高性能桶塞上蓋機的研究和應用

日本新日鋼桶有限公司

譯/孟玲美

一、目的

1、剔除有缺陷的配件和對角線超差的桶蓋（制造一臺合適的設備）。

2、使桶蓋擰緊力矩穩定，并對參數進行管理分析（制造一臺最終的擰蓋設備）。

發展背景：

開發的設備正在每一個工廠開始安裝。最終的擰緊裝置和設備配件分別于2010年8月和2012年3月，被安裝在Sagamihara工廠。最終擰緊設備于2012年2月安裝在Sanyo工廠。

當然，Osaka工廠和Nagoya工廠也預定安裝這些設備。

二、桶塞上蓋設備

1、發展背景

（1）以前的設備的結構和問題

① 這個活塞裝置的小機構，非常的實用。

② 這個設備不能處理傾斜的法蘭。

③ 活塞和桶口法蘭中心對齊不太準確。

（2）對于以前設備結構的改進。

① 更加實用的活塞裝置小機構。

② 由于采用了球形的轉動裝置，能夠處理傾斜的法蘭。

③ 依然不能使活塞和法蘭準確的中心對齊。

2、正確使用的三大條件

以往的經驗提示我們，有三個條件影響著設備的正確使用：

① 一定要跟蹤檢測法蘭的情況，一般的傾斜都是由于桶頂翹由造成的。

② 排除法蘭與桶塞中心不能對齊的主要問題。

③ 對活塞的壓力大小進一步優化。

對此，需要研發一個設備解決上述三個問題。

3、設備改進后與改進前的比較

4、設備研發簡介

【法蘭傾斜的跟蹤】

（1）將上蓋裝置與升降裝置分開，使主蓋裝置可以沿著桶頂表面傾斜。

（2）使上蓋裝置在桶頂垂直方向上可上下移動。

（3）最后，使上蓋裝置與傾斜法蘭呈垂直狀態。

【防止中心錯位】

桶塞旋轉的部分包括三層，包含帶輥的X、Y方向導向裝置。使活塞中心向法蘭中心位置3mm范圍內滑動。

上蓋裝置

裝置內部

【優化活塞的壓力】

通過安裝有專用升降缸的旋轉軸，合并兩個監測機構和三個電磁閥，使壓力可以自動調整。

5、在線安裝

6、時間圖

7、總結

（1）上蓋缺陷率

從2%降低到0.1%。

（2）可以確認，通過符合三個條件的硬件的正確安裝，在開發的初期時間已經交付使用。

三、桶塞最后擰緊設備

1、發展背景

以前設備結構上存在的問題

（1）通過調整氣缸上的彈簧來調節擰緊扭矩的大小。

（2）存在問題

① 扭矩大小不能夠定量設置。

② 因為在用戶使用中扭矩不確定的變化，所以有關桶塞松動質量問題會經常出現。

因此需要研發具有扭矩反饋控制的設備。

2、改進前后設備的對比

3、改進后的設備簡介

特點：當擰緊完成時，扭矩會反饋系統，系統給出最大扭矩值，設定的值和實際值分別顯示。使用可變速度調節器，轉速隨扭矩的變化而變化。可以對各種不同尺寸的鋼桶產品及不同的桶塞類型進行工作。

控制器可以連接到PLC或觸摸屏進行操作。

擰緊精度：1%FS→50N?m×1%＝±0.5N?m

最小輸出設備：0.01N?m

4、檢查伺服擰緊設備的精密度（離線測試）

（1）橡膠密封圈

（2）彈性塑料密封圈

① 擰緊扭矩的實際數據可以被再現，并且能記錄每一個小的變化。

② 扭矩的同一組數據表明，實際上，橡膠密封圈比彈性塑料密封圈扭矩小一些。

③ 根據與設定值相比的實際數據，分別繪制一個橡膠密封圈和彈性塑料密封圈的線性曲線。

可以確定，扭矩重復精度高，該設備是有效的。

【參考】使用扭力扳手進行扭矩測量的說明：

① 測量用的是下列照片中所示的扭力扳手類型。

② 測定扭矩值都采用桶塞緊固的方向。

③ “采用扭力扳手測定扭矩值”是當擰緊頭開始以1rpm的低轉速來移動桶塞時，在緊固方向上的扭矩值。

5、在線安裝

6、時間圖

7、在線扭矩精度

改進后大大地減少了扭矩的變化

7、總結

質量方面的改進：

（1）擰緊裝置是可以控制和設置的。

（2）擰緊力矩穩定可靠。

（3）可以進行數據管理。

提高質量，并可納入一個強大的質量管理體系中：

（1）扭矩穩定

擰緊扭矩可以根據不同類型的桶塞進行設置，并可以進行速度的控制和設定。

空氣壓力和機械精度的變化因素對扭矩不產生影響，而且扭矩值的精度偏差可重復調整。

（2）可以保存扭力數據

可以保存大量的扭據數據，從而可以對定量值和趨勢進行管理。

（3）對擰緊扭矩誤差的檢測

能夠設置最大和最小扭矩的范圍，超出范圍會發出警告，并指明有缺陷的鋼桶。