振動(dòng)盤自動(dòng)送橡膠墊中遇到的異常及改善論述

楊傳兵

（鴻富錦精密工業(yè)（武漢）有限公司，湖北 武漢 430205）

0 引言

振動(dòng)盤是一種自動(dòng)定向排序的送料設(shè)備，其通過振動(dòng)將無序材料自動(dòng)定向排列整齊，并準(zhǔn)確地送到下一道工序，廣泛應(yīng)用于電子、五金、塑料、醫(yī)藥、玩具、文具以及日用品等制造行業(yè)。在自動(dòng)化設(shè)備制造，特別是在非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備制造中也有廣泛應(yīng)用。

在自動(dòng)化生產(chǎn)中，振動(dòng)盤主要輸送結(jié)構(gòu)簡單不易變形的五金件、塑料件等。而柔質(zhì)橡膠物料在多年應(yīng)用中成功少、失敗多。該文以多年非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備調(diào)試經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以Dell 臺(tái)式機(jī)D 系列機(jī)箱上安裝的膠墊為例，論述振動(dòng)盤送橡膠墊過程中遇到的問題及改善成果。

1 振動(dòng)盤送橡膠墊遇到的難點(diǎn)

Dell 臺(tái)式機(jī)D 系列機(jī)箱，從D9-D13 系列開始共5 代產(chǎn)品中配套使用的非標(biāo)自動(dòng)設(shè)備裝膠墊（包括MT 系列）都使用了振動(dòng)盤自動(dòng)送膠墊。在自動(dòng)化設(shè)備的使用過程中，振動(dòng)盤供應(yīng)商更換了多家，各有不同的問題得不到解決，經(jīng)過廠家售后工程師多次現(xiàn)場調(diào)試和使用單位工程師配合調(diào)試，該文總結(jié)出2 個(gè)共同的問題。

第一個(gè)問題是膠墊反料。膠墊如果以反料狀態(tài)進(jìn)入圓振半封閉出料口或直振，就會(huì)出現(xiàn)前進(jìn)困難甚至堵料。進(jìn)入裝配模塊，會(huì)卡死在里面無法裝配，人工介入也不好處理，進(jìn)而嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。第二個(gè)問題是卡料。正常狀態(tài)下的料卡在直振料軌或刀架與圓振半封閉料軌的連接處。尤其是圓振刀架與半封閉料軌進(jìn)口位置，卡料最嚴(yán)重且難改善。一臺(tái)設(shè)備有8 個(gè)振動(dòng)盤，即使有人不停處理，也會(huì)出現(xiàn)很多漏裝，這2 個(gè)瓶頸問題會(huì)造成整臺(tái)設(shè)備效率下降，設(shè)備產(chǎn)能和人力節(jié)省都達(dá)不到預(yù)期效果，是各廠家無法解決的難點(diǎn)。

2 振動(dòng)盤常見問題處理

本節(jié)論述振動(dòng)盤調(diào)試中常見問題及其處理，以供剛接觸振動(dòng)盤的調(diào)試人員參考。

2.1 振動(dòng)盤運(yùn)輸固定塊拆除

如果振動(dòng)盤振動(dòng)無力，則物料不能順利地朝預(yù)定的方向前進(jìn)，這時(shí)需要檢查圓振底座與底板之間的固定塊有沒有拆除。由于振動(dòng)盤底座比較重，廠家為防止運(yùn)輸中振動(dòng)盤底座與底板脫離，損壞振動(dòng)盤而設(shè)置了固定塊，到貨后需要拆除。訂貨中沒有配套底板，就沒有這個(gè)固定塊，可以忽略此操作。

2.2 振動(dòng)盤制造與安裝注意要點(diǎn)

振動(dòng)盤由2 個(gè)部分組成。一部分是振動(dòng)源部分（振動(dòng)器），現(xiàn)在均已標(biāo)準(zhǔn)化，只需要根據(jù)功率、電壓及外形尺寸選擇即可。另一部分是盤，盤用來盛裝物料，并將物料按照設(shè)計(jì)的方向、速度和位置等要求配合振動(dòng)器送到指定位置（一般是送入直振料軌）。盤為根據(jù)用戶功能需求單獨(dú)定制，因此在各個(gè)產(chǎn)品間，盤是不能通用的，甚至同一個(gè)產(chǎn)品的同批次，其性能效果也都不盡相同。盤與振動(dòng)器靠一個(gè)10mm的螺絲連接，這該文螺絲要擰牢固，否則也會(huì)導(dǎo)致振動(dòng)無力甚至無振感。還需注意盤的半球底面與振動(dòng)器接觸面要平整且緊密接觸，盤半球底的板材厚度要保證在2mm 以上，這也是生產(chǎn)商在制造中需要注意的問題。原因是在設(shè)備更新?lián)Q代等多批次振動(dòng)出現(xiàn)的振動(dòng)無力、振幅不勻、供料過慢和物料在上升階段甩離軌道的現(xiàn)象，都是以上原因造成。

2.3 振動(dòng)盤控制器調(diào)試

振動(dòng)盤的振動(dòng)由振動(dòng)控制器供電控制。振動(dòng)控制器的調(diào)整是振動(dòng)力的大小、振動(dòng)質(zhì)量好壞的關(guān)鍵。振動(dòng)控制器分為半波整流控制器和全波整流控制器。目前半波整流控制器已經(jīng)很少見了，大多數(shù)都是全波整流控制器。整流控制器有2 個(gè)主要參數(shù)需要調(diào)試，一是電壓，振動(dòng)盤振動(dòng)力的大小通過調(diào)整電壓高低來實(shí)現(xiàn)。二是振動(dòng)頻率，調(diào)整振動(dòng)頻率可改變振動(dòng)盤的振幅及振幅質(zhì)量。在控制器原始界面，直接按加減鍵，將振動(dòng)控制器電壓調(diào)到110V~130V，再將頻率調(diào)到120Hz。頻率的調(diào)整需要長按功能鍵3s，待“頻率”紅燈點(diǎn)亮，按功能鍵旁的上下鍵調(diào)整頻率，觀察振動(dòng)盤運(yùn)行狀況，按加或減頻率控制鍵，在120Hz 附近搜索一個(gè)合適的頻率（全波整流控制器一般在60Hz 及120Hz 附近有一段振幅質(zhì)量好的頻率。鑒于產(chǎn)品及盤的性狀不同，各工程師可根據(jù)實(shí)際情況選擇）。頻率定下后，再根據(jù)物料多少、大小和性狀調(diào)整電壓來改變振動(dòng)力。在操作面板上還有振動(dòng)“開延時(shí)”和振動(dòng)“關(guān)延時(shí)”功能，通過短按“功能”鍵進(jìn)行切換，相應(yīng)的紅燈亮?xí)r進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。在控制器內(nèi)部還有4 組控制線接口，分別是“線控”A1、A2、A3 接口,“智能光電”B1、B2、B3、B4 接口,“滿料”C1、C2、C3 接口,“控制輸出”D1、D2 接口，可根據(jù)實(shí)際需求外接智能光電、滿料感應(yīng)器等，來實(shí)現(xiàn)滿料自動(dòng)停止和缺料自動(dòng)啟動(dòng)供料。上文已有提到，每個(gè)盤都是根據(jù)物料來定制的，振動(dòng)盤的頻率電壓也需要根據(jù)振動(dòng)盤的性能狀況和物料狀況進(jìn)行調(diào)整，因此每個(gè)振動(dòng)盤會(huì)稍有差異。

3 振動(dòng)盤調(diào)試難點(diǎn)

如果現(xiàn)場人員按照上述問題的調(diào)整方式仍然調(diào)試不出想要的效果，可以通過廠家售后服務(wù)解決。但是反料和卡料問題，經(jīng)過多代多家生產(chǎn)商現(xiàn)場調(diào)試改善，筆者暫時(shí)未發(fā)現(xiàn)能解決此問題的廠家。

3.1 振動(dòng)盤調(diào)試難點(diǎn)改善前后對(duì)比

目前的生產(chǎn)狀況大概是每臺(tái)振動(dòng)盤每小時(shí)反料2~3次，卡料10~30 次，甚至更多。到2022 年底，筆者經(jīng)過多日觀察卡料、反料發(fā)生的各種現(xiàn)象和發(fā)生位置，分析原因并反復(fù)思考解決方案及途徑，整理出了一套方案后，拆除2 個(gè)盤，按照已有思路進(jìn)行修改。完成后上線生產(chǎn)，且現(xiàn)場觀察滿1h，無反料、卡料現(xiàn)象。24h 后回訪，現(xiàn)場人員反饋無反料現(xiàn)象，卡料一次。

3.2 振動(dòng)盤反料問題改善論述

論述改善過程前需要先了解物料性狀，物料如圖1、圖2 所示。

圖2 膠墊正面

膠墊長30mm，寬6mm，厚5.5mm。側(cè)面有安裝槽，槽寬0.6mm，深1.5mm。安裝槽下面是底面，槽以下厚度為1.5mm，底面比正面稍寬、稍長。

膠墊在振動(dòng)盤中的正常狀態(tài)如圖3 所示。

圖3 正常物料狀態(tài)

反料的第一種情況是，料反著走到刀架上沒有掉下來，如圖4 所示。

圖4 反料異常進(jìn)入半封閉段

反料的第二種情況是，反著的料前后都有正常料抬著進(jìn)入出料口半封閉段，如圖5 所示。

圖5 反料被抬入半封閉段

深糾以上2 種情況發(fā)生的原因，一是刀片與刀架背間隙過小，二是刀片偏厚。膠墊底面厚度1.5mm，刀片間隙是1.6mm~1.8mm，理論上可以通過，但在實(shí)際中膠墊生產(chǎn)有水口毛刺，還有如圖1 的變形。刀片調(diào)到1.5mm 高度時(shí)，不會(huì)完全進(jìn)入膠墊安裝槽，反料不會(huì)通過，正常料也很難通過，會(huì)造成供不上料。刀架進(jìn)料處的刀片也要倒角，如果不倒角則料爬不上刀架。如果降低刀片，則料能順利通過了，但也會(huì)造成一部分反料通過。改善方法如下。1）調(diào)整刀片間隙至2mm~2.5mm，讓膠墊底能在刀片與刀架背之間自由落地并行走。2）更換厚度為0.2mm 一下的刀片，調(diào)整刀片高度為1.5mm，讓刀片自由進(jìn)入膠墊安裝槽且沒有阻力。3）刀架進(jìn)料處的刀片留直角，讓不符合要求的料在此受到阻擋，與前面的料分開，后面的料就會(huì)將其推離料軌。即使有少量反料爬上刀架，因?yàn)榈镀^高，又和前后的料是分開的，所以即使爬上刀架也會(huì)掉下來。

還有一個(gè)情況，即料進(jìn)入圓振盤出料口半封閉段和直振半封閉料軌后，會(huì)受到振動(dòng)力翻身而反料。原因是半封閉料軌空間過大，超過了膠墊料的對(duì)角線。只要調(diào)整間隙，使其小于膠墊對(duì)角線即可。有時(shí)也會(huì)遇到在直振料槽反料的情況，原因是料槽過寬或過高，內(nèi)部空間超過了膠墊的對(duì)角線?？筛鶕?jù)實(shí)際情況，縮減料槽寬度或高度到合理數(shù)值即可，有經(jīng)驗(yàn)的工程師基本都能處理，不再累述。到此再無反料現(xiàn)象發(fā)生，反料問題得到解決。

3.3 振動(dòng)盤卡料問題改善論述

直振料軌卡料和圓振出料口半封閉段卡料是一樣的，該文合并在一起論述。直振卡料現(xiàn)象如圖6 所示。

圖6 直振料軌卡料狀態(tài)

前一個(gè)膠墊的尾壓住后面膠墊的頭，造成卡死，解決該問題有2 種辦法。1）將料軌加寬，大于頭尾突出疊加的寬度，小于2 個(gè)膠墊的總厚度，該產(chǎn)品應(yīng)將料軌寬度改為8mm~10mm，將上蓋降低，使膠墊不能翻身。優(yōu)點(diǎn)是出料順暢，對(duì)調(diào)試工程師技術(shù)要求低。缺點(diǎn)是膠墊出料位置偏差大，物料待料位置要求高的不可用。2）將料軌寬度降低，小于一個(gè)膠墊加另一個(gè)膠墊底的厚度（膠墊5.5mm+膠墊底面1.5mm=7mm），大于一個(gè)膠墊的厚度5.5mm。然而理論與實(shí)際是有一定差距的，例如圖1 所示的橡膠膠墊有變形，當(dāng)料軌寬度低于6mm 時(shí)，膠墊無疊加，但是運(yùn)行不流暢；當(dāng)料軌寬度大于6.3mm 時(shí)，橡膠質(zhì)地因軟而受力變形，還是會(huì)出現(xiàn)疊加卡料現(xiàn)象。在實(shí)際調(diào)試中以6mm~6.3mm為宜。筆者在調(diào)試中使用的是6.1mm 的寬度，使用后運(yùn)行順暢，且無疊加卡料。

圓振刀架到半封閉料軌進(jìn)口處是卡料最頻繁的位置，如圖7~圖9 所示。此處卡料頻繁，情況復(fù)雜，解決問題的難度較大。

圖8 膠墊整料進(jìn)入卡料

圖9 前膠墊尾部翹起卡料

振動(dòng)盤在工作中，后面膠墊推動(dòng)前面膠墊前進(jìn)時(shí)會(huì)被壓在前面膠墊的背面或下面，受到再往后膠墊的前進(jìn)推力，越卡越緊。造成這個(gè)現(xiàn)象的原因是前面膠墊前進(jìn)阻力偏大，后面膠墊的推力使前膠墊尾部翹起，導(dǎo)致后膠墊進(jìn)入前膠墊的后面，此時(shí)前膠墊如果有部分進(jìn)入半封閉料軌，就會(huì)越卡越緊。上述已更換0.2mm 以下的薄刀片，刀片與刀架距離也加寬了，這些都是降低阻力的措施。振動(dòng)盤制造廠和使用單位都會(huì)錯(cuò)誤地認(rèn)為膠墊是平直的，安裝在機(jī)箱上也是平直的，彎曲的是異常料。如圖1 所示，膠墊90%以上都是弧型，而刀架、刀片是平直的，這樣刀片才會(huì)進(jìn)入膠墊安裝槽中，被安裝槽夾緊而產(chǎn)生阻力。刀片進(jìn)入膠墊安裝槽后將膠墊撐直，但刀片厚0.2mm，安裝槽寬0.6mm，膠墊兩頭還是會(huì)微微外翹，這樣就會(huì)導(dǎo)致后面膠墊進(jìn)入前膠墊的背面，增加了卡料概率。

要解決上述問題，需要從刀架入手。刀架由2 個(gè)部分組成，一是基礎(chǔ)刀架，二是刀片固定壓塊。將整個(gè)刀架整成弧型，弧度與膠墊弧度相近，既可使膠墊在刀架上前進(jìn)無阻力，還可使膠墊尾部緊貼刀架背面，不給后面膠墊頭部進(jìn)入前膠墊背面的機(jī)會(huì)。還需要注意2 個(gè)情況，一是圓振半封閉料軌，進(jìn)口段30mm 也要和刀架一樣做成連續(xù)弧，使膠墊完全進(jìn)入半封閉料軌前一直緊貼刀架背面。二是刀片固定壓塊，調(diào)整時(shí)使前段比后段稍高，目的是讓膠墊越前進(jìn)越緊貼刀架背面。

再分析圖9 發(fā)生的原因及改善對(duì)策。因膠墊截面不是正矩形而是梯形，所有刀架為內(nèi)高外低，膠墊底面在刀架上是垂直或稍向外靠的狀態(tài)。而圓振半封閉料軌為正矩形，底是平整的，為了不影響進(jìn)料，半封閉料軌焊接高度只能與刀架的最低點(diǎn)相平，這也導(dǎo)致膠墊進(jìn)入料軌后頭下栽、尾上翹，阻力變大，后面膠墊進(jìn)行推動(dòng)時(shí)很容易被壓住，造成卡料。解決辦法如下：將圓振的半封閉料軌底面做成傾斜面，與刀架斜度相一致，膠墊進(jìn)入料軌后不改變姿態(tài)，料軌焊接不要向下傾斜，保持與刀架一樣平或稍微向上翹。在膠墊進(jìn)入半封閉出料口前增加助力氣管（如圖9 所示），氣管出口內(nèi)徑0.6mm~0.8mm，并帶流量調(diào)節(jié)伐，調(diào)節(jié)氣體流量。增加助力氣管的作用有2 個(gè)：一是膠墊進(jìn)入半封閉出料口即偏離振動(dòng)盤振動(dòng)圓心，振動(dòng)方向偏離，膠墊前進(jìn)動(dòng)力變小，又受到后面膠墊的推力，后面膠墊就有機(jī)會(huì)進(jìn)入前膠墊的背面，造成卡料。同時(shí)后面膠墊受到阻力后容易從刀架上脫離，造成供料產(chǎn)能損失。增加助力氣管可利用壓縮空氣的動(dòng)力將前面膠墊推離圓振半封閉出料口至直振進(jìn)料處，避免后面膠墊受到阻力而出現(xiàn)異常。二是助力氣管出氣口的壓縮空氣余壓剛好壓著還未完全進(jìn)入半封閉出料口的膠墊，這時(shí)如果讓其緊貼刀架軌道，膠墊不會(huì)因振動(dòng)而起伏，可使進(jìn)料更可靠。筆者改善完成后進(jìn)行了試驗(yàn)，模擬運(yùn)行一定的時(shí)間，無問題后上線量產(chǎn)。與改善前相比，前膠墊尾部翹起卡料問題有了質(zhì)的改變，也得到了生產(chǎn)單位的肯定。

4 結(jié)語

上述調(diào)試技術(shù)為筆者實(shí)踐所得，旨在拋磚引玉，與各機(jī)械工程師等行業(yè)同仁共同探討和研究。振動(dòng)盤產(chǎn)品不盡相同，但問題共通，期望該文能為振動(dòng)盤送料問題的解決提供一定參考。