電除塵陰極線電氣自動化生產系統(tǒng)的開發(fā)設計

修超

摘? ?要：本文通過設計，完成一種電除塵器焊接陰極線的自動生產專機，從焊接陰極線圓鋼的送料-自動上料-機械手夾至焊接工位+釘針的振動盤震動排序-取針氣體送釘針-定位夾緊-自動焊接陰極線-產品，焊接陰極線實現(xiàn)了全過程自動化生產;并且，本系統(tǒng)設計了廢氣廢渣回收凈化處理裝置，保持各路行走導軌的清潔，保障了焊槍定位精度，確保焊接質量，防止焊渣飛濺，生產環(huán)境得到改善，生產效率高。

關鍵詞：自動化? 電除塵? 陰極線? 生產系統(tǒng)

1? 鉚接技術的弊端

電除塵器陰極線起陰極放電作用，每個電除塵器項目需要大量的陰極線，采用鉚接技術生產該陰極線需配備大量的鉆床，鉆孔工裝以及操作人員;針刺鉚緊工作，同樣為人工操作，各生產工序需要大量操作人員，材料與半成品的轉序工作量大，陰極線生產效率低，鉆床用鉆頭、工裝易磨損，導致出現(xiàn)斷鉆頭現(xiàn)象及鉆孔誤差，影響了產品成品率和產品的質量，鉆頭磨損到一定程度需進行更換，生產成本高。

2? 焊接技術設計優(yōu)勢分析

第一，本設計采用焊接替代鉚接工藝，減少半成品的生產轉序的過程，減少了生產場地和工作量，降低了易耗品的支出，解決了原生產電除塵器陰極線生產效率低，質量不穩(wěn)定，成本高的問題。

第二，本設計上料、取料的控制簡單合理，保障了進料的連續(xù)性，技術可靠，實際陰極線專機的生產進料穩(wěn)定。整個生產線只要一名操作人員控制，自動化生產的陰極線產品質量穩(wěn)定，所有產品規(guī)格尺寸一致，無偏差，無累積誤差，生產人員成本大幅降低，產品生產質量穩(wěn)定，無須校正。

第三，本設計取消了鉆床鉆孔、人工手動穿釘針、手工錘擊鉚緊工序，采用自動原材料的上料、進料方式，焊接、產品的入庫均實現(xiàn)自動化連續(xù)。同時消除了鉆頭鉆孔產生的切屑液和鐵屑的污染問題，生產環(huán)境得到改善。

3? 自動化電除塵陰極線生產系統(tǒng)的開發(fā)過程

3.1 圓鋼料臺的設計

3.1.1 圓鋼料臺的循環(huán)上料

本專機焊接陰極線圓鋼料，批量放置于（見圖1）上料架圓鋼料臺上，當圓鋼料臺無圓鋼時，由氣缸將料臺上的一件圓鋼頂置圓鋼料臺上，圓鋼滑入料臺機械手抓起位置，此時此件圓鋼與料臺共同形成一電路回路，感應器得到信號，傳給機器人，機器人抓手可移動到料臺位置，抓取圓鋼，將圓鋼移至圓鋼與釘針焊接位置，當圓鋼料臺無圓鋼時，料臺處于回路不通，此時氣缸會得到信號，頂起一件圓鋼到圓鋼料臺上，實現(xiàn)料臺圓鋼的循環(huán)上料。

3.1.2 圓鋼的進料與產品取出

圓鋼從料臺1移動到與釘針的焊接位置由機器人完成，圖2的機械手夾具設計成雙抓手形式，抓手從料臺抓起圓鋼后移動到與釘針的焊接位置，壓緊機構會松開（產品）圓鋼，抓手取出焊接好的焊接針刺線（產品），然后抓手放入圓鋼料，此時壓緊機構會將圓鋼料定位壓緊，抓手將產品移送到產品包裝位置;循環(huán)完成焊接陰極線圓鋼的進料與出產品。

3.2 釘針的設計

3.2.1 釘針的取料傳送

釘針先由震動盤對釘針進行排序，震動盤出釘槽如傾斜布置，滑塊圖示位置開一個釘針形狀針槽，針槽剛好能滑入一枚釘針，當滑塊針槽與震動盤出釘槽對位時，一件釘針會滑入滑塊釘槽內，滑塊移動時帶出一件釘針，移動到釘針管路口，感應器感應到釘針到位時，發(fā)出指令對釘針管路噴入脈沖氣體將一件釘針吹至焊釘針夾頭內，釘針管路為同一管路，通過氣缸推動滑塊移動取針和氣體吹針，本過程實現(xiàn)了循環(huán)供針生產。

3.2.2 釘針的進料

焊接針刺線的圓鋼兩邊需要進行釘針焊接，本案設計了釘針的兩個進料通道，分別進釘針，釘針的右邊進料通道，左邊通道與右邊通道對稱布置（中未畫出），焊釘針夾頭如前端設計成可張開結構，整個焊釘針夾頭為圓環(huán)柱形，將圓環(huán)柱體夾頭端切分成4瓣形成夾頭，當氣缸頭推著釘針前進，進到夾頭處時，釘針頭將焊釘針夾頭頂開，釘針頭伸出夾頭，釘針被推至中圓鋼與釘針焊接位置，此時焊釘針夾頭靠自身彈力夾緊釘針;釘針的進料設置了檢測系統(tǒng)，當焊釘針夾頭無釘針時，啟動上述釘針的進料，實現(xiàn)釘針的循環(huán)進料。

3.2.3 釘針的焊接

當未焊接的圓鋼放置焊接位置，系統(tǒng)啟動檢查跟蹤，確保圓鋼精確就位后，機器人信號給焊接機臺，啟動自動焊接程序;圓鋼與釘針的焊接由螺柱焊機進行焊接，一次焊接完成圓鋼兩側各一枚釘針，當焊釘針夾頭上無釘針時，檢測控制系統(tǒng)發(fā)出指令進行釘針的進料;當圓鋼兩側焊釘針夾頭檢測到已夾好釘針時，兩側夾頭帶著釘針同時向圓鋼靠緊，并將釘針與圓鋼頂緊，進行壓力焊接，焊接完成后，夾頭退回原位置，完成一對釘針的焊接，準備下一對釘針的焊接，兩側焊釘針夾頭同時移到圓鋼下一焊接位置，準備下一對釘針的焊接，循環(huán)此過程完成一件焊接陰極線的生產。

3.3 焊接機臺設計操作

本設計由機器人上料至焊接機臺，系統(tǒng)自動進行（圓鋼、釘針）送料檢測，跟蹤送料情況，實現(xiàn)數(shù)控自動送料過程，焊接機臺的感應器感應到圓鋼就位后，自動啟動工裝壓緊裝置壓緊圓鋼，同時啟動自動送釘針系統(tǒng)和焊接程序，完成一件陰極線后，自動啟動機器人取產品動作和上圓鋼動作（機器人雙抓手裝置，先將機臺上的成品取出，再將圓鋼料放至焊接平臺），機器人將成品料依次放置成品料臺待打包;系統(tǒng)再啟動自動送釘針系統(tǒng)和焊接程序，朝著反方向連續(xù)完成一件陰極線焊接，系統(tǒng)自動進行計數(shù)統(tǒng)計和過程數(shù)據(jù)跟蹤自動校正，重復上述生產過程，完成批量陰極線的生產。另外該系統(tǒng)設計了廢氣廢渣回收凈化處理裝置，保持各路行走導軌的清潔，保障了焊槍定位精度，確保焊接質量，防止焊渣飛濺，生產環(huán)境得到改善，生產效率高。

4? 自動化電除塵陰極線生產系統(tǒng)的設計特點

4.1 自動化生產的特點

圓鋼和釘針原料實現(xiàn)的連續(xù)自動供給，通過檢測跟蹤圓鋼和釘針到位情況，當圓鋼與釘針都到位時，系統(tǒng)進行自動焊接，完成產品的焊接工序，產品自動入倉，在焊接陰極線的生產領域中為獨創(chuàng)技術，該技術實現(xiàn)了從原料進料、上料、焊接、到產品出料、入倉的全過程自動化。

4.2 圓鋼的上料的特點

當圓鋼料臺無圓鋼時，由氣缸將料臺上的一件圓鋼頂置圓鋼料臺上，滑入到擋桿出定位，此時此件圓鋼與料臺共同形成一電路回路，感應器得到信號，傳給機器人，機器人抓手可移動到料臺位置，抓取圓鋼，將圓鋼移至圓鋼與釘針焊接位置，當圓鋼料臺無圓鋼時，料臺處于回路不通，此時氣缸會得到信號，頂起一件圓鋼滑到圓鋼料臺上，用圓鋼與料臺形成電路回路通與不通，系統(tǒng)分別得到兩個信號，實現(xiàn)料臺圓鋼的循環(huán)上料，同時機器手的取料和移動也用此回路信號，完成圓鋼的自動上料過程。

4.3 釘針取料傳送的特點

釘針先由震動盤對釘針進行排序，將震動盤出釘槽傾斜布置，滑塊圖示位置開一個釘針形狀針槽，針槽剛好能進入一枚釘針，當滑塊針槽與震動盤出釘槽對位時，一件釘針會滑入滑塊釘槽內，此時滑塊移動會帶出一件釘針，滑塊移動到釘針管路口，感應器感應到釘針到位時，發(fā)出指令對釘針管路噴入脈沖氣體將此件釘針吹至焊釘針夾頭內，釘針管路為同一管路，通過氣缸推動滑塊取針移動和氣體吹針，本過程實現(xiàn)了循環(huán)供針生產。

4.4 焊釘針夾頭設計的特點

夾頭前端設計成可張開結構，整個焊釘針夾頭為圓環(huán)柱形，將圓環(huán)柱體夾頭端切分成4瓣形成夾頭，當氣缸頭推著釘針前進，進到夾頭處時，釘針頭將焊釘針夾頭頂開，釘針頭伸出夾頭，釘針被推至中圓鋼與釘針焊接位置，此時焊釘針夾頭靠自身彈力夾緊釘針;釘針的進料設置了檢測系統(tǒng)，當焊釘針夾頭無釘針時，啟動上述釘針的進料，實現(xiàn)釘針的循環(huán)進料。

5? 結語

本設計實現(xiàn)了電除塵器焊接陰極線的自動生產，在焊接陰極線生產方面為全國首創(chuàng)，本提案的專機已開發(fā)成功，實現(xiàn)了圓鋼的送料-自動進料-釘針的自動取針、進料-自動焊接產品和產品入倉的全過程自動化，焊接陰極線的生產實現(xiàn)了自動化，本機為自主創(chuàng)新產品。

參考文獻

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