玻璃堆垛設備的設計選型及工藝布置探討

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

　　堆垛機原理及使用范圍分析：（1）半自動堆垛機，在一個類似于天車的驅動滑臺下面配置單體或雙四連桿機構，采用真空吸盤，人工操縱，可實現(xiàn)大規(guī)格取片，為此需增加一段停片輥道。該裝置的優(yōu)點是可配備在生產線堆垛工位的任意位置；不足是取片周期長，且需要熟練的操作工。（2）全自動堆垛機，必須具備的基本要素：①玻璃板的正位。正向和側向定位，保證垛位底部位置和邊緣整齊；②玻璃片的90°旋轉，保證板的長邊在垛位底部；③堆垛機構和吸盤架�；镜亩讯鈭�(zhí)行裝備，附屬真空和空壓設施；④堆垛架和進給機構。垛位支撐和碼垛的需要；⑤零換垛時間必須的附屬機構或設備。換垛和故障時的必選；⑥準確的控制系統(tǒng)。確保堆垛的順序執(zhí)行和堆垛精度。（3）機械手堆垛的原理及使用范圍，機械手以其靈活、占地少、無需輥道配合等優(yōu)點迅速得到應用。機械手堆垛的缺點在于：由于是高度集成結構，機械維護相對困難；受機械手搬運力矩限制，目前基本無法實現(xiàn)大片或超大片堆垛。（4）下取板堆垛機的原理及使用范圍，下取板堆垛機同樣需滿足全自動堆垛的6大基本要素�；驹O置為（默認玻璃片的長度方向）：正交轉向輥道（保證主線上的通道暢通）、下片垂直堆垛主機和進給堆垛架（玻璃片正位與主機集成）。該堆垛方式不能實現(xiàn)零換垛時間，不宜用于幾個等級的分等堆垛，因此適合于當前光伏壓延等小線取板、大線輔助取板以及對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，帶上伺服傳動站，保證啟停準確快速，增加正向和側向定位裝置，架設堆垛機和堆垛架，前端提供玻璃等級信號即可。該配置簡單實用，適應性強，可以用在現(xiàn)有的生產線上，但此時的正向定位需要根據(jù)玻璃尺寸大小手動調節(jié)。（2）垂直堆垛系統(tǒng)的工藝配置：需要在新工藝設計時預留位置，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，每個堆垛機構只取一片玻璃；因為堆垛的幾個基本要素幾乎完全單獨，所以需要多段輥道來完成每個要素，一段帶旋轉機構的輥道，一段帶正向定位的輥道；因等級不同（同一支線出口只能有2個等級），需配備2個堆垛機構布置在出口兩端，通過轉向輥道傳送；中心定位輥道同時也作為堆垛停片輥道；配置堆垛機構和可旋轉換垛的堆垛架；堆垛架上集成碼垛的進給機構。

　　水平堆垛機還有很多優(yōu)點有待人們重新認識和挖掘，只要配置合理，工藝設計先進，同樣能單獨地應用在大多數(shù)生產線上，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，特別是機械手和水平堆垛機的組合。

　　下面列舉一成功實例：

　　國內某生產線，產量900 t/d，原板寬5 200 mm，按堆垛取片規(guī)格長度1 650 mm以上，單片切割周期較限值為8.2 s。

　　堆垛機的布置方式為：

　�、偈紫雀鶕�(jù)生產線各種玻璃規(guī)格和分等級堆垛的需要確定數(shù)量，采用每2臺堆垛機集成為1臺堆垛機組，全部置于主線輥道上，如圖1所示。1段、2段、3段、4段輥道每段長均為4.8 m，間距0.3 m，以達到占地少、結構緊湊、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，側向位置仍由光電開關掃描得到；

　�、蹫檫_到零換垛時間，將原有的三工位堆垛架改為二工位堆垛架，將所有在線的翻轉打包等動作放在取片小車上進行，固定架滿垛即取走；

　�、転榇_保輥道輸送不堵塞，使中分后的左右2片玻璃所用輥道實現(xiàn)單獨輸送，2段、3段輥道兩端各設置傳動站，中間斷開。這樣布置是因為中分的2片玻璃如果不能同時被1臺堆垛機取走，剩下的1片會占用該輥道，下一個待取片則不能進入而導致出現(xiàn)輸送堵塞現(xiàn)象。具體布置圖見圖1。

圖1堆垛實例布置圖

　　按上述布置，采用6臺水平堆垛機共3個機組，僅占用輥道長度61.2 m，能對中分（偏分）的較小片（板長1 650 mm）2個等級完全取片（第3個機組備用），第3個等級（一般設置為數(shù)量更少的）可以由第3個機組或尾端氣浮桌取片。

　　綜上所述，得出以下結論：

　　（1）水平堆垛機結構簡單實用，適用于多種規(guī)格，性價比高，但存在一定隱患，適合于多種生產線。

　�。�2）垂直堆垛系統(tǒng)運行可靠，取片周期更短，但配置冗長，相對玻璃規(guī)格要小，適合有預留及設計工位的生產線，不易堵塞，但投入資金高，適合于高等線的配置。

　　（3）機械手堆垛配置簡單，但價格昂貴，維修困難，對大片無能為力，適用于自動化程度較高的大生產線。

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

　　（5）大片和超大片（＞6 m）的玻璃板堆垛基本依賴進口堆垛機完成，因為該產品用量小，國內廠家未研發(fā)類似設備。