背景
太陽能光伏發(fā)電是一種綠色清潔能源，近年來飛速發(fā)展。光伏玻璃作為制造太陽能光伏電池組件必不可少的重要原材料，其生產(chǎn)制造技術(shù)及配套生產(chǎn)加工設(shè)備也在不斷創(chuàng)新和進(jìn)步。光伏玻璃主要用于光伏組件的透光面板，覆蓋在光伏組件上的光伏玻璃經(jīng)過鍍膜后，可以確保有更高的光線透過率，同時經(jīng)過鋼化處理的光伏玻璃具有更高的強(qiáng)度，可以使太陽能電池片承受更大的風(fēng)壓及較大的晝夜溫差變化。因此光伏玻璃的質(zhì)量以及加工工藝是決定光伏組件使用壽命及光電轉(zhuǎn)換效率的重要因素。
隨著近年來雙玻光伏組件在發(fā)電效率、使用壽命等多方面的優(yōu)勢，其市場占有率逐步提高并開始廣泛應(yīng)用于各種光伏發(fā)電系統(tǒng)，客觀上也促進(jìn)了光伏玻璃背板打孔技術(shù)的發(fā)展。因為常規(guī)的光伏電池組件僅蓋板使用光伏玻璃，而雙玻組件的蓋板和背板都使用光伏玻璃，而背板光伏玻璃必須在特定位置打孔才能把光伏電池組件的電流導(dǎo)線引出到接線盒。因此光伏玻璃背板打孔成為深加工生產(chǎn)中必不可少的一道工序。
光伏玻璃打孔工藝選擇
光伏玻璃最初的的打孔方式為機(jī)械鉆孔工藝，但是隨著技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步以及對生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高，激光打孔逐漸成為目前行業(yè)內(nèi)首選的打孔工藝。
機(jī)械打孔方式是使用專用玻璃鉆孔機(jī)，采用上、下兩個專用鉆頭同時鉆孔的方法來實現(xiàn)。這種鉆孔方式容易在玻璃孔邊緣形成微裂痕、崩邊破損等缺陷，使切割邊緣的強(qiáng)度降低，并且隨著玻璃板厚度越來越薄，切割時所造成的小裂紋也會增多，嚴(yán)重影響打孔的品質(zhì)。除此之外，機(jī)械鉆孔方式對鉆頭損耗嚴(yán)重，正常生產(chǎn)時，對于鉆頭打磨修復(fù)工作量很大，而且對工人操作經(jīng)驗水平要求高。因此，對于產(chǎn)品切割邊緣的加工質(zhì)量要求不高的玻璃產(chǎn)品可以采用機(jī)械打孔的生產(chǎn)工藝。
在目前光伏行業(yè)對玻璃加工質(zhì)量要求越來越嚴(yán)的形勢下，需要更為精密、細(xì)致的加工方法。激光打孔技術(shù)憑借其較高的加工質(zhì)量和成熟的工藝，近幾年被廣泛應(yīng)用到光伏玻璃深加工連續(xù)生產(chǎn)線中。
激光打孔過程是激光和物質(zhì)相互作用的熱物理過程，它是由激光光束特性（包括激光的波長、脈沖寬度、光束發(fā)散角、聚焦?fàn)顟B(tài)等）和物質(zhì)的諸多熱物理特性決定。激光打孔是最早達(dá)到實用化的激光加工技術(shù),也是激光加工的主要應(yīng)用領(lǐng)域之一。硬度大、熔點高的材料傳統(tǒng)的加工方法已不能滿足某些工藝要求。這一類的加工任務(wù)用常規(guī)機(jī)械加工方法很困難，有時甚至是不可能的，而用激光打孔則不難實現(xiàn)。激光束在空間和時間上高度集中，利用透鏡聚焦，可以將光斑直徑縮小到微米級從而獲較高的激光功率密度。
激光打孔機(jī)與傳統(tǒng)打孔工藝相比，具有以下優(yōu)點：
（1）激光打孔速度快,效率高,經(jīng)濟(jì)效益好。
（2）激光打孔可獲得大的深徑比。
（3）激光打孔可在硬、脆、軟等各類材料上進(jìn)行。
（4）激光打孔無工具損耗。
（5）激光打孔適合于數(shù)量多、高密度的群孔加工。
（6）用激光可在難加工材料傾斜面上加工小孔。
（7）激光打孔對工件裝夾要求簡單，易實現(xiàn)生產(chǎn)線上的聯(lián)機(jī)和自動化。
（8）激光打孔易對復(fù)雜形狀零件打孔，也可在真空中打孔。
由于激光具有高能量，高聚焦等特性，使得硬度大、熔點高的材料也容易加工。并且激光打孔工藝通過非接觸式的方法，避免了機(jī)械沖擊對于光伏玻璃這種易碎材料良品率的影響，逐漸成為光伏玻璃行業(yè)的主要生產(chǎn)工具。
激光打孔設(shè)備組成
1.設(shè)備組成
光伏玻璃在線激光打孔設(shè)備是光伏玻璃深加工連續(xù)生產(chǎn)線的一部分，是光、機(jī)、電一體化設(shè)備，主要由加速輸送臺、進(jìn)料輸送臺（含旋轉(zhuǎn)裝置和涂液裝置）、激光打孔機(jī)、出料輸送臺（含旋轉(zhuǎn)裝置和破孔裝置）組成。可加工2～6mm厚度光伏玻璃。
其中激光打孔機(jī)是該工序的核心設(shè)備，一般由五大部分組成：激光器、電氣控制系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)、投影系統(tǒng)和三維移動工作臺，這五個組成部分相互配合完成打孔任務(wù)。激光器負(fù)責(zé)產(chǎn)生激光光源，電氣控制系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)對激光器供給電源和控制激光輸出，光學(xué)系統(tǒng)是將激光束精確地聚焦到光伏玻璃的加工部位上。
2.工藝流程
打孔工序的工藝流程為：加速分離→旋轉(zhuǎn)/涂液→進(jìn)料→CCD視覺定位→激光打孔→出料→旋轉(zhuǎn)/破孔檢測。
玻璃經(jīng)過前工序清洗干燥后，輸送至加速輸送臺，加速輸送臺將玻璃加速分離，拉大玻璃間距，為后續(xù)打孔留出時間間隔，加速輸送后玻璃進(jìn)入進(jìn)料輸送臺。
在進(jìn)料輸送工位，下方的旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)將玻璃抬起并旋轉(zhuǎn)90度，同時氣缸驅(qū)動定位機(jī)構(gòu)對玻璃進(jìn)行6點定位，同時涂液裝置對玻璃打孔部位進(jìn)行涂液，玻璃完成涂液后通過皮帶進(jìn)行高速傳輸?shù)郊す夤ぷ髋_打孔位置。
玻璃在激光工作臺打孔位置通過CCD視覺系統(tǒng)抓拍，并判斷產(chǎn)品位置與姿態(tài)，完成精準(zhǔn)定位，激光打孔機(jī)結(jié)合測距數(shù)據(jù)，對玻璃進(jìn)行打孔。打孔完成后，傳送皮帶將玻璃高速傳輸至出料輸送臺工位，旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)將玻璃抬起并旋轉(zhuǎn)90度，同時進(jìn)行破孔檢測后向后輸送，完成打孔。
結(jié)語
隨著科技的進(jìn)步和時代的發(fā)展，新能源發(fā)展前景廣闊。我國光伏產(chǎn)業(yè)近幾年來經(jīng)歷了緩慢-快速-爆炸式的開展過程，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，無論在核心技術(shù)、產(chǎn)品制造、設(shè)備，還是在市場開發(fā)、安裝與效勞等方面，都具有了一定自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)業(yè)鏈，有些已到達(dá)國際領(lǐng)先水平，在國際市場上占有舉足輕重的地位。隨著雙玻組件市場需求量的增長和市場占有率的升高，激光打孔技術(shù)在光伏玻璃上的應(yīng)用也將不斷升級。光伏玻璃激光打孔設(shè)備和技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，對光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重大意義。
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