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摘要:近些年,随着节能减排和资源和谐型社会的提出,减少煤炭的使用量,环保能源成了现今的宠儿。太阳能,因其获取简单,储存技术成熟,成为了目前最受欢迎的能源,也正是因为如此,在近些年,我国太阳能电池板的产量惊人。惊人的增量也使其相关封装材料和技术的研究受到了广泛的关注和研究。本文简要介绍太阳能电池板的封装技术、封装原料以及材料在生产中的缺陷,并介绍一种包装传送设备以及其优化。
关键词:太阳能;EVA;包装传送;全自动;运输注意事项
1.引言
近年来,随着我国经济的快速发展和转型从高能耗到高技术含量的转变、人们对生活环境和质量的要求越来越高等因素,寻找新能源用于取代化石能源成为了众多科研院所和企业的重点科研项目。从目前来看,太阳能因其完全无污染、资源充足,技术相对成熟、简单、应用面广等优点,受到了广泛的关注和认可。因此,在近十年来,我国太阳能应用设备的生产量也是成指数形式递增。其中,尤以太阳能电池板的产量增速最快,太阳能电池按材料可分为晶硅太阳能电池(包括单晶硅和多晶硅)、硅基薄膜太阳能电池、化合物半导体薄膜太阳能电池和光电化学太阳能电池等。其中晶硅太阳能电池已工业化生产,并占据了大部分市场份额。但是,太阳能电池板由于其自身特点,不能直接暴露在阳光、雨水等环境中。尤其是聚合物太阳能电池对氧气、水极其敏感【1】,因此在实际的应用中,需要将太阳能电池板与外界环境隔离,对太阳能电池板进行封装才能投入使用。目前,太阳能电池板一般采用EVA材料(乙烯醋酸乙烯共聚物)作为封装材料。这种材料基本满足太阳能电池板对封装材料的要求。但EVA薄膜具有易老化、难运输、重量大等问题,因此对生产、运输提出了挑战。
2.目前EVA薄膜生产现状
目前,国内EVA胶膜生产设备主要依靠进口,在成品生产过程中大多都是由电脑控制,生产效率高,人为操作少。但是在产品的包装、生产线和库房之间的传送之间并没有与之配套的设备。现在主要是依靠工人将冷却成型后的胶膜从收料平台上抬下整理好,到一定数量后用叉车运到包装区,工人在在封口机上封口,再抬到电子称上称重。这种生产方式存在以下问题:
1)生产效率低,每小时包装量仅能达到30卷左右,影响产线的整体效率;
2)容易污染,EVA有附着性,工人、叉车搬运和包装容易使其与地面灰尘接触,影响使用时的效果;
3)误差大,所有工序都是靠人工,产生误差的机率大
4)耗费人工,由于成卷的材料质量大,从下线开始需要多个工人协同工作,浪费人力资源和生产费用。
3 设计思路及重要设备组成
随着EVA胶膜需求的增加和设备自动化程度的逐步提高,EVA生产线也将最终走向完全自动化。
目前,我国生产厂家常用的生产模式是人机结合,即:生产阶段,使用自动生产线,加快生产效率,降低生产成本;包装阶段由于还没有合适的对接装置,目前还采用工人包装、称重、搬运装车。但采用此方式存在的问题正如上文所提,包装效率低,每小时的生产效率只能维持在30卷左右,直接影响到产线整体的产出。因此,EVA胶膜生产厂家急需要一种可以与产线直接对接的全自动EVA胶膜运输和包装设备来满足产量的需求以及应对未来的需要。为了实现上述目的,我公司根据长时间的设计和试验设计了一种EVA胶膜输送线,该输送线可以满足产线与成品包装、称重、传送过程的无缝对接,满足生产线全自动改造的要求,提高生产效率,降低工人劳动强度与工人数量。
EVA胶膜包装传送设备主要由三部分组成,分别是:产线与包装设备对接的AVG移载设备、自动运输线以及自动称重机构。
3.1AVG自动移载设备
自动引导车辆(AVG)是一种装有自动引导装置的,可以按照预先规划设定好线路移动物料的保运车辆,这种设备在上世纪80年代便引入中国,技术成熟,在机械、纺织、造纸、电子等劳动密集型产业中已经得到了广泛的应用,是这些行业全自动流水线改造、建立现代化物流管理系统及立体化仓库中不可缺少的组成部分。与传统的物流系统相比,AVGS系统具备节省空间,搭建方便,具有良好的移动性和柔韧性等优点。因此,本设计中在成品胶膜的传递工序选择该系统。
一定数量的AVG在地面基建的支持下,设定好的路线传送物料,即构成AVGS系统。AVG由车体、行走机构、移动承载机构、车辆控制系统、通讯系统、安全及辅助系统构成【4】
3.2自动称重装置
如今,传感器技术发展迅猛,自动称重装置就是利用重力传感器和气缸的配合,在物料通过时,气缸将物料托举起来,然后物料下压到重力传感器,传感器将重力信号转化为电信号,通过通讯系统传送给控制终端。控制终端对电信号进行甄别判断,若符合预设要求,即反馈给称重装置放行物料进入下一阶段;若判断结果不符合预设要求,反馈给称重装置拦截物料,等待下一步返工。
在该装置中,重力传感器是核心部件。在传感器的安装时最重要的一点在于水平方向上需要严格要求,否则所称得结果存在偏差,起不到预想效果。
3.3自动运输线
本设备的自动运输线是一种通过链轮和链条作为传动工具,有电机提供动力的设备。该运输线在本设备中起到了载体的作用,运输、包装、称重过程都是集成在该自动运输线上的。在安装时,需要注意链条和链轮之间的连接,不能发生打滑、过松等现象。
4一种EVA产线包装传送设备设计
一种EVA胶膜输送线,包括用于取料的AVG移载设备、自动输送线和自动称重机构、自动翻转装置以及自动包装机构等五部分,AVG移载设备连接自动输送线,自动称重机构设置于自动输送线上,AVG移載设备包括铺设在地面的导向磁条和连接于导向磁条上的取放料装置,取放料装置包括机架,设置在机架上靠近自动输送线一侧的内取料减速电机和设置在机架上靠近外侧的外取料减速电机,所述内取料减速电机和外取料减速电机的主轴分别连接与主轴垂直方向设置的内取料臂和外取料臂,内取料臂和外取料臂上垂直连接内取料杆和外取料杆。AVG移载设备与自动输送线之间还设置有用于将胶膜卷送入自动输送线的自动翻转装置;自动翻转装置包括机架、V型平台和气缸,所述V型平台的开口朝上设置并且下部通过铰链连接于机架上,所述气缸设置于V型平台上并且气缸的顶杆连接V型平台的一侧,V型平台上还设置有重力感应器;自动输送线包括架体、设置于架体两端的链轮和套设在两端链轮上的环形链条,链条上设置有用于放置胶膜卷的工装板。;自动称重机构包括称重传感器和气缸,所述称重传感器和气缸均设置与工装板的间隙之间;自动输送线上在自动称重机构的后方还设置有自动封口机构,自动封口机构包括支架、设置于支架侧面的两个撑紧机构和撑紧气缸,所述撑紧气缸连接撑紧机构,自动封口机构还包括压板和封口机,压板设置于封口机的侧边;自动输送线上在自动封口机构的后方还设置有放料台。
关键词:太阳能;EVA;包装传送;全自动;运输注意事项
1.引言
近年来,随着我国经济的快速发展和转型从高能耗到高技术含量的转变、人们对生活环境和质量的要求越来越高等因素,寻找新能源用于取代化石能源成为了众多科研院所和企业的重点科研项目。从目前来看,太阳能因其完全无污染、资源充足,技术相对成熟、简单、应用面广等优点,受到了广泛的关注和认可。因此,在近十年来,我国太阳能应用设备的生产量也是成指数形式递增。其中,尤以太阳能电池板的产量增速最快,太阳能电池按材料可分为晶硅太阳能电池(包括单晶硅和多晶硅)、硅基薄膜太阳能电池、化合物半导体薄膜太阳能电池和光电化学太阳能电池等。其中晶硅太阳能电池已工业化生产,并占据了大部分市场份额。但是,太阳能电池板由于其自身特点,不能直接暴露在阳光、雨水等环境中。尤其是聚合物太阳能电池对氧气、水极其敏感【1】,因此在实际的应用中,需要将太阳能电池板与外界环境隔离,对太阳能电池板进行封装才能投入使用。目前,太阳能电池板一般采用EVA材料(乙烯醋酸乙烯共聚物)作为封装材料。这种材料基本满足太阳能电池板对封装材料的要求。但EVA薄膜具有易老化、难运输、重量大等问题,因此对生产、运输提出了挑战。
2.目前EVA薄膜生产现状
目前,国内EVA胶膜生产设备主要依靠进口,在成品生产过程中大多都是由电脑控制,生产效率高,人为操作少。但是在产品的包装、生产线和库房之间的传送之间并没有与之配套的设备。现在主要是依靠工人将冷却成型后的胶膜从收料平台上抬下整理好,到一定数量后用叉车运到包装区,工人在在封口机上封口,再抬到电子称上称重。这种生产方式存在以下问题:
1)生产效率低,每小时包装量仅能达到30卷左右,影响产线的整体效率;
2)容易污染,EVA有附着性,工人、叉车搬运和包装容易使其与地面灰尘接触,影响使用时的效果;
3)误差大,所有工序都是靠人工,产生误差的机率大
4)耗费人工,由于成卷的材料质量大,从下线开始需要多个工人协同工作,浪费人力资源和生产费用。
3 设计思路及重要设备组成
随着EVA胶膜需求的增加和设备自动化程度的逐步提高,EVA生产线也将最终走向完全自动化。
目前,我国生产厂家常用的生产模式是人机结合,即:生产阶段,使用自动生产线,加快生产效率,降低生产成本;包装阶段由于还没有合适的对接装置,目前还采用工人包装、称重、搬运装车。但采用此方式存在的问题正如上文所提,包装效率低,每小时的生产效率只能维持在30卷左右,直接影响到产线整体的产出。因此,EVA胶膜生产厂家急需要一种可以与产线直接对接的全自动EVA胶膜运输和包装设备来满足产量的需求以及应对未来的需要。为了实现上述目的,我公司根据长时间的设计和试验设计了一种EVA胶膜输送线,该输送线可以满足产线与成品包装、称重、传送过程的无缝对接,满足生产线全自动改造的要求,提高生产效率,降低工人劳动强度与工人数量。
EVA胶膜包装传送设备主要由三部分组成,分别是:产线与包装设备对接的AVG移载设备、自动运输线以及自动称重机构。
3.1AVG自动移载设备
自动引导车辆(AVG)是一种装有自动引导装置的,可以按照预先规划设定好线路移动物料的保运车辆,这种设备在上世纪80年代便引入中国,技术成熟,在机械、纺织、造纸、电子等劳动密集型产业中已经得到了广泛的应用,是这些行业全自动流水线改造、建立现代化物流管理系统及立体化仓库中不可缺少的组成部分。与传统的物流系统相比,AVGS系统具备节省空间,搭建方便,具有良好的移动性和柔韧性等优点。因此,本设计中在成品胶膜的传递工序选择该系统。
一定数量的AVG在地面基建的支持下,设定好的路线传送物料,即构成AVGS系统。AVG由车体、行走机构、移动承载机构、车辆控制系统、通讯系统、安全及辅助系统构成【4】
3.2自动称重装置
如今,传感器技术发展迅猛,自动称重装置就是利用重力传感器和气缸的配合,在物料通过时,气缸将物料托举起来,然后物料下压到重力传感器,传感器将重力信号转化为电信号,通过通讯系统传送给控制终端。控制终端对电信号进行甄别判断,若符合预设要求,即反馈给称重装置放行物料进入下一阶段;若判断结果不符合预设要求,反馈给称重装置拦截物料,等待下一步返工。
在该装置中,重力传感器是核心部件。在传感器的安装时最重要的一点在于水平方向上需要严格要求,否则所称得结果存在偏差,起不到预想效果。
3.3自动运输线
本设备的自动运输线是一种通过链轮和链条作为传动工具,有电机提供动力的设备。该运输线在本设备中起到了载体的作用,运输、包装、称重过程都是集成在该自动运输线上的。在安装时,需要注意链条和链轮之间的连接,不能发生打滑、过松等现象。
4一种EVA产线包装传送设备设计
一种EVA胶膜输送线,包括用于取料的AVG移载设备、自动输送线和自动称重机构、自动翻转装置以及自动包装机构等五部分,AVG移载设备连接自动输送线,自动称重机构设置于自动输送线上,AVG移載设备包括铺设在地面的导向磁条和连接于导向磁条上的取放料装置,取放料装置包括机架,设置在机架上靠近自动输送线一侧的内取料减速电机和设置在机架上靠近外侧的外取料减速电机,所述内取料减速电机和外取料减速电机的主轴分别连接与主轴垂直方向设置的内取料臂和外取料臂,内取料臂和外取料臂上垂直连接内取料杆和外取料杆。AVG移载设备与自动输送线之间还设置有用于将胶膜卷送入自动输送线的自动翻转装置;自动翻转装置包括机架、V型平台和气缸,所述V型平台的开口朝上设置并且下部通过铰链连接于机架上,所述气缸设置于V型平台上并且气缸的顶杆连接V型平台的一侧,V型平台上还设置有重力感应器;自动输送线包括架体、设置于架体两端的链轮和套设在两端链轮上的环形链条,链条上设置有用于放置胶膜卷的工装板。;自动称重机构包括称重传感器和气缸,所述称重传感器和气缸均设置与工装板的间隙之间;自动输送线上在自动称重机构的后方还设置有自动封口机构,自动封口机构包括支架、设置于支架侧面的两个撑紧机构和撑紧气缸,所述撑紧气缸连接撑紧机构,自动封口机构还包括压板和封口机,压板设置于封口机的侧边;自动输送线上在自动封口机构的后方还设置有放料台。