新型钢带打捆机的研究与设计

随着国民经济的发展，钢管的产量与日俱增。2015年，中国钢管产量达到9827万吨，2016年突破1亿吨。

钢带捆扎装置是钢管生产过程中非常重要的设备，主要用于钢管的捆扎和包装。传统的钢带捆扎设备只能使用标准的捆扎钢带，无法解决使用回收缺陷钢管制成的废钢带的问题，无法满足钢管制造商的加工需求。为了解决这一问题，本文研究并设计了一种新型的钢带打捆机装置，该装置既适用于钢管制造商，也可以使用废钢带进行加工和包装。通过重复使用有缺陷的钢管，降低了钢管的生产成本，并可以补充传统的钢带捆扎设备，完成钢管的捆扎和包装。

1传统钢带捆扎装置的结构组成和局限性

如图1所示，传统钢带打捆机结构简单，稳定性好，工作效率高，在钢管生产中发挥着重要作用。然而，随着国家大力推进节能减排，传统钢带打捆机逐渐显现出其局限性。目前，国内钢管制造商对钢管生产过程中产生的缺陷钢管有两种处理方法：1）直接再熔化；2） 回收有缺陷的产品，将其切割、轧制并切割成废钢带，然后对钢管进行捆扎和包装。实践证明，另一种方法的成本低于一种方法。传统的钢带打捆机使用标准捆绑钢带。废钢带不适合当前的钢带打捆机，需要手动捆扎。此外，捆绑标准钢带的成本相对较高，一般用于包装质量较好的钢管。对于质量一般的钢管，如加热管和水管，使用废胶带包装可以降低成本。

新型钢带捆扎装置是一种利用废带捆扎和包装钢管的装置。废带是不连续的，呈带状，与标准的捆扎钢带不同，因此其钢带捆扎方法与传统方法不同。此外，钢带捆扎装置的设计与钢管包装的形式有关。因此，在新型钢带捆扎装置的设计过程中，有必要将此作为设计依据。通过对人工绑缚方法的实地考察，对人们手持、放置物体或用手绑缚物体的方式进行观察和过程分析，运用仿生学原理，提出了一种将钢带绑缚技术与机器人技术相结合的绑缚方法，研究设计了一种新型的三自由度仿人双臂钢带打捆机。该设备可满足废旧皮带捆扎包装的工作要求，可替代人工捆扎，降低劳动强度，提高工作效率，节约生产成本。新型钢带捆扎装置是用手抓取废带的关键技术。通过实践得出结论，单纯地抓压钢带所产生的摩擦力并不能保证实现钢带的仿形绑扎、张力对接等功能；该过程可以通过对钢带进行底切来完成，以在抓取机构和钢带之间创建“咬合结构”。因此，废带抓取机构（这里也称为“爪机构”）是新型钢带打捆机的核心部件，其设计非常重要。