浅谈机械手在砖瓦生产中的应用及改造

浅谈机械手在砖瓦生产中的应用及改造

梅特奇

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摘要：砖瓦行业可以说在我国有着源远流长的发展历史。比较著名的当属秦砖和汉瓦，这些著名的砖瓦建筑应用，为中国建筑师书写了不可抹去的浓重笔画。在世界建筑文明上都闪烁着耀眼光辉。改革开放后，更是将烧结砖作为建筑物墙体的核心构成材料，在我国经济发展道路上发挥了重要的作用。以往，国内的传统砖瓦生产流程中，虽然工艺较精致，但是在机械自动化设备和生产效率上都远远落后于世界水平，码砖坯主要依靠人工一块一块的码，但是城市化的发展使劳动力逐渐流失，砖瓦行业不被年轻人青睐，大多数砖厂都遇到了劳动力不足产量降低的问题。这导致砖厂为了生存不得不转向机械自动化方向，自动化的机械手包括自动码砖机械手，智能机械手等，机械手的应用让砖瓦行业这个有着悠久历史的行业开始焕发新的生机。

关键词：砖瓦业；机械手

引言:

众所周知，在建筑物搭建、桥梁搭建以及道路铺设等基础设施建设中，砖瓦都是不可缺少的核心材料。根据美国相关部门研究成果表明，无论是在地球还是月球甚至是火星，只有砖瓦材料的建筑物才能承担起担当抵挡风雨提供庇护，长期耐久的重任。主要原因是砖瓦又称烧结砖，具有硬度高，耐高温，耐腐蚀，原料充足，价格低廉等特性。欧洲的砖瓦行业领导者曾经针对烧结砖做出过评价：烧结砖是所有材料中最全能的，能够应用到各种建筑当中。

在西方发达国家中，砖瓦房往往是有钱人的专属。近年来，随着科技和机械化的不断发展，机械手的应用在砖瓦行业不断兴起，也促进着砖瓦行业生产工艺水平的不断提升。近几年来，我国经济飞速发展，经济水平显著提高。城乡基础设施的建设也如火如荼的开展。砖瓦行业的空前发展离不开机械设备的促进，我国与国外机械设备的差距也在逐渐缩小。

1. 我国砖瓦生产历史背景与机械手应用现状

1. 历史背景

砖瓦行业可以说在我国有着源远流长的发展历史。比较著名的当属秦砖和汉瓦，这些著名的砖瓦建筑应用，为中国建筑师书写了不可抹去的浓重笔画。在世界建筑文明上都闪烁着耀眼光辉。改革开放后，更是将烧结砖作为建筑物墙体的核心构成材料，在我国经济发展道路上发挥了重要的作用。

2. 机械手在砖瓦生中的应用现状

以往，国内的传统砖瓦生产流程中，虽然工艺较精致，但是在机械自动化设备和生产效率上都远远落后于世界水平，码砖坯主要依靠人工一块一块的码，但是城市化的发展使劳动力逐渐流失，砖瓦行业不被年轻人青睐，大多数砖厂都遇到了劳动力不足产量降低的问题。这导致砖厂为了生存不得不转向机械自动化方向，自动化的机械手包括自动码砖机械手，智能机械手等，机械手的应用让砖瓦行业这个有着悠久历史的行业开始焕发新的生机。

2. 机械手在砖瓦行业中的应用优势

在世界范围内，自动化机械手在砖瓦行业的应用都十分广泛，其原理主要是利用编辑好的自动化电子程序，在机械手上设置各种砖坯夹取夹，用来将砖坯夹取到指定的位置。过程包括机械手到砖窑车上方，落下码坯夹，再将砖坯放到砖窑车上，周而复始。经过长期的实践经验证明，自动化机械手具有多种优势：

1. 变量小，稳定生产

机械手的程序被设定好之后，机械就会按照程序严格运行，不会因为工作时间或者工作量的提升而出现工作效率下降或者停工等问题。在不出现断电故障等问题下，机械手可以无休止地进行程序设定的工作。并且工作质量不会降低。

2. 产量高，效率提升

砖坯码放的数量取决于机械手上装配的架子的数量，例如每个机械夹子可以夹取48块砖，这样每年的总产量就是2300万块砖左右。而机械夹数量达到5个的时候，年产量就能达到惊人的1.1亿块。这对于人工来说是好几年的产量。随着基础设施建设的需求增大和房地产行业的发展，人工的工作量远远不能满足市场需求，机械手参与砖坯行业的生产是大势所趋。

3. 适应窑炉的范围广

过往，砖坯的隧道窑基本上都是三个尺寸，4.6米，9.2米和6.9米， 对于较小尺寸断面的隧道窑机械手也能够很好的应用，没有障碍。实际应用的案例有郑州的鹏泰二期，山西武乡等多家尺寸不一的断面都很好的应用了机械手。

4. 技术比较成熟

多年以来的实践发展，使得机械手在砖瓦行业的应用已经非常的成熟，机械手中应用的原件也都很常见，便于维修和更换，对于维修者的素质也没有很高的要求。另外，程序一旦设定，机械手操作也非常的简单，将人工从繁重的体力活中解放了出来。一方面解决了劳动力稀缺的现实问题，又在很大程度上发展了经济。

（五）工作平稳，速度快，精度高

智能机械手的最大优点之一就是由于智能机械手采用了先进控制手段，所以使运动达到了速度与稳定性的完美结合，站在生产线的附近，只能看到智能机械手高效的往复运动，却根本听不到设备工作时的噪音；而且速度快，码坯周期基本上都是十五秒钟左右，单台智能机械手可达到年产量 8000万 ( 折标 )。智能机械手的另一个优点是使用寿命长、维修量小，一般来说智能机械手的本体可以保证平均工作 100000 小时不出现故障，也就是说，除了注油等日常保养，智能机械手可以连续工作几年不出现问题。东方公司长胜砖厂的智能机械手使用近一年来一切正常，无任何异常现象，没有出现因为智能机械手的故障而影响生产的情况。

3. 机械手在砖瓦行业中的应用局限

由于智能机械手的本体对夹持量有要求，每次移动的坯体重量不能超过其允许使用的标准，从而限制了智能机械手的产量，因此目前国内外大产量的生产线都是采用自动码坯机；同时因为智能机械手自身的臂展也有一定的范围，对于宽带大于 6.9m 以上的窑车，单台智能机械手的臂展无法覆盖整个窑车的工作面，必须使用两台智能机械手才能实现码整车的要求，这就导致增加了用户的投资成本，造成了产能的浪费。而且由于智能机械手控制手段先进，元件的维修难度大，一旦出现故障砖厂的维修工是无法解决的，只能依靠专业人员。

4. 机械手在砖瓦生产中的实际应用

一般来说，机械手的使用寿命较长，可以达到十年之久，除了日常检修保养等工作，据统计机械手在砖瓦行业中的应用可以平均十万个小时也就是好几年维修一次。

以东方公司长胜砖厂为例，该公司应用机械手辅助砖坯生产一年多，不仅未出现重要故障，而且大大提高公司产量，提升公司经济收益。在经济上考察国内砖厂对于机械手的应用，首先以年产量8000万块的产量为基准，对于人工成本做出粗略分析，可以发现，当采取两班工作制，总共有大约16名员工，每人每年工资在1.5万元左右，那么总工资就是42万元左右，人工必须要有支撑的台阶才能运送砖坯，每个月的维修费用大概需要6000元，这样下来砖厂每年来砖坯运送转移上的成本就高达50万，这还没有考虑到人工稀缺，人力成本增加的可能性。

东方公司就利用技术的创新，应用机械手，大大降低了生产成本，提高了砖厂的经济收益，其主要的创新实践包括：

1. 重量不同，工艺不同，砖夹不同

由于烧砖的结构有所不同，重量上也有差异，所以东方公司对于不同的砖坯，采用了不同的砖夹，增加了砖夹底部托举砖坯，减少砖夹对于砖坯的挤压，降低砖坯的损耗。

2. 砖夹表面采用橡胶夹减少误差

砖夹的内表面采用橡胶材质的材料，硬度降低，弹性增加，这样在夹取砖坯的时候，对于砖坯的夹取数量也计算得更加精准，这样一来，在夹取砖坯时掉砖的风险就大大降低了。

3. 采用变频电机，减少损耗

行走变速电机的优势就是能够平稳的减速和加速，过去的普通制动电机在加速和减速的时候，速度过快会产生惯性，让砖坯之间发生碰撞，产生损耗，不利于砖瓦生产产量的稳定，不利于砖坯的质量。

结束语：

综上所述，智能机械手虽然出现的时间很短，而且价格不菲，但是凭借工作性能等优势还是得到了许多用户的青睐，相信不久的将来，砖瓦业将会出现更多使用智能机械手的生产线。而自动码坯机依靠产量高、技术成熟等明显的自身优势，也将继续保持强大的生命力。两种自动化机械码坯设备的齐头并进必然会对我国砖瓦行业的发展提供坚实的技术保证。

参考文献：

[1]张宪信. 可视智能自动卸砖装砖机机械手控制模块研制[D].南昌大学,2015.

[2]康北灵.论机械码坯在砖瓦生产中的实际应用[J].砖瓦世界,2013(07):4-7.

[3]郭春河,夏春雷.烧结砖智能机械手码坯卸砖机械化生产线[J].砖瓦,2011(04):26-28.