熱軋鋼卷自動焊接打捆裝置設(shè)計

王朝陽 王今可 李康凱 柳科弟 解學(xué)科

（1、遼寧科技大學(xué) 機械工程與自動化學(xué)院，遼寧 鞍山 114051 2、鞍山市信息工程學(xué)校，遼寧 鞍山 114000）

1 概述

熱軋鋼卷在運輸前必須進行打捆，主要目的是為了防止熱軋鋼卷自動松脫，保證運輸?shù)陌踩?/p>

目前，很多大型企業(yè)采用各種全自動打捆設(shè)備對熱軋鋼卷進行打捆，但是自動打捆設(shè)備的價格昂貴、維護的成本高[1-2]。所以國內(nèi)部分的中小型企業(yè)仍然采用手動焊接的方式對熱軋鋼卷進行打捆，雖然手動焊接打捆方式成本相對較低，但是該方式也有一定的缺點，例如焊接人員的危險性較高、質(zhì)量不穩(wěn)定、鋼卷捆扎帶位置放置不準(zhǔn)確等。因此本文研發(fā)了自動焊接打捆裝置，可以避免上述問題。

2 打捆裝置設(shè)計

2.1 鋼卷旋轉(zhuǎn)平臺

熱軋鋼卷旋轉(zhuǎn)平臺俯視圖如圖1 所示，主要由熱軋鋼卷、四個夾緊輥、左驅(qū)動輥組、右驅(qū)動輥組組成。左、右驅(qū)動輥組均由3 根輥組成，左驅(qū)動輥組的旋轉(zhuǎn)方向向下，右驅(qū)動輥組的旋轉(zhuǎn)方向向上，四個夾緊輥能沿輥縫方向移動并能自由轉(zhuǎn)動。

圖1 鋼卷旋轉(zhuǎn)平臺

當(dāng)鋼卷到達此工位時，由夾緊輥夾緊鋼卷，左右驅(qū)動輥組反向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動鋼卷旋轉(zhuǎn)，將鋼卷外圈的卷尾調(diào)整到合適的位置，為焊接打捆做準(zhǔn)備。

2.2 捆扎帶輸送機構(gòu)設(shè)計

捆扎帶輸送機構(gòu)如圖2 所示，主要包括飛剪、氣缸、轉(zhuǎn)動機構(gòu)、兩個摩擦輪。

圖2 捆扎帶輸送機構(gòu)

氣缸驅(qū)動轉(zhuǎn)動機構(gòu)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動機構(gòu)與主動摩擦輪相連，摩擦輪即可隨之轉(zhuǎn)動，進而夾緊捆扎帶。被動摩擦輪外圓周中有一凹槽，凹槽結(jié)構(gòu)如圖3 所示，凹槽的寬度略大于捆扎帶的寬度，這樣，當(dāng)捆扎帶進入到此機構(gòu)時，捆扎帶會嵌入到凹槽中，使得捆扎帶得到可靠的定位，以便于將其輸送到準(zhǔn)確的位置。

圖3 摩擦輪

捆扎帶輸送機構(gòu)中還包括飛剪裝置，飛剪在軋鋼車間中起到十分重要的作用，它可以剪切運動中的鋼帶[3-4]。當(dāng)捆扎帶的長度滿足打捆一整周鋼卷時，飛剪立刻將鋼帶切斷，飛剪的轉(zhuǎn)動方向如圖2 所示。

2.3 壓帶機構(gòu)設(shè)計

壓帶機構(gòu)主要由電機、齒輪、齒條、滑桿、壓緊輥這幾部分組成。其中壓緊輥中有一凹槽，凹槽的寬度略大于捆扎帶寬度，當(dāng)壓緊輥壓緊鋼卷外表面時，使得捆扎帶嵌入到凹槽中，以固定捆扎帶的位置。

齒輪直接安裝在減速電機上，齒輪帶動齒條運動，當(dāng)電機驅(qū)動齒輪逆時針轉(zhuǎn)動時，齒條向左運動，滑桿伸出，可實現(xiàn)壓緊捆扎帶；當(dāng)電機驅(qū)動齒輪順時針轉(zhuǎn)動時，齒條向右運動，即滑桿的收縮方向。

圖4 壓帶機構(gòu)

3 焊接打捆工藝流程

鋼卷自動焊接打捆工藝流程框圖如圖5 所示。

圖5 工藝流程框圖

鋼卷自動焊接打捆裝置整體俯視圖如圖6 所示，側(cè)視圖如圖7 所示。主要由輸入輥道、鋼卷、旋轉(zhuǎn)平臺、輸出輥道、捆扎帶、捆扎帶輸送機構(gòu)、焊接機器人、壓帶機構(gòu)這幾部分組成。

圖6 裝置整體俯視圖

圖7 裝置整體側(cè)視圖

鋼卷經(jīng)過輸入輥道進入到旋轉(zhuǎn)平臺，由夾緊輥夾緊，旋轉(zhuǎn)調(diào)整至卷尾方便焊接的位置后，轉(zhuǎn)動停止，然后由摩擦輪機構(gòu)送入捆扎帶到達焊接位置。此時，壓緊機構(gòu)中的電機帶動齒輪逆時針旋轉(zhuǎn)，齒輪帶動齒條向左運動，此時滑桿伸出，使得壓緊輥將捆扎帶壓緊在鋼卷上，然后由焊接機器人將捆扎帶頭焊接在鋼卷外表面。焊接完成后，旋轉(zhuǎn)平臺再次使鋼卷捆旋轉(zhuǎn)，捆扎帶對鋼卷進行捆扎。當(dāng)輸送的捆扎帶能夠達到捆一捆鋼卷的長度時，由飛剪將捆扎帶剪斷。捆扎完成后，再由焊接機器人對捆扎帶帶尾進行焊接。焊接完成后，壓緊機構(gòu)中的電機帶動齒輪順時針轉(zhuǎn)動，齒輪帶動齒條向右運動，此時滑桿收回。自動焊接打捆完成后，通過輸出輥道將捆扎好的鋼卷捆輸送出去。

4 結(jié)論

為解決立式熱軋鋼卷（帶鋼）手工焊接打捆中存在的問題，設(shè)計了熱軋鋼卷自動焊接打捆裝置及其工作工藝流程，裝置主要由輸入輥道、旋轉(zhuǎn)平臺、捆扎帶輸送機構(gòu)、壓緊機構(gòu)、焊接機器人和輸出輥道等幾部分組成，可以實現(xiàn)自動焊接打捆操作，該裝置的使用可有效提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高安全性。