王 磊，陳承新，周 輝，王開西，王之洋，孫高偉

(蚌埠凱盛工程技術有限公司,蚌埠 233010)

隨著碳達峰碳中和的推進，國家對光伏產業(yè)的支持力度越來越高，光伏產業(yè)有著前所未有的發(fā)展勢頭。蓋板玻璃深加工生產線主要是對蓋板原片玻璃進行一系列的深加工工藝，其產能要求最為重要，需要各個工藝設備和連線輥道的協(xié)同配合。為提高自動化程度，節(jié)省人工成本，提高工作效率，生產線采用自動化連線控制系統(tǒng)，能動態(tài)協(xié)調各加工設備及各段連線輥道的生產節(jié)拍與速度，以實現(xiàn)各單體設備間的產能匹配，并能夠最大程度的實現(xiàn)產能最大化。

1 工藝流程

早期的深加工生產線，玻璃是橫向進入鋼化爐的，主要特點是鋼化爐產量大。橫向進入鋼化爐最大的缺點是生產出來有大小頭傾向，即鋼化后的玻璃兩個長邊尺寸不同，最大相差1 mm左右，不能滿足玻璃的尺寸精度要求。主要原因是玻璃進入鋼化爐后，玻璃頭部和尾部在鋼化爐內加熱時有差別，導致玻璃頭部和尾部的溫度不同，在出爐鋼化時，收縮量不同。采用縱向運輸方式后，由于玻璃短邊尺寸較小，相對來說，大小頭尺寸差就小，更容易滿足玻璃精度要求。因此，目前大部分廠家均采用縱向運行的方式。

蓋板玻璃深加工生產線主要包括上片單元、磨邊機、邊角檢測、清洗機、鍍膜機組、鋼化爐、下片單元(含鋪紙機)、連線輥道及控制系統(tǒng)。連線輥道貫穿于各個工藝設備之間，起到承接和傳輸?shù)淖饔?，各工藝設備和連線輥道之間按照一定的工藝要求排布。圖1所示為蓋板玻璃深加工生產線工藝流程圖[1]。

2 方案布置

按照生產線產量最大化原則，蓋板玻璃深加工生產線目前更多采用60 m鋼化爐，鋼化前采用3條預處理線，鋼化后合并為1條主線，玻璃最大規(guī)格2 600 mm×1 400 mm,最小玻璃規(guī)格1 644 mm×985 mm，玻璃厚度1.6～4 mm，產能計算玻璃加工規(guī)格按2 200 mm×1 100 mm×2 mm來計算，單座鋼化爐正常生產按每天22 h，年工作日按350 d計算，單套蓋板玻璃深加工生產線年產能大約為1 643萬m2/年。

3 生產線的組成

蓋板玻璃深加工生產線主要包括上片單元、磨邊機、邊角檢測、清洗機、鍍膜機組、鋼化爐、下片單元(含鋪紙機)、連線輥道及控制系統(tǒng)。

3.1 上片單元

早期的深加工生產節(jié)拍較慢，多采用上片機進行上片。上片機通過吸盤將玻璃架子上垂直放置的玻璃轉換為水平放置。隨著產量的要求越來越高，對生產節(jié)拍要求越來越高。目前上片單元更多采用機械手上片，主要包括機械手、吸盤組件、旋轉跺位，護欄等，上片機械手更多的采用上放板的方式，上片周期最快可以達到9.5 s/片。旋轉跺位包含2個工位，當?shù)谝粋€工位玻璃全部抓完后，可以迅速旋轉180°，實現(xiàn)第二工位的連續(xù)抓取，可以最大程度的減少換跺的時間。

3.2 磨邊機

目前主流的磨邊方式為先磨短邊再磨長邊(長邊帶倒角裝置)。磨邊機由短邊磨邊機組、轉向臺、長邊磨邊機組、倒角裝置等組成，整條生產線具有粗磨、精磨、倒安全角等一次通過成型功能[2]。

早期的磨邊機磨邊速度低且磨邊質量差，容易產生崩邊、缺角、崩角、亮邊、焦邊等缺陷，且磨邊機的故障率非常高，對產能有較大的影響。隨著技術的不斷提升，磨邊機的速度和磨邊質量都有了質的提升，目前市面上最快的磨邊機速度可以做到18～22 s/片，且磨邊質量較之前有了較大的提升。

3.3 邊角檢測裝置

早期光伏深加工生產線是沒有邊角檢測裝置的，只能通過人眼來觀察，很難發(fā)現(xiàn)細微的缺陷。目前隨著視覺技術的不斷提升，邊角檢測裝置也慢慢的應用到了光伏深加工。邊角檢測可以檢測玻璃的破損、裂紋、崩邊、缺角、崩角、亮邊、焦邊、邊部破片、邊部裂片等缺陷，漏檢率小于0.5%，誤檢率小于0.5%。產線中一旦檢測出有玻璃有缺陷，檢測裝置會向連線輥道設備發(fā)出信號，連線輥道會進行自動排廢功能。

3.4 清洗機

光伏蓋板玻璃生產線清洗機主要包括鍍膜前清洗機和包裝前清洗機。鍍膜前清洗機對清洗潔凈度要求較高，不良的清洗潔凈度，會對后續(xù)鍍膜質量產生較大的影響，進而影響產品質量。評價玻璃清洗效果一般使用光學接觸角測量儀進行水滴角測試[3]。目前鍍膜前清洗機的清洗速度最快可達18 m/min，清洗潔凈度15°～20°。 包裝前清洗機位于鋼化后的主線，對風干要求較高，不良的風干效果會影響后面的鋪紙效果，容易使玻璃發(fā)霉，目前包裝前清洗機的清洗速度最快可達45 m/min，清洗潔凈度15°～20°。

3.5 鍍膜機組

鍍膜機組由預熱段、輸送機(過渡段、流平段)、鍍膜機、高溫烘干段組成。鍍膜機組是將磨邊、清洗檢驗合格的玻璃原片，送入AR膜鍍膜機，玻璃板經預熱后通過輥涂鍍膜機在其絨面上涂覆一層AR膜，再經過膜層固化、鋼化處理，從而使光伏玻璃在有效波長范圍內透過率在原片透過率的基礎上提高，以滿足太陽能電池組裝廠家對光伏玻璃透過率的要求。目前雙層鍍膜的應用越來越多，雙層膜的透光率比單層膜的高0.2%～0.3%，且耐候性好。

預熱段主要將玻璃表面進行加熱，增加鍍膜后鍍膜液在玻璃表面的流動性，提高鍍膜質量。固化爐主要是對鍍膜后玻璃表面的鍍膜機進行固化處理，目前鍍膜機鍍膜周期可以達到6片/min。

3.6 鋼化爐

鋼化爐主要由上片段、加熱段、急冷鋼化段、冷卻段、下片段、風機系統(tǒng)及相應控制系統(tǒng)組成。上片段將前工序的玻璃片排隊輸進鋼化爐，加熱段將玻璃加熱至軟化點，急冷鋼化段將加熱爐出來的高溫玻璃急速冷卻，使玻璃表面及內部產生壓應力及拉應力達到鋼化效果，冷卻段使玻璃溫度進一步降低以便進入下一工序。表1為60 m連續(xù)鋼化爐產能數(shù)據表

表1 60 m連續(xù)鋼化爐產能數(shù)據表

3.7 下片單元

下片單元主要由下片輥道、機械手、吸盤、鋪紙機以及控制系統(tǒng)組成。包裝清洗后的成品玻璃自動從生產線下片，并按要求的片數(shù)進行整齊堆垛，每片玻璃之間鋪放專用防霉紙。

下片輥道主要對玻璃基板進行定位，多采用長邊側阻擋定位，短邊側MD測量，保證機械手每次抓取玻璃時都能在同一位置。下片機械手常采用下取板方式，下片堆垛精度可到±1 mm，成品下片不能有破損、劃傷、堆垛不齊，合格率≥99.5%，下片周期可到9.5 s/片。鋪紙機采用水平牽引式，卷筒紙水平鋪紙，紙張類型不低于35 g，鋪紙機在每層玻璃之間鋪上防霉紙，鋪紙機一般采用雙工位，鋪紙機堆垛工位堆垛完成后，可自動轉換到另一鋪紙工位堆垛，實現(xiàn)不間斷下片堆垛，鋪紙機重復送紙機構的精度為±0.2%，紙張四邊均多出玻璃四邊3～5 mm，鋪紙周期可到9.5 s/片。

3.8 連線輥道及控制系統(tǒng)

連線輥道設備主要包括過渡輥道、定位輥道、加速輥道、減速輥道、儲片裝置、排距輥道、立交轉向輥道等。采用3條預處理線合并成一個鋼化爐布置方式，過渡輥道主要用于傳輸玻璃基板，起到中間過渡作用；定位輥道主要對玻璃機械居中定位，主要布置在對定位要求較高的工藝設備前面；加速輥道主要用于拉開玻璃板之間的間距，為前面玻璃基板的立交、儲片動作節(jié)約時間。減速輥道主要用于將玻璃基板速度降下來，以適應后續(xù)工藝對速度的要求；儲片裝置主要對玻璃基板進行臨時存儲，當上游設備出現(xiàn)故障停機維護時，儲片裝置可以為下游提供玻璃基板，保證下游生產的連續(xù)性，當下游設備出現(xiàn)故障維護時，儲片裝置可以繼續(xù)儲存上游的玻璃，保證上游生產的連續(xù)性；排距輥道主要對進入鋼化爐的玻璃基板進行等間距排列，實現(xiàn)最大鋼化產能。

控制系統(tǒng)對連線的主要工藝參數(shù)和關鍵工藝操作進行調節(jié)和監(jiān)控，能實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)，故障及時報警，人機交互頁面友好，操作靈活，運行可靠，抗干擾能力強，每條深加工連線分為若干個區(qū)，每個區(qū)的人機交互電腦(PC)布置在相應區(qū)段的生產線附近，該電腦能夠控制所在區(qū)域所有連線設備執(zhí)行元器件的狀態(tài)，能夠顯示所有能夠采集到的傳感器的狀態(tài)，能夠切換所在區(qū)的生產模式，比如手動模式或自動模式，自動模式用于顯示基板流動信息、輥道間信號交互、當前輥道的運動狀態(tài)等，手動模式用于調試、維護、保養(yǎng)等，此外還能夠顯示報警信息，用戶登錄等操作[4]。圖2所示為連線輥道控制系統(tǒng)界面。

4 結 論

該文介紹了光伏蓋板玻璃深加工生產線的工藝流程，并重點介紹了深加工生產線的工藝設備和連線輥道的技術和相關參數(shù)，為深加工連線設備布置和生產工藝提供一定指導。