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玻璃堆垛設(shè)備的設(shè)計(jì)選型及工藝布置探討

來源:玻璃雜志 作者:張帥 許道宏 2019/6/14 13:42:27

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中玻網(wǎng)】隨著人工成本的增加和生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度的大幅度提高,無論是玻璃原片生產(chǎn)線還是玻璃深加工生產(chǎn)線,用堆垛機(jī)械設(shè)備及機(jī)械手取代人工取板已成為趨勢(shì),特別是大片玻璃更是堆垛取板的強(qiáng)項(xiàng)。從水平堆垛機(jī)、垂直堆垛機(jī)、機(jī)械手及下取板堆垛機(jī)等設(shè)備的原理及使用范圍的分析中,找到堆垛機(jī)的更佳適用范圍,為不同生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)提供更好的選型方法。

  堆垛機(jī)原理及使用范圍分析:(1)半自動(dòng)堆垛機(jī),在一個(gè)類似于天車的驅(qū)動(dòng)滑臺(tái)下面配置單體或雙四連桿機(jī)構(gòu),采用真空吸盤,人工操縱,可實(shí)現(xiàn)大規(guī)格取片,為此需增加一段停片輥道。該裝置的優(yōu)點(diǎn)是可配備在生產(chǎn)線堆垛工位的任意位置;不足是取片周期長(zhǎng),且需要熟練的操作工。(2)全自動(dòng)堆垛機(jī),必須具備的基本要素:①玻璃板的正位。正向和側(cè)向定位,保證垛位底部位置和邊緣整齊;②玻璃片的90°旋轉(zhuǎn),保證板的長(zhǎng)邊在垛位底部;③堆垛機(jī)構(gòu)和吸盤架;镜亩讯鈭(zhí)行裝備,附屬真空和空壓設(shè)施;④堆垛架和進(jìn)給機(jī)構(gòu)。垛位支撐和碼垛的需要;⑤零換垛時(shí)間必須的附屬機(jī)構(gòu)或設(shè)備。換垛和故障時(shí)的必選;⑥準(zhǔn)確的控制系統(tǒng)。確保堆垛的順序執(zhí)行和堆垛精度。(3)機(jī)械手堆垛的原理及使用范圍,機(jī)械手以其靈活、占地少、無需輥道配合等優(yōu)點(diǎn)迅速得到應(yīng)用。機(jī)械手堆垛的缺點(diǎn)在于:由于是高度集成結(jié)構(gòu),機(jī)械維護(hù)相對(duì)困難;受機(jī)械手搬運(yùn)力矩限制,目前基本無法實(shí)現(xiàn)大片或超大片堆垛。(4)下取板堆垛機(jī)的原理及使用范圍,下取板堆垛機(jī)同樣需滿足全自動(dòng)堆垛的6大基本要素;驹O(shè)置為(默認(rèn)玻璃片的長(zhǎng)度方向):正交轉(zhuǎn)向輥道(保證主線上的通道暢通)、下片垂直堆垛主機(jī)和進(jìn)給堆垛架(玻璃片正位與主機(jī)集成)。該堆垛方式不能實(shí)現(xiàn)零換垛時(shí)間,不宜用于幾個(gè)等級(jí)的分等堆垛,因此適合于當(dāng)前光伏壓延等小線取板、大線輔助取板以及對(duì)玻璃上表面有特殊要求的玻璃的取板,也可用于深加工中小片的取片。

  水平堆垛和垂直堆垛工藝及其配置:(1)水平堆垛機(jī)的工藝配置較為靈活,在新建線或舊線改造均可使用。只需利用一段輥道,帶上伺服傳動(dòng)站,保證啟停準(zhǔn)確快速,增加正向和側(cè)向定位裝置,架設(shè)堆垛機(jī)和堆垛架,前端提供玻璃等級(jí)信號(hào)即可。該配置簡(jiǎn)單實(shí)用,適應(yīng)性強(qiáng),可以用在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上,但此時(shí)的正向定位需要根據(jù)玻璃尺寸大小手動(dòng)調(diào)節(jié)。(2)垂直堆垛系統(tǒng)的工藝配置:需要在新工藝設(shè)計(jì)時(shí)預(yù)留位置,一般布置在主線末端(主線輥道只能有一片玻璃,不能中分,一般為中大片)或支線(中小片)上,每個(gè)堆垛機(jī)構(gòu)只取一片玻璃;因?yàn)槎讯獾膸讉(gè)基本要素幾乎完全單獨(dú),所以需要多段輥道來完成每個(gè)要素,一段帶旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的輥道,一段帶正向定位的輥道;因等級(jí)不同(同一支線出口只能有2個(gè)等級(jí)),需配備2個(gè)堆垛機(jī)構(gòu)布置在出口兩端,通過轉(zhuǎn)向輥道傳送;中心定位輥道同時(shí)也作為堆垛停片輥道;配置堆垛機(jī)構(gòu)和可旋轉(zhuǎn)換垛的堆垛架;堆垛架上集成碼垛的進(jìn)給機(jī)構(gòu)。

  水平堆垛機(jī)還有很多優(yōu)點(diǎn)有待人們重新認(rèn)識(shí)和挖掘,只要配置合理,工藝設(shè)計(jì)先進(jìn),同樣能單獨(dú)地應(yīng)用在大多數(shù)生產(chǎn)線上,效率并不亞于其它堆垛方式。綜合考慮成本和堆垛工藝,目前采用幾種堆垛方式組合的較多,特別是機(jī)械手和水平堆垛機(jī)的組合。

  下面列舉一成功實(shí)例:

  國(guó)內(nèi)某生產(chǎn)線,產(chǎn)量900 t/d,原板寬5 200 mm,按堆垛取片規(guī)格長(zhǎng)度1 650 mm以上,單片切割周期較限值為8.2 s。

  堆垛機(jī)的布置方式為:

 、偈紫雀鶕(jù)生產(chǎn)線各種玻璃規(guī)格和分等級(jí)堆垛的需要確定數(shù)量,采用每2臺(tái)堆垛機(jī)集成為1臺(tái)堆垛機(jī)組,全部置于主線輥道上,如圖1所示。1段、2段、3段、4段輥道每段長(zhǎng)均為4.8 m,間距0.3 m,以達(dá)到占地少、結(jié)構(gòu)緊湊、投入資金少的目的;

 、诓Aд蛘挥蓚鹘y(tǒng)的吸盤架后方挪到前方(1段輥道),正向堆垛位置由吸盤架下方輥道(2段、3段輥道)中心定位,保證同一段輥道上的功能更少,側(cè)向位置仍由光電開關(guān)掃描得到;

 、蹫檫_(dá)到零換垛時(shí)間,將原有的三工位堆垛架改為二工位堆垛架,將所有在線的翻轉(zhuǎn)打包等動(dòng)作放在取片小車上進(jìn)行,固定架滿垛即取走;

  ④為確保輥道輸送不堵塞,使中分后的左右2片玻璃所用輥道實(shí)現(xiàn)單獨(dú)輸送,2段、3段輥道兩端各設(shè)置傳動(dòng)站,中間斷開。這樣布置是因?yàn)橹蟹值?片玻璃如果不能同時(shí)被1臺(tái)堆垛機(jī)取走,剩下的1片會(huì)占用該輥道,下一個(gè)待取片則不能進(jìn)入而導(dǎo)致出現(xiàn)輸送堵塞現(xiàn)象。具體布置圖見圖1。

1.jpg

圖1堆垛實(shí)例布置圖

  按上述布置,采用6臺(tái)水平堆垛機(jī)共3個(gè)機(jī)組,僅占用輥道長(zhǎng)度61.2 m,能對(duì)中分(偏分)的較小片(板長(zhǎng)1 650 mm)2個(gè)等級(jí)完全取片(第3個(gè)機(jī)組備用),第3個(gè)等級(jí)(一般設(shè)置為數(shù)量更少的)可以由第3個(gè)機(jī)組或尾端氣浮桌取片。

  綜上所述,得出以下結(jié)論:

  (1)水平堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用,適用于多種規(guī)格,性價(jià)比高,但存在一定隱患,適合于多種生產(chǎn)線。

 。2)垂直堆垛系統(tǒng)運(yùn)行可靠,取片周期更短,但配置冗長(zhǎng),相對(duì)玻璃規(guī)格要小,適合有預(yù)留及設(shè)計(jì)工位的生產(chǎn)線,不易堵塞,但投入資金高,適合于高等線的配置。

 。3)機(jī)械手堆垛配置簡(jiǎn)單,但價(jià)格昂貴,維修困難,對(duì)大片無能為力,適用于自動(dòng)化程度較高的大生產(chǎn)線。

 。4)下取板適合小線、大線輔助取板及對(duì)玻璃上表面有特殊要求的生產(chǎn)線,也可用于深加工中小片的生產(chǎn)線。

  (5)大片和超大片(>6 m)的玻璃板堆垛基本依賴進(jìn)口堆垛機(jī)完成,因?yàn)樵摦a(chǎn)品用量小,國(guó)內(nèi)廠家未研發(fā)類似設(shè)備。

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