這篇創新設計研究論文發表了超市貨架的創新設計方案和參數，目前我國超市貨架的生產企業中對成本相對數控折彎機要低很多，但是要求較高的效率，論文介紹了壓板隨動設計方案，探討了壓緊折彎關聯創新設計，對創新設計前后設備性能參數進行了對比，提高了設備的市場競爭力。
關鍵詞：創新設計研究,活動壓板,端部折彎,浮動機架
目前我國超市貨架生產企業中，在超市貨架層板產品生產線上折彎機只是完成單一的、特定的折彎工序，功能要求特定專一，成本相對數控折彎機要低很多，但效率較高。實際生產中折彎機分為兩類：一次折彎成型設備和二次折彎成型設備。無論哪種折彎設備，折彎時壓緊需要1個液壓缸，折彎需要1個液壓缸。2個液壓缸的運動具有一定的邏輯關系，靠傳感器檢測并有PLC控制電磁閥來保證液壓缸運動的準確性。液壓缸往復動作的延時性影響了生產效率。要提高生產效率必須縮短油缸動作銜接時間，這就需要對壓緊和折彎機構進行創新設計。
1壓板隨動設計方案
貨架層板端部折彎分為一次折彎和二次折彎，對于一次折彎前面的各種折彎方式都能實現，但是對于二次折彎，由于壓板是上下運動，所以很難實現層板折彎后的卸料問題。國外貨架層板端部折彎設備是采用兩端同時折彎后，伺服電機帶動滾珠絲桿旋轉從而帶動兩端折彎設備向中間快速移動，然后壓板抬起，隨后卸下折彎后的貨架層板。由于折彎設備較重慣量較大，移動時又需要快速，所以消耗的功率也很大。由于移動位置要求精確，所以對于軟件和硬件要求都很高，隨之而來的是成本高，運行費用高。
國內貨架層板端部折彎設備是采用壓板旋轉兩端折彎或壓板上下直線運動前后端順序折彎。壓板上下直線運動前后端順序折彎前面已經介紹過了，下面來介紹一下壓板旋轉兩端同時折彎(如圖1所示)。墊板2固定在機架上，當層板1隨傳送帶向前運動到接近工作位置時，升降氣缸快速向下運動，然后推送氣缸快速伸出，推動層板快速移動到折板上的限位位置，兩端壓板3分別繞一回轉中心快速向下做回轉運動壓緊層板工件，兩端折板快速折彎并返回，兩端壓板快速反向回轉升起，層板工件隨傳送帶進入下一工序。整個過程傳送帶一直連續運轉。由于壓板做的是回轉運動，從圖1中不難看出，層板工件的一次折彎不影響壓板的返回。每端壓板的回轉動作必須有單獨的執行液壓缸來完成，而且邏輯動作要求非常準確。通過對現有資料的反復研究，并到生產一線與有經驗的工人師傅多次交流，最后決定改進壓板結構，將單一壓板改為復合壓板(如圖2所示)。
2壓緊折彎關聯創新設計
壓緊折彎關聯設計采用如下方案(如圖4所示)。墊板3和機架固定在一起，導向限位桿6上端通過螺紋和墊板聯接，對折板5下限位。彈簧4內部有一個導向套，對彈簧導向和對折板上限位。折板聯接液壓缸活塞桿，液壓缸缸體固定在浮動機架上，浮動機架又和組合壓板聯接，浮動機架通過導向裝置上下往復運動。如圖4(b)，液壓缸活塞桿縮回時，折板通過導向定位桿懸在下限位置，浮動機架通過液壓缸處在上限位置，組合壓板裝置隨浮動機架升到最高位置，此時工件貨架層板可以進行裝卸。
當層板工件裝夾完成后，液壓缸活塞桿開始伸出，由于浮動機架的重力作用帶動活動壓板組件開始向下運動，首先活動壓板組件的斜塊接觸墊板上的貨架層板，然后活動壓板向右下移動，直至移動到極限位置，液壓缸通過浮動機架的重力和彈簧壓力把貨架層板壓緊，油缸活塞桿克服彈簧力推動折板繼續向上運動對層板進行折彎，達到右圖狀態。油缸電磁閥接到信號后動作，液壓缸活塞桿回縮，首先是折板在彈簧力的作用下向下退到導向限位桿的限位位置，然后液壓缸活塞桿繼續回縮，液壓缸缸體帶動浮動機架和活動壓板組件向上運動，最后達到右圖狀態，完成折彎整個過程。
3創新設計前后設備性能參數對比
對圖5所示圖紙中的100×40cm超市貨架層板進行了生產測試，將測試數據與設備改進前、國外相關生產設備的性能參數進行比較，結果如表1所示。從表1中可以看出，文章設計改進后的超市貨架層板端部折彎設備，相對于國產傳統型設備而言，具有精度高(2倍以上)、生產效率高(接近2倍)、廢料率大幅降低等優點;相對于國外較先進設備如意大利GASPARINI設備而言，其精度與生產效率與國外設備接近，但廢料率較低。文章中研制的超市貨架層板端部折彎設備，相對國外同類設備來說，通過在設計中創新性地增加了關鍵執行元件——浮動機架，使得由原來的雙油缸驅動變成了單油缸驅動，從而降低了設備的生產成本。雙油缸驅動控制時靠壓力傳感器發出信號使兩個油缸聯動，控制復雜，耗時較大;單油缸驅動使兩個動作有機的連續起來，使控制更加簡單，并且動作連續、節約時間，大大提高了工作效率，提高了設備的市場競爭力。
參考文獻
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作者：謝洪德 劉明 蘇建國 單位：山東科技職業學院
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