平板分張上料技術創新應用研究

顧鴻順，王鐸，黃偉，吉方靖，王成

（江蘇亞威機床股份有限公司，江蘇 揚州 225200）

0 引言

近年來，隨著我國環保和節能的需求日益提升，在鈑金制造行業中鋁合金板材和不銹鋼覆膜板材的應用也越來越廣泛。目前市場上，針對磁性板材有幾種成熟的分張設備，但對于鋁合金板和不銹鋼覆膜板這類非磁性板材卻沒有一種穩定可靠的分張設備。

1 鋁合金板材分張存在的問題

鋁合金板由于表面涂有防銹油，且板材平整，堆垛受壓后板料之間會產生粘性及真空，使得分張的難度增大。如圖1 所示。金屬覆膜板材，例如覆透明膜的鏡面不銹鋼板，板材垛料氣密性非常高，且存在靜電吸附，板材同樣不易分離。

2 分張方法分析研究

鋁合金板材和金屬覆膜板材屬于非磁性材料，目前市場上常用的非磁性板材分張方法，主要有氣動分張和機械分張等。

2.1 氣動分張

氣動分張中應用較為普遍的是氣刀法，它的工作原理是氣源將壓縮的空氣通入氣刀的高壓腔內部，高壓氣流通過噴嘴，在氣刀的長度方向上形成氣流薄片，此氣流薄片有著很強的沖擊力，對著板材間隙處吹氣，可以將板材分離。但氣刀法成功率不是很穩定，且需要消耗很大的氣量。如圖2 所示。

圖2 氣刀法原理示意圖

2.2 機械分張

機械分張由于不受板材的磁性和板厚的限制，可適用于多種分張場合。它的原理是利用齒形板對堆料的上方板材進行沖擊勾取，并配合吸盤機械手進行吸取，從而將最上層板料分離出來。但機械分張易造成鋼板邊緣被劃傷。如圖3 所示。

圖3 機械分張器應用場景圖

針對鋁合金的板材特性，并結合分張方法的優點，本公司經多次調研和現場測試，設計出了一種有效的鋁合金板分張裝置。

3 分張裝置的設計與應用

該鋁合金板分張裝置由兩部分組成，分別為振動分張器和刮板分張裝置。可應用在沖壓單元上下料中，與吸盤機械手以及扳邊裝置一起進行配合工作。

其應用場合如圖4 所示。由圖可見，振動分張器（104）和刮板分張裝置（103）分別通過緊固件安裝在吸盤機械手（101）的前端位置，與扳邊裝置（102）配合工作。

圖4 鋁合金板分張裝置應用場景圖

3.1 振動分張器

3.1.1 工作原理

如圖5 所示，振動分張器由折彎擋板（201）、墊圈（202）、壓縮彈簧（203）、平墊圈（204）、帶法蘭直線軸承（205）、安裝底板（206）、高度調整墊片（207）、導向軸（208）、L 型快插螺紋接頭（209）、氣動振動器（210）、聚氨酯墊（211）、消聲器（212）、L型快插二通接頭（213）、兩位五通單電控調壓閥（214）組成。

圖5 振動分張器結構圖

其中，兩個帶法蘭直線軸承（205）通過緊固件裝配在安裝底板（206）上，墊圈（202）位于導向軸（208）上端，并通過螺釘使與導向軸(208)折彎擋板（201）相連，平墊圈（204）、壓縮彈簧（203）、墊圈（202）依次套在導向軸（208）上，導向軸（208）下端穿過帶法蘭直線軸承（205），用緊固件將折彎擋板（201）固定在安裝底板（206）上，氣動振動器（210）與兩個導向軸（208）相連，消聲器（212）和L 型快插二通接頭（213）分別安裝在氣動振動器（210）上端，聚氨酯墊（211）安裝在氣動振動器（210）下方，高度調整墊片（207）則用來調整振動分張器的上下安裝位置，兩位五通單電控調壓閥（214）則用來調節氣壓大小。

3.1.2 工作原理

氣源將壓縮的空氣通入氣動振動器（210）內部，氣動振動器在通氣狀態下開始工作，帶動聚氨酯墊（211）一起進行上下往復運動，聚氨酯墊連續碰撞吸盤機械手吸取的板材，避免出現雙料問題。

3.2 刮板分張裝置

3.2.1 結構組成

如圖6 所示，刮板分張裝置由兩位五通單電控調壓閥（301）、L 型快插二通接頭（302）、三軸氣缸（303）、單向節流閥（304）、支架安裝板（305）、安裝支座（306）、折彎支架（307）、鋸齒片安裝板（308）、鋸齒片（309）、安裝固定片（310）組成。

圖6 刮板吹氣分張裝置結構圖

其中，三軸氣缸（303）通過緊固件裝配在安裝支座（306）上，支架安裝板（305）與三軸氣缸（303）前端相連，折彎支架（307）通過螺釘固定在支架安裝板（305）上，鋸齒片安裝板（308）固定在折彎支架（307）的側前端面上，鋸齒片（309）與安裝固定片（310）通過緊固件裝配在鋸齒片安裝板上。

3.2.2 工作原理

氣缸回程，直至鋸齒片(309)與堆料相碰，使得板料間產生間隙，往復多次運動，將板材進行分離。

4 鋁合金板材分張具體實施方式

在實際的數控板料沖壓自動化生產線中，振動分張器和刮板分張裝置，配合吸盤機械手以及扳邊裝置，可以穩定有效地實現鋁合金板材的分張。

首先，吸盤機械手運行到堆料上方，吸盤吸附在最上層的板料表面，接著刮板分張裝置工作，破壞上層板料間的真空狀態，使得板料進行初步分離，然后，扳邊裝置開始工作，使得板材二次分離，之后吸盤機械手帶動板材上升并停留在一定高度，此時振動分張器開始工作，確保板材完全分離。

經客戶現場自動化生產線的實際工作運行情況驗證，本裝置的分張功能可靠穩定，有效解決了鋁合金板材的分張問題。