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單板自動堆垛機的原理與結構

媒體:中國人造板技術裝備網  作者:百圣源許偉才 宋修財
專業號:中國人造板技術裝備網1 2016/1/22 14:06:33

BDD1113-1單板自動堆垛機是膠合板生產中單板旋剪生產線(旋切一體機)的最新配套設備。該設備研制成功并投入生產使用,結束了我國單板生產廠家單板旋剪后的單板依靠人工堆垛的歷史,大大的提高了我國單板旋剪生產線的機械化、自動化水平。

1、單板自動堆垛機的基本結構 

BDD1113-1單板自動堆垛機的基本結構主要由輸送部分、框架部分、吸附部分、氣動部分、接板部分和控制系統等組成。。

1)輸送部分。輸送部分主要是由輸送架、輸送帶和驅動輥組成。輸送架采用鋼板焊接結構,整體剛性好,強度高,主要是用來支撐輸送帶和驅動輥。驅動輥有主動輥和從動輥各一個,安裝在輸送架的兩端;驅動輥兩端軸承座用螺栓固定在輸送架上。輸送帶有上下兩層,上面有運輸帶2條,下面有運輸帶4條,夾持單板向前輸送。

2)框架部分??蚣懿糠种饕芍瓮?、縱梁、橫梁和連接板組成,主要是用來支撐其上面的吸附部分。

3)吸附部分。主要由風機和吸附罩等組成,用來將運送至接板上方的規格單板從輸送帶上吸起。

4)氣動部分。主要由氣缸、氣源三連體等組成,用來為變梯度吸附卸板機構和升降臺的對中裝置提供動力、使其完成預定動作。

5)接板部分。主要是由剪式液壓升降臺和對中裝置組成,用來堆垛剪切后的規格單板。

6) 控制系統。采用可編程控制器 變頻器 觸摸屏操作終端等組成。該控制系統的人性化設計達到了處理速度快,性能穩定的設計目標。

2、設計基本原理

2.1吸附與堆垛原理

輸送的單板厚度尺寸較薄并呈縱向纖維輸送,因此單板的強度較差,容易破損。采用單板直落會造成單板破損,因此研究設計出了變梯度吸附卸板的方法,變梯度吸附卸板的特點是傾斜逐漸實施卸板,真空吸附是其關鍵技術。

當輸送帶將單板輸送到接板部分前方時,只有上部輸送帶而無下方輸送帶,此時輸送帶上方的真空吸附裝置,依靠負壓將單板吸附在輸送帶下發,繼續向前輸送單板。吸附部分是通過風機改變風箱內的空氣流,使風箱內形成負壓,實現單板在輸送過程中無滑動輸送。當單板輸送到設定光眼檢測位置后,單板位置信息傳給PLC系統,由控制系統發出指令,卸板的推桿向下推動單板離開輸送帶,落在接板升降臺上。單板接板升降臺上后,由系統控制對中推板的汽缸動作,完成單板對中。當接板升降臺上的單板堆到設定的高度后,則系統完成一次單板堆垛。

2.2控制系統

BDD1113-1單板自動堆垛機采用PLC可編程控制器、電流矢量型變頻器、位置傳感器、中文顯示屏等元件組成控制系統,采用可編程序控制器處理輸送和落板過程的各種數據,保證運動控制的準確性和穩定性。

變頻器主要用來驅動輸送帶的高精度運行,改變控制系統參數,實現不同狀態下的輸板速度。

觸摸屏是控制系統輸入計算的基本單元,通過輸入設計控制參數實現堆垛機的各項功能;

采用先進的通訊軟件控制器,使得單板輸送速度及光眼定位信息均為數據顯示及控制,從而保證設備性能更加可靠,功能更加完善。

2.3機械結構的設計及加工工藝

堆垛機的結構設計綜合了真空吸附、齒輪傳動、鏈傳動、氣動和減速等多種機構,關鍵零部件采用數控加工中心、專用機床和組合夾具加工,保證了加工精度。

2.4氣動技術

根據使用要求,對普通氣缸進行改進,增設可調緩沖功能。執行元件、速度控制元件組成一個氣動單元,具有啟動壓力低、性能可靠、沖量小、耐久性長的特點,較好的滿足了設備的設計要求。

2.5機床工作程序

啟動機床→機床正常運轉→設置輸送等有關參數;啟動風機和輸送單元→光眼定位;啟動氣缸變梯度吸附卸板→接料→單板對中定位→一次堆板,工作程序結束。重復下一個循環。

3、主要技術性能指標

控制方式:自動/半自動;堆垛單板位置精度:單板長度方向±25 mm,寬度方向:±10 mm;堆垛尺寸:4′×8′;最大寬度:1350 mm;最小寬度:1100 mm;堆垛單板厚度:1.0-4 mm;最快輸送速度:100 m/min;堆垛最大高度:1000 mm;機床總功率:22.8KW。

4、關鍵技術和創新點

目前,國內單板堆垛主要是輸送帶輸送人工堆垛。輸送帶輸送過程中,單板受環境和氣流的影響發生漂移,甚至脫離輸送帶。原因是單板在輸送帶上無法固定,因此輸送帶輸送單板速度不能太高,運輸效率較低,滿足不了高速剪切輸送單板的要求。針對高速單板旋剪生產線的設計要求,研發單板輸送堆垛設備的關鍵技術。

1)真空吸附技術。真空吸附技術的應用,實現高速輸送過程單板不漂移、不滑動。真空吸附技術主要通過風機形成一個負壓區,將單板吸附在輸送帶上,由風量、風壓和吸附區幾個參數來滿足輸送單板的技術要求。

2)光眼檢測傳感技術。單板輸送過程的定位,利用光眼傳感檢測定位單板,并將定位信息通過數字信號傳給PLC控制系統,實現定位卸板,較機械定位準確,便于實現自動化。

3)變梯度吸附卸板技術。變梯度吸附卸板技術是BDD1113-1單板自動堆垛機的核心技術之一??刂葡到y根據定位數字信號,由氣動系統實現傾斜逐漸卸板,確保單板卸板過程不受損壞。

5、與國內外同類技術比較

BDD1113-1單板自動堆垛機與國內外同類產品對比情況見表1。

 表1: BDD1113-1單板自動堆垛機與國內外同類設備對

序號

本成果水平

國內情況

國外情況

比較

1

PLC控制系統

PLC控制系統

與國外相同

2

真空吸附

真空吸附

與國外相同

3

光眼檢測

光眼檢測

與國外相同

4

變梯度吸附卸板

傾斜卸板

與國外相同

5

堆垛精度長度±25mm,寬度10mm

堆垛精度±30mm以上

堆垛精度±10mm

較國內提高30%以上

6

堆垛效率/(100 m/min)

堆垛效率低于60 m/min

堆垛效率120 m/min

較國內提高40%以上

7

性價比高

性價比中

性價比低

較國外高

8

人員配備1人

人員配備3-4人

人員配備1人

與國外相同

9

工人勞動強度低

工人勞動強度高

工人勞動強度低

與國外相同

 

4  結束語

BDD1113-1單板自動堆垛機是單板旋剪生產配套的主要設備,集單板輸送、定位、卸板、堆垛功能于一體,大大提高了單板旋剪生產線的生產效率。該產品具有技術先進、功能多、操作簡便、性能穩定、生產效率高等特點,與同類相近設備相比具有更廣泛的適用性、穩定性、準確性和高效率性,適合各類單板的輸送與堆垛。在同類產品中,該產品的性價比較高,已經出口多家企業使用,并出口越南、印度尼西亞、俄羅斯、土耳其等亞歐國家,深受國內外用戶好評。

 

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