制燈行業燈泥烘烤設備的改造及應用

宋 芳，宋永杰

（1.昆山海關，江蘇 昆山 215300；2.昕諾飛燈具（上海）有限公司，上海 200233）

1 舊燈泥設備改造前的現狀

1.1 舊烘烤設備的生產速度與整條生產線的生產速度不匹配

企業在MHN 生產線有兩臺燈泥烘烤設備，其中單臺的生產速度為300 pcs/h，兩臺的生產速度總和為600 pcs/h，但是由于整條生產線的在線速度是450 pcs/h，這就說明了單臺烘烤設備的現有速度是不能滿足整條生產線的運轉速度，而兩臺烘烤設備生產速度的總和又是遠遠超出了整條生產線的在線速度。

當產品經過前面設備的加過及操作工手工加過后的半成品流轉到燈泥烘烤設備時，由于兩臺設備的生產能力大大超出了整條線的生產能力，這時每臺設備都會出現一些空工位現象，故改造前的兩臺設備的生產能力對于整條生產線存在著嚴重的設備浪費現象。

1.2 設備存在的危險性以及操作工手工上料的弊端

1）設備的運轉方式存在弊端。改造前的設備運轉是采用電機連續運轉的方式，操作工在給燈頭兩端填好燈泥后在設備運轉的情況下要完成產品的手工上料過程（見圖1），這種情況就會造成操作工在操作過程中存在一定的危險性。連續運轉的設備使操作工必須要做到眼疾手快，全神貫注。假如操作工上料的時間把握不準，不僅可能造成手臂的傷害，還會造成產品的損壞，而且不能保證每個工位都能夠準確上料，這就造成了操作工上料的不連續性，而且必定存在設備的空工位現象，造成了設備工位的浪費。

2）手工上料的弊端。操作工上料之前主要是在產品的兩端涂好燈泥，再裝配好陶瓷燈頭。上料時操作工要把裝好陶瓷燈頭產品的一端按壓白色的端頭使彈簧壓縮（見圖1-1），當產品放正后手松開，產品會利用彈簧的壓緊力被夾緊（見圖1-2）。由于上料時產品與陶瓷燈頭還處于燈泥沒有固化的狀態，一旦用陶瓷燈頭去壓縮彈簧，就不可避免的使產品與陶瓷燈頭產生歪斜變形現象（見圖1-3），增加了產品的廢品率。

由于設備是燈泥烘烤設備，轉動的轉盤上面的溫度較高，人工上料如果操作不當會有燙傷的危險。其次，操作工要用燈頭壓縮彈簧，持續一天的工作時間，操作工的勞動強度非常高，這對操作工身體存在著一定的損壞。

2 設備技術改造的原理和目標

2.1 提高單臺設備的生產效率

舊設備驅動的改進及速度的提高。舊設備原有驅動運轉方式是連續運轉的電機+變速箱（見圖2-1），由于連續運轉方式的設備存在著諸多的弊端，新設計的驅動運轉方案考慮使用間歇停頓運轉的電機+變速箱+凸輪分割器（見圖2-2、2-3）。由于新設計的驅動運轉方案增加了凸輪分割器及PLC 控制系統，把連續運轉方式升級改造成了有間歇停頓的運轉，這樣就保證了在產品上料的時間段設備是間歇停頓的時間，這就為保證高質量的產品提供了前提條件，使設備的危險性降到了最低。

改進后單臺設備的運轉速度由原來的300 pcs/h提高為480 pcs/h，能夠充分滿足整條生產線的生產速度450 pcs/h，這樣可以使車間烘烤機由原來的兩臺設備減少成一臺設備，兩名操作工減少到一名，大大節約了人力成本與設備的運營成本。

2.2 上料問題的改進

考慮到手工上料的危險性及時間難控制等關鍵性問題上，改進后的設備把手工上料升級成自動上料。在操作工與燈泥烘烤機之間增加了傳送帶裝置，操作工只需要把裝配好的產品放在傳送帶上即可，傳送帶替代人工完成上料的工序。

2.2.1 手工上料改進成自動上料系統

改進后的設備是自動上料系統，設計上在燈頭烘烤設備及操作工之間增加了傳送帶裝置（見圖3），并且在傳送帶上增加了燈頭自動校正機構（見圖4）。設計上要求傳送帶裝置的中心及放置產品的高度必須與燈泥烘烤箱的中心及高度保持一致，在設計上就考慮了可以調節裝置。

由于是自動上料系統這就要求傳送帶的速度必須與燈泥烘烤設備的速度要高度一致，所以在設計上首選了三菱公司的伺服電機作為傳送帶的動力系統，并且利用PLC 控制系統編程來準確地控制傳送帶的速度與燈泥烘烤設備的速度相匹配，使產品在傳送帶上能準確地上料到燈泥烘烤機上。

在傳送帶送料的過程中增加了燈頭校正機構，其作用是：通過氣缸的推動作用使產品能夠被調整到傳送帶的正中間位置，有利于下一步的自動上料；校正陶瓷燈頭與內膽的垂直度，這樣就為減小產品上料的變形提高了必要的條件。

2.2.2 上料彈簧壓縮問題的解決

當傳送帶裝置把產品送到烘烤燈泥的設備時，由于取消了人工壓縮彈簧上料環節，那就必須有自動裝置來替代人工上料。設計上考慮在原人工上料的工位增加了氣缸自動壓縮彈簧裝置。改進后的設備是有間歇停頓運動的運轉方式，當設備停止時，氣缸伸出帶動擋塊使彈簧壓縮（見圖5-1），由于有系統控制裝置，傳送帶裝置的速度與燈泥烘烤設備的速度一致，當傳送帶裝置處于間歇停止狀停止時燈泥烘烤設備也處于間歇停止狀態，這時的產品正好在彈簧壓縮的工位，氣缸縮回彈簧恢復夾緊產品，完成了自動上料的過程（見圖5-2）。

自動上料裝置不僅避免了人工壓縮彈簧造成的產品燈頭歪斜，大大減少了產品的廢品率，而且還大大降低了操作工的危險性及高勞動強度。

3 設備改造后的優點

3.1 速度的提升

單臺設備速度的提升，使得設備的產能能夠達到并超過整條生產線的產能，單臺設備替代了兩臺設備的產能，操作工也由原來的兩人減少到一人，人員及設備的減少大大降低了企業的運營成本。

3.2 上料的改進

全自動上料方式代替人工上料方式，避免了操作工上料的不連續性、操作的困難性以及手工上料的危險性，大大提高了勞動生產效率；

3.3 產品質量的提升

全自動上料可以避免產品在人工上料時的變形擠壓。傳送帶上增加了產品的校正功能也對產品質量起到了提升作用，設備的改進使得產品的合格率大大提高。

3.4 安全性的增強

安全是生產的第一要素，全自動上料裝置就是避免了操作工直接接觸烘烤設備，大大提升了操作工操作的安全性，降低了設備對操作工的傷害。

4 結論

對現有機械設備進行改造，實際上就是更新機械設備的技術，或者對原有的技術進行改進，使機械設備能夠展現出最新的科學技術水平。一般地，對機械設備進行改造，只會對其進行局部的改造，而不是對其進行全面、深入的改造。這種局部的改造工作，能夠具有一定的針對性，更加符合企業的生產情況，提高機械設備的性能和企業的生產效率。這次舊設備的改造就是對現場進行多方的調研，做出的具有針對性的方案，提高了單臺設備的速度，用全自動上料替代了人工上料方式，改進后的設備大大減少了設備資源的浪費以及降低了人員成本，提高了工作的安全性，使產品質量的提升有了質的飛躍。