李強(qiáng)

摘 要：目前國(guó)內(nèi)電雷管生產(chǎn)中卡口工序還屬于人工手工操作，不能徹底實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，這制約著電雷管的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，通過(guò)提高卡口設(shè)備的自動(dòng)化水平，在保障人員和設(shè)備安全、提高電雷管生產(chǎn)過(guò)程安全性的同時(shí)，也使電雷管的生產(chǎn)效率得以有顯著提高，對(duì)企業(yè)品牌的樹(shù)立和經(jīng)濟(jì)效益的提升都大有裨益。文章簡(jiǎn)單闡述了國(guó)內(nèi)電雷管生產(chǎn)現(xiàn)狀，并通過(guò)人機(jī)隔離方案設(shè)計(jì)、電雷管卡口方案設(shè)計(jì)兩個(gè)方面解析電雷管卡口設(shè)備自動(dòng)化，以為相關(guān)工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。

關(guān)鍵詞：電雷管；卡口設(shè)備；自動(dòng)化

中圖分類號(hào)：TQ565.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）11-0097-02

隨著建筑行業(yè)發(fā)展的日新月異，施工工藝以及設(shè)備不斷精進(jìn)，工程中的爆破作業(yè)安全性也一直是施工單位關(guān)注的重點(diǎn)，雷管卡口自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)和推廣，使得施工設(shè)備和人員的安全保障大大提高。各種先進(jìn)的新型工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)在電雷管領(lǐng)域的有效運(yùn)用使得其生產(chǎn)機(jī)械化以及產(chǎn)品自動(dòng)化的程度都得到了顯著提高。因此探析國(guó)內(nèi)電雷管生產(chǎn)現(xiàn)狀，進(jìn)而對(duì)電雷管卡口設(shè)備自動(dòng)化進(jìn)行詳細(xì)剖析，有著十分重要的技術(shù)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

1 國(guó)內(nèi)電雷管的生產(chǎn)現(xiàn)狀

電雷管的生產(chǎn)線主要包括裝填線、裝配線。裝填線作業(yè)內(nèi)容是把爆炸材料（引爆劑和延期體等）依照一定順序填裝于基礎(chǔ)雷管中，裝配線的作業(yè)內(nèi)容是在前者的基礎(chǔ)上，將基礎(chǔ)雷管和引火元件的頭部加以配合與密封處理，進(jìn)而完成卡腰和卡口，最后在雷管上實(shí)施激光打碼，完成電雷管的裝配。

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，雷管裝配作業(yè)是安全事故出現(xiàn)幾率最高的環(huán)節(jié)，裝配作業(yè)中安全事故高發(fā)工位是卡口。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)電雷管生產(chǎn)領(lǐng)域的裝配技術(shù)和作業(yè)水平大多基本都能實(shí)現(xiàn)各工位的連續(xù)和自動(dòng)化生產(chǎn)，包括殼排管、藥劑填裝、藥劑壓實(shí)、藥量檢查、延期體填裝以及廢品的篩查和剔除等，均能達(dá)到人機(jī)隔離的要求，激光打碼以及驗(yàn)電仍處于半自動(dòng)化水平，人工干預(yù)仍是必要的輔助措施，而電雷管的卡腰和卡口工位仍舊是人員手工作業(yè)，在電雷管整個(gè)生產(chǎn)全線內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)隔離，電雷管生產(chǎn)中卡口設(shè)備的自動(dòng)化是電雷管安全生產(chǎn)的本質(zhì)要求[1]。

電雷管最主要的三個(gè)組成部分是基礎(chǔ)雷管、火藥以及用于引火的元件頭。而電雷管工業(yè)生產(chǎn)工序中的卡口具體指在基礎(chǔ)雷管內(nèi)裝填火藥之后，再導(dǎo)入引火用的元件頭，然后借助機(jī)械設(shè)備把基礎(chǔ)雷管和該元件頭加以密封。引火用的元件頭尾部帶有長(zhǎng)約1.5 m的導(dǎo)線，由于該柔性組件的存在，卡口工序在銜接時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)問(wèn)題，也增加了運(yùn)用機(jī)械設(shè)備把雷管殼與引火用的元件頭相配合的難度，加之雷管制造生產(chǎn)商所使用的運(yùn)輸模具有限，實(shí)施卡口密封作業(yè)的實(shí)際物理空間難以滿足生產(chǎn)要求，這就造成在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)中對(duì)多發(fā)電雷管同步卡口的難度很大，但若實(shí)施單發(fā)卡口的自動(dòng)化作業(yè)，其生產(chǎn)效率比人工作業(yè)效率還要低，因此，單發(fā)卡口的設(shè)備自動(dòng)化在企業(yè)生產(chǎn)中推廣運(yùn)用的難題就難以克服，也因此使得電雷管生產(chǎn)過(guò)程中的裝配作業(yè)自動(dòng)化工藝鏈難以實(shí)現(xiàn)完整閉環(huán)，也就造成該工序勞動(dòng)強(qiáng)度是最大的、人員是最密集的、安全隱患是最多的現(xiàn)狀。

2 對(duì)電雷管卡口設(shè)備自動(dòng)化的分析

電雷管卡口設(shè)備自動(dòng)化分析主要從人機(jī)隔離方案設(shè)計(jì)和電雷管卡口方案設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行。

2.1 人機(jī)隔離方案設(shè)計(jì)

工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平越來(lái)越高，電雷管生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)多發(fā)連續(xù)作業(yè)的需求越來(lái)越強(qiáng)烈，要實(shí)現(xiàn)電雷管生產(chǎn)中卡口工位自動(dòng)化，就要實(shí)現(xiàn)人機(jī)隔離，使生產(chǎn)設(shè)備把位于基礎(chǔ)模內(nèi)的引火用的元件頭和基礎(chǔ)雷管分別導(dǎo)入進(jìn)卡口工位的隔爆空間，進(jìn)而對(duì)其實(shí)施卡口作業(yè)。

前面提到由于運(yùn)輸基礎(chǔ)雷管模具的尺寸有限，所以首先要對(duì)基礎(chǔ)雷管的提取問(wèn)題加以解決，把它轉(zhuǎn)運(yùn)至具有足夠大物理空間的模具內(nèi)。

基于這種思路，對(duì)基礎(chǔ)雷管的提取方式加以優(yōu)化設(shè)計(jì)，形成基礎(chǔ)模中需進(jìn)行卡口處理的基礎(chǔ)雷管提取圖。假設(shè)有50發(fā)電雷管需要進(jìn)行卡口處理，在基礎(chǔ)模中從X和Y兩個(gè)方向?qū)嵤┨崛?，提取過(guò)程共分10次進(jìn)行，每次提取的電雷管數(shù)為5發(fā)，X方向共提取30發(fā)、Y方向共提取20發(fā)，最終把位于基礎(chǔ)模內(nèi)的所有基礎(chǔ)雷管提取完畢。

基礎(chǔ)模提取的問(wèn)題解決之后，需要進(jìn)一步解決導(dǎo)入引火用的元件頭的問(wèn)題，將引火用的元件頭的制作更加標(biāo)準(zhǔn)化，在防爆鋼板以外把元件拖頭導(dǎo)入到元件模內(nèi)，通過(guò)設(shè)備運(yùn)輸帶實(shí)現(xiàn)在卡口模塊中導(dǎo)入元件模進(jìn)而和雷管體準(zhǔn)確對(duì)接完成卡口[2]。

2.2 電雷管卡口方案設(shè)計(jì)

2.2.1 卡口運(yùn)動(dòng)方案

卡口工位的運(yùn)用形式詳情描述如下。主模運(yùn)轉(zhuǎn)至預(yù)定位置后，氣缸3先向下動(dòng)作，把主模固定于Z軸方向，然后氣缸1 和氣缸2通過(guò)平臺(tái)1的推動(dòng)，帶動(dòng)主模在水平方向上往右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其達(dá)到感應(yīng)開(kāi)關(guān)1處時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)發(fā)出信號(hào)，氣缸6隨即啟動(dòng)工作，進(jìn)而在X方向?qū)δ灸＜右远ㄎ弧?/p>

氣缸7和氣缸9工作開(kāi)始后，把電雷管依序壓進(jìn)卡口機(jī)構(gòu)內(nèi)，完成后工作臺(tái)回復(fù)至初始位置。氣缸1和氣缸2推動(dòng)主模繼續(xù)向前，使其運(yùn)動(dòng)更遠(yuǎn)距離，隨后兩個(gè)氣缸也回復(fù)至初始位置。

在此基礎(chǔ)上，工作臺(tái)1上引進(jìn)輔助模，對(duì)輔助模實(shí)施依次對(duì)位與對(duì)壓，在工作臺(tái)2第二次返回初始位置時(shí)，卡口機(jī)構(gòu)啟動(dòng)工作，輔助模隨即退出。在感應(yīng)開(kāi)關(guān)第二次接收到信號(hào)時(shí)，氣缸6執(zhí)行收縮動(dòng)作，木模在氣缸1和氣缸2的推力下離開(kāi)工作臺(tái)1而進(jìn)入下一輪循環(huán)。

其他工作臺(tái)工作機(jī)制均類似于該工作臺(tái)的運(yùn)行模式，50發(fā)木模需要該類型的工作臺(tái)共10個(gè)，將工作臺(tái)X方向的尺寸最大控制在1 m以內(nèi)，以此滿足尺寸限制的同時(shí)，提高工作效率和自動(dòng)化程度[3]。

2.2.2 卡口效率的計(jì)算

在上述過(guò)程中，每一動(dòng)作的所需時(shí)間不同，氣缸傳動(dòng)工作行程滿時(shí)（包含過(guò)程中的定位時(shí)間以及繼續(xù)傳動(dòng)等），一共需要的時(shí)間為10 s。

氣缸在X方向上每一完整定位動(dòng)作的完成過(guò)程需要5 s，而Y方向上，包括對(duì)木模的定位和輔助模的定位兩項(xiàng)，一個(gè)完整定位動(dòng)作需要兩個(gè)氣缸共同完成，所需時(shí)間一共是 10 s，工作臺(tái)2執(zhí)行兩次頂出、兩次對(duì)壓和往返過(guò)程，全程需要時(shí)間為10 s。

卡口機(jī)構(gòu)單次可實(shí)現(xiàn)4發(fā)成品的同步完成，所需時(shí)間為 5 s，工作臺(tái)引入輔助模之后，輔助模的等待時(shí)間為5 s，工作臺(tái)和工作臺(tái)間的等待時(shí)間為5 s，全部工位的預(yù)準(zhǔn)備時(shí)間統(tǒng)共為10 s。每個(gè)工作臺(tái)在50 s內(nèi)同步完成4發(fā)電雷管的卡口處理，整個(gè)生產(chǎn)流水線可實(shí)現(xiàn)40發(fā)電雷管的同步卡口處理，耗時(shí)60 s，則整個(gè)生產(chǎn)線單日（工作時(shí)間8小時(shí)）生產(chǎn)量為2.4萬(wàn)發(fā)/d。

3 結(jié) 語(yǔ)

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)進(jìn)步，生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率是企業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中樹(shù)立品牌形象和提高競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。電雷管卡口設(shè)備的自動(dòng)化水平有利于保障人員和設(shè)備安全、提高電雷管生產(chǎn)過(guò)程安全性，因此重視研究電雷管卡口設(shè)備的自動(dòng)化十分必要。在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)中，通過(guò)人機(jī)隔離和提高卡口設(shè)備的自動(dòng)化水平，不僅能夠?qū)μ岣呱a(chǎn)安全具有重大意義，更是擺脫效率低下的人工作業(yè)、提升生產(chǎn)效率的有效措施，在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)中必將發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張東平.一種新的導(dǎo)爆管雷管裝配自動(dòng)化生產(chǎn)工藝技術(shù)[J].江西科學(xué)，2013，（5）.

[2] 嚴(yán)龍，李紅軍，王東風(fēng)，等.氣缸位置分布對(duì)管殼體卡痕的影響[J].機(jī)械 研究與應(yīng)用，2013，（5）.

[3] 劉文波，陳白寧，段智敏.火工品自動(dòng)轉(zhuǎn)配技術(shù)[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版 社，2010.