電除塵陰極線電氣自動化生產系統的開發設計

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，焊接陰極線實現了全過程自動化生產;并且，本系統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

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，導致出現斷鉆頭現象及鉆孔誤差，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，保障了進料的連續性，技術可靠，實際陰極線專機的生產進料穩定。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定，所有產品規格尺寸一致，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、產品的入庫均實現自動化連續。同時消除了鉆頭鉆孔產生的切屑液和鐵屑的污染問題，生產環境得到改善。

3? 自動化電除塵陰極線生產系統的開發過程

3.1 圓鋼料臺的設計

3.1.1 圓鋼料臺的循環上料

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，實現料臺圓鋼的循環上料。

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，本過程實現了循環供針生產。

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柱形，將圓環柱體夾頭端切分成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，當焊釘針夾頭無釘針時，啟動上述釘針的進料，實現釘針的循環進料。

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，檢測控制系統發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，系統自動進行（圓鋼、釘針）送料檢測，跟蹤送料情況，實現數控自動送料過程，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;系統再啟動自動送釘針系統和焊接程序，朝著反方向連續完成一件陰極線焊接，系統自動進行計數統計和過程數據跟蹤自動校正，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，生產環境得到改善，生產效率高。

4? 自動化電除塵陰極線生產系統的設計特點

4.1 自動化生產的特點

圓鋼和釘針原料實現的連續自動供給，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技術，該技術實現了從原料進料、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，系統分別得到兩個信號，實現料臺圓鋼的循環上料，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，本過程實現了循環供針生產。

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柱形，將圓環柱體夾頭端切分成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，當焊釘針夾頭無釘針時，啟動上述釘針的進料，實現釘針的循環進料。

5? 結語

本設計實現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，本提案的專機已開發成功，實現了圓鋼的送料-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了自動化，本機為自主創新產品。

參考文獻

[1] 王戰喜.一種陽極板和陰極線可以微調間距的板式高壓靜電除塵器的原理分析[J].內江科技，2015（11）：28.

[2] 楊文貞.電除塵器波形陰極線的研究與應用[J].中國環保產業，2013（6）：32-34.

[3] 鄭大祺.淺析提高銀陽極板質量的生產實踐[J].銅業工程，2017（3）：84-86.