200L钢桶焊缝自动滚压机研制

卢鲜亮

摘要：介绍一种自动滚压机，可以实现对200 L钢桶桶身焊缝进行自动滚压处理，提高桶身焊缝结合处的强度，外表美观。该滚压机可应用到钢桶自动化生产线中，满足铜桶自动化生产线的需求。

200L钢桶在今天的工业包装、销售包装、运输包装中占据重要的地位，国内对它的需求量非常大，平均每年需要7 000万只以上。而国内钢桶的生产制造还依赖于纯机械生产，自动化程度不高。另一方面，钢桶的质量方面也遇到了一些需要解决的问题， 主要是泄漏。由于钢桶的泄漏问题已经产生了很多事故，也造成了巨大的损失和严重的环境污染。钢桶的泄漏主要发生在桶底顶的卷封结合位置和桶身焊缝位置， 目前通过把五层矩形卷边改为七层圆弧卷边， 桶底顶的结合问题已经得到大幅度改善，但桶身焊缝处泄漏问题仍然需要解决： 又因为焊接后的焊缝存在一部分残余拉应力，最终影响焊缝的强度。本文提出的200 L钢桶焊缝自动滚压机。对200 L钢桶的焊缝进行矫正式滚压修复，可以提高焊缝处的各项性能，从而提高钢桶质量和寿命，同时实现自动化控制。

1 焊缝滚压机理

焊接后的焊缝会残余一部分拉应力， 促使焊接缺陷附近的应力集中。应力集中会导致裂纹的生成、扩展和焊缝应力腐蚀，大大降低焊缝的强度。采用滚压工艺，可以使焊缝位置的晶格产生滑移，产生永久变形。从而消除残余应力，提高焊缝的强度。同时滚压之后。可以提高焊缝表面的光洁度和质量。

2 滚压机结构和特点

自动滚压机包含两个滚压机器、两个机械手、一个钢桶输送带。每个滚压机器上有一组辊轮(图1)，可对钢桶进行滚压。两个滚压机器布置在输送带两边，可以同时进工作；两个机械手固定在一起，安装在两个滚压机器的顶部导轨上，可左右运动，实现钢桶的上下料；钢桶输送带用来输送钢桶。通过PIC 控制滚压机器、机械手和输送带，实现整个自动滚压机的工作。

2.1 滚压方式

传统滚压机采用辊轮挤压方式(图2)。虽然该方式结构比较简单， 但只能滚压平板件， 不能滚压圆形钢桶。新型滚压机采用圆柱来支撑桶面，这样可方便装卸钢桶。而双辊轮单侧滚压的方式(图1)，可以使滚压更加平稳。通过该种方式，可以支撑起软质无盖圆柱桶面、方便圆桶装卸。

2.2 机械手结构

新型滚压机使用两只机械手来移动和装卸钢桶(图3)。通过气缸驱动机械手上下移动，通过摆动气缸驱动机械手手指弯曲。同时，一对机械手通过固定架连在一起．并安装在双排导轨上面．双排导轨中间的空间通过机械手臂。最终通过电机来驱动两个机械手同步进行左右的移动。

自动滚压机包含两个滚压机器， 分别布置在钢桶输送带的两边。工作时，机械手A 把钢桶上料到滚压机器1上，机械手B位于钢桶输送带位置，抓起第二个钢桶。滚压机器1滚压之后，机械手组向右边移动，直至把滚压好的钢桶回放到输送带， 并抓起下一个钢桶，机械手曰把钢桶放在滚压机器2上。随后，滚压机2对钢桶进行滚压，之后机械手向左移动，进行下一个步骤。以此类推。形成自动滚压机的工作循环。

2.3 辊轮加栽方式

辊轮通过液压缸来驱动．实现X,-J"钢桶焊缝施加滚压力。辊轮和该液压缸安装在导轨上，通过另一个液压缸来实现水平移动，完成整个滚压功能(图4)。其中，辊轮需要有较高的强度和硬度，材料可以选择合金工具钢。

3 滚压机流程图

自动滚压机通过PIC来控制。可以大幅度提高钢桶的生产效率，改善工作环境，降低制造成本，提高钢桶质量。流程如图5所示。一个循环包含6个步骤，每一次循环可以滚压两个钢桶。如果把每个步骤的反应时间计为1．5～3 s时，一个循环需要9～19 s。这样，每个钢桶滚压的时间会保持在4.5～9 s。每天至少可以滚压9 600个钢桶，从而大幅度提高钢桶制造效率。

参考文献

[1] 杨文亮．中国钢桶包装工业的发展[N]．中国包装报，2010．7．23．

[2] 杨文亮. 辛巧娟．钢桶结构正在变[N]．中国包装报，2006．9．15．

[3] 谢伟华．焊缝滚压对机械性能的影响[J]．航天工艺，1985(6)．