自動沖壓線工藝余料自動回收裝置設計及應用

■ 中國重汽集團濟南卡車股份有限公司 （山東濟南 250000） 楊延亮 吳東哲 王 磊 于 偉 劉云霄

在許多冷沖壓自動生產線中，工藝余料一般落入地坑板式鏈后輸出打包成廢料，或者在板式鏈末端用人力完成工藝余料的回收，還有的在兩工序中間放置一個余料回收箱，利用機器人抓取的方式回收余料。余料回收箱滿載后，要停機5～10min，安排1～2人將滿載余料的回收箱移出生產線，并放置空余料回收箱。為了克服以上不足，需要設計一種用于冷沖壓自動線修邊工序工藝余料自動回收的裝置。

1. 輸送裝置的設計思路與方案

（1）設計思路 為提升自動沖壓線的板料利用率，達到節能、再利用和降低成本的目的，很多自動沖壓現場都對工藝余料進行了回收。但在回收工作中通常會遇到以下問題：①自動化沖壓生產線大多未考慮工藝余料回收問題，工藝余料直接落入地坑后由廢料輸送線輸送至打包機進行打包處理，落入地坑內造成板料變形和表面劃傷，導致工藝余料回收率降低。②自動沖壓生產過程中工藝余料與廢料同時滑落，難以單獨回收。③為保證人員安全，自動沖壓線生產過程中為全封閉狀態，禁止人員進入，須停機才能進行余料收集活動，影響生產效率。為降低生產成本，保障自動沖壓線生產效率，降低安全隱患，完全可采用自動化回收裝置進行作業，從而大幅度提升板料利用率。

（2）設計方案 為實現工藝余料的自動回收，經過認真研究和比較各種方案，最終設計出了一種獨特的回收裝置進行工藝余料的自動回收。裝置由壓力機、模具、工藝余料滑料導板、皮帶機及工藝余料回收箱等部件組成（見圖1）。

圖1 工藝余料自動回收裝置示意

該裝置的獨特之處主要體現在以下幾個方面。

1）通過Profi-NET與PLC通信建立自動沖壓線與皮帶機之間的通信，實現自動沖壓線中不同工藝余料的準確篩選及自適應、自動化回收。

2）工藝余料滑料導板采用雙層結構，廢料通過上層導板滑入地坑，工藝余料通過下層導板落于皮帶機接料端，上層導板與下層導板有一定傾角，避免廢料滑落在下層導板上，實現工藝余料與廢料的分離，便于工藝余料的回收，如圖2所示。

圖2 工藝余料滑料導板結構

3）皮帶機（見圖3）為變頻可升降式。升降式設計可保證皮帶機高度可調，使得機器人向皮帶機上放置工藝余料時高度差最小，對皮帶的損傷最小。皮帶機為兩端雙向伺服控制，根據程序號不同實現相應的位移、角度和速度的定量控制，使皮帶轉速與所生產的沖壓件節拍一致。

4）皮帶機底部裝有萬向輪，使用定位銷與地面的定位孔進行定位，便于皮帶機適應不同沖壓件不同工位的余料回收。

5）皮帶機出料端滑料板可根據工藝余料大小、形狀進行角度調節，不同工藝余料自動導正裝入余料回收箱內。

6）余料回收箱可進行板料料重及回收板料總厚度檢測，自動調整箱底與皮帶出料端的高度差，避免余料磕碰，回收箱接料完成后可通過AGV轉運小車實現自動轉運。

圖3 皮帶機結構

2. 工藝余料自動回收裝置的應用

自動沖壓線工藝余料自動回收裝置應用后，板料回收率及回收質量均得到了大幅度提升，保障了自動沖壓線的生產節拍，提高了生產效率，運行前后各項目對照情況見表1。

采用工藝余料自動化回收，自動沖壓線改為全封閉式，收集工藝余料無需停機作業，因此自動回收勢在必行。以每隔60min更換一次工藝余料小車來計算，每小時用于工藝余料回收的時間為10min＝600s，每班回收工藝余料時間為8×600＝4 800（s）。

表1 工藝余料自動回收前后各項目對照

3. 結語

自動沖壓線工藝余料自動回收裝置通過雙層滑料導板實現自動沖壓線不同工藝余料的準確篩選，可升降變頻式皮帶機通過Profi-NET與PLC通信，可設定皮帶機位置、角度及轉速，實現工藝余料的自適應、自動化回收，極大地降低了生產成本，減少了安全隱患，提高了生產效率。