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卸磚機械手放置平穩性的氣控閥設計

放大字體  縮小字體 發布日期:2020-02-27 12:00:26    瀏覽次數:27    評論:0
導讀

摘 要簡要介紹了現有的陶瓷生產線的工藝流程,以及機械手打包線中由于采用氣動閥控制吸盤導致瓷磚在放置過程中沖擊力大、不平穩的問題,其主要原因在于氣動閥放氣時產生的瞬間沖擊力。為解決此問題,我們設計了一種可提高吸放平穩性的氣道輔助裝置,將該裝置安裝在機械手吸盤氣路上,在保持持續吸氣的同時,通過氣缸控制氣

摘 要 簡要介紹了現有的陶瓷生產線的工藝流程,以及機械手打包線中由于采用氣動閥控制吸盤導致瓷磚在放置過程中沖擊力大、不平穩的問題,其主要原因在于氣動閥放氣時產生的瞬間沖擊力。為解決此問題,我們設計了一種可提高吸放平穩性的氣道輔助裝置,將該裝置安裝在機械手吸盤氣路上,在保持持續吸氣的同時,通過氣缸控制氣路的開合可實現對瓷磚的吸放,閉合時實現對瓷磚的吸取,打開時可釋放氣管內的負壓,實現被吸取陶瓷的自然釋放,解決了傳統氣動閥控制時氣流產生的瞬間沖擊力問題,提高了瓷磚放置平穩性。生產實踐表明,該方法能有效減少對瓷磚的破壞,進而提高了企業的效率。

關鍵詞 機械手 陶瓷 平穩 氣動

大面積陶瓷如超薄大面積陶瓷,由于超薄瓷磚的優點是其生產相同面積的瓷磚要比常規規格的瓷磚節約原料一半左右,生產消耗的電能也相應減少25%~30%,且可減少廢料和污染排放[1~3]。但是超薄瓷磚很脆弱,不同于傳統的常規瓷磚,其在打包裝卸過程中很容易受到沖擊而破損。目前常用的大面積陶瓷打包線是采用真空吸盤并結合機械手,將陶瓷磚從生產線上吸取并碼垛然后進入通過紙箱包裝的工序[4]?,F有常規的陶瓷碼垛設備中吸取陶瓷所用的真空泵都采用的是氣動換向閥控制, 而氣動換向閥控制會產生氣路的瞬間沖擊力[5~6]。在卸磚或碼垛過程中這種沖擊力會導致瓷磚在放置過程中的產生硬性碰撞,對于常規尺寸瓷磚而言,由于其強度足,放置過程中通過控制機械手的高度可減少或避免對瓷磚的破壞,對于大面積或超薄陶瓷磚而言,很容易出現破損,斷裂的情況。雖然采用技術更加先進的進口設備或通過設備升級可解決該問題,但提高了設備成本,而且其維護費用高,因此,如何在現有設備的基礎上加以改進,通過控制吸盤的氣流提高機械手放置的平穩性變的實際而又有必要,針對這個問題,我們設計了一種氣道輔助裝置。

1 結構設計

由于電磁氣動閥將瓷磚放置在打包輸送線或碼垛臺時,電磁閥的換向將真空抽氣改為快速放氣,進而導致瓷磚從強力吸附狀態變換為推力狀態。其根本原因在于氣流的劇烈變化而導致其平穩性降低,為解決此問題,我們從氣流控制方面研究,采用取消換向閥的結構,由氣缸控制氣路內的氣壓大小,在保持持續吸氣的同時通過控制氣流的氣壓來控制吸盤對瓷磚吸附力,實現在瓷磚放置平穩功能,避免使用換向閥產生的沖擊力破壞瓷磚。針對以上的研究,我們有針對性的設計了穩定的氣道輔助裝置。該裝置能在保持氣流持續吸氣的同時,通過在原有氣路上增加進氣通道,達到降低吸附氣壓功能,依靠陶瓷本身的重力以及吸附力實現將瓷磚平穩降落在輸送帶上,該裝置有效的降低了瓷磚的破損率,其結構設計圖如圖1所示。

1-進風管接口 2-進風管 3-箱體 4-前支架 5-前氣缸 6-前風蓋 7-后支架 8-后氣缸 9-后風蓋 10-吸風管 11-吸風管接口

1 氣道輔助裝置結構示意簡圖

該裝置的原理是:為了達到控制瓷磚放置的平穩性。將該裝置安裝在風機氣路上,進風管和吸風管分別與氣管連接,在機械手吸取瓷磚時保持前風蓋和后風蓋的關閉狀態,其前后兩端的氣流相同,如圖1中的虛線箭頭所示。當機械手需要卸磚瓷時,前氣缸和后氣缸分別將前風蓋和后風蓋向上抬起,氣管內的氣流路徑發生改變,其箱體內的內壓得到了釋放,其示意圖如圖2所示,大部分氣流從箱體上方的兩個開口處進入,進風管處的內壓減小,瓷磚在重力以及進風管處部分吸附力作用下平穩釋放在打包輸送線上,該結構相對傳統的氣流省去了換向閥,在持續吸附瓷磚的同時,通過在氣路上設計可以開合的通道口,達到氣流分流的功能,進而控制對瓷磚的吸附力,實現機械手卸載時的平穩放置功能,避免了硬性沖擊,減少了產品在包裝線上的廢品率。另外該裝置結構簡單,設備的維護成本低,其打開前風蓋和后風蓋后該裝置氣路結構示意圖如圖2所示,其中虛線箭頭表示氣流方向。

2 氣道輔助裝置打開時箱體內氣路示意簡圖

由圖2可知,當機械手將瓷磚運到打包線上的固定位置時,氣缸將前風蓋和后風蓋打開后,在吸風管吸力的作用下,氣體大部分從箱體上方吸入,這樣進風管處的吸力將大大減少,瓷磚在自身重力作用下放置完成卸載任務,保持打開狀態,機械手將吸盤移動至生產線上的瓷磚后,關閉前風蓋和后風蓋,增大吸風管的吸力,實現瓷磚的吸附功能,在整個過程中,機械手的氣流是持續保持相同方向,并沒有采用換向閥,僅依靠控制吸風管的吸力實現瓷磚的裝卸功能。

2 結語

針對現有的瓷磚裝卸設備中在放置瓷磚時存在沖擊力問題進行了深入的分析,其主要原因是換向閥導致氣流的急劇變化。為解決此問題,筆者提出并設計了這種無換向閥新的結構,并給出了具體的結構設計方案,將該裝置安裝在機械手吸盤氣路上能在一定程度上解決瓷磚放置時的平穩性問題。經過實際運行我們發現該結構能增加瓷磚放置打包線過程中的平穩性,同時該裝置不僅局限于大面積瓷磚,對于其他行業的碼垛或裝卸過程都具有一定的參考應用價值,能有效降低產品的廢品率,提高企業的生產效率。

參考文獻

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3 王玨,張訓.超薄瓷磚研究進展.廣東建材,2014(9):35~38

4 聶陶蓀,程洪濤,陳華龍,等.一種墻地磚檢測生產線分檢機械手的設計.中國陶瓷,2006,42(12):25~27

5 陳展鵬.論降低脫硫系統氣動電磁閥控制故障率的方法.重慶電力高等??茖W校學報,2008,13(3):1~4

6 楊可楨,程光蘊,李仲生.機械設計基礎.高等教育出版社,2006


 
(文/小編)
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