氣動技術在磨料磨具行業應用的探討

　　摘 要：本文介紹了氣動的現狀及發展趨勢，并就氣動技術在磨料磨具行業生產自動化方面的應用進行了探討和具體說明。
　　關鍵詞：氣動技術 磨料磨具 自動化
　　中圖分類號：TG7文獻標識碼：A文章編號：1672-3791（2012）09（a）-0040-02
　　現在我國磨料磨具行業仍然在總體上處于較低水平階段，企業間進行比較簡單的低檔次產品的重復生產和惡性低價競爭，產品的技術含量和附加值都比較低，即使是出口量較大的磨料產品，也往往是憑借廉價的資源和人工優勢，在為國外先進磨具制造企業提供廉價的原材料。要改變我國磨料磨具行業的現狀，我認為突破點在磨料磨具生產自動化，依靠自動化技術降低生產成本，提高生產效率和產品質量。而在自動化技術中，氣動技術占有舉足輕重的地位，因此氣動技術在磨料磨具生產自動化中大有可為，將為我國磨料磨具行業的發展做出重要的貢獻。
　　1 氣動技術
　　氣動技術是以空氣壓縮機為動力源，以壓縮空氣為工作介質，進行能量傳遞或信號傳遞的工程技術，是實現各種生產控制、自動控制的重要手段之一。.
　　人類利用空氣的能量完成各種工作的歷史可以追溯到遠古，但作為氣動技術應用的雛形，大約開始于1776年John Wilkinson發明能產生1個大氣壓左右壓力的空氣壓縮機。1880年，人們第一次利用氣缸做成氣動剎車裝置，將它成功地用到火車的制動上。20世紀30年代初，氣動技術被成功地應用于自動門的開閉及各種機械的輔助動作上。20世紀70年代初，隨著工業機械化和自動化的發展，氣動技術逐漸廣泛應用在生產自動化的各個領域，形成現代氣動技術。
　　在自動化技術中，氣動技術占有舉足輕重的地位，這是因為氣動技術具有其獨特的優點。
　　（1）氣動裝置結構簡單、輕便、安裝維護簡單，壓力等級低，使用安全。
　　（2）工作介質是取之不盡的空氣，而且排氣處理簡單，不污染環境，成本低。
　　（3）可靠性高，使用壽命長。
　　（4）輸出力以及工作速度的調節非常容易。氣缸的動作速度一般為50～500mm/s，比液壓和電氣方式的動作速度快。
　　（5）利用空氣的壓縮性，可貯存能量，實現集中供氣；可短時間釋放能量，以獲得間歇運動中的高速響應；可實現緩沖；對沖擊負載和過負載有較強的適應能力；在一定條件下，可使氣動裝置有自保持能力。
　　（6）全氣動控制具有防火、防爆、防潮的能力。與液壓方式相比，氣動方式可在高溫場合使用。
　　（7）由于空氣流動損失小，壓縮空氣可集中供應，遠距離輸送。
　　隨著氣動技術的廣泛應用，小型化、集成化、組合化，智能化、精密化、高速化將成為氣動技術的發展趨勢。
　　2 磨料磨具的生產流程
　　磨料磨具的生產流程一般包括以下幾步。
　　（1）配方的制定。
　　磨具的配方包括構成磨具的各種組份（磨料、結合劑、附加材料）的比例關系和磨具的成型密度。配方是磨具生產中的重要技術資料，它是配料、混料、成型等工序的工藝設計依據。從磨具的使用角度看，它基本決定了磨具的性能。
　　（2）配料。
　　配料是磨具生產的第一道工序，它的任務是按照規定稱取磨料，分批裝入盛砂容器，集中于配料箱內，送往混料間使用。結合劑和附加材料在混料時稱取。配料稱量不正確和各組分的規格不符合要求會造成產品質量不良，硬度不符。因此，配料是重要的工序之一。
　　（3）混料。
　　將磨料、潤濕劑、結合劑、填料按照一定的程序，通過機械攪拌或人工混合，使潤濕劑、結合劑和填料均勻地粘附在磨料上，制備成具有成型性能的混合料，這一過程稱為混料。
　　（4）冷儲。
　　磨料經過混料之后往往不會立即進行模壓成型，根據配方不同，要進行時間不等的冷儲。
　　（5）磨具成型。
　　冷儲過后的成型料經過一定的方法使它成為具有一定形狀、強度的磨具胚體，稱為磨具的成型。
　　（6）磨具硬化。
　　成型后的樹脂磨具經過加熱處理，使之變成固定形狀，有一定硬度、強度和耐熱性能的磨具成品和半成品，這個過程稱為硬化。
　　（7）機械加工。
　　機械加工是為了使磨具具有較精確的幾何尺寸、必要的形狀和平整的表面，同時也是為了除去磨具表面因熱處理而形成的一層“硬皮”和粘附于表面的雜物。
　　（8）成品檢查、包裝。
　　成品檢查包括外觀、平衡、強度和硬度等項目的檢查。檢查合格后的產品打包、封裝。
　　3 氣動技術在磨料磨具生產自動化生產中的應用探討
　　下面將根據以上磨料磨具的生產流程，分析了其中能夠應用氣動技術代替人工操作，提高產品質量和生產效率的步驟。
　　（1）氣動技術在配料過程的應用。
　　人工配料存在稱量不準、生產效率低的缺點，可以采用氣動技術代替。具體細節是，制作一個具有壓力傳感器的料倉，在料倉底部裝置兩扇由氣缸（由傳感器信號控制）控制開合的門。這樣，稱料的過程就實現了自動化，避免了人工干預，提高了生產效率。
　　（2）氣動技術在磨具成型和硬化之間過程的應用。
　　在大型的砂輪磨具成型后，不能再用人工搬運，這就要用到氣動。制作成專用的單圓環或雙圓環工具，內邊是由氣動驅動的橡膠圈，套在成型砂輪上，充氣夾緊，然后由氣動工具帶動成型砂輪搬運到窯車上。這樣就減少了磨具成型后人為因素造成的質量不良。
　　在樹脂切割片的成型過程中，由于大部分采用流水線，需要很多的人力，在這里就可以采用氣動技術代替人工操作。磨料的稱量、加料參見第1條；模壓成型后由氣缸把成型的磨具頂出。
　　成型切割片需要穿串，即是用帶底盤的芯軸把切割片和鋁盤交替穿起來，然后才能裝窯。這個工作就需要大量的人力。采用氣動技術，我們可以采用由氣缸帶動的氣動爪或者真空吸盤組合，帶動切割片和鋁盤的平移和升降運動，實現這一工作內容的自動化。
　　在切割片經過硬化爐硬化之后，同樣需要把切割片和鋁盤從芯軸上取下，分揀歸類，這部分工作同樣需要大量的人力。采用氣動技術，我們可以采用由氣缸帶動的氣動爪或者真空吸盤組合，帶動切割片和鋁盤的平移和升降運動，把切割片和鋁盤整齊分類，放在不同的傳輸機上，切割片就直接送往包裝區，如圖1所示。
　　具體流程：混合輸送機輸送穿著切割片和鋁盤的芯軸，到位后，兩個真空吸盤組件由氣缸帶動向下運動，右邊吸盤吸取鋁盤，然后兩組吸盤整體上升，向右運動，向下運動放下鋁盤，這時左邊吸盤吸取切割片，然后兩組吸盤再上升，向左運動，到位后向下運動放下切割片。這樣，就完成了分揀鋁盤和切割片的一個循環，鋁盤和切割片達到一定個數，被輸送走，反復運動，就可以把鋁盤和切割片整齊的分揀出來。
　　切割片的包裝，把上個步驟送來的整齊疊放的切割片直接包裝，在自動包裝方面同樣也可以用到氣動技術。
　　4 結語
　　現在國內樹脂磨具的生產設備普遍陳舊，勞動密集型、粗放型生產遍布全國，占用了大量的勞動力，而且生產效率底下。在人力成本迅速上升的今天，提高設備的自動化程度、提高勞動生產率已經刻不容緩。
　　以上結合磨料磨具的生產流程，然后再根據我國磨料磨具行業生產的現狀，我們提出了把氣動技術應用在樹脂磨具生產過程中，能夠減少人為因素造成的產品缺陷，解放勞動力，提高生產效率，把勞動密集型生產轉變為科技密集型生產，再結合機電技術、傳感技術就可以使磨料磨具的生產實現自動化。這對于我國磨料磨具行業的健康快速發展將會起到不可估量的作用。
　　參考文獻
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