擠壓機后處理設備技術與應用

曲長新

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0 引言

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的快速發(fā)展，鋁型材的應用也日益廣泛，對型材生產(chǎn)的成本控制及質量要求也越來越高，特別是工業(yè)鋁型材應用的快速增長，致使投入大量人力進行生產(chǎn)操作，從而浪費人力資源，增長生產(chǎn)成本。自動化的引進正好適合時代發(fā)展，解放人力，提高生產(chǎn)效率等方面，加速產(chǎn)業(yè)發(fā)展。下面我就為大家介紹下擠壓機后處理設備上的自動化應用。

1 整體設備簡介

擠壓后部設備主要分為以下幾個部分：淬火、牽引機、冷床、拉直機以及成品鋸。

2 淬火裝置

淬火裝置主要起到冷卻效果，有三個模式：風冷、水冷、霧冷。

淬火風機一般分上下左右四個風箱，由變頻器控制，觸摸屏做設定（按頻率50HZ 對應100%）和調(diào)節(jié)按鈕（加減1%，方便工人微量調(diào)節(jié)）

水冷分補水泵、供水泵和排水泵。補水泵是將冷卻塔中的水輸送到淬火地下的冷水池蓄水，由冷水池的液位控制，高液位停止補水，低液位自動補水；供水泵是需要水冷時啟動，只要啟動水冷模式，就保證供水泵啟動運行，擠出型材需要冷卻時正常噴水，不需要冷卻時關閉水閥；排水泵是將冷卻后的熱水池中的水輸送到冷卻塔，高位啟動低位停止。液位采用電極探針式、超聲波式或靜壓液壓式。淬火罩前后出口配風刀，水冷時啟動風刀，由上往下吹風，起到防止淬火內(nèi)部液體往外噴濺的效果。

電氣控制方面需要工人將型材冷卻調(diào)整好，確保擠出后冷卻的型材符合標準，之后在觸摸屏上記錄型材的類型及相關冷卻數(shù)據(jù)并加以保存到觸摸屏配方記錄中。這樣以后再生產(chǎn)該中型材后就可以直接調(diào)取配方，節(jié)約操作調(diào)整時間，又避免調(diào)整過程產(chǎn)生廢料過多。

在非擠壓過程中通過PLC 控制將冷卻減?。L冷）或關閉（水冷），來保證型材擠出淬火后溫度不會過低。同時淬火又可以分為前后兩部分，采用不同的冷卻效果對型材進行冷卻，這樣會更能滿足型材生產(chǎn)工藝的要求。

風冷和水冷模式切換過程需要對設備做些出里，水冷切換風冷需將水泵手動停下，切換按鈕才可解鎖，并對水路進行吹風，將管路中的殘留水排除，以免影響型材冷卻。而風冷切換水冷前應對管路自清潔下，確保管路暢通無堵塞，避免流量降低，影響淬火效果。

3 牽引裝置

牽引裝置有幾種樣式，適用于不同的生產(chǎn)要求。對于擠出速度快的小機臺，可以采用上下雙牽引交替牽引，再配以隨動鋸鋸切型材，這樣就可以滿足牽非擠壓時間少的設備，這種模式對牽引和隨動鋸的速度匹配要求很高，速度不同步，對型材和鋸片本身都有很大的影響；對于擠出速度不快的中型機臺，可以采用單牽引與隨動鋸交接的方式，這種模式下隨動鋸是將型材固定在本身設備上再鋸切，所以對速度同步要求不那么高，型材和鋸片的損耗會小些；還有一種設備長度滿足最大型材兩倍以上的，采用單牽引錠鋸切的模式，鋸切是在非擠壓時進行，由于設備是出于非運動狀態(tài)，這時鋸切基本對型材沒有損傷，一般型材表面要求高的采用錠鋸切最好，可最大減少廢品率。

無論是單牽引、雙牽引、隨動鋸還是錠鋸切，整個循環(huán)過程都應用到PLC 的自動控制，循環(huán)中的每一個動作都有起點和終點，且每個終點又都是下個動作起點的出發(fā)條件，在通過程序添加各種限制保護，以保證設備再循環(huán)過程中不會發(fā)生碰撞干涉。整個后部設備的自動控制，牽引裝置無疑是重中之重。

4 冷床裝置

冷床的動作比較簡單，就是將中斷鋸切好的型材一步一步運向拉直機裝置，等拉伸完畢后再運向成品鋸處。

冷床裝置中的過橋，是有多個單電磁閥控制氣缸組成，該裝置是有安全隱患的，氣缸的伸出動作再沒有檢測的時候會與拉伸裝置相撞。為了避免這種情況就需要添加自動保護功能。拉伸裝置的尾拉伸，由后向前加一激光測距儀，實時檢測尾拉伸到冷床尾部的距離，通過計算判斷想要動作的氣缸與尾拉伸的距離，在程序中實現(xiàn)保護。主拉伸同理，只不過主拉伸運動行程短，采用直線位移傳感器或拉線盒編碼器來測量距離。

5 拉伸裝置

拉伸裝置分主拉伸和尾拉伸。主拉伸用于拉直型材，使型材滿足工藝要求；尾拉伸則是用來固定型材另一端。拉伸模式主要有兩種：位移拉伸和拉力拉伸。

位移拉伸需要計算兩個拉直機鉗口加緊型材時之間的距離，由操作手輸入拉伸長度，再控制主拉伸向后拉伸型材，此時尾拉伸是固定在原地不動的，當主拉伸拉伸距離滿足設定長度后，兩端拉直機放開型材，再由冷床運送型材到下一環(huán)節(jié)等待。位移拉伸就是通過控制主拉伸拉伸型材一定長度的功能設定。

拉力拉伸則需要計算主拉伸液壓缸，無桿腔壓力（壓力繼電器取值P1）*無桿腔截面積減去有桿腔壓力(P2)*有桿腔截面積的差值得出主拉伸的拉伸力，當拉伸力達到設定拉力后，兩端拉直機放開型材，再由冷床運送型材到下一環(huán)節(jié)等待。

6 成品鋸裝置

成品鋸裝置用來將型材切斷到固定長度。長度的固定靠定尺小車檢測，定尺小車靠變頻器控制低頻低速運行，保證行進的平穩(wěn)；小車上有擋板，用于頂住型材一端；擋板與鋸片之間的長度靠編碼器計算。

運輸輥道將型材頂在定尺小車擋板上，之后運輸輥道停止運行，成品鋸的壓料裝置將型材固定在鋸切平臺上，然后開始鋸切，鋸切過程除塵風機自動啟動，鋸切結束后，壓料裝置和定尺擋板升起，運輸輥道將型材運走。除塵風機由程序做節(jié)能保護，3～5 分鐘內(nèi)沒有鋸切動作，認為鋸切工作結束，將除塵風機關閉。另可將除塵風機做變頻控制，鋸切時正常工作，鋸切結束將頻率降低。

型材要靠緊定尺擋板，會產(chǎn)生沖效果，而定尺擋板無法承受型材頻繁沖撞，致使使用壽命減少，由人來操作運料減速動作又需要操作者頻繁切換速度，流程麻煩，故在鋸切后第一個輥道上加增量編碼器，并配鏡反射開關。當型材通過反射開關時，PLC 信號丟失，這時候開始由編碼器計算長度，當計算型材接近定尺擋板后，由PLC 程序控制運輸輥道變頻器減速，低速撞向擋板，碰撞之后再運行幾秒，確保型材與擋板貼上后再停下運輸輥道。

7 設備自動運行展望

目前國內(nèi)外最先進的后部設備科實現(xiàn)全自動單人操作運行，但自動運行前提條件是型材符合標準，沒有意外現(xiàn)象發(fā)生。自動的正常運行也離不開各種檢測開關，一旦某一檢測開關失靈，這部分的自動將會終止，如不能盡快處理，則將影響前部分設備的運行。所以本人傾向于整機三人操作自動模式。主機擠壓機操作臺放1 人，操作擠壓機和淬火牽引設備；拉直機放1 人操作主拉直機和尾拉直機較直型材；成品鋸放1 人操作定尺鋸切型材。安放操作人員起到觀察設備使用情況和型材生產(chǎn)質量兩方面的監(jiān)察。