文/陳滬·柯樂(lè)機(jī)械貿(mào)易（上海）有限公司

開(kāi)卷矯平落料生產(chǎn)線(xiàn)才是德國(guó)柯樂(lè)的看家本領(lǐng)

文/陳滬·柯樂(lè)機(jī)械貿(mào)易（上海）有限公司

德國(guó)柯樂(lè)機(jī)械制造有限公司（KOHLER Maschinenbau GmbH）主要生產(chǎn)用于壓力機(jī)和沖壓機(jī)自動(dòng)生產(chǎn)線(xiàn)的板帶送料生產(chǎn)線(xiàn)，包括板帶和零件矯平機(jī)、拉彎矯直機(jī)、開(kāi)卷機(jī)和上卷機(jī)，以及壓機(jī)自動(dòng)化系統(tǒng)，也向汽車(chē)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(kāi)卷矯平落料線(xiàn)為例。鋼材加工配送中心對(duì)板材開(kāi)卷矯平落料設(shè)備的要求往往很高，因?yàn)樗麄冃枰庸さ牟牧戏N類(lèi)非常豐富。同時(shí)，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(wú)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(guò)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(lèi)不僅局限于鋼材，也可能是有色金屬，如鋁材或者銅材。

柯樂(lè)的設(shè)備完全滿(mǎn)足了用戶(hù)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?？聵?lè)的開(kāi)卷矯平落料線(xiàn)可以根據(jù)加工材料的特點(diǎn)靈活組成。⑴材料較厚同時(shí)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(wú)板帶活套緩沖裝置的、帶有固定剪的短型生產(chǎn)線(xiàn)。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(zhǎng)型生產(chǎn)線(xiàn)，如圖1所示。

圖1 柯樂(lè)長(zhǎng)型生產(chǎn)線(xiàn)

本文主要具體介紹了長(zhǎng)型生產(chǎn)線(xiàn)的主要設(shè)備組成：上卷料小車(chē)、開(kāi)卷機(jī)、進(jìn)料輔助裝置、精密矯平機(jī)、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(jī)和堆垛機(jī)。

上卷料小車(chē)、開(kāi)卷機(jī)和進(jìn)料輔助裝置

使用叉車(chē)或者車(chē)間里的天車(chē)將卷料放在上料小車(chē)的楔形凹槽中央。上卷料小車(chē)上最多可以放置5個(gè)卷料，將上卷料小車(chē)駛近開(kāi)卷機(jī)，可液壓調(diào)節(jié)高度的上卷料小車(chē)將卷料抬高到開(kāi)卷機(jī)卷筒的高度。為了盡量縮短卷料上載的時(shí)間，柯樂(lè)提供的是帶有卷料預(yù)裝載軸芯的旋轉(zhuǎn)式開(kāi)卷機(jī)，多個(gè)卷料可以同時(shí)裝載在開(kāi)卷機(jī)上，一個(gè)個(gè)依次開(kāi)卷加工。此外，可以全自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)卷料換卷和寬度居中對(duì)齊。

開(kāi)卷機(jī)卷筒通過(guò)滑動(dòng)楔塊脹緊芯軸（70mm的脹開(kāi)范圍）或者齒形脹緊芯軸（170mm的脹開(kāi)范圍）將卷料脹緊。齒形脹緊芯軸是由4個(gè)互相交錯(cuò)的齒狀圓弧板組成的。這種交錯(cuò)的齒狀結(jié)構(gòu)可以避免卷料料尾被卷芯擴(kuò)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(kāi)時(shí)，防止卷帶發(fā)條式彈起。開(kāi)卷機(jī)的測(cè)量臂測(cè)量當(dāng)前卷料的直徑，使卷料的開(kāi)卷速度與矯平機(jī)的加工速度同步。

開(kāi)卷機(jī)配備了一個(gè)功率強(qiáng)大的電機(jī)，可以任意選擇適合每種卷料橫截面的最佳開(kāi)卷力。上料小車(chē)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(kāi)卷區(qū)域各種卷料開(kāi)卷有可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)。上卷料小車(chē)、開(kāi)卷機(jī)的參考圖片如圖2所示。

對(duì)于生產(chǎn)直角型落料的用戶(hù)，開(kāi)卷機(jī)可以配置居中定位功能，保證板帶一直是居中通過(guò)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(gè)向內(nèi)和向下的卷曲趨勢(shì)，進(jìn)料輔助裝置的進(jìn)料口安裝有一個(gè)保持輥，向下壓住料頭，使其向上反向翹起。同時(shí)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(kāi)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(chē)、開(kāi)卷機(jī)的參考圖片（選自德國(guó)柯樂(lè)的生產(chǎn)線(xiàn)）

核心設(shè)備：精密矯平機(jī)

此類(lèi)生產(chǎn)線(xiàn)配置的一般都是帶21根矯平輥?zhàn)拥某C平機(jī)（圖3）。為了滿(mǎn)足尺寸繁多的加工材料，矯平機(jī)可以配置矯平輥盒更換裝置（柯樂(lè)公司的專(zhuān)利技術(shù)）。通過(guò)更換輥盒，用戶(hù)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(jī)的參考圖片（選自德國(guó)柯樂(lè)的生產(chǎn)線(xiàn)）

這套換裝系統(tǒng)可以對(duì)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(jī)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(dú)開(kāi)出機(jī)床，用于清潔和保養(yǎng)。

生產(chǎn)過(guò)程中如果有污漬顆粒留在矯平機(jī)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(shí)間，在更換卷料的同時(shí)清潔裝置開(kāi)進(jìn)矯平機(jī)進(jìn)行清潔。毛氈在矯平輥之間擺動(dòng)，清除殘留在這個(gè)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(guò)調(diào)節(jié)下輥架的支撐輥?zhàn)拥母叨?，使下矯平輥?zhàn)拥竭_(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?？聵?lè)的料頭剪可以進(jìn)行自動(dòng)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(dòng)設(shè)置，達(dá)到最小毛刺高度。

柯樂(lè)的長(zhǎng)型開(kāi)卷矯平落料線(xiàn)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(jī)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(xiàn)，其加工的材料種類(lèi)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(yùn)動(dòng)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?。婚g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(shí)，矯平機(jī)會(huì)自動(dòng)停機(jī)，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(shí)，后續(xù)設(shè)備自動(dòng)停機(jī)，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(gè)向下和向后的慣性。為了防止這個(gè)慣性對(duì)橫剪機(jī)的剪刃造成拉扯，在板帶活套裝置和橫剪機(jī)之間安裝有一個(gè)步進(jìn)送料裝置。步進(jìn)送料裝置的送料輥對(duì)從板帶活套裝置出來(lái)的板帶有一個(gè)拉力，配合橫剪機(jī)的加工速度，將板帶平穩(wěn)地送入橫剪機(jī)。

圖4 板帶活套裝置的參考圖片（選自德國(guó)柯樂(lè)的生產(chǎn)線(xiàn)）

橫剪機(jī)

柯樂(lè)的橫剪機(jī)有固定剪、飛剪和擺剪等不同種類(lèi)。固定剪適用于非連續(xù)工作的生產(chǎn)線(xiàn)，以啟動(dòng)—停止—啟動(dòng)—停止的模式剪切。飛剪在卷料以連續(xù)模式剪切時(shí)使用，通過(guò)齒輪齒條驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使剪切機(jī)做線(xiàn)性運(yùn)動(dòng)。此剪切機(jī)的剪切速度受運(yùn)動(dòng)慣量的限制，它取決于卷料的厚度。這種剪切機(jī)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(zhuān)用工具，還可以進(jìn)行弧形切割。

橫剪機(jī)后方的傳送帶可以將測(cè)試料、廢料、二等料等有選擇地分向送到廢料箱。在自動(dòng)運(yùn)行模式下，傳送帶可以通到每個(gè)廢料箱。這樣，用戶(hù)可以在不停機(jī)的情況下做任何一種測(cè)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(guó)柯樂(lè)的生產(chǎn)線(xiàn)）

堆垛機(jī)

一條傳送帶將落料送到堆垛機(jī)區(qū)域，同時(shí)具有質(zhì)量檢測(cè)的功能。至于堆垛機(jī)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(jī)，電刷式堆垛機(jī)、吹洗空氣-毛刷式堆垛機(jī)、磁性皮帶堆垛機(jī)以及真空堆垛機(jī)，比如鋁合金梯形落料就需要使用真空堆垛機(jī)，如圖6所示。不同的堆垛機(jī)可以堆垛的落料長(zhǎng)度不同，最短的不到300mm，最長(zhǎng)的可以超過(guò)8000mm。

吹洗空氣—毛刷式堆垛機(jī)的空氣流量大小、毛刷的運(yùn)行狀態(tài)以及位置都可以自由設(shè)置?？盏耐斜P(pán)被放在一個(gè)移動(dòng)工作臺(tái)上，自動(dòng)送到堆垛位置。堆好垛的落料被自動(dòng)稱(chēng)重，并被自動(dòng)綁上包裝帶，然后從堆垛平臺(tái)上被運(yùn)送出生產(chǎn)線(xiàn)。每個(gè)堆垛平臺(tái)都配置有獨(dú)立的升降臺(tái)，所以可以各自獨(dú)立地進(jìn)行堆垛或者下料。由此，在整個(gè)堆垛區(qū)域內(nèi)堆垛平臺(tái)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(gè)裝好垛料的小托盤(pán)由一個(gè)包裝機(jī)械手堆放到大的運(yùn)輸托盤(pán)上，被捆綁好，如果需要可以立即裝車(chē)發(fā)貨，整個(gè)過(guò)程自動(dòng)而且快速。

圖6 堆垛機(jī)的參考圖片（選自德國(guó)柯樂(lè)的生產(chǎn)線(xiàn)）

數(shù)據(jù)管理和高效節(jié)能

對(duì)不同卷料參數(shù)和測(cè)量數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存可以通過(guò)一個(gè)集成的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，這是柯樂(lè)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置。同樣屬于柯樂(lè)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)配置的是觸摸式操作顯示屏，實(shí)現(xiàn)了可視化的數(shù)據(jù)讀取和輸入。

所有主電機(jī)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(jī)。開(kāi)卷機(jī)產(chǎn)生的制動(dòng)能量被儲(chǔ)存在中間電路，可以直接供應(yīng)給矯平機(jī)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。再加上一個(gè)可調(diào)節(jié)的液壓裝置，整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的每個(gè)環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)了最大限度的高效節(jié)能。

結(jié)束語(yǔ)

在中國(guó)，這類(lèi)長(zhǎng)型生產(chǎn)線(xiàn)中的上料小車(chē)、開(kāi)卷機(jī)、矯平機(jī)、橫剪機(jī)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(chē)制造行業(yè)，如通用、寶馬、長(zhǎng)城汽車(chē)等等。