平板分张上料技术创新应用研究

顾鸿顺，王铎，黄伟，吉方靖，王成

（江苏亚威机床股份有限公司，江苏 扬州 225200）

0 引言

近年来，随着我国环保和节能的需求日益提升，在钣金制造行业中铝合金板材和不锈钢覆膜板材的应用也越来越广泛。目前市场上，针对磁性板材有几种成熟的分张设备，但对于铝合金板和不锈钢覆膜板这类非磁性板材却没有一种稳定可靠的分张设备。

1 铝合金板材分张存在的问题

铝合金板由于表面涂有防锈油，且板材平整，堆垛受压后板料之间会产生粘性及真空，使得分张的难度增大。如图1 所示。金属覆膜板材，例如覆透明膜的镜面不锈钢板，板材垛料气密性非常高，且存在静电吸附，板材同样不易分离。

2 分张方法分析研究

铝合金板材和金属覆膜板材属于非磁性材料，目前市场上常用的非磁性板材分张方法，主要有气动分张和机械分张等。

2.1 气动分张

气动分张中应用较为普遍的是气刀法，它的工作原理是气源将压缩的空气通入气刀的高压腔内部，高压气流通过喷嘴，在气刀的长度方向上形成气流薄片，此气流薄片有着很强的冲击力，对着板材间隙处吹气，可以将板材分离。但气刀法成功率不是很稳定，且需要消耗很大的气量。如图2 所示。

图2 气刀法原理示意图

2.2 机械分张

机械分张由于不受板材的磁性和板厚的限制，可适用于多种分张场合。它的原理是利用齿形板对堆料的上方板材进行冲击勾取，并配合吸盘机械手进行吸取，从而将最上层板料分离出来。但机械分张易造成钢板边缘被划伤。如图3 所示。

图3 机械分张器应用场景图

针对铝合金的板材特性，并结合分张方法的优点，本公司经多次调研和现场测试，设计出了一种有效的铝合金板分张装置。

3 分张装置的设计与应用

该铝合金板分张装置由两部分组成，分别为振动分张器和刮板分张装置。可应用在冲压单元上下料中，与吸盘机械手以及扳边装置一起进行配合工作。

其应用场合如图4 所示。由图可见，振动分张器（104）和刮板分张装置（103）分别通过紧固件安装在吸盘机械手（101）的前端位置，与扳边装置（102）配合工作。

图4 铝合金板分张装置应用场景图

3.1 振动分张器

3.1.1 工作原理

如图5 所示，振动分张器由折弯挡板（201）、垫圈（202）、压缩弹簧（203）、平垫圈（204）、带法兰直线轴承（205）、安装底板（206）、高度调整垫片（207）、导向轴（208）、L 型快插螺纹接头（209）、气动振动器（210）、聚氨酯垫（211）、消声器（212）、L型快插二通接头（213）、两位五通单电控调压阀（214）组成。

图5 振动分张器结构图

其中，两个带法兰直线轴承（205）通过紧固件装配在安装底板（206）上，垫圈（202）位于导向轴（208）上端，并通过螺钉使与导向轴(208)折弯挡板（201）相连，平垫圈（204）、压缩弹簧（203）、垫圈（202）依次套在导向轴（208）上，导向轴（208）下端穿过带法兰直线轴承（205），用紧固件将折弯挡板（201）固定在安装底板（206）上，气动振动器（210）与两个导向轴（208）相连，消声器（212）和L 型快插二通接头（213）分别安装在气动振动器（210）上端，聚氨酯垫（211）安装在气动振动器（210）下方，高度调整垫片（207）则用来调整振动分张器的上下安装位置，两位五通单电控调压阀（214）则用来调节气压大小。

3.1.2 工作原理

气源将压缩的空气通入气动振动器（210）内部，气动振动器在通气状态下开始工作，带动聚氨酯垫（211）一起进行上下往复运动，聚氨酯垫连续碰撞吸盘机械手吸取的板材，避免出现双料问题。

3.2 刮板分张装置

3.2.1 结构组成

如图6 所示，刮板分张装置由两位五通单电控调压阀（301）、L 型快插二通接头（302）、三轴气缸（303）、单向节流阀（304）、支架安装板（305）、安装支座（306）、折弯支架（307）、锯齿片安装板（308）、锯齿片（309）、安装固定片（310）组成。

图6 刮板吹气分张装置结构图

其中，三轴气缸（303）通过紧固件装配在安装支座（306）上，支架安装板（305）与三轴气缸（303）前端相连，折弯支架（307）通过螺钉固定在支架安装板（305）上，锯齿片安装板（308）固定在折弯支架（307）的侧前端面上，锯齿片（309）与安装固定片（310）通过紧固件装配在锯齿片安装板上。

3.2.2 工作原理

气缸回程，直至锯齿片(309)与堆料相碰，使得板料间产生间隙，往复多次运动，将板材进行分离。

4 铝合金板材分张具体实施方式

在实际的数控板料冲压自动化生产线中，振动分张器和刮板分张装置，配合吸盘机械手以及扳边装置，可以稳定有效地实现铝合金板材的分张。

首先，吸盘机械手运行到堆料上方，吸盘吸附在最上层的板料表面，接着刮板分张装置工作，破坏上层板料间的真空状态，使得板料进行初步分离，然后，扳边装置开始工作，使得板材二次分离，之后吸盘机械手带动板材上升并停留在一定高度，此时振动分张器开始工作，确保板材完全分离。

经客户现场自动化生产线的实际工作运行情况验证，本装置的分张功能可靠稳定，有效解决了铝合金板材的分张问题。