玻璃堆垛設(shè)備的設(shè)計選型及工藝布置探討

隨著人工成本的增加和生產(chǎn)設(shè)備自動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，特別是大片玻璃更是堆垛取板的強(qiáng)項。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)的最佳適用范圍，為不同生產(chǎn)線的設(shè)計提供最佳的選型方法。堆垛機(jī)原理及使用范圍分析：（1）半自動堆垛機(jī)，在一個類似于天車的驅(qū)動滑臺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(chǎn)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(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；⑤零換垛時間必須的附屬機(jī)構(gòu)或設(shè)備。換垛和故障時的必備；⑥精確的控制系統(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)點迅速得到應(yīng)用。機(jī)械手堆垛的缺點在于：由于是高度集成結(jié)構(gòu)，機(jī)械維護(hù)相對困難；受機(jī)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(jī)的原理及使用范圍，下取板堆垛機(jī)同樣需滿足全自動堆垛的6大基本要素?；驹O(shè)置為（默認(rèn)玻璃片的長度方向）：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(dāng)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(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，前端提供玻璃等級信號即可。該配置簡單實用，適應(yīng)性強(qiáng)，可以用在現(xiàn)有的生產(chǎn)線上，但此時的正向定位需要根據(jù)玻璃尺寸大小手動調(diào)節(jié)。（2）垂直堆垛系統(tǒng)的工藝配置：需要在新工藝設(shè)計時預(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，每個堆垛機(jī)構(gòu)只取一片玻璃；因為堆垛的幾個基本要素幾乎完全獨立，所以需要多段輥道來完成每個要素，一段帶旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的輥道，一段帶正向定位的輥道；因等級不同（同一支線出口只能有2個等級），需配備2個堆垛機(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)點有待人們重新認(rèn)識和挖掘，只要配置合理，工藝設(shè)計先進(jìn)，同樣能單獨地應(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。下面列舉一成功實例：國內(nèi)某生產(chǎn)線，產(chǎn)量900t/d，原板寬5200mm，按堆垛取片規(guī)格長度1650mm以上，單片切割周期極限值為8.2s。堆垛機(jī)的布置方式為：①首先根據(jù)生產(chǎn)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(jī)集成為1臺堆垛機(jī)組，全部置于主線輥道上，如圖1所示。1段、2段、3段、4段輥道每段長均為4.8m，間距0.3m，以達(dá)到占地少、結(jié)構(gòu)緊湊、投資少的目的；②玻璃正向正位由傳統(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最少，側(cè)向位置仍由光電開關(guān)掃描得到；③為達(dá)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(zhuǎn)打包等動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片玻璃所用輥道實現(xiàn)獨立輸送，2段、3段輥道兩端各設(shè)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(jī)取走，剩下的1片會占用該輥道，下一個待取片則不能進(jìn)入而導(dǎo)致出現(xiàn)輸送堵塞現(xiàn)象。具體布置圖見圖1。圖1堆垛實例布置圖按上述布置，采用6臺水平堆垛機(jī)共3個機(jī)組，僅占用輥道長度61.2m，能對中分（偏分）的極小片（板長1650mm）2個等級完全取片（第3個機(jī)組備用），第3個等級（一般設(shè)置為數(shù)量最少的）可以由第3個機(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(chǎn)線。（2）垂直堆垛系統(tǒng)運行可靠，取片周期最短，但配置冗長，相對玻璃規(guī)格要小，適合有預(yù)留及設(shè)計工位的生產(chǎn)線，不易堵塞，但投資高，適合于高端線的配置。（3）機(jī)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