自動沖壓線工藝余料自動回收裝置設(shè)計及應(yīng)用

■ 中國重汽集團(tuán)濟(jì)南卡車股份有限公司 （山東濟(jì)南 250000） 楊延亮 吳東哲 王 磊 于 偉 劉云霄

在許多冷沖壓自動生產(chǎn)線中，工藝余料一般落入地坑板式鏈后輸出打包成廢料，或者在板式鏈末端用人力完成工藝余料的回收，還有的在兩工序中間放置一個余料回收箱，利用機(jī)器人抓取的方式回收余料。余料回收箱滿載后，要停機(jī)5～10min，安排1～2人將滿載余料的回收箱移出生產(chǎn)線，并放置空余料回收箱。為了克服以上不足，需要設(shè)計一種用于冷沖壓自動線修邊工序工藝余料自動回收的裝置。

1. 輸送裝置的設(shè)計思路與方案

（1）設(shè)計思路 為提升自動沖壓線的板料利用率，達(dá)到節(jié)能、再利用和降低成本的目的，很多自動沖壓現(xiàn)場都對工藝余料進(jìn)行了回收。但在回收工作中通常會遇到以下問題：①自動化沖壓生產(chǎn)線大多未考慮工藝余料回收問題，工藝余料直接落入地坑后由廢料輸送線輸送至打包機(jī)進(jìn)行打包處理，落入地坑內(nèi)造成板料變形和表面劃傷，導(dǎo)致工藝余料回收率降低。②自動沖壓生產(chǎn)過程中工藝余料與廢料同時滑落，難以單獨(dú)回收。③為保證人員安全，自動沖壓線生產(chǎn)過程中為全封閉狀態(tài)，禁止人員進(jìn)入，須停機(jī)才能進(jìn)行余料收集活動，影響生產(chǎn)效率。為降低生產(chǎn)成本，保障自動沖壓線生產(chǎn)效率，降低安全隱患，完全可采用自動化回收裝置進(jìn)行作業(yè)，從而大幅度提升板料利用率。

（2）設(shè)計方案 為實現(xiàn)工藝余料的自動回收，經(jīng)過認(rèn)真研究和比較各種方案，最終設(shè)計出了一種獨(dú)特的回收裝置進(jìn)行工藝余料的自動回收。裝置由壓力機(jī)、模具、工藝余料滑料導(dǎo)板、皮帶機(jī)及工藝余料回收箱等部件組成（見圖1）。

圖1 工藝余料自動回收裝置示意

該裝置的獨(dú)特之處主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

1）通過Profi-NET與PLC通信建立自動沖壓線與皮帶機(jī)之間的通信，實現(xiàn)自動沖壓線中不同工藝余料的準(zhǔn)確篩選及自適應(yīng)、自動化回收。

2）工藝余料滑料導(dǎo)板采用雙層結(jié)構(gòu)，廢料通過上層導(dǎo)板滑入地坑，工藝余料通過下層導(dǎo)板落于皮帶機(jī)接料端，上層導(dǎo)板與下層導(dǎo)板有一定傾角，避免廢料滑落在下層導(dǎo)板上，實現(xiàn)工藝余料與廢料的分離，便于工藝余料的回收，如圖2所示。

圖2 工藝余料滑料導(dǎo)板結(jié)構(gòu)

3）皮帶機(jī)（見圖3）為變頻可升降式。升降式設(shè)計可保證皮帶機(jī)高度可調(diào)，使得機(jī)器人向皮帶機(jī)上放置工藝余料時高度差最小，對皮帶的損傷最小。皮帶機(jī)為兩端雙向伺服控制，根據(jù)程序號不同實現(xiàn)相應(yīng)的位移、角度和速度的定量控制，使皮帶轉(zhuǎn)速與所生產(chǎn)的沖壓件節(jié)拍一致。

4）皮帶機(jī)底部裝有萬向輪，使用定位銷與地面的定位孔進(jìn)行定位，便于皮帶機(jī)適應(yīng)不同沖壓件不同工位的余料回收。

5）皮帶機(jī)出料端滑料板可根據(jù)工藝余料大小、形狀進(jìn)行角度調(diào)節(jié)，不同工藝余料自動導(dǎo)正裝入余料回收箱內(nèi)。

6）余料回收箱可進(jìn)行板料料重及回收板料總厚度檢測，自動調(diào)整箱底與皮帶出料端的高度差，避免余料磕碰，回收箱接料完成后可通過AGV轉(zhuǎn)運(yùn)小車實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)運(yùn)。

圖3 皮帶機(jī)結(jié)構(gòu)

2. 工藝余料自動回收裝置的應(yīng)用

自動沖壓線工藝余料自動回收裝置應(yīng)用后，板料回收率及回收質(zhì)量均得到了大幅度提升，保障了自動沖壓線的生產(chǎn)節(jié)拍，提高了生產(chǎn)效率，運(yùn)行前后各項目對照情況見表1。

采用工藝余料自動化回收，自動沖壓線改為全封閉式，收集工藝余料無需停機(jī)作業(yè)，因此自動回收勢在必行。以每隔60min更換一次工藝余料小車來計算，每小時用于工藝余料回收的時間為10min＝600s，每班回收工藝余料時間為8×600＝4 800（s）。

表1 工藝余料自動回收前后各項目對照

3. 結(jié)語

自動沖壓線工藝余料自動回收裝置通過雙層滑料導(dǎo)板實現(xiàn)自動沖壓線不同工藝余料的準(zhǔn)確篩選，可升降變頻式皮帶機(jī)通過Profi-NET與PLC通信，可設(shè)定皮帶機(jī)位置、角度及轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)工藝余料的自適應(yīng)、自動化回收，極大地降低了生產(chǎn)成本，減少了安全隱患，提高了生產(chǎn)效率。