摘要：在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，使用非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備已經(jīng)成為非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備行業(yè)中不少企業(yè)提升競(jìng)爭(zhēng)力的方法。文章通過對(duì)目前喂粕機(jī)的工作條件進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)出了適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的液壓機(jī)械手。喂粕自動(dòng)化投入使用后，完全能夠滿足生產(chǎn)需要。

關(guān)鍵詞：喂粕機(jī)；自動(dòng)化；上料液壓機(jī)械手；非標(biāo)自動(dòng)化設(shè)備；上料系統(tǒng)；隨動(dòng)系統(tǒng) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP278 文章編號(hào)：1009-2374（2015）15-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.040

1 喂粕自動(dòng)化研究背景

我國(guó)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)起步較晚，且目前世界機(jī)械制造行業(yè)在自動(dòng)化技術(shù)方面還是以歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的生產(chǎn)水平為準(zhǔn)，包括我國(guó)在內(nèi)的發(fā)展中國(guó)家基本還處于機(jī)械自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)階段，這是一個(gè)長(zhǎng)期的過程。

1.1 手工勞作比例高

目前，我國(guó)大部分企業(yè)仍屬于勞動(dòng)密集型企業(yè)，手工勞作比例非常高，在生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)方面都和國(guó)際先進(jìn)水平有很大差距。

1.2 自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量少，自動(dòng)化水平低

我國(guó)的機(jī)械制造業(yè)幾乎沒有獨(dú)立研發(fā)的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)，而且受到勞動(dòng)力密集等因素的影響，機(jī)械自動(dòng)化與小成本人工生產(chǎn)之間存在矛盾沖突，自動(dòng)化設(shè)備數(shù)量少，使用范圍不廣泛，機(jī)械種類選擇上有很大的局限性。

1.3 機(jī)械自動(dòng)化水平低

與國(guó)際水平相比，我國(guó)的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)仍處于初級(jí)階段，即操作自動(dòng)化階段，機(jī)械自動(dòng)化水平低，自動(dòng)化設(shè)備的利用率較低，幾乎沒有我國(guó)獨(dú)立研發(fā)的、具有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)械自動(dòng)化系統(tǒng)。

2 喂粕機(jī)液壓上料機(jī)械手研究

通過對(duì)目前喂粕機(jī)工作條件分析，設(shè)計(jì)出適合于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)工作的液壓機(jī)械手。本課題所設(shè)計(jì)的液壓機(jī)械手是結(jié)合我公司喂粕實(shí)際情況，決定利用Solidworks軟件進(jìn)行三維結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)，完成液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其主要元器件包括液壓泵、液壓閥、管道、油箱，采取采用PLC和觸摸屏的相結(jié)合的控制系統(tǒng)。

3 喂粕自動(dòng)化項(xiàng)目主要實(shí)施內(nèi)容、技術(shù)關(guān)鍵

3.1 實(shí)施內(nèi)容

（1）根據(jù)喂粕機(jī)及上料方式的特點(diǎn)，進(jìn)行自動(dòng)上料液壓機(jī)械手可行性研究，分析人工在工作時(shí)候的基本工序特點(diǎn)，確定設(shè)計(jì)方案；（2）進(jìn)行數(shù)學(xué)仿真計(jì)算和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析；（3）為了走線穩(wěn)定、安全、可靠，決定電纜敷設(shè)問題不用鋼絲滑輪吊線改用金屬拖鏈；（4）喂粕自動(dòng)上料機(jī)盡量使用接近開關(guān)不用行程開關(guān)；（5）喂粕自動(dòng)上料機(jī)的上料系統(tǒng)及隨動(dòng)系統(tǒng)有一套PLC控制并加裝觸摸屏用于顯示報(bào)警信息歷史報(bào)警記錄及設(shè)備步控狀態(tài)，控制臺(tái)具有手動(dòng)和自動(dòng)功能；（6）工藝要求上料機(jī)與隨動(dòng)裝置每側(cè)各有急停按鈕；（7）主電源開關(guān)帶操作手柄，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)電源總進(jìn)線停電功能。本課題在進(jìn)行上料液壓機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和分析時(shí)，考慮其加工工藝性和可裝配性，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真分析交叉結(jié)合的設(shè)計(jì)方法，以并行工程、價(jià)值工程思想指導(dǎo)整個(gè)研發(fā)過程。

技術(shù)關(guān)鍵：（1）上料液壓機(jī)械手各個(gè)動(dòng)作的協(xié)調(diào)控制；（2）上料液壓機(jī)械手協(xié)調(diào)隨行裝置的研究。

3.2 技術(shù)方案

喂粕自動(dòng)上料機(jī)由上料系統(tǒng)與隨動(dòng)系統(tǒng)組成：上料系統(tǒng)為地上運(yùn)行門架式結(jié)構(gòu)，具有入位、取料、整理、放倒（料堆）、抬升、上料等功能；上料系統(tǒng)取料時(shí)順次取料：每次都取離送粕機(jī)最近的那個(gè)料垛，直至全部取完；隨動(dòng)系統(tǒng)安裝在送粕機(jī)內(nèi)部、下固定式結(jié)構(gòu)；由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同、關(guān)于送粕機(jī)中線對(duì)稱布置的隨動(dòng)防倒裝置組成，并有鏈條同步結(jié)構(gòu)可使其與現(xiàn)有送粕機(jī)鏈條同速前進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)防倒功能。

自動(dòng)上粕機(jī)的總體工作流程為：料區(qū)是否有料判斷→隨動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)檢測(cè)粕料尾部位置并判斷是否已出現(xiàn)上料空間→上料機(jī)取料→上料機(jī)上料→隨動(dòng)防倒系統(tǒng)防倒→上料機(jī)復(fù)位至等待位置。

由于是門式上料機(jī)結(jié)構(gòu)，其水平運(yùn)動(dòng)在高于地平面的軌道上運(yùn)行，所以料區(qū)加料從端部分批次進(jìn)行：每批次五垛料，上料機(jī)全部上完以后進(jìn)入等待位等待并給出聲音或光信號(hào)提醒加料，加料過程上料機(jī)不動(dòng)作以免與人工加料動(dòng)作發(fā)生沖突，加料結(jié)束以后給出手動(dòng)指令，批次自動(dòng)上料重新開始。

上料機(jī)自動(dòng)上料時(shí)，每次上料周期小于2.5分鐘，應(yīng)充分保證批次上料完成后送粕機(jī)上粕料足夠多，為料垛區(qū)人工加料預(yù)留足夠時(shí)間。

留出在上料機(jī)故障時(shí)用人工上料的空間，如果上料機(jī)出現(xiàn)故障，可恢復(fù)人工上料。

喂粕自動(dòng)上料機(jī)盡量使用接近開關(guān)不用行程開關(guān)。

4 喂粕自動(dòng)上料機(jī)投入使用后效果及效益評(píng)估

（1）改造后使用喂粕自動(dòng)上料機(jī)，對(duì)漿粕自動(dòng)整理、吊裝、自動(dòng)上料，增加漿粕碼放整齊度及上料均勻性，降低操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力成本，避免了人為原因造成工藝參數(shù)的波動(dòng)；（2）上料均勻性，降低操作工勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省勞動(dòng)力成本；（3）4班*1人*4.3萬元/人=17.28萬元，按每臺(tái)喂粕自動(dòng)上料機(jī)投資65.2萬元計(jì)算，投資回收期65.2/17.28=3.77年。

5 結(jié)語(yǔ)

喂粕自動(dòng)化投入使用后，完全能夠滿足生產(chǎn)需要。在我國(guó)化纖行業(yè)中，企業(yè)在人員工資的開支上是企業(yè)開支最大的一塊，這也是現(xiàn)在很多企業(yè)的現(xiàn)狀。而由于人工操作容易存在失誤的狀況，因此企業(yè)不僅要支付高額的人工工資，還要為因?yàn)槭д`而造成的次品買單，因此對(duì)于企業(yè)來說，只有降低工資的支出和提升產(chǎn)品的合格率，才能有效的降低企業(yè)的開支。

在人員的工資上，根據(jù)《勞動(dòng)法》的要求，員工的工資是不能隨意下調(diào)的，因此對(duì)于企業(yè)來說，只有從人員上進(jìn)行精簡(jiǎn)。而喂粕自動(dòng)化能夠有效地代替人工進(jìn)行工作，并且合格率比起手工要高。更為重要的是，使用喂粕自動(dòng)化備能夠有效地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，從而提升企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)的發(fā)展提供了有效的

支撐。

首先，現(xiàn)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)太激烈，價(jià)格又透明化，基本上生意很難做，只能說在車床機(jī)械手改造之后節(jié)約點(diǎn)成本。其次，人工成本隨著社會(huì)進(jìn)步已經(jīng)在不斷上升，特別是近幾年，人工成本給企業(yè)經(jīng)營(yíng)帶來越來越大的壓力，而且效率還不高，只能說勉強(qiáng)維持下去。最后，現(xiàn)在隨著生活水平的提高，招工越來越難，人們基本上都不太愿意做普工，基本上都淡季養(yǎng)工人，旺季又急著招工人，這對(duì)于企業(yè)盈利來說相當(dāng)不好。

在最早期車床機(jī)械手其實(shí)就是手動(dòng)操作，雖然說比人工自行去操作效率提高很多，但對(duì)于企業(yè)來說還不夠達(dá)到理想狀態(tài)。企業(yè)想達(dá)到一種自動(dòng)化狀態(tài)，必須真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉曉雯，劉海生，張士強(qiáng).一種用于軟材料夾持的喂粕機(jī)上料機(jī)械手研究[J].制造業(yè)自動(dòng)化，2014，（16）.

作者簡(jiǎn)介：王興超（1985-），男，河北唐山人，唐山三友遠(yuǎn)達(dá)纖維有限公司遠(yuǎn)達(dá)制膠一車間助理工程師，研究方向：機(jī)械自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）endprint