鋼釘自動成排裝置的研制

王照鋒
(河南職業(yè)技術(shù)學(xué)院，鄭州450046
摘要：根據(jù)鋼排釘的生產(chǎn)工藝特點，設(shè)計并研制了一種新型的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼釘?shù)淖詣佣ㄏ颉⒊膳?。利用永磁材料?br /> 運動的鋼釘定向，利用液壓系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)實現(xiàn)鋼釘?shù)淖詣映膳挪⑻蕹环弦蟮匿撫敚瑥亩鴮崿F(xiàn)了
鋼排釘?shù)淖詣踊a(chǎn)。
關(guān)鍵詞：鋼排釘；成排裝置；定向
中圖分類號：TS 914 6 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：1002—2333(2014)09—0047—02
Design and Manufacture of an Automatic Arrangement Device for Rowing Steel Nail
WANG Zhaofeng
(Henan Vocational Technical College，Zhengzhou 450046，China)
Abstract：According to the characteristics of production technology of steel row nail，a new type of device is designed to
realize the nail steel row and automatic arrangement．The permanent magnetic material is used to control the movement of
the steel nail orientation to auto—arrange and rejecte the satisfactotT steel and steel nail by hydraulic system，PLC control
system，detection system，so as to realize the automation of the production of steel arranging nails．
Key words：row-steel nails；nails arrangement equipment；direction finding

0引 言

隨著社會的發(fā)展，鋼釘因其具有較高的硬度、強度，
廣泛應(yīng)用于建筑、裝修行業(yè)中“]。目前，鋼排釘?shù)纳a(chǎn)主
要依靠人工排列涂膠，將鋼釘粘成一排，尚未實現(xiàn)大批量
自動化生產(chǎn)，已不能滿足社會發(fā)展的需要。為了提高鋼排
釘?shù)纳a(chǎn)效率，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，國內(nèi)外學(xué)者積極開展了
鋼釘成排裝置的研制工作，五邑大學(xué)的陽大志[21設(shè)計了
QZD型排釘機，依靠電磁振動實現(xiàn)上料定向，在重力的作
用下，鋼釘落入半圓形滑道中成排，這種裝置雖然也能部
分實現(xiàn)鋼釘成排，但對于表面鍍覆的鋼釘，經(jīng)過碰撞、摩
擦后鍍層會出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。陳銘[31等人設(shè)計了一種鋼排
釘自動成排裝置，但該裝置在檢測不符合要求的鋼釘時，
每次只能剔除1個鋼釘，如果連續(xù)有2個不符合要求的
鋼釘，則不能完全剔除。鑒于此，作者設(shè)計了一種新型的
鋼釘自動成排裝置，利用永磁材料對雜亂無序的鋼釘定
向，利用PLC、傳感器、液壓等實現(xiàn)鋼釘?shù)淖詣映膳牛瑵M足
鋼排釘自動化生產(chǎn)的要求。

1鋼排釘自動化生產(chǎn)的工藝過程

鋼排釘主要以中低碳鋼為原材料，通過拉絲機多次
拉拔減徑，由制釘機生產(chǎn)，經(jīng)過淬火處理、拋光機拋光，再
進行鍍覆，最后由手工作業(yè)完成排列、涂膠、烘干等工序。
其中拉拔、制釘、熱處理、拋光和鍍覆已實現(xiàn)自動化。圖1
所示為鋼釘自動成排工藝流程，由圖1可見，鋼釘自動成
排工藝包括下列幾個步驟：分離、定向、成排、涂膠、烘干。
其中分離、涂膠、烘干目前已有機械可實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，
而鋼釘?shù)亩ㄏ?、成排工藝大多靠人工作業(yè)完成。因此，自
動化生產(chǎn)鋼排釘?shù)年P(guān)鍵工藝是鋼釘?shù)淖詣佣ㄏ蚝统膳拧?/p>

2鋼釘自動成排裝置設(shè)計

2．J總體設(shè)計

自動化生產(chǎn)鋼釘?shù)年P(guān)鍵工序是把雜亂無序的鋼釘定
向、排列。經(jīng)分析研究，設(shè)計了鋼排釘自動成排裝置的總
體結(jié)構(gòu)。如圖2所示，雜亂無序的鋼釘經(jīng)定向裝置定向
后，傳送到排列裝置中排列整齊，最終達到成排要求。

2．2 自動定向裝置設(shè)計

鋼釘在進入成排裝置前的自動定向是實現(xiàn)鋼排釘自
動化生產(chǎn)的一個比較關(guān)鍵的工序。經(jīng)過研究分析，設(shè)計的
鋼釘自動定向裝置如圖2中定向裝置4所示。該裝置由
輸送機構(gòu)、永磁材料和收集斗三部分組成。其中輸送機構(gòu)
上端安裝電磁振動器，雜亂無序的鋼釘經(jīng)過電磁振動器
分離后，落入輸送帶上，并隨輸送帶一起運動。永磁材料
安裝在輸送帶的下方，輸送帶上的鋼釘運動到永磁材料
的位置時，在磁場的作用下，鋼釘被磁化，磁化后的鋼釘
兩端分別為S極和N極。在永磁材料的N極、S極的吸引
下，輸送帶上的鋼釘會發(fā)生旋轉(zhuǎn)，保持同磁力線方向一
致，從而實現(xiàn)了鋼釘?shù)淖詣佣ㄏ颍ㄏ蚝蟮匿撫斀?jīng)過收集
斗進入到成排裝置中。

2．3 自動成排裝置的設(shè)計

成排裝置的任務(wù)是把定向后的鋼釘排列成排，便于
后續(xù)涂膠工作。如圖2中，1為鋼釘自動成排裝置。該裝置
由推釘機構(gòu)、吸釘機構(gòu)、檢測機構(gòu)、控制機構(gòu)和滑道組成。
當(dāng)檢測機構(gòu)檢測到由收集斗運動過來的鋼釘時，信號傳
遞到控制機構(gòu)，由控制機構(gòu)啟動推釘機構(gòu)，把鋼釘推進滑
道中，鋼釘在滑道內(nèi)自動排列。當(dāng)從收集斗傳送過來的鋼
釘與其它鋼釘方向不一致時，檢測機構(gòu)把不符合要求的
鋼釘檢測信號傳遞到控制機構(gòu)，控制機構(gòu)啟動吸釘機構(gòu)，
把該鋼釘直接從滑道中吸出，從而剔除不符合要求的鋼
釘。吸釘機構(gòu)和推釘機構(gòu)均采用液壓系統(tǒng)，如圖3所示。
當(dāng)1DT通電時，推釘機構(gòu)動作，當(dāng)2DT通電時，推釘機構(gòu)
快速退回，完成推釘動作；當(dāng)3DT通電，吸釘機構(gòu)動作，當(dāng)
4DT通電，吸釘機構(gòu)快速退回，完成吸釘動作。兩缸的行
48 機械工程師2014年第9期程都由接近開關(guān)控制，兩缸的動作由
PLC控制。2．4 PLC控制設(shè)計目前PLC廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化
智能控制領(lǐng)域㈦]，鋼釘自動成排裝置的推釘動作和吸釘動作均由PLC控制。2
個輸入信號，3個輸出信號。檢測傳感器提供輸入信號，輸出信號與液壓系統(tǒng)的
電磁閥相連，控制吸釘、推釘動作。電磁鐵安裝在吸釘缸上，
電磁鐵通電吸釘。圖4所示為PLC控制原理圖，圖5所示為
PLC控制系統(tǒng)程序流程圖。

3結(jié)語

鋼釘自動成排
裝置采用永磁材料
對鋼釘定向，采用液
壓系統(tǒng)實現(xiàn)吸釘、推
釘動作。由傳感器、
電感接近開關(guān)自動檢測，PLC控制吸釘、推釘過程。經(jīng)多
次試驗，該裝置每分鐘可排釘160多個，滿足了設(shè)計要
求，解決了鋼排釘自動化生產(chǎn)的難題。

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