線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學中的菲涅爾透鏡技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年來太陽能技術(shù)的快速發(fā)展，太陽能的利用已經(jīng)進入一個新的高度。太陽能熱動力和多結(jié)面聚光太陽能電池技術(shù)發(fā)展起來，這些技術(shù)都需要將太陽光匯聚起來，而不是以平鋪的方式接收太陽能。太陽能匯聚的方法一般有拋物面反射鏡匯聚和菲涅爾透鏡透射匯聚。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，菲涅爾透鏡一般使用開模具注塑的方法生產(chǎn)，或使用印花輥輪的方法生產(chǎn)。目前，所使用的印花輥輪是一體的，其表面加工成反向菲涅爾紋路，這種印花輥輪材料貴，加工難度大，成本很高，加工周期長；由于印花輥輪是一體的，機加工時在兩個紋路之間只能加工成圓弧狀，而不能加工成滿足光學要求的角度；當需要加工出不同的尺寸或/紋路的菲涅爾透鏡時，則需要不同尺寸的印花輥輪，即:需要不同長度、直徑、或/和角度紋路的完整的印花輥輪，很明顯制作菲涅爾透鏡的適應性差、效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的實施例提供一種線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝，能夠解決加工難度大、成本高、加工周期長的技術(shù)問題。
[0005]為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種線性菲涅爾透鏡的制作設備，包括輥輪或印壓模，還包括傳輸裝置、加溫室、紋路成型室和冷卻系統(tǒng)；
[0007]所述輥輪為分片式輥輪，由多個輥輪分片共軸線的組裝在一起生成的輥輪，所述輥輪分片為圓形片狀結(jié)構(gòu)，所述輥輪分片的側(cè)邊為斜面設置；
[0008]所述印壓模為分片式印壓模，由多個印壓分片組裝在一起生成的柱狀體，所述印壓分片為多邊形片狀體，所述印壓分片的至少一個邊緣處為斜面設置；
[0009]所述分片式輥輪或分片式印壓模置于所述紋路成型室內(nèi)；
[0010]所述冷卻系統(tǒng)布置在所述傳輸裝置上。
[0011]進一步的，所述輥輪分片和所述印壓分片均由鋼板制成。
[0012]進一步的，所述印壓分片為正方形片狀體，其四個邊緣均為斜面設置。
[0013]進一步的，所述印壓分片的四個邊角處為圓角設置。
[0014]進一步的，還包括導熱運送夾板，所述菲涅爾透鏡板料放在所述導熱運送夾板上，并隨所述導熱運送夾板同步在所述傳輸裝置上運動；所述導熱運送夾板在帶動所述菲涅爾透鏡板料的運動過程中與所述冷卻系統(tǒng)接觸連接。
[0015]進一步的，所述冷卻系統(tǒng)包括冷卻槽，所述冷卻槽設在所述傳送裝置與所述導熱運送夾板之間。
[0016]進一步的，所述傳輸裝置為鏈條傳輸裝置、皮帶傳輸裝置或齒條傳輸裝置。
[0017]一種線性菲涅爾透鏡的制作工藝，利用上述線性菲涅爾透鏡的制作設備；
[0018]所述線性菲涅爾透鏡的制作工藝流程依次為:裝料、預熱加溫、紋路成型和冷卻；
[0019]所述裝料:將待加工的菲涅爾透鏡板料準備好，并放置在所述傳輸裝置的始端；
[0020]所述預熱加溫:通過所述傳輸裝置將準備好的所述菲涅爾透鏡板料運送到加溫室內(nèi)，然后，對所述菲涅爾透鏡板料進行預熱加溫，使所述菲涅爾透鏡板料的待成型表面達到其軟化溫度，為其后續(xù)的紋路成型做準備；
[0021]所述紋路成型:通過所述傳輸裝置將預熱加溫后的所述菲涅爾透鏡板料運送到所述紋路成型室內(nèi)，然后，利用所述分片式輥輪或所述分片式印壓模對所述菲涅爾透鏡板料進行輥壓或印壓成型，以生成所需的具有一定紋路的線性菲涅爾透鏡；
[0022]所述冷卻:通過所述傳輸裝置將已經(jīng)成型的線性菲涅爾透鏡運送出所述成型室夕卜，并對所述線性菲涅爾透鏡進行冷卻，并固定所述線性菲涅爾透鏡上的紋路。
[0023]進一步的，剛剛成型的所述線性菲涅爾透鏡的冷卻方式為風冷；
[0024]進一步的，在所述線性菲涅爾透鏡紋路成型前，需對所述分片式輥輪或所述分片式印壓模進行預熱。
[0025]本發(fā)明實施例提供的線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝中，用來壓制線性菲涅爾透鏡紋路的部件為分片式結(jié)構(gòu)的輥輪或印壓模，此種分片式結(jié)構(gòu)的輥輪或印壓模的生產(chǎn)十分簡單，只需將硬質(zhì)板材制成圓形片狀結(jié)構(gòu)或多邊形片狀結(jié)構(gòu)，然后將圓形片狀分片或多邊形狀分片的邊緣加工成符合線性菲涅爾透鏡紋路要求的一定角度的斜面，再將相應的圓形片狀分片組裝在一起制成輥輪，或?qū)⒍噙呅纹瑺罘制M裝在一起制成印壓模，多個輥輪分片或印壓分片邊緣的角度構(gòu)成反向的菲涅爾紋路，進而對菲涅爾透鏡板料進行壓制成型后即可得到所需要的線性菲涅爾紋路。由此可知，分片式輥輪或分片式印壓模具有加工難度低、成本低、周期短和易維護的優(yōu)點，只需單獨修理或重新加工出現(xiàn)問題的單個分片就可以了，維護方便。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明實施例線性菲涅爾透鏡的其中一種光線匯聚方式；
[0027]圖2為本發(fā)明實施例線性菲涅爾透鏡的另一種光線匯聚方式；
[0028]圖3為本發(fā)明實施例制作線性菲涅爾透鏡的輥輪分解示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實施例制作線性菲涅爾透鏡的輥輪組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實施例制作線性菲涅爾透鏡的印壓模的分解示意圖；
[0031]圖6為本發(fā)明實施例制作線性菲涅爾透鏡的印壓模組裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實施例利用分片式輥輪制作線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝示意圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實施例利用分片式印壓模制作線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝示意圖。
[0034]其中，1、輥輪分片，P、印壓分片，2、紋路成型室、3、加溫室，4、菲涅爾透鏡板料，
5、導熱運送夾板，6、冷卻系統(tǒng)，7、傳輸裝置。A—裝料段，B—預熱加溫段，C一紋路成型段，D一冷卻段，F(xiàn)一風冷。
【具體實施方式】
[0035]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例線性菲涅爾透鏡的制作設備及制作工藝進行詳細描述。
[0036]本發(fā)明實施例是利用線性菲涅爾透鏡聚光原理，將平行光匯聚成具有一定寬度的直線，如圖1、圖2所示，此種結(jié)構(gòu)的菲涅爾透鏡可以用來制作太陽能電池；下面列舉制作此種線性菲涅爾透鏡的設備及工藝流程的實施例。
[0037]實施例一
[0038]本實施例是一種線性菲涅爾透鏡的制作設備，如圖7所示，包括輥輪、傳輸裝置7、加溫室3、紋路成型室2和冷卻系統(tǒng)6 ;其中，輥輪為分片式輥輪，由多個輥輪分片I共軸線的組裝在一起生成，如圖3和圖4所示，輥輪分片I為圓形片狀結(jié)構(gòu)，輥輪分片I的側(cè)邊為斜面設置。分片式輥輪置于紋路成型室2內(nèi)；冷卻系統(tǒng)6布置在傳輸裝置7上。
[0039]此種分片式輥輪的生產(chǎn)十分簡單，只需將硬質(zhì)板材制成圓形片狀結(jié)構(gòu)，然后將圓形片狀分片的邊緣加工成符合線性菲涅爾透鏡紋路要求的一定角度的斜面，再將相應的圓形片狀的輥輪分片I組裝在一起制成輥輪，如圖4所示，進而對線性菲涅爾透鏡板料4進行壓制成型后，即可得到所需要的線性菲涅爾紋路，由此可知，分片式輥輪具有加工難度低、成本低和周期短的優(yōu)點，只需單獨修理或重新加工出現(xiàn)問題的單個分片就可以了，維護方便。另外，由于分片式輥輪是由多個輥輪分片I組合而成，故分片式輥輪可以由不同長度尺寸、側(cè)邊斜面組合成不同種類的輥輪樣式，例如:半邊輥輪、完整輥輪、或1.5邊輥輪等，故分片式輥輪的適應性極強。
[0040]本實施例中，輥輪分片I采用常見的鋼板制成。
[0041]在線性菲涅爾透鏡的制作過程中，需要將菲涅爾透鏡板料4的待成型面預熱到軟化溫度，而其非加工面需要是平整的平面。由于菲涅爾透鏡板料4的厚度比較薄，熱傳遞很快，為了防止在菲涅爾透鏡板料4預熱加溫過程中使其非加工面變形，可將菲涅爾透鏡板料4放在一導熱運送夾板5，菲涅爾透鏡板料4隨導熱運送夾板5同步在傳輸裝置7上運動；導熱運送夾板5在帶動菲涅爾透鏡板料4的運動過程中與冷卻系統(tǒng)6接觸連接，由于導熱運送夾板5的導熱性能好，則可以通過導熱運送夾板5將菲涅爾透鏡板料4下表面的熱量時刻傳遞給冷卻系統(tǒng)6，菲涅爾透鏡板料4的非成型面盡量保持恒溫，例如，室溫，從而使其非加工面始終保持平面，保證了線性菲涅爾透鏡的加工質(zhì)量。
[0042]本實施例中的冷卻系統(tǒng)6包括有冷卻槽，冷卻槽設在傳送裝置7與導熱運送夾板5之間，例如，將冷卻槽設在導熱運送夾板5上，或?qū)⒗鋮s槽設在傳送裝置7的上表面，冷卻槽內(nèi)通有冷卻介質(zhì)，例如，冷卻水或冷空氣等。傳輸裝置7為鏈條傳輸裝置、皮帶傳輸裝置或齒條傳輸裝置。
[0043]輥輪分片的斜面極易容易加工，例如:切削，所生成的角度能滿足各種角度的要求，尤其能夠加工成一體輥輪很難加工的尖角，故其適應性極強，且能加工出高質(zhì)量、高精度的線性菲涅爾透鏡紋路。
[0044]實施例二
[0045]本實施例是一種線性菲涅爾透鏡的制作設備，包括印壓模、傳輸裝置7、加溫室3、紋路成型室2和冷卻系統(tǒng)6 ;印壓模為分片式印壓模，由多個印壓分片P組裝在一起生成的柱狀體，印壓分片I'為多邊形片狀體，印壓分片I'的至少一個邊緣處為斜面設置；分片式印壓模置于紋路成型室2內(nèi)；冷卻系統(tǒng)6布置在傳輸裝置7上，如圖5、圖6和圖8所不O
[0046]本發(fā)明實施例提供的線性菲涅爾透鏡的制作設備，只需將硬質(zhì)板材制成多邊形片狀結(jié)構(gòu)，然后將多邊形狀分片的邊緣加工成符合線性菲涅爾透鏡紋路要求的一定角度的斜面，再將多邊形片狀印壓分片P組裝在一起制成分片式印壓模，由于集合而成的印壓模上，多個印壓分片邊緣的角度構(gòu)成反向的菲涅爾紋路，進而對菲涅爾透鏡板料4進行壓制成型后，即可得到所需要的線性菲涅爾紋路。由此可知，分片式印壓模具有加工難度低、成本低和周期短的優(yōu)點，只需單獨修理或重新加工出現(xiàn)問題的單個分片就可以了，維護方便。由于分片式印壓模是由多個印壓分片P組合而成，因此可以由不同長度尺寸、邊緣不同斜面角度組合成不同樣式的分片式印壓模，例如:半邊輥輪，完整輥輪，或者1.5邊輥輪等。在壓制線性菲涅爾透鏡的紋路時，由于分片式印壓模與菲涅爾透鏡板材的接觸面積較大，故當兩者的接觸時間較長(時間可調(diào))時，能壓印處高質(zhì)量的線性菲涅爾透鏡。
[0047]印壓分片P由常見的鋼板制成。
[0048]本實施例中的印壓分片I'為正方形片狀體，其四個邊緣均為斜面設置，可通過切削工藝制成。印壓分片P的四個邊角處為圓角設置，在印