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單板自動堆垛機的原理與結構
作者：卓龍機械 發布日期：2017-02-27
單板自動堆垛機是膠合板生產中單板旋剪生產線（旋切一體機）的新配套設備。該設備研制成功并投入生產使用，結束了我國單板生產廠家單板旋剪后的單板依靠人工堆垛的歷史，大大的提高了我國單板旋剪生產線的機械化、自動化水平。1、單板自動堆垛機的基本結構
BDD1113-1單板自動堆垛機的基本結構主要由輸送部分、框架部分、吸附部分、氣動部分、接板部分和控制系統等組成。。
1）輸送部分。輸送部分主要是由輸送架、輸送帶和驅動輥組成。輸送架采用鋼板焊接結構，整體剛性好，強度高，主要是用來支撐輸送帶和驅動輥。驅動輥有主動輥和從動輥各一個，安裝在輸送架的兩端；驅動輥兩端軸承座用螺栓固定在輸送架上。輸送帶有上下兩層，上面有運輸帶2條，下面有運輸帶4條，夾持單板向前輸送。
2）框架部分。框架部分主要由支撐腿、縱梁、橫梁和連接板組成，主要是用來支撐其上面的吸附部分。
3）吸附部分。主要由風機和吸附罩等組成，用來將運送至接板上方的規格單板從輸送帶上吸起。
4）氣動部分。主要由氣缸、氣源三連體等組成，用來為變梯度吸附卸板機構和升降臺的對中裝置提供動力、使其完成預定動作。
5）接板部分。主要是由剪式液壓升降臺和對中裝置組成，用來堆垛剪切后的規格單板。
6） 控制系統。采用可編程控制器 變頻器 觸摸屏操作終端等組成。該控制系統的人性化設計達到了處理速度快，性能穩定的設計目標。
2、設計基本原理
2.1吸附與堆垛原理
輸送的單板厚度尺寸較薄并呈縱向纖維輸送，因此單板的強度較差，容易破損。采用單板直落會造成單板破損，因此研究設計出了變梯度吸附卸板的方法，變梯度吸附卸板的特點是傾斜逐漸實施卸板，真空吸附是其關鍵技術。
當輸送帶將單板輸送到接板部分前方時，只有上部輸送帶而無下方輸送帶，此時輸送帶上方的真空吸附裝置，依靠負壓將單板吸附在輸送帶下發，繼續向前輸送單板。吸附部分是通過風機改變風箱內的空氣流，使風箱內形成負壓，實現單板在輸送過程中無滑動輸送。當單板輸送到設定光眼檢測位置后，單板位置信息傳給PLC系統，由控制系統發出指令，卸板的推桿向下推動單板離開輸送帶，落在接板升降臺上。單板接板升降臺上后，由系統控制對中推板的汽缸動作，完成單板對中。當接板升降臺上的單板堆到設定的高度后，則系統完成一次單板堆垛。
2.2控制系統
BDD1113-1單板自動堆垛機采用PLC可編程控制器、電流矢量型變頻器、位置傳感器、中文顯示屏等元件組成控制系統，采用可編程序控制器處理輸送和落板過程的各種數據，保證運動控制的準確性和穩定性。
變頻器主要用來驅動輸送帶的高精度運行，改變控制系統參數，實現不同狀態下的輸板速度。
觸摸屏是控制系統輸入計算的基本單元，通過輸入設計控制參數實現堆垛機的各項功能；
采用先進的通訊軟件控制器，使得單板輸送速度及光眼定位信息均為數據顯示及控制，從而保證設備性能更加可靠，功能更加完善。
2.3機械結構的設計及加工工藝
堆垛機的結構設計綜合了真空吸附、齒輪傳動、鏈傳動、氣動和減速等多種機構，關鍵零部件采用數控加工中心、專用機床和組合夾具加工，保證了加工精度。
2.4氣動技術
根據使用要求，對普通氣缸進行改進，增設可調緩沖功能。執行元件、速度控制元件組成一個氣動單元，具有啟動壓力低、性能可靠、沖量小、耐久性長的特點，較好的滿足了設備的設計要求。
2.5機床工作程序
啟動機床→機床正常運轉→設置輸送等有關參數；啟動風機和輸送單元→光眼定位；啟動氣缸變梯度吸附卸板→接料→單板對中定位→一次堆板，工作程序結束。重復下一個循環。
3、主要技術性能指標
控制方式：自動/半自動；堆垛單板位置精度：單板長度方向±25 mm，寬度方向：±10 mm；堆垛尺寸：4′×8′；寬度：1350 mm；小寬度：1100 mm；堆垛單板厚度：1.0-4 mm；快輸送速度：100 m/min；堆垛高度：1000 mm；機床總功率：22.8KW。
4、關鍵技術和創新點
目前，國內單板堆垛主要是輸送帶輸送人工堆垛。輸送帶輸送過程中，單板受環境和氣流的影響發生漂移，甚至脫離輸送帶。原因是單板在輸送帶上無法固定，因此輸送帶輸送單板速度不能太高，運輸效率較低，滿足不了高速剪切輸送單板的要求。針對高速單板旋剪生產線的設計要求，研發單板輸送堆垛設備的關鍵技術。
1）真空吸附技術。真空吸附技術的應用，實現高速輸送過程單板不漂移、不滑動。真空吸附技術主要通過風機形成一個負壓區，將單板吸附在輸送帶上，由風量、風壓和吸附區幾個參數來滿足輸送單板的技術要求。
2）光眼檢測傳感技術。單板輸送過程的定位，利用光眼傳感檢測定位單板，并將定位信息通過數字信號傳給PLC控制系統，實現定位卸板，較機械定位準確，便于實現自動化。
3）變梯度吸附卸板技術。變梯度吸附卸板技術是BDD1113-1單板自動堆垛機的核心技術之一。控制系統根據定位數字信號，由氣動系統實現傾斜逐漸卸板，確保單板卸板過程不受損壞。