砖厂用码垛机器人调研报告.docx

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砖厂用码垛机器人调研报告

安徽周边砖厂码垛机器人应用情况调研报告

上月底至本月初，走访安徽周边大小砖厂十余家，旨在了解，工业制砖过程中是否能用工业码垛机器人进行部分操作流程替代及了解清楚码垛过程中抓手相关参数。

经查阅资料了解到，砖的种类主要有：

粘土多孔、空心砖，烧结多孔砖，混凝土多孔砖，混凝土空心砖，加气混凝土砌块，煤矸石空心、多孔砖，泡沫混凝土砌块，轻质砖，烧结空心砖，粉煤灰烧结多孔砖，粉煤灰轻质砖。

按生产工艺主要分为烧结砖和非烧结砖。

为保护耕地，国家组织实施了墙体材料革新工程，即限制或禁止从耕地取土烧制实心粘土砖。

因此随着国家相关政策的陆续出台，地方政府也在大力加强普通烧结粘土类实心砖、空心砖的生产监管，直至全面禁止。

但普通粘土砖的生产和使用，在我国已有3000多年的历史。

现今，建设工程中使用墙体材料中，普通粘土砖仍占主导地位。

虽然普通粘土砖存在诸多不足，但由于价格低廉、工艺简单、设计和施工技术成熟以及人们的使用惯性等原因，普通粘土砖在今后相当长的时间内，特别是在农村，仍然是主要的墙体材料之一。

因此，本次调研选取的对象仍为烧结砖品种，但原材料主要成分为更为环保的煤矸石。

以南京建设砖瓦厂为例分别对制砖工艺流程、可用机器人替代步骤、抓手参数进行分析。

【备注：

目前，我国有煤矸石山1500多座，累计堆存煤矸石34亿吨以上，占地20多万亩。

据有关部门估计，我国每年新增煤矸石1.0～1.2亿吨，占地6000多亩。

到2013年底中国煤炭系统共有煤矸石砖厂700多家，而煤炭系统以外利用煤矸石制砖的企业还有近8000多家。

四川、山东、河南、北京、辽宁、吉林、河北、山西、内蒙古、黑龙江等地拥有一大批骨干企业，市场发展相对成熟，近几年新建的生产线普遍提高了机械化和自动化程度，提高了生产线技术含量，产品以承重和非承重空心砖为主，实现了产业升级和规模经营。

目前，煤矸石制砖隧道窑中广泛采用4.6米宽及6.9米宽窑型，4.6米宽隧道窑的单条产量一般在3000万块/年-3500万块/年，近几年每年新建大型煤矸石烧结砖生产线的隧道窑约50-70座，大多数为4.6米和6.9米宽隧道窑，该窑型技术水平先进，符合中国国情。

】

目录

1、制砖工艺流程

2、烧结砖现场图片解析

3、非烧结砖现场图片解析

4、常用砖尺寸及抓手尺寸设计

一、制砖工艺流程

制砖工艺流程

煤矸石制砖工艺流程图

如上两幅图所示，不管是用何种原材料的烧结砖制作过程都大致相似，分析流程图后得出如下结论：

1、不管是一次码烧还是二次码烧，涉及的码坯过程只有两次：

第一次是切坯后将砖坯码上窑车进入隧道窑烘干；第二次是将已烘干好出窑的成品砖卸货装运或储存。

2、在建设砖瓦厂与一位在砖窑厂工作15年的老师傅沟通交流中应征砖窑行业码垛现状与调研前预测结果基本一致：

目前，码垛主要依赖于人工，工厂自动化水平较低，受制于成本控制和缺乏专业技术人员。

老师傅表示已亲眼见过用机器人代替人工进行砖坯码垛，表明已有部分砖厂开始试水逐步实行自动化提高产能降低成本。

二、烧结砖现场图片解析

该厂位于南京市浦口区宁乌公路旁，已生产经营多年，在当地规模较大，主要产品为烧结类实心砖、空心砖，作为调研对象具有一定参考性。

图中广告牌的后方车间主要为原材料破碎、搅拌、配比、切坯等环节。

上图中标注后方车间主要进行砖坯人工码垛、装窑车、摆渡牵引、入窑烘烤和出窑成品码垛等步骤。

上图为砖坯码垛车间全貌

上图为窑车装置导轨

上图为工人正在进行人工码垛，该步骤可从砖坯出砖流水线开始优化同时进行工装改进后采用码垛机器人进行砖坯码垛。

上图为砖坯入窑烘烤过程

上图左边为出窑后成品砖，右边为码垛好的砖坯

成品砖出窑后进入此导轨后从后方装车运输或存储，此环节也可进行流程改造、加配工装进行机器人码垛搬运。

图中可以发现该砖厂已大量使用栈板和叉车，说明已初步具备机械化和流水化作业条件，为后续流程再造实现自动化和标准化打下了良好基础。

图中为另外一粘土实心标准砖制砖厂情况，流程基本一致。

三、非烧结砖现场图片解析

非烧结砖主要是利用粉煤灰、煤渣、煤矸石、尾矿渣、化工渣、或天然砂、海涂泥等一种或几种作为主要原料不经高温锻造而制成的一种新型墙体材料。

由于没有不经过高温煅烧，流程相对简单。

如下所示：

上料机→搅拌机→皮带运输机→压砖机→砖坯→养护→成品→出厂

经调研发现非烧结砖生产规模大都不大，单一生产线较多，人数3至10人不等，由于机器压制而成，砖可一次性成型适当晾干即可，在流水作业方面本身已做得很好，因此在考虑经济因素和实用因素后利用机器人进行码垛搬运方面需求并不是很大。

四、常用砖尺寸及抓手尺寸设计

常用砖尺寸方面：

最普通的也是最常用的粘土类烧结砖（俗称小红砖）的尺寸为240mm×115mm×53mm，此尺寸为烧结实心砖里的标准砖尺寸，也称九五砖。

另外还有八五砖七五砖尺寸分别为：

216mm×105mm×43mm,190mm×90mm×40mm;烧结多孔砖尺寸规格：

190mm×190mm×90mm（M型）和240mm×115mm×90mm;

以下配图加以说明：

上图中为不同尺寸形状的烧结砖和水泥制品，在一定程度上都有可能会用到机器人进行码垛搬运，但尺寸区别较大，无法统一或兼容，需实地进行考察量身定制抓手。

附常见制品尺寸：

方型城市污水窨井盖600mm×600mm×40mm；圆形城市污水窨井盖800mm×800mm×50mm；长方形地砖410mm×190mm×50mm；道路两侧连接马路牙用大砖760mm×300mm×120mm；人行盲道用小砖200mm×100mm×60mm;

上图中为窑车上人工码垛好的砖坯，据熟练工人介绍此窑车上砖坯共分5层，错开码垛，以横向码垛砖计层，每层60块左右，每窑车300块砖左右。

此步骤可用码垛机器人进行，因码垛摆放错乱有致，本人认为抓手设计时应在码放结构上下功夫研究，寻求更合理更简易更便于抓手抓取的码放方式。

由于是砖坯未经烘干，不应一次性抓取过多，力度适中为宜。

窑车尺寸：

3.4m×3.36m×0.84m，图中多孔砖尺寸：

240mm×115mm×90mm。

上图为码垛后准备装运的成品砖，采用栈板堆放，可使用机器人码垛，条件要求不高抓手设计相对简单。

图中多孔砖尺寸为：

190mm×190mm×90mm。

结论：

大部分烧结砖制作流程相似，窑车尺寸也大致相似，可根据不同的砖尺寸进行码垛堆放，抓手设计可考虑一次抓取一块砖或一次抓取多块砖。

以一次抓取一块砖为例，普通码垛机器人一小时往返1000次，一个窑车可堆放300块砖，一小时作业量大致为3个窑车，一天10小时计，每天可码垛30个窑车9000块砖左右，符合普通砖窑产量要求。