鉆機(jī)操縱臺(tái)柔性裝配線輸送及布局方式研究

　　摘要：針對(duì)現(xiàn)有鉆機(jī)操縱臺(tái)種類多、裝配復(fù)雜的特點(diǎn)，結(jié)合產(chǎn)品質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化、外觀等的生產(chǎn)要求，對(duì)比分析了倍速鏈、懸掛自行小車、RGV等輸送方式，優(yōu)選出適合鉆機(jī)操縱臺(tái)結(jié)構(gòu)及裝配特點(diǎn)的輸送方式，優(yōu)化其布局，形成基于往復(fù)式RGV輸送的H型裝配線，可適應(yīng)多種鉆機(jī)操縱臺(tái)裝配并兼顧后期技術(shù)及產(chǎn)量調(diào)整的柔性生產(chǎn)。

　　關(guān)鍵詞：鉆機(jī)操縱臺(tái)，裝配，柔性生產(chǎn)，輸送方式，布局

　　一、前言

　　中煤科工集團(tuán)西安研究院有限公司長期致力于煤礦坑道鉆機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn)，形成了自主品牌ZDY系列鉆機(jī)。作為鉆機(jī)關(guān)鍵部件的操作臺(tái)，其種類繁多，一直以來都是自主進(jìn)行生產(chǎn)制造。目前，公司鉆機(jī)操縱臺(tái)裝配還處于以往地?cái)偸降纳a(chǎn)模式，產(chǎn)能不能滿足市場快速發(fā)展的個(gè)性化要求，且難以實(shí)現(xiàn)裝配過程的信息化管理和產(chǎn)品質(zhì)量追溯。

　　隨著社會(huì)對(duì)能源需求的增加，煤炭在我國一次能源消費(fèi)占比維持在60%左右。鉆機(jī)作為解決瓦斯水害事故、保障煤礦安全開采的關(guān)鍵裝備，市場需求量越來越旺盛，并且客戶對(duì)鉆機(jī)的交貨期和品質(zhì)提出了更高的要求。由于鉆機(jī)的種類多，對(duì)應(yīng)的關(guān)鍵部件操縱臺(tái)種類也多;操縱臺(tái)用于控制鉆機(jī)的動(dòng)作，其質(zhì)量、生產(chǎn)效率直接影響鉆機(jī)質(zhì)量、安全及產(chǎn)量。現(xiàn)今單一的流水裝配線難以滿足鉆機(jī)操縱臺(tái)多品種、小批量、插單式的生產(chǎn)要求，只有對(duì)鉆機(jī)操縱臺(tái)裝配線合理的進(jìn)行布局，提高裝配線的適應(yīng)性，才能更好地推進(jìn)鉆機(jī)操縱臺(tái)高標(biāo)準(zhǔn)、高可靠性、高效率的生產(chǎn)，提高鉆探裝備的核心競爭力。

　　二、鉆機(jī)操縱臺(tái)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

　　鉆機(jī)操縱臺(tái)零部件多，裝配過程較為復(fù)雜(見圖1)，其柔性裝配線應(yīng)滿足以下基本原則：(1)以鉆機(jī)操縱臺(tái)裝配工藝要求及國內(nèi)外先進(jìn)柔性裝配線設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，以中國國家標(biāo)準(zhǔn)或ISO標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)繩。(2)整線設(shè)計(jì)遵循技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行可靠、經(jīng)濟(jì)合理、成熟實(shí)用的設(shè)計(jì)理念，采用典型成熟的生產(chǎn)設(shè)備。(3)設(shè)備合理布置做到人流物流順暢，滿足人機(jī)工程原理，重視節(jié)能、環(huán)保、安全等相關(guān)要求，技術(shù)水平達(dá)到行業(yè)領(lǐng)先。

　　三、鉆機(jī)操縱臺(tái)柔性裝配線輸送方式選取

　　根據(jù)鉆機(jī)操縱臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及生產(chǎn)要求，提出以下3種輸送方式：

　　(1)基于倍速鏈的輸送方式

　　倍速鏈輸送方式是流水線設(shè)備中廣泛應(yīng)用的一種自流式輸送方式，其輸送原理是運(yùn)用倍速鏈條的增速功能，使其上承托貨物的工裝板快速運(yùn)行，通過阻擋器停止于相應(yīng)的操作位置。倍速鏈輸送方式可通過相應(yīng)指令來完成積放動(dòng)作及移行、轉(zhuǎn)位、專線等功能。

　　圖2為一種基于倍速鏈輸送方式的操縱臺(tái)裝配線，其特點(diǎn)在于：輸送能力大，可承載較大載荷;速度準(zhǔn)確穩(wěn)定，能保證精確的同步輸送;易于實(shí)現(xiàn)積放輸送;驅(qū)動(dòng)少，造價(jià)低。

　　不足之處在于：(1)單條線體長度宜控制在12 m 左右，線體太長，安裝不直，鏈條調(diào)整不水平時(shí)，會(huì)導(dǎo)致軌道磨損，嚴(yán)重時(shí)鏈條會(huì)被拉斷;若線體分段，對(duì)設(shè)備價(jià)格、工藝排布等有一定影響。(2)運(yùn)動(dòng)不均勻，不適宜用于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)的場合。(3)線體只能按指定方向單向流轉(zhuǎn)，輸送靈活度差，無法實(shí)現(xiàn)跨工位的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)輸送。(4)產(chǎn)線定型后，增加或減少工位比較困難。

　　(2)基于懸掛式自行小車的輸送方式

　　此種輸送方式是通過自行小車裝置，在預(yù)定的軌道上，按照預(yù)定的控制程序輸送或搬運(yùn)物料，并保證準(zhǔn)確無誤。電動(dòng)自行小車根據(jù)設(shè)定的工藝過程，在不同的工位點(diǎn)上，按照計(jì)算機(jī)的操作指令進(jìn)行實(shí)時(shí)的自動(dòng)化控制。

　　圖3為一種采用懸掛式自行小車輸送的操縱臺(tái)裝配線，其特點(diǎn)在于：采用觸滑供電及移動(dòng)總線控制，具有起重、運(yùn)輸、空中貯存、組織生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輸送、動(dòng)態(tài)顯示、自動(dòng)認(rèn)址、自動(dòng)積放、故障自診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能;懸掛軌道上設(shè)有多臺(tái)自行小車，可獨(dú)立驅(qū)動(dòng);具有多種控制方式，小車可按設(shè)定程序?qū)嵭腥詣?dòng)作業(yè)，能根據(jù)不同的工藝裝配要求停行、升降;運(yùn)行速度快，無噪聲，無需潤滑;空中輸送占地面積下，整體形成立體輸送網(wǎng)絡(luò)。

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