熊洪波，呂亞彪，張 春

(云南馳宏鋅鍺股份有限公司會澤冶煉分公司，云南 會譯 654200)

0 引 言

在當今市場經濟的情況下，產品的質量和形象是企業(yè)生存和發(fā)展的決定性因素之一，在有色金屬的國際期貨交易市場，對交易產品都有嚴格的捆扎包裝要求，既要打包牢固，又要求在運輸過程中有足夠緩沖保護貨物，還要避免有色金屬不被打包帶污染，影響美觀、質量。鋅錠是一種貴重的、稀缺性的工業(yè)產品，其單件重量大、搬運頻率高、長途運輸、高純度等特點，鋅錠捆包質量直接影響鋅錠的質量與銷售，成品的包裝質量已逐步成為影響企業(yè)升級和獲得經濟效益的重要因素。鋅錠的精整包裝作為鋅冶煉生產的最后一道工序，鋅錠打捆機是捆扎鋅錠金屬材料必須的關鍵設備。傳統(tǒng)的人工包裝效率低，工作強度大，作業(yè)環(huán)境差，而且易產生散捆、混號的情況，從而大大制約了鋅錠產量的提高。

為了更好地適應市場需求，提高企業(yè)的競爭力，在現(xiàn)有技術和生產條件下，引進全自動免扣鋼帶打捆機的關鍵技術對傳統(tǒng)的人工包裝進行改造是非常有必要和有意義的。

1 全自動免扣鋼帶打捆機系統(tǒng)構成及工作原理

1.1 系統(tǒng)構成

免扣全自動鋼帶打捆機是通過PLC控制系統(tǒng)控制設備打捆機頭升降和打捆機頭工作，并配合輸送線及頂升旋轉設備實現(xiàn)鋅錠自動打捆功能的一種自動化設備。其主要由旋轉頂升工件臺、橫移機構、打捆機頭升降機構、穿帶導槽及穿箭機構、導帶機構、帶盤機構、氣動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。其總體結構見圖1。

1.1.1 旋轉頂升工件臺

主體由伺服馬達、渦輪旋轉機構，頂升油缸、工件平臺組成，主要負責鋅垛的頂升旋轉，配合打捆機實現(xiàn)鋅垛井字捆帶打包。

1.橫移機構；2.減速電機；3.穿箭機構；4.導帶槽1；5.導帶槽2；6.打捆機頭；7.機頭升降機構；8.導帶槽2；9.穿帶導槽機構；10.導帶輪機構

圖1 免扣全自動鋼帶打捆機結構總圖

Fig.1 General Structure of Full-automaticBuckle-free Baler with Steel Belt

1.1.2 橫移機構

主體由方鋼管焊接構成，美觀牢固。主框架通過其本身安裝的驅動電機帶動齒輪與底座上安裝的齒條的嚙合在導軌上進行平移。通過行程開關檢測其所在位置。

1.1.3 打捆機頭升降機構

打捆機頭升降機構由壓垛到位檢測機構和機頭浮動安裝支架等組成。升降傳動機構安裝到直線導軌上，用氣缸驅動其上下移動

1.1.4 打捆機頭

打捆機頭主要由以下單元組成：

1)捆帶輸送單元：用于捆帶的送帶及收帶。使用伺服電機或氣馬達驅動送帶輪，實現(xiàn)捆帶按設定長度送帶并收帶至包裹被打包物體表面。

2)張緊單元：用于捆帶的張緊。使用氣馬達通過減速箱驅動張緊輪實現(xiàn)捆帶最終張緊，達到設定拉力。

3)咬扣單元：用于捆帶咬合做扣切斷。使用二合一氣缸驅動咬扣夾鉗實現(xiàn)對捆帶的夾緊、切斷及咬扣，完成打包功能。內置吹掃裝置每次做扣后吹掃清理雜質。

4)導帶門單元：用于捆帶的導向送帶。使用氣缸帶動導帶門翻轉開合，實現(xiàn)送帶時形成捆帶輸送通道，并內置到位傳感器檢測捆帶送帶結束。

5)附加夾緊單元：用于對捆帶的附加夾緊。使用氣缸對機頭捆帶入口處的捆帶施加制動力，實現(xiàn)對捆帶的額外夾緊。

6)電磁閥島單元：用于控制各單元的氣動元件。

1.1.5 穿帶導槽及穿箭機構

穿帶導槽及穿箭機構是鋼帶行走的軌道，其中穿箭機構部分的導槽是可伸縮的，在穿帶時伸出，在輸送線移動時縮回。穿帶導槽、穿箭機構及打捆機頭三個部分組成了一個閉環(huán)回路，使自動打捆機頭能夠完成一個完整的送帶打包過程。

1.1.6 導帶機構

送帶導槽機構分為三部分，分別是導向輪機構，導帶管機構和導帶機構。從帶盤車穿出的捆帶通過導向輪機構穿入導帶管中，再經過導帶機構的兩個導向輪最終穿入打包機頭入帶口。

1.1.7 帶盤機構

帶盤機構用于捆帶的儲存及供帶。帶盤機構由支架、定輪組、動輪組、送帶盤機構、減速電機等組成。帶盤車儲帶盤上可以安裝外購的標準捆帶帶卷，儲帶盤通過帶抱閘的減速電機的正反轉功能實現(xiàn)捆帶的送帶收帶。

1.1.8 氣動系統(tǒng)構成。

氣動系統(tǒng)由氣源處理單元、閥島、氣缸及執(zhí)行元件組成。自動運行依靠PLC給出的電平指令驅動閥島閥片切換實現(xiàn)氣缸的往復動作。

1.1.9 控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)選用德國西門子的SIMATICS7—1200系列PLC，該系列具有緊湊的、模塊化、可擴展性強、靈活度高等優(yōu)點，可實現(xiàn)最高標準工業(yè)通信的通信接口以及一整套強大的集成技術功能，使該控制器成為完整、全面的自動化解決方案的重要組成部分。

人機交互采用的是西門子SIMATIC HMI KTP1200系列人機界面，該系列具有集成和兼容性強、環(huán)境耐受力強、功能強大等優(yōu)點。通過人機交互界面可以實現(xiàn)對打捆機的運行狀態(tài)查看、位置校準、參數(shù)設置、輸入輸出查看、故障報警查詢、查看幫助文件功能。

圖2 人機界面

1.2 全自動免扣鋼帶打捆機工作原理

打捆機又稱打包機或捆包機，是使用捆扎帶纏繞產品或包裝件，然后咬緊捆扎帶接頭，收緊多余捆扎帶，并通過張緊裝置使捆扎帶緊緊纏繞在產品或包裝件表面，再使咬扣夾鉗實現(xiàn)對捆帶的夾緊、切斷及咬扣，完成打包功能。打捆機的功用是使鋼帶能緊貼于被捆扎包件表面，保證包件在運輸、貯存中不因捆扎不牢而散落，同時還應捆扎整齊美觀。其工作流程見圖3。

圖3 全自動免扣鋼帶打捆機工作流程

2 結 語

經過生產實踐證明，該全自動免扣鋼帶打捆機作為整條鋅熔鑄生產線比較重要的一個環(huán)節(jié)，具有工作效率高、產能大、自動化程度高，勞動強度低等優(yōu)點，不僅節(jié)約了生產成本也改善了員工的操作環(huán)境及勞動強度，能夠滿足150 kt/a電解鋅熔鑄生產線的需要，實現(xiàn)了安全、高效的大規(guī)模鋅熔鑄自動化作業(yè)。