一种新型电梯控制柜生产线的应用探讨

文/林振运·广州广日电梯工业有限公司

随着新技术、新工艺的不断发展，企业引进自动化生产线所带来的优势越来越明显，智能化的生产设备不仅能提高产品质量，缩短生产周期，更直接提高了企业的经济效益。在人工成本越来越高的今天，企业提高智能化生产更是刻不容缓，直接影响着企业的发展、企业的未来。伴随着电梯行业的激烈竞争，各大电梯品牌纷纷加入到生产线的自动化改造行列，而电梯控制柜作为电梯的核心部件，其生产制造的质量将直接影响到整机产品的质量，因此，电梯控制柜生产线必将成为电梯厂家的重点改造项目。

电梯控制柜生产现状

当前，多数厂家的电梯控制柜生产方式较为传统，一般生产线采用无动力滚筒，通过人工上料、卸料、转移物料，装配、自检、测试和人工输送辅助时间长，劳动强度大，人员（特别是配送人员）投入多，生产效率低。另外，部分控制柜生产线的作业模式不利于产品流转，随着产量的增加，生产线堵塞问题将更加严重，严重影响生产与检验的效率。随着电梯产量的增加，现控制柜生产线将满足不了产能要求，必需投入新生产线，增加生产岗位，满足产能不断增长的需求。因此，可以考虑投入自动化生产线，有效改善生产现状，提高生产附加值，创造更多经济效益，从而提升企业的核心竞争力。因此，投入自动化生产线用于控制柜装配是有必要的，是符合大多数电梯企业发展需要的。

电梯控制柜生产线方案

设计新生产线的目的主要是实现生产线输送自动化，减少人员投入及输送辅助时间，降低工人劳动强度，提高输送效率。另外，生产线必须具备灵活的扩展性，可根据产能需求灵活补充，为后续生产能力的进一步提升预留扩展空间。

整体概况

生产线整体设计成一个长环形的布局方式，如图1所示，主要包括：装配区域1个、自检区域1个、调试区域1个、缓冲区域3个、RGV小车输送系统2套、电气控制系统1套、安全防护装置1套。生产线为装配、自检、调试提供操作平台，同时实现自动进料、输送、出料，取代人工转运，实现人员定位作业、物料自动输送。

图1 生产线整体布局

装配区域

装配区根据产能的情况设计若干个生产工位，如图2所示，此部分为无动力滚筒与牛眼台结合而成，人工完成装配及辅助上下料。其运行动作分析为：①出料：T字形通道，A位置为出料口，相邻2个工位共用；装配完成后，工人通过呼叫按钮，将RGV小车召唤至出料口，工人通过牛眼台手动将控制柜推上RGV小车平台，RGV小车自动输送至指定位置。②进料：T字形通道，B位置为进料口，相邻2个工位共用，进料通道长约1.5米，装配区域可以有效避开AGV小车的运行道路，作业人员较为安全；需要进料时，工人通过呼叫按钮，AGV配送系统自动将控制柜输送至入料口，工人通过滚动平台手动将控制柜移动至装配工位进行装配。③装配：工人在靠近A位置装配，进料时在B位置取料并推送至装配工位，完工时将待出料推送至A位置，每个装配岗位有2个控制柜放置位，可以满足在靠近出料口位置装配的同时向另一个空位进料，减少进料等待时间。

图2 装配区域

检验调试区域

检验调试区域如图3所示，检验岗位根据装配工位的节拍相应设置，①进料：此部分利用RGV小车连接装配缓冲区与检验调试区，检验员根据检测台系统指令对停留在缓冲区的柜体进行呼叫，并通过传送链输送到检验区域，完成检验调试区域的进料工序。②控制柜调试步骤：按照对应检测台系统选择对应的控制柜，接AC380V电源，给控制柜送电，检测台向控制柜的控制器发出指令，模拟井道自动模拟运行，然后对控制柜各个功能进行一一验证，检验过程自动识别工号资料，检验完成后自动生成产品报表并自动保存。③出料：此部分利用RGV小车连接检验调试区和出料口缓冲区，检验员调试工序完成后，通过呼叫出料按钮，召唤RGV小车将合格的控制柜送至出料口，等待封箱AGV小车移载至封箱区。

图3 检验调试区域

缓冲区域

缓冲区包括自检缓冲区、调试缓冲区、下料缓冲区各1个，如图4所示。此部分为动力滚筒线，实现自动进出料及自动推送。其动作分析为：①出料：A位置为出料口，自动将出料口上的控制柜推上RGV小车平台，RGV小车自动输送至指定位置。②进料：B位置为进料口，自动将RGV小车平台上的控制柜接走，并自动传送控制柜至缓冲区末端。

图4 缓冲区域

小车输送系统

输送系统包括RGV小车输送系统2套，如图5所示，此部分为全自动输送系统，RGV小车在导轨上往返运动，实现控制柜输送自动化，自动完成装配区域出料、自检区域进出料、调试区域进出料，输送系统根据指令先后顺序完成输送工作。其动作分析为：①装配输送系统：A部分，主要负责装配区域1～16号工位控制柜的自动接送，人工辅助将控制柜推上RGV小车平台，RGV小车自动输送至自检缓冲区进料口处，RGV小车平台自动将控制柜推送至自检缓冲区进料口，自检缓冲区动力部分自动将控制柜向末端传送。②自检、调试输送系统：B部分，主要负责自检、调试区域控制柜的自动输送。首先RGV小车根据指令从自检缓冲区出料口接走控制柜并输送至自检区域召唤岗位，RGV小车平台自动将控制柜推上自检工位；自检完工后，RGV小车从对应的自检出料口接走控制柜并输送至调试缓冲区入口处，RGV小车平台自动将控制柜推进调试缓冲区进料口，调试缓冲区动力部分自动将控制柜向末端传送；RGV小车根据指令从调试缓冲区出料口接走控制柜并输送至调试区域召唤岗位，RGV小车平台自动将控制柜推至调试工位；调试完成后，RGV小车从对应的调试出料口接走控制柜并输送至下料缓冲区入口处，RGV小车平台自动将控制柜推进下料缓冲区进料口，下料缓冲区动力部分自动将控制柜向末端传送。③RGV小车：RGV小车输送系统包括动力牵引部分和RGV小车平台，动力牵引部分主要通过变频器控制伺服电机，实现加减速控制，停靠位则是通过电气控制系统来控制精准定位；RGV小车平台包括进出推送平台与夹紧防倒装置，进出推送平台主要是实现小车自动推进与接取控制柜，夹紧防倒装置则是在小车移动过程中夹紧控制柜，防止控制柜倾倒。

图5 小车输送系统

电气控制系统

电气控制系统主要包括中心控制柜、生产线开关信号系统、小车控制系统三部分，如图6所示。中心控制柜主要是集中处理整个生产线的信号指令，由PLC集中处理信号指令，再通过人机界面方式显示生产线动作状态，操作简单，设计更具人性化。生产线开关信号系统主要包括线上的感应开关、状态信号、指令信号等，为控制中心提供信号指令，保证生产可靠稳定运作。小车控制系统主要由PLC、变频器与伺服电机组成，PLC负责与控制中心进行通信，控制小车动作，动力牵引部分主要通过变频器控制伺服电机，实现加减速控制。

图6 电气控制系统

安全防护装置

安全防护主要对倾倒和有动作区域进行防护。夹紧防倒装置在小车移动过程中夹紧控制柜，防止控制柜倾倒，避免安全事故发生。小车移动区域加装防护栏进行围闭，防止操作人员不慎进入小车移动区域，有效避免安全事故发生。

方案总结

该类生产线主要针对电梯控制柜的特点，设计出一种长环形的生产线，该生产线主要利用自动化技术、智能物流技术、智能检验技术和总线控制技术，可以大大提升类似电梯控制柜等电气产品的产品质量和生产效率。主要具有以下特点：

⑴无动力的装配、自检、调试部分的设计，与现生产线使用的形式类似，可靠性高。

⑵有动力的缓冲区部分采用技术成熟及广泛使用的动力滚筒形式，稳定可靠性高。

⑶自动输送系统部分采用有轨小车系统设计，制造行业已广泛使用，技术相当成熟。

⑷电气控制系统采用PLC+变频器控制方式，稳定可靠性高，可以有效控制生产线稳定运作。

⑸安全隐患区域安装安全防护装置，有效避免安全事故，充分保证生产线安全高效运作。

效益评估

降低劳动强度

按每台控制柜重量60公斤，每班生产100台计算，新生产线投入使用后，减少工人上卸物料重量约6吨/天，大大降低了工人的劳动强度，减少安全事故的发生。

提高生产效率

新生产线投入使用后，采用自动输送方式取代人工输送，减少生产辅助时间，控制柜整体生产效率提高约8%。

节约生产成本

新生产线投入使用后，由于有自动进料、输送、出料等装置，大大节约人工成本和生产工时成本。

提升车间综合竞争力

控制柜装配自动输送生产线是一套自动化的生产线，可实现自动上料、自动输送、自动下料等功能。该设备的投入，充分体现了车间生产的自动化模式，提高公司的参观性，进一步提高公司的企业形象及行业竞争力，使客户对企业的加工能力更有信心，为企业赢得更多的订单创造条件。

结 束 语

控制柜装配自动输送生产线项目的投入，在技术方案上，采用已广泛使用的自动化输送模式，技术成熟，方案实施可行性高。在投资收益上，项目投入后，不管是经济收益还是项目效益，都比较可观，能为企业创造更多利润。在工厂综合竞争力方面，将有效改善生产状况，大大提升产能和智能化水平。因此，笔者认为，此种环形电梯控制柜生产线值得在电梯制造行业推广应用。