钻机操纵台柔性装配线输送及布局方式研究

　　摘要：针对现有钻机操纵台种类多、装配复杂的特点，结合产品质量、标准化、外观等的生产要求，对比分析了倍速链、悬挂自行小车、RGV等输送方式，优选出适合钻机操纵台结构及装配特点的输送方式，优化其布局，形成基于往复式RGV输送的H型装配线，可适应多种钻机操纵台装配并兼顾后期技术及产量调整的柔性生产。

　　关键词：钻机操纵台，装配，柔性生产，输送方式，布局

　　一、前言

　　中煤科工集团西安研究院有限公司长期致力于煤矿坑道钻机的研发和生产，形成了自主品牌ZDY系列钻机。作为钻机关键部件的操作台，其种类繁多，一直以來都是自主进行生产制造。目前，公司钻机操纵台装配还处于以往地摊式的生产模式，产能不能满足市场快速发展的个性化要求，且难以实现装配过程的信息化管理和产品质量追溯。

　　随着社会对能源需求的增加，煤炭在我国一次能源消费占比维持在60%左右。钻机作为解决瓦斯水害事故、保障煤矿安全开采的关键装备，市场需求量越来越旺盛，并且客户对钻机的交货期和品质提出了更高的要求。由于钻机的种类多，对应的关键部件操纵台种类也多;操纵台用于控制钻机的动作，其质量、生产效率直接影响钻机质量、安全及产量。现今单一的流水装配线难以满足钻机操纵台多品种、小批量、插单式的生产要求，只有对钻机操纵台装配线合理的进行布局，提高装配线的适应性，才能更好地推进钻机操纵台高标准、高可靠性、高效率的生产，提高钻探装备的核心竞争力。

　　二、钻机操纵台结构及特点

　　钻机操纵台零部件多，装配过程较为复杂(见图1)，其柔性装配线应满足以下基本原则：(1)以钻机操纵台装配工艺要求及国内外先进柔性装配线设计经验为基础，以中国国家标准或ISO标准为准绳。(2)整线设计遵循技术先进、运行可靠、经济合理、成熟实用的设计理念，采用典型成熟的生产设备。(3)设备合理布置做到人流物流顺畅，满足人机工程原理，重视节能、环保、安全等相关要求，技术水平达到行业领先。

　　三、钻机操纵台柔性装配线输送方式选取

　　根据钻机操纵台的结构特点及生产要求，提出以下3种输送方式：

　　(1)基于倍速链的输送方式

　　倍速链输送方式是流水线设备中广泛应用的一种自流式输送方式，其输送原理是运用倍速链条的增速功能，使其上承托货物的工装板快速运行，通过阻挡器停止于相应的操作位置。倍速链输送方式可通过相应指令来完成积放动作及移行、转位、专线等功能。

　　图2为一种基于倍速链输送方式的操纵台装配线，其特点在于：输送能力大，可承载较大载荷;速度准确稳定，能保证精确的同步输送;易于实现积放输送;驱动少，造价低。

　　不足之处在于：(1)单条线体长度宜控制在12 m 左右，线体太长，安装不直，链条调整不水平时，会导致轨道磨损，严重时链条会被拉断;若线体分段，对设备价格、工艺排布等有一定影响。(2)运动不均匀，不适宜用于频繁启动、制动的场合。(3)线体只能按指定方向单向流转，输送灵活度差，无法实现跨工位的点对点输送。(4)产线定型后，增加或减少工位比较困难。

　　(2)基于悬挂式自行小车的输送方式

　　此种输送方式是通过自行小车装置，在预定的轨道上，按照预定的控制程序输送或搬运物料，并保证准确无误。电动自行小车根据设定的工艺过程，在不同的工位点上，按照计算机的操作指令进行实时的自动化控制。

　　图3为一种采用悬挂式自行小车输送的操纵台装配线，其特点在于：采用触滑供电及移动总线控制，具有起重、运输、空中贮存、组织生产、实现自动输送、动态显示、自动认址、自动积放、故障自诊断、远程监控等功能;悬挂轨道上设有多台自行小车，可独立驱动;具有多种控制方式，小车可按设定程序实行全自动作业，能根据不同的工艺装配要求停行、升降;运行速度快，无噪声，无需润滑;空中输送占地面积下，整体形成立体输送网络。

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