電雷管卡口設(shè)備的自動化剖析

李強

摘 要：目前國內(nèi)電雷管生產(chǎn)中卡口工序還屬于人工手工操作，不能徹底實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，這制約著電雷管的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，通過提高卡口設(shè)備的自動化水平，在保障人員和設(shè)備安全、提高電雷管生產(chǎn)過程安全性的同時，也使電雷管的生產(chǎn)效率得以有顯著提高，對企業(yè)品牌的樹立和經(jīng)濟效益的提升都大有裨益。文章簡單闡述了國內(nèi)電雷管生產(chǎn)現(xiàn)狀，并通過人機隔離方案設(shè)計、電雷管卡口方案設(shè)計兩個方面解析電雷管卡口設(shè)備自動化，以為相關(guān)工作和研究人員的工作和研究，提供有用參考。

關(guān)鍵詞：電雷管；卡口設(shè)備；自動化

中圖分類號：TQ565.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）11-0097-02

隨著建筑行業(yè)發(fā)展的日新月異，施工工藝以及設(shè)備不斷精進(jìn)，工程中的爆破作業(yè)安全性也一直是施工單位關(guān)注的重點，雷管卡口自動化的實現(xiàn)和推廣，使得施工設(shè)備和人員的安全保障大大提高。各種先進(jìn)的新型工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)在電雷管領(lǐng)域的有效運用使得其生產(chǎn)機械化以及產(chǎn)品自動化的程度都得到了顯著提高。因此探析國內(nèi)電雷管生產(chǎn)現(xiàn)狀，進(jìn)而對電雷管卡口設(shè)備自動化進(jìn)行詳細(xì)剖析，有著十分重要的技術(shù)價值和社會價值。

1 國內(nèi)電雷管的生產(chǎn)現(xiàn)狀

電雷管的生產(chǎn)線主要包括裝填線、裝配線。裝填線作業(yè)內(nèi)容是把爆炸材料（引爆劑和延期體等）依照一定順序填裝于基礎(chǔ)雷管中，裝配線的作業(yè)內(nèi)容是在前者的基礎(chǔ)上，將基礎(chǔ)雷管和引火元件的頭部加以配合與密封處理，進(jìn)而完成卡腰和卡口，最后在雷管上實施激光打碼，完成電雷管的裝配。

調(diào)查數(shù)據(jù)表明，在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)過程中，雷管裝配作業(yè)是安全事故出現(xiàn)幾率最高的環(huán)節(jié)，裝配作業(yè)中安全事故高發(fā)工位是卡口。

當(dāng)前國內(nèi)電雷管生產(chǎn)領(lǐng)域的裝配技術(shù)和作業(yè)水平大多基本都能實現(xiàn)各工位的連續(xù)和自動化生產(chǎn)，包括殼排管、藥劑填裝、藥劑壓實、藥量檢查、延期體填裝以及廢品的篩查和剔除等，均能達(dá)到人機隔離的要求，激光打碼以及驗電仍處于半自動化水平，人工干預(yù)仍是必要的輔助措施，而電雷管的卡腰和卡口工位仍舊是人員手工作業(yè)，在電雷管整個生產(chǎn)全線內(nèi)難以實現(xiàn)真正的人機隔離，電雷管生產(chǎn)中卡口設(shè)備的自動化是電雷管安全生產(chǎn)的本質(zhì)要求[1]。

電雷管最主要的三個組成部分是基礎(chǔ)雷管、火藥以及用于引火的元件頭。而電雷管工業(yè)生產(chǎn)工序中的卡口具體指在基礎(chǔ)雷管內(nèi)裝填火藥之后，再導(dǎo)入引火用的元件頭，然后借助機械設(shè)備把基礎(chǔ)雷管和該元件頭加以密封。引火用的元件頭尾部帶有長約1.5 m的導(dǎo)線，由于該柔性組件的存在，卡口工序在銜接時經(jīng)常出現(xiàn)問題，也增加了運用機械設(shè)備把雷管殼與引火用的元件頭相配合的難度，加之雷管制造生產(chǎn)商所使用的運輸模具有限，實施卡口密封作業(yè)的實際物理空間難以滿足生產(chǎn)要求，這就造成在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)中對多發(fā)電雷管同步卡口的難度很大，但若實施單發(fā)卡口的自動化作業(yè)，其生產(chǎn)效率比人工作業(yè)效率還要低，因此，單發(fā)卡口的設(shè)備自動化在企業(yè)生產(chǎn)中推廣運用的難題就難以克服，也因此使得電雷管生產(chǎn)過程中的裝配作業(yè)自動化工藝鏈難以實現(xiàn)完整閉環(huán)，也就造成該工序勞動強度是最大的、人員是最密集的、安全隱患是最多的現(xiàn)狀。

2 對電雷管卡口設(shè)備自動化的分析

電雷管卡口設(shè)備自動化分析主要從人機隔離方案設(shè)計和電雷管卡口方案設(shè)計兩個方面進(jìn)行。

2.1 人機隔離方案設(shè)計

工業(yè)生產(chǎn)自動化水平越來越高，電雷管生產(chǎn)實現(xiàn)多發(fā)連續(xù)作業(yè)的需求越來越強烈，要實現(xiàn)電雷管生產(chǎn)中卡口工位自動化，就要實現(xiàn)人機隔離，使生產(chǎn)設(shè)備把位于基礎(chǔ)模內(nèi)的引火用的元件頭和基礎(chǔ)雷管分別導(dǎo)入進(jìn)卡口工位的隔爆空間，進(jìn)而對其實施卡口作業(yè)。

前面提到由于運輸基礎(chǔ)雷管模具的尺寸有限，所以首先要對基礎(chǔ)雷管的提取問題加以解決，把它轉(zhuǎn)運至具有足夠大物理空間的模具內(nèi)。

基于這種思路，對基礎(chǔ)雷管的提取方式加以優(yōu)化設(shè)計，形成基礎(chǔ)模中需進(jìn)行卡口處理的基礎(chǔ)雷管提取圖。假設(shè)有50發(fā)電雷管需要進(jìn)行卡口處理，在基礎(chǔ)模中從X和Y兩個方向?qū)嵤┨崛?，提取過程共分10次進(jìn)行，每次提取的電雷管數(shù)為5發(fā)，X方向共提取30發(fā)、Y方向共提取20發(fā)，最終把位于基礎(chǔ)模內(nèi)的所有基礎(chǔ)雷管提取完畢。

基礎(chǔ)模提取的問題解決之后，需要進(jìn)一步解決導(dǎo)入引火用的元件頭的問題，將引火用的元件頭的制作更加標(biāo)準(zhǔn)化，在防爆鋼板以外把元件拖頭導(dǎo)入到元件模內(nèi)，通過設(shè)備運輸帶實現(xiàn)在卡口模塊中導(dǎo)入元件模進(jìn)而和雷管體準(zhǔn)確對接完成卡口[2]。

2.2 電雷管卡口方案設(shè)計

2.2.1 卡口運動方案

卡口工位的運用形式詳情描述如下。主模運轉(zhuǎn)至預(yù)定位置后，氣缸3先向下動作，把主模固定于Z軸方向，然后氣缸1 和氣缸2通過平臺1的推動，帶動主模在水平方向上往右運動，當(dāng)其達(dá)到感應(yīng)開關(guān)1處時，感應(yīng)開關(guān)發(fā)出信號，氣缸6隨即啟動工作，進(jìn)而在X方向?qū)δ灸＜右远ㄎ弧?/p>

氣缸7和氣缸9工作開始后，把電雷管依序壓進(jìn)卡口機構(gòu)內(nèi)，完成后工作臺回復(fù)至初始位置。氣缸1和氣缸2推動主模繼續(xù)向前，使其運動更遠(yuǎn)距離，隨后兩個氣缸也回復(fù)至初始位置。

在此基礎(chǔ)上，工作臺1上引進(jìn)輔助模，對輔助模實施依次對位與對壓，在工作臺2第二次返回初始位置時，卡口機構(gòu)啟動工作，輔助模隨即退出。在感應(yīng)開關(guān)第二次接收到信號時，氣缸6執(zhí)行收縮動作，木模在氣缸1和氣缸2的推力下離開工作臺1而進(jìn)入下一輪循環(huán)。

其他工作臺工作機制均類似于該工作臺的運行模式，50發(fā)木模需要該類型的工作臺共10個，將工作臺X方向的尺寸最大控制在1 m以內(nèi)，以此滿足尺寸限制的同時，提高工作效率和自動化程度[3]。

2.2.2 卡口效率的計算

在上述過程中，每一動作的所需時間不同，氣缸傳動工作行程滿時（包含過程中的定位時間以及繼續(xù)傳動等），一共需要的時間為10 s。

氣缸在X方向上每一完整定位動作的完成過程需要5 s，而Y方向上，包括對木模的定位和輔助模的定位兩項，一個完整定位動作需要兩個氣缸共同完成，所需時間一共是 10 s，工作臺2執(zhí)行兩次頂出、兩次對壓和往返過程，全程需要時間為10 s。

卡口機構(gòu)單次可實現(xiàn)4發(fā)成品的同步完成，所需時間為 5 s，工作臺引入輔助模之后，輔助模的等待時間為5 s，工作臺和工作臺間的等待時間為5 s，全部工位的預(yù)準(zhǔn)備時間統(tǒng)共為10 s。每個工作臺在50 s內(nèi)同步完成4發(fā)電雷管的卡口處理，整個生產(chǎn)流水線可實現(xiàn)40發(fā)電雷管的同步卡口處理，耗時60 s，則整個生產(chǎn)線單日（工作時間8小時）生產(chǎn)量為2.4萬發(fā)/d。

3 結(jié) 語

隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進(jìn)步，生產(chǎn)安全和生產(chǎn)效率是企業(yè)在市場競爭中樹立品牌形象和提高競爭力的重要途徑。電雷管卡口設(shè)備的自動化水平有利于保障人員和設(shè)備安全、提高電雷管生產(chǎn)過程安全性，因此重視研究電雷管卡口設(shè)備的自動化十分必要。在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)中，通過人機隔離和提高卡口設(shè)備的自動化水平，不僅能夠?qū)μ岣呱a(chǎn)安全具有重大意義，更是擺脫效率低下的人工作業(yè)、提升生產(chǎn)效率的有效措施，在電雷管的工業(yè)生產(chǎn)中必將發(fā)揮越來越重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張東平.一種新的導(dǎo)爆管雷管裝配自動化生產(chǎn)工藝技術(shù)[J].江西科學(xué)，2013，（5）.

[2] 嚴(yán)龍，李紅軍，王東風(fēng)，等.氣缸位置分布對管殼體卡痕的影響[J].機械 研究與應(yīng)用，2013，（5）.

[3] 劉文波，陳白寧，段智敏.火工品自動轉(zhuǎn)配技術(shù)[M].北京：國防工業(yè)出版 社，2010.