锚杆自动生产线研究与应用实例

　　自动生产线论文（热门8篇）之第三篇

　　摘要：通过对国内在现有的锚杆生产现状和生产方式进行分析, 提出一种全新的自动化生产线组织形式, 同时指出传统的生产方式不利于提升生产效率。全新的生产方式具有生产效率高、布局灵活和安全稳定性强的的优势特征。鉴于上述, 本文主要对锚杆自动生产线以及相关应用实例进行了分析。

　　关键词：锚杆,自动生产线,应用实例

　　在当前的煤巷支护中, 锚杆支护属于使用最广泛的支护形式之一, 而锚杆则是其中较为关键的组成部分。现阶段, 左旋无纵筋螺纹钢锚杆是在煤矿生产中应用最广泛的一种支护材料。这种生产工艺通常需经过裁杆、挤压 (缩头) 、滚丝、上螺母、打捆等生产工艺, 属于劳动密集型工作, 传统生产工艺中, 各工序间的物料运输主要靠人工、行车、叉车或链条等方式实现周转, 人工进行喂料, 存在劳动强度大, 效率低, 安全性差, 质量保证性差等缺点。鉴于上述情况, 必须要对锚杆生产工艺进行改进和创新。经过大量的实践表明, 流水线式的生产工艺能够大幅度提升生产效率和质量, 但前提是要解决好锚杆定位、转移等问题, 如此才能真正实现传统生产工艺的创新和改进, 提升生产效率。

　　1. 锚杆特点分析

　　正常情况下, 锚杆的长度都保持在1.2～2.8m, 直径在15～25mm之间, 属于形状细长的钢筋类型, 表面存在螺纹且刚性不佳, 由此也决定了其导向性和滚动性能较差的特点, 上述都是锚杆在运转过程中需要重点考虑的问题。锚杆的运转一般包括以下几个部分:第一, 在各种加工设备之间, 锚杆存在横线转移;第二, 锚杆对于加工设备的自动喂料。以输送机为例, 对于第一个问题, 所选用锚杆沿着斜面直接滚落的方式, 则很容易因为表面不够光滑而使锚杆两端产生滚落速度不一的问题, 由此可见, 常用的链条、皮带等传送机并不可行。对于第二个问题, 常见的气动滑台、滚珠丝等速度跟不上, 滚轮也会由于锚杆翘曲而产生打滑的问题。鉴于上述情况, 有必要结合锚杆的特点进行针对性设计。

　　2. 锚杆转运的关键性设备

　　锚杆运转过程中的关键性设备 (装置) 即:转移装置和自动喂料装置。

　　(1) 步进转移装置。该装置通常都是由两组平移装置对称构成, 各组的平移装置都包括一个固定板和一个活动板, 实践过程中需进行偏心布置。在固定板和活动板上, 一般会匹配多个凹槽, 与锚杆直径相互配合, 固定板和活动板的偏心距一般会大于凹槽的间距。变频机驱动电机, 将接近开关放置在活动板下方, 当活动板转动至最下方时, 电机将停止转动。该结构最突出的优势在于, 活动板在转动一周之后, 锚杆便会平移出一个凹槽, 凹槽会对锚杆产生限位, 以确保锚杆精准运转。

　　(2) 自动化喂料装置。该装置一般是由锥形滚轮、超重力防滑柱、底座等部件构成, 其中, 锥形滚轮主要起导向作用, 底座通常与开关较为接近, 从而能够对锚杆的位置和存在进行检测, 在摩擦力的作用之下, 可带动锚杆转动。

　　但由于锚杆翘曲问题的存在, 因此, 经常导致锚杆无法很好地与滚轮进行接触, 甚至还会出现打滑的问题。超重力防滑柱会向锚杆施加一个向下的力, 使锚杆和滚轮相互贴合, 以此提升摩擦力。为防止锚杆撞击力度过大而产生的回弹问题, 在停止时, 可适当延长变频器的斜坡减速时间, 如此可起到良好的回弹限制作用。对于不适合应用自动喂料装置和步进转移装置的位置, 一般可对转运机械手进行应用。

　　3. 单元式组合锚杆自动化生产线

　　传统的自动化生产线工艺主要是针对于重点设备和生产工艺而言, 因此具有生产效率低下和柔性差的问题。然后经过一系列的改进, 研制出全新的生产线生产工艺, 实现了各个生产线单元的有效结合, 既有助于改善柔性差的问题, 同时也大幅度提升了生产效率。

　　单元式组合锚杆自动化生产线, 一般是由转运机械手、自动化喂料装置、步进转移装置、加工单元、控制系统等共同构成, 其中, 转运机械手、自动化喂料装置和步进转移装置是整个生产线中的关键性组成部分。不同的锚杆规格其生产工艺通常存在较大差别, 结合具体的工艺流程, 在工位上, 要对人工作业区、加工设备等进行科学合理的布置, 从而确保生产线能够更好的适应各种不同的工艺安排。

　　对于转运机械手、自动化喂料装置和步进转移装置等的数量进行增减, 或改变其顺序, 可形成不同的加工单元和生产线, 在各个装置的相互连接之下形成不同的生产缓冲区域。这种生产线具有较强的开放性和便捷性。

　　自动化喂料装置和步进转移装置实现了对变频器设备的有效控制, 同时也能对电机的调速和正反转进行控制。机械手臂能对机械手运行进行控制, 各个装置模块之间存在互锁保护功能。信息交换模块可在加工单元和生产线之间进行生产信息的交换。为确保自动生产线运行流畅, 要尽可能避免进行停机维修, 同时还要设置容错机制。在该生产线中, 可将时间作为标准, 对容错机制进行设置。通过容错机制的设置则可有效避免由于锚杆的外部不够规则且存在翘曲问题, 一旦出现异常状况可立即发出警报, 确保了系统的连续性工作, 实现了对整个生产过程中的实时监督和检测。

　　4. 锚杆自动化生产线应用实例分析

　　2015年, 锚杆自动化生产线生产工艺开始在太原市某自动化公司进行试用。该生产工艺, 具体包括裁杆、挤压 (缩头) 、滚丝、上螺母、打捆等几个主要的生产工序, 生产过程中的主要设备包括滚丝机、挤压机、捆扎机等等, 同时也包括小型的收集车和转运机械手。结合该生产线具体要求的生产规模, 控制系统硬件主要包括以下几个部分:数字量IO扩展模块、西门子变频器、交流伺服驱动器、触摸屏等。控制系统的连接方式如图1所示。

　　该生产线在经过了长达6个月的调试, 已于2015年7月正式开始在某锚杆加工工厂中进行应用, 运行效果稳定, 各项工作参数均处于正常范围之内。

　　结语

　　综上所述, 锚杆自动化生产线的产生以及应用成功, 印证了单元式组合生产线方案的科学性和可行性, 同时也颠覆了传统的锚杆生产模式和组织形式, 产生一种全新的生产工艺。通过单元式组合生产线方案的实践应用, 实现了对各种锚杆加工生产工艺的妥善合理安排, 并可在较短时间组成生产线, 解决了以往锚杆生产设施装备落后、连续性差、效率差、职工劳动强度大、安全隐患多等问题, 大大降低了职工人数和职工的劳动强度, 提高了产品质量精度, 减少了操作人员及岗位危险源, 实现了左旋螺纹钢金属杆体的全自动化生产。可在今后的生产实践中进行大范围推广和普及。

　　参考文献
　　[1]林健, 范明建, 汪占领.软岩巷道锚杆支护研究及应用实例分析[J].煤矿开采, 2015, 658:424-529.
　　[2]康宏泉, 胡文新.锚杆锚固质量声波检测新技术研究及其应用[J].人民长江, 2014, 40 (15) :642-466.