太阳能槽式发电真空集热管移载系统设计

2016-07-09 06:30张世超刘建生朱富良

制造业自动化 2016年5期

张世超，刘建生，朱富良，姜川，杨建

（1.北京机械工业自动化研究所，北京 100120；2.北京利玛环太科技有限公司，北京 100120）

太阳能槽式发电真空集热管移载系统设计

张世超1，刘建生2，朱富良2，姜川1，杨建2

（1.北京机械工业自动化研究所，北京 100120；2.北京利玛环太科技有限公司，北京 100120）

摘要：本系统是为太阳能槽式发电真空集热管自动排气线设计的，每次可以从车间物流小车上抓取8支集热管，通过水平和垂直方向的运动，自动移载到相应的排气台，并同时自动完成排气台烘箱盖的自动移载。系统主要由PLC、伺服控制器、伺服电机、低压电器等元件组成，实现对集热管、烘箱盖抓取和移载的手动/自动控制和保护。

关键词：太阳能槽式发电；真空集热管；移载；伺服控制器；PLC

0　引言

传统的太阳能真空集热管一般用于太阳能热水器，其体积比较小，质量都比较轻，人工即可装卸。而本课题所生产的太阳能真空集热管用于太阳能槽式发电站，玻璃外管直径为125mm，长度为4022mm，单管质量在30kg～35kg，靠传统的人工移载几乎是不可能的，而且很容易导致集热管损坏，本系统设计的目的就是提高工作效率和安全性。

1　系统概述

1.1机械结构及移载原理

移载机构主要由集热管移载机、烘箱盖移载机和导轨及框架组成，实现烘箱盖的的顺序入位和集热管的运输移载功能。两台移载机各成一体，独立动作，两套移载机共用一套导轨及框架机构。水平移动主要通过移载机上的电机驱动齿轮，齿轮咬合导轨上的齿条实现水平位移；移载机的升降动作主要通过电机驱动蜗杆升降机机实现。移载机由车体、吊架、抓取机构及动力机构组成，因集热管移载机和烘箱移载机移载的工件重量、功能、精度不同，在抓取机构的设计上和刚性结构设计上有所区别。移载机机械框图如图1（非完整框图）所示。

集热管移载机的移载控制过程为：零点位置（物料车上方）下降（垂直移载）→抓取待排气集热管→上升（垂直移载）→水平移载至“要管”排气工位→下降（垂直移载）→中停，调整尾管和电封炉的位置→下降（垂直移载）→集热管尾管进气囊，到位→抓取总成松开→上升（垂直移载）→水平移载至零点位置。

烘箱盖车的移载机的控制功能与集热管移载机的控制功能类似，实现烘箱盖的顺序入位，即按照人工发出的配对指令“取盖”—“要盖”，移载机将自动移至“取盖”排气工位上方，将该排气工位上的烘箱盖移载至指定的“要盖”排气工位的烘箱台面上。整个自动的移载过程主要动作为：水平移载至“取盖”排气工位→下降（垂直移载）→抓取烘箱盖→上升（垂直移载）→水平移载至“要盖”排气工位→下降（垂直移载）→烘箱盖到位，气缸松开→上升（垂直移载）→回到零点位置。