鉆機操縱臺柔性裝配線輸送及布局方式研究

　　摘要：針對現有鉆機操縱臺種類多、裝配復雜的特點，結合產品質量、標準化、外觀等的生產要求，對比分析了倍速鏈、懸掛自行小車、RGV等輸送方式，優選出適合鉆機操縱臺結構及裝配特點的輸送方式，優化其布局，形成基于往復式RGV輸送的H型裝配線，可適應多種鉆機操縱臺裝配并兼顧后期技術及產量調整的柔性生產。

　　關鍵詞：鉆機操縱臺，裝配，柔性生產，輸送方式，布局

　　一、前言

　　中煤科工集團西安研究院有限公司長期致力于煤礦坑道鉆機的研發和生產，形成了自主品牌ZDY系列鉆機。作為鉆機關鍵部件的操作臺，其種類繁多，一直以來都是自主進行生產制造。目前，公司鉆機操縱臺裝配還處于以往地攤式的生產模式，產能不能滿足市場快速發展的個性化要求，且難以實現裝配過程的信息化管理和產品質量追溯。

　　隨著社會對能源需求的增加，煤炭在我國一次能源消費占比維持在60%左右。鉆機作為解決瓦斯水害事故、保障煤礦安全開采的關鍵裝備，市場需求量越來越旺盛，并且客戶對鉆機的交貨期和品質提出了更高的要求。由于鉆機的種類多，對應的關鍵部件操縱臺種類也多;操縱臺用于控制鉆機的動作，其質量、生產效率直接影響鉆機質量、安全及產量。現今單一的流水裝配線難以滿足鉆機操縱臺多品種、小批量、插單式的生產要求，只有對鉆機操縱臺裝配線合理的進行布局，提高裝配線的適應性，才能更好地推進鉆機操縱臺高標準、高可靠性、高效率的生產，提高鉆探裝備的核心競爭力。

　　二、鉆機操縱臺結構及特點

　　鉆機操縱臺零部件多，裝配過程較為復雜(見圖1)，其柔性裝配線應滿足以下基本原則：(1)以鉆機操縱臺裝配工藝要求及國內外先進柔性裝配線設計經驗為基礎，以中國國家標準或ISO標準為準繩。(2)整線設計遵循技術先進、運行可靠、經濟合理、成熟實用的設計理念，采用典型成熟的生產設備。(3)設備合理布置做到人流物流順暢，滿足人機工程原理，重視節能、環保、安全等相關要求，技術水平達到行業領先。

　　三、鉆機操縱臺柔性裝配線輸送方式選取

　　根據鉆機操縱臺的結構特點及生產要求，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備中廣泛應用的一種自流式輸送方式，其輸送原理是運用倍速鏈條的增速功能，使其上承托貨物的工裝板快速運行，通過阻擋器停止于相應的操作位置。倍速鏈輸送方式可通過相應指令來完成積放動作及移行、轉位、專線等功能。

　　圖2為一種基于倍速鏈輸送方式的操縱臺裝配線，其特點在于：輸送能力大，可承載較大載荷;速度準確穩定，能保證精確的同步輸送;易于實現積放輸送;驅動少，造價低。

　　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，鏈條調整不水平時，會導致軌道磨損，嚴重時鏈條會被拉斷;若線體分段，對設備價格、工藝排布等有一定影響。(2)運動不均勻，不適宜用于頻繁啟動、制動的場合。(3)線體只能按指定方向單向流轉，輸送靈活度差，無法實現跨工位的點對點輸送。(4)產線定型后，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，在預定的軌道上，按照預定的控制程序輸送或搬運物料，并保證準確無誤。電動自行小車根據設定的工藝過程，在不同的工位點上，按照計算機的操作指令進行實時的自動化控制。

　　圖3為一種采用懸掛式自行小車輸送的操縱臺裝配線，其特點在于：采用觸滑供電及移動總線控制，具有起重、運輸、空中貯存、組織生產、實現自動輸送、動態顯示、自動認址、自動積放、故障自診斷、遠程監控等功能;懸掛軌道上設有多臺自行小車，可獨立驅動;具有多種控制方式，小車可按設定程序實行全自動作業，能根據不同的工藝裝配要求停行、升降;運行速度快，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絡。

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