太陽能槽式發電真空集熱管移載系統設計

2016-07-09 06:30:12張世超劉建生朱富良

制造業自動化 2016年5期

張世超，劉建生，朱富良，姜川，楊建

（1.北京機械工業自動化研究所，北京 100120；2.北京利瑪環太科技有限公司，北京 100120）

太陽能槽式發電真空集熱管移載系統設計

張世超1，劉建生2，朱富良2，姜川1，楊建2

（1.北京機械工業自動化研究所，北京 100120；2.北京利瑪環太科技有限公司，北京 100120）

摘要：本系統是為太陽能槽式發電真空集熱管自動排氣線設計的，每次可以從車間物流小車上抓取8支集熱管，通過水平和垂直方向的運動，自動移載到相應的排氣臺，并同時自動完成排氣臺烘箱蓋的自動移載。系統主要由PLC、伺服控制器、伺服電機、低壓電器等元件組成，實現對集熱管、烘箱蓋抓取和移載的手動/自動控制和保護。

關鍵詞：太陽能槽式發電；真空集熱管；移載；伺服控制器；PLC

0　引言

傳統的太陽能真空集熱管一般用于太陽能熱水器，其體積比較小，質量都比較輕，人工即可裝卸。而本課題所生產的太陽能真空集熱管用于太陽能槽式發電站，玻璃外管直徑為125mm，長度為4022mm，單管質量在30kg～35kg，靠傳統的人工移載幾乎是不可能的，而且很容易導致集熱管損壞，本系統設計的目的就是提高工作效率和安全性。

1　系統概述

1.1機械結構及移載原理

移載機構主要由集熱管移載機、烘箱蓋移載機和導軌及框架組成，實現烘箱蓋的的順序入位和集熱管的運輸移載功能。兩臺移載機各成一體，獨立動作，兩套移載機共用一套導軌及框架機構。水平移動主要通過移載機上的電機驅動齒輪，齒輪咬合導軌上的齒條實現水平位移；移載機的升降動作主要通過電機驅動蝸桿升降機機實現。移載機由車體、吊架、抓取機構及動力機構組成，因集熱管移載機和烘箱移載機移載的工件重量、功能、精度不同，在抓取機構的設計上和剛性結構設計上有所區別。移載機機械框圖如圖1（非完整框圖）所示。

集熱管移載機的移載控制過程為：零點位置（物料車上方）下降（垂直移載）→抓取待排氣集熱管→上升（垂直移載）→水平移載至“要管”排氣工位→下降（垂直移載）→中停，調整尾管和電封爐的位置→下降（垂直移載）→集熱管尾管進氣囊，到位→抓取總成松開→上升（垂直移載）→水平移載至零點位置。

烘箱蓋車的移載機的控制功能與集熱管移載機的控制功能類似，實現烘箱蓋的順序入位，即按照人工發出的配對指令“取蓋”—“要蓋”，移載機將自動移至“取蓋”排氣工位上方，將該排氣工位上的烘箱蓋移載至指定的“要蓋”排氣工位的烘箱臺面上。整個自動的移載過程主要動作為：水平移載至“取蓋”排氣工位→下降（垂直移載）→抓取烘箱蓋→上升（垂直移載）→水平移載至“要蓋”排氣工位→下降（垂直移載）→烘箱蓋到位，氣缸松開→上升（垂直移載）→回到零點位置。