CN102231410B - 一种光伏电池串排版机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光伏电池串排版机,包括工作台和横梁,工作台上设有物料盒,工作台两侧设有使得横梁运动的纵向运动副,横梁上设有吸盘架,横梁上还设有使得吸盘架运动的横向运动副和上下运动副,吸盘架上设有吸盘,吸盘架还连有旋转运动副,排版装置还包括有控制系统。本发明设置了四个运动副可以全面地对电池串进行位置调整,使得检测时更方便、精确,排版精度可以达到0.1mm;工作效率高,工作效率为人工操作的两倍多。

Description

一种光伏电池串排版机
技术领域
[0001] 本发明涉及一种处理半导体元器件的装置,尤其涉及一种将光伏电池串移动排版的装置。
背景技术
[0002] 在光伏电池生产过程中,需将多个串接好的光伏电池串按要求布置在铺好EVA的钢化玻璃上以便连接,常通常对电池串的位置精度要求在O. 2_以内。常规的排版方法为人工操作,要对太阳能电池串按顺序在基板上排列,这种方式不仅劳动效率低,精度差,对操作工人的要求高,且由于光伏电池串易碎,故人工操作存在诸多弊病。
[0003] 因此目前又产生了诸多排移光伏电池串的设备,例如中国专利:200920029361.3号公开了一种太阳能电池串自动移排机,包括机架、位于机架上的工作台,所述的工作台上设有定位装置、物料槽和移动吸盘装置;所述移动吸盘装置包括位于工作台两侧的水平导 向装置和可在水平导向装置上水平移动的移动吸盘架,所述的移动吸盘架的横梁上安装有可上下移动的纵向升降装置,横梁的下部是带有若干个吸盘的托架。该专利虽然一定程度上替代了人工排版,但是其依靠定位装置对光伏电池串定位,定位精度低并且使得光伏电池串易碎;更进一步的是,该专利所公开的设备无法对光伏电池串的位置进行全面的纠偏,因其仅仅具有三自由度运动,对于电池串在工作台上的旋转自由度无法控制,即工作精度完全依赖于工人在物料槽上料时电池串的位置是否正确,无法实现自主控制电池串的位置。
[0004] 低发明内容
[0005]为了解决背景技术中所涉及的问题,本发明提供一种光伏电池串排版装置。
[0006] 本发明的技术方案是:一种光伏电池串排版机,包括工作台和横梁,所述工作台上设有物料盒,所述工作台两侧设有使得所述横梁运动的纵向运动副,所述横梁上设有吸盘架,所述横梁上还设有使得吸盘架运动的横向运动副和上下运动副,所述吸盘架上设有吸盘,所述吸盘架还连有旋转运动副,所述排版装置还包括有控制系统,所述控制系统包括设置在所述工作台上用于检测电池串位置的传感器和工控机,所述工控机包括中央处理器和输入、输出模块,所述传感器连接所述工控机的输入模块,所述输出模块输出信号用以控制所述纵向运动副、横向运动副、上下运动副和旋转运动副,所述传感器包括第一、第二和第三传感器,所述第一传感器与第二传感器的连线平行于所述纵向运动副的运动方向,所述第三传感器设置在所述第一传感器与第二传感器的连线的一侧。
[0007] 作为一种优选,所述中央处理器包括主控制模块和计数模块,所述主控制模块连接计数模块,所述主控制模块还连有计算模块,所述输入模块连接所述主控制模块,所述主控制模块还连接至输出模块。
[0008] 作为一种优选,所述纵向运动副包括设置在工作台两侧的导轨,所述横梁滑动配合所述导轨,所述横梁由纵向步进电机驱动。
[0009] 作为一种优选,所述横向运动副和上下运动副均为丝杆运动副,所述横向运动副包括横向滚珠丝杠以及横向滑块,所述横向滚珠丝杠由横向步进电机驱动;所述上下运动副包括上下滚珠丝杠以及上下滑块,所述上下滚珠丝杠由上下步进电机驱动。
[0010] 作为一种优选,所述旋转运动副包括旋转步进电机,所述旋转步进电机连有驱动轴,所述驱动轴连接吸盘架。
[0011] 作为一种优选,所述吸盘架上设有多个吸盘,所述多个吸盘排成两列,所述两列吸盘的排列方向与横向运动副的运动方向一致。
[0012] 作为一种优选,所述吸盘连接三通管,所述三通管连接气管,所述气管连至真空发生器,所述真空发生器连至电磁阀,所述电磁阀连至空压机。 [0013] 综上所述,本发明具有以下优点:
[0014] I、本发明设置了四个运动副可以全面地对电池串进行位置调整,还设置了传感器用于检测电池串在工作平台上的位置,方便工控机控制运动副的运动过程,并且优选了传感器之间的位置关系,使得检测时更方便、精确,排版精度可以达到O. Imm;工作效率高,工作效率为人工操作的两倍多;且对工人的操作技能要求低,只要把电池串放入物料盒内即可,无需其他任何对齐等操作。
[0015] 2、本发明优选了各个运动副的实现方式,使得控制精确、方便。
[0016] 3、本发明优选了吸盘架上吸盘的排列方式,使得吸取电池串时更稳定。还优选了一种气压管路,方便控制吸盘,并且使得吸盘的吸附力稳定。
附图说明
[0017] 图I为本发明机械部分示意图;
[0018] 图2为图I的后视图;
[0019] 图3为控制系统的结构框图;
[0020] 图4为控制系统的流程图;
[0021] 图5为传感器检测电池串位置的原理图。
具体实施方式
[0022] 下面结合附图以实施例对本发明作进一步说明。
[0023] 如图I至5所示,一种光伏电池串排版机,包括工作台I和横梁2,所述工作台I上设有物料盒11,所述工作台I两侧设有使得所述横梁2运动的纵向运动副,所述横梁2上设有吸盘架21,所述横梁2上还设有使得吸盘架21运动的横向运动副和上下运动副,所述吸盘架21上设有吸盘22,所述吸盘架21还连有旋转运动副,所述排版装置还包括有控制系统,所述控制系统包括设置在所述工作台上I用于检测电池串位置的传感器和工控机,所述工控机包括中央处理器和输入、输出模块,所述传感器连接所述工控机的输入模块,所述输出模块输出信号用以控制所述纵向运动副、横向运动副、上下运动副和旋转运动副,所述中央处理器包括主控制模块和计数模块,所述主控制模块连接计数模块,所述主控制模块还连有计算模块,所述输入模块连接主控制模块,所述主控制模块还连接至输出模块。所述传感器包括第一 12、第二 13和第三传感器14,所述第一传感器12与第二传感器13的连线平行于所述纵向运动副的运动方向,所述第三传感器14设置在所述第一传感器12与第二传感器13的连线的一侧。所述纵向运动副包括设置在工作台两侧的导轨15,所述横梁2滑动配合所述导轨15,所述横梁2由纵向步进电机驱动。所述横向运动副和上下运动副均为丝杆运动副,所述横向运动副包括横向滚珠丝杠22以及横向滑块23,所述横向滚珠丝杠22由横向步进电机驱动;所述上下运动副包括上下滚珠丝杠24以及上下滑块25,所述上下滚珠丝杠24由上下步进电机驱动。所述旋转运动副包括旋转步进电机,所述旋转步进电机连有驱动轴26,所述驱动轴26连接吸盘架21。所述吸盘架21上设有多个吸盘22,所述多个吸盘22排成两列,所述两列吸盘22的排列方向与横向运动副的运动方向一致。所述吸盘22连接三通管,所述三通管连接气管,所述气管连至真空发生器,所述真空发生器连至电磁阀,所述电磁阀连至空压机。
[0024] 结合附图4和5对本实施例的工作流程做如下阐述:当电源开启后,工控机进入初始化阶段,主控制模块得电自检,自检程序可采用通用的自检程序。当自检通过后主控制模块发出信号至输出模块使得空压机通电,吸盘吸取电池串,随后主控制模块发出信号控制纵向步进电机,同时计数模块清零,当电池串经过第一传感器12或第二传感器13时,传感器发出信号至输入模块,输入模块将信号传送给主控制模块,主控制模块将此数据存储在内存中,计数模块继续计数。当经过第一 12或第二传感器13中剩余的一个时,主控制模块又将此数据存储在内存中,计数模块清零,主控制模块比较两次的数据并同时将数据发送 给计算模块,若相同表明电池串与横向运动副的运动方向平行,无需纠偏旋转运动副的运动方向,而计算模块中已经存储了第一 12、第二传感器13相对于吸盘架21起始位置的坐标值,以及第一 12、第二传感器13之间的距离即为图5中的L,通过简单几何计算即可得到纵向运动副运动方向的纠偏量;若不同则计算模块还需计算旋转运动副运动方向上的纠偏量,两次的计数值通过步进电机的步长转化即为图5中的h2与hi距离,同样地通过上述传感器位置的已知量,经过简单的三角函数计算即能得到旋转运动副运动方向上的纠偏量,然后计算模块将计算值反馈给控制模块,控制模块发出信号使得旋转步进电机动作纠偏;对于横向运动副运动方向上的纠偏可在经过第三传感器14之后与纵向运动副同时动作或者说即计算出与目标位置之间的坐标差。当经过第三传感器14后,输入模块将信号发给主控制模块,主控制模块将信号发给计算模块,相应地可以计算出横向运动副上的纠偏量,随后计算模块算出与目标位置之间的坐标差,然后计算模块将此数据发给控制模块,控制模块发出命令给输出模块,输出模块控制纵向运动副和横向运动副同时运动至目标位置,到达目标后空压机断电,吸盘22放下电池串,随后吸盘架21回到起始位置。
[0025] 以上说明仅仅是对本发明的解释,使得本领域普通技术人员能完整的实施本方案,但并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,这些都是不具有创造性的修改。但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (4)

1. ー种光伏电池串排版机,包括工作台(I)和横梁(2),所述工作台(I)上设有物料盒(11),所述工作台(I)两侧设有使得所述横梁(2 )运动的纵向运动副,所述横梁(2 )上设有吸盘架(21),所述横梁(2)上还设有使得吸盘架(21)运动的横向运动副和上下运动副,所述吸盘架(21)上设有吸盘(22),其特征在于:所述吸盘架(21)还连有旋转运动副,所述排版机还包括有控制系统,所述控制系统包括设置在所述工作台上(I)用于检测电池串位置的传感器和エ控机,所述エ控机包括中央处理器和输入、输出模块,所述传感器连接所述エ控机的输入模块,所述输出模块输出信号用以控制所述纵向运动副、横向运动副、上下运动副和旋转运动副,所述传感器包括第一(12)、第二( 13)和第三传感器(14),所述第一传感器(12)与第二传感器(13)的连线平行于所述纵向运动副的运动方向,所述第三传感器(14)设置在所述第一传感器(12)与第二传感器(13)的连线的ー侧;所述中央处理器包括主控制模块和计数模块,所述主控制模块连接计数模块,所述主控制模块还连有计算模块,所述输入模块连接所述主控制模块,所述主控制模块还连接至输出模块;所述纵向运动副包括设置在工作台两侧的导轨(15),所述横梁(2)滑动配合所述导轨(15),所述横梁(2)由纵向步进电机驱动;所述横向运动副和上下运动副均为丝杆运动副,所述横向运动副包括横向滚珠丝杠(22)以及横向滑块(23),所述横向滚珠丝杠(22)由横向步进电机驱动;所述上下运动副包括上下滚珠丝杠(24)以及上下滑块(25),所述上下滚珠丝杠(24)由上下步进电机驱动。
2.根据权利要求I所述的ー种光伏电池串排版机,其特征在于:所述旋转运动副包括旋转步进电机,所述旋转步进电机连有驱动轴(26),所述驱动轴(26)连接吸盘架(21)。
3.根据权利要求I或2所述的ー种光伏电池串排版机,其特征在于:所述吸盘架(21)上设有多个吸盘(22),所述多个吸盘(22)排成两列,所述两列吸盘(22)的排列方向与横向运动副的运动方向一致。
4.根据权利要求3所述的ー种光伏电池串排版机,其特征在于:所述吸盘(22)连接三通管,所述三通管连接气管,所述气管连至真空发生器,所述真空发生器连至电磁阀,所述电磁阀连至空压机。
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