Автоматизированный робот для разгрузки стекла и устройство для его транспортировки: технические принципы, промышленное применение и тенденции интеллектуального развития.
Абстрактный
В современной стекольной промышленности автоматизация, интеллектуальность и безопасность обработки материалов стали ключевыми показателями эффективности производства и конкурентоспособности предприятия. Автоматические роботы для разгрузки стекла и устройства для перемещения стекла, как ключевое интеллектуальное оборудование, связывающее процессы резки, обработки кромок, закалки, нанесения покрытий, производства стеклопакетов и другие, выполняют важные задачи по автоматическому захвату, перемещению, позиционированию, штабелированию и транспортировке листового стекла. В данной статье систематически рассматриваются структурный состав, принципы работы, технические характеристики, сценарии применения, эксплуатация и техническое обслуживание, а также будущие тенденции развития автоматических роботов для разгрузки стекла и устройств для перемещения стекла. Анализируя их значение в повышении эффективности производства, снижении трудозатрат, обеспечении безопасности эксплуатации и улучшении качества продукции, данная статья призвана предоставить всестороннюю информацию для интеллектуальной модернизации линий по производству стекла.
1. Введение
В связи с быстрым развитием мировой строительной, автомобильной, бытовой и фотоэлектрической промышленности спрос на высококачественное листовое стекло, закаленное стекло, стекло с покрытием, низкоэмиссионное стекло и стеклопакеты продолжает расти. Традиционная обработка стекла в значительной степени зависит от ручного труда, что влечет за собой такие проблемы, как высокие затраты на рабочую силу, высокий риск поломки, низкая эффективность обработки, нестабильный производственный ритм и потенциальные угрозы безопасности. Для адаптации к крупномасштабным, непрерывным и автоматизированным режимам производства предприятия стекольной промышленности ускорили внедрение интеллектуального погрузочно-разгрузочного оборудования.
Автоматический робот для разгрузки стекла и тележка для стекла являются типичными представителями интеллектуальной логистики в стекольной промышленности. Робот для разгрузки стекла, обычно представляющий собой шарнирный робот или портальный робот, оснащенный профессиональными присосками и системами управления, может автоматически разгружать, захватывать и перемещать листы стекла с технологического оборудования. Тележка для стекла, также известная как тележка для перемещения стекла, конвейер для стекла или челночная тележка для стекла, отвечает за транспортировку полуфабрикатов и готовых изделий из стекла на большие расстояния по фиксированному или гибкому маршруту между различными станциями. Сочетание этих двух устройств образует полностью автоматизированную систему обработки, которая обеспечивает беспилотное, высокоскоростное и стабильное перемещение в процессе производства стекла и стала неотъемлемой частью современных интеллектуальных стекольных заводов.
2. Обзор автоматического робота для разгрузки стекла
2.1 Определение и классификация
Автоматический робот для разгрузки стекла — это интеллектуальное электромеханическое оборудование, специально разработанное для автоматической разгрузки и перемещения листового стекла. Он объединяет механические манипуляторы, пневматические системы всасывания, сервоуправление, визуальное позиционирование и модули защиты, и может выполнять точные операции захвата, переворачивания, вращения и размещения стекла различных размеров, толщин и типов.
В зависимости от структурной формы его можно разделить на:
- Портальный робот для разгрузки стекла : отличается балочной конструкцией большого пролета и высокой грузоподъемностью, подходит для разгрузки крупноформатного стекла и высокоскоростной непрерывной разгрузки.
- Робот для разгрузки стекла с шарнирным манипулятором : использует многостепенную шарнирную конструкцию, обеспечивающую гибкое движение и высокую адаптивность к сложным условиям работы.
- Робот для разгрузки стекла консольного типа : компактная конструкция, небольшая занимаемая площадь, подходит для небольших и средних линий по обработке стекла.
В зависимости от степени автоматизации их можно разделить на полуавтоматические разгрузочные роботы и полностью автоматические разгрузочные роботы, интегрированные в производственную линию.
2.2 Основные конструктивные элементы
Система механического движения Механический манипулятор, балка, направляющая и механизм передачи образуют каркас движения. Конструкция из высокопрочного алюминиевого сплава или стали обеспечивает жесткость и стабильность, а серводвигатели и прецизионные редукторы гарантируют высокоточное позиционирование.
Система присосок и удержания стекла Оснащен профессиональными вакуумными присосками из силикона или противоскользящих материалов, а также вакуумными генераторами, датчиками давления и резервуарами для хранения воздуха. Система присосок автоматически регулирует силу присасывания в зависимости от размера и веса стекла, обеспечивая надежное и безопасное крепление без повреждений.
Электрическая система управления Основной контроллер использует высокопроизводительный ПЛК или контроллер движения робота, оснащенный человеко-машинным сенсорным экраном для настройки параметров, редактирования программ и мониторинга состояния. Он поддерживает связь с главными компьютерами и другим оборудованием для реализации комбинированного управления.
Система визуального позиционирования и обнаружения Высококлассные модели оснащены промышленными камерами и системами визуального распознавания, позволяющими автоматически определять положение, размер и состояние поверхности стекла, обеспечивая точный захват и коррекцию ошибок.
**Система защиты**
Включая кнопки аварийной остановки, защитные решетки, датчики предотвращения столкновений, защиту от перегрузки и контроль вакуумного давления. При возникновении нештатных ситуаций система немедленно остановится, чтобы защитить персонал, оборудование и стекла от повреждений.
2.3 Принцип работы
Автоматический робот для разгрузки стекла получает сигналы от верхнего обрабатывающего оборудования (например, стеклореза, кромкообрабатывающего станка, моечной машины). После завершения обработки стекла робот перемещается в заданное положение, и присоска опускается, соприкасаясь с поверхностью стекла. Вакуумная система создает отрицательное давление для стабильного присасывания стекла, затем поднимает, перемещает, вращает или переворачивает его в соответствии с заданной траекторией и, наконец, точно размещает стекло на конвейерной линии, технологической станции или в зоне хранения. Весь процесс выполняется автоматически без ручного вмешательства, обеспечивая высокую стабильность и повторяемость.
3. Обзор Glass Carrier
3.1 Определение и классификация
Стекловоз — это специальное транспортное средство, используемое для горизонтальной или вертикальной транспортировки листов стекла в производственном цехе. Он перемещается по фиксированной колее или гибкой наземной дорожке, перевозя рамы для стекла, стеллажи или конвейерные платформы для обеспечения эффективной циркуляции стекла между различными технологическими процессами.
К распространенным классификациям относятся:
- Рельсовый стекловоз : перемещается по встроенным направляющим, обеспечивает стабильную работу и высокую точность позиционирования, подходит для стационарных транспортных перевозок.
- Бесрельсовый стекловоз : имеет колесную или автоматизированную конструкцию, отличается гибкостью в выборе маршрута и подходит для сложных производственных площадок.
- Подъемный стеклоподъемник : оснащен подъемной платформой для адаптации к транспортным поверхностям различной высоты.
- Вращающийся держатель для стекла : поддерживает вращение на 360 градусов для обеспечения возможности стыковки в разных направлениях.
3.2 Основные конструктивные элементы
Кузов автомобиля и несущая платформа Изготовленная из высокопрочной стали с антидеформационной конструкцией, несущая платформа оснащена противоскользящими ковриками, защитными перегородками или специальными кронштейнами для стекла, чтобы предотвратить тряску и царапины во время транспортировки.
Система привода Приводимый в движение сервомоторами или двигателями постоянного тока с регулируемой частотой вращения, он отличается стабильной скоростью, низким уровнем шума и высокой мощностью. Он обеспечивает быстрое ускорение и замедление, а также точную остановку.
Система управления и навигации Рельсовые транспортные средства используют фотоэлектрическую или магнитную навигацию; безрельсовые транспортные средства AGV используют лазерную, визуальную или магнитную навигацию. Система управления поддерживает автоматическое планирование траектории, предотвращение столкновений с препятствиями и самодиагностику неисправностей.
Система безопасности и вспомогательная система Оснащен устройствами аварийной остановки, звуковой и световой сигнализацией, противоударными бамперами и датчиками положения для обеспечения безопасной эксплуатации в сложных условиях работы.
3.3 Принцип работы
Транспортер стекла получает инструкции по транспортировке от центральной системы управления или в ручном режиме. Он автоматически перемещается к погрузочной станции, стыкуется с роботом-разгрузчиком стекла или конвейерной линией и загружает стекло на платформу транспортера. Затем он движется по заданному маршруту к целевой станции, выполняет автоматическую разгрузку и возвращается в исходное положение, ожидая следующей инструкции. Весь процесс транспортировки является непрерывным, стабильным и эффективным, обеспечивая бесшовную связь между несколькими процессами.
4. Технические характеристики и преимущества
4.1 Преимущества автоматического робота для разгрузки стекла
Высокая эффективность и стабильность Робот работает непрерывно 24 часа без усталости, с фиксированным рабочим циклом и стабильным ритмом производства, что значительно повышает эффективность разгрузки по сравнению с ручной работой.
Высокая точность и бережное обращение Сервоуправление и вакуумная адсорбция обеспечивают точное позиционирование, предотвращая царапины на поверхности, сколы кромок и поломки, вызванные неправильной ручной обработкой.
Высокая адаптивность Подходит для стекла различной толщины (от 1 мм до 25 мм), размеров и типов, включая флоат-стекло, закаленное стекло, низкоэмиссионное стекло, многослойное стекло и стеклопакеты.
Улучшенные показатели безопасности Снижает риск ручного контакта со стеклом, что полностью исключает потенциальные несчастные случаи, такие как разбитие стекла и порезы.
Интеллектуальное и гибкое производство Поддерживает переключение между несколькими программами, быструю замену продукции и гибкое производство, адаптируясь к разнообразным потребностям в мелкосерийной обработке.
4.2 Преимущества держателя стекла
Большая грузоподъемность и надежная транспортировка. Способна перевозить как отдельные, так и несколько листов крупноформатного стекла, обеспечивая стабильную работу без тряски и гарантируя сохранность стекла при транспортировке на большие расстояния.
Бесперебойная связь с производственной линией Автоматизированная система стыковки стекла реализуется с помощью роботов-разгрузчиков, кромкообрезных станков, моечных машин, закалочных печей и линий по производству стеклопакетов, образуя замкнутую автоматизированную производственную систему.
Гибкая компоновка и высокая совместимость Рельсовые и безрельсовые конструкции могут быть адаптированы под площадь цеха и схему технологического процесса, обладая высокой совместимостью с различным оборудованием.
Низкие эксплуатационные расходы Сокращает количество рабочих, занимающихся погрузочно-разгрузочными работами, снижает затраты на рабочую силу, а также отличается низким энергопотреблением и низкими затратами на техническое обслуживание при длительной эксплуатации.
Экологически чистый и малошумный. Используется электропривод, обеспечивающий отсутствие выбросов выхлопных газов и низкий уровень шума при работе, что соответствует требованиям экологичных и интеллектуальных цехов.
5. Интегрированное применение в линиях по производству стекла
Сочетание автоматического робота для разгрузки стекла и устройства для транспортировки стекла образует интеллектуальную систему обработки, широко используемую на всех этапах глубокой обработки стекла:
Разгрузка линии резки стекла Робот автоматически выгружает нарезанные листы стекла и перемещает их на линию обработки кромок; стеклоподъемник транспортирует полуфабрикаты между технологическими процессами.
Окантовка стеклянных поверхностей и бельевая веревка После обработки краев и очистки робот выгружает стекло и помещает его на подставку для транспортировки в печь закалки или на линию нанесения покрытия.
Оборудование для линий закалки и нанесения покрытий Система обеспечивает автоматическую загрузку и выгрузку печей для закалки и оборудования для нанесения покрытий, гарантируя непрерывное и стабильное производство.
Линия по производству стеклопакетов Обеспечивает полную автоматизацию линии по перемещению стеклянных листов между этапами очистки, удаления пленки, наклеивания рамок и прессования.
Хранение и упаковка готовой стеклянной продукции Робот аккуратно укладывает готовое стекло в стопки, а транспортное средство доставляет его в зону упаковки или хранения, обеспечивая беспилотную логистику готовой продукции.
Благодаря интегрированному применению, линия по производству стекла обеспечивает автоматизированную обработку, высокоскоростное перемещение и отслеживание качества , что в целом повышает эффективность производства и процент годной продукции.
6. Эксплуатация, техническое обслуживание и управление безопасностью
6.1 Технические характеристики эксплуатации
Операторы должны пройти профессиональную подготовку и быть знакомы с функциями оборудования, настройками параметров и методами действий в чрезвычайных ситуациях. Перед началом работы необходимо проверить вакуумную систему, приводной механизм, датчик и предохранительное устройство. Во время работы запрещается заходить в рабочую зону робота и носителя. Эксплуатация оборудования должна осуществляться строго в соответствии с инструкцией по эксплуатации для обеспечения стабильной работы.
6.2 Ежедневное техническое обслуживание
Регулярно очищайте присоски, направляющие и детали трансмиссии; проверяйте вакуумное давление, цепь и воздушный контур; смазывайте движущиеся компоненты; своевременно заменяйте уязвимые детали, такие как присоски и датчики. Для предотвращения потери программы необходимо регулярно создавать резервные копии системы управления.
6.3 Управление безопасностью
Оборудование должно быть оборудовано полным комплектом средств защиты и предупреждающими знаками. Рабочая зона должна быть огорожена защитными ограждениями. Для обеспечения эффективной работы функций аварийной остановки, предотвращения столкновений и защиты от отказа вакуумной системы необходимо проводить регулярные проверки безопасности и устранение неисправностей.
7. Тенденции развития интеллектуального оборудования для обработки стекла.
С развитием интеллектуальных производственных технологий автоматические роботы для разгрузки стекла и устройства для транспортировки стекла развиваются в следующих направлениях:
7.1 Более высокий уровень интеллекта
Оснащенное алгоритмами искусственного интеллекта, машинным обучением и технологией объединения данных с нескольких датчиков, оборудование может самостоятельно определять типы стекла, оптимизировать траектории перемещения и адаптироваться к сложным условиям работы.
7.2 Повышение гибкости и сотрудничества
Будет шире использоваться коллаборативный робот, способный безопасно работать с рабочими без ограждений, что еще больше повысит гибкость производства.
7.3 Цифровое и сетевое управление
Благодаря использованию интернета вещей (IoT) и облачных платформ, оборудование обеспечивает удаленный мониторинг, диагностику неисправностей, прогнозирующее техническое обслуживание и сбор производственной статистики, поддерживая создание интеллектуальных заводов.
7.4 Большая нагрузка и более высокая скорость
Разработка крупноформатного и сверхтолстого стекла предъявляет более высокие требования к грузоподъемности и скорости работы погрузочно-разгрузочного оборудования.
7.5 Экологичный и энергосберегающий дизайн
Внедрение высокоэффективных двигателей, систем рекуперации энергии и облегченных конструкций позволит снизить энергопотребление и достичь целей по сокращению пиковых выбросов углерода и углеродной нейтральности.
8. Заключение
Автоматические роботы для разгрузки стекла и устройства для перемещения стекла являются ключевыми элементами интеллектуальной трансформации в отрасли глубокой обработки стекла. Они эффективно решают проблемы традиционной ручной обработки, такие как низкая эффективность, высокий процент повреждений и потенциальные угрозы безопасности, и обеспечивают предприятиям мощную поддержку в достижении высокоэффективного, высококачественного и экономичного производства. С непрерывным расширением рынка применения в стекольной промышленности и ускоренным развитием производственных технологий технический уровень оборудования для обработки стекла будет продолжать повышаться, а сфера его применения будет расширяться.