开卷矫平落料生产线才是德国柯乐的看家本领

2016-06-21陈沪柯乐机械贸易上海有限公司

锻造与冲压 2016年24期

文/陈沪·柯乐机械贸易（上海）有限公司

文/陈沪·柯乐机械贸易（上海）有限公司

德国柯乐机械制造有限公司（KOHLER Maschinenbau GmbH）主要生产用于压力机和冲压机自动生产线的板带送料生产线，包括板带和零件矫平机、拉弯矫直机、开卷机和上卷机，以及压机自动化系统，也向汽车行业和钢材行业提供矫平设备。

以钢材加工配送中心使用的开卷矫平落料线为例。钢材加工配送中心对板材开卷矫平落料设备的要求往往很高，因为他们需要加工的材料种类非常丰富。同时，要求得到最好的表面加工质量、精密矫平的落料、锋利的剪切边、精确的剪切角度以及无损伤并整齐的堆垛，这些都是钢材加工配送中心的主要质量要求。钢材加工配送中心加工的板材，如果宽度超过2000mm，料卷的直径达到φ2100mm，这样的料卷重量最大可以达到32t。需要加工的板带种类不仅局限于钢材，也可能是有色金属，如铝材或者铜材。

柯乐的设备完全满足了用户的要求：设备稳定性和生产效率高、板料表面加工质量好、平整度高。柯乐的开卷矫平落料线可以根据加工材料的特点灵活组成。⑴材料较厚同时要求设备占地空间节约紧凑的，可以选择结构紧凑的、无板带活套缓冲装置的、带有固定剪的短型生产线。⑵材料较薄的可以选择带有板带活套缓冲装置、辊式步进送料装置和液压固定剪的长型生产线，如图1所示。

图1 柯乐长型生产线

本文主要具体介绍了长型生产线的主要设备组成：上卷料小车、开卷机、进料辅助装置、精密矫平机、料头剪、薄膜覆膜装置、板带活套装置、步进送料装置、横剪机和堆垛机。

上卷料小车、开卷机和进料辅助装置

使用叉车或者车间里的天车将卷料放在上料小车的楔形凹槽中央。上卷料小车上最多可以放置5个卷料，将上卷料小车驶近开卷机，可液压调节高度的上卷料小车将卷料抬高到开卷机卷筒的高度。为了尽量缩短卷料上载的时间，柯乐提供的是带有卷料预装载轴芯的旋转式开卷机，多个卷料可以同时装载在开卷机上，一个个依次开卷加工。此外，可以全自动化实现卷料换卷和宽度居中对齐。

开卷机卷筒通过滑动楔块胀紧芯轴（70mm的胀开范围）或者齿形胀紧芯轴（170mm的胀开范围）将卷料胀紧。齿形胀紧芯轴是由4个互相交错的齿状圆弧板组成的。这种交错的齿状结构可以避免卷料料尾被卷芯扩张装置勾住。

卷芯上方的液压压力辊压住卷料，当卷料捆绑封条松开时，防止卷带发条式弹起。开卷机的测量臂测量当前卷料的直径，使卷料的开卷速度与矫平机的加工速度同步。

开卷机配备了一个功率强大的电机，可以任意选择适合每种卷料横截面的最佳开卷力。上料小车上带防反弹装置的压辊和卷芯上方的液压式压臂能够全方位预防开卷区域各种卷料开卷有可能产生的危险。上卷料小车、开卷机的参考图片如图2所示。

对于生产直角型落料的用户，开卷机可以配置居中定位功能，保证板带一直是居中通过设备的。由此可以保证板带在后道工序中被剪切的角度都是直角。

卷料的料头有一个向内和向下的卷曲趋势，进料辅助装置的进料口安装有一个保持辊，向下压住料头，使其向上反向翘起。同时保持辊下方的楔形导板抬起，托住板带料头。为了最大程度承受板带的重量，导板可以延伸至卷料，直接托住从卷料上打开的板带。保持辊和楔形导板共同作用，辅助板带进入后续的送料辊。

图2 上卷料小车、开卷机的参考图片（选自德国柯乐的生产线）

核心设备：精密矫平机

此类生产线配置的一般都是带21根矫平辊子的矫平机（图3）。为了满足尺寸繁多的加工材料，矫平机可以配置矫平辊盒更换装置（柯乐公司的专利技术）。通过更换辊盒，用户可以使用不同直径的矫平辊进行生产。

图3 板带精密矫平机的参考图片（选自德国柯乐的生产线）

这套换装系统可以对整套矫平辊进行快速更换，快速换入其他辊径的第二套辊架，使机床立即加工其他尺寸的板材。上辊架和下辊架也可以各自单独开出机床，用于清洁和保养。

生产过程中如果有污渍颗粒留在矫平机内部，可以使用毛毡清洁装置进行清洁处理。合理利用卷料更换的时间，在更换卷料的同时清洁装置开进矫平机进行清洁。毛毡在矫平辊之间摆动，清除残留在这个区域的污渍颗粒。要解决板带的裙边和中间浪形缺陷，可以采用矫平辊弯曲功能，通过调节下辊架的支撑辊子的高度，使下矫平辊子到达要求的弯曲，从而矫正裙边或者中间浪形。

料头剪、薄膜覆膜装置、板带活套装置和步进送料装置

料头剪用于切除卷料的端部。柯乐的料头剪可以进行自动剪切的角度和行程的调整，适应不同厚度和宽度的板带。剪刃的间隙也可以按照板带的厚度自动设置，达到最小毛刺高度。

柯乐的长型开卷矫平落料线还可以配置薄膜覆膜装置或者覆纸张装置，用于保护表面敏感度高的板带。此外，板带清洗机可以去除板带表面的污垢或者残油，之后再在板带表面涂上一层均匀的保护油膜。配置上覆膜装置和清洗装置的落料线，其加工的材料种类又增加很多。

板带活套装置（图4）的作用是：缓解因板带步进运动等产生的振荡，并保持板带活套固定的高度。超声波传感器被安装在板带活套下方的中间位置。板带活套和传感器之间的距离决定了板带的进料速度。间距越小，板带进料的速度就越小；间距增加，板带进料的速度就相应加快。当板带活套太大，装置底部的光感应器感应到活套时，矫平机会自动停机，以便操作员检查是否是后续设备产生的故障。当板带活套太小，装置半空中的接触臂触碰到活套时，后续设备自动停机，防止板带被拉扯坏。板带输送装置的出料口的高度可以被调节，使出料口的高度与后续设备的进料口的高度相协调。

由于活套的重量，板带活套装置出料口的板带有一个向下和向后的惯性。为了防止这个惯性对横剪机的剪刃造成拉扯，在板带活套装置和横剪机之间安装有一个步进送料装置。步进送料装置的送料辊对从板带活套装置出来的板带有一个拉力，配合横剪机的加工速度，将板带平稳地送入横剪机。

图4 板带活套装置的参考图片（选自德国柯乐的生产线）

横剪机

柯乐的横剪机有固定剪、飞剪和摆剪等不同种类。固定剪适用于非连续工作的生产线，以启动—停止—启动—停止的模式剪切。飞剪在卷料以连续模式剪切时使用，通过齿轮齿条驱动机构，使剪切机做线性运动。此剪切机的剪切速度受运动惯量的限制，它取决于卷料的厚度。这种剪切机适用于厚度最大为20mm的卷料。摆剪用于切割梯形或菱形的工件，使用专用工具，还可以进行弧形切割。

横剪机后方的传送带可以将测试料、废料、二等料等有选择地分向送到废料箱。在自动运行模式下，传送带可以通到每个废料箱。这样，用户可以在不停机的情况下做任何一种测试。料头剪和废料箱的参考图片如图5所示。

图5 料头剪和废料箱的参考图片（选自德国柯乐的生产线）

堆垛机

一条传送带将落料送到堆垛机区域，同时具有质量检测的功能。至于堆垛机的选择，根据落料材质和应用范围的不同可以采用不同的堆垛机，电刷式堆垛机、吹洗空气-毛刷式堆垛机、磁性皮带堆垛机以及真空堆垛机，比如铝合金梯形落料就需要使用真空堆垛机，如图6所示。不同的堆垛机可以堆垛的落料长度不同，最短的不到300mm，最长的可以超过8000mm。

吹洗空气—毛刷式堆垛机的空气流量大小、毛刷的运行状态以及位置都可以自由设置。空的托盘被放在一个移动工作台上，自动送到堆垛位置。堆好垛的落料被自动称重，并被自动绑上包装带，然后从堆垛平台上被运送出生产线。每个堆垛平台都配置有独立的升降台，所以可以各自独立地进行堆垛或者下料。由此，在整个堆垛区域内堆垛平台之间可以快速地更换、反复使用，提高了设备的生产效率。

每个装好垛料的小托盘由一个包装机械手堆放到大的运输托盘上，被捆绑好，如果需要可以立即装车发货，整个过程自动而且快速。