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真石漆自动灌装线设计研究,在生产过程中最占居人力的主要是灌装过程,因而灌装自动化的的发展也是必不可少的,中国机械网,okmao.com
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真石漆自动灌装线设计研究,在生产过程中最占居人力的主要是灌装过程,因而灌装自动化的的发展也是必不可少的
2019年06月08日    阅读量:385    新闻来源:中国机械网 okmao.com  |  投稿

真石漆的生产过程,首先是通过上料机构将原材料输送到搅拌机中,搅拌机将多种原料材按特定比例充分搅拌反应,然后再通过出料口,将完成好的真石漆进行灌装,现时灌装根据销售方式最常用的有 25kg 的铁筒和 75kg 的胶桶,在灌装过程中需根据既定重量进行称重装桶,并进行装盖及封盖,然后最后完成输送,在生产过程中最占居人力的主要是灌装过程,因而灌装自动化的的发展也是必不可少的。


一、真石漆自动灌装线设计的必要性

( 一) 传统生产方式的落后性

传统的真石漆灌装大多在电子秤台上称重,手动控制碟阀进行放料装桶,装完既定重量后,再手动放盖,并使用压盖装置进行夹紧密封,操作过程虽然费力,但技术水平要求不高,其优点是适应技术水平不高的生产产家快速投产,快速实现货品产量的输出,但是随着市场与技术的发展,这种生产方式的弊端也显现出来,特别是对人工的依赖太大。

( 二) 技术水平的深入

随着技术水平的提高,真石漆自动灌装线也在市场的需求下应运而生,其使用要求与乳胶漆的灌装相类似,往往以使用25kg 铁桶进行灌装中国机械网okmao.com。自动灌装线主要以下面的设计流程进行:上桶—灌装称重—送桶—放盖—送桶—压盖—送桶—码垛,其中最重要的控制环节在灌装称重方面,自动控制的灌装称重相比人手控制更为高效率及准确。


二、真石漆灌装生产线设计的各环节重点控制

( 一) 上桶

在称重前的送筒只为下工序装料称重作好准备,具体需跟据客户的需求进行配置,大部分采用人手将桶放置于输送线上,通上传感器的位置检测,将铁桶逐个送入下工序的灌装称重中。此外也有特大产线需求,将整排桶置于分桶装置中,装置将铁桶逐个放置到输送线上,再进行称重灌装。

( 二) 灌装称重

此环节为灌装产线的重点环节,也是产线的计量环节,通过阀门放料,称重传感器计量,实现真石漆的装料称重。此工序的控制需结合产品的工艺特性,真石漆由于密度相比水较大,密度往往在 1.6 ~ 2.0kg /升之间,而真石漆的搅拌制作过程往往在卧式搅拌缸或立式搅拌缸里进行,随着缸体液面高度的不同,造成灌装时出料口的浆压也大不相同,以致在保证高效率状态下,要达到良好的精度控制,需综合考虑各方面的因素。并且由于真石漆材质为带粘性浆体,在放料称重时,在阀口末端存在残留的现象,这为精度及无人化自动控制增加了变量的因素。

现时市场上商家出于成本的考虑,真石漆灌装阀门用得最多是 AT/GT 气动碟阀,而口径在 DN100~DN125 之间。但由于流量大,以致称量精度仍然难控,于是为满足效率及精度的需求,催生了多种非标阀门,这类阀门主要实现放料时初期大流量-后期小流量的控制功能。市面上主要为以下三种非标的阀门结构:

1) 三段式执行器碟阀,三段式执行器是将普通执行器的单个腔室,设计成左-中-右三个腔室,以实现阀板旋转时,可停置于全开-中间-全关三种位置,以此实现阀门流量的分段控制,三段式执行器主要结构如下:

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通过两个电磁阀分别对 C-D 和 2-4 进行控制,实现全开-中间位置-全关这三种状态。

2) 双碟阀配合的阀门,此方式为两个碟阀上下配合使用,上碟阀需调整其关闭状态,令其关闭动作后,仍保留一定通量间隙,运作时通过 PLC 程序控制,实现双立阀门全开-关闭上碟阀-关阀下碟阀,从而实现流量先大后小的变化,实现最终的流量控制。

3) 两段行程闸阀,此闸阀是在标准闸阀的基础上作进一步改良,将普通气缸改成多位置气缸,通过 PLC 对电磁阀的控制,实现阀口分段大小变化来改变流量,以此实现预期的流量控制。现时已设计并量产的两段行程闸阀结构如下:

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1.闸座上件; 2.滑动闸板; 3.安装基板; 4.气缸顶块; 5.气缸安装座; 6.弯头快接; 7.多位置气缸; 8.电磁阀; 9.平头消声器;10.堵头; 11.平垫圈 4×0.8; 12.弹性垫圈 4×1.1; 13.螺钉 M4×30;14.螺钉 M8×16。

在综合设计及长期测试的结果后,两段行程闸阀更适合真石漆自动灌装称重。

( 三) 送桶

真石漆灌装线因为是浆体灌装,因而考虑到清洁的需要,输送时多设计为辊筒输送,结合输送的负载,链条传动时多采用 4 分链条传动。

( 四) 放盖

真石漆灌装称重后,需作密封以便运输及储存,因而需进行封盖,其中放盖工序就是为后段压盖工序作准备。放盖工序是各工序中控制动作较多的一个工序,以 25kg 铁桶为例,放盖时需将单独的桶盖从整叠桶盖中分离出来,再放置于输送线中的铁桶上,因而首先需对输送中的铁筒进行定位,才能进行准确放置,提取放置的方式多采用真空吸盘进行,并结合各组气缸的动作实现精准控制; 为实现循环自动放盖,放盖装置还需加入翻转等传动机构。此工序的产能设计多为( 4s/桶) ,常用六组以上电磁阀进行配合控制,现已设计并投入量产的放盖装置结构如下:

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( 五) 压盖

此为真石漆灌装的封盖工序,在灌装桶送到此工序后,通过气缸进行限位,压盖装置在气缸的工作下,对桶盖进行挤压变形,实现封装。设计时考虑到工作现场气压的变化,压盖装置使用的气缸常采用 100mm 缸径的普通气缸,压盖使用气压在 0.4~ 0.5MPa 之间为适合。

( 六) 码垛

码垛工序将压盖封装好的一桶桶真石漆放置到木托上,此工位需结全整线产能进行设计安排。以 25kg 铁桶为例,灌装称重工序的单阀门产能往往是( 7 ~ 9) 秒/桶,自动灌装线常采用双阀门的组合; 放盖工序的产能约为 4 秒/桶; 压盖工序的产能也约为 4 秒/桶。因而码垛时,为满足产线产能的需求,往往以 4 桶为一单位进行搬运,一木托放三层,每层 16 桶。码垛机构常采用串联机器人或龙门架结构来实现,串联机器人通用性强,配合设计码垛夹具,通过程序控制,快捷实现码垛机构,但成本相对高; 龙门架结构为非标订制设计,相对成本较低,常采用水平及竖直方向的两轴移动控制方式。

为配合码垛机构的自动产线控制,往往需增加自动上木托机构,在码垛完毕一木托后,自动送出成品,并将新的空木托输送至需码垛的位置,进行新一木托的码垛。


三、真石漆自动化灌装线设计的意义

真石漆自动灌装线设计的意义首要是提升公司的效益,降低人力成本,降低劳动强度,提高灌装产能; 另一方面是提升灌装质量,避免灌装称重时的人为失误,采用自动化控制,确保计量的准确性及稳定性。


四、小结

本文从现有真石漆灌装产线出发,对自动化设计的关键点与设计的意义进行探究及总结; 真石漆生产线的自动化及智能化是市场发展的需求,是社会发展的必然趋势,在大数据时代,自动化灌装线也必将替代原有依赖高人力的生产模式。


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