一種太陽能光伏玻璃深加工連線工藝探討

日前太陽能光伏玻璃生產(chǎn)線的一般布局是，采用下片機(jī)或者機(jī)器人對(duì)原片進(jìn)行下片，然后叉車轉(zhuǎn)運(yùn)至深加工的上片機(jī)處進(jìn)行上片。這種模式玻璃要先經(jīng)過下片堆垛、打包、運(yùn)轉(zhuǎn)、分類后再次上片，中間的停頓點(diǎn)過多，容易造成玻璃的擦傷、污染、損傷等問題，同時(shí)增加企業(yè)人物力負(fù)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(gè)有效措施。

 

 

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(hào)為： Y1、 Y2 、 Y3 和 Y4 ) , 規(guī)劃設(shè)計(jì) 4 條鋼化深加工線（文中將其編號(hào)為： G1、 G2 、 G3 和 G4 ) ，其中配備 36m和 48m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(bǔ)片功能。

 

 

該次設(shè)計(jì)的連線方案中主要設(shè)備包括：普通輥道、斜坡輥道、擺動(dòng)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(jī)。

 

 

普通輥道采用圓柱齒輪帶動(dòng)膠圈輥傳動(dòng)，此種齒輪傳動(dòng)方式，傳遞的效率相對(duì)較高，傳動(dòng)穩(wěn)定性較好，噪聲和振動(dòng)較小。膠圈輥采用輥芯外徑φ 80 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(jì)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。

 

 

斜坡輥道采用齒輪粕、同步帶帶動(dòng)膠圈輥傳動(dòng)，考慮到從一層到二層的互相切換以及玻璃對(duì)輥?zhàn)拥?ldquo;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(dòng)，各輥之間同步帶長度需經(jīng)計(jì)算逐一確定。此輥道能夠較好地解決因跨線連線時(shí)標(biāo)高抬升或降低時(shí)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。

 

 

如圖1所示，擺動(dòng)輥道是采用一端用帶座軸承固定，另一端用電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)曲柄、關(guān)節(jié)軸承進(jìn)行擺動(dòng)。待玻璃完全進(jìn)入擺動(dòng)輥道，擺動(dòng)電機(jī)開始工作，這樣可以避免玻璃對(duì)輥了‘啃咬”問題（如果輥道先擺動(dòng)到位，此時(shí)玻璃會(huì)是一個(gè)上坡狀態(tài)，如果坡道很陡時(shí)，玻璃會(huì)撞到輥?zhàn)由匣蛘卟宓絻奢佒g，會(huì)造成玻璃和輥?zhàn)悠茡p，也就是啃輥現(xiàn)象）。同時(shí)前進(jìn)輥道電機(jī)繼續(xù)運(yùn)行玻璃繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)擺動(dòng)到位后，擺動(dòng)電機(jī)停止運(yùn)行，輥道電機(jī)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)把玻璃運(yùn)送到下一個(gè)輥道，然后擺動(dòng)輥道擺回到原位，待下一組玻璃過來時(shí)，重復(fù)此動(dòng)作。此輥道結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定，便于維護(hù)，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(dòng)輸送至上層或下層的作用。
 

 

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(gè)升降和轉(zhuǎn)向臺(tái)，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 10～15mm。玻璃從下層進(jìn)來時(shí)，下層的輥道將玻璃往前輸送，當(dāng)玻璃從上層進(jìn)入輥道，底部的升降氣缸啟動(dòng)，把整個(gè)升降臺(tái)升起，轉(zhuǎn)向電機(jī)啟動(dòng)把玻璃通過帶子轉(zhuǎn)向到下個(gè)輥道，待玻璃離開輥道后，氣缸啟動(dòng)將整個(gè)升降臺(tái)復(fù)位，待下一組玻璃過來時(shí)，重復(fù)此動(dòng)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(gè)升降和轉(zhuǎn)向臺(tái)，轉(zhuǎn)向帶的帶面要低于下層輥道輥面 10 ～15mm 。主動(dòng)和被動(dòng)梁都由槽鋼改為 90 x90x4mm的方鋼管焊接，兩個(gè)鋼管中間留有 4Omm的縫隙用來將玻璃轉(zhuǎn)運(yùn)出去。
 

如圖 4 所示，此輥道是在雙層單轉(zhuǎn)向輥道的基礎(chǔ) 上，從下面反掛一個(gè)轉(zhuǎn)向臺(tái)，當(dāng)上層玻璃到達(dá)位置輥道前端時(shí)，上層的轉(zhuǎn)向臺(tái)的氣缸進(jìn)行動(dòng)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(jī)啟動(dòng)把玻璃接到轉(zhuǎn)向帶上面，到達(dá)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(jìn)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。

 

 

上下片一體機(jī)本身配有移動(dòng)架，在下片機(jī)前配一臺(tái)旋轉(zhuǎn)臺(tái)，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±1mm , 整垛±1mm，可以很好地完成在深加工進(jìn)片端的原片下片與補(bǔ)片功能。

 

 

該公司的Y1 、Y3 線和Y2 、Y4 線分別生產(chǎn)3.2mm 、2.5mm的原片相對(duì)較穩(wěn)定、產(chǎn)量較高。而36m和48m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(diǎn)，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(jìn)入G1 、G2 ；Y2與Y4 直連并線進(jìn)入G3 、G4 。2 ）過橋組，即通過標(biāo)高不同的輥道組合跨過樣仔線，實(shí)現(xiàn)Y1與Y3連線，Y2與Y4的連線。

 

 

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(dòng)輥道擺送至雙層輥道的下層，并動(dòng)作下層轉(zhuǎn)向。原片經(jīng)下層到達(dá)單層轉(zhuǎn)向輥道，然后進(jìn)行轉(zhuǎn)向，輸送到G1鋼化線。同時(shí)Y2線的擺動(dòng)輥道將原片擺動(dòng)至雙層輥道的上層，經(jīng)上層輥道到雙層上轉(zhuǎn)向輥道進(jìn)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(dòng)輥道的動(dòng)作互換，即Y1原片擺至上層，Y2原片擺至下層，則可實(shí)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(tái)上下片一體機(jī)。當(dāng)原片線的產(chǎn)能大于鋼化線產(chǎn)能，則開啟自動(dòng)下片模式；當(dāng)原片線的產(chǎn)能低于鋼化線的產(chǎn)能時(shí)，則開啟自動(dòng)上片模式進(jìn)行補(bǔ)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(jìn)行布置即可。

 

 

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(jìn)Y3線時(shí)：Y1的原片在H=1200mm的下層輥道輸送，通過雙層輥道（下轉(zhuǎn)向）進(jìn)入Y1、Y3過橋段（H=1480mm) ，通過上坡輥道跨過Y2原片線，再由下坡輥道進(jìn)入Y3線單層轉(zhuǎn)向輥道，完成由Y1進(jìn)Y3的并線。

 

2 )Y3進(jìn)Y1線時(shí)：Y3的原片通過斜坡輥道爬坡跨過Y2原片線進(jìn)入Y3、Y1過橋段（H=1480mm) ，前進(jìn)至Y1線上的雙層輥道（上轉(zhuǎn)向）時(shí)在上層轉(zhuǎn)入到Y(jié)1線，沿著上層輥道行進(jìn)至擺動(dòng)輥道時(shí)，擺轉(zhuǎn)到下層，這樣就完成了Y3進(jìn)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。

 

按下述工藝流程，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(shí)現(xiàn)Y1一Y4原片線與G1～G4 鋼化線的任意組合連線。如圖8所示足設(shè)計(jì)后的連線布置圖。
 

 

落板區(qū)是負(fù)責(zé)連線的過渡和預(yù)準(zhǔn)備區(qū)，設(shè)置一個(gè)聲光報(bào)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(shí)，聲光報(bào)警器報(bào)警，此時(shí)每條原片線的落板區(qū)可選擇自動(dòng)落板、手動(dòng)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。

 

 

在過橋并線區(qū)處配備一個(gè)人機(jī)操作界面，操作人員可以在上面進(jìn)行手動(dòng)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(dòng)Y1線到Y(jié)3線并線時(shí)：由于Y1、Y3過橋段是空白的，Y3線的原片到達(dá)Y1線時(shí)，會(huì)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(shí)，可隨時(shí)切換；當(dāng)Y1線和Y3線的玻璃尺寸不相同時(shí)，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(jìn)入磨邊機(jī)，造成不必要的損失。

 

2）從Y1到Y(jié)3并線切回時(shí)：當(dāng)Y1、Y3線己經(jīng)并線運(yùn)行，需要將玻璃切回到原線時(shí)，此時(shí)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(dòng)作。此時(shí)落板區(qū)須進(jìn)行落板10組，待玻璃全部流出后，啟動(dòng)擺動(dòng)輥道擺至下層轉(zhuǎn)向臺(tái)，即完成從并線切回原線。

 

 

當(dāng)原片線的產(chǎn)能大于鋼化線產(chǎn)能時(shí)，上下片機(jī)開啟自動(dòng)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(chǔ)。此時(shí)存放架放在移動(dòng)架上，須先啟動(dòng)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(huì)因下片原點(diǎn)未找準(zhǔn)導(dǎo)致無法下片甚至損壞設(shè)備。同時(shí)，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(shí)，由于補(bǔ)片間隙周期因前后端產(chǎn)能差異決定，故此時(shí)需要先人工觀察上片。經(jīng)過對(duì)上片周期的計(jì)量，調(diào)整上片模式的動(dòng)作周期，并調(diào)試至自動(dòng)上片模式。

 

 

隨著設(shè)備的不斷更新、工藝的迭代升級(jí)，智能化已經(jīng)滲入到各個(gè)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(jìn)行產(chǎn)能上的彈性調(diào)整，實(shí)現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。
 

來源：蚌埠化工機(jī)械制造有限公司 劉森林 等