中石化股份有限公司天津分公司烯烃部 天津 大港 300270
摘要：本文介绍了包装车间针对HR814型码垛机进行电仪改造，优化码垛效果，提高设备效率，减少人工操作，节约维修成本的事例。
关键词：垛型 气缸 调速阀 电磁阀
烯烃部包装车间HR814型码垛机投入生产运行已20余年，采用低架码垛形式，缺陷较为明显。要改善HR814码垛机的垛型，应对其码垛运行动作进行分解，分离出对垛型有影响的动作，针对具体的机械动作分析其执行机构的转换原理，对硬件、软件进行相应改变，具体是增加控制气缸动作的电磁阀，使同一气缸在不同工位的动作速度不同，可以达到改善码垛垛型、提高设备性能的目的。
一.HR814码垛机运行中存在的问题：
升降框架带动水平车垂直运行，限位霍尔检测到低位信号后停止，进袋完成后，框架上升，在相应的层数磁铁信号处停止，水平车运行至相应的水平位置（由水平磁铁信号定位），开合叉手爪打开，将编组的料袋放置到托盘上。
生产中存在的问题：由于设备设计的空间局限性，码垛第一层和第二层使用同一个磁铁信号，如果将第一层的信号下移并独立出来，会造成开合叉和传动框架发生碰撞。所以第一层料袋的落差比2-8层的料袋落差大一倍，导致第一层的料袋容易发生偏移。
实际生产的垛型存在较大缺陷，第一层明显和其他层次的位置不同，这样的垛型在两垛码放时极易发生偏移甚至倒塌。
二.分析开叉动作的控制原理：
开合叉由气缸控制，气缸的动作快慢则由调速阀控制。开合叉气缸的开合动作由一个三位五通电磁阀控制，如图1：
图2
调速阀1、2为单向阀，分别控制气缸的收放动作，当气缸打开时开合叉闭合，气缸闭合时叉子打开。如图可知：调速阀2控制开叉动作的快慢。另一个气缸的两个调速阀命名为3和4，调速阀2、4控制两个叉子的开启速度。也就是说，调速阀2、4的速度组合决定了料袋放置在托盘上的位置。由以上所叙述第一层的料袋和其他层次的料袋放置高度不同，会导致位置偏移，而对同一层次2、3编组的码放配合也是不利的。
三.改造思路
综上所述，不同层次、不同编组的料袋码放位置由位置信号决定，但由于高度差和“2、3”编组问题，料袋位置会发生少量偏移。设想把不同于其他层次的第一层料袋的开叉动作独立出来，将会解决这一问题。“2、3”编组同理。
四.具体实施
在原有三位五通电磁阀和开叉调速阀间增加一个两位三通电磁阀，在此电磁阀和气缸之间并接一调速阀，如图2。开叉时PLC控制两位三通电磁阀的气路切换，通过不同调速阀的控制，可将码垛第一层的开叉动作和其他动作区别开，并可以有多种调速阀的速度组合，使料袋位置的摆放有更大的控制空间，可以有效改善码垛垛型，避免因垛型不好造成的散垛以及人工码垛，有利于安全生产，有利于库存码放。
改造后的控制原理：找两个PLC的空闲输出点，接入两个3通电磁阀的控制线路。
以左面气缸为例，合叉时5通电磁阀控制仪表风自3通电磁阀任意通道进入气缸，调速阀1控制速度。开叉时仪表风自3通电磁阀流出，根据层次和编组不同，PLC控制3通电磁阀得失电，气路AP或AR导通，调速阀2或5控制开叉速度，风自5通电磁阀排出。
情况1：近设备侧的所有2袋编组，用调速阀5、6控制，将6速度调低，使料袋尽量靠近托盘中间。
情况2：除第一层所有远设备侧的2袋编组，用调速阀5、4控制，使5的速度高于4，使料袋尽量靠近托盘中间。
情况3：第一层的2袋编组，用调速阀2、6控制，调节2的速度至合适。
情况4：所有的3袋编组，可以采用以上任意合适的组合。只要码放位置合适。实际是和情况2合并。
程序方框简图 （图3）
图3
程序命令行及梯形图 略
PLC接线图 略
五.效果检验
现场实际生产中，码垛机生产的垛型较改造前有了明显的改善。
结论：通过对HR814码垛机开合叉动作控制的相关改造，在原有三位五通电磁阀和开叉调速阀间增加两位三通电磁阀，开叉时PLC控制两位三通电磁阀的气路切换，通过不同调速阀的控制，达到多种调速阀的速度组合，使料袋位置的摆放有更大的控制空间，可以有效改善码垛垛型，避免因垛型不好造成的散垛以及人工码垛，有利于安全生产，有利于库存码放。
论文作者:张跃
论文发表刊物:《防护工程》2017年第29期
论文发表时间:2018/2/9
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