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        一種太陽能光伏玻璃深加工連線工藝探討

        2020-11-05 04:57:04劉森林郭志強徐義唯
        建材世界 2020年5期
        關(guān)鍵詞:原片下片鋼化

        劉森林,營 雷,郭志強,徐義唯

        (蚌埠化工機械制造有限公司,蚌埠 233000)

        目前太陽能光伏玻璃生產(chǎn)線的一般布局是,采用下片機或者機器人對原片進行下片,然后叉車轉(zhuǎn)運至深加工的上片機處進行上片。這種模式玻璃要先經(jīng)過下片堆垛、打包、運轉(zhuǎn)、分類后再次上片,中間的停頓點過多,容易造成玻璃的擦傷、污染、損傷等問題,同時增加企業(yè)人物力負擔(dān)。提高生產(chǎn)效率、降低直接成本(人工、輔助設(shè)備等)是讓企業(yè)在激烈的市場競爭中立足的一個有效措施。

        1 具體問題

        某公司現(xiàn)有太陽能光伏玻璃原片生產(chǎn)線650 t/d一窯四線(該文探討中將其編號為:Y1、Y2、Y3和Y4),規(guī)劃設(shè)計4條鋼化深加工線(文中將其編號為:G1、G2、G3和G4),其中配備36 m和48 m鋼化爐各2條。為了最優(yōu)化深加工線的產(chǎn)能適應(yīng)市場,業(yè)主要求的連線目的是:4條原片線與4條鋼化線可任意組合連線,且在連線段配置下片與補片功能。

        1.1 連線設(shè)備組成

        該次設(shè)計的連線方案中主要設(shè)備包括:普通輥道、斜坡輥道、擺動輥道、雙層單轉(zhuǎn)向輥道、雙層雙轉(zhuǎn)向輥道和上下片一體機。

        1.2 普通輥道

        普通輥道采用圓柱齒輪帶動膠圈輥傳動,此種齒輪傳動方式,傳遞的效率相對較高,傳動穩(wěn)定性較好,噪聲和振動較小。膠圈輥采用輥芯外徑φ80的無縫鋼管,外側(cè)裝套膠輪,然后經(jīng)過精車精磨工藝,使用壽命較長。在連線中主要起到輸送原片的作用。該連線方案設(shè)計中使用的普通輥道分為單層輥道和雙層輥道,分別用于原片并線前和并線后的輸送。

        1.3 斜坡輥道

        斜坡輥道采用齒輪箱、同步帶帶動膠圈輥傳動,考慮到從一層到二層的互相切換以及玻璃對輥子的“啃咬”問題,斜坡輥道輥面需做成圓弧過渡方式,較好的方式是選用同步帶傳動,各輥之間同步帶長度需經(jīng)計算逐一確定。此輥道能夠較好地解決因跨線連線時標(biāo)高抬升或降低時帶來的傳輸問題,傳輸穩(wěn)定且效率較高。在連線中起到原片的斜坡輸送作用。

        1.4 擺動輥道

        如圖1所示,擺動輥道是采用一端用帶座軸承固定,另一端用電機減速機帶動曲柄、關(guān)節(jié)軸承進行擺動。待玻璃完全進入擺動輥道,擺動電機開始工作,這樣可以避免玻璃對輥子“啃咬”問題(如果輥道先擺動到位,此時玻璃會是一個上坡狀態(tài),如果坡道很陡時,玻璃會撞到輥子上或者插到兩輥之間,會造成玻璃和輥子破損,也就是啃輥現(xiàn)象)。同時前進輥道電機繼續(xù)運行玻璃繼續(xù)前進。當(dāng)擺動到位后,擺動電機停止運行,輥道電機繼續(xù)運轉(zhuǎn)把玻璃運送到下一個輥道,然后擺動輥道擺回到原位,待下一組玻璃過來時,重復(fù)此動作。此輥道結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定,便于維護,使用壽命長,可以經(jīng)受頻繁的啟停。在連線中主要起到將原片擺動輸送至上層或下層的作用。

        1.5 雙層單轉(zhuǎn)向輥道

        雙層輥道單轉(zhuǎn)向輥道包括上轉(zhuǎn)向和下轉(zhuǎn)向兩種方式。

        1)上轉(zhuǎn)向輥道 如圖2所示,在雙層普通輥道的下部加上一個升降和轉(zhuǎn)向臺,支撐轉(zhuǎn)向的腿之間的跨度要大于玻璃的寬度,轉(zhuǎn)向帶的帶面要低于上層輥道輥面10~15 mm。玻璃從下層進來時,下層的輥道將玻璃往前輸送,當(dāng)玻璃從上層進入輥道,底部的升降氣缸啟動,把整個升降臺升起,轉(zhuǎn)向電機啟動把玻璃通過帶子轉(zhuǎn)向到下個輥道,待玻璃離開輥道后,氣缸啟動將整個升降臺復(fù)位,待下一組玻璃過來時,重復(fù)此動作。此輥道是將輸送輥道和轉(zhuǎn)向輥道復(fù)合而成,既減少了設(shè)備的數(shù)量,又減少了占地空間。

        2)下轉(zhuǎn)向輥道 如圖3所示,在雙層普通輥道的下部加上一個升降和轉(zhuǎn)向臺,轉(zhuǎn)向帶的帶面要低于下層輥道輥面10~15 mm。主動和被動梁都由槽鋼改為90×90×4 mm的方鋼管焊接,兩個鋼管中間留有40 mm的縫隙用來將玻璃轉(zhuǎn)運出去。

        1.6 雙層雙轉(zhuǎn)向輥道

        如圖4所示,此輥道是在雙層單轉(zhuǎn)向輥道的基礎(chǔ)上,從上面反掛一個轉(zhuǎn)向臺,當(dāng)上層玻璃到達位置輥道前端時,上層的轉(zhuǎn)向臺的氣缸進行動作,將轉(zhuǎn)向帶從低處拉到高出上層輥面(和下層氣缸將轉(zhuǎn)向帶推高出下層輥面正好相反),然后電機啟動把玻璃接到轉(zhuǎn)向帶上面,到達位置后氣缸回位隨之轉(zhuǎn)向帶下落,把玻璃放在輥道上然后繼續(xù)往后輸送。下層輥道也同樣是先把玻璃從側(cè)梁之間的縫隙中接過來,然后放在輥道上進行輸送,此輥道可完成雙層輸送和雙層轉(zhuǎn)向功能,是整條連線工藝中的關(guān)鍵設(shè)備。

        1.7 上下片一體機

        上下片一體機本身配有移動架,在下片機前配一臺旋轉(zhuǎn)臺,用來改變玻璃的方向,因其切換靈敏、反應(yīng)迅速、無擦傷,玻璃的下片堆垛精度:相鄰片±1 mm,整垛±1 mm,可以很好地完成在深加工進片端的原片下片與補片功能。

        2 連線工藝探討

        該公司的Y1、Y3線和Y2、Y4線分別生產(chǎn)3.2 mm、2.5 mm的原片相對較穩(wěn)定、產(chǎn)量較高。而36 m和48 m的鋼化爐深加工能力存在差異。根據(jù)相鄰原片線生產(chǎn)規(guī)格不同的特點,深加工鋼化線也保持相鄰鋼化爐加工規(guī)格不同的布局,如圖5所示。

        為了減少連線所需設(shè)備的數(shù)量和合理利用空間,該方案將4條原片線的連線分為如下兩組:

        1)直連組,即Y1與Y2直連并線進入G1、G2;Y2與Y4直連并線進入G3、G4。

        2)過橋組,即通過標(biāo)高不同的輥道組合跨過相鄰線,實現(xiàn)Y1與Y3連線,Y2與Y4的連線。

        2.1 直連組并線

        如圖6所示,是Y1、Y2原片線和G1、G2鋼化線的并線工藝流程圖。

        1)Y1線中的原片經(jīng)擺動輥道擺送至雙層輥道的下層,并動作下層轉(zhuǎn)向。原片經(jīng)下層到達單層轉(zhuǎn)向輥道,然后進行轉(zhuǎn)向,輸送到G1鋼化線。同時Y2線的擺動輥道將原片擺動至雙層輥道的上層,經(jīng)上層輥道到雙層上轉(zhuǎn)向輥道進行上轉(zhuǎn)向,然后輸送到G2鋼化線。即完成Y1與G1、Y2與G2的連線。

        2)將Y1、Y2的擺動輥道的動作互換,即Y1原片擺至上層,Y2原片擺至下層,則可實現(xiàn)Y1與G2、Y2與G1的連線。

        3)在G1、G2鋼化線前端的轉(zhuǎn)向輥道處各布置一臺上下片一體機。當(dāng)原片線的產(chǎn)能大于鋼化線產(chǎn)能,則開啟自動下片模式;當(dāng)原片線的產(chǎn)能低于鋼化線的產(chǎn)能時,則開啟自動上片模式進行補片。

        4)原片線Y3、Y4與鋼化線G3、G4直連并線方式同樣按以上工藝進行布置即可。

        2.2 過橋組并線

        如圖7所示,是Y1、Y3原片線跨過Y2線和G1、G2鋼化線的并線工藝流程圖。

        1)Y1進Y3線時:Y1的原片在H=1 200 mm的下層輥道輸送,通過雙層輥道(下轉(zhuǎn)向)進入Y1、Y3過橋段(H=1 480 mm),通過上坡輥道跨過Y2原片線,再由下坡輥道進入Y3線單層轉(zhuǎn)向輥道,完成由Y1進Y3的并線。

        2)Y3進Y1線時:Y3的原片通過斜坡輥道爬坡跨過Y2原片線進入Y3、Y1過橋段(H=1 480 mm),前進至Y1線上的雙層輥道(上轉(zhuǎn)向)時在上層轉(zhuǎn)入到Y(jié)1線,沿著上層輥道行進至擺動輥道時,擺轉(zhuǎn)到下層,這樣就完成了Y3進Y1的并線。

        3)Y2、Y4的并線按上述工藝在Y3原片線上方搭橋即可。

        按上述工藝流程,將直連組布置在過橋組的后端,在過橋組與原片線之間分別設(shè)置一段落板區(qū)。至此,經(jīng)過兩組并線的切換組合,即可實現(xiàn)Y1~Y4原片線與G1~G4鋼化線的任意組合連線。如圖8所示是設(shè)計后的連線布置圖。

        3 連線控制要點

        3.1 落板區(qū)的控制

        落板區(qū)是負責(zé)連線的過渡和預(yù)準(zhǔn)備區(qū),設(shè)置一個聲光報警器,在后端的并線區(qū)和深加工區(qū)每條線均設(shè)置急停開關(guān)。當(dāng)任意一條并線區(qū)的急停按下時,聲光報警器報警,此時每條原片線的落板區(qū)可選擇自動落板、手動落板或不落板。這樣,給并線區(qū)和深加工區(qū)提供足夠的設(shè)備調(diào)整、檢修或更換等操作周期。

        3.2 過橋區(qū)的控制

        在過橋并線區(qū)處配備一個人機操作界面,操作人員可以在上面進行手動啟停輥道、修改速度等切換控制。以Y1、Y3線間的并線為例,操作如下。

        1)啟動Y1線到Y(jié)3線并線時:由于Y1、Y3過橋段是空白的,Y3線的原片到達Y1線時,會與原Y1線的原片拉出6組玻璃(根據(jù)原片線出片速度測定)的空檔,可直接切換,無需前端預(yù)先落板。當(dāng)Y1線和Y3線的玻璃尺寸相同時,可隨時切換;當(dāng)Y1線和Y3線的玻璃尺寸不相同時,則需要在前端落板區(qū)落板,留出一定的空檔,防止不同尺寸的原片玻璃混搭進入磨邊機,造成不必要的損失。

        2)從Y1到Y(jié)3并線切回時:當(dāng)Y1、Y3線已經(jīng)并線運行,需要將玻璃切回到原線時,此時Y1、Y3過橋段上還有玻璃,要讓Y1、Y3過橋段上的玻璃完全流出,才能做切回動作。此時落板區(qū)須進行落板10組,待玻璃全部流出后,啟動擺動輥道擺至下層轉(zhuǎn)向臺,即完成從并線切回原線。

        3.3 上下片的控制

        當(dāng)原片線的產(chǎn)能大于鋼化線產(chǎn)能時,上下片機開啟自動下片模式,并線末端轉(zhuǎn)向輥道切換轉(zhuǎn)向至下片區(qū)一側(cè),將多余玻璃原片碼垛倉儲。此時存放架放在移動架上,須先啟動上片模式上一片后,找到玻璃和吸盤的距離再切換到下片模式,否則會因下片原點未找準(zhǔn)導(dǎo)致無法下片甚至損壞設(shè)備。同時,需注意下片側(cè)存在側(cè)定位,防止原片玻璃碰撞情形發(fā)生。當(dāng)原片線的產(chǎn)能小于鋼化線產(chǎn)能時,由于補片間隙周期因前后端產(chǎn)能差異決定,故此時需要先人工觀察上片。經(jīng)過對上片周期的計量,調(diào)整上片模式的動作周期,并調(diào)試至自動上片模式。

        4 結(jié) 論

        隨著設(shè)備的不斷更新、工藝的迭代升級,智能化已經(jīng)滲入到各個領(lǐng)域,去人工化已經(jīng)是擺在企業(yè)發(fā)展面前的必然課題。該文介紹的深加工連線工藝不僅能優(yōu)化生產(chǎn)結(jié)構(gòu),而且根據(jù)玻璃原片和深加工成品片的市場行情,通過不同連線的組合可進行產(chǎn)能上的彈性調(diào)整,實現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。

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