道岔垫板是铁路用高速道岔的关键零部件，精度要求高，部分垫板质量大。道岔垫板生产所需的基础加工工序包括剪切下料、调平、打号和钻孔等，传统的加工手段主要依靠人工上下料、摇臂钻床进行钻孔以及普通冲床进行打号等作业，自动化程度低下，操作工人劳动强度大，再者采用传统的机械加工手段产品质量较难控制。
1. 整体解决思路
道岔垫板自动化生产主要参照现有的生产工艺流程，要充分考虑降低操作人员劳动强度，兼顾提高产品质量和效率等问题。传统设备都要进行自动化技术改造，均实现自动化生产。同时为了连接各工序，必须进行自动化料件传输的设计，由于所需原材料均为长扁钢，就要在自动传输、精确定位方面进行系统性设计，将新设计的各单元自动化设备进行关联，形成流水化、自动化生产。
为了有效降低操作工人的劳动强度，需要在上料、码垛方式上进行自动化设备研发，并将其设置于整条生产线中，进行总体控制，将人工操作因素降到最低。
2. 解决方案设计
（1）机械设备整体设计方案。在道岔垫板生产过程中要降低操作工人的劳动强度，就要在各生产单元设计料件的自动搬运、输送装置，同时为了保证各工序之间的生产有效连接，根据道岔垫板的加工特点，设计了多套道岔垫板传送辊道将各工序进行连接。综合考虑原材上料、垫板成品的码垛现状，在该生产系统上设计原材自动上料、道岔垫板自动码垛装置，构成一条道岔垫板自动化生产线，如图1所示。
图1 道岔垫板自动化生产线
在该生产线的设计上，根据道岔垫板的生产特点，将该生产线划分为自动上料及校平、数控打号、数控钻孔、自动剪切和自动码垛部分，各部分生产单元用传送辊道连接。料件输送辊道上设计有数控卡钳，可以实现料件输送过程中的自动运行及精确定位。
由于各工序的加工时间不同，经过反复论证及计算，为了生产线的连贯性，在自动上料及校平部分之后设置自动分拨料装置，将后续的各工序均设置成双线结构，这样可以减少生产的停顿，使生产线运行更加连贯。
（2）数控送料卡钳设计。数控送料卡钳是道岔垫板自动生产线的关键装置，如图2所示。该装置由送料架、送料小车、滑动导轨、齿条、齿轮、同步带轮、伺服电动机和夹钳等组成，连接各生产单元，能按产品加工尺寸进行精确定位，依靠程序自动运行，对生产线的连贯、可靠运行起到了至关重要的作用。
（3）原材自动上料装置设计。道岔垫板加工所需原材均为扁钢结构，进行生产线设计后，为了避免人工频繁上料，设计了一套扁钢原材自动上料装置，如图3所示。该装置由自动抓料门架、成捆扁钢上料平台以及扁钢输送辊道组成。其中抓料采用电磁吸盘，门架横梁运动、上料台均为伺服控制。
图2 数控卡钳结构示意
料台上可以排放4捆扁钢原材，拉料机构将其中一捆原材拉至门架下指定位置，门架上抓料机构将单根扁钢原材准确抓放到输送辊道上，当输送辊道上的扁钢传送完成后，门架将重新抓取扁钢。当一捆扁钢抓取完成后，料台拉料机构将另一捆扁钢拉至龙门架指定位置。该机构根据控制程序，依次循环，直至将4捆扁钢抓取完成，重新上料后再次循环运行。
图3 抓料门架结构示意
图4 控制系统结构
（4）控制系统设计。该生产线控制系统由西门子PLC、数控系统组成。生产线设置有总控计算机，该计算机预装有自主开发的生产线控制软件，用于整条生产线参数、加工程序的生成以及传输，同时兼顾整条生产线各单元信号和设备状态的监视及控制。该计算机利用西门子总线控制技术，将各控制部分PLC、控制系统进行连接，组成该生产线的控制系统。同时该控制系统预留ERP信息接口，如图4所示。
（5）参数、加工程序自动生成方式。为了提高该生产线的自动化、智能化水平，各生产单元均有独立的控制系统，其中自动上料、码垛部分为PLC控制伺服定位，在调试完成后无需进行参数、程序的输入。打号、钻孔以及剪切部分为数控系统控制。为了减轻数控编程工作量、提高生产线的智能化水平，设计一套可自动生产的数控系统程序。计算机会生成与单根原材对应的打号、钻孔和剪切程序，自动传输到数控系统。由于该生产线有6套数控系统，在所生成的数控加工程序中自动生成相应的参数设置检索语句，不同部分的数控系统会自动检索相应的加工程序，有条不紊地执行。
在救援过程中，地面遥操纵者的精神会长时间处于高度集中状态。互联网智能系统可以使操作更加简便，操纵者的紧张状态也可以在很大程度上得到缓解，对搜救机器人的操作也会变得加高效，从而更好更快地完成救援任务。在互联网智能系统的帮助下，遥操纵者可以快速直观地获取到灾难现场被困者的生命体征信息、搜救机器人的位置信息等，为下一步行动提供依据，从而安全高效的完成作业。这时，搜救已经不再是操纵者单方面的控制机器人了，而是二者相辅相成的执行并完成任务。
3. 综合效果分析
现有的道岔垫板生产各工序主要依靠人工和传统机械方式生产，上下料依靠人搬运，单机所配备人员及劳动强度如附表所示。
可见单机配备人员多，劳动强度大，其中所搬运产品质量以常规452mm×170mm×20mm的普通平垫板为例，底板质量按12.1kg计算。由附表可见，其中部分工序需配备数台机床方能满足生产。
只要找对平衡点，蝴蝶就能保持平衡。翅膀下的硬币改变了平衡点的位置，现在的平衡点从蝴蝶身体的中间跑到了头部。
采用该生产线方案后，实际配备4人，分别负责扁钢原材上料、1线巡视、2线巡视和成品码垛。该生产线杜绝了人工搬运，使得操作工人劳动强度大幅度降低。经测算该生产线每班可生产道岔垫板1 500块。
七是CCER市场折戟。国家发改委于3月暂停了CCER项目注册及CCER签发，并且于同年12月暂停了国家CCER登记簿，直至5月初重启该登记簿。CCER登记簿是CCER确权的地方，亦是纳入碳市场的企业上缴CCER履约的地方。由于该登记簿暂停了近五个月，整个履约年度CCER交易量活跃度有所降低，交易总量约为2414万吨。同时，由于暂停了CCER项目注册和CCER签发，CCER市场对金融机构及低碳企业吸引力大大降低。
单机生产配备人员表
工序名称 操作人员数量 搬运次数 平均产量/块 搬运总质量/t剪切 4～5 1 2 000 24.2调平 2～3 2 2 000 24.2钻孔 1 23604.4打号 4 2 2 000 48.4
4. 结语
经过设计、安装、调试和试运行，该道岔垫板自动化解决方案达到了设计要求，工人劳动强度大幅度降低。同时由于采用了先进的加工设备，使得道岔垫板加工质量也有了一定程度提升。
为了适应国际国内的新形势，适应消费者需求的变化，中国地板行业必将形成新的格局与发展，地板行业将面临很大的变化，变局将体现在新渠道变革、新需求变化、新模式冲击这三个方面，这也是摆在大家面前的三大市场挑战。
参考文献
[1] 成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社, 2002.
[2] 王琛，严安宁.新型高速铁路道岔压形解决方案[J].金属加工（热加工），（13）:7-9.
[3] 郭晓楠.自动化生产线设计要点分析[J].科技创新与应用，（30）:149-149.
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