這篇創(chuàng)新設(shè)計研究論文發(fā)表了超市貨架的創(chuàng)新設(shè)計方案和參數(shù)，目前我國超市貨架的生產(chǎn)企業(yè)中對成本相對數(shù)控折彎機要低很多，但是要求較高的效率，論文介紹了壓板隨動設(shè)計方案，探討了壓緊折彎關(guān)聯(lián)創(chuàng)新設(shè)計，對創(chuàng)新設(shè)計前后設(shè)備性能參數(shù)進行了對比，提高了設(shè)備的市場競爭力。

　　關(guān)鍵詞：創(chuàng)新設(shè)計研究,活動壓板,端部折彎,浮動機架

　　目前我國超市貨架生產(chǎn)企業(yè)中，在超市貨架層板產(chǎn)品生產(chǎn)線上折彎機只是完成單一的、特定的折彎工序，功能要求特定專一，成本相對數(shù)控折彎機要低很多，但效率較高。實際生產(chǎn)中折彎機分為兩類：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，折彎時壓緊需要1個液壓缸，折彎需要1個液壓缸。2個液壓缸的運動具有一定的邏輯關(guān)系，靠傳感器檢測并有PLC控制電磁閥來保證液壓缸運動的準確性。液壓缸往復(fù)動作的延時性影響了生產(chǎn)效率。要提高生產(chǎn)效率必須縮短油缸動作銜接時間，這就需要對壓緊和折彎機構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計。

　　1壓板隨動設(shè)計方案

　　貨架層板端部折彎分為一次折彎和二次折彎，對于一次折彎前面的各種折彎方式都能實現(xiàn)，但是對于二次折彎，由于壓板是上下運動，所以很難實現(xiàn)層板折彎后的卸料問題。國外貨架層板端部折彎設(shè)備是采用兩端同時折彎后，伺服電機帶動滾珠絲桿旋轉(zhuǎn)從而帶動兩端折彎設(shè)備向中間快速移動，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，移動時又需要快速，所以消耗的功率也很大。由于移動位置要求精確，所以對于軟件和硬件要求都很高，隨之而來的是成本高，運行費用高。

　　國內(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動前后端順序折彎。壓板上下直線運動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)兩端同時折彎(如圖1所示)。墊板2固定在機架上，當層板1隨傳送帶向前運動到接近工作位置時，升降氣缸快速向下運動，然后推送氣缸快速伸出，推動層板快速移動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)運動壓緊層板工件，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入下一工序。整個過程傳送帶一直連續(xù)運轉(zhuǎn)。由于壓板做的是回轉(zhuǎn)運動，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)動作必須有單獨的執(zhí)行液壓缸來完成，而且邏輯動作要求非常準確。通過對現(xiàn)有資料的反復(fù)研究，并到生產(chǎn)一線與有經(jīng)驗的工人師傅多次交流，最后決定改進壓板結(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

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

　　當層板工件裝夾完成后，液壓缸活塞桿開始伸出，由于浮動機架的重力作用帶動活動壓板組件開始向下運動，首先活動壓板組件的斜塊接觸墊板上的貨架層板，然后活動壓板向右下移動，直至移動到極限位置，液壓缸通過浮動機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折板繼續(xù)向上運動對層板進行折彎，達到右圖狀態(tài)。油缸電磁閥接到信號后動作，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，液壓缸缸體帶動浮動機架和活動壓板組件向上運動，最后達到右圖狀態(tài)，完成折彎整個過程。

　　3創(chuàng)新設(shè)計前后設(shè)備性能參數(shù)對比

　　對圖5所示圖紙中的100×40cm超市貨架層板進行了生產(chǎn)測試，將測試數(shù)據(jù)與設(shè)備改進前、國外相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備的性能參數(shù)進行比較，結(jié)果如表1所示。從表1中可以看出，文章設(shè)計改進后的超市貨架層板端部折彎設(shè)備，相對于國產(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;相對于國外較先進設(shè)備如意大利GASPARINI設(shè)備而言，其精度與生產(chǎn)效率與國外設(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，相對國外同類設(shè)備來說，通過在設(shè)計中創(chuàng)新性地增加了關(guān)鍵執(zhí)行元件——浮動機架，使得由原來的雙油缸驅(qū)動變成了單油缸驅(qū)動，從而降低了設(shè)備的生產(chǎn)成本。雙油缸驅(qū)動控制時靠壓力傳感器發(fā)出信號使兩個油缸聯(lián)動，控制復(fù)雜，耗時較大;單油缸驅(qū)動使兩個動作有機的連續(xù)起來，使控制更加簡單，并且動作連續(xù)、節(jié)約時間，大大提高了工作效率，提高了設(shè)備的市場競爭力。

　　參考文獻

　　[1]陳萬英，高建，潘志華.折彎機壓力不均勻分布研究[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2011，24(6)：1102-1106.

　　[2]蔡中義，李軍，吳成玉，等.數(shù)控板料折彎工藝研究[J].煤礦機械，2013，27(9)：1956-1963.

　　[3]謝傳鋒，王琪.理論力學[M].北京：高等教育出版社，2015.

　　作者：謝洪德 劉明 蘇建國 單位：山東科技職業(yè)學院

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