帶風(fēng)管折邊機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)概要

1、Open Journal of Nature Science 自然科學(xué), 2015, 3(3, 89-94 The Design and Implementation of a Folding Machine with Wind PipesJingman Xia1, Wei Li1, Jie Tang1,2, Rong Liu1,21Chongqing Huafu Industrial Co., Ltd, Chongqing2Chongqing Changpeng Industrial Group Co., Ltd., ChongqingReceived: Aug. 1st, 2015; ac

2、cepted: Aug. 14th, 2015; published: Aug. 21st, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY./licenses/by/4.0/ AbstractFlap is a fundamental technology for processing. Th

3、e folding machine plays an important role for the consistency, appearance and hemming productivity of the products. This equipment is a dedi-cated edging hemming device of the ceiling skylights, which is single-station and works indepen-dently. Its functions are burring and adhesive, pressing and st

4、ereotype for skylights by the lifting mechanism, flanging mechanism, lifting mechanism, etc. Thus it would complete the edging action of the workpiece. In order to ensure that the workpiece is not contaminated, SMC oil-cylinder is selected for all edging parts. And the guiding of all lifting parts i

5、s made of linear motion bearings.The electrical systems adopt Omron PLC. The buttons of control adopt touch screen. The structure of the device is compact. The installation and retooling are convenient. And the parameter ad-justment is convenient. The device is easy to operate, and has high safety.K

6、eywordsWind Pipes, Folding Machine, Hemming Device, Dormers 帶風(fēng)管折邊機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)夏靜滿1,厲偉1,湯捷1,2,劉榮1,21重慶華福車船電子設(shè)備制造有限公司,重慶2重慶長鵬實業(yè)(集團(tuán)有限公司,重慶夏靜滿等收稿日期:2015年8月1日;錄用日期:2015年8月14日;發(fā)布日期:2015年8月21日 摘要“折邊”是加工的一項基本工藝,折邊機(jī)對產(chǎn)品的一致性、美觀性及折邊生產(chǎn)效率起著重要作用。本文的設(shè)備是頂棚天窗專用包邊設(shè)備,單工位獨立工作。其功能是通過升降機(jī)構(gòu)、翻邊機(jī)構(gòu)、頂升機(jī)構(gòu)等對天窗進(jìn)行翻邊粘合、保壓定型,從而完成工件的包邊動作。本設(shè)

7、備中,為確保工件不被污染,各包邊部位選用SMC無油氣缸,各升降部位導(dǎo)向均采用直線運動軸承。電氣系統(tǒng)中采用歐姆龍PLC,控制按鈕采用觸摸屏形式。本設(shè)備整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,安裝、換模方便,觸摸屏顯示直觀。并具有參數(shù)調(diào)整方便,操作簡單,安全性高等優(yōu)點。關(guān)鍵詞風(fēng)管,折邊機(jī),包邊設(shè)備,天窗 1. 引言折邊,是指將事先片薄的幫邊折過去并粘住、壓平,使得幫邊干凈、光滑的過程,是加工的一項基本工藝,也是生產(chǎn)中材料成型的工序之一。折邊機(jī)被廣泛用于金屬板料的彎曲成形。它在折各種角度的邊時,不需專用模具,這比折彎機(jī)優(yōu)越。如利用模具,可成形各種幾何斷面的型材。折邊機(jī)是指代替手工完成夾幫、送料、折邊、打剪口、噴膠、敲平等工序

8、的機(jī)器。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,由于金屬板材生產(chǎn)效率高,重量輕,且能制出復(fù)雜剖面形狀等優(yōu)點,金屬板材成為應(yīng)用最廣泛的型材,同時折邊機(jī)是最重要的金屬板材成型加工設(shè)備之一1。折邊機(jī)為簡單的彎曲機(jī),既可以是手動的,也可以是機(jī)動的。最簡單的方法是用有彎曲半徑的模型把鋼板牢固地固定在機(jī)床工作臺上。伸出的部分材料放在另一個工作臺上,該工作臺能沿彎曲半徑中心旋轉(zhuǎn)2。當(dāng)活動工作臺上升時,它把不銹鋼彎曲成所需的角度。很明顯,當(dāng)進(jìn)行彎曲時,不銹鋼在工作臺上滑動。所以,為防止劃傷不銹鋼,工作臺表面必須平滑。在實際加工過程中,通常用塑料膜保護(hù)不銹鋼表面3 4。為了增加剛度需要彎邊,采用沖壓加工比較困難,因為板材較長,一般都

9、長一米多,因此模具的加工困難,而用手工加工不但精度差而且效率低,沒辦法滿足高效、自動化、大批量的現(xiàn)代化生產(chǎn)要求5。針對上述情況,本文提出了一種新穎的帶風(fēng)管折邊機(jī)的設(shè)計方法并得到了較好的實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的干法工藝和非折邊工藝頂棚相比,本文的濕法折邊帶空調(diào)風(fēng)管頂棚解決了以下幾個問題:(1 頂棚強(qiáng)度以及韌性的改善;(2 頂棚吸聲能力的提高;(3 折邊工藝帶來的外觀創(chuàng)新和減少主機(jī)廠裝車強(qiáng)度;(4 空調(diào)風(fēng)管的集成化。2. 帶風(fēng)管折邊機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計本設(shè)備主要由機(jī)架、升降機(jī)構(gòu)、帶風(fēng)管折邊機(jī)構(gòu)、氣動系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)等部分組成。設(shè)備總圖見圖1所示。2.1. 機(jī)架由型鋼焊接整體框架,其余零部件均裝于框架內(nèi)部及上部。后

10、面安裝有安全檢修門,側(cè)面裝有防護(hù)網(wǎng)片,以便于設(shè)備的維修和調(diào)整。機(jī)架底部四角裝有可調(diào)地腳,可調(diào)整工作臺面的水平,底部裝有叉車夏靜滿等 1、機(jī)架2、升降壓緊機(jī)構(gòu)3、帶風(fēng)管折邊機(jī)構(gòu)4、電氣柜Figure 1. General drawing of the equipment structure圖1. 設(shè)備結(jié)構(gòu)總圖槽,便于安裝、運輸。2.2. 升降壓緊機(jī)構(gòu)由升降氣缸驅(qū)動上下運動,用于包邊前的壓緊,以及四角夾緊機(jī)構(gòu)、前沿翻邊機(jī)構(gòu)的安裝。升降氣缸配有鎖緊裝置,當(dāng)氣源被切斷時,保證提升框架不能自由下落,確保工作人員及設(shè)備的安全。升降壓緊機(jī)構(gòu)分為兩個部分。(1 壓緊機(jī)構(gòu)(包含四角夾緊機(jī)構(gòu)和前沿翻邊機(jī)構(gòu):采用型

11、材支架,可以更清楚的觀察包邊過程,便于調(diào)整和維修。定位壓緊機(jī)構(gòu)中的壓緊桿頭部裝有不銹鋼壓板,可隨意調(diào)節(jié)壓緊力,防止對工件的損壞。四角夾緊可緊緊夾住四角面料進(jìn)行包邊以保證包邊效果。模具采用聚四氟材質(zhì),可有效防止與粘合膠的粘連。(2 復(fù)合機(jī)構(gòu):復(fù)合模具采用LY12材料,依據(jù)數(shù)模經(jīng)數(shù)控加工而成,使工件與模具更加吻合,定位精度高。采用直線軸承導(dǎo)向,浮動氣缸接頭連接,保證壓緊位置的精確定位,同時可有效調(diào)整壓緊力大小,防止損壞工件。2.3. 帶風(fēng)管折邊機(jī)構(gòu)帶風(fēng)管折邊機(jī)構(gòu)模具均依據(jù)數(shù)模經(jīng)數(shù)控加工而成,使工件與模具更加吻合,定位精度高。模具運動由氣缸帶動,滑軌、滑塊導(dǎo)向,限位控制移動距離,方便調(diào)節(jié),準(zhǔn)確度高。

12、升降系統(tǒng)采用直線軸承導(dǎo)向,浮動氣缸接頭連接,保證壓緊位置的精確定位,同時可有效調(diào)整壓緊力大小,防止損壞工件。2.4. 氣動系統(tǒng)氣動系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)氣缸、薄型氣缸、電磁閥、減壓閥、球閥、氣動二聯(lián)件等組成。2.5. 電氣系統(tǒng)電器設(shè)備供電系統(tǒng)采用三相四線制電網(wǎng)供電,電壓為380 V、50 Hz,電網(wǎng)電壓的變化幅度不應(yīng)超出額定值的±10%?？刂齐娐冯妷簽榻涣?20 V、直流24 V。(1 控制系統(tǒng)組成歐姆龍PLC、昆侖通態(tài)觸摸屏、萊恩安全光柵、歐姆龍繼電器等器件。夏靜滿等(2 操作面板上的器件說明(a 面板“控制電源”指示燈當(dāng)設(shè)備合閘后,變壓器工作,此點亮表明設(shè)備控制電源接通。(b 面板“電源鎖”

13、鑰匙開關(guān)設(shè)備被電源接通后,此鑰匙開關(guān)打開后,設(shè)備總電源才可通電,當(dāng)鑰匙開關(guān)閉合,設(shè)備總電源無法閉合。(c 面板“手動-自動”按鈕“手動,自動”指示燈設(shè)備電源接通后,選擇“手動-自動”按鈕,“手動,自動”相對應(yīng)指示燈點亮。(d 面板“急?！卑粹o及“故障”指示燈在工作中出現(xiàn)事故或維修當(dāng)中按下急停按鈕,設(shè)備各部分氣缸則不工作,同時故障蜂鳴器報警,報警還包括門限位報警,光柵報警及自動工作中各氣缸不到位報警等等。(e 面板“復(fù)位”按鈕及“總原位”指示燈總原位燈亮代表所有氣缸回到初始位置并可以自動工作,按住復(fù)位按鈕則所有氣缸回到初始位置直到總原位燈亮起復(fù)位完成。(3 操作面板上的觸摸屏按鈕說明(a 手動操

14、作頁面一、二按鈕當(dāng)在操作面板上“手動自動”選擇中撥到手動工作模式時,面板上手動指示燈“點亮”,設(shè)備處于手動工作狀態(tài)。此時,手動操作頁面一和二里面的各個氣缸按鈕進(jìn)行手動并有指示燈顯示氣缸的位置。(b “包邊時間設(shè)定按鈕”可以調(diào)整包邊壓緊的時間,根據(jù)工件材料和膠水粘合的時間來設(shè)定。(c “計數(shù)頁面”當(dāng)自動工作每一個循環(huán)結(jié)束后,工件計數(shù)累計加一,計數(shù)清零按鈕按下工件清零。(d “更換模具選擇”和“更換模具頁面”當(dāng)需要更換模具前按下“更換模具”選擇,此時手動,自動都不能工作,塔燈手動燈,自動燈全部熄滅。然后進(jìn)入更換“模具頁面”按步驟進(jìn)行更換模具,當(dāng)模具更換完畢后,點擊“換模完成”按鈕,退出此頁面,此時

15、換模完成,塔燈手動,自動燈點亮。(e “報警頁面”及“報警復(fù)位”1 當(dāng)設(shè)備在運行過程中,如果電器或機(jī)械出現(xiàn)故障,按下“急停”按鈕,急停報警。2 當(dāng)設(shè)備門被打開時,門限位報警。3 當(dāng)自動工作中,有人遮擋光柵,光柵報警。4 當(dāng)自動工作中,設(shè)備按程序進(jìn)行工作,如果某氣缸在程序設(shè)定的時間內(nèi)沒有到達(dá)位置,氣缸不到位置報警。以上報警都會使設(shè)備停止工作,同時蜂鳴器報警,并且在報警頁面中顯示故障名稱。故障排除后,按下觸摸屏“報警復(fù)位”,蜂鳴器停止報警,設(shè)備恢復(fù)正常。3. 帶風(fēng)管折邊機(jī)的原理3.1. 工作原理人工將待包邊的工件(修整并涂膠完成并帶有表皮面料和支架的工件放置于定位模具上,啟動程序6。夏靜滿等升降氣

16、缸驅(qū)動升降機(jī)構(gòu)與壓緊機(jī)構(gòu)下行,下降到位后壓緊機(jī)構(gòu)將工件固定在定位模具上。壓緊完成后,四角夾緊氣缸伸出,與四角包邊模具共同作用將四角面料夾緊。夾緊完成后包邊氣缸伸出,包邊升降氣缸下降,將包邊模具與工件壓緊,完成包邊的第一步。在保壓一段時間后(保壓時間可根據(jù)環(huán)境、工件的具體情況來調(diào)節(jié)復(fù)合氣缸下降,將復(fù)合模具壓緊于工件之上,將其余部分壓緊,隨后前沿翻邊氣缸伸出,將前沿剩余面料與支架粘合,完成包邊的其余動作,并保壓一段時間(保壓時間可根據(jù)環(huán)境、工件的具體情況來調(diào)節(jié) 7。待保壓完成后,帶風(fēng)管折邊機(jī)構(gòu)退回,升降機(jī)構(gòu)上升,插銷氣缸伸出將升降機(jī)構(gòu)固定于機(jī)架頂部,防止墜落。完成后,人工取出工件,完成一次循環(huán)。3

17、.2. 循環(huán)過程(1 操作者拿取噴過膠水的未包邊頂棚放置在定位模具上,完成后退出設(shè)備運行區(qū)域;(2 插銷氣缸縮回,主氣缸伸出,壓緊機(jī)構(gòu)下降并將頂棚壓緊于定位模具上;(3 四角夾緊氣缸同時伸出,將四角面料夾緊;(4 包邊氣缸同時伸出,將面料推出至正確位置;(5 包邊升降氣缸下降,將包邊模具壓緊于頂棚之上;(6 四角夾緊氣缸同時縮回,將四角面料放開;(7 復(fù)合氣缸伸出,將復(fù)合模具壓緊在頂棚之上,并保壓一段時間,與此同時,前沿翻邊氣缸伸出,將前沿翻邊模具推至正確位置,并保持一段時間;(8 前沿翻邊氣缸縮回,使前沿翻邊模具退回至初始位置;(9 復(fù)合氣缸縮回,將復(fù)合機(jī)構(gòu)提升至最高位置;(10 包邊升降氣

18、缸頂起,使包邊模具脫離頂棚面料;(11 包邊氣缸同時縮回,退回至初始位置;(12 主氣缸縮回,使壓緊機(jī)構(gòu)上升至初始位置。插銷氣缸伸出,將升降機(jī)構(gòu)固定于上方初始位置,防止壓緊機(jī)構(gòu)墜落傷人;(13 操作者取出包邊完成的頂棚放置在指定位置。4. 實驗測試分析經(jīng)過實驗測試得到如表1所示的實驗結(jié)果。如表1所示,經(jīng)試驗測試分析,本帶風(fēng)管折邊機(jī)的供電電壓在3Ø/380 V ± 10%/50 Hz的范圍內(nèi),氣源壓力為0.50.7 MPa。功率約為1 Kw。工作節(jié)拍約為40秒。該帶風(fēng)管折邊機(jī)長為2800 mm,寬為3030 mm,高為1650 mm。設(shè)備重量約為3500 Kg。Table 1

19、. The Result of Test表1.實驗結(jié)果內(nèi)容參數(shù)值供電電壓3Ø/380V ± 10%/50Hz氣源電壓0.50.7 MPa功率1 Kw工作節(jié)拍40秒(包括取放件外形尺寸(長× 寬× 高 2800 × 3030 × 1650 (mm設(shè)備重量( 3500 Kg夏靜滿 等 5. 結(jié)論 本設(shè)備整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，安裝、換模方便，觸摸屏顯示直觀。并具有參數(shù)調(diào)整方便，操作簡單，安全 性高等優(yōu)點。在新型頂棚的研發(fā)過程中，主要的技術(shù)創(chuàng)新集中在：(1 熱固化工藝；(2 面料或者材料整 體的翻折包邊；(3 高性能高吸聲 PU 片材制作；(4 空調(diào)

20、風(fēng)管材料改進(jìn)和裝配。本設(shè)備引入基材瞬間高 溫加熱翻折，采用 PP-foam 材質(zhì)進(jìn)行空調(diào)風(fēng)管開發(fā)，半硬質(zhì)泡沫材料的新配方。實驗結(jié)果證明了該帶風(fēng) 管折邊機(jī)的設(shè)計與實現(xiàn)均獲得到了較好的效果。 基金項目 重慶市應(yīng)用開發(fā)計劃項目(cstc2013yykfB60006，重慶市應(yīng)用開發(fā)計劃項目(cstc2013yykfC60006。 參考文獻(xiàn) (References 1 2 3 4 5 6 張明富, 黃治中 (2009 國內(nèi)外折彎機(jī)、剪板機(jī)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢. 鍛壓機(jī)械, 7, 34-36. 王蕾, 王春生 (2009 我國金屬板材加工機(jī)床的技術(shù)進(jìn)步與發(fā)展. 機(jī)械工人, 4, 20-22. Li, J.F., Yang, D. and Jian, W. (2013 Research on optimization method of folding unit matching for automatic folding machine. Journal of Beijing University of Technology. Zhang, N.L., Zhang, Y.M. and Li, X.F. (2009 Development of control