開卷矯平落料生產(chǎn)線才是德國柯樂的看家本領(lǐng)

文/陳滬·柯樂機械貿(mào)易（上海）有限公司

開卷矯平落料生產(chǎn)線才是德國柯樂的看家本領(lǐng)

文/陳滬·柯樂機械貿(mào)易（上海）有限公司

德國柯樂機械制造有限公司（KOHLER Maschinenbau GmbH）主要生產(chǎn)用于壓力機和沖壓機自動生產(chǎn)線的板帶送料生產(chǎn)線，包括板帶和零件矯平機、拉彎矯直機、開卷機和上卷機，以及壓機自動化系統(tǒng)，也向汽車行業(yè)和鋼材行業(yè)提供矯平設(shè)備。

以鋼材加工配送中心使用的開卷矯平落料線為例。鋼材加工配送中心對板材開卷矯平落料設(shè)備的要求往往很高，因為他們需要加工的材料種類非常豐富。同時，要求得到最好的表面加工質(zhì)量、精密矯平的落料、鋒利的剪切邊、精確的剪切角度以及無損傷并整齊的堆垛，這些都是鋼材加工配送中心的主要質(zhì)量要求。鋼材加工配送中心加工的板材，如果寬度超過2000mm，料卷的直徑達(dá)到φ2100mm，這樣的料卷重量最大可以達(dá)到32t。需要加工的板帶種類不僅局限于鋼材，也可能是有色金屬，如鋁材或者銅材。

柯樂的設(shè)備完全滿足了用戶的要求：設(shè)備穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率高、板料表面加工質(zhì)量好、平整度高。柯樂的開卷矯平落料線可以根據(jù)加工材料的特點靈活組成。⑴材料較厚同時要求設(shè)備占地空間節(jié)約緊湊的，可以選擇結(jié)構(gòu)緊湊的、無板帶活套緩沖裝置的、帶有固定剪的短型生產(chǎn)線。⑵材料較薄的可以選擇帶有板帶活套緩沖裝置、輥式步進(jìn)送料裝置和液壓固定剪的長型生產(chǎn)線，如圖1所示。

圖1 柯樂長型生產(chǎn)線

本文主要具體介紹了長型生產(chǎn)線的主要設(shè)備組成：上卷料小車、開卷機、進(jìn)料輔助裝置、精密矯平機、料頭剪、薄膜覆膜裝置、板帶活套裝置、步進(jìn)送料裝置、橫剪機和堆垛機。

上卷料小車、開卷機和進(jìn)料輔助裝置

使用叉車或者車間里的天車將卷料放在上料小車的楔形凹槽中央。上卷料小車上最多可以放置5個卷料，將上卷料小車駛近開卷機，可液壓調(diào)節(jié)高度的上卷料小車將卷料抬高到開卷機卷筒的高度。為了盡量縮短卷料上載的時間，柯樂提供的是帶有卷料預(yù)裝載軸芯的旋轉(zhuǎn)式開卷機，多個卷料可以同時裝載在開卷機上，一個個依次開卷加工。此外，可以全自動化實現(xiàn)卷料換卷和寬度居中對齊。

開卷機卷筒通過滑動楔塊脹緊芯軸（70mm的脹開范圍）或者齒形脹緊芯軸（170mm的脹開范圍）將卷料脹緊。齒形脹緊芯軸是由4個互相交錯的齒狀圓弧板組成的。這種交錯的齒狀結(jié)構(gòu)可以避免卷料料尾被卷芯擴張裝置勾住。

卷芯上方的液壓壓力輥壓住卷料，當(dāng)卷料捆綁封條松開時，防止卷帶發(fā)條式彈起。開卷機的測量臂測量當(dāng)前卷料的直徑，使卷料的開卷速度與矯平機的加工速度同步。

開卷機配備了一個功率強大的電機，可以任意選擇適合每種卷料橫截面的最佳開卷力。上料小車上帶防反彈裝置的壓輥和卷芯上方的液壓式壓臂能夠全方位預(yù)防開卷區(qū)域各種卷料開卷有可能產(chǎn)生的危險。上卷料小車、開卷機的參考圖片如圖2所示。

對于生產(chǎn)直角型落料的用戶，開卷機可以配置居中定位功能，保證板帶一直是居中通過設(shè)備的。由此可以保證板帶在后道工序中被剪切的角度都是直角。

卷料的料頭有一個向內(nèi)和向下的卷曲趨勢，進(jìn)料輔助裝置的進(jìn)料口安裝有一個保持輥，向下壓住料頭，使其向上反向翹起。同時保持輥下方的楔形導(dǎo)板抬起，托住板帶料頭。為了最大程度承受板帶的重量，導(dǎo)板可以延伸至卷料，直接托住從卷料上打開的板帶。保持輥和楔形導(dǎo)板共同作用，輔助板帶進(jìn)入后續(xù)的送料輥。

圖2 上卷料小車、開卷機的參考圖片（選自德國柯樂的生產(chǎn)線）

核心設(shè)備：精密矯平機

此類生產(chǎn)線配置的一般都是帶21根矯平輥子的矯平機（圖3）。為了滿足尺寸繁多的加工材料，矯平機可以配置矯平輥盒更換裝置（柯樂公司的專利技術(shù)）。通過更換輥盒，用戶可以使用不同直徑的矯平輥進(jìn)行生產(chǎn)。

圖3 板帶精密矯平機的參考圖片（選自德國柯樂的生產(chǎn)線）

這套換裝系統(tǒng)可以對整套矯平輥進(jìn)行快速更換，快速換入其他輥徑的第二套輥架，使機床立即加工其他尺寸的板材。上輥架和下輥架也可以各自單獨開出機床，用于清潔和保養(yǎng)。

生產(chǎn)過程中如果有污漬顆粒留在矯平機內(nèi)部，可以使用毛氈清潔裝置進(jìn)行清潔處理。合理利用卷料更換的時間，在更換卷料的同時清潔裝置開進(jìn)矯平機進(jìn)行清潔。毛氈在矯平輥之間擺動，清除殘留在這個區(qū)域的污漬顆粒。要解決板帶的裙邊和中間浪形缺陷，可以采用矯平輥彎曲功能，通過調(diào)節(jié)下輥架的支撐輥子的高度，使下矯平輥子到達(dá)要求的彎曲，從而矯正裙邊或者中間浪形。

料頭剪、薄膜覆膜裝置、板帶活套裝置和步進(jìn)送料裝置

料頭剪用于切除卷料的端部。柯樂的料頭剪可以進(jìn)行自動剪切的角度和行程的調(diào)整，適應(yīng)不同厚度和寬度的板帶。剪刃的間隙也可以按照板帶的厚度自動設(shè)置，達(dá)到最小毛刺高度。

柯樂的長型開卷矯平落料線還可以配置薄膜覆膜裝置或者覆紙張裝置，用于保護(hù)表面敏感度高的板帶。此外，板帶清洗機可以去除板帶表面的污垢或者殘油，之后再在板帶表面涂上一層均勻的保護(hù)油膜。配置上覆膜裝置和清洗裝置的落料線，其加工的材料種類又增加很多。

板帶活套裝置（圖4）的作用是：緩解因板帶步進(jìn)運動等產(chǎn)生的振蕩，并保持板帶活套固定的高度。超聲波傳感器被安裝在板帶活套下方的中間位置。板帶活套和傳感器之間的距離決定了板帶的進(jìn)料速度。間距越小，板帶進(jìn)料的速度就越小；間距增加，板帶進(jìn)料的速度就相應(yīng)加快。當(dāng)板帶活套太大，裝置底部的光感應(yīng)器感應(yīng)到活套時，矯平機會自動停機，以便操作員檢查是否是后續(xù)設(shè)備產(chǎn)生的故障。當(dāng)板帶活套太小，裝置半空中的接觸臂觸碰到活套時，后續(xù)設(shè)備自動停機，防止板帶被拉扯壞。板帶輸送裝置的出料口的高度可以被調(diào)節(jié)，使出料口的高度與后續(xù)設(shè)備的進(jìn)料口的高度相協(xié)調(diào)。

由于活套的重量，板帶活套裝置出料口的板帶有一個向下和向后的慣性。為了防止這個慣性對橫剪機的剪刃造成拉扯，在板帶活套裝置和橫剪機之間安裝有一個步進(jìn)送料裝置。步進(jìn)送料裝置的送料輥對從板帶活套裝置出來的板帶有一個拉力，配合橫剪機的加工速度，將板帶平穩(wěn)地送入橫剪機。

圖4 板帶活套裝置的參考圖片（選自德國柯樂的生產(chǎn)線）

橫剪機

柯樂的橫剪機有固定剪、飛剪和擺剪等不同種類。固定剪適用于非連續(xù)工作的生產(chǎn)線，以啟動—停止—啟動—停止的模式剪切。飛剪在卷料以連續(xù)模式剪切時使用，通過齒輪齒條驅(qū)動機構(gòu)，使剪切機做線性運動。此剪切機的剪切速度受運動慣量的限制，它取決于卷料的厚度。這種剪切機適用于厚度最大為20mm的卷料。擺剪用于切割梯形或菱形的工件，使用專用工具，還可以進(jìn)行弧形切割。

橫剪機后方的傳送帶可以將測試料、廢料、二等料等有選擇地分向送到廢料箱。在自動運行模式下，傳送帶可以通到每個廢料箱。這樣，用戶可以在不停機的情況下做任何一種測試。料頭剪和廢料箱的參考圖片如圖5所示。

圖5 料頭剪和廢料箱的參考圖片（選自德國柯樂的生產(chǎn)線）

堆垛機

一條傳送帶將落料送到堆垛機區(qū)域，同時具有質(zhì)量檢測的功能。至于堆垛機的選擇，根據(jù)落料材質(zhì)和應(yīng)用范圍的不同可以采用不同的堆垛機，電刷式堆垛機、吹洗空氣-毛刷式堆垛機、磁性皮帶堆垛機以及真空堆垛機，比如鋁合金梯形落料就需要使用真空堆垛機，如圖6所示。不同的堆垛機可以堆垛的落料長度不同，最短的不到300mm，最長的可以超過8000mm。

吹洗空氣—毛刷式堆垛機的空氣流量大小、毛刷的運行狀態(tài)以及位置都可以自由設(shè)置。空的托盤被放在一個移動工作臺上，自動送到堆垛位置。堆好垛的落料被自動稱重，并被自動綁上包裝帶，然后從堆垛平臺上被運送出生產(chǎn)線。每個堆垛平臺都配置有獨立的升降臺，所以可以各自獨立地進(jìn)行堆垛或者下料。由此，在整個堆垛區(qū)域內(nèi)堆垛平臺之間可以快速地更換、反復(fù)使用，提高了設(shè)備的生產(chǎn)效率。

每個裝好垛料的小托盤由一個包裝機械手堆放到大的運輸托盤上，被捆綁好，如果需要可以立即裝車發(fā)貨，整個過程自動而且快速。

圖6 堆垛機的參考圖片（選自德國柯樂的生產(chǎn)線）

數(shù)據(jù)管理和高效節(jié)能

對不同卷料參數(shù)和測量數(shù)據(jù)的儲存可以通過一個集成的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實現(xiàn)，這是柯樂設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。同樣屬于柯樂設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置的是觸摸式操作顯示屏，實現(xiàn)了可視化的數(shù)據(jù)讀取和輸入。

所有主電機都和中間電路連接，由此可以調(diào)節(jié)所有設(shè)備的速度，也可以保證快速而安全的停機。開卷機產(chǎn)生的制動能量被儲存在中間電路，可以直接供應(yīng)給矯平機的驅(qū)動電機。再加上一個可調(diào)節(jié)的液壓裝置，整個生產(chǎn)線的每個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了最大限度的高效節(jié)能。

結(jié)束語

在中國，這類長型生產(chǎn)線中的上料小車、開卷機、矯平機、橫剪機等設(shè)備被成功應(yīng)用于鋼材加工中心，如鞍鋼、寶鋼，以及汽車制造行業(yè)，如通用、寶馬、長城汽車等等。