光伏玻璃冷端下片機(jī)組創(chuàng)新改造

夏勁松 劉大偉 沈兆斐

（中建材（宜興）新能源有限公司 宜興 214200）

0 引言

設(shè)備是企業(yè)經(jīng)營(yíng)生產(chǎn)的重要組成因素，優(yōu)化改進(jìn)技術(shù)，更新企業(yè)設(shè)備才會(huì)提高生產(chǎn)力，加強(qiáng)企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力，并帶來豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)前的工業(yè)發(fā)展方式要求企業(yè)能夠節(jié)能環(huán)保、高效綠色生產(chǎn)，需要提高設(shè)備的實(shí)用性、高效性，為企業(yè)降本增產(chǎn)。隨著工業(yè)4.0的發(fā)展，我國的工業(yè)智能化進(jìn)一步提高。面對(duì)光伏玻璃市場(chǎng)的需求量大幅度增加，光伏玻璃制造業(yè)設(shè)備的實(shí)用性及高效性要求越來越高，許多老舊設(shè)備已無法滿足生產(chǎn)需求，但全部更換成新的設(shè)備成本太高且周期太長(zhǎng)。苗海耘［1］就曾針對(duì)老舊設(shè)備問題提出升級(jí)改造的見解。

為滿足玻璃冷端下片需求，快速更新企業(yè)設(shè)備，本文提出對(duì)冷端下片機(jī)組進(jìn)行合理的利舊改造和技術(shù)創(chuàng)新，增加設(shè)備的實(shí)用性、穩(wěn)定性，提高生產(chǎn)效率，為玻璃制造企業(yè)節(jié)約設(shè)備購買成本，為國家減少工業(yè)廢品的產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。

1 冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 舊冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

舊冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示，只有一臺(tái)下片機(jī)組，且連線輥道較短，輥道速比較慢，下片效率較低，更多的原片是通過人工下片的。人 工下片不僅效率低且具有很大的安全隱患。

圖1 舊冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.2 冷端下片系統(tǒng)改進(jìn)總體技術(shù)要求

對(duì)于冷端下片機(jī)組的設(shè)計(jì)改造，可以根據(jù)下片機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和公司現(xiàn)場(chǎng)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，該設(shè)計(jì)改造應(yīng)滿足以下幾個(gè)方面要求：

（1）保證設(shè)備可以滿足現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需求及生產(chǎn)需求；

（2）該機(jī)組可進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)輸、轉(zhuǎn)片、下片等工作；

（3）改造的連線輥道與原連線輥道速比相同；

（4）轉(zhuǎn)片立交升起時(shí)與下片機(jī)水平誤差為±0.5 mm；

（5）下片機(jī)應(yīng)具有較高的堆垛精度，滿足堆垛片數(shù)無誤差；

1.3 改進(jìn)后冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

通過設(shè)計(jì)制作，增加了一組新的下片機(jī)組。延長(zhǎng)了連線輥道，提高下片效率，減少人工下片，并可增大玻璃出窯時(shí)的拉引量，增加原片產(chǎn)能。通對(duì)自主設(shè)計(jì)制作轉(zhuǎn)片立交，使下片系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)提高下片時(shí)玻璃成品率。改進(jìn)后冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后冷端下片系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2 優(yōu)化改進(jìn)效果

2.1 穩(wěn)定性高

轉(zhuǎn)片立交可稱為橫向轉(zhuǎn)片裝置，整體是由升降機(jī)構(gòu)和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)組成，其主要功能是實(shí)現(xiàn)玻璃的水平轉(zhuǎn)向，具體實(shí)現(xiàn)原理：當(dāng)連線輥道上的玻璃運(yùn)輸?shù)皆摱屋伒罆r(shí)，通過感應(yīng)信號(hào)控制電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，使輥道停止工作，玻璃停在該段輥道上。然后通過輥道下方的升降機(jī)構(gòu)上升，使玻璃脫離原輥道，通過安裝在升降機(jī)構(gòu)上的轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)將玻璃傳送至下片機(jī)。

原立交升降機(jī)構(gòu)是由電機(jī)減速機(jī)、提升軸、固定擺臂、擺臂A、擺臂B、帶座軸承組成。原升降機(jī)構(gòu)直接固定在機(jī)架上，且固定擺臂較長(zhǎng)，在升降過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)和顛簸。原立交升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 原立交升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

針對(duì)原立交升降機(jī)構(gòu)存在的問題，利用連線輥道的框架設(shè)計(jì)了一種新的立交升降裝置。新的立交升降裝置由氣缸、機(jī)架、曲臂、支撐柱、固定塊、軸承、傳動(dòng)連桿、連桿曲臂、曲臂傳動(dòng)軸、搖臂、L型支架、方形導(dǎo)軌、帶輪等組成。通過氣缸伸縮帶動(dòng)曲臂和連桿前后擺動(dòng)，如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 新式立交升降機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)

圖6 立交橫向傳送裝置

圖5 新式立交升降框架

原立交升降機(jī)構(gòu)只能通過更換擺臂長(zhǎng)度來改變升降高度，新立交升降機(jī)構(gòu)可以通過調(diào)節(jié)氣缸的磁環(huán)位置來改變氣缸的行程，從而控制升降高度，更適用于多變的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。原立交升降機(jī)構(gòu)固定擺臂較長(zhǎng)，在升降過程中容易產(chǎn)生振動(dòng)和顛簸。新立交升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)使用支撐柱，使曲臂傳動(dòng)軸固定在支撐柱上，減少搖臂的長(zhǎng)度，使升降運(yùn)動(dòng)更加穩(wěn)定，減少破片，提高原片成品率。

2.2 效率高

2.2.1 下片機(jī)設(shè)計(jì)改造

下片機(jī)主要功能：當(dāng)玻璃通過轉(zhuǎn)片臺(tái)運(yùn)輸?shù)街付ㄎ恢脮r(shí)，給出下片信號(hào)，吸盤自動(dòng)翻起將玻璃吸附后放置玻璃堆垛架上，達(dá)到下片效果。利用廠區(qū)淘汰的吸盤翻板機(jī)進(jìn)行改造，通過編寫控制程序，設(shè)計(jì)改造的下片機(jī)有三種模式：自動(dòng)下片模式、人工下片模式和等片模式。

（1）自動(dòng)下片模式

當(dāng)有玻璃經(jīng)過立交時(shí)，玻璃優(yōu)先走向下片機(jī)，當(dāng)立交有玻璃未完成輸片時(shí)，后置玻璃會(huì)通過立交下部通道輸送到氣浮臺(tái)，進(jìn)行人工下片。

當(dāng)立交玻璃完成輸片后，立交自動(dòng)落下，等待二次輸片。

當(dāng)檢查到立交下部通道有玻璃且上部通道無玻璃時(shí)，立交不會(huì)下落，當(dāng)檢測(cè)到玻璃輸送出立交安全口時(shí)立交自動(dòng)下落。當(dāng)玻璃下片到達(dá)目標(biāo)片數(shù)時(shí)，自動(dòng)切換到人工下片模式。

（2）人工下片模式

當(dāng)立交下片機(jī)故障維修時(shí)，需切換至人工下片模式，此時(shí)，下片機(jī)和立交轉(zhuǎn)向機(jī)處于離線狀態(tài)。

（3）等片模式

當(dāng)檢測(cè)到立交上部通道有玻璃轉(zhuǎn)向輸送時(shí)，下一片玻璃會(huì)在前一段輥道等待設(shè)定時(shí)間。在此時(shí)間內(nèi)立交玻璃完成輸送時(shí)，下一片玻璃輸送至立交轉(zhuǎn)向機(jī)進(jìn)行自動(dòng)下片；若在設(shè)定的等待時(shí)間內(nèi)立交玻璃沒有完成輸送，下一片玻璃通過立交下部通道輸送到氣浮臺(tái)，進(jìn)行人工下片，后續(xù)來的在下一片玻璃到達(dá)此段輥道后，系統(tǒng)判斷是直接進(jìn)行自動(dòng)下片還是在此等待相應(yīng)的設(shè)定時(shí)間。

這三種模式是在原人工下片的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)下片和等片模式，在這三種模式的配合工作下，提高了下片效率。

2.2.2 連線輥道設(shè)計(jì)改造

根據(jù)場(chǎng)地情況新增連線輥道長(zhǎng)度，利用廠區(qū)閑置的輥道進(jìn)行切割拼接。在輥道改造安裝時(shí)，輥道的平面度是一個(gè)非常重要的參數(shù)，調(diào)整輥道的水平，特別是拼接部位，要保持整體輥面上母線高度差不超過±0.5 mm，防止玻璃出現(xiàn)撞片和擦傷。根據(jù)生產(chǎn)玻璃規(guī)格來設(shè)計(jì)輥道之間的距離，控制在10～15 cm，防止玻璃彎曲變形導(dǎo)致撞片。

通過新增連線輥道長(zhǎng)度，適當(dāng)?shù)靥嵘伒谰€速度，提高下片速度，就可提升玻璃出窯量，增加原片產(chǎn)能。

2.3 成本低

玻璃下片設(shè)備在國內(nèi)外已經(jīng)相當(dāng)成熟，但其購買費(fèi)用和調(diào)試安裝周期均比現(xiàn)場(chǎng)改造要高要久。

通過對(duì)冷端下片機(jī)組的利舊改造，主要是利用閑置設(shè)備或是對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行改造創(chuàng)新，在保證改造成本最低的同時(shí)實(shí)現(xiàn)設(shè)備功能最優(yōu)。主要包括以下幾個(gè)方面：

（1）利用閑置輥道和吸盤翻板機(jī)改造成連線輥道和下片機(jī)，節(jié)約成本；

（2）使用氣缸傳動(dòng)代替電機(jī)傳動(dòng)，增加實(shí)用性的同時(shí)也降低了成本；

（3）整體根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)，改造出更加符合公司生產(chǎn)需求的設(shè)備，節(jié)省新設(shè)備購買費(fèi)用，提高設(shè)備綜合效率。

3 結(jié)語

通過對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際了解，利用舊的設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，可以生產(chǎn)出更符合企業(yè)生產(chǎn)需求的設(shè)備。希望通過本次設(shè)備改造帶來的實(shí)際效果，堅(jiān)定各制造業(yè)改造創(chuàng)新的信念，合理優(yōu)化利用閑置設(shè)備，提高設(shè)備的實(shí)用性能和經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)還能為生產(chǎn)提供助力，為企業(yè)節(jié)省大量資金。