熱軋鋼卷自動焊接打捆裝置設計

王朝陽 王今可 李康凱 柳科弟 解學科

（1、遼寧科技大學 機械工程與自動化學院，遼寧 鞍山 114051 2、鞍山市信息工程學校，遼寧 鞍山 114000）

1 概述

熱軋鋼卷在運輸前必須進行打捆，主要目的是為了防止熱軋鋼卷自動松脫，保證運輸的安全。

目前，很多大型企業采用各種全自動打捆設備對熱軋鋼卷進行打捆，但是自動打捆設備的價格昂貴、維護的成本高[1-2]。所以國內部分的中小型企業仍然采用手動焊接的方式對熱軋鋼卷進行打捆，雖然手動焊接打捆方式成本相對較低，但是該方式也有一定的缺點，例如焊接人員的危險性較高、質量不穩定、鋼卷捆扎帶位置放置不準確等。因此本文研發了自動焊接打捆裝置，可以避免上述問題。

2 打捆裝置設計

2.1 鋼卷旋轉平臺

熱軋鋼卷旋轉平臺俯視圖如圖1 所示，主要由熱軋鋼卷、四個夾緊輥、左驅動輥組、右驅動輥組組成。左、右驅動輥組均由3 根輥組成，左驅動輥組的旋轉方向向下，右驅動輥組的旋轉方向向上，四個夾緊輥能沿輥縫方向移動并能自由轉動。

圖1 鋼卷旋轉平臺

當鋼卷到達此工位時，由夾緊輥夾緊鋼卷，左右驅動輥組反向旋轉驅動鋼卷旋轉，將鋼卷外圈的卷尾調整到合適的位置，為焊接打捆做準備。

2.2 捆扎帶輸送機構設計

捆扎帶輸送機構如圖2 所示，主要包括飛剪、氣缸、轉動機構、兩個摩擦輪。

圖2 捆扎帶輸送機構

氣缸驅動轉動機構轉動，轉動機構與主動摩擦輪相連，摩擦輪即可隨之轉動，進而夾緊捆扎帶。被動摩擦輪外圓周中有一凹槽，凹槽結構如圖3 所示，凹槽的寬度略大于捆扎帶的寬度，這樣，當捆扎帶進入到此機構時，捆扎帶會嵌入到凹槽中，使得捆扎帶得到可靠的定位，以便于將其輸送到準確的位置。

圖3 摩擦輪

捆扎帶輸送機構中還包括飛剪裝置，飛剪在軋鋼車間中起到十分重要的作用，它可以剪切運動中的鋼帶[3-4]。當捆扎帶的長度滿足打捆一整周鋼卷時，飛剪立刻將鋼帶切斷，飛剪的轉動方向如圖2 所示。

2.3 壓帶機構設計

壓帶機構主要由電機、齒輪、齒條、滑桿、壓緊輥這幾部分組成。其中壓緊輥中有一凹槽，凹槽的寬度略大于捆扎帶寬度，當壓緊輥壓緊鋼卷外表面時，使得捆扎帶嵌入到凹槽中，以固定捆扎帶的位置。

齒輪直接安裝在減速電機上，齒輪帶動齒條運動，當電機驅動齒輪逆時針轉動時，齒條向左運動，滑桿伸出，可實現壓緊捆扎帶；當電機驅動齒輪順時針轉動時，齒條向右運動，即滑桿的收縮方向。

圖4 壓帶機構

3 焊接打捆工藝流程

鋼卷自動焊接打捆工藝流程框圖如圖5 所示。

圖5 工藝流程框圖

鋼卷自動焊接打捆裝置整體俯視圖如圖6 所示，側視圖如圖7 所示。主要由輸入輥道、鋼卷、旋轉平臺、輸出輥道、捆扎帶、捆扎帶輸送機構、焊接機器人、壓帶機構這幾部分組成。

圖6 裝置整體俯視圖

圖7 裝置整體側視圖

鋼卷經過輸入輥道進入到旋轉平臺，由夾緊輥夾緊，旋轉調整至卷尾方便焊接的位置后，轉動停止，然后由摩擦輪機構送入捆扎帶到達焊接位置。此時，壓緊機構中的電機帶動齒輪逆時針旋轉，齒輪帶動齒條向左運動，此時滑桿伸出，使得壓緊輥將捆扎帶壓緊在鋼卷上，然后由焊接機器人將捆扎帶頭焊接在鋼卷外表面。焊接完成后，旋轉平臺再次使鋼卷捆旋轉，捆扎帶對鋼卷進行捆扎。當輸送的捆扎帶能夠達到捆一捆鋼卷的長度時，由飛剪將捆扎帶剪斷。捆扎完成后，再由焊接機器人對捆扎帶帶尾進行焊接。焊接完成后，壓緊機構中的電機帶動齒輪順時針轉動，齒輪帶動齒條向右運動，此時滑桿收回。自動焊接打捆完成后，通過輸出輥道將捆扎好的鋼卷捆輸送出去。

4 結論

為解決立式熱軋鋼卷（帶鋼）手工焊接打捆中存在的問題，設計了熱軋鋼卷自動焊接打捆裝置及其工作工藝流程，裝置主要由輸入輥道、旋轉平臺、捆扎帶輸送機構、壓緊機構、焊接機器人和輸出輥道等幾部分組成，可以實現自動焊接打捆操作，該裝置的使用可有效提高生產效率和質量，降低生產成本，提高安全性。