光伏玻璃冷端下片机组创新改造

夏劲松 刘大伟 沈兆斐

（中建材（宜兴）新能源有限公司 宜兴 214200）

0 引言

设备是企业经营生产的重要组成因素，优化改进技术，更新企业设备才会提高生产力，加强企业的核心竞争力，并带来丰厚的经济效益。当前的工业发展方式要求企业能够节能环保、高效绿色生产，需要提高设备的实用性、高效性，为企业降本增产。随着工业4.0的发展，我国的工业智能化进一步提高。面对光伏玻璃市场的需求量大幅度增加，光伏玻璃制造业设备的实用性及高效性要求越来越高，许多老旧设备已无法满足生产需求，但全部更换成新的设备成本太高且周期太长。苗海耘［1］就曾针对老旧设备问题提出升级改造的见解。

为满足玻璃冷端下片需求，快速更新企业设备，本文提出对冷端下片机组进行合理的利旧改造和技术创新，增加设备的实用性、稳定性，提高生产效率，为玻璃制造企业节约设备购买成本，为国家减少工业废品的产生，实现绿色生产。

1 冷端下片系统结构

1.1 旧冷端下片系统结构

旧冷端下片系统结构如图1所示，只有一台下片机组，且连线辊道较短，辊道速比较慢，下片效率较低，更多的原片是通过人工下片的。人 工下片不仅效率低且具有很大的安全隐患。

图1 旧冷端下片系统结构

1.2 冷端下片系统改进总体技术要求

对于冷端下片机组的设计改造，可以根据下片机设备的设计经验和公司现场的要求进行设计改造，该设计改造应满足以下几个方面要求：

（1）保证设备可以满足现场环境需求及生产需求；

（2）该机组可进行持续稳定的运输、转片、下片等工作；

（3）改造的连线辊道与原连线辊道速比相同；

（4）转片立交升起时与下片机水平误差为±0.5 mm；

（5）下片机应具有较高的堆垛精度，满足堆垛片数无误差；

1.3 改进后冷端下片系统结构

通过设计制作，增加了一组新的下片机组。延长了连线辊道，提高下片效率，减少人工下片，并可增大玻璃出窑时的拉引量，增加原片产能。通对自主设计制作转片立交，使下片系统运行更加稳定，同时提高下片时玻璃成品率。改进后冷端下片系统结构如图2所示。

图2 改进后冷端下片系统结构

2 优化改进效果

2.1 稳定性高

转片立交可称为横向转片装置，整体是由升降机构和转向机构组成，其主要功能是实现玻璃的水平转向，具体实现原理：当连线辊道上的玻璃运输到该段辊道时，通过感应信号控制电机停止转动，使辊道停止工作，玻璃停在该段辊道上。然后通过辊道下方的升降机构上升，使玻璃脱离原辊道，通过安装在升降机构上的转向机构将玻璃传送至下片机。

原立交升降机构是由电机减速机、提升轴、固定摆臂、摆臂A、摆臂B、带座轴承组成。原升降机构直接固定在机架上，且固定摆臂较长，在升降过程中容易产生振动和颠簸。原立交升降机构结构如图3所示。

图3 原立交升降机构结构

针对原立交升降机构存在的问题，利用连线辊道的框架设计了一种新的立交升降装置。新的立交升降装置由气缸、机架、曲臂、支撑柱、固定块、轴承、传动连杆、连杆曲臂、曲臂传动轴、摇臂、L型支架、方形导轨、带轮等组成。通过气缸伸缩带动曲臂和连杆前后摆动，如图4、图5、图6所示。

图4 新式立交升降机构结构

图6 立交横向传送装置

图5 新式立交升降框架

原立交升降机构只能通过更换摆臂长度来改变升降高度，新立交升降机构可以通过调节气缸的磁环位置来改变气缸的行程，从而控制升降高度，更适用于多变的生产现场。原立交升降机构固定摆臂较长，在升降过程中容易产生振动和颠簸。新立交升降机构设计使用支撑柱，使曲臂传动轴固定在支撑柱上，减少摇臂的长度，使升降运动更加稳定，减少破片，提高原片成品率。

2.2 效率高

2.2.1 下片机设计改造

下片机主要功能：当玻璃通过转片台运输到指定位置时，给出下片信号，吸盘自动翻起将玻璃吸附后放置玻璃堆垛架上，达到下片效果。利用厂区淘汰的吸盘翻板机进行改造，通过编写控制程序，设计改造的下片机有三种模式：自动下片模式、人工下片模式和等片模式。

（1）自动下片模式

当有玻璃经过立交时，玻璃优先走向下片机，当立交有玻璃未完成输片时，后置玻璃会通过立交下部通道输送到气浮台，进行人工下片。

当立交玻璃完成输片后，立交自动落下，等待二次输片。

当检查到立交下部通道有玻璃且上部通道无玻璃时，立交不会下落，当检测到玻璃输送出立交安全口时立交自动下落。当玻璃下片到达目标片数时，自动切换到人工下片模式。

（2）人工下片模式

当立交下片机故障维修时，需切换至人工下片模式，此时，下片机和立交转向机处于离线状态。

（3）等片模式

当检测到立交上部通道有玻璃转向输送时，下一片玻璃会在前一段辊道等待设定时间。在此时间内立交玻璃完成输送时，下一片玻璃输送至立交转向机进行自动下片；若在设定的等待时间内立交玻璃没有完成输送，下一片玻璃通过立交下部通道输送到气浮台，进行人工下片，后续来的在下一片玻璃到达此段辊道后，系统判断是直接进行自动下片还是在此等待相应的设定时间。

这三种模式是在原人工下片的基础上增加了自动下片和等片模式，在这三种模式的配合工作下，提高了下片效率。

2.2.2 连线辊道设计改造

根据场地情况新增连线辊道长度，利用厂区闲置的辊道进行切割拼接。在辊道改造安装时，辊道的平面度是一个非常重要的参数，调整辊道的水平，特别是拼接部位，要保持整体辊面上母线高度差不超过±0.5 mm，防止玻璃出现撞片和擦伤。根据生产玻璃规格来设计辊道之间的距离，控制在10～15 cm，防止玻璃弯曲变形导致撞片。

通过新增连线辊道长度，适当地提升辊道线速度，提高下片速度，就可提升玻璃出窑量，增加原片产能。

2.3 成本低

玻璃下片设备在国内外已经相当成熟，但其购买费用和调试安装周期均比现场改造要高要久。

通过对冷端下片机组的利旧改造，主要是利用闲置设备或是对现有设备进行改造创新，在保证改造成本最低的同时实现设备功能最优。主要包括以下几个方面：

（1）利用闲置辊道和吸盘翻板机改造成连线辊道和下片机，节约成本；

（2）使用气缸传动代替电机传动，增加实用性的同时也降低了成本；

（3）整体根据现场需求进行设计，改造出更加符合公司生产需求的设备，节省新设备购买费用，提高设备综合效率。

3 结语

通过对生产现场的实际了解，利用旧的设备进行设计改造，可以生产出更符合企业生产需求的设备。希望通过本次设备改造带来的实际效果，坚定各制造业改造创新的信念，合理优化利用闲置设备，提高设备的实用性能和经济效益，同时还能为生产提供助力，为企业节省大量资金。