喂粕自动化研究

摘要：在市场竞争激烈的今天，使用非标自动化设备已经成为非标自动化设备行业中不少企业提升竞争力的方法。文章通过对目前喂粕机的工作条件进行分析，设计出了适合于工业现场工作的液压机械手。喂粕自动化投入使用后，完全能够满足生产需要。

关键词：喂粕机；自动化；上料液压机械手；非标自动化设备；上料系统；随动系统 文献标识码：A

中图分类号：TP278 文章编号：1009-2374（2015）15-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.040

1 喂粕自动化研究背景

我国机械自动化技术起步较晚，且目前世界机械制造行业在自动化技术方面还是以欧美发达国家的生产水平为准，包括我国在内的发展中国家基本还处于机械自动化的实现阶段，这是一个长期的过程。

1.1 手工劳作比例高

目前，我国大部分企业仍属于劳动密集型企业，手工劳作比例非常高，在生产效率和产品品质方面都和国际先进水平有很大差距。

1.2 自动化设备数量少，自动化水平低

我国的机械制造业几乎没有独立研发的机械自动化系统，而且受到劳动力密集等因素的影响，机械自动化与小成本人工生产之间存在矛盾冲突，自动化设备数量少，使用范围不广泛，机械种类选择上有很大的局限性。

1.3 机械自动化水平低

与国际水平相比，我国的机械自动化技术仍处于初级阶段，即操作自动化阶段，机械自动化水平低，自动化设备的利用率较低，几乎没有我国独立研发的、具有知识产权的机械自动化系统。

2 喂粕机液压上料机械手研究

通过对目前喂粕机工作条件分析，设计出适合于工业现场工作的液压机械手。本课题所设计的液压机械手是结合我公司喂粕实际情况，决定利用Solidworks软件进行三维结构总体设计，完成液压系统设计，其主要元器件包括液压泵、液压阀、管道、油箱，采取采用PLC和触摸屏的相结合的控制系统。

3 喂粕自动化项目主要实施内容、技术关键

3.1 实施内容

（1）根据喂粕机及上料方式的特点，进行自动上料液压机械手可行性研究，分析人工在工作时候的基本工序特点，确定设计方案；（2）进行数学仿真计算和结构强度分析；（3）为了走线稳定、安全、可靠，决定电缆敷设问题不用钢丝滑轮吊线改用金属拖链；（4）喂粕自动上料机尽量使用接近开关不用行程开关；（5）喂粕自动上料机的上料系统及随动系统有一套PLC控制并加装触摸屏用于显示报警信息历史报警记录及设备步控状态，控制台具有手动和自动功能；（6）工艺要求上料机与随动装置每侧各有急停按钮；（7）主电源开关带操作手柄，实现现场电源总进线停电功能。本课题在进行上料液压机械手机械结构设计和分析时，考虑其加工工艺性和可装配性，采用结构设计和仿真分析交叉结合的设计方法，以并行工程、价值工程思想指导整个研发过程。

技术关键：（1）上料液压机械手各个动作的协调控制；（2）上料液压机械手协调随行装置的研究。

3.2 技术方案

喂粕自动上料机由上料系统与随动系统组成：上料系统为地上运行门架式结构，具有入位、取料、整理、放倒（料堆）、抬升、上料等功能；上料系统取料时顺次取料：每次都取离送粕机最近的那个料垛，直至全部取完；随动系统安装在送粕机内部、下固定式结构；由两个结构相同、关于送粕机中线对称布置的随动防倒装置组成，并有链条同步结构可使其与现有送粕机链条同速前进，从而实现防倒功能。

自动上粕机的总体工作流程为：料区是否有料判断→随动系统自动检测粕料尾部位置并判断是否已出现上料空间→上料机取料→上料机上料→随动防倒系统防倒→上料机复位至等待位置。

由于是门式上料机结构，其水平运动在高于地平面的轨道上运行，所以料区加料从端部分批次进行：每批次五垛料，上料机全部上完以后进入等待位等待并给出声音或光信号提醒加料，加料过程上料机不动作以免与人工加料动作发生冲突，加料结束以后给出手动指令，批次自动上料重新开始。

上料机自动上料时，每次上料周期小于2.5分钟，应充分保证批次上料完成后送粕机上粕料足够多，为料垛区人工加料预留足够时间。

留出在上料机故障时用人工上料的空间，如果上料机出现故障，可恢复人工上料。

喂粕自动上料机尽量使用接近开关不用行程开关。

4 喂粕自动上料机投入使用后效果及效益评估

（1）改造后使用喂粕自动上料机，对浆粕自动整理、吊装、自动上料，增加浆粕码放整齐度及上料均匀性，降低操作工劳动强度，节省劳动力成本，避免了人为原因造成工艺参数的波动；（2）上料均匀性，降低操作工劳动强度，节省劳动力成本；（3）4班*1人*4.3万元/人=17.28万元，按每台喂粕自动上料机投资65.2万元计算，投资回收期65.2/17.28=3.77年。

5 结语

喂粕自动化投入使用后，完全能够满足生产需要。在我国化纤行业中，企业在人员工资的开支上是企业开支最大的一块，这也是现在很多企业的现状。而由于人工操作容易存在失误的状况，因此企业不仅要支付高额的人工工资，还要为因为失误而造成的次品买单，因此对于企业来说，只有降低工资的支出和提升产品的合格率，才能有效的降低企业的开支。

在人员的工资上，根据《劳动法》的要求，员工的工资是不能随意下调的，因此对于企业来说，只有从人员上进行精简。而喂粕自动化能够有效地代替人工进行工作，并且合格率比起手工要高。更为重要的是，使用喂粕自动化备能够有效地提高企业的生产效率，从而提升企业的市场竞争力，为企业的发展提供了有效的

支撑。

首先，现在市场竞争太激烈，价格又透明化，基本上生意很难做，只能说在车床机械手改造之后节约点成本。其次，人工成本随着社会进步已经在不断上升，特别是近几年，人工成本给企业经营带来越来越大的压力，而且效率还不高，只能说勉强维持下去。最后，现在随着生活水平的提高，招工越来越难，人们基本上都不太愿意做普工，基本上都淡季养工人，旺季又急着招工人，这对于企业盈利来说相当不好。

在最早期车床机械手其实就是手动操作，虽然说比人工自行去操作效率提高很多，但对于企业来说还不够达到理想状态。企业想达到一种自动化状态，必须真正实现机械化。

参考文献

[1] 刘晓雯，刘海生，张士强.一种用于软材料夹持的喂粕机上料机械手研究[J].制造业自动化，2014，（16）.

作者简介：王兴超（1985-），男，河北唐山人，唐山三友远达纤维有限公司远达制胶一车间助理工程师，研究方向：机械自动化。

（责任编辑：黄银芳）endprint