廖达槟，彭一航，陈开源

（佛山职业技术学院 机电工程学院，广东 佛山 528137）

某企业针对多种不同规格的不锈钢管（如下图1），进行自动化包装生产线的设计。整个包装线工作流程为将不锈钢管进行切断、整形、去毛刺、再将不锈钢管移到下一个工位人工叠十层、手工缠绕，最后进行装箱、打包和码垛。整个包装过程至少需要十个工人。包装效率低下，浪费了大量人力、物力，包装的质量也较差。为了快速响应市场需求，提高生产效率，降低人工成本，企业迫切需要开发一条不锈钢管自动包装线。本文研究的是一种不锈钢自动包装生产线中的快速整形设备，能反映和实现不锈钢管的包装效率，要求能达到将切断好的不锈钢管以100～200/分钟的速度进行整形及输送出工作区域的技术指标。整个整形设备的运行作为自动包装生产线的其中一道工序，只需要设备监控人员1人，从而大大减少了生产工人的数量，大大降低了工人的劳动强度，提高了不锈钢管包装生产线的整体运行效率，具有显著的经济和实际应用价值。

图1 部分规格的不锈钢管产品

1 快速整形设备的基本构成

快速整形装置主要由自动送料装置、移动储料装置、整形装置、支架等部分组成，如图2所示。一种不锈钢管快速整形设备，不锈钢管通过自动送料装置上的斜面滑落到移动储料装置中的槽位中，整形装置4布置在设备的两侧完成不锈钢管两端的整形。动送料装置、移动储料装置和整形装置装配于固定支架1上。

图2 快速整形装置结构图

工作流程如下：把待加工的不锈钢管放置在入料板上，在重力作用下不锈钢管会自动落入某个槽位上，并在槽位中排成一排，接着整形机构中第一气缸驱动冲头固定板移动，使冲头固定板上的各冲头插入该槽位中的各不锈钢管的端孔中进行整形，同时在第二气缸的作用下将该槽位上方第一根未整形的不锈钢管顶起一定高度，此时第一气缸复位，伺服电机驱动槽位架往前移动，使下一个槽位正对整形装置，最后第二气缸复位并进行下一次整形，如此循环。

2 主要组成装置的工作原理

2.1 移动储料装置运行分析

移动储料装置主要由槽位架、伺服电机、直线滑轨、齿条、机架等零部件组成；槽位架上设置有多个槽位，每个槽位可以在竖直方向上存放多个不锈钢管（即槽位的宽度与不锈钢管的外径基本相等，其高度为不锈钢管外径的几倍）能够同时对同一槽位上的所有不锈钢管进行整形。通过伺服电机带动槽位架，使其槽位对准整形装置，整形装置一次对该槽位的所有不锈钢管进行整形，然后伺服电机带动槽位架，使下一个槽位对准整形装置并再一次进行整形，如此循环。如图3所示。

图3 移动储料装置结构示意图

2.2 自动送料装置运行分析

自动送料装置由入料板、弧形板、第一导向板、第二导向板、侧定位调节机构、机架等零部件组成，如图4自动送料装置三维图所示。

该装置主要完成把待加工的不锈钢管放置在两块入料板上，不锈钢管会在重力作用下自动通过所述通道依次逐个的进入槽位中，该自动送料装置的结构简单，且送料可靠，送料精准。入料板相背的一侧各设置有一个侧定位调节机构，该侧定位调节机构用于调节入料板的可用宽度（即用于放置不锈钢管的空间的宽度）。可根据不同不锈钢管的实际长度来调节可用宽度，以适应不同长度的不锈钢管的使用。

图4 自动送料装置三维图

2.3 整形装置运行分析

整形装置主要由冲头固定板、冲头、气缸、圆柱部、顶块等零部件组成，如图5所示整形装置三维效果图。该装置主要完成不锈钢管的整形功能：整形时，第一气缸的活塞杆伸出，使各冲头进入各不锈钢管的端孔；冲头插入不锈钢管端孔的过程中，导向部先进入，由于该部分的径向尺寸较小，不会因为工件的尺寸误差和位置误差而无法插入，最终当圆柱部进入端孔时能够把端孔整形为标准的圆孔。

图5 整形装置三维效果图

3 结语

本文设计的整形设备作为不锈钢管包装生产线的第一道工序，它的最大特点是能够实现对不锈钢管快速自动化整形。

新型整形设备除了能够完成实际的工作需求外，经实践证明还具有以下特点和优势。

（1）节约人工成本，由于各个机构的动作都是通过程序来控制，整个整形的生产线只需要1名工人对设备工作的状况进行监控和操作。

（2）每个装置机构设计简单合理，工作环境安全，不会因为程序错误编写和工人的误操作威胁工人的人身安全。同时降低了工人的劳动强度。

（3）降低设备维护费用，延长检修周期2～3倍。大大节约了设备维护检修成本。

本设备低碳安全环保，各个装置的动作基本都是通过气缸的动作完成。控制简单且技术成熟，易使设备达到最佳运行状态，达到零排放。