薄板成形壓機自動上下料裝置創新設計

楊志懷，魏海濤，王拴慶，劉晨榮，王文江

（蘭州蘭石集團 蘭石能源裝備工程研究院有限公司，甘肅 蘭州 730314）

0 引言

換熱板片作為板式換熱器的主要部件，利用壓力成形制造工藝一次沖壓成形。換熱板片壓制成形的主要設備有薄板成形壓機和成形模具。成形模具分為上模和下模。為保證上、下模定位精度，上、下模四角設有相匹配的導向柱和導向孔。為提高板片壓制成形質量，板式換熱器板片生產中，上下模具導向柱始終保持耦合狀態，使得上下模具開口尺寸小，通用上下料設備無法使用。為了防止壓傷板片表面、保證板片成形光潔度，實際生產中多用預先裁剪的塑料膜包覆原料板材壓制，一般采用人工作業完成上料前的塑料膜包覆、下料后的板片揭膜等工作。人工操作危險性高，效率低，成本高。

本文介紹一種薄板成形壓機自動上下料裝置技術方案，以解決在換熱板片壓制成形時人工進行原料板材的塑料膜包覆，下料后的板片揭膜作業，作業效率低，成本高的問題。

1 技術方案

如圖1 所示，壓機工作站壓制工位包括薄板成形壓機（成熟技術）和自動上下料裝置。AGV 將開平后的待加工板材置于升降臺上，升降臺升起至指定位置，氣動分離裝置分離最頂層板材，激光打碼機在板材上標刻二維碼，同時控制系統記錄ID 后，輸送裝置在對板材覆膜的同時，通過膜與板材的負壓將其輸送至模具指定位置，完成壓制后，在壓機回程缸工作時，輸送裝置完成成形板片揭膜、下料動作（此時下一張待加工板材完成覆膜、上料動作）并碼垛。

圖1 壓機工作站壓制工位

本方案包括安裝在薄板成形壓機前方上料端的上料裝置和安裝在薄板成形壓機后方下料端的下料裝置。

如圖2 所示，上料裝置和下料裝置分別安裝在兩臺移動平臺上。上料裝置和下料裝置分別通過定位卡塊與薄板成形壓機相連接，上料裝置包括安裝在一臺移動平臺前部的能夠升降的承載平臺和安裝在移動平臺后部的輥筒機架，承載平臺的兩側安裝有氣動分離裝置，輥筒機架水平支架的前端安裝有吸盤伸縮電滑臺，吸盤伸縮電滑臺的前端安裝有數個吸盤。

圖2 薄板成形壓機自動上下料裝置

吸盤伸縮電滑臺的后方安裝有上料電動輥筒，上料電動輥筒包括位于同一平面內上下排列的兩個輥筒單體，上料電動輥筒的后面設置有水平排布的數根無動力輥筒，無動力輥筒的后方設置有覆膜電動輥筒，覆膜電動輥筒包括位于同一平面內上下排列的兩個輥筒單體，覆膜電動輥筒安裝在輥筒機架水平支架的尾端；輥筒機架中部的立柱上安裝有上下兩個從動阻尼膜輥筒，兩個從動阻尼膜輥筒分別位于無動力輥筒的上下兩側。

下料裝置與上料裝置對稱設置，下料裝置包括安裝在另一臺移動平臺前部的輥筒機架和安裝在該移動平臺后部的高度可調節的承載平臺，輥筒機架的水平支架的前端安裝有揭膜電動輥筒，揭膜電動輥筒包括位于同一平面內上下排列的兩個輥筒單體，揭膜電動輥筒的后面設置有水平排布的數根無動力輥筒，無動力輥筒的后面安裝有下料電動輥筒。

下料電動輥筒包括位于同一平面內上下排列的兩個輥筒單體，下料電動輥筒的后方安裝有吸盤伸縮電滑臺，吸盤伸縮電滑臺的尾端安裝有數個吸盤。

輥筒機架中部的立柱上安裝有上下兩個卷膜電動輥筒，兩個卷膜電動輥筒分別位于無動力輥筒的上下兩側；一卷塑料膜纏繞在無動力輥筒上方的卷膜電動輥筒和從動阻尼膜輥筒上成為待加工薄板的上包覆膜，另一卷塑料膜纏繞在無動力輥筒下方的卷膜電動輥筒和從動阻尼膜輥筒上成為待加工薄板的下包覆膜；兩卷塑料膜均穿過覆膜電動輥筒和揭膜電動輥筒上下排列的兩個輥筒單體之間。

2 工作原理

作業人員將上料裝置和下料裝置都推至薄板成形壓機的進、出料口處，通過定位卡塊固定牢靠，將兩卷塑料膜分別安裝到無動力輥筒上下兩側的卷膜電動輥筒和從動阻尼膜輥筒上，兩卷塑料膜均穿過覆膜電動輥筒和揭膜電動輥筒上下排列的兩個輥筒單體之間。

將一摞待加工板片用AGV 叉車移放至承載平臺上，啟動升降電動缸，承載平臺被抬升至適當位置。根據待加工板片的寬度，啟動板片縱向對齊調整電滑臺，調整縱向對齊導向柱的間距，同時啟動吸盤寬度調整電滑臺，調整吸盤之間的距離。再啟動吸盤伸縮電滑臺，將吸盤移送至待加工板片的上方，同時啟動氣動分離裝置，氣動分離裝置吹出的高壓氣流使最上層的待加工板片與其他板片分離，吸盤將最上層的待加工板片吸住；控制吸盤伸縮電滑臺回縮，吸盤帶動待加工板片向薄板成形壓機方向移動，待加工板片的端部插入上料電動輥筒上下排列的兩個輥筒單體之間，控制吸盤松開待加工板片，在上料電動輥筒的滾動作用下，待加工板片落在在無動力輥筒上，并向薄板成形壓機處移動；卷膜電動輥筒和揭膜電動輥筒與覆膜電動輥筒同步轉動，待加工板片通過覆膜電動輥筒上下排列的兩個輥筒單體空隙后進入薄板成形壓機的上模、下模之間，待加工板片的上下表面同時被包覆上塑料膜；當待加工板片完全進入薄板成形壓機后，卷膜電動輥筒、揭膜電動輥筒和覆膜電動輥筒停止轉動。

待板片壓制成形后，啟動卷膜電動輥筒、揭膜電動輥筒同步轉動，板片上下表面上包覆的塑料膜被卷膜電動輥筒卷起，回收，板片被輸送至下料裝置一側的無動力輥筒上，并進入下料電動輥筒上下排列的兩個輥筒單體空隙間；下料裝置上的吸盤吸住板片的延伸出下料電動輥筒的側邊，吸盤伸縮電滑臺啟動，將板片平穩地移送至承載平臺上；當承載平臺上的疊放的板片上表面高度超過設定高度后，控制升降電動缸收縮，降低承載平臺的高度，以便接收后續壓制成形的板片。

3 氣動系統設計

氣動系統原理圖如圖3 所示。

圖3 氣動系統原理圖

（1）板片拆垛分離。板片表面光滑，堆垛過程中由于重力作用使得板片間產生負壓，為避免柴垛過程中產生雙料甚至多料現象，本方案采用氣動拆垛分離技術。即堆垛板片側向兩邊先用氣動吹掃頭頂住，然后氣動吹掃頭吹氣，使最上面兩張板片間負壓消失，板片實現分離。

（2）板片導向送給。上料升降臺在堆垛板片實現分離后開始上升，當板片接觸到導向送給氣動吸盤表面時停止上升，氣動吸盤吸氣后吸住板片并沿導軌向壓機方向送給，導軌中的導向裝置保證板片對中送給。

4 結語

本文介紹了一種薄板成形壓機自動上下料裝置技術方案，可自動完成板片的打標、上下料、覆膜、揭膜以及壓制成形，技術方案適用于板式換熱器板片成形行業的智能化生產線。在滿足板式換熱器板片生產智能化升級的同時，其相關技術亦可推廣應用于其他種類智能生產線的制造。

（1）本方案在薄板成形壓機的兩側安裝上料裝置和下料裝置，通過吸盤伸縮電滑臺、上料電動輥筒、無動力輥筒、覆膜電動輥筒、揭膜電動輥筒及下料電動輥筒實現了板片的機械自動化上料和下料作業；同時通過從動阻尼膜輥筒、覆膜電動輥筒、卷膜電動輥筒和揭膜電動輥筒實現了板片上下表面塑料膜的機械自動包覆和揭膜作業；在下料的同時可進行上料工作，工作效率高。

（2）本方案將塑料膜進行整卷包覆、揭膜回收，回收后的塑料膜可重復使用，節約了生產成本，避免了浪費。

（3）本方案利用板片縱向對齊調整電滑臺調整縱向對齊導向柱的間距，保證了板片的縱向對中定位；提交加工效率和產品質量。

（4）本方案采用吸盤寬度調整電滑臺調整吸盤的間距，氣動分離裝置吹出的高壓氣體使最上層的板片與其他板片分離，保證了吸盤吸取板片時的牢靠度，避免了原料板材的損傷。

（5）本方案輥筒機架下方安裝的薄膜導向輥，使下方的塑料膜不被吸附至輥筒機架的水平支架下表面上，減少了塑料膜的磨損，保證了板片壓制質量。

（6）本方案覆膜電動輥筒和卷膜電動輥筒均為伺服電動輥筒，可通過檢測覆膜電動輥筒的轉動量來進行待加工板片的定位，定位精度高。

（7）本方案移動平臺上設置移動平臺高度調節螺栓，可調整輥筒機架與薄板成形壓機進料端、出料端的高度。