淺談陶瓷磚坯調頭機的改進

凌光榮

（佛山歐神諾陶瓷有限公司，佛山528138）

1 前言

在科學技術飛躍發展的今天，對于陶瓷產品制造行業中，機械設備的應用非常普遍，由于部份機械設備在設計與現場使用過程中，存在一些對產品加工時造成缺陷無法預見。因此，在加工生產過程中設備會對陶瓷磚坯造成一定的缺陷就有所難免了，如果不能把這種設備的不良動作改進，那么就給我們的產品加工帶來或多或少的缺陷，即增加了生產成本，又浪費了能源，又不能達到預期所需的要求。我作為一名電氣設備主管，有責任對公司在使用中有缺陷的設備進行良性的改進，對陶瓷產品在生產加工過程中因設備造成的缺陷進行排除，并根據科學的理論基礎，充分利用公司現有的資源，對原磚坯調頭機進行改進，確保生產做到低成本、低能耗、高精度、高效率的生產。

2 原陶瓷磚坯調頭機在生產中存在的問題

由于陶瓷產品規格多樣化，本公司生產的產品主要以 600×600 cm，800×800 cm，1000×1000 cm，600×1200 cm以及1200×1800 cm這幾種規格為主。而在這幾種規格當中，1200 cm（含）以上產品生產難度較大，無論是生產工藝還是機械設備都要求較高。因釉線輸送帶的規格尺寸原因，1200 cm以上的素坯在釉線輸送時，在干燥平臺出口和燒成窯入口處都需安裝陶瓷磚坯調頭機，這樣大規格的磚坯才能順利地從釉線輸送線進入到下一道工序（如圖1所示）。

本公司1200×1800 cm磚毛坯厚度約21 mm，毛坯質量約109 kg；600×1200 cm磚毛坯厚度約16 mm，毛坯質量約25 kg。大規格磚坯釉線支架尺寸為寬1400 cm和1200 cm兩種。釉線線架輸送帶尺寸分別為寬1200 cm和寬900 cm兩種，輸送帶是安裝在支架上，由托條和傳動機構組成。

原磚坯調頭機（圖1）在給磚坯調方向時，首先是磚坯從干燥冷卻平臺出來，經由直角升降輥臺將磚坯輸送到調頭機處，調頭機檢測到磚坯到達信號，之后停止輥臺傳動，磚坯停留在輥臺處等待調方向。調頭機檢測到磚坯到達信號驅動調頭機構工作。調頭機構是由安裝在調頭機上方的左右兩側的兩個汽缸及轉動電機組成。由機頭上兩個汽缸下降，然后擺動電機旋轉帶動汽缸上的擋輪把磚坯推動（左右夾磚靠扭力把磚扭轉90°，）從而達到磚坯調轉方向的目的。（如圖2所示）。

3 分析造成磚坯出現缺陷的原因及原設備的缺點

（1）由于磚坯在調頭過程中，是調頭機的擺臂帶動汽缸直接加力在磚坯的兩側，之后經過扭轉磚坯達到調頭的目的。因為這樣扭轉磚坯調頭，在磚坯受力的兩側只有兩個頂點受力，在這兩個受力的頂點位置往往是造成磚坯缺陷的原因之一。

（2）汽缸是安裝在旋轉電機擺臂兩端，當磚坯到達調頭區域時，汽缸動作下降，此時汽缸下降的位置高度必須準確一致，如果兩端汽缸下降不平衡導致汽缸上的導輪未能與磚兩側面接觸，則加在磚坯上的力就沒能正確將磚坯扭轉90°，這樣磚坯單側受力也是造成磚坯缺陷原因之一。

（3）因磚坯厚度只有16 mm，實際汽缸導輪靠在磚坯邊上的位置則小于此數值，汽缸未能完全下降到輥臺面，如果下降到輥臺面的話與輥臺接觸形成摩擦對磚坯和輥臺也造成傷害，所以汽缸下降的位置要求要精準確。

（4）600×1200 mm磚坯質量約有25 kg，在這種設備上調頭基本上能夠實現，但是要給1400×1800 mm這種質量有109 kg的磚坯作調頭的話，那就不是一件容易的事情了。首先，1800 mm規格的磚坯表面積大，與輥臺接觸面也就不小了。如果要用扭力把磚坯調頭，磚坯重量及表面與輥臺面的摩擦阻力使得這對汽缸無法擺動。這樣就沒法達到我們所需的功能。

綜上幾點分析可以看出，原陶瓷調頭機對磚坯所造成的缺陷是有一定的依據的，且在1800 mm規格的磚坯上是無法實現用扭力達到調頭功能。為了能實現大規格磚坯的調頭功能，又不造成磚坯有任何缺陷，最好辦法是將磚坯放在輥臺上，然后連輥臺一起旋轉90°，這樣就解決了以上的問題。另外原控制系統也無法滿足現有的生產工藝要求，有必要將原控制系統改造成為符合生產工藝的新控制系統。

4 具體的改進方法及工作原理

（1）旋轉調頭輥臺是在原來的輥臺基礎上加裝了轉動機構，根據圓周的原理作輥臺的行車軌跡，圓心作輥臺的中點，輥臺由四個導輪作支撐及導向旋轉。輥臺旋轉機構則安裝在輥臺的下方中間位置，有剎車渦輪減速電機、齒輪傳動、傳動軸、軸承、及電感接近開關。旋轉速度控制由可編程控制器，變頻器來完成，輥臺傳動輥棒及輥臺旋轉電機均為變頻器控制。（圖4所示）。

（2）在輥臺進磚前安裝有進磚檢測光電開關SQ1，當磚坯過來被光電開關SQ1檢測到，光電開關輸出信號給可編程控制器控制，可編程控制器執行程序，啟動傳動輥棒變頻器運行，傳動輥棒進而輸送磚坯完全進入輥臺。

（3）磚坯完全進入輥臺被輥臺上的光電開關SQ2檢測到，此時輥棒變頻器停止運行，磚坯停留在輥臺上。與此同時啟動輥臺的旋轉電機變頻器正向快速運行調頭，當輥臺載著磚坯旋轉接觸到輥臺下方的正向減速電磁接近開關SQ5時，可編程控制器控制輥臺旋轉變頻器減速慢行，直至被停止位接近開關SQ4檢測到信號傳送給可編程控制器，可編程控制器才執行輥臺旋轉變頻器停止運行。這樣達到了磚坯的90°調方向。

（4）輥臺載著磚坯正向旋轉到SQ4位停止，磚坯還在SQ2位，此時可編程控制器執行程序啟動輥臺輥棒變頻器反向運行，磚坯被輥棒反轉載出。SQ2檢測到輥臺沒磚開始計時，當磚坯完全流出輥臺，SQ2檢測輥臺沒磚設定時間到。則可編程控制器程序開始啟動旋轉變頻器反向運行，旋轉電機快速反向運行復位。輥臺反向運行被反向減速接近開關SQ6檢測到，旋轉變頻器減速慢行至反向停止SQ7位置，完成一次循環動作，等待下一次開始。（圖5所示）。

5 改進后的實際應用

改進后的控制系統如下分配。

（1）I/O分配表。

表1 I/O分配表

（2）PLC接線圖。

6 結論

通過此次對磚坯調頭機的改進，對于大規格磚坯1400×1800 mm的調頭問題得以解決，而且可以實現不損壞磚坯的質量以提高產品的優等率。

在我們的日常工作中，很多身邊的事、周圍的物，都是不可忽視的。對于一些企業的設備，只要我們作出合理的改進，它將給我們帶來一定的經濟收益。從而它也告訴我們，無論我們在做什么事，我們都要多加思考問題，多問幾個為什么？多對所思考的問題進行科學合理的分析，這樣我們才能以低成本、低能耗、高精度、高效力的生產，為公司的發展打下堅實的基礎。