組合煙花內筒效果件裝填自動化技術分析

煙花生產行業存在兩大主要問題，一是由于煙花行業的傳統手工生產模式，造成生產的效率低；二是由于煙花生產過程中，幾乎沒有離開煙火藥獨立生產的工序過程，操作違規引發事故，70%與涉藥工藝相關。組合煙花內筒效果件裝填自動化技術的研發，對改變我國煙花行業生產狀況有積極作用。“組合煙花內筒效果件裝填自動化生產線”是落實煙花爆竹領域“機械化換人、自動化減人”的科技強安專項行動的重大科研，實現組合煙花內筒的裝藥和組裝等涉藥工序機械化、自動化改造，用機械技術代替手工操作，能實現人機隔離操作，安全聯鎖控制，減少高危現場作業人員，提高勞動生產效率。

一、解決的關鍵技術

1.自動化裝藥技術

為了生產出煙花內筒的成品，需要向內筒中填入一定量的亮珠和開包藥的混合物，再向內筒中裝填一定量的木肩，最后再裝填一定量的封口藥，形成一個煙花內筒成品。以前是由人工完成藥物灌裝，工人勞動強度大，生產效率低，容易造成原料浪費，影響產品質量。現在的自動化生產技術采用皮帶傳送藥物，混藥、上藥都為開放式結構。以前藥粉揚塵得不到有效控制，多次出現重大事故，安全生產沒有保障。而組合煙花內筒效果件裝填自動化技術采用自動化生產線及裝藥工藝，通過自上而下利用藥粉重力傳送，過程中采取全封閉管道設計，防止揚塵；還采用藥物即混即用的方式，有效控制可爆炸藥量。制作技術零件采用黃銅、鋁、不銹鋼等導電性能好、導熱性好、不易產生碰撞火花的材料；輔助密封采用防靜電EVA泡棉及防靜電防塵布；可靠接地，有效防止靜電危害。計量分裝技術進行配合，能精準完成向內筒餅中裝填亮珠、開包藥、木肩及封口藥的操作，降低當前煙花生產過程中煙火藥裝填工序中手工作業給工人帶來的危險性。通過專門設計的內筒餅上料技術和內筒餅下料技術，能配合機械的內筒餅推具進行上下料的工作。

2.高精準度裝藥過程

在煙花生產過程中，由于工藝要求需將煙火藥（即亮珠和開包藥）灌入到煙花內筒中。以前工人是手工操作量具實現定量裝填，由于人工操作，難免產生誤差。采用組合煙花內筒效果件裝填自動化技術，提供了一種用于亮珠或開包藥的計量分裝技術，能自動完成對亮珠或開包藥的計量和分裝工作，提高煙花生產的用料精度，節約了成本。

3.解決的安全技術問題

（1）防靜電技術：煙花內筒傳動技術裝藥主要動力系統采用數控機械形式代替電動，從本質上解決了靜電的產生，整個技術裝置裝藥采用模仿人工操作。

（2）防火防爆技術：煙花內筒自動裝藥對接觸煙火藥的運動部件和部位進行了封閉和防護，一旦煙火藥發生燃燒爆炸，抗爆間能起到有效的防護作用。為了提高組合煙花內筒組裝的安全性能，減少局部工序煙火藥爆炸產生的高溫和沖擊波對整體生產線的影響，防止火災爆炸事故的擴散和蔓延，基于安全工藝設計原理，危險源與生產裝置之間設置防爆墻，配藥進藥裝置按抗爆設計隔離防爆墻，這種結構將危險源隔離主生產裝置，以免發生危險事故影響其他工序，進而導致事故擴大和蔓延。

（3）防機械傷害技術：煙花內筒傳動技術裝藥機械設計無銳角、邊緣光滑整齊、無外露運動部件，避免運輸、生產、維修等過程中的刺傷；對可能松動的緊固件設有防松脫裝置；機械技術均設計了手動急停裝置，從而避免了技術運轉不正常或溫度升高等情況下不能及時停止運轉，造成技術損毀或危險場所燃燒爆炸；采用防爆電機，技術中操作系統、配電箱等易發生觸電事故的部位采用絕緣材料。

（4）均勻裝藥技術：隨著市場對煙花爆竹質量要求越來越高，鑒于手工生產人員素質存在差異性，對生產操作規程理解程度有高低，特別是涉及到定量方面的工序，現有人工裝組合煙花內筒藥（亮珠或雷藥）很難做到定量、均勻，導致煙花爆竹產品的質量參差不齊。

煙花內筒傳動技術裝藥中內筒藥（亮珠或雷藥）裝藥裝置則可以有效保證裝藥的定量、均勻，同時大大提高了生產效率。它采用定量計量方式裝藥，與組合煙花內筒上的孔一一對應，內筒藥（亮珠或雷藥）通過下藥管均勻地填裝在組合煙花內筒外筒件每個孔的底層。

二、技術工藝安全性分析

組合煙花內筒效果件自動裝藥技術，解決了組合煙花內筒效果件組裝人機分離、人藥分離安全高效這一難題。技術特點：一是通過自動控制系統，控制技術中的各個氣動裝置的運動，其裝置完全與電氣裝置隔絕，爆炸藥物做到了機電分離。二是采用間隔式輸送、自動聯鎖防爆和距離安全防護，用傳動技術實現自動填裝，實現了人藥分離。這兩項新技術的運用是組合煙花內筒裝藥自動化的重大突破，通過理論研究和優化實驗，對工房結構和機器工藝參數進行了優化調整，以滿足穩定、安全生產，提高生產效率的需要。

三、技術性能先進性分析

1.采用防爆隔離門可實現安全隔爆

已經存在一些煙花內筒裝藥生產技術所有的防爆間都是窗口相通，一間發生爆炸，會引起傳爆，我們采用安全隔離式窗口，防止傳爆。

2.采用了氣動開關實現精準計量和開關

各計量裝填技術均采用了自主研發的氣動開關組件，避免了傳統的抽拉式模具開關計量直接摩擦藥物的危險；同時該氣動開關組件可同步進行藥物計量和藥物填充，以提高生產效率；該氣動開關組件完全自主研發并申請了國家技術專利。

3.開包藥和亮珠實現全密封計量裝填

開包藥和亮珠計量裝填組件全密封，混藥結構（該組件完全自主研發并申請了國家技術專利）完成了在封閉的環境中進藥、混藥、出藥、篩藥，實現了全密封灌裝，解決了效果件灌裝時排氣帶來的粉塵問題，整個裝藥過程藥物粉塵溢出比傳統單筒開放式灌裝減少99%，減小了藥物粉塵對工人的傷害，同時也大幅度提升了技術的安全性和可維護性。組件外部安裝的氣動振動器通過震動裝藥避免裝藥不暢問題，對亮珠裝填，除了振動器之外，還有特殊的技術運動保證每次亮珠的裝填不會被卡堵。

4.氣壓驅動及光纖傳感器檢測到位狀態

技術運動部件均采用氣動方式驅動，裝藥和封口等涉藥技術無任何用電器件。運動部件到位檢測采用防爆傳感器，工作間內除防爆傳動技術外無其他任何用電技術。

5.實現無人遠端監控操作

裝藥工作間內無人員操作，在安全距離外安裝攝像頭監視技術運轉情況；在裝藥工作間安全距離外安裝配套上下料裝置，操作人員在安全區域即可進行上下料作業。技術采用A-BOX模塊作為遠程技術接口，可連入以太網、移動網絡和專用網絡。

四、產品應用推廣前景

組合煙花內筒效果件裝填自動化生產技術，具有整體占地空間小、防護水平高、使用靈活、可以和其他技術方便駁接等優點，作為一種安全實用裝備，將擁有廣闊的市場前景。組合煙花內筒效果件裝填自動化生產線的組合煙花自動裝填生產技術，將大大解決勞動力成本高的問題。同時，技術安全性高的特點將會在未來應用中得到更好的發揮。

由于煙花內筒效果件技術前期的研發投入巨大，初期的技術應用會面臨成本較高的問題，同時，技術的使用和周邊技術的配套也面臨方便性和可靠性問題，所以只有充分實現了煙花生產企業的經濟效益、安全效益，使廣大企業能夠真正體會到以組合煙花內筒效果件裝填自動化生產線為核心的自動裝填生產技術為生產帶來的巨大福利和效益，才能使組裝煙花生產技術得以推廣和普遍應用。銷售的通道打開了，生產的需求提高了，生產工藝、技術的發展也就應運而生，組合煙花內筒效果件裝填自動化生產線這一研究成果就會得到進一步推廣。成果的推廣與有關部門的大力支持息息相關，在優秀的政策指引和幫助下，組合煙花內筒效果件裝填自動化生產線這一機械自動化產品必將引領組合煙花內筒生產的新態勢。