擠壓機后處理設備技術與應用

曲長新

（210882198806102131）

0 引言

隨著國內經濟的快速發展，鋁型材的應用也日益廣泛，對型材生產的成本控制及質量要求也越來越高，特別是工業鋁型材應用的快速增長，致使投入大量人力進行生產操作，從而浪費人力資源，增長生產成本。自動化的引進正好適合時代發展，解放人力，提高生產效率等方面，加速產業發展。下面我就為大家介紹下擠壓機后處理設備上的自動化應用。

1 整體設備簡介

擠壓后部設備主要分為以下幾個部分：淬火、牽引機、冷床、拉直機以及成品鋸。

2 淬火裝置

淬火裝置主要起到冷卻效果，有三個模式：風冷、水冷、霧冷。

淬火風機一般分上下左右四個風箱，由變頻器控制，觸摸屏做設定（按頻率50HZ 對應100%）和調節按鈕（加減1%，方便工人微量調節）

水冷分補水泵、供水泵和排水泵。補水泵是將冷卻塔中的水輸送到淬火地下的冷水池蓄水，由冷水池的液位控制，高液位停止補水，低液位自動補水；供水泵是需要水冷時啟動，只要啟動水冷模式，就保證供水泵啟動運行，擠出型材需要冷卻時正常噴水，不需要冷卻時關閉水閥；排水泵是將冷卻后的熱水池中的水輸送到冷卻塔，高位啟動低位停止。液位采用電極探針式、超聲波式或靜壓液壓式。淬火罩前后出口配風刀，水冷時啟動風刀，由上往下吹風，起到防止淬火內部液體往外噴濺的效果。

電氣控制方面需要工人將型材冷卻調整好，確保擠出后冷卻的型材符合標準，之后在觸摸屏上記錄型材的類型及相關冷卻數據并加以保存到觸摸屏配方記錄中。這樣以后再生產該中型材后就可以直接調取配方，節約操作調整時間，又避免調整過程產生廢料過多。

在非擠壓過程中通過PLC 控制將冷卻減小（風冷）或關閉（水冷），來保證型材擠出淬火后溫度不會過低。同時淬火又可以分為前后兩部分，采用不同的冷卻效果對型材進行冷卻，這樣會更能滿足型材生產工藝的要求。

風冷和水冷模式切換過程需要對設備做些出里，水冷切換風冷需將水泵手動停下，切換按鈕才可解鎖，并對水路進行吹風，將管路中的殘留水排除，以免影響型材冷卻。而風冷切換水冷前應對管路自清潔下，確保管路暢通無堵塞，避免流量降低，影響淬火效果。

3 牽引裝置

牽引裝置有幾種樣式，適用于不同的生產要求。對于擠出速度快的小機臺，可以采用上下雙牽引交替牽引，再配以隨動鋸鋸切型材，這樣就可以滿足牽非擠壓時間少的設備，這種模式對牽引和隨動鋸的速度匹配要求很高，速度不同步，對型材和鋸片本身都有很大的影響；對于擠出速度不快的中型機臺，可以采用單牽引與隨動鋸交接的方式，這種模式下隨動鋸是將型材固定在本身設備上再鋸切，所以對速度同步要求不那么高，型材和鋸片的損耗會小些；還有一種設備長度滿足最大型材兩倍以上的，采用單牽引錠鋸切的模式，鋸切是在非擠壓時進行，由于設備是出于非運動狀態，這時鋸切基本對型材沒有損傷，一般型材表面要求高的采用錠鋸切最好，可最大減少廢品率。

無論是單牽引、雙牽引、隨動鋸還是錠鋸切，整個循環過程都應用到PLC 的自動控制，循環中的每一個動作都有起點和終點，且每個終點又都是下個動作起點的出發條件，在通過程序添加各種限制保護，以保證設備再循環過程中不會發生碰撞干涉。整個后部設備的自動控制，牽引裝置無疑是重中之重。

4 冷床裝置

冷床的動作比較簡單，就是將中斷鋸切好的型材一步一步運向拉直機裝置，等拉伸完畢后再運向成品鋸處。

冷床裝置中的過橋，是有多個單電磁閥控制氣缸組成，該裝置是有安全隱患的，氣缸的伸出動作再沒有檢測的時候會與拉伸裝置相撞。為了避免這種情況就需要添加自動保護功能。拉伸裝置的尾拉伸，由后向前加一激光測距儀，實時檢測尾拉伸到冷床尾部的距離，通過計算判斷想要動作的氣缸與尾拉伸的距離，在程序中實現保護。主拉伸同理，只不過主拉伸運動行程短，采用直線位移傳感器或拉線盒編碼器來測量距離。

5 拉伸裝置

拉伸裝置分主拉伸和尾拉伸。主拉伸用于拉直型材，使型材滿足工藝要求；尾拉伸則是用來固定型材另一端。拉伸模式主要有兩種：位移拉伸和拉力拉伸。

位移拉伸需要計算兩個拉直機鉗口加緊型材時之間的距離，由操作手輸入拉伸長度，再控制主拉伸向后拉伸型材，此時尾拉伸是固定在原地不動的，當主拉伸拉伸距離滿足設定長度后，兩端拉直機放開型材，再由冷床運送型材到下一環節等待。位移拉伸就是通過控制主拉伸拉伸型材一定長度的功能設定。

拉力拉伸則需要計算主拉伸液壓缸，無桿腔壓力（壓力繼電器取值P1）*無桿腔截面積減去有桿腔壓力(P2)*有桿腔截面積的差值得出主拉伸的拉伸力，當拉伸力達到設定拉力后，兩端拉直機放開型材，再由冷床運送型材到下一環節等待。

6 成品鋸裝置

成品鋸裝置用來將型材切斷到固定長度。長度的固定靠定尺小車檢測，定尺小車靠變頻器控制低頻低速運行，保證行進的平穩；小車上有擋板，用于頂住型材一端；擋板與鋸片之間的長度靠編碼器計算。

運輸輥道將型材頂在定尺小車擋板上，之后運輸輥道停止運行，成品鋸的壓料裝置將型材固定在鋸切平臺上，然后開始鋸切，鋸切過程除塵風機自動啟動，鋸切結束后，壓料裝置和定尺擋板升起，運輸輥道將型材運走。除塵風機由程序做節能保護，3～5 分鐘內沒有鋸切動作，認為鋸切工作結束，將除塵風機關閉。另可將除塵風機做變頻控制，鋸切時正常工作，鋸切結束將頻率降低。

型材要靠緊定尺擋板，會產生沖效果，而定尺擋板無法承受型材頻繁沖撞，致使使用壽命減少，由人來操作運料減速動作又需要操作者頻繁切換速度，流程麻煩，故在鋸切后第一個輥道上加增量編碼器，并配鏡反射開關。當型材通過反射開關時，PLC 信號丟失，這時候開始由編碼器計算長度，當計算型材接近定尺擋板后，由PLC 程序控制運輸輥道變頻器減速，低速撞向擋板，碰撞之后再運行幾秒，確保型材與擋板貼上后再停下運輸輥道。

7 設備自動運行展望

目前國內外最先進的后部設備科實現全自動單人操作運行，但自動運行前提條件是型材符合標準，沒有意外現象發生。自動的正常運行也離不開各種檢測開關，一旦某一檢測開關失靈，這部分的自動將會終止，如不能盡快處理，則將影響前部分設備的運行。所以本人傾向于整機三人操作自動模式。主機擠壓機操作臺放1 人，操作擠壓機和淬火牽引設備；拉直機放1 人操作主拉直機和尾拉直機較直型材；成品鋸放1 人操作定尺鋸切型材。安放操作人員起到觀察設備使用情況和型材生產質量兩方面的監察。