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金属轧制自动化：结构组成及优势分析

自动化钣金轧制系统将钣金轧机（通常为三辊或四辊轧机）与自动上下料、搬运、定位、检测和调度控制系统集成在一起。该金属轧制自动化系统可实现从平板上料→自动定心→轧制→自动卸料→测量到重复生产的无人或极少人工操作。

适用于：圆柱体、管道、储罐、通风管道、压力容器壳体和车辆框架部件等圆形/锥形零件的批量生产和稳定制造。

1. 金属轧制自动化单元的组成部分

1）自动装卸系统

卷板机自动上下料系统是一种智能辅助装置，为解决卷板困难、定心精度不足、人工劳动强度大、卷板后卸料不方便等问题而开发。

该系统通过“搬运+定心+缓冲+轧后卸料”实现了卷板机前后整个过程的完全自动化，显著提高了轧制效率和安全性。

桁架机器人（通用解决方案）

X/Y/Z 三轴伺服控制，适用于加工大型金属板材。
载重范围：300公斤、500公斤、800公斤、1.2吨可选。
运行速度可达 80~120 米/分钟（轻载）。
内置真空或磁吸系统。

- 钣金装卸平台

可以堆放整包金属板材。
电动升降机可保持顶层高度稳定。
配备自动分纸装置。

钣金定位和定心机构

自动边缘对齐装置。
自动修正滚动方向。
定位精度为±0.5毫米（取决于金属板材尺寸）。

- 材料夹紧夹具

真空吸盘：适用于碳钢、不锈钢和铝板。
电永磁夹具：承载能力强，适用于厚板（8~25mm）。
机械式钳口夹具：适用于重型和不规则形状的板材。

- 板材卷轧机自动接口

与卷板机控制系统互连
自动识别轧制板材的起始位置
自动规划进料/卸料路径
安全联锁装置：卷板机旋转时自动锁定装卸料。

- 后卷卸货平台

成品卷材自动接收装置
可选翻转、堆叠和滚筒输送输出
可选成品堆垛或输送线连接

2）卷板机主体（核心设备）

兼容的卷板机类型：

W11型三辊对称式卷板机
W12 四辊卷板机（最适合集成自动化）
向上调节型/向下调节型/液压驱动型
支持锥形预弯、滚压和精密控制

3）金属轧制自动化接口

扩展总线协议（例如，EtherCAT/CANopen/Profinet）
开放 NC 程序库
一键式机器人/PLC联动

4) 工作流程（典型的自动化滚动流程）

自动送料：机器人/龙门架从物料仓库中取出板材。
居中和定位：通过视觉或居中机构进行自动调整
自动预弯：卷板机根据设定的曲线进行预弯。
自动轧制成型：执行轧制程序
成品自动卸料：机械臂/推车接收物料
圆度检测（可选）：自动激光圆度测量
自动堆垛/仓储存储系统

2. 主要功能

自动送料

龙门机器人/工业机器人:

可实现片材的抓取、搬运、翻转和精确放置。

真空吸盘夹持机构:

可适应不同材料和板材厚度（0.8-20mm），提供稳定的吸附力，且不会刮伤表面。

进料缓冲架:

可预先堆叠 5-20 张纸，减少人工搬运次数。

居中定位平台:

自动检测板材的左右和前后位置，校正偏移，确保准确进入轧机。

自动定心和送料

自适应边缘对齐:

通过激光测距确保精确的进给角度。

自动将板材送至轧机的下辊位置。

- 协调滚动过程

自动送料辊式输送机/动力辊:

将片材平稳地输送到轧机入口。

激光测距/边缘传感器:

自动识别板材边缘和轧制起始点，提高首辊精度。

气动/伺服夹紧装置:

能稳定夹紧片材，减少滑动。

自动卸货

搬运车/滚轮支撑系统:

接住卷起的圆筒，防止其掉落和变形。

侧向卸货结构:

自动将气缸推出滚动区域，提高安全性。

伸缩式顶出机构（适用于四辊轧机）:

将成型的圆筒从轧辊之间弹出，并将其输送到卸料辊轨道。

3. 适用板材卷轧机范围

对比表：

板材卷轧机类型	A适用性	笔记
三辊卷板机（W11）	★★★★☆	常见应用，中等负载
四辊卷板机（W12）	★★★★★	最适合自动化，装载位置稳定
大型重型卷板机（20~60mm厚板材）	★★★★☆	需要电永磁夹具或机械夹爪
小型轧机	★★★☆☆	适用于轻型机械臂

4. 金属轧制自动化系统优势

1）大幅降低劳动力成本

每台卷板机所需的人员数量从 2-3 人减少到 0.5 人（监控）。
滚动过程中无需人工抬升、对中或支撑。

2）效率显著提高

进料速度提高了 50%-200%。
自动定位比手动操作更稳定。
适用于批量连续轧制作业。

3）改进的滚动一致性

自动定心和定位可减少偏移误差。
板材的直线度更加稳定，滚动椭圆率更低。
通过 20-40% 提高了多个批次之间的一致性。

4）增强安全性

避免人工接触重型板材和滚动区域。
全流程激光扫描+安全联锁。
自动报警，用于检测版面偏移。

5）已建立标准化的质量体系

进给角度一致性高。
滚动精度提高了 20-30%。
滚动误差稳定在±1-2毫米以内。
适用于高端压力容器和管道行业的连续生产。

6）专为大尺寸和重型餐盘设计

特别适用于 6-40 毫米厚的板材和大幅面板材。
机器人/桁架与物料搬运设备配合使用，可以轻松搬运重型物料。

5. 典型配置示例（兼容 W12-12×2500）

SC轧机型号：W12-12×2500（12mm×2500mm）
桁架承载能力：500公斤
吸附方式：电永磁吸附+片材分离器
定心机构：双面自动对准+激光测量
卸料方式：卷装后自动输送辊卸料
总占地面积：约 10 米 × 5 米
布局可以根据您实际的板材厚度、宽度、轧制直径和车间空间进行定制。

6. 总结

SC板材轧制自动化系统由一台板材轧机组成，自动装卸装置该系统配备智能控制软件和检测模块，可实现从取料、定心、预弯、轧制到卸料的整个钣金加工流程自动化。系统采用机器人或桁架搬运方式，并与卷板机联动控制。它具有高精度轧制、稳定输出和无人连续作业能力，特别适用于圆柱形零件、风管、管道和压力容器壳体等批量生产场景。