹槽中，使得捆扎帶得到可靠的定位，以便于將其輸送到準(zhǔn)確的位置。

圖3 摩擦輪

捆扎帶輸送機(jī)構(gòu)中還包括飛剪裝置，飛剪在軋鋼車間中起到十分重要的作用，它可以剪切運(yùn)動(dòng)中的鋼帶[3-4]。當(dāng)捆扎帶的長(zhǎng)度滿足打捆一整周鋼卷時(shí)，飛剪立刻將鋼帶切斷，飛剪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向如圖2 所示。

2.3 壓帶機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

壓帶機(jī)構(gòu)主要由電機(jī)、齒輪、齒條、滑桿、壓緊輥這幾部分組成。其中壓緊輥中有一凹槽，凹槽的寬度略大于捆扎帶寬度，當(dāng)壓緊輥壓緊鋼卷外表面時(shí)，使得捆扎帶嵌入到凹槽中，以固定捆扎帶的位置。

齒輪直接安裝在減速電機(jī)上，齒輪帶動(dòng)齒條運(yùn)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒條向左運(yùn)動(dòng)，滑桿伸出，可實(shí)現(xiàn)壓緊捆扎帶；當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒條向右運(yùn)動(dòng)，即滑桿的收縮方向。

圖4 壓帶機(jī)構(gòu)

3 焊接打捆工藝流程

鋼卷自動(dòng)焊接打捆工藝流程框圖如圖5 所示。

圖5 工藝流程框圖

鋼卷自動(dòng)焊接打捆裝置整體俯視圖如圖6 所示，側(cè)視圖如圖7 所示。主要由輸入輥道、鋼卷、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、輸出輥道、捆扎帶、捆扎帶輸送機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)器人、壓帶機(jī)構(gòu)這幾部分組成。

圖6 裝置整體俯視圖

圖7 裝置整體側(cè)視圖

鋼卷經(jīng)過(guò)輸入輥道進(jìn)入到旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，由夾緊輥夾緊，旋轉(zhuǎn)調(diào)整至卷尾方便焊接的位置后，轉(zhuǎn)動(dòng)停止，然后由摩擦輪機(jī)構(gòu)送入捆扎帶到達(dá)焊接位置。此時(shí)，壓緊機(jī)構(gòu)中的電機(jī)帶動(dòng)齒輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，齒輪帶動(dòng)齒條向左運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑桿伸出，使得壓緊輥將捆扎帶壓緊在鋼卷上，然后由焊接機(jī)器人將捆扎帶頭焊接在鋼卷外表面。焊接完成后，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)再次使鋼卷捆旋轉(zhuǎn)，捆扎帶對(duì)鋼卷進(jìn)行捆扎。當(dāng)輸送的捆扎帶能夠達(dá)到捆一捆鋼卷的長(zhǎng)度時(shí)，由飛剪將捆扎帶剪斷。捆扎完成后，再由焊接機(jī)器人對(duì)捆扎帶帶尾進(jìn)行焊接。焊接完成后，壓緊機(jī)構(gòu)中的電機(jī)帶動(dòng)齒輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪帶動(dòng)齒條向右運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑桿收回。自動(dòng)焊接打捆完成后，通過(guò)輸出輥道將捆扎好的鋼卷捆輸送出去。

4 結(jié)論

為解決立式熱軋鋼卷（帶鋼）手工焊接打捆中存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了熱軋鋼卷自動(dòng)焊接打捆裝置及其工作工藝流程，裝置主要由輸入輥道、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、捆扎帶輸送機(jī)構(gòu)、壓緊機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)器人和輸出輥道等幾部分組成，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接打捆操作，該裝置的使用可有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高安全性。