平板太阳铝边框加工工艺探讨

　　本文从加工、组装的工艺要求出发，就平板太阳能边框加工中的问题、产生原因，以及解决方法做讨论。

　　平板太阳能产品发展已达到一定高度，与之配套的工艺设备也随之发展而成。在这个过程中，尽管拥有了一定种类的专用设备，但专用和适应程度及生产效率，存在很多值得探讨的地方。之所以这样说，主要原因有以下几方面：

　　第一，产品和市场的客观性。因为太阳能产品是相对新颖而快速发展的，同时又是不断改进和完善的产品。所以，相应配套加工设备，自然也是应急而生的产品，故其很难达到设计的合理性及工艺的适应性。

　　第二，市场时效性。因为平板太阳能产品迅速发展，其边框配套加工设备一般选择市场上现有的替代设备，即从其他相关行业“借来”应用的。而“借来”的配套设备，毕竟是为其他工艺设计，所以就出现了太阳能边框加工效率不高、精度不稳定问题。

　　第三，太阳能行业发展需继续提升。完善和补充专用、高精度、高效率的加工设备势在必行。

　　现在，从加工、组装的工艺要求出发，就平板太阳能边框加工中的问题、产生原因，以及解决方法做讨论。

　　边框加工工艺流程如下：

　　选择边框专用铝型材、角件（也称角码）铝型材→切割下料→冲孔→涂胶→组装。

　　无论是平板太阳能板边框，或光伏电池板边框加工，其工艺流程大致如此。在组装过程中，最常出现的问题有两个：一是边框对接角缝过大；二是对接角缝不均匀。其原因：一是与型材切割角度有关，因为型材角度偏离了45° ，对接成90° 时，就出现角缝不均匀，这取决于加工设备的角度精度；二是与边框对边长度不相等有关，因为四边形对边长度不相等，形成外形不是矩形，即使型材端头45° 非常准确，组成框时，仍然角缝不均匀，这点取决于加工设备的长度定位精度。

　　为什么会出现这两个精度问题呢？

　　首先看看当前的边框切割方式，当前切割铝边框设备是“借来”的其他行业设备，并大多采用了铝门窗加工设备。所以出现这一现象：一是现成机器来得迅速，便于适应产品时效性；二是借来的传统设备，价格相对便宜；三是从概念上，人们能够接受“借来”设备，认为都是用来切割铝合金的机器。

　　其实门窗铝合金型材的加工与太阳能（平板太阳能或光伏电池板）的加工有着本质区别。

　　因为，针对铝门窗型材的特殊性设计的铝型材切割锯，其切割成的角度形式大多如图1 所示。机器显示的尺寸是“L”。

　　如果这种端头形式，用来切割我们的太阳能（平板或光伏电池）边框型材，就会出现下面两个问题：

　　问题一，切割平板太阳能边框型材时，型材在切割锯上定位方式，见图2。

　　那么，因为边框型材两测高度（尺寸大小）不一致，型材就会发生沿着箭头方向倾倒的趋势，这样加工出的型材端头角度会出现偏差。

　　为了防止倾倒，操作人员往往在型材下面垫上木头或者设计一个定位板。即使这样，因为定位与安装基准不一致，型材本身的偏差又会影响切割长度误差（详见问题二）。

　　光伏电池板边框加工也是这样，在加工定位时，也有倾倒趋势。见图3。

　　问题二，即使按照上面定位形式，还会出现切割长度误差，见图4。

　　因为我们边框需要尺寸是“L”，而“借来”的铝门窗切割锯上指示的尺寸是图中“L-2H”，这样操作人员在加工时，需要进行一次尺寸换算，即用边框实际尺寸“L”，减去型材高度尺寸的两倍“2H”，用这个“差”值来确定切割锯的标尺位置。

　　同时因为型材断面本身存在尺寸误差，即“H”并非准确数值，它因不同批次型材而变化，所以“换算”出的尺寸“L”就必然存在误差。

　　假设型材型腔高度H，因铝合金模具的磨损，增加一个C值，那么，在定位块高度不变情况下，切割出的实际尺寸则变成了“L+2C”。

　　那么，怎样才是合适的加工方式呢？就是能解决上述两个问题，让机器避免角度和长度误差，且能提高生产效率。

　　第一，让型材较大的平面做基准平面，且正好与切割锯的基准平面重合，从而防止型材倾倒趋势，使切割角度准确。

　　第二，保证机器标尺指示尺寸，从而避免因型材本身误差带来的切割长度误差。

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　　从加工机器方面来说，解决上述问题，需把切割锯的锯片倾斜角度摆动90°（由“外八字型”改为“内八字型”）。于是型材两端形式变成图5 所示。

　　这样一来，切割锯标尺所指示尺寸，与边框要求尺寸一致，从而避免型材本身误差引起的切割长度误差。

　　同时，从型材截面看，定位基准与边框安装基准重合，达到了基准统一，使型材避免倾倒趋势，形成稳定定位面，避免角度误差。

　　图6 为平板太阳能边框切割定位方式。

　　这一改进，加大了机器的进给距离，提高了有效切割截面尺寸和机器加工范围。切割截面图见图7。

　　如此一来，不仅解决了角度和长度的精度问题，同时，因为定位面的可靠性，允许一次装夹多根型材（见图8），同时提高了生产效率。