光伏玻璃加工工序分析

王飛++王文堂++王海東

摘 要：在光伏玻璃的加工過程中，包含著長邊、短邊，以及四個(gè)安全角（四個(gè)玻璃直角）的研磨。根據(jù)研磨設(shè)備的不同，研磨的工作方式有兩種：一種為氣缸動(dòng)作，程序控制電磁閥，電磁閥連帶氣缸，最終控制磨頭電機(jī)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)研磨；另一種是程序控制一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)，平臺(tái)移動(dòng)的位置由伺服電機(jī)控制，通過平臺(tái)的精確移動(dòng)帶動(dòng)平臺(tái)的氣缸和磨頭電機(jī)動(dòng)作。兩種方式各有利弊，歸根到底就是設(shè)備成本的不同。伺服倒角設(shè)備雖然價(jià)格昂貴，但其設(shè)備折舊率低、成本回收快，在連續(xù)生產(chǎn)過程中應(yīng)用廣泛。

關(guān)鍵詞：臺(tái)達(dá)伺服； 氣缸； PLC； 觸摸屏

光伏玻璃是一種透射率非常高的玻璃，主要應(yīng)用在太陽能發(fā)電系統(tǒng)。光伏玻璃可分為晶體硅光伏玻璃和薄膜光伏玻璃兩大類。兩者的主要區(qū)別是利用光能轉(zhuǎn)換電能的原理不同，且轉(zhuǎn)化率不同。

光伏玻璃的生產(chǎn)過程主要包括原材料配置、窯爐的熔制、成型、退火和后加工等步驟。

1 加工工序的簡介

光伏玻璃加工工序包括：原片切割、短邊研磨、長邊研磨、安全角研磨、清洗干燥、鋼化和鋼化清洗等。

（1）玻璃切割是玻璃深加工過程中的第一道工序，也是要求最嚴(yán)格的工藝。在大型生產(chǎn)企業(yè)，玻璃的的切割是在冷端成型工序完成的，切割過程采用優(yōu)化切割裝置完成。

（2）倒角是玻璃研磨的一部分，是將完成四邊研磨的玻璃進(jìn)行四個(gè)角的研磨，目的：一、安全需要；二、尺寸要求精確。

2 倒角分析

2.1 目前行業(yè)主流的倒控制角模式一般有兩種

第一種是氣缸控制模式。該模式中主傳動(dòng)方向的進(jìn)退由氣缸控制，相比于伺服而言沖擊力太大（對壓縮空氣的要求較高）。由于受壓縮空氣的氣壓大小限制，力度難控制，這就容易導(dǎo)致玻璃崩角或者玻璃碎裂，尤其是在上下皮帶壓負(fù)玻璃的輸送帶出現(xiàn)皮帶松弛變形沒有壓緊的情況下，過大的沖擊力容易將玻璃撞歪，導(dǎo)致倒角或大或小及批次倒角不穩(wěn)定等現(xiàn)象的產(chǎn)生，從而降低了玻璃成品率，導(dǎo)致玻璃生產(chǎn)成本流失。但是氣缸控制模式結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，而且該模式經(jīng)過多年的不斷改進(jìn)，已經(jīng)較為成熟穩(wěn)定，能夠滿足一般低端客戶的需求。

第二種是伺服系統(tǒng)控制模式。該模式采用精密絲杠傳動(dòng)的平臺(tái)控制倒角磨輪運(yùn)動(dòng)，在伺服控制平臺(tái)精確的前后運(yùn)行帶動(dòng)下，完成玻璃的倒角。主方向由伺服控制，與玻璃傳動(dòng)的速度保持一致，當(dāng)絲杠控制平臺(tái)位置勻速接近玻璃角，二者速度完全一致時(shí)，程序啟動(dòng)氣缸帶動(dòng)磨輪開始倒角。根據(jù)對玻璃倒角需求的不同，主方向伺服在倒角時(shí)需要做插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)（根據(jù)研磨角的大小要求追趕的時(shí)間不同）。磨頭處有定位擋塊輪（尼龍輪），確保研磨角的斜度。采用伺服控制模式相對于汽缸控制模式有很大的優(yōu)勢。

2.2 玻璃倒角的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

該倒角系統(tǒng)是一套獨(dú)立的裝置，從硬件機(jī)構(gòu)到電氣系統(tǒng)都是獨(dú)立運(yùn)行的。

2.3 玻璃倒角系統(tǒng)硬件配置（見表1）

3 玻璃倒角的工藝實(shí)現(xiàn)

在傳動(dòng)過程中，對玻璃的前角和后角進(jìn)行倒角。設(shè)備進(jìn)口處安裝有檢測開關(guān)（接近開關(guān)，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的通斷），當(dāng)檢測有玻璃通過時(shí)，向PLC傳送一個(gè)通斷信號(hào)，PLC開始計(jì)算長度及時(shí)間，當(dāng)達(dá)到設(shè)定倒角長度時(shí)啟動(dòng)伺服開始做跟隨，伺服傳動(dòng)的線速度略小于主傳動(dòng)線速度，計(jì)算距離接近玻璃角時(shí)，兩者速度此時(shí)保持一致，隨即啟動(dòng)PLC輸出點(diǎn)給氣缸帶動(dòng)磨輪倒角。倒角時(shí)需要保持磨輪的外邊緣始終與倒角線相切，切線方向與X軸方向成45°角。此外，在磨輪周圍安裝了六個(gè)尼龍輪擋塊，進(jìn)一步保證安全角的斜度。

當(dāng)前角倒角完成后，氣缸收回，伺服快速回到原點(diǎn)位置，等待后角倒角，工作過程與倒磨前角一樣，不同的是伺服傳動(dòng)的線速度略大于主傳動(dòng)速度，需要注意的是，南北兩側(cè)是同時(shí)進(jìn)行倒角的。

磨輪處有六個(gè)小靠輪裝置保證從各個(gè)方向靠近磨輪時(shí)，研磨的角度都是45°。所以安裝時(shí)必須保證安裝精度。另外，設(shè)置參數(shù)時(shí)要考慮到兩側(cè)的倒角量。 倒角系統(tǒng)硬件連接圖：

本系統(tǒng)中，南北兩側(cè)在細(xì)微調(diào)整時(shí)也是可以分開調(diào)整時(shí)間參數(shù)的。注意：檢測玻璃長度的傳感器是接近開關(guān)，固定裝置上有一個(gè)行程輪跟隨玻璃轉(zhuǎn)動(dòng)。隨著玻璃的進(jìn)出，連帶接近開關(guān)的通斷。通過接近開關(guān)的通斷延時(shí)量，PLC計(jì)算出玻璃長度。所以在觸摸屏上設(shè)定參數(shù)非常重要，以便確保倒角動(dòng)作與主傳動(dòng)保持同步進(jìn)行。

4 總結(jié)

隨著光伏行業(yè)的發(fā)展，光伏發(fā)電在各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用。與此同時(shí)，對光伏玻璃的質(zhì)量品質(zhì)的要求也越來越高。從設(shè)備制造和加工工藝出發(fā)，不斷的提高設(shè)備的性能和自動(dòng)化水平，必將提高玻璃加工的品質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

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