劉森林，營 雷，郭志強(qiáng)，徐義唯

(蚌埠化工機(jī)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(jī)或者機(jī)器人對原片進(jìn)行下片，然后叉車轉(zhuǎn)運至深加工的上片機(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(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(bǔ)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(jī)。

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(jī)減速機(jī)帶動曲柄、關(guān)節(jié)軸承進(jìn)行擺動。待玻璃完全進(jìn)入擺動輥道，擺動電機(jī)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(jìn)輥道電機(jī)繼續(xù)運行玻璃繼續(xù)前進(jìn)。當(dāng)擺動到位后，擺動電機(jī)停止運行，輥道電機(jī)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(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(jìn)來時，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，把整個升降臺升起，轉(zhuǎn)向電機(jī)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(dá)位置輥道前端時，上層的轉(zhuǎn)向臺的氣缸進(jìn)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(jī)啟動把玻璃接到轉(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。

1.7 上下片一體機(jī)

上下片一體機(jī)本身配有移動架，在下片機(jī)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(jìn)片端的原片下片與補(bǔ)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(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(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(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(jī)。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(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。

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(jìn)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(jìn)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(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：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=1 480 mm)，前進(jìn)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(jìn)至擺動輥道時，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(fù)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(jī)操作界面，操作人員可以在上面進(jìn)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(dá)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(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：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(jìn)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(jī)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(bǔ)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(jìn)行產(chǎn)能上的彈性調(diào)整，實現(xiàn)企業(yè)效益的最大化。