薛丽军1 孙全明2 张雪村3
1.身份证号：14260319771226**** 2.身份证号：14262619721108**** 3.身份证号：14243319800315****
随着社会的发展，中国的劳动力市场供给情况已经在悄然发生变化 ，主要体现在 ，一是现在的年轻人不再愿意从事简单的体力劳动；二是随着社会最低工资水平的调整 ，人工成本开始显著上升 ，导致企业用工成本随之上升 。这些问题的出现使企业开始意识到提高设备及生产线自动化水平的必要性和急迫性，针对钢筋锚杆自动化生产线的设计思路和原理做一简单分析，以达到与大家共同探讨学习的目的。
1 生产线自动化改造的目的
1.1 解放劳动力
自动化设备可以代替人工，可以将员工从繁重 、重复的体力劳动中解放出来 。例如 ，某支护厂手动生产过程中每一根锚杆从钢筋到成品都需要人工传送10多次，平均单日生产7000多根就要传送70000多次。如果使用自动生产线，既可保证操作人员的安全，也可减小工人劳动强度。
1.2 改善产品质量
自动化设备可以提高生产效率，改善产品质量。例如，自动化生产线可以通过节拍设计，将重复的工作让机器来做，另外，因为其操作的可靠性和一致性可以有效地提高产品质量，从而提升企业的利润和竞争力。
1.3 减少人工费
随着自动化生产线的使用，可以解决劳动强度大的行业留不住人和用工多的问题 ；随着社会的发展各个大小企业也开始将注意力放在生产线的自动化改造上面，以求一劳永逸地解决用工问题。但自动化改造之路任重而道远，需要各种软件、硬件的支持，综合考虑行业状况等各方面因素，并不能一蹴而就。因此，先升级为半自动，用好了再升级为全自动，行业技术成熟了再升级为智能化，节奏掌握好才是确保成功的前提条件。
2 手动生产线技术改造的内容及原理
2.1 根据某支护厂可使用设备及场地布局进行优化技改，可设计改造为一个平台两套剪切线给两条锚杆生产线供料，可节省占地面积，总体布局合理。工艺为：行车吊放成捆锚杆钢到储料架→人工把锚杆钢放入储料架两侧斜坡待料区→储料架两侧自动下料→剪切直头→剪切斜头→自动挤压缩径→自动滚丝→成品料架人工套帽、打捆、转运。该生产线基本实现自动化，各工艺之间由各类传感器精准感应，总控柜统一控制。员工可通过总控柜操作台或遥控器控制生产线各工艺，且两条线单独控制互不影响。
2.2储料架长11m，宽约3m。中间平台宽约1.3m，可承放成捆12m锚杆钢。平台两侧设置斜坡待料区，各可储料1-20根。下方传输区设置接近传感器，传感器无信号3S(可调整)时，由气动控制自动下料传输。传输功率为1.1KW，链条传动，整根锚杆钢传输后，自动控制循环下料。
2.3直头剪切装置，长约7m,宽约1.3m，40重型剪切机，功率3KW，链条传动功率1.1KW，剪切长度为1.6m- 2.5m，使用圆弧刀剪切，切口为圆形，无毛刺，避免上帽时阻尼螺母的扭矩。设置六套定尺装置，位置固定（例如1.6m、1.8m、2m、2.2m、2.4m、2.5m），气动控制，正常生产时通过转换开关控制，不需要人工机械调整。定尺装置前方设置接近传感器，锚杆通过时，延时2S（可调整）后，转轮停止，锚杆杆头到达定尺限位挡板，剪切机自动剪切，完成后，定尺限位挡板自动升起，锚杆离开定尺剪切区，经过一组接近传感器2S(可调整）后转轮停止，杆头到达挡板后，由链条传送到下道工序。
2.4斜头剪切装置，长约3.5m，宽约1.6m，60型剪切机，功率5KW，链条传动功率1.1KW，剪切长度为 1.6m-2.5m。设置斜坡待料区，可储料1-15根，斜坡下方上下设置两个光电传感器，当待料区满料时上方传感器感应，自动停止前方生产线。加工区下方设置两个接近传感器，前方传感器无信号时，由气动控制待料区自动下料，锚杆进入加工区，前方传感器感应后发出信号，输送装置运输锚杆到斜头剪切机，经过后方接近传感器感应延时后，杆头到达气缸定尺挡板，转轮停止，挡板收回，斜头剪切机自动剪切45度斜角。完成后，锚杆退出斜头剪切机，经过前方接近传感器感应延时后，转轮停止，由链条传送至下道工艺。
2.5挤压缩径送料装置，由缩径挤压机和伺服缩径送料机组成，长约6.2m，宽约1.6m。伺服缩径送料机，功率1.2KWX2台，由两个伺服电机分别控制送料和拨料，大大提高了加工的精度与效率，且其速度可以根据实际要求进行调整。同样设置斜坡待料区，设置两个光电传感器。斜坡待料区后方为工作区，分为待加工区、加工区、完成区。加工区下方设置两个接近传感器，前方传感器无信号时，由气动控制待料区自动下料，锚杆进入代加工区。由伺服电机带动拨料装置，把待加工区锚杆拨至加工区，前方传感器感应后发出信号，输送装置运输锚杆到缩径机，经过后方接近传感器感应延时后，杆头进入缩径机挤压缩径。完成后，锚杆退出缩径机，经过前方接近传感器感应延时后，转轮停止，由拨料装置把锚杆拨至完成区。完成区下方设置接近传感器，感应到锚杆后，由链条传送至下道工序。送料、拨料速度可调，加工尺寸为1600mm-2500mm，缩径长度为130mm-150mm。
2.6自动滚丝装置，由滚丝机和伺服滚丝送料机组成，长约6.2m，宽约1.6m。原滚丝机加工工艺可在其滚丝机后方加装自动伸缩式定尺装置，由气动控制，可实现10-15cm丝长的自动化滚丝长度。伺服滚丝送料机，功率1.2KWX2台，同样有两台伺服电机控制送料和拨料，送料系统与拨料系统与缩径工艺一致，可实现满料自动停止前生产线→气动下料→伺服自动拨料→伺服自动送料→自动定位→自动滚丝→伺服自动退料→伺服自动拨料→气动自动翻转的工艺。为解决滚丝油污问题，加装对射红外光栅监测，可在锚杆滚丝后退出滚丝轮时给予信号，锚杆立即停止后退并通过拨料机构到达完成区，将杆体放置在完成区进行杆体滚丝机油的回收，部分回到滚丝机，剩余部分在出料后滴入接油槽，实现锚杆有丝端300mm外无油污。同时也解决了不同长度锚杆的定位问题，使锚杆在成品料架上排放整齐。为防止锚杆杆体滚丝时甩动，加装气动联动“U”型装置，避免锚杆甩动。
2.7成品料架，长约2.5m，宽约2.2m。有一定斜度，锚杆滚丝后翻出时，可自由滑到底部，方便上帽打捆。底部安装万向轮，可前后、左右移动，方便检修及更换滚丝轮，一侧设有接油槽及放油装置，可回收滚丝油。
2.8总控台，长约1.2m，宽约0.8m，可单独控制每一工艺，每一步骤，且可以调整传感器延时及伺服电机运行速度。搭配一个遥控器，可以单独控制每一工艺。两者单独控制，互不干扰。
2.9 该生产线基本实现重复作业环节自动化，各工艺之间由各类传感器精准感应，控制柜统一控制。员工可通过控制柜操作台或遥控器控制生产线各工艺。
结束语
改为自动生产线后工人只需监控设备运转情况，无需动手搬运。减轻了工人的体力劳动强度，而且操作工远离工件，杜绝安全隐患。
总之 ，自动化改造确实可以提高生产效率，改善产品质量，优化劳动条件，减少企业对劳动力的依赖程度，但也会造成设备及生产线柔性方面的下降。因此在实施之前，需要综合考虑各种因素，以找到适合自己企业的自动化之路。
参考文献：
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