文/林振運·廣州廣日電梯工業(yè)有限公司

隨著新技術、新工藝的不斷發(fā)展，企業(yè)引進自動化生產線所帶來的優(yōu)勢越來越明顯，智能化的生產設備不僅能提高產品質量，縮短生產周期，更直接提高了企業(yè)的經濟效益。在人工成本越來越高的今天，企業(yè)提高智能化生產更是刻不容緩，直接影響著企業(yè)的發(fā)展、企業(yè)的未來。伴隨著電梯行業(yè)的激烈競爭，各大電梯品牌紛紛加入到生產線的自動化改造行列，而電梯控制柜作為電梯的核心部件，其生產制造的質量將直接影響到整機產品的質量，因此，電梯控制柜生產線必將成為電梯廠家的重點改造項目。

電梯控制柜生產現狀

當前，多數廠家的電梯控制柜生產方式較為傳統(tǒng)，一般生產線采用無動力滾筒，通過人工上料、卸料、轉移物料，裝配、自檢、測試和人工輸送輔助時間長，勞動強度大，人員（特別是配送人員）投入多，生產效率低。另外，部分控制柜生產線的作業(yè)模式不利于產品流轉，隨著產量的增加，生產線堵塞問題將更加嚴重，嚴重影響生產與檢驗的效率。隨著電梯產量的增加，現控制柜生產線將滿足不了產能要求，必需投入新生產線，增加生產崗位，滿足產能不斷增長的需求。因此，可以考慮投入自動化生產線，有效改善生產現狀，提高生產附加值，創(chuàng)造更多經濟效益，從而提升企業(yè)的核心競爭力。因此，投入自動化生產線用于控制柜裝配是有必要的，是符合大多數電梯企業(yè)發(fā)展需要的。

電梯控制柜生產線方案

設計新生產線的目的主要是實現生產線輸送自動化，減少人員投入及輸送輔助時間，降低工人勞動強度，提高輸送效率。另外，生產線必須具備靈活的擴展性，可根據產能需求靈活補充，為后續(xù)生產能力的進一步提升預留擴展空間。

整體概況

生產線整體設計成一個長環(huán)形的布局方式，如圖1所示，主要包括：裝配區(qū)域1個、自檢區(qū)域1個、調試區(qū)域1個、緩沖區(qū)域3個、RGV小車輸送系統(tǒng)2套、電氣控制系統(tǒng)1套、安全防護裝置1套。生產線為裝配、自檢、調試提供操作平臺，同時實現自動進料、輸送、出料，取代人工轉運，實現人員定位作業(yè)、物料自動輸送。

圖1 生產線整體布局

裝配區(qū)域

裝配區(qū)根據產能的情況設計若干個生產工位，如圖2所示，此部分為無動力滾筒與牛眼臺結合而成，人工完成裝配及輔助上下料。其運行動作分析為：①出料：T字形通道，A位置為出料口，相鄰2個工位共用；裝配完成后，工人通過呼叫按鈕，將RGV小車召喚至出料口，工人通過牛眼臺手動將控制柜推上RGV小車平臺，RGV小車自動輸送至指定位置。②進料：T字形通道，B位置為進料口，相鄰2個工位共用，進料通道長約1.5米，裝配區(qū)域可以有效避開AGV小車的運行道路，作業(yè)人員較為安全；需要進料時，工人通過呼叫按鈕，AGV配送系統(tǒng)自動將控制柜輸送至入料口，工人通過滾動平臺手動將控制柜移動至裝配工位進行裝配。③裝配：工人在靠近A位置裝配，進料時在B位置取料并推送至裝配工位，完工時將待出料推送至A位置，每個裝配崗位有2個控制柜放置位，可以滿足在靠近出料口位置裝配的同時向另一個空位進料，減少進料等待時間。

圖2 裝配區(qū)域

檢驗調試區(qū)域

檢驗調試區(qū)域如圖3所示，檢驗崗位根據裝配工位的節(jié)拍相應設置，①進料：此部分利用RGV小車連接裝配緩沖區(qū)與檢驗調試區(qū)，檢驗員根據檢測臺系統(tǒng)指令對停留在緩沖區(qū)的柜體進行呼叫，并通過傳送鏈輸送到檢驗區(qū)域，完成檢驗調試區(qū)域的進料工序。②控制柜調試步驟：按照對應檢測臺系統(tǒng)選擇對應的控制柜，接AC380V電源，給控制柜送電，檢測臺向控制柜的控制器發(fā)出指令，模擬井道自動模擬運行，然后對控制柜各個功能進行一一驗證，檢驗過程自動識別工號資料，檢驗完成后自動生成產品報表并自動保存。③出料：此部分利用RGV小車連接檢驗調試區(qū)和出料口緩沖區(qū)，檢驗員調試工序完成后，通過呼叫出料按鈕，召喚RGV小車將合格的控制柜送至出料口，等待封箱AGV小車移載至封箱區(qū)。

圖3 檢驗調試區(qū)域

緩沖區(qū)域

緩沖區(qū)包括自檢緩沖區(qū)、調試緩沖區(qū)、下料緩沖區(qū)各1個，如圖4所示。此部分為動力滾筒線，實現自動進出料及自動推送。其動作分析為：①出料：A位置為出料口，自動將出料口上的控制柜推上RGV小車平臺，RGV小車自動輸送至指定位置。②進料：B位置為進料口，自動將RGV小車平臺上的控制柜接走，并自動傳送控制柜至緩沖區(qū)末端。

圖4 緩沖區(qū)域

小車輸送系統(tǒng)

輸送系統(tǒng)包括RGV小車輸送系統(tǒng)2套，如圖5所示，此部分為全自動輸送系統(tǒng)，RGV小車在導軌上往返運動，實現控制柜輸送自動化，自動完成裝配區(qū)域出料、自檢區(qū)域進出料、調試區(qū)域進出料，輸送系統(tǒng)根據指令先后順序完成輸送工作。其動作分析為：①裝配輸送系統(tǒng)：A部分，主要負責裝配區(qū)域1～16號工位控制柜的自動接送，人工輔助將控制柜推上RGV小車平臺，RGV小車自動輸送至自檢緩沖區(qū)進料口處，RGV小車平臺自動將控制柜推送至自檢緩沖區(qū)進料口，自檢緩沖區(qū)動力部分自動將控制柜向末端傳送。②自檢、調試輸送系統(tǒng)：B部分，主要負責自檢、調試區(qū)域控制柜的自動輸送。首先RGV小車根據指令從自檢緩沖區(qū)出料口接走控制柜并輸送至自檢區(qū)域召喚崗位，RGV小車平臺自動將控制柜推上自檢工位；自檢完工后，RGV小車從對應的自檢出料口接走控制柜并輸送至調試緩沖區(qū)入口處，RGV小車平臺自動將控制柜推進調試緩沖區(qū)進料口，調試緩沖區(qū)動力部分自動將控制柜向末端傳送；RGV小車根據指令從調試緩沖區(qū)出料口接走控制柜并輸送至調試區(qū)域召喚崗位，RGV小車平臺自動將控制柜推至調試工位；調試完成后，RGV小車從對應的調試出料口接走控制柜并輸送至下料緩沖區(qū)入口處，RGV小車平臺自動將控制柜推進下料緩沖區(qū)進料口，下料緩沖區(qū)動力部分自動將控制柜向末端傳送。③RGV小車：RGV小車輸送系統(tǒng)包括動力牽引部分和RGV小車平臺，動力牽引部分主要通過變頻器控制伺服電機，實現加減速控制，?？课粍t是通過電氣控制系統(tǒng)來控制精準定位；RGV小車平臺包括進出推送平臺與夾緊防倒裝置，進出推送平臺主要是實現小車自動推進與接取控制柜，夾緊防倒裝置則是在小車移動過程中夾緊控制柜，防止控制柜傾倒。

圖5 小車輸送系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)

電氣控制系統(tǒng)主要包括中心控制柜、生產線開關信號系統(tǒng)、小車控制系統(tǒng)三部分，如圖6所示。中心控制柜主要是集中處理整個生產線的信號指令，由PLC集中處理信號指令，再通過人機界面方式顯示生產線動作狀態(tài)，操作簡單，設計更具人性化。生產線開關信號系統(tǒng)主要包括線上的感應開關、狀態(tài)信號、指令信號等，為控制中心提供信號指令，保證生產可靠穩(wěn)定運作。小車控制系統(tǒng)主要由PLC、變頻器與伺服電機組成，PLC負責與控制中心進行通信，控制小車動作，動力牽引部分主要通過變頻器控制伺服電機，實現加減速控制。

圖6 電氣控制系統(tǒng)

安全防護裝置

安全防護主要對傾倒和有動作區(qū)域進行防護。夾緊防倒裝置在小車移動過程中夾緊控制柜，防止控制柜傾倒，避免安全事故發(fā)生。小車移動區(qū)域加裝防護欄進行圍閉，防止操作人員不慎進入小車移動區(qū)域，有效避免安全事故發(fā)生。

方案總結

該類生產線主要針對電梯控制柜的特點，設計出一種長環(huán)形的生產線，該生產線主要利用自動化技術、智能物流技術、智能檢驗技術和總線控制技術，可以大大提升類似電梯控制柜等電氣產品的產品質量和生產效率。主要具有以下特點：

⑴無動力的裝配、自檢、調試部分的設計，與現生產線使用的形式類似，可靠性高。

⑵有動力的緩沖區(qū)部分采用技術成熟及廣泛使用的動力滾筒形式，穩(wěn)定可靠性高。

⑶自動輸送系統(tǒng)部分采用有軌小車系統(tǒng)設計，制造行業(yè)已廣泛使用，技術相當成熟。

⑷電氣控制系統(tǒng)采用PLC+變頻器控制方式，穩(wěn)定可靠性高，可以有效控制生產線穩(wěn)定運作。

⑸安全隱患區(qū)域安裝安全防護裝置，有效避免安全事故，充分保證生產線安全高效運作。

效益評估

降低勞動強度

按每臺控制柜重量60公斤，每班生產100臺計算，新生產線投入使用后，減少工人上卸物料重量約6噸/天，大大降低了工人的勞動強度，減少安全事故的發(fā)生。

提高生產效率

新生產線投入使用后，采用自動輸送方式取代人工輸送，減少生產輔助時間，控制柜整體生產效率提高約8%。

節(jié)約生產成本

新生產線投入使用后，由于有自動進料、輸送、出料等裝置，大大節(jié)約人工成本和生產工時成本。

提升車間綜合競爭力

控制柜裝配自動輸送生產線是一套自動化的生產線，可實現自動上料、自動輸送、自動下料等功能。該設備的投入，充分體現了車間生產的自動化模式，提高公司的參觀性，進一步提高公司的企業(yè)形象及行業(yè)競爭力，使客戶對企業(yè)的加工能力更有信心，為企業(yè)贏得更多的訂單創(chuàng)造條件。

結 束 語

控制柜裝配自動輸送生產線項目的投入，在技術方案上，采用已廣泛使用的自動化輸送模式，技術成熟，方案實施可行性高。在投資收益上，項目投入后，不管是經濟收益還是項目效益，都比較可觀，能為企業(yè)創(chuàng)造更多利潤。在工廠綜合競爭力方面，將有效改善生產狀況，大大提升產能和智能化水平。因此，筆者認為，此種環(huán)形電梯控制柜生產線值得在電梯制造行業(yè)推廣應用。