楊志懷，魏海濤，王拴慶，劉晨榮，王文江

（蘭州蘭石集團(tuán) 蘭石能源裝備工程研究院有限公司，甘肅 蘭州 730314）

0 引言

換熱板片作為板式換熱器的主要部件，利用壓力成形制造工藝一次沖壓成形。換熱板片壓制成形的主要設(shè)備有薄板成形壓機(jī)和成形模具。成形模具分為上模和下模。為保證上、下模定位精度，上、下模四角設(shè)有相匹配的導(dǎo)向柱和導(dǎo)向孔。為提高板片壓制成形質(zhì)量，板式換熱器板片生產(chǎn)中，上下模具導(dǎo)向柱始終保持耦合狀態(tài)，使得上下模具開口尺寸小，通用上下料設(shè)備無(wú)法使用。為了防止壓傷板片表面、保證板片成形光潔度，實(shí)際生產(chǎn)中多用預(yù)先裁剪的塑料膜包覆原料板材壓制，一般采用人工作業(yè)完成上料前的塑料膜包覆、下料后的板片揭膜等工作。人工操作危險(xiǎn)性高，效率低，成本高。

本文介紹一種薄板成形壓機(jī)自動(dòng)上下料裝置技術(shù)方案，以解決在換熱板片壓制成形時(shí)人工進(jìn)行原料板材的塑料膜包覆，下料后的板片揭膜作業(yè)，作業(yè)效率低，成本高的問(wèn)題。

1 技術(shù)方案

如圖1 所示，壓機(jī)工作站壓制工位包括薄板成形壓機(jī)（成熟技術(shù)）和自動(dòng)上下料裝置。AGV 將開平后的待加工板材置于升降臺(tái)上，升降臺(tái)升起至指定位置，氣動(dòng)分離裝置分離最頂層板材，激光打碼機(jī)在板材上標(biāo)刻二維碼，同時(shí)控制系統(tǒng)記錄ID 后，輸送裝置在對(duì)板材覆膜的同時(shí)，通過(guò)膜與板材的負(fù)壓將其輸送至模具指定位置，完成壓制后，在壓機(jī)回程缸工作時(shí)，輸送裝置完成成形板片揭膜、下料動(dòng)作（此時(shí)下一張待加工板材完成覆膜、上料動(dòng)作）并碼垛。

圖1 壓機(jī)工作站壓制工位

本方案包括安裝在薄板成形壓機(jī)前方上料端的上料裝置和安裝在薄板成形壓機(jī)后方下料端的下料裝置。

如圖2 所示，上料裝置和下料裝置分別安裝在兩臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)上。上料裝置和下料裝置分別通過(guò)定位卡塊與薄板成形壓機(jī)相連接，上料裝置包括安裝在一臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)前部的能夠升降的承載平臺(tái)和安裝在移動(dòng)平臺(tái)后部的輥筒機(jī)架，承載平臺(tái)的兩側(cè)安裝有氣動(dòng)分離裝置，輥筒機(jī)架水平支架的前端安裝有吸盤伸縮電滑臺(tái)，吸盤伸縮電滑臺(tái)的前端安裝有數(shù)個(gè)吸盤。

圖2 薄板成形壓機(jī)自動(dòng)上下料裝置

吸盤伸縮電滑臺(tái)的后方安裝有上料電動(dòng)輥筒，上料電動(dòng)輥筒包括位于同一平面內(nèi)上下排列的兩個(gè)輥筒單體，上料電動(dòng)輥筒的后面設(shè)置有水平排布的數(shù)根無(wú)動(dòng)力輥筒，無(wú)動(dòng)力輥筒的后方設(shè)置有覆膜電動(dòng)輥筒，覆膜電動(dòng)輥筒包括位于同一平面內(nèi)上下排列的兩個(gè)輥筒單體，覆膜電動(dòng)輥筒安裝在輥筒機(jī)架水平支架的尾端；輥筒機(jī)架中部的立柱上安裝有上下兩個(gè)從動(dòng)阻尼膜輥筒，兩個(gè)從動(dòng)阻尼膜輥筒分別位于無(wú)動(dòng)力輥筒的上下兩側(cè)。

下料裝置與上料裝置對(duì)稱設(shè)置，下料裝置包括安裝在另一臺(tái)移動(dòng)平臺(tái)前部的輥筒機(jī)架和安裝在該移動(dòng)平臺(tái)后部的高度可調(diào)節(jié)的承載平臺(tái)，輥筒機(jī)架的水平支架的前端安裝有揭膜電動(dòng)輥筒，揭膜電動(dòng)輥筒包括位于同一平面內(nèi)上下排列的兩個(gè)輥筒單體，揭膜電動(dòng)輥筒的后面設(shè)置有水平排布的數(shù)根無(wú)動(dòng)力輥筒，無(wú)動(dòng)力輥筒的后面安裝有下料電動(dòng)輥筒。

下料電動(dòng)輥筒包括位于同一平面內(nèi)上下排列的兩個(gè)輥筒單體，下料電動(dòng)輥筒的后方安裝有吸盤伸縮電滑臺(tái)，吸盤伸縮電滑臺(tái)的尾端安裝有數(shù)個(gè)吸盤。

輥筒機(jī)架中部的立柱上安裝有上下兩個(gè)卷膜電動(dòng)輥筒，兩個(gè)卷膜電動(dòng)輥筒分別位于無(wú)動(dòng)力輥筒的上下兩側(cè)；一卷塑料膜纏繞在無(wú)動(dòng)力輥筒上方的卷膜電動(dòng)輥筒和從動(dòng)阻尼膜輥筒上成為待加工薄板的上包覆膜，另一卷塑料膜纏繞在無(wú)動(dòng)力輥筒下方的卷膜電動(dòng)輥筒和從動(dòng)阻尼膜輥筒上成為待加工薄板的下包覆膜；兩卷塑料膜均穿過(guò)覆膜電動(dòng)輥筒和揭膜電動(dòng)輥筒上下排列的兩個(gè)輥筒單體之間。

2 工作原理

作業(yè)人員將上料裝置和下料裝置都推至薄板成形壓機(jī)的進(jìn)、出料口處，通過(guò)定位卡塊固定牢靠，將兩卷塑料膜分別安裝到無(wú)動(dòng)力輥筒上下兩側(cè)的卷膜電動(dòng)輥筒和從動(dòng)阻尼膜輥筒上，兩卷塑料膜均穿過(guò)覆膜電動(dòng)輥筒和揭膜電動(dòng)輥筒上下排列的兩個(gè)輥筒單體之間。

將一摞待加工板片用AGV 叉車移放至承載平臺(tái)上，啟動(dòng)升降電動(dòng)缸，承載平臺(tái)被抬升至適當(dāng)位置。根據(jù)待加工板片的寬度，啟動(dòng)板片縱向?qū)R調(diào)整電滑臺(tái)，調(diào)整縱向?qū)R導(dǎo)向柱的間距，同時(shí)啟動(dòng)吸盤寬度調(diào)整電滑臺(tái)，調(diào)整吸盤之間的距離。再啟動(dòng)吸盤伸縮電滑臺(tái)，將吸盤移送至待加工板片的上方，同時(shí)啟動(dòng)氣動(dòng)分離裝置，氣動(dòng)分離裝置吹出的高壓氣流使最上層的待加工板片與其他板片分離，吸盤將最上層的待加工板片吸??；控制吸盤伸縮電滑臺(tái)回縮，吸盤帶動(dòng)待加工板片向薄板成形壓機(jī)方向移動(dòng)，待加工板片的端部插入上料電動(dòng)輥筒上下排列的兩個(gè)輥筒單體之間，控制吸盤松開待加工板片，在上料電動(dòng)輥筒的滾動(dòng)作用下，待加工板片落在在無(wú)動(dòng)力輥筒上，并向薄板成形壓機(jī)處移動(dòng)；卷膜電動(dòng)輥筒和揭膜電動(dòng)輥筒與覆膜電動(dòng)輥筒同步轉(zhuǎn)動(dòng)，待加工板片通過(guò)覆膜電動(dòng)輥筒上下排列的兩個(gè)輥筒單體空隙后進(jìn)入薄板成形壓機(jī)的上模、下模之間，待加工板片的上下表面同時(shí)被包覆上塑料膜；當(dāng)待加工板片完全進(jìn)入薄板成形壓機(jī)后，卷膜電動(dòng)輥筒、揭膜電動(dòng)輥筒和覆膜電動(dòng)輥筒停止轉(zhuǎn)動(dòng)。

待板片壓制成形后，啟動(dòng)卷膜電動(dòng)輥筒、揭膜電動(dòng)輥筒同步轉(zhuǎn)動(dòng)，板片上下表面上包覆的塑料膜被卷膜電動(dòng)輥筒卷起，回收，板片被輸送至下料裝置一側(cè)的無(wú)動(dòng)力輥筒上，并進(jìn)入下料電動(dòng)輥筒上下排列的兩個(gè)輥筒單體空隙間；下料裝置上的吸盤吸住板片的延伸出下料電動(dòng)輥筒的側(cè)邊，吸盤伸縮電滑臺(tái)啟動(dòng)，將板片平穩(wěn)地移送至承載平臺(tái)上；當(dāng)承載平臺(tái)上的疊放的板片上表面高度超過(guò)設(shè)定高度后，控制升降電動(dòng)缸收縮，降低承載平臺(tái)的高度，以便接收后續(xù)壓制成形的板片。

3 氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖3 所示。

圖3 氣動(dòng)系統(tǒng)原理圖

（1）板片拆垛分離。板片表面光滑，堆垛過(guò)程中由于重力作用使得板片間產(chǎn)生負(fù)壓，為避免柴垛過(guò)程中產(chǎn)生雙料甚至多料現(xiàn)象，本方案采用氣動(dòng)拆垛分離技術(shù)。即堆垛板片側(cè)向兩邊先用氣動(dòng)吹掃頭頂住，然后氣動(dòng)吹掃頭吹氣，使最上面兩張板片間負(fù)壓消失，板片實(shí)現(xiàn)分離。

（2）板片導(dǎo)向送給。上料升降臺(tái)在堆垛板片實(shí)現(xiàn)分離后開始上升，當(dāng)板片接觸到導(dǎo)向送給氣動(dòng)吸盤表面時(shí)停止上升，氣動(dòng)吸盤吸氣后吸住板片并沿導(dǎo)軌向壓機(jī)方向送給，導(dǎo)軌中的導(dǎo)向裝置保證板片對(duì)中送給。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種薄板成形壓機(jī)自動(dòng)上下料裝置技術(shù)方案，可自動(dòng)完成板片的打標(biāo)、上下料、覆膜、揭膜以及壓制成形，技術(shù)方案適用于板式換熱器板片成形行業(yè)的智能化生產(chǎn)線。在滿足板式換熱器板片生產(chǎn)智能化升級(jí)的同時(shí)，其相關(guān)技術(shù)亦可推廣應(yīng)用于其他種類智能生產(chǎn)線的制造。

（1）本方案在薄板成形壓機(jī)的兩側(cè)安裝上料裝置和下料裝置，通過(guò)吸盤伸縮電滑臺(tái)、上料電動(dòng)輥筒、無(wú)動(dòng)力輥筒、覆膜電動(dòng)輥筒、揭膜電動(dòng)輥筒及下料電動(dòng)輥筒實(shí)現(xiàn)了板片的機(jī)械自動(dòng)化上料和下料作業(yè)；同時(shí)通過(guò)從動(dòng)阻尼膜輥筒、覆膜電動(dòng)輥筒、卷膜電動(dòng)輥筒和揭膜電動(dòng)輥筒實(shí)現(xiàn)了板片上下表面塑料膜的機(jī)械自動(dòng)包覆和揭膜作業(yè)；在下料的同時(shí)可進(jìn)行上料工作，工作效率高。

（2）本方案將塑料膜進(jìn)行整卷包覆、揭膜回收，回收后的塑料膜可重復(fù)使用，節(jié)約了生產(chǎn)成本，避免了浪費(fèi)。

（3）本方案利用板片縱向?qū)R調(diào)整電滑臺(tái)調(diào)整縱向?qū)R導(dǎo)向柱的間距，保證了板片的縱向?qū)χ卸ㄎ?；提交加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。

（4）本方案采用吸盤寬度調(diào)整電滑臺(tái)調(diào)整吸盤的間距，氣動(dòng)分離裝置吹出的高壓氣體使最上層的板片與其他板片分離，保證了吸盤吸取板片時(shí)的牢靠度，避免了原料板材的損傷。

（5）本方案輥筒機(jī)架下方安裝的薄膜導(dǎo)向輥，使下方的塑料膜不被吸附至輥筒機(jī)架的水平支架下表面上，減少了塑料膜的磨損，保證了板片壓制質(zhì)量。

（6）本方案覆膜電動(dòng)輥筒和卷膜電動(dòng)輥筒均為伺服電動(dòng)輥筒，可通過(guò)檢測(cè)覆膜電動(dòng)輥筒的轉(zhuǎn)動(dòng)量來(lái)進(jìn)行待加工板片的定位，定位精度高。

（7）本方案移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置移動(dòng)平臺(tái)高度調(diào)節(jié)螺栓，可調(diào)整輥筒機(jī)架與薄板成形壓機(jī)進(jìn)料端、出料端的高度。