摘要：在市場競爭激烈的今天，使用非標自動化設備已經成為非標自動化設備行業(yè)中不少企業(yè)提升競爭力的方法。文章通過對目前喂粕機的工作條件進行分析，設計出了適合于工業(yè)現場工作的液壓機械手。喂粕自動化投入使用后，完全能夠滿足生產需要。

關鍵詞：喂粕機；自動化；上料液壓機械手；非標自動化設備；上料系統(tǒng)；隨動系統(tǒng) 文獻標識碼：A

中圖分類號：TP278 文章編號：1009-2374（2015）15-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.15.040

1 喂粕自動化研究背景

我國機械自動化技術起步較晚，且目前世界機械制造行業(yè)在自動化技術方面還是以歐美發(fā)達國家的生產水平為準，包括我國在內的發(fā)展中國家基本還處于機械自動化的實現階段，這是一個長期的過程。

1.1 手工勞作比例高

目前，我國大部分企業(yè)仍屬于勞動密集型企業(yè)，手工勞作比例非常高，在生產效率和產品品質方面都和國際先進水平有很大差距。

1.2 自動化設備數量少，自動化水平低

我國的機械制造業(yè)幾乎沒有獨立研發(fā)的機械自動化系統(tǒng)，而且受到勞動力密集等因素的影響，機械自動化與小成本人工生產之間存在矛盾沖突，自動化設備數量少，使用范圍不廣泛，機械種類選擇上有很大的局限性。

1.3 機械自動化水平低

與國際水平相比，我國的機械自動化技術仍處于初級階段，即操作自動化階段，機械自動化水平低，自動化設備的利用率較低，幾乎沒有我國獨立研發(fā)的、具有知識產權的機械自動化系統(tǒng)。

2 喂粕機液壓上料機械手研究

通過對目前喂粕機工作條件分析，設計出適合于工業(yè)現場工作的液壓機械手。本課題所設計的液壓機械手是結合我公司喂粕實際情況，決定利用Solidworks軟件進行三維結構總體設計，完成液壓系統(tǒng)設計，其主要元器件包括液壓泵、液壓閥、管道、油箱，采取采用PLC和觸摸屏的相結合的控制系統(tǒng)。

3 喂粕自動化項目主要實施內容、技術關鍵

3.1 實施內容

（1）根據喂粕機及上料方式的特點，進行自動上料液壓機械手可行性研究，分析人工在工作時候的基本工序特點，確定設計方案；（2）進行數學仿真計算和結構強度分析；（3）為了走線穩(wěn)定、安全、可靠，決定電纜敷設問題不用鋼絲滑輪吊線改用金屬拖鏈；（4）喂粕自動上料機盡量使用接近開關不用行程開關；（5）喂粕自動上料機的上料系統(tǒng)及隨動系統(tǒng)有一套PLC控制并加裝觸摸屏用于顯示報警信息歷史報警記錄及設備步控狀態(tài)，控制臺具有手動和自動功能；（6）工藝要求上料機與隨動裝置每側各有急停按鈕；（7）主電源開關帶操作手柄，實現現場電源總進線停電功能。本課題在進行上料液壓機械手機械結構設計和分析時，考慮其加工工藝性和可裝配性，采用結構設計和仿真分析交叉結合的設計方法，以并行工程、價值工程思想指導整個研發(fā)過程。

技術關鍵：（1）上料液壓機械手各個動作的協(xié)調控制；（2）上料液壓機械手協(xié)調隨行裝置的研究。

3.2 技術方案

喂粕自動上料機由上料系統(tǒng)與隨動系統(tǒng)組成：上料系統(tǒng)為地上運行門架式結構，具有入位、取料、整理、放倒（料堆）、抬升、上料等功能；上料系統(tǒng)取料時順次取料：每次都取離送粕機最近的那個料垛，直至全部取完；隨動系統(tǒng)安裝在送粕機內部、下固定式結構；由兩個結構相同、關于送粕機中線對稱布置的隨動防倒裝置組成，并有鏈條同步結構可使其與現有送粕機鏈條同速前進，從而實現防倒功能。

自動上粕機的總體工作流程為：料區(qū)是否有料判斷→隨動系統(tǒng)自動檢測粕料尾部位置并判斷是否已出現上料空間→上料機取料→上料機上料→隨動防倒系統(tǒng)防倒→上料機復位至等待位置。

由于是門式上料機結構，其水平運動在高于地平面的軌道上運行，所以料區(qū)加料從端部分批次進行：每批次五垛料，上料機全部上完以后進入等待位等待并給出聲音或光信號提醒加料，加料過程上料機不動作以免與人工加料動作發(fā)生沖突，加料結束以后給出手動指令，批次自動上料重新開始。

上料機自動上料時，每次上料周期小于2.5分鐘，應充分保證批次上料完成后送粕機上粕料足夠多，為料垛區(qū)人工加料預留足夠時間。

留出在上料機故障時用人工上料的空間，如果上料機出現故障，可恢復人工上料。

喂粕自動上料機盡量使用接近開關不用行程開關。

4 喂粕自動上料機投入使用后效果及效益評估

（1）改造后使用喂粕自動上料機，對漿粕自動整理、吊裝、自動上料，增加漿粕碼放整齊度及上料均勻性，降低操作工勞動強度，節(jié)省勞動力成本，避免了人為原因造成工藝參數的波動；（2）上料均勻性，降低操作工勞動強度，節(jié)省勞動力成本；（3）4班*1人*4.3萬元/人=17.28萬元，按每臺喂粕自動上料機投資65.2萬元計算，投資回收期65.2/17.28=3.77年。

5 結語

喂粕自動化投入使用后，完全能夠滿足生產需要。在我國化纖行業(yè)中，企業(yè)在人員工資的開支上是企業(yè)開支最大的一塊，這也是現在很多企業(yè)的現狀。而由于人工操作容易存在失誤的狀況，因此企業(yè)不僅要支付高額的人工工資，還要為因為失誤而造成的次品買單，因此對于企業(yè)來說，只有降低工資的支出和提升產品的合格率，才能有效的降低企業(yè)的開支。

在人員的工資上，根據《勞動法》的要求，員工的工資是不能隨意下調的，因此對于企業(yè)來說，只有從人員上進行精簡。而喂粕自動化能夠有效地代替人工進行工作，并且合格率比起手工要高。更為重要的是，使用喂粕自動化備能夠有效地提高企業(yè)的生產效率，從而提升企業(yè)的市場競爭力，為企業(yè)的發(fā)展提供了有效的

支撐。

首先，現在市場競爭太激烈，價格又透明化，基本上生意很難做，只能說在車床機械手改造之后節(jié)約點成本。其次，人工成本隨著社會進步已經在不斷上升，特別是近幾年，人工成本給企業(yè)經營帶來越來越大的壓力，而且效率還不高，只能說勉強維持下去。最后，現在隨著生活水平的提高，招工越來越難，人們基本上都不太愿意做普工，基本上都淡季養(yǎng)工人，旺季又急著招工人，這對于企業(yè)盈利來說相當不好。

在最早期車床機械手其實就是手動操作，雖然說比人工自行去操作效率提高很多，但對于企業(yè)來說還不夠達到理想狀態(tài)。企業(yè)想達到一種自動化狀態(tài)，必須真正實現機械化。

參考文獻

[1] 劉曉雯，劉海生，張士強.一種用于軟材料夾持的喂粕機上料機械手研究[J].制造業(yè)自動化，2014，（16）.

作者簡介：王興超（1985-），男，河北唐山人，唐山三友遠達纖維有限公司遠達制膠一車間助理工程師，研究方向：機械自動化。

（責任編輯：黃銀芳）endprint