钢桶生产自动上料定尺装置的创新

文/慕博

（营口北方制桶设备科技有限公司）

随着世界经济的发展，市场对钢桶的需求量日益增大，用户对产品的质量提出了更高的要求，从而推动了钢桶制造业的技术进步，促进了该行业的快速发展。起初，国内制桶生产线主要以手工和半自动化设备为主，由于其效率低、产品合格率低等问题，严重影响了钢桶的使用寿命，近年来，我国开始重视制桶自动化生产线的技术发展，钢桶生产厂家也开始安装自动化生产线，钢桶自动化生产线在制桶设备中的份额也在不断提高。

在钢桶的制造过程中，钢板坯料在经过裁剪，校平等加工工序以后，需要定尺剪切到规定尺寸，此时剪切的是钢板的长度，如果钢板的宽度不符合要求，则影响成品桶的质量和规格，现有定尺装置需要人工调整尺寸，尺寸误差大，操作繁琐，并且对于定尺的原材料不能做到优化下料，存在原材料浪费的严重缺点，生产效率低，不利于自动化生产线的运行。

为此我公司自主研制开发了自动上料定尺装置，本设备是通过前端自动上料固定台、自动上料升降台、自动上料机械手、自动上料皮带线、自动上料剪板机，将堆垛好的桶身板运送到自动上料定尺装置上，通过伺服电机调整到需要尺寸，精确控制裁板尺寸，提高生产效率，改善自动化生产线程度。自动上料定尺装置是钢桶全自动拆垛上料切宽设备生产线的主要设备，定尺的效率和精度，对钢板有着重要的价值，而目前国内外生产的定尺设备大都采用机械定尺或人工定尺，因此自动上料定尺装置的切实解决，对要求严格的钢桶制造商都是极为迫切的。

一、自动定尺装置的研发方向

自动上料定尺装置是保证下料尺寸的专用设备，下料是钢桶生产的第一道工序，下料尺寸及精度的高低，直接影响后面工序的正常生产，从而影响钢桶的质量。而下料是否合理，又是直接关系到材料利用率的高低及废品率的高低等。所以，下料工序应该受到足够的重视。

自动上料定尺装置是钢桶全自动拆垛上料切宽设备生产线中的一台设备，在钢桶的制造过程中，原材料的下料工序准备包括开卷、矫平、剪切、冲裁等工序，这是钢桶生产的第一环节，对后道工序生产及产品质量影响较大，下料长宽尺寸不能超差，误差太大会影响后道工序的进行，甚至会造成废品；下料形状误差不能过大，对于桶身下料来说，除了保证长宽尺寸不超差外，形状也不能超差，正常的下料形状应是矩形，而超差的下料常会成为平行四边形、梯形等。工艺要求料片四角为90度。为了便于测量，一般以两对角线长度差为形状误差检验标准。原材料钢板宽度和成品桶工艺规格不相符时，成型工艺就需要将钢板宽度剪切到要求尺寸，保证成品桶的质量和规格。自动上料定尺装置既是本生产线的重要工序，又是自动化程度极强的设备。采用重型结构设计，伺服自动调整定尺长度，性能稳定，噪音低。以实用、耐用、低造价、低运行成本、布局合理、物流人流方便、占地面积最小化，使用、维修方便为出发点。

上料定尺装置改进主要技术指标

该项目获得一项专利，拥有完全自主的知识产权。该项目主要销往新加坡、伊朗、沙特等国家。国内主要客户有广州中粮、山东制桶厂、中石油中石化所属制桶厂，其市场潜力巨大，发展前景广阔。

二、自动定尺装置的技术特点

1、技术特点

1）自动化程度高：伺服电机自动控制定尺长度，实现自动剪切，钢板从输送、剪切、出料等整个过程都由PLC进行控制，配置触摸屏，实现人机对话，对加工全过程进行监控，调节简单，操作方便，节省人力。

2）速度快、产量高：实际定尺剪板次数可达到12张/分，大大提高了成品产量；

3)质量好、成材率高：剪切端面齐正、无变形、无毛边、大大提高了钢板剪切质量、从而提高了产品的成材率：

4）节能：采用起动、制动工作制可节省能源，电机能耗约降低30%。

5）噪音低：皮带输送能防止钢板划伤，降低噪音。

2、技术参数

1）矫平精度：≤±0.5mm /2m

2）长度公差：≤±0.1mm / 2m

3）对角线公差：≤±0.2mm / 2m

4）定尺剪切精度：≤±0.5mm

5）生产节拍：12张/min

6）钢板厚度：0.8-1.2mm

7）钢板宽度：900-950mm

8）钢板规格：长度1750-1810mm、钢板码垛最大高度250mm

9）钢板材料：SPCC

10）输送方式 ：自动机械手、输送辊道

11）能源电源：满足TN-S系统

3、控制及传动

该自动上料定尺装置采用PLC自动控制系统，配置触摸屏，实现人机对话，对加工全过程进行监控。

自动上料定尺装置采用重型结构设计，由上机身、下机身、抽料辊轴、皮带输送、电机减速机、定尺挡块、气缸、伺服电机、电气系统等组成。下机身上表面设置上机身，上机身上设有滑座，滑座通过伺服电机与上机身的上表面滑动连接，在上机身上方设有皮带输送装置，皮带输送装置的主动轮与电机减速机连接，在滑座上表面通过销轴连接定尺挡块，定尺挡块下端通过连杆连接气缸，其中定尺挡块通过连杆机构与气缸连接，定尺挡块绕销轴旋转伸出或缩回皮带输送装置所传送钢板的平面。皮带输送装置的输送平面上端设有抽料辊轴，抽料辊轴通过支架定位在上机身上，上机身上设有锁紧定位装置，锁紧定位装置与滑座活动连接。定尺挡块成对设置，且在每对定尺挡块之间设有与钢板接触的磁铁，该自动上料定尺装置采用气缸带动定尺挡块伸缩运动，从而实现钢板输送进来后的定位，剪切完毕后定尺挡块缩回时钢板输出，保证了产品的定位精度。皮带输送装置上设有抽料辊轴，减小运输钢板的震动，噪音较小。上机身上设有锁紧定位装置，防止滑座产生微小位移，影响定位精度，磁铁吸住钢板，防止发生微小窜动，保证加工质量。待剪钢板送至剪床后定尺皮带输送机，自动上料定尺装置的定尺机构挡停板料，采用自动调整的方式精确控制裁板尺寸，挡停机构在同一水平面上，剪裁后板料尺寸误差小。

4、工艺流程

整体工艺为：开卷→矫平→剪切→堆垛（桶身板）→桶身板垛水平输送→桶身板分张→桶身板抓取、平移输送→自动定尺、切宽→桶身板输送。

三、自动上料定尺装置的创新性和先进性

采用伺服电机自动控制定尺长度，实现自动剪切，钢板从输送、剪切、出料等整个过程都由PLC进行控制，配置触摸屏，实现人机对话，对加工全过程进行监控，调节简单，操作方便；实际定尺剪板次数可达到12张/分，大大提高了成品产量；剪切端面齐正、无变形、无毛边、大大提高了钢板剪切质量、从而提高了产品的成材率；采用起动、制动工作制可节省能源，电机能耗约降低30%；钢板是通过皮带输送到定尺位置，噪音小。自动上料定尺装置采用重型结构设计，由上机身、下机身、抽料辊轴、皮带输送、电机减速机、定尺挡块、气缸、伺服电机、电气系统等组成。下机身上表面设置上机身，上机身上设有滑座，滑座通过伺服电机与上机身的上表面滑动连接，在上机身上方设有皮带输送装置，皮带输送装置的主动轮与电机减速机连接，在滑座上表面通过销轴连接定尺挡块，定尺挡块下端通过连杆连接气缸，其中定尺挡块通过连杆机构与气缸连接，定尺挡块绕销轴旋转伸出或缩回皮带输送装置所传送钢板的平面。皮带输送装置的输送平面上端设有抽料辊轴，抽料辊轴通过支架定位在上机身上，上机身上设有锁紧定位装置，锁紧定位装置与滑座活动连接。定尺挡块成对设置，且在每对定尺挡块之间设有与钢板接触的磁铁，该自动上料定尺装置采用气缸带动定尺挡块伸缩运动，从而实现钢板输送进来后的定位，剪切完毕后定尺挡块缩回时钢板输出，保证了产品的定位精度。皮带输送装置上设有抽料辊轴，减小运输钢板的震动，噪音较小。上机身上设有锁紧定位装置，防止滑座产生微小位移，影响定位精度，磁铁吸住钢板，防止发生微小窜动，保证加工质量。从整条生产线来看，总体工艺平面布局设计全面考虑整个生产的工艺流程，使用户产品工艺流向合理，设备布局合理、整齐、美观；并且以实用、耐用、低造价、低运行成本、布局合理、物流人流方便、占地面积最小化，使用、维修方便为出发点。

四、自动上料定尺装置的性能指标

国外：德国早在六十年代进行滚切剪的理论研究，取代了铡刀式剪切，德国在1964年生产出第一台3000mm滚切式定尺剪。

国内：上料剪切是手动调整，量一次剪切一次，尺寸误差大，操作繁琐，并且对于定尺的原材料不能做到优化下料，对原材料造成浪费；

我公司研发的自动上料定尺装置，自动化程度高，通过前端自动上料固定台、自动上料升降台、自动上料机械手、自动上料皮带线、自动上料剪板机，将堆垛好的桶身板运送到自动上料定尺装置上，伺服电机自动控制定尺长度，实现自动剪切，钢板从输送、剪切、出料等整个过程都由PLC进行控制，配置触摸屏，实现人机对话，对加工全过程进行监控，调节简单，操作方便。速度快、产量高，实际定尺剪板次数可达到12张/分。质量好、成材率高，剪切端面齐正、无变形、无毛边、大大提高了钢板剪切质量、从而提高了产品的成材率。节能，采用起动、制动工作制可节省能源，电机能耗约降低30%。噪音低，皮带输送能防止钢板划伤，降低噪音。

五、显著的社会效益和经济效益

1、对我国钢桶行业的研制工作具有重要意义

通过使用本装置，制桶企业可进一步降低钢桶生产设备的生产成本，从而降低下游企业制桶的成本。

2、对优化产业结构、改造传统产业的贡献

通过使用本装置的验证与评测条件的开发与推广应用，带动周边众多制桶企业的成长。

3、促进人才培养，创造就业机会，对维护社会稳定，创造和谐社会起着积极作用。

通过本装置的应用，可对企业员工进行持续的技术业务培训，培养一批优秀的人力资源队伍，成为中国制桶行业最为宝贵的一笔财富。同时，对安排就业，维护地区社会稳定，增加职工收入，提高居民生活水平，创建和谐社会都有着积极的作用。