有机玻璃制模与脱模工序机械化方案设计

高大勇，刘 阳，姜琳琳

锦西化工研究院有限公司，辽宁 葫芦岛 125000

有机玻璃是以甲基丙烯酸甲酯为主体，用本体聚合方法制得的板状产品，主要用于飞机驾驶舱盖、舷窗玻璃及建筑业用窗玻璃、光学透镜等领域[1-2]。在有机玻璃生产制备过程中，制模与脱模是两个极其重要的生产工序，其工作效率直接影响有机玻璃制备的生产效率。目前，锦西化工研究院有限公司在有机玻璃生产中制模与脱模工序几乎完全靠人工操作，整体机械化程度低，人工成本大，生产效率较低。为解决这一问题，需进行机械化方案设计以提高生产效率。

1 有机玻璃制模环境及操作工艺

有机玻璃制模环境要求如下：

材料：硅玻璃；垫管，其中薄板用塑料管、厚板用橡胶管。制模室环境：温度30℃±2℃，相对湿度不高于60%，尘埃粒径不小于0.5μ 的颗粒数不超过5 000 个/2.83 升。压缩空气要求：压缩空气需经干燥器干燥，并经过滤器过滤。模型质量要求：合模前先检查硅玻璃表面，工作面不允许有水道、碱析、划痕、浆皮等；模型内应无清晰可见的杂质、绒毛、浆皮等。

有机玻璃制模操作工艺如下：将硅玻璃抬到制模台上，工作面朝上，由检验员用安全灯对硅玻璃进行检查，经检查合格后，把包覆有涤纶薄膜的胶管固定在硅玻璃边缘；把检查合格的另一块硅玻璃工作面朝下合在已围垫管的硅玻璃上；将上模板一边举起来，用压缩空气吹扫模型内部，吹扫完成后迅速合上模型；把垫管接头处微微拉开，将安全灯在模型下方来回缓慢移动，从垫管接头处目视检查模型内部的清洁度；把检查合格的模型抬到聚合车上，调整好垫管位置，上好弓形夹准备进入下一工序。

2 有机玻璃制模工艺操作程序改进方案

2.1 目前制模工艺操作程序

1） 硅玻璃经离子风刀玻璃清洗机清洗烘干进入制模室后，4 人将硅玻璃抬到制模台上，工作面朝上，检验人员用安全灯按规定进行检查，合格后把包覆有涤纶薄膜的垫管固定到玻璃四周边缘处；

2） 4 人把检查合格后另一块硅玻璃工作面朝下合在已围垫管的硅玻璃上；

3） 由2 人掐紧模型一边，对面2 人将模型上模板一边举起，吹风人员用压缩空气吹扫模型内部，吹扫后迅速合模；

4） 检验合格后，模型由6 人或8 人按层装入聚合车上，因聚合车层高不同，装车时存在或抬或举的动作，要配合一致小心操作，防止模型边角碰到聚合车造成碎裂伤人。

2.2 机械化制模工艺操作程序

改造后的机械化制模工艺操作如图1 所示。

图1 制模机械化工艺方案

改造后的机械化制模技术参数为：最大玻璃尺寸为4 200 mm×2 500 mm，而最小玻璃尺寸为1 800 mm×1 600 mm；玻璃厚度为8～12 mm；工作台高度为900±30 mm；3#翻转电机和3#吸盘臂升降电机均为伺服驱动；1#、2# 同步带输送为伺服电机；1#辊轮传送为伺服电机，其他为变频电机。其工艺操作程序如下：

1） 硅玻璃不翻转模式。第一片硅玻璃经离子风刀玻璃清洗机清洗烘干后进入1#双向传输定位台，经定位靠轮校正后，同步带升起将玻璃输送到4#合片输送段，4#合片输送段再整体向侧面移动800 mm，便于操作人员把包覆有涤纶薄膜的垫管固定到玻璃四周边缘处。固定好垫管后，操作者按完备按钮，4# 合片输送段再回移至原位置等待合片。

2） 硅玻璃翻转模式。第二片硅玻璃经离子风刀玻璃清洗机清洗烘干后进入1#双向传输定位台，经定位靠轮校正后，同步带升起将玻璃输送到2#同步带输送段，3#翻转臂系统工作将玻璃吸附到吸盘上（吸盘吸附硅玻璃的非工作面），等待翻转信号，此信号由垫条固定操作者发出（为安全考虑），接收到信号后翻转臂带动玻璃向上翻转约150°左右（向第一片硅玻璃位置翻转，与第一片玻璃合成模型，此时用压缩空气吹扫模型内部，吹扫完成后按合片按钮，第二片玻璃翻转180°落至垫管上，然后把垫管接头处微微拉开，将安全灯在模型下方来回缓慢移动，从垫管接头处目视检查模型内部的清洁度，检验合格后完成合模工序。

3） 装车过程。模型制备完成后，将模型由4# 合片输送段通过滚轴输送到5# 升降输送台；将6# 插入式升降台的胶辊插入到7# 聚合车层内，根据车层顶丝的高度调整6#插入式升降台胶辊的高度，让胶辊的高度略高于顶丝的高度；5#升降台根据6#插入式升降台胶辊的高度进行升降调整，并将模型传输到聚合车内，到达指定位置后，缓慢下降6#插入式升降台，将模型平稳放置到聚合车顶丝上，同时将6#插入式升降台从聚合车内部抽出来完成装车过程。

3 有机玻璃脱模工艺操作程序改进方案

3.1 目前有机玻璃脱模工艺操作程序

1） 将聚合后的有机玻璃聚合车推至脱模区域，准备好脱模台、有机玻璃板材运输车、硅玻璃洗涤车等；

2） 由6～8 人将有机玻璃从聚合车上逐块搬运至脱模台上，用撬刀将硅玻璃和有机玻璃分离，将上、下片硅玻璃分别摆放到两台洗涤车上，同时注意硅玻璃的工作面要朝向洗涤车车把方向，洗涤车上的硅玻璃经喷水淋湿、去除工作面浆皮等操作后再进入离子风刀清洗机进行模型制备[3-4]；

3） 将有机玻璃由4 人搬运至有机玻璃运输车上后，送往下一工序进行检验出厂，从而完成脱模过程。

3.2 机械化脱模工艺操作程序

改造后的工艺操作程序如下：

1） 将有机玻璃聚合车推运至脱模区域，将2#插入式升降台胶辊插入聚合车车层内，调整插入式升降台胶辊的高度，将有机玻璃抬离顶丝一定高度，使有机玻璃与聚合车分开；

2） 调整3#升降输送台高度，使升降台高度与2#插入式升降台胶辊高度相同，启动传输电机按钮，将有机玻璃传送到3#升降输送台上；

3） 调整3#升降输送台高度，保持与4# 带翻转臂输送台高度相同，启动传输电机按钮，将有机玻璃传输至4#带翻转臂升降台；

4） 有机玻璃上模具硅玻璃可以用吸盘吸附硅玻璃的非工作面，然后向上翻转90°，并将硅玻璃放置到洗涤车上（硅玻璃的工作面朝向洗涤车车把方向）；

5） 中间的有机玻璃可以用吸盘吸附放置到有机玻璃运输车上，送到质检进行检验；

6） 有机玻璃下模具硅玻璃由翻转臂向上翻转约60°（翻转台前段有防倾倒装置，防止在翻转过程中玻璃脱落），吸盘由顶部从翻转臂后方吸附下模具硅玻璃的非工作面，吸附后将玻璃提升脱离翻转台面，调整高度和吸盘角度，将硅玻璃放置到洗涤车上（硅玻璃工作面要朝向洗涤车车把方向）；

7） 将翻转臂翻平等待下一片玻璃翻转。

改造后的机械化脱模工艺操作方案如图2 所示，图3 为方案图中的K 向视图。

图2 脱模机械化工艺方案

图3 脱模机械化工艺方案K 向视图

在有机玻璃生产制备过程中，传统的有机玻璃制模、脱模工序工艺操作方式机械化程度很低，使得工人劳动强度大且工作效率低，在很大程度上影响和制约了有机玻璃的生产效率。通过对有机玻璃制模、脱模工序进行机械化改进，能够大幅度节约人力成本、降低劳动强度、提升生产效率，助力公司更快更好发展。