這篇?jiǎng)?chuàng)新設(shè)計(jì)研究論文發(fā)表了超市貨架的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方案和參數(shù)，目前我國(guó)超市貨架的生產(chǎn)企業(yè)中對(duì)成本相對(duì)數(shù)控折彎?rùn)C(jī)要低很多，但是要求較高的效率，論文介紹了壓板隨動(dòng)設(shè)計(jì)方案，探討了壓緊折彎關(guān)聯(lián)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，對(duì)創(chuàng)新設(shè)計(jì)前后設(shè)備性能參數(shù)進(jìn)行了對(duì)比，提高了設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究,活動(dòng)壓板,端部折彎,浮動(dòng)機(jī)架

　　目前我國(guó)超市貨架生產(chǎn)企業(yè)中，在超市貨架層板產(chǎn)品生產(chǎn)線上折彎?rùn)C(jī)只是完成單一的、特定的折彎工序，功能要求特定專一，成本相對(duì)數(shù)控折彎?rùn)C(jī)要低很多，但效率較高。實(shí)際生產(chǎn)中折彎?rùn)C(jī)分為兩類：一次折彎成型設(shè)備和二次折彎成型設(shè)備。無論哪種折彎設(shè)備，折彎時(shí)壓緊需要1個(gè)液壓缸，折彎需要1個(gè)液壓缸。2個(gè)液壓缸的運(yùn)動(dòng)具有一定的邏輯關(guān)系，靠傳感器檢測(cè)并有PLC控制電磁閥來保證液壓缸運(yùn)動(dòng)的準(zhǔn)確性。液壓缸往復(fù)動(dòng)作的延時(shí)性影響了生產(chǎn)效率。要提高生產(chǎn)效率必須縮短油缸動(dòng)作銜接時(shí)間，這就需要對(duì)壓緊和折彎?rùn)C(jī)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

　　1壓板隨動(dòng)設(shè)計(jì)方案

　　貨架層板端部折彎分為一次折彎和二次折彎，對(duì)于一次折彎前面的各種折彎方式都能實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于二次折彎，由于壓板是上下運(yùn)動(dòng)，所以很難實(shí)現(xiàn)層板折彎后的卸料問題。國(guó)外貨架層板端部折彎設(shè)備是采用兩端同時(shí)折彎后，伺服電機(jī)帶動(dòng)滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)兩端折彎設(shè)備向中間快速移動(dòng)，然后壓板抬起，隨后卸下折彎后的貨架層板。由于折彎設(shè)備較重慣量較大，移動(dòng)時(shí)又需要快速，所以消耗的功率也很大。由于移動(dòng)位置要求精確，所以對(duì)于軟件和硬件要求都很高，隨之而來的是成本高，運(yùn)行費(fèi)用高。

　　國(guó)內(nèi)貨架層板端部折彎設(shè)備是采用壓板旋轉(zhuǎn)兩端折彎或壓板上下直線運(yùn)動(dòng)前后端順序折彎。壓板上下直線運(yùn)動(dòng)前后端順序折彎前面已經(jīng)介紹過了，下面來介紹一下壓板旋轉(zhuǎn)兩端同時(shí)折彎(如圖1所示)。墊板2固定在機(jī)架上，當(dāng)層板1隨傳送帶向前運(yùn)動(dòng)到接近工作位置時(shí)，升降氣缸快速向下運(yùn)動(dòng)，然后推送氣缸快速伸出，推動(dòng)層板快速移動(dòng)到折板上的限位位置，兩端壓板3分別繞一回轉(zhuǎn)中心快速向下做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)壓緊層板工件，兩端折板快速折彎并返回，兩端壓板快速反向回轉(zhuǎn)升起，層板工件隨傳送帶進(jìn)入下一工序。整個(gè)過程傳送帶一直連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于壓板做的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從圖1中不難看出，層板工件的一次折彎不影響壓板的返回。每端壓板的回轉(zhuǎn)動(dòng)作必須有單獨(dú)的執(zhí)行液壓缸來完成，而且邏輯動(dòng)作要求非常準(zhǔn)確。通過對(duì)現(xiàn)有資料的反復(fù)研究，并到生產(chǎn)一線與有經(jīng)驗(yàn)的工人師傅多次交流，最后決定改進(jìn)壓板結(jié)構(gòu)，將單一壓板改為復(fù)合壓板(如圖2所示)。

　　2壓緊折彎關(guān)聯(lián)創(chuàng)新設(shè)計(jì)

　　壓緊折彎關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)采用如下方案(如圖4所示)。墊板3和機(jī)架固定在一起，導(dǎo)向限位桿6上端通過螺紋和墊板聯(lián)接，對(duì)折板5下限位。彈簧4內(nèi)部有一個(gè)導(dǎo)向套，對(duì)彈簧導(dǎo)向和對(duì)折板上限位。折板聯(lián)接液壓缸活塞桿，液壓缸缸體固定在浮動(dòng)機(jī)架上，浮動(dòng)機(jī)架又和組合壓板聯(lián)接，浮動(dòng)機(jī)架通過導(dǎo)向裝置上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。如圖4(b)，液壓缸活塞桿縮回時(shí)，折板通過導(dǎo)向定位桿懸在下限位置，浮動(dòng)機(jī)架通過液壓缸處在上限位置，組合壓板裝置隨浮動(dòng)機(jī)架升到最高位置，此時(shí)工件貨架層板可以進(jìn)行裝卸。

　　當(dāng)層板工件裝夾完成后，液壓缸活塞桿開始伸出，由于浮動(dòng)機(jī)架的重力作用帶動(dòng)活動(dòng)壓板組件開始向下運(yùn)動(dòng)，首先活動(dòng)壓板組件的斜塊接觸墊板上的貨架層板，然后活動(dòng)壓板向右下移動(dòng)，直至移動(dòng)到極限位置，液壓缸通過浮動(dòng)機(jī)架的重力和彈簧壓力把貨架層板壓緊，油缸活塞桿克服彈簧力推動(dòng)折板繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)對(duì)層板進(jìn)行折彎，達(dá)到右圖狀態(tài)。油缸電磁閥接到信號(hào)后動(dòng)作，液壓缸活塞桿回縮，首先是折板在彈簧力的作用下向下退到導(dǎo)向限位桿的限位位置，然后液壓缸活塞桿繼續(xù)回縮，液壓缸缸體帶動(dòng)浮動(dòng)機(jī)架和活動(dòng)壓板組件向上運(yùn)動(dòng)，最后達(dá)到右圖狀態(tài)，完成折彎整個(gè)過程。

　　3創(chuàng)新設(shè)計(jì)前后設(shè)備性能參數(shù)對(duì)比

　　對(duì)圖5所示圖紙中的100×40cm超市貨架層板進(jìn)行了生產(chǎn)測(cè)試，將測(cè)試數(shù)據(jù)與設(shè)備改進(jìn)前、國(guó)外相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的性能參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，文章設(shè)計(jì)改進(jìn)后的超市貨架層板端部折彎設(shè)備，相對(duì)于國(guó)產(chǎn)傳統(tǒng)型設(shè)備而言，具有精度高(2倍以上)、生產(chǎn)效率高(接近2倍)、廢料率大幅降低等優(yōu)點(diǎn);相對(duì)于國(guó)外較先進(jìn)設(shè)備如意大利GASPARINI設(shè)備而言，其精度與生產(chǎn)效率與國(guó)外設(shè)備接近，但廢料率較低。文章中研制的超市貨架層板端部折彎設(shè)備，相對(duì)國(guó)外同類設(shè)備來說，通過在設(shè)計(jì)中創(chuàng)新性地增加了關(guān)鍵執(zhí)行元件——浮動(dòng)機(jī)架，使得由原來的雙油缸驅(qū)動(dòng)變成了單油缸驅(qū)動(dòng)，從而降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。雙油缸驅(qū)動(dòng)控制時(shí)靠壓力傳感器發(fā)出信號(hào)使兩個(gè)油缸聯(lián)動(dòng)，控制復(fù)雜，耗時(shí)較大;單油缸驅(qū)動(dòng)使兩個(gè)動(dòng)作有機(jī)的連續(xù)起來，使控制更加簡(jiǎn)單，并且動(dòng)作連續(xù)、節(jié)約時(shí)間，大大提高了工作效率，提高了設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

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　　作者：謝洪德 劉明 蘇建國(guó) 單位：山東科技職業(yè)學(xué)院

　　推薦閱讀：《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》雜志是經(jīng)中國(guó)新聞出版總署備案的學(xué)術(shù)期刊。主管單位：黑龍江出版集團(tuán)有限公司，主辦單位：黑龍江省報(bào)刊出版有限公司、黑龍江省科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)。