一種新型搖擺機自動上箱裝置的設計

韓善朋，徐媛媛

（1.山東省山重建機有限責任公司，山東 臨沂 276000；2.臨沂市前鋒機械有限公司，山東 臨沂 276000）

0 引言

聚氨酯是性能優異的高分子合成材料，在現代建筑裝修市場上應用廣泛，用聚氨酯制成的膠黏劑、彈性體、涂料、硬質泡沫塑料等不僅具有獨特的保溫效果，還具有粘接、抗老化、密封等作用。聚氨酯泡沫填縫劑又稱聚氨酯發泡膠，學名為單組分聚氨酯填縫劑（簡稱OPP），它是一種特殊濕固化硬質聚氨酯泡沫體系［1］。在聚氨酯發泡膠生產過程中，必須在兩種料灌裝到罐內后短時間內使其均勻混合在一起，以達到混合發泡的目的。

使用灌裝設備將兩份原液灌注入罐體內，要求在較短時間內將兩份原液混合均勻，整個灌注過程中其混合比基本不變，不倒料不結死［2］，聚氨酯發泡膠震搖設備即可解決此問題，聚氨酯發泡膠震搖設備也稱搖擺機。發泡膠搖擺機實現了混合料液的功能，但是由于需要人工上料，勞動強度大，在自動化程度日益發展的今天，全自動搖擺機上箱裝置的需要迫在眉睫，從原始料液、空罐到成品裝箱，實現零人工、高效率、低成本成為亟待解決的問題。

為此，本文提出了一種自動上箱裝置，可實現搖擺機的自動上箱、自動出箱，提高生產效率，節約生產成本，動作安全可靠、操作方便、維修簡單。

1 自動上箱裝置的基本結構

自動上箱裝置主要由傳送帶、翻轉裝置、推送裝置和控制系統等部分組成，如圖1所示。其中，傳送帶起到進箱的傳送作用，將箱體傳送到翻轉裝置上，翻轉裝置將正向放置的箱體翻轉90°，使箱體內罐子側放，方便搖擺機將罐內液體混合均勻，推送裝置可以將翻轉后的箱體推入搖擺機內，控制系統可以與搖擺機協調控制箱體進入搖擺機，與搖擺機同步。

2 自動上箱系統的工作原理

2.1 自動上箱裝置的基本工作原理

傳送帶將發泡膠箱傳送到翻轉裝置后，由于翻轉裝置葉輪的阻力作用，使發泡膠箱體停留在翻轉裝置的葉輪葉片上，翻轉裝置的結構如圖2所示。發泡膠箱體側翻90°度后，進入進料架（如圖3所示），之后經推送裝置將箱體推到搖擺裝置的軌道上，搖擺機將箱體夾緊后前后搖擺，搖擺完成后松開箱體，再由推送裝置推新的箱體進入軌道，將前一箱體推向出料架一端，直到搖擺機上裝滿箱子將最先推入的箱子推上出料架，而從出料架退出的發泡膠箱體完成了料液混合動作，可以進行成品入庫。

圖1 自動上箱裝置的基本結構

2.2 自動上箱裝置的控制系統

該控制系統分為控制箱、翻轉裝置伺服電機、推送裝置氣動組件和搖擺裝置氣動組件等。

控制箱內包括總開關、總復位、進料推送裝置開關和搖擺裝置啟動開關，翻轉裝置、推送裝置、搖擺裝置依次動作。翻轉裝置由伺服電機帶動，當總開關打開時，接通伺服電機的電源，使發泡膠箱體翻轉90°，此時由于進料底板處安裝有壓力傳感器［3］，可以使箱體在接觸到底板后給推送裝置一個信號，使推送裝置啟動，通過推送氣缸推動推送板將發泡膠箱體推入搖擺機內部，當氣缸推送到位后，會打開限位氣動信號閥，信號閥向搖擺機傳送信號，使搖擺機開始工作。由控制箱控制搖擺機搖擺時間長短，當搖擺機停止搖動時，再向翻轉裝置發送信號，使其開始動作，從而推送裝置重新推入新箱體，將完成料液混合的箱體擠出搖擺機，如此往復運動。

圖2 翻轉裝置結構圖

圖3 推送裝置結構圖

為了保證安全生產和環境整潔，在整個控制系統中除了應用防爆型伺服電機外，其他控制元件都采用氣動元件。氣動技術是以壓縮機為動力源，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，具有更安全、高效、節能、壽命長、成本低、無污染等優點，是實現各種生產控制、自動控制的重要手段［4］。氣動控制原理如圖4所示。

由空氣壓縮機給整個設備提供氣源，壓縮空氣通過空氣過濾器將所含的水分、灰塵等過濾掉后，給各氣動元件如氣缸、氣動換向閥、氣動信號閥等供氣，提供動力。當打開控制箱的總開關后，翻轉裝置電機啟動，翻轉裝置開始工作，將發泡膠箱體翻轉后送入進料架，箱體壓到進料架上的壓力傳感器后輸出電信號給兩位五通雙控換向閥，控制推送裝置上的推送板氣缸推動箱體進入搖擺機軌道，推送板的運動速度可以通過單向節流閥［5］進行調節，當推送到合適位置后，推送板碰到限位信號閥，限位信號閥再向兩位五通雙控換向閥傳遞信號使推送氣缸向回推出進料架，同時限位信號閥向兩位三通電控換向閥提供信號，使此閥接通后給兩位五通單氣控換向閥提供信號，搖擺機開始工作，通過延時閥控制搖擺機搖擺時間，搖擺機停止后再向翻轉電機提供信號，使新的箱體推送進搖擺機軌道，繼續搖擺，如此循環往復。當需要單獨控制進箱、搖擺時，可以通過控制箱內的進料開關和搖擺開關控制，如果需要復位，可以進行總復位操作。

圖4 氣動控制原理圖

3 結語

本文在現有聚氨酯發泡膠填縫劑混合搖擺機的基礎上，對其上料系統進行了以下幾點改進：

（1）采用氣動技術和電動技術控制上料裝置的動作，安全方便，結構簡單，無污染。

（2）采用防爆箱和防爆伺服電機，適用于各種生產環境，如氣霧劑生產車間等需要防爆的場所。

（3）采用葉輪式翻轉裝置，穩定性好，動作準確，便于控制。

［1］李巖，李振河.聚氨酯發泡膠及密封膠在建筑工程中的應用［J］.聚氨酯，2011（7）：52-53.

［2］陳鑫實.淺談聚氨酯密封膠和灌膠機［J］.聚氨酯，2008（8）：72-74.

［3］金發慶.傳感器技術與應用［M］.第2版.北京：機械工業出版社，2006.

［4］楊天興.氣動技術的發展現狀及其應用前景［J］.實用技術，2011（4）：39-41.

［5］王寶敏，胡蘊海，王穩.液壓與氣動技術［M］.北京：清華大學出版社，2011.