1、课题来源与背景

    来源

    国家科学技术部科技型中小企业技术创新基金管理中心。

    背景

    目前电工导电铜（铝）排的加工方法为上引连续铸造+连续挤压+冷拉拔成型。前两道工序均为连续和自动的，而拉拔工序在本项目之前均采用长油缸及链式非连续拉拔方法。前述拉拔方法技术落后、拉拔长度有限、成材率低、耗能高、自动化程度低、用工多、工艺过程冗长。为此，本公司自主研发设计了"基于连续挤压和液压连续拉拔技术的铜（铝）排连续化生产线"。

    2、技术原理及性能指标

    （1）技术原理

    将上引连铸+连续挤压得到的铜（铝）坯料依次开卷→矫直→润滑→拉拔→清洗→定尺锯切→自动码放或自动收卷生产电工导电用铜（铝）母线排。

    生产线关键设备-液压拉拔主机设置有拉拔模具和两个拉拔机械手。两个机械手由电液伺服控制的油缸驱动高速往返交替运动，在整个拉拔过程中制品始终以确定的拉拔速度和拉拔力向前运动，不存在因油缸返程导致的运动停顿和张力放松，实现高效、自动化、连续不断的拉拔生产。机械手采用对制品无损伤的抱钳装置夹持制品表面，油缸产生拉拔力使铜（铝）排通过拉拔模具，拉拔后不存在铜（铝）排头部表面的夹头损伤和铜（铝）排两端的几何料头损失，显著提高成材率、降低产品成本。两个小行程油缸交替运动拉拔，产品长度不受拉拔机构行程的限制可拉拔出无限长度的铜（铝）排。

    （2）性能指标

    a)设备拉拔力不小于120 KN b)拉拔速度达到15m/min c)机械手行程1200mm d)返回速度30m/min e)铜（铝）排宽度≤80mm f)铜（铝）排厚度≤15mm g)拉拔速度波动值≤1% h)换手速度同步精度≤0.5% i)液压系统压力不大于20 Mpa j)液压系统流量214 L/ min，偏差不大于10%

    3、技术的创造性与先进性

    （1）创造性

    本项目是机电液一体的、生产过程高度自动化和生产管理智能化的生产线设备，创新内容：工艺创新、原理创新、结构创新和智能化网络控制等。

    a)工艺创新

    铜（铝）排连续化生产，整个工艺过程开卷→矫直→润滑→拉拔→清洗→定尺锯切→码放→蚊香盘成型或自动收卷在一台机组内自动完成。

    b)原理创新

    连续拉拔主机的驱动采用液压传动，电-液伺服控制液压缸驱动两只机械手高速往复交替运动实现长度无限制的连续拉拔。既不同于机械凸轮式连续拉拔、也不同于长行程单油缸断续拉拔、更不同于老式机械链条式拉拔。

    c)结构创新

    独创的液压连续拉拔主机、电-液伺服的液压控制和驱动系统、自动化智能化电气控制系统、环保绿色润滑系统、新型铜（铝）排夹送矫直机、新型在线定尺锯、新型铜（铝）排码放设备、新型立式铜（铝）排蚊香盘成型机。

    d)智能化控制及生产管理系统

    自主开发、电气控制系统中嵌入的软件包将设备控制和产销存管理融为一体，实现生产线远程诊断及故障处置、销售、生产、产量质量统计、库存管理和共享。

    （2）先进性

    本项目获得授权发明专利6项、实用新型11项，软件著作权2项，省部级期刊论文1篇，国内联机检索查新表明国内无相关技术，获国家科技部科技型中小企业技术创新基金项目、陕西省科技统筹创新工程计划项目、陕西省科学技术研究与发展计划项目、西安市科技支撑计划项目等资助，作为高端机电设备产品成功进入欧盟市场，远销英国、西班牙等技术先进国家。

    4、技术的成熟程度、适用范围和安全性

    （1）技术的成熟程度

    经过数年的设计、研究、实验，完成了第二代样机生产制造和预销售，对其功能、性能参数检测和分析表明实测数据与设计数据相符，收到预期经济效益和社会效益，深受客户欢迎。作为高端机电设备成功进入欧盟市场，远销英国、西班牙等技术先进国家。

    （2）适用范围

    用于电工导电铜（铝）排、有色及黑色金属管棒材的长度无限制的连续化、自动化拉拔生产。

    （3）安全性

    按照国家工业安全和环境保护规范进行设计、制造，出口欧盟产品已由出口代理商申请通过CE认证。

    5、应用情况

    成功用于西班牙Threesixty Extrusion Technology Ltd公司、金昌镍都矿山实业有限公司、浙江海亮股份有限公司。

    存在问题

    生产线由多台单机及多套装置组成、串联布置，是电工导电铜（铝）排生产的关键、重要设备，要求其具有极高的可靠性。故对设计、加工装配、子系统之间的有机整合都有较高要求。在目前一般的制造水平和配套能力下，进一步提高其可靠性及稳定性，使这种中国制造的高端机电产品获得国际市场，尤其是欧盟市场普遍的良好认可，还需要付出一定的努力。

    生产线所用关键液压元件、重要机械零部件、控制系统重要元器件和装置、传感器等均需欧美国家产品，全部国产化还需一定过程。

    先进的技术、强大的功能、很高的可靠性、丰富的产品规格始终伴随成本增加，如何在保证功能强大、质量高、可靠性高、性能优异的同时快速降低成本、增加对用户的吸引力、在行业内快速推广、提升盈利水平是当前的重要工作。

    6、历年获奖情况

    国家科技部技术创新基金项目，陕西省科技统筹创新工程计划项目，陕西省科学技术研究与发展计划项目，西安市科技支撑计划项目。