【摘 要】 该开卷线是为配合400T冲床将硅钢卷板冲压片所完成其开卷、纠偏、冗余量调节、步进送料、取片、切废料及码垛等一系列功能的自动化设备，生产线主要由上料顶升、开卷机、预送料冗余机构、步进送料装置、取片装置、切废料机构及堆垛装置等组成。
【关键词】 开卷线；纠偏；步进送料；冗余量调节
1 引言
该生产线总体上分为前线和后线两个部分：前线为料卷的输送部分；后线为冲压片的拾取、码垛及废料切断部分。硅钢卷板通过开卷机和送料机构的等步距通过冲床冲压模具间，在冲压完成后，废料与冲片成品同时通过取片机械手拾取码放在液压升降平台上，同时废料切刀将废料带切断并收集于废料车内。
2 生产线的构成
图1为此生产线的构成图。包括前线，后线及控制系统三部分。
图1 硅钢片冲压生产线
1、前线
1).开卷机：采用液压曲臂涨紧+电机丝杆夹持+液压顶升+电机回卷；
2).冗余送料：采用变频电机压辊送卷+气动纠偏+冗余位检测；
3).冗余送料：采用步进电机压辊等步距送卷+气动纠偏。
2、后线
1).取片机械手：采用伺服同步带位移+上下气缸+真空拾取；
2).码垛：采用液压剪叉平台+高度光电检测；
3).切刀：采用气缸横向剪切；
3、控制部分：
1）电气：采用PLC+伺服+步进+变频+触摸屏控制
2）气动：包括纠偏气缸、上下、切刀气缸及真空等控制。
3 原理及功能介绍
3.1 开卷机
开卷机是利用电机与丝杠传动将机架在底座上平行移动，使得主轴能穿入料卷中心孔，保证料卷可以在送料过程中自由转动的机构。
液压泵站：由一台电机油泵提供液压，其动作通过电磁换向阀切换（控制托架上升下降为一台二位三通双线圈电磁阀，控制张紧位两台二位三通单线圈电磁阀）。
机架：由钢板焊接而成，起承载主轴及料卷作用，其移动靠三相电机。
倒卷电机及带轮：由一台0.75KW三相电动机带动主轴旋转，在完成生产任务后作倒回料卷使用（其操作按钮位于驱动辊电控箱上）。
托架：在上料及下料时用作承载顶升料卷。
操作盒：左侧控制机架的涨紧动作，并设由急停按钮；右侧控制托架的上升和下降以及张紧板的张紧盒松弛。
涨紧机构：根据杠杆原理设计，用之张紧和承载料卷。其动力来自于后方的油缸。
3.2 送料机构
本送料机构基本按照原有冲压生产线的送料机构设计，在局部进行的优化。
从动滚：其作用为承载板料及保证板料输送平稳。
电控箱：用于开卷机主电源及泵站的操作。并可以在上料的时候手动操作驱动辊。
驱动辊：由一台2.2千瓦三相异步电动机作为动力，用作开卷机与地坑之间送料的动力来源。
步进电机驱动辊：由步进电机作为动力，用作将板料以固定的步长和速度输送进冲床进行冲压。
纠偏机构：由弹簧及纠偏轮组成，用于保证送料过程中板料和模具的对中性。
3.3 其他后线机构
抓片机械手：为保证硅钢片表面的光整度应采用无痕的机械手来实现片材的转移。经过调查研究最终采用真空吸附头及丝杠结构的机械手（见图2）用来实现成品与废料的脱离。包括四连杆、驱动气缸和支架。
液压升降平台：实现成品料的码放。
切刀：将废料进行有效地切断得以方便的转入废料车之中。包括横剪切到，驱动气缸和滑板，将硅钢片分离后的废料横剪滑行至小车。
废料车：将从切断部位转入的废料进行堆积后由天车吊走叉车清料。包括2个废料车、驱动电机和滑台，储存剪切后的废料，位置可通过设置进行手/自动切换
框架：是连接以上几个部分的综合体内部还设有液压站和电控箱气罐等。
图2 真空吸附机械手 图3 后线构成
3.4控制系统操作说明
控制系统采用三菱PLC及触摸屏，操作有分地按钮和触摸屏集中控制两种途径，有同冲床通讯的接口回路。
在操作中应按照以下方法进行：
1）确认气压在4~6kgcm2；
2）确认电源、线管及各部连接；
3）确认步长；
4）确认位置及速度；
5）手动依次确认动作；
6）手动送料、冲压、拾取使废料依次到切刀后待机；
7）切换自动状况按下“启动”按钮后运行；
8）跟踪导料跑偏和周期。
9）遇到异常情况及时停机处理
4 注意事项
为保证生产线的有效运行，凡是操作和维修本机器的人员必须注意以下几点，对照机器实体，认真领会本机器的主要结构、性能和使用方法。做好经常性维护保养工作，做好日常使用记录以便查阅。
A、本机器应有专人负责，操作者应熟悉和遵守本机器的操作规程，以防事故发生。
B、本机器使用46#液压油，必须保持油液的清洁度及油路畅通，加油时需经200目以上滤油网过滤，每年换一次油。
C、本机器采用分散润滑，使用中应根据工作使用情况，参照机器各部活动的导轨及导杆，先清洁后润滑。
D、清洁送料压辊及从动辊。
E、清洁所有光电开关的发光及受光镜面。
F、不工作需切换至手动，不得在自动状况下长时间待机，以免发生意外。
G、发现异常现象或响声时，必须立即停机处理，找出原因进行修理。
H、定期检查紧固螺丝与连接件（每周）
5 结论
通过以上对主要部件的合理化设计，满足了企业对该开卷线的生产要求，并保证了硅钢片的表面质量。通过合理化的布局及设备部件的优化选择，减少硅钢片在开卷过程中的翘曲现象，从而提高冲压后硅钢片的产品质量。并且减少了原料的损耗，使得操作人员的安全大大提高，劳动强度大大降低。既提高了企业的生产效率又为企业带来可观的经济效益。
此生产线可广泛用于汽车、农机、化工、建筑、电器等工业使用外，还与日常生活有直接关系，如家用电冰箱、洗衣机、电视机等都需要用到。因此在工业发达的国家中，随着对薄板硅钢片的需求逐年增加此类生产线的运用将越来越广泛。
参考文献
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[2] 潘洪流.自动化开卷线的使用与效果《机车车辆工艺》2000年第5期
[3] 张友兵.基于伺服系统的开卷自动线送料系统《制造技术与机床》2005年08期
[4] 裴艳芳.关于三菱FX1N PLC 的液压机械手控制系统设计《机床电器》2010年第37卷第6期
（作者单位：天津工业大学）