光伏玻璃冷端下片機組創新改造

夏勁松 劉大偉 沈兆斐

（中建材（宜興）新能源有限公司 宜興 214200）

0 引言

設備是企業經營生產的重要組成因素，優化改進技術，更新企業設備才會提高生產力，加強企業的核心競爭力，并帶來豐厚的經濟效益。當前的工業發展方式要求企業能夠節能環保、高效綠色生產，需要提高設備的實用性、高效性，為企業降本增產。隨著工業4.0的發展，我國的工業智能化進一步提高。面對光伏玻璃市場的需求量大幅度增加，光伏玻璃制造業設備的實用性及高效性要求越來越高，許多老舊設備已無法滿足生產需求，但全部更換成新的設備成本太高且周期太長。苗海耘［1］就曾針對老舊設備問題提出升級改造的見解。

為滿足玻璃冷端下片需求，快速更新企業設備，本文提出對冷端下片機組進行合理的利舊改造和技術創新，增加設備的實用性、穩定性，提高生產效率，為玻璃制造企業節約設備購買成本，為國家減少工業廢品的產生，實現綠色生產。

1 冷端下片系統結構

1.1 舊冷端下片系統結構

舊冷端下片系統結構如圖1所示，只有一臺下片機組，且連線輥道較短，輥道速比較慢，下片效率較低，更多的原片是通過人工下片的。人 工下片不僅效率低且具有很大的安全隱患。

圖1 舊冷端下片系統結構

1.2 冷端下片系統改進總體技術要求

對于冷端下片機組的設計改造，可以根據下片機設備的設計經驗和公司現場的要求進行設計改造，該設計改造應滿足以下幾個方面要求：

（1）保證設備可以滿足現場環境需求及生產需求；

（2）該機組可進行持續穩定的運輸、轉片、下片等工作；

（3）改造的連線輥道與原連線輥道速比相同；

（4）轉片立交升起時與下片機水平誤差為±0.5 mm；

（5）下片機應具有較高的堆垛精度，滿足堆垛片數無誤差；

1.3 改進后冷端下片系統結構

通過設計制作，增加了一組新的下片機組。延長了連線輥道，提高下片效率，減少人工下片，并可增大玻璃出窯時的拉引量，增加原片產能。通對自主設計制作轉片立交，使下片系統運行更加穩定，同時提高下片時玻璃成品率。改進后冷端下片系統結構如圖2所示。

圖2 改進后冷端下片系統結構

2 優化改進效果

2.1 穩定性高

轉片立交可稱為橫向轉片裝置，整體是由升降機構和轉向機構組成，其主要功能是實現玻璃的水平轉向，具體實現原理：當連線輥道上的玻璃運輸到該段輥道時，通過感應信號控制電機停止轉動，使輥道停止工作，玻璃停在該段輥道上。然后通過輥道下方的升降機構上升，使玻璃脫離原輥道，通過安裝在升降機構上的轉向機構將玻璃傳送至下片機。

原立交升降機構是由電機減速機、提升軸、固定擺臂、擺臂A、擺臂B、帶座軸承組成。原升降機構直接固定在機架上，且固定擺臂較長，在升降過程中容易產生振動和顛簸。原立交升降機構結構如圖3所示。

圖3 原立交升降機構結構

針對原立交升降機構存在的問題，利用連線輥道的框架設計了一種新的立交升降裝置。新的立交升降裝置由氣缸、機架、曲臂、支撐柱、固定塊、軸承、傳動連桿、連桿曲臂、曲臂傳動軸、搖臂、L型支架、方形導軌、帶輪等組成。通過氣缸伸縮帶動曲臂和連桿前后擺動，如圖4、圖5、圖6所示。

圖4 新式立交升降機構結構

圖6 立交橫向傳送裝置

圖5 新式立交升降框架

原立交升降機構只能通過更換擺臂長度來改變升降高度，新立交升降機構可以通過調節氣缸的磁環位置來改變氣缸的行程，從而控制升降高度，更適用于多變的生產現場。原立交升降機構固定擺臂較長，在升降過程中容易產生振動和顛簸。新立交升降機構設計使用支撐柱，使曲臂傳動軸固定在支撐柱上，減少搖臂的長度，使升降運動更加穩定，減少破片，提高原片成品率。

2.2 效率高

2.2.1 下片機設計改造

下片機主要功能：當玻璃通過轉片臺運輸到指定位置時，給出下片信號，吸盤自動翻起將玻璃吸附后放置玻璃堆垛架上，達到下片效果。利用廠區淘汰的吸盤翻板機進行改造，通過編寫控制程序，設計改造的下片機有三種模式：自動下片模式、人工下片模式和等片模式。

（1）自動下片模式

當有玻璃經過立交時，玻璃優先走向下片機，當立交有玻璃未完成輸片時，后置玻璃會通過立交下部通道輸送到氣浮臺，進行人工下片。

當立交玻璃完成輸片后，立交自動落下，等待二次輸片。

當檢查到立交下部通道有玻璃且上部通道無玻璃時，立交不會下落，當檢測到玻璃輸送出立交安全口時立交自動下落。當玻璃下片到達目標片數時，自動切換到人工下片模式。

（2）人工下片模式

當立交下片機故障維修時，需切換至人工下片模式，此時，下片機和立交轉向機處于離線狀態。

（3）等片模式

當檢測到立交上部通道有玻璃轉向輸送時，下一片玻璃會在前一段輥道等待設定時間。在此時間內立交玻璃完成輸送時，下一片玻璃輸送至立交轉向機進行自動下片；若在設定的等待時間內立交玻璃沒有完成輸送，下一片玻璃通過立交下部通道輸送到氣浮臺，進行人工下片，后續來的在下一片玻璃到達此段輥道后，系統判斷是直接進行自動下片還是在此等待相應的設定時間。

這三種模式是在原人工下片的基礎上增加了自動下片和等片模式，在這三種模式的配合工作下，提高了下片效率。

2.2.2 連線輥道設計改造

根據場地情況新增連線輥道長度，利用廠區閑置的輥道進行切割拼接。在輥道改造安裝時，輥道的平面度是一個非常重要的參數，調整輥道的水平，特別是拼接部位，要保持整體輥面上母線高度差不超過±0.5 mm，防止玻璃出現撞片和擦傷。根據生產玻璃規格來設計輥道之間的距離，控制在10～15 cm，防止玻璃彎曲變形導致撞片。

通過新增連線輥道長度，適當地提升輥道線速度，提高下片速度，就可提升玻璃出窯量，增加原片產能。

2.3 成本低

玻璃下片設備在國內外已經相當成熟，但其購買費用和調試安裝周期均比現場改造要高要久。

通過對冷端下片機組的利舊改造，主要是利用閑置設備或是對現有設備進行改造創新，在保證改造成本最低的同時實現設備功能最優。主要包括以下幾個方面：

（1）利用閑置輥道和吸盤翻板機改造成連線輥道和下片機，節約成本；

（2）使用氣缸傳動代替電機傳動，增加實用性的同時也降低了成本；

（3）整體根據現場需求進行設計，改造出更加符合公司生產需求的設備，節省新設備購買費用，提高設備綜合效率。

3 結語

通過對生產現場的實際了解，利用舊的設備進行設計改造，可以生產出更符合企業生產需求的設備。希望通過本次設備改造帶來的實際效果，堅定各制造業改造創新的信念，合理優化利用閑置設備，提高設備的實用性能和經濟效益，同時還能為生產提供助力，為企業節省大量資金。