有機(jī)玻璃制模與脫模工序機(jī)械化方案設(shè)計(jì)

高大勇，劉 陽(yáng)，姜琳琳

錦西化工研究院有限公司，遼寧 葫蘆島 125000

有機(jī)玻璃是以甲基丙烯酸甲酯為主體，用本體聚合方法制得的板狀產(chǎn)品，主要用于飛機(jī)駕駛艙蓋、舷窗玻璃及建筑業(yè)用窗玻璃、光學(xué)透鏡等領(lǐng)域[1-2]。在有機(jī)玻璃生產(chǎn)制備過(guò)程中，制模與脫模是兩個(gè)極其重要的生產(chǎn)工序，其工作效率直接影響有機(jī)玻璃制備的生產(chǎn)效率。目前，錦西化工研究院有限公司在有機(jī)玻璃生產(chǎn)中制模與脫模工序幾乎完全靠人工操作，整體機(jī)械化程度低，人工成本大，生產(chǎn)效率較低。為解決這一問(wèn)題，需進(jìn)行機(jī)械化方案設(shè)計(jì)以提高生產(chǎn)效率。

1 有機(jī)玻璃制模環(huán)境及操作工藝

有機(jī)玻璃制模環(huán)境要求如下：

材料：硅玻璃；墊管，其中薄板用塑料管、厚板用橡膠管。制模室環(huán)境：溫度30℃±2℃，相對(duì)濕度不高于60%，塵埃粒徑不小于0.5μ 的顆粒數(shù)不超過(guò)5 000 個(gè)/2.83 升。壓縮空氣要求：壓縮空氣需經(jīng)干燥器干燥，并經(jīng)過(guò)濾器過(guò)濾。模型質(zhì)量要求：合模前先檢查硅玻璃表面，工作面不允許有水道、堿析、劃痕、漿皮等；模型內(nèi)應(yīng)無(wú)清晰可見(jiàn)的雜質(zhì)、絨毛、漿皮等。

有機(jī)玻璃制模操作工藝如下：將硅玻璃抬到制模臺(tái)上，工作面朝上，由檢驗(yàn)員用安全燈對(duì)硅玻璃進(jìn)行檢查，經(jīng)檢查合格后，把包覆有滌綸薄膜的膠管固定在硅玻璃邊緣；把檢查合格的另一塊硅玻璃工作面朝下合在已圍墊管的硅玻璃上；將上模板一邊舉起來(lái)，用壓縮空氣吹掃模型內(nèi)部，吹掃完成后迅速合上模型；把墊管接頭處微微拉開(kāi)，將安全燈在模型下方來(lái)回緩慢移動(dòng)，從墊管接頭處目視檢查模型內(nèi)部的清潔度；把檢查合格的模型抬到聚合車(chē)上，調(diào)整好墊管位置，上好弓形夾準(zhǔn)備進(jìn)入下一工序。

2 有機(jī)玻璃制模工藝操作程序改進(jìn)方案

2.1 目前制模工藝操作程序

1） 硅玻璃經(jīng)離子風(fēng)刀玻璃清洗機(jī)清洗烘干進(jìn)入制模室后，4 人將硅玻璃抬到制模臺(tái)上，工作面朝上，檢驗(yàn)人員用安全燈按規(guī)定進(jìn)行檢查，合格后把包覆有滌綸薄膜的墊管固定到玻璃四周邊緣處；

2） 4 人把檢查合格后另一塊硅玻璃工作面朝下合在已圍墊管的硅玻璃上；

3） 由2 人掐緊模型一邊，對(duì)面2 人將模型上模板一邊舉起，吹風(fēng)人員用壓縮空氣吹掃模型內(nèi)部，吹掃后迅速合模；

4） 檢驗(yàn)合格后，模型由6 人或8 人按層裝入聚合車(chē)上，因聚合車(chē)層高不同，裝車(chē)時(shí)存在或抬或舉的動(dòng)作，要配合一致小心操作，防止模型邊角碰到聚合車(chē)造成碎裂傷人。

2.2 機(jī)械化制模工藝操作程序

改造后的機(jī)械化制模工藝操作如圖1 所示。

圖1 制模機(jī)械化工藝方案

改造后的機(jī)械化制模技術(shù)參數(shù)為：最大玻璃尺寸為4 200 mm×2 500 mm，而最小玻璃尺寸為1 800 mm×1 600 mm；玻璃厚度為8～12 mm；工作臺(tái)高度為900±30 mm；3#翻轉(zhuǎn)電機(jī)和3#吸盤(pán)臂升降電機(jī)均為伺服驅(qū)動(dòng)；1#、2# 同步帶輸送為伺服電機(jī)；1#輥輪傳送為伺服電機(jī)，其他為變頻電機(jī)。其工藝操作程序如下：

1） 硅玻璃不翻轉(zhuǎn)模式。第一片硅玻璃經(jīng)離子風(fēng)刀玻璃清洗機(jī)清洗烘干后進(jìn)入1#雙向傳輸定位臺(tái)，經(jīng)定位靠輪校正后，同步帶升起將玻璃輸送到4#合片輸送段，4#合片輸送段再整體向側(cè)面移動(dòng)800 mm，便于操作人員把包覆有滌綸薄膜的墊管固定到玻璃四周邊緣處。固定好墊管后，操作者按完備按鈕，4# 合片輸送段再回移至原位置等待合片。

2） 硅玻璃翻轉(zhuǎn)模式。第二片硅玻璃經(jīng)離子風(fēng)刀玻璃清洗機(jī)清洗烘干后進(jìn)入1#雙向傳輸定位臺(tái)，經(jīng)定位靠輪校正后，同步帶升起將玻璃輸送到2#同步帶輸送段，3#翻轉(zhuǎn)臂系統(tǒng)工作將玻璃吸附到吸盤(pán)上（吸盤(pán)吸附硅玻璃的非工作面），等待翻轉(zhuǎn)信號(hào)，此信號(hào)由墊條固定操作者發(fā)出（為安全考慮），接收到信號(hào)后翻轉(zhuǎn)臂帶動(dòng)玻璃向上翻轉(zhuǎn)約150°左右（向第一片硅玻璃位置翻轉(zhuǎn)，與第一片玻璃合成模型，此時(shí)用壓縮空氣吹掃模型內(nèi)部，吹掃完成后按合片按鈕，第二片玻璃翻轉(zhuǎn)180°落至墊管上，然后把墊管接頭處微微拉開(kāi)，將安全燈在模型下方來(lái)回緩慢移動(dòng)，從墊管接頭處目視檢查模型內(nèi)部的清潔度，檢驗(yàn)合格后完成合模工序。

3） 裝車(chē)過(guò)程。模型制備完成后，將模型由4# 合片輸送段通過(guò)滾軸輸送到5# 升降輸送臺(tái)；將6# 插入式升降臺(tái)的膠輥插入到7# 聚合車(chē)層內(nèi)，根據(jù)車(chē)層頂絲的高度調(diào)整6#插入式升降臺(tái)膠輥的高度，讓膠輥的高度略高于頂絲的高度；5#升降臺(tái)根據(jù)6#插入式升降臺(tái)膠輥的高度進(jìn)行升降調(diào)整，并將模型傳輸?shù)骄酆宪?chē)內(nèi)，到達(dá)指定位置后，緩慢下降6#插入式升降臺(tái)，將模型平穩(wěn)放置到聚合車(chē)頂絲上，同時(shí)將6#插入式升降臺(tái)從聚合車(chē)內(nèi)部抽出來(lái)完成裝車(chē)過(guò)程。

3 有機(jī)玻璃脫模工藝操作程序改進(jìn)方案

3.1 目前有機(jī)玻璃脫模工藝操作程序

1） 將聚合后的有機(jī)玻璃聚合車(chē)推至脫模區(qū)域，準(zhǔn)備好脫模臺(tái)、有機(jī)玻璃板材運(yùn)輸車(chē)、硅玻璃洗滌車(chē)等；

2） 由6～8 人將有機(jī)玻璃從聚合車(chē)上逐塊搬運(yùn)至脫模臺(tái)上，用撬刀將硅玻璃和有機(jī)玻璃分離，將上、下片硅玻璃分別擺放到兩臺(tái)洗滌車(chē)上，同時(shí)注意硅玻璃的工作面要朝向洗滌車(chē)車(chē)把方向，洗滌車(chē)上的硅玻璃經(jīng)噴水淋濕、去除工作面漿皮等操作后再進(jìn)入離子風(fēng)刀清洗機(jī)進(jìn)行模型制備[3-4]；

3） 將有機(jī)玻璃由4 人搬運(yùn)至有機(jī)玻璃運(yùn)輸車(chē)上后，送往下一工序進(jìn)行檢驗(yàn)出廠，從而完成脫模過(guò)程。

3.2 機(jī)械化脫模工藝操作程序

改造后的工藝操作程序如下：

1） 將有機(jī)玻璃聚合車(chē)推運(yùn)至脫模區(qū)域，將2#插入式升降臺(tái)膠輥插入聚合車(chē)車(chē)層內(nèi)，調(diào)整插入式升降臺(tái)膠輥的高度，將有機(jī)玻璃抬離頂絲一定高度，使有機(jī)玻璃與聚合車(chē)分開(kāi)；

2） 調(diào)整3#升降輸送臺(tái)高度，使升降臺(tái)高度與2#插入式升降臺(tái)膠輥高度相同，啟動(dòng)傳輸電機(jī)按鈕，將有機(jī)玻璃傳送到3#升降輸送臺(tái)上；

3） 調(diào)整3#升降輸送臺(tái)高度，保持與4# 帶翻轉(zhuǎn)臂輸送臺(tái)高度相同，啟動(dòng)傳輸電機(jī)按鈕，將有機(jī)玻璃傳輸至4#帶翻轉(zhuǎn)臂升降臺(tái)；

4） 有機(jī)玻璃上模具硅玻璃可以用吸盤(pán)吸附硅玻璃的非工作面，然后向上翻轉(zhuǎn)90°，并將硅玻璃放置到洗滌車(chē)上（硅玻璃的工作面朝向洗滌車(chē)車(chē)把方向）；

5） 中間的有機(jī)玻璃可以用吸盤(pán)吸附放置到有機(jī)玻璃運(yùn)輸車(chē)上，送到質(zhì)檢進(jìn)行檢驗(yàn)；

6） 有機(jī)玻璃下模具硅玻璃由翻轉(zhuǎn)臂向上翻轉(zhuǎn)約60°（翻轉(zhuǎn)臺(tái)前段有防傾倒裝置，防止在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中玻璃脫落），吸盤(pán)由頂部從翻轉(zhuǎn)臂后方吸附下模具硅玻璃的非工作面，吸附后將玻璃提升脫離翻轉(zhuǎn)臺(tái)面，調(diào)整高度和吸盤(pán)角度，將硅玻璃放置到洗滌車(chē)上（硅玻璃工作面要朝向洗滌車(chē)車(chē)把方向）；

7） 將翻轉(zhuǎn)臂翻平等待下一片玻璃翻轉(zhuǎn)。

改造后的機(jī)械化脫模工藝操作方案如圖2 所示，圖3 為方案圖中的K 向視圖。

圖2 脫模機(jī)械化工藝方案

圖3 脫模機(jī)械化工藝方案K 向視圖

在有機(jī)玻璃生產(chǎn)制備過(guò)程中，傳統(tǒng)的有機(jī)玻璃制模、脫模工序工藝操作方式機(jī)械化程度很低，使得工人勞動(dòng)強(qiáng)度大且工作效率低，在很大程度上影響和制約了有機(jī)玻璃的生產(chǎn)效率。通過(guò)對(duì)有機(jī)玻璃制模、脫模工序進(jìn)行機(jī)械化改進(jìn)，能夠大幅度節(jié)約人力成本、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提升生產(chǎn)效率，助力公司更快更好發(fā)展。