建筑陶瓷包装机械智能与安全标准化探讨

时间：2024-04-25

李军生赵晓纯

佛山市顺德区质量技术监督标准与编码所广东佛山 528300

建筑陶瓷是我国传统优势产业，是世界上的生产、销售大国，并带动了我国建筑陶瓷机械产业的蓬勃发展，经历了从引进、仿造到自主研发，从机械化时代、自动化时代后，现逐步向智能化时代迈进。我国《中国制造2025》及相关政策、规划的发布，使建筑陶瓷机械的智能化及高端装备化进入了快速发展轨道[1]。

1 我国建筑陶瓷包装机械智能化的发展及主要特点

智能化建筑陶瓷包装机械是通过软硬件及物联技术，将自动分选机、自动叠砖机、自动上砖机、自动包装机和自动堆垛机等设备系统而灵活地组合成，来实现上砖、送纸、包角、折箱、打带及码垛等工序的自动化及无人操作(机器操作者除外)，机器人也逐渐用于其中，以快速、准确、高质地实现整个包装功能，包括报警、消除故障及重新启动工作等。总体来说，我国建筑陶瓷机械包装机械在自动化和智能化进行了研发和创新，主要包括：第一，采取避免砖体崩边措施，提高瓷砖自动装箱质量；第二，采取提高护角准确定位措施，及避免强行将护角插进砖体与纸板之间而造成护角和砖体歪斜甚至损伤的措施；第三，采取确保逐层提取层叠的纸板，而不会同时取出两张或以上纸板的措施；第四，通过机器人的应用，提高包装效率和准确性，降低人工成本。

2 建筑陶瓷包装机械智能标准化的探讨

2.1 智能化系统基本组成的标准化

为实现包装机械的自动智能包装功能，主要由物料输送系统、分垛装置、配纸机构、包角机构、捆扎机构、折纸机构、抓砖装置（包括机械手或机器人）、控制系统和软件组成。

2.2 智能化工作模式和流程的标准化

通过物料输送系统进行包装物料的输送，进行分垛、配纸、包角、捆扎实现包装任务，整个过程实现自动联动和自动相互协调，其中陶瓷砖叠垛时，由吸盘机械手、机器人等自动实现。

2.3 智能化所需软件技术的标准化

（1）软件的数据输入、数据预处理、对包装各工序的位置、方向及操作工件数量进行控制等功能；（2）虚拟仿真性能；（3）智能化包装的最佳工艺参数的加工工艺库；（4）通过视觉或力觉传感装置，实时监测加工工艺参数；（5）通过物联网技术，实现远程监控包装；（6）软件能根据预设功能生成包装程序，优化包装程序，生成最佳包装工艺参数，实现最佳包装过程和包装效率。

2.4 智能化功能的标准化

包括机械各设备的启动、停止、调节可通过数字或模拟信号实现，各组成部分间的运作的协调一致，报警与故障消除，在局域网、调制解调器或互联网等下，实现操作、诊断、技术咨询、测试等远程控制功能等。

3 建筑陶瓷包装机械在智能化下的安全技术标准化探讨

3.1 安全危险识别和风险评估标准化

根据GB/T 15706《机械安全设计通则风险评估与风险减小》的相关规定，并结合建筑陶瓷包装机械的特点，在产品试运行、调整、生产、维护、检修、报废的生命周期里进行安全危险识别和风险评估，并确定风险评价的原则和内容，及降低风险的措施建议等。

3.2 与安全相关的控制系统的标准化

包括控制系统有关安全部件的设计、与安全相关的控制系统任何失效的安全等方面的标准化，可参考GB/T 16855.1《机械安全控制系统有关安全部件第1部分：设计通则》、GB 5226.1《机械电气安全机械电器设备第1部分：通用技术条件》等国家标准的规定进行[2]。

3.3 设计和安装相关的安全技术标准化

保护措施的设计和安装需要考虑到使用周围温度、湿度、电磁干扰、照明等环境条件的影响，还需要考虑控制器位置、制动控制器、动力源、等电位联结/接地、能源隔绝、储能控制等方面。

3.4 牵涉到安全布局的标准化

需考虑布局因素（如工作空间、通道和间隙、人工干预、设备的人体工程学和人机界面、工件/工具更换的装载与卸载等），通过使用防护装置或传感保护设备来实施的周边安全防护，物料搬运的危险（如物料跌落）等方面。

3.5 安全防护标准化

根据建筑陶瓷包装机械包装过程中的安全防护要求，确定所需的防护装置和保护装置及传感器的类型和要求，考虑周边的安全防护，任何危险到防护装置的最小距离，确保操作员不会受到由于手工装载、卸载和搬运时带来的危险的措施,以及物流开口、工具更换、运动部件、操作位置的安全防护等方面。

3.6 照明与防火安全技术标准化

应考虑工作现场有足够的照明装置及其照度要求，在危险环境下设备的选用，机械的电控、操作间材料应采用防火材料等方面。

3.7 其它与安全相关技术的标准化

其它与安全相关技术主要包括：1、产品的正确安装、维护与保养；2、警告装置和警示标志；3、使用信息应，包括运输、装配、调试、操作、使用等方面。

4 建筑陶瓷包装机械智能与安全技术标准化工作建议

为加快促进建筑陶瓷包装机械智能技术的发展与提升，结合我国目前该产品智能与安全技术标准化现状，推进该产品智能与安全技术标准化工作，首先建议加大对该产品智能与安全技术及其标准化研究工作的支持，为该标准化工作提供科研成果支持；其次建议优先对该类标准的立项工作，提高标准化速度，以适应快速发展的智能化市场需要；再者，建议促进该产品智能技术与安全技术标准的应用，提高建筑陶瓷生产企业的生产效率和质量保障能力。