钢桶生产线的设计（2）（杨文亮） -中国钢桶包装网

钢桶生产线的设计（2）

杨文亮

二、钢桶生产线工艺路线与设备布局

（一）工艺路线设计

1、工艺路线设计的原则

制桶工艺路线是钢桶自动生产线总体设计的依据，它是在调查研究和分析的基础上确定的。设计制桶工艺路线时，应在保证钢桶质量的基础上，力求高效率、低成本、工艺简单、便于实现自动控制、维修和操作方便等。根据钢桶自动生产线的工艺特点，提出以下设计原则。

（1）合理选择制桶原材料。比如钢板、油漆、涂料、封闭器等等。因为对于自动化生产线来说，一但原材料选定，就应该一直使用同一种原材料，一但生产中原材料发生改变，可能使生产线设备不能够适应。例如用于生产的钢卷板，其尺寸在生产线设计时就应该确定好，钢板尺寸按照最佳的尺寸确定后，自动生产线将按这种尺寸进行设计或购置，在之后的生产中，如发现钢板尺寸不合理，自动生产线将很难再改变去适应新的尺寸。

（2）确定工序的集中与分散。工序集中与分散程度是根据哪一促设计更能全面、综合地保证质量、提高生产率和降低成本等因素决定的。

工序集中的特点：由于工序集中，减少了中间输送、存储、转向等环节，使机构得以简化，可缩减生产线的占地面积。但是，工序过分集中，会对生产工艺产生更多的限制，降低了通用性，增加了机构的复杂程度，不便于调整。所以，采用集中工序时，应保证调整、维修方便，工作可靠，有一定通用性等。在制桶设备上工序集中的典型例子就是“桶身三合一成型机”，它是把桶身翻边、涨筋、波纹三个工序集中在同一台设备上的设备。

为提高工作效率，便于平衡工序的生产节拍，可以将制桶操作分散在几个工序上同时进行，使工艺时间重叠，即工序分散。工序分散可减小机构的复杂程度，提高工作可靠性，便于调整和维修等。但生产线占地面积大、过分分散也使得成本增加。例如，有的企业把钢桶涂装中的内涂和外涂设置在不同的两个工序（两个喷漆室）进行生产，不仅增加了设备的占地面积，也增加了生产成本。目前的先进工序是将内涂和外涂设置在同一个工序上完成。有的企业将桶身生产工序进行合理的分散，可大大地减少设备的复杂程度，并便于调整和维修，还提高了工作的可靠性。

总之，对于工序的集中和分散，应根据生产线的特点全面综合地进行分析比较，力求合理，方案最佳。

（3）平衡工序的节拍。平衡工序的节拍是制定钢桶自动生产线工艺方案的重要问题之一。各制桶设备间具有良好的同步性，对于保证钢桶自动生产线连续协调地生产非常重要。平衡节拍时，反对压抑先进、迁就落后的平衡方法。具体采取如下措施。

①将制桶工艺过程细分成简单工序，再按工艺的集中、分散原则和节拍的平衡，组合为一定数量的合理工序。

②受条件限制，不能使工序节拍趋于一致时，则尽可能使其成倍数关系，利用若干台制桶设备并联达到同步的目的。例如桶身成型设备的生产节拍为12只/分钟，而半自动缝焊机的生产节拍为6只/分钟，为了平衡节拍，则需使用两台缝焊机并联生产，以满足桶身生产线节拍的需求。

③采用新技术，改进工艺，从根本上消除影响生产率的工序等薄弱环节。例如上述桶身生产设备节拍为12只/分钟，为了使缝焊工序的节拍与之协调，可采用新型的全自动缝焊机进行生产，其速度可达到12只/分钟，使用单台缝焊机即可与全线节拍一致。

总之，工艺方案的选择是一个非常复杂的问题，必须从产品质量、生产成本、可靠性、劳动条件和环境保护等方面综合考虑。

2、工艺路线的形式及选择

工艺过程执行路线（简称工艺路线）形式多种多样，常见的有直线型、台阶型、回转型和组合型。

（1）直线型工艺路线。直线型工艺路线即桶件的位移为直线，制桶生产线多为水平直线型，一般可分为立式和卧式两种。

（2）立体型工艺路线。工艺路线的组成为立体交叉式的，有的企业由于车间空间的限制，一条生产线可能跨越不同的楼层或空间，就形成了立体型工艺路线。

（3）回转型工艺路线。在一些小型钢桶的自动生产线中，常常采用回转型工艺路线。回转型工艺路线中，桶件沿圆弧轨迹运动。可以是间歇回转，也有连续转动，其输送系统一般就是以回转中心为圆心转动的大圆盘。

（4）组合型工艺路线。因制桶设备和生产场地的不同，为了适应各设备的生产特点和生产场地的现状，可以采用组合型工艺路线，如有的企业桶身生产线为卧式生产线，涂装生产线又变为立式生产线，而存储成品的仓库又在地下层仓库，所以采用组合型工艺路线来实现。

在以上三种工艺路线中，采用回转型可使设备结构布局紧凑，外观造型美观，机器传动系统的运动链较短，占地面积小，使用操作方便。缺点是需要增设转向机构使用桶件传送转向或调整方向，各工位执行机构布置要求高，适宜小型钢桶的自动化生产。直线型工艺路线可看成是回转型工艺路线的展开，桶件传送方便容易，对传送机构要求低，各工位的执行机构比较容易布置，但设备占地面积大，传动链较长，操作者活动范围大，适宜大型钢桶的自动化生产。立体型工艺路线具有直线工艺路线的优缺点，但必须增设桶件升降机构。工艺路线直接影响到设备结构布局，设计选用时要综合考虑各种因素。

3、工艺流程图设计

工艺流程图，是工艺方法、工艺过程设计结果的表现形式之一，是自动生产线设计中的重要资料之一，是后续总体结构设计的基础和依据。工艺流程图必须形象、简练而清楚。根据工艺流程图，大体上可确定制桶设备的运动特征、工作循环和总体布局方案等。在工艺流程图上应体现出如下一些内容。

（1）钢桶产品的大概特征。

（2）从原材料到成品的具体工艺方法、工艺过程。

（3）桶件的运动路线、生产的工艺路线。

（4）制桶的工艺顺序和工位数、工艺操作与辅助操作的顺序和数量。

（5）桶件在各工位上所要达到工作状态及要求。

（6）执行机构与桶件的相互位置、桶件的成形方式、工作原理。

如图5是某企业钢桶生产线的工艺流程简图示例。

图5 钢桶生产线工艺流程图

（二）设备布局

制桶工艺路线和设备确定后，本着简单、经济、实用的原则布置设备，对制桶工艺、成形方式、工艺路线、生产设备做出平面布置的统筹安排。

平面布置应力求生产线短，布局紧溱，占地面积小，整齐美观以及调整、操作、维修方便等。

钢桶自动生产线的排列可采用多种形式布置，如直线形、直角形或框形等。至于采用何种形式布置，需综合考虑，比如，车间的平面布置、柱子间距、各台设备的外形尺寸和生产能力、输送机形式等。另外，还要便于操作和实现集中控制等。

如图6所示为某厂的钢桶生产车间生产线设备平面布局简图示例。

图6 钢桶生产线设备平面布局图