1、Open Journal of Nature Science 自然科學, 2015, 3(3, 89-94 The Design and Implementation of a Folding Machine with Wind PipesJingman Xia1, Wei Li1, Jie Tang1,2, Rong Liu1,21Chongqing Huafu Industrial Co., Ltd, Chongqing2Chongqing Changpeng Industrial Group Co., Ltd., ChongqingReceived: Aug. 1st, 2015; ac

2、cepted: Aug. 14th, 2015; published: Aug. 21st, 2015Copyright © 2015 by authors and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY./licenses/by/4.0/ AbstractFlap is a fundamental technology for processing. Th

3、e folding machine plays an important role for the consistency, appearance and hemming productivity of the products. This equipment is a dedi-cated edging hemming device of the ceiling skylights, which is single-station and works indepen-dently. Its functions are burring and adhesive, pressing and st

4、ereotype for skylights by the lifting mechanism, flanging mechanism, lifting mechanism, etc. Thus it would complete the edging action of the workpiece. In order to ensure that the workpiece is not contaminated, SMC oil-cylinder is selected for all edging parts. And the guiding of all lifting parts i

5、s made of linear motion bearings.The electrical systems adopt Omron PLC. The buttons of control adopt touch screen. The structure of the device is compact. The installation and retooling are convenient. And the parameter ad-justment is convenient. The device is easy to operate, and has high safety.K

6、eywordsWind Pipes, Folding Machine, Hemming Device, Dormers 帶風管折邊機的設計與實現夏靜滿1,厲偉1,湯捷1,2,劉榮1,21重慶華福車船電子設備制造有限公司,重慶2重慶長鵬實業(集團有限公司,重慶夏靜滿等收稿日期:2015年8月1日;錄用日期:2015年8月14日;發布日期:2015年8月21日 摘要“折邊”是加工的一項基本工藝,折邊機對產品的一致性、美觀性及折邊生產效率起著重要作用。本文的設備是頂棚天窗專用包邊設備,單工位獨立工作。其功能是通過升降機構、翻邊機構、頂升機構等對天窗進行翻邊粘合、保壓定型,從而完成工件的包邊動作。本設

7、備中,為確保工件不被污染,各包邊部位選用SMC無油氣缸,各升降部位導向均采用直線運動軸承。電氣系統中采用歐姆龍PLC,控制按鈕采用觸摸屏形式。本設備整機結構緊湊,安裝、換模方便,觸摸屏顯示直觀。并具有參數調整方便,操作簡單,安全性高等優點。關鍵詞風管,折邊機,包邊設備,天窗 1. 引言折邊,是指將事先片薄的幫邊折過去并粘住、壓平,使得幫邊干凈、光滑的過程,是加工的一項基本工藝,也是生產中材料成型的工序之一。折邊機被廣泛用于金屬板料的彎曲成形。它在折各種角度的邊時,不需專用模具,這比折彎機優越。如利用模具,可成形各種幾何斷面的型材。折邊機是指代替手工完成夾幫、送料、折邊、打剪口、噴膠、敲平等工序

8、的機器。在現代工業生產中,由于金屬板材生產效率高,重量輕,且能制出復雜剖面形狀等優點,金屬板材成為應用最廣泛的型材,同時折邊機是最重要的金屬板材成型加工設備之一1。折邊機為簡單的彎曲機,既可以是手動的,也可以是機動的。最簡單的方法是用有彎曲半徑的模型把鋼板牢固地固定在機床工作臺上。伸出的部分材料放在另一個工作臺上,該工作臺能沿彎曲半徑中心旋轉2。當活動工作臺上升時,它把不銹鋼彎曲成所需的角度。很明顯,當進行彎曲時,不銹鋼在工作臺上滑動。所以,為防止劃傷不銹鋼,工作臺表面必須平滑。在實際加工過程中,通常用塑料膜保護不銹鋼表面3 4。為了增加剛度需要彎邊,采用沖壓加工比較困難,因為板材較長,一般都

9、長一米多,因此模具的加工困難,而用手工加工不但精度差而且效率低,沒辦法滿足高效、自動化、大批量的現代化生產要求5。針對上述情況,本文提出了一種新穎的帶風管折邊機的設計方法并得到了較好的實現。與傳統的干法工藝和非折邊工藝頂棚相比,本文的濕法折邊帶空調風管頂棚解決了以下幾個問題:(1 頂棚強度以及韌性的改善;(2 頂棚吸聲能力的提高;(3 折邊工藝帶來的外觀創新和減少主機廠裝車強度;(4 空調風管的集成化。2. 帶風管折邊機的結構設計本設備主要由機架、升降機構、帶風管折邊機構、氣動系統、電氣控制系統等部分組成。設備總圖見圖1所示。2.1. 機架由型鋼焊接整體框架,其余零部件均裝于框架內部及上部。后

10、面安裝有安全檢修門,側面裝有防護網片,以便于設備的維修和調整。機架底部四角裝有可調地腳,可調整工作臺面的水平,底部裝有叉車夏靜滿等 1、機架2、升降壓緊機構3、帶風管折邊機構4、電氣柜Figure 1. General drawing of the equipment structure圖1. 設備結構總圖槽,便于安裝、運輸。2.2. 升降壓緊機構由升降氣缸驅動上下運動,用于包邊前的壓緊,以及四角夾緊機構、前沿翻邊機構的安裝。升降氣缸配有鎖緊裝置,當氣源被切斷時,保證提升框架不能自由下落,確保工作人員及設備的安全。升降壓緊機構分為兩個部分。(1 壓緊機構(包含四角夾緊機構和前沿翻邊機構:采用型

11、材支架,可以更清楚的觀察包邊過程,便于調整和維修。定位壓緊機構中的壓緊桿頭部裝有不銹鋼壓板,可隨意調節壓緊力,防止對工件的損壞。四角夾緊可緊緊夾住四角面料進行包邊以保證包邊效果。模具采用聚四氟材質,可有效防止與粘合膠的粘連。(2 復合機構:復合模具采用LY12材料,依據數模經數控加工而成,使工件與模具更加吻合,定位精度高。采用直線軸承導向,浮動氣缸接頭連接,保證壓緊位置的精確定位,同時可有效調整壓緊力大小,防止損壞工件。2.3. 帶風管折邊機構帶風管折邊機構模具均依據數模經數控加工而成,使工件與模具更加吻合,定位精度高。模具運動由氣缸帶動,滑軌、滑塊導向,限位控制移動距離,方便調節,準確度高。

12、升降系統采用直線軸承導向,浮動氣缸接頭連接,保證壓緊位置的精確定位,同時可有效調整壓緊力大小,防止損壞工件。2.4. 氣動系統氣動系統由標準氣缸、薄型氣缸、電磁閥、減壓閥、球閥、氣動二聯件等組成。2.5. 電氣系統電器設備供電系統采用三相四線制電網供電,電壓為380 V、50 Hz,電網電壓的變化幅度不應超出額定值的±10%。控制電路電壓為交流220 V、直流24 V。(1 控制系統組成歐姆龍PLC、昆侖通態觸摸屏、萊恩安全光柵、歐姆龍繼電器等器件。夏靜滿等(2 操作面板上的器件說明(a 面板“控制電源”指示燈當設備合閘后,變壓器工作,此點亮表明設備控制電源接通。(b 面板“電源鎖”

13、鑰匙開關設備被電源接通后,此鑰匙開關打開后,設備總電源才可通電,當鑰匙開關閉合,設備總電源無法閉合。(c 面板“手動-自動”按鈕“手動,自動”指示燈設備電源接通后,選擇“手動-自動”按鈕,“手動,自動”相對應指示燈點亮。(d 面板“急停”按鈕及“故障”指示燈在工作中出現事故或維修當中按下急停按鈕,設備各部分氣缸則不工作,同時故障蜂鳴器報警,報警還包括門限位報警,光柵報警及自動工作中各氣缸不到位報警等等。(e 面板“復位”按鈕及“總原位”指示燈總原位燈亮代表所有氣缸回到初始位置并可以自動工作,按住復位按鈕則所有氣缸回到初始位置直到總原位燈亮起復位完成。(3 操作面板上的觸摸屏按鈕說明(a 手動操

14、作頁面一、二按鈕當在操作面板上“手動自動”選擇中撥到手動工作模式時,面板上手動指示燈“點亮”,設備處于手動工作狀態。此時,手動操作頁面一和二里面的各個氣缸按鈕進行手動并有指示燈顯示氣缸的位置。(b “包邊時間設定按鈕”可以調整包邊壓緊的時間,根據工件材料和膠水粘合的時間來設定。(c “計數頁面”當自動工作每一個循環結束后,工件計數累計加一,計數清零按鈕按下工件清零。(d “更換模具選擇”和“更換模具頁面”當需要更換模具前按下“更換模具”選擇,此時手動,自動都不能工作,塔燈手動燈,自動燈全部熄滅。然后進入更換“模具頁面”按步驟進行更換模具,當模具更換完畢后,點擊“換模完成”按鈕,退出此頁面,此時

15、換模完成,塔燈手動,自動燈點亮。(e “報警頁面”及“報警復位”1 當設備在運行過程中,如果電器或機械出現故障,按下“急停”按鈕,急停報警。2 當設備門被打開時,門限位報警。3 當自動工作中,有人遮擋光柵,光柵報警。4 當自動工作中,設備按程序進行工作,如果某氣缸在程序設定的時間內沒有到達位置,氣缸不到位置報警。以上報警都會使設備停止工作,同時蜂鳴器報警,并且在報警頁面中顯示故障名稱。故障排除后,按下觸摸屏“報警復位”,蜂鳴器停止報警,設備恢復正常。3. 帶風管折邊機的原理3.1. 工作原理人工將待包邊的工件(修整并涂膠完成并帶有表皮面料和支架的工件放置于定位模具上,啟動程序6。夏靜滿等升降氣

16、缸驅動升降機構與壓緊機構下行,下降到位后壓緊機構將工件固定在定位模具上。壓緊完成后,四角夾緊氣缸伸出,與四角包邊模具共同作用將四角面料夾緊。夾緊完成后包邊氣缸伸出,包邊升降氣缸下降,將包邊模具與工件壓緊,完成包邊的第一步。在保壓一段時間后(保壓時間可根據環境、工件的具體情況來調節復合氣缸下降,將復合模具壓緊于工件之上,將其余部分壓緊,隨后前沿翻邊氣缸伸出,將前沿剩余面料與支架粘合,完成包邊的其余動作,并保壓一段時間(保壓時間可根據環境、工件的具體情況來調節 7。待保壓完成后,帶風管折邊機構退回,升降機構上升,插銷氣缸伸出將升降機構固定于機架頂部,防止墜落。完成后,人工取出工件,完成一次循環。3

17、.2. 循環過程(1 操作者拿取噴過膠水的未包邊頂棚放置在定位模具上,完成后退出設備運行區域;(2 插銷氣缸縮回,主氣缸伸出,壓緊機構下降并將頂棚壓緊于定位模具上;(3 四角夾緊氣缸同時伸出,將四角面料夾緊;(4 包邊氣缸同時伸出,將面料推出至正確位置;(5 包邊升降氣缸下降,將包邊模具壓緊于頂棚之上;(6 四角夾緊氣缸同時縮回,將四角面料放開;(7 復合氣缸伸出,將復合模具壓緊在頂棚之上,并保壓一段時間,與此同時,前沿翻邊氣缸伸出,將前沿翻邊模具推至正確位置,并保持一段時間;(8 前沿翻邊氣缸縮回,使前沿翻邊模具退回至初始位置;(9 復合氣缸縮回,將復合機構提升至最高位置;(10 包邊升降氣

18、缸頂起,使包邊模具脫離頂棚面料;(11 包邊氣缸同時縮回,退回至初始位置;(12 主氣缸縮回,使壓緊機構上升至初始位置。插銷氣缸伸出,將升降機構固定于上方初始位置,防止壓緊機構墜落傷人;(13 操作者取出包邊完成的頂棚放置在指定位置。4. 實驗測試分析經過實驗測試得到如表1所示的實驗結果。如表1所示,經試驗測試分析,本帶風管折邊機的供電電壓在3Ø/380 V ± 10%/50 Hz的范圍內,氣源壓力為0.50.7 MPa。功率約為1 Kw。工作節拍約為40秒。該帶風管折邊機長為2800 mm,寬為3030 mm,高為1650 mm。設備重量約為3500 Kg。Table 1

19、. The Result of Test表1.實驗結果內容參數值供電電壓3Ø/380V ± 10%/50Hz氣源電壓0.50.7 MPa功率1 Kw工作節拍40秒(包括取放件外形尺寸(長× 寬× 高 2800 × 3030 × 1650 (mm設備重量( 3500 Kg夏靜滿 等 5. 結論 本設備整機結構緊湊，安裝、換模方便，觸摸屏顯示直觀。并具有參數調整方便，操作簡單，安全 性高等優點。在新型頂棚的研發過程中，主要的技術創新集中在：(1 熱固化工藝；(2 面料或者材料整 體的翻折包邊；(3 高性能高吸聲 PU 片材制作；(4 空調

20、風管材料改進和裝配。本設備引入基材瞬間高 溫加熱翻折，采用 PP-foam 材質進行空調風管開發，半硬質泡沫材料的新配方。實驗結果證明了該帶風 管折邊機的設計與實現均獲得到了較好的效果。 基金項目 重慶市應用開發計劃項目(cstc2013yykfB60006，重慶市應用開發計劃項目(cstc2013yykfC60006。 參考文獻 (References 1 2 3 4 5 6 張明富, 黃治中 (2009 國內外折彎機、剪板機現狀和發展趨勢. 鍛壓機械, 7, 34-36. 王蕾, 王春生 (2009 我國金屬板材加工機床的技術進步與發展. 機械工人, 4, 20-22. Li, J.F., Yang, D. and Jian, W. (2013 Research on optimization method of folding unit matching for automatic folding machine. Journal of Beijing University of Technology. Zhang, N.L., Zhang, Y.M. and Li, X.F. (2009 Development of control