CN105537776A - 一种用于柔性电池片的激光切片装置 - Google Patents

一种用于柔性电池片的激光切片装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于柔性电池片的激光切片装置，包括安装于机架上的上料部件、上料机械手、传片部件、压片部件、激光切片部件及分区抓取机械手，上料机械手用来将上料部件上的柔性电池片抓取至传片部件上，由传片部件带着运动；在运动过程中，压片部件对传片部件上的柔性电池片进行压平后进入激光切片部件进行切片，之后再由分区抓取机械手将柔性电池片的成品取出。本发明具有结构简单、兼容性强、传输可靠、定位精准、切片效果好等优点。

Description

一种用于柔性电池片的激光切片装置
技术领域
本发明主要涉及到柔性太阳能电池制造的自动化设备领域，特指一种用于柔性电池的激光切片装置。
背景技术
利用太阳能发电在技术上早已成熟，但传统的硅太阳能电池必须加工成坚硬的板块状电池板，因此其产品受制于重量，厚度，便携性以及抗弯折程度等多项制约，只能用于山区和房项，限制了其它许多日常用途。
早期柔性太阳能电池是薄膜太阳能电池的一种，之所以为柔性，是因为这种光电池用薄的塑料膜或钢箔为衬底，在其上镀一层可以发生光伏效应的材料，如：铜铟镓硒、非晶硅、砷化镓、硫化铟等；同时，厂家可根据客户要求制成各种大小和形状的太阳电池组件，其性能优异，但价格昂贵。该柔性电池组件已广泛应用于无人机、飞艇、空间飞行器、微小卫星等军事领域。
有从业者提出了一种新型柔性太阳能电池板，它是由树脂包封的无定形硅作为主要光电元件层平铺在柔性材料的衬底上制成的太阳能电池板，这种新型太阳能电池能任意弯曲成为曲面状或任何不规则形状，易于携带。它能安置在流线型汽车顶部、帆船、赛艇、摩托艇船舱等各种物体的表面，让太阳能组件进入千家万户并成为随身之物成为可能，具有广阔的应用前景。
另有从业者提出一种柔性电池片，它是在传统硅电池片基础上，通过化学腐蚀，将硅片的厚度一层层减薄，使得减薄后的电池片同样具有可弯曲性能，该柔性电池最大的优势是价格适中，易于量产。柔性电池组件的最终大小和形状最终都是根据客户要求进行定制，产线上标准规格的柔性电池片最终需要切割。该柔性电池虽具有可弯曲性能，但材料本体是硅，厚度减薄后易碎，同时经前期丝印、烧结等加工工序后，柔性电池片翘曲度大，前期按客户要求定制电池组件产量较少时，电池片的切割一般是人工将电池片在定位装置下压平后再由激光系统切割，这样的加工方式碎片率高、产量低，对人体也有一定伤害。随着柔性电池片产量的增加，自动激光切片装置的研发和应用是必然趋势。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种结构简单、兼容性强、传输可靠、定位精准、切片效果好的用于柔性电池片的激光切片装置。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于柔性电池片的激光切片装置，包括安装于机架上的上料部件、上料机械手、传片部件、压片部件、激光切片部件及分区抓取机械手，所述上料机械手用来将上料部件上的柔性电池片抓取至传片部件上，由传片部件带着运动；在运动过程中，所述压片部件对传片部件上的柔性电池片进行压平后进入激光切片部件进行切片，之后再由分区抓取机械手将柔性电池片的成品取出。
作为本发明的进一步改进：所述传片部件包括真空底板和多孔皮带，所述真空底板内腔掏空与真空管道相连，所述真空底板的上支撑面上设置有孔，所述多孔皮带紧贴真空底板的上支撑面，通过真空吸力所述多孔皮带吸附固定柔性电池片。
作为本发明的进一步改进：所述压片部件的压板下方平贴一层软性材料层。
作为本发明的进一步改进：所述激光切片部件上设置有全视觉定位系统，所述柔性电池片经压片部件压平后由全视觉定位系统定位后再进行切片作业。
作为本发明的进一步改进：所述分区吸附机械手上设有多组并排的吸盘，用来分区抓取切割后的柔性电池片。
作为本发明的进一步改进：所述吸盘按照柔性电池片的切割图形来进行设置，用来分区抓取印刷有电路的柔性电池片分块。
作为本发明的进一步改进：所述柔性电池片经分区吸附机械手之后由传片部件将边角余料自动传送至废料盒。
作为本发明的进一步改进：还包括一定位部件，通过定位部件对送入传片部件的柔性电池片进行定位。
作为本发明的进一步改进：一组所述上料机械手和分区抓取机械手同时配置两组以上传片部件、压片部件及激光切片部件进行切片。
作为本发明的进一步改进：所述上料部件、传片部件和激光切片部件装设于基座上，所述上料机械手、压片部件和分区抓取机械手固定于机架的顶部。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明的用于柔性电池片的激光切片装置，具有结构简单、兼容性强、传输可靠、定位精准等优点，实现了柔性电池的自动激光切片，降低人工操作带来的硅片污染及碎片率，从而提高柔性太阳能电池生产线自动化程度和生产效率。
2、本发明的用于柔性电池片的激光切片装置，能够自动将柔性电池片通过机械手抓取到传送多孔皮带上，经软性材料压片后，被多孔皮带真空吸附传送到具有全视觉定位系统的激光加工系统下按图形切割，最后通过分区抓取机械手处理切割后的电池片，整个过程实现了柔性电池的自动激光切片，降低了碎片率，提高了柔性太阳能电池生产线自动化程度和生产效率。
附图说明
图1是本发明在具体应用实例中的主视结构示意图。
图2是本发明在具体应用实例中压板部件的结构示意图。
图3是本发明在具体应用实例中分区吸附机械手的吸盘布置示意图。
图4是本发明在具体应用实例中真空底板的结构示意图。
图5是本发明在具体应用实例中多孔皮带的结构示意图。
图6是柔性电池片的结构示意图。
图例说明：
1、上料部件；2、上料机械手；3、传片部件；4、压片部件；5、激光切片部件；6、分区抓取机械手；7、机架；8、基座；9、定位部件；10、压板；11、软性材料层；12、吸盘；13、真空底板；14、多孔皮带；15、柔性电池片。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1～图6所示，本发明的用于柔性电池片的激光切片装置，包括安装于机架7上的上料部件1、上料机械手2、传片部件3、压片部件4、激光切片部件5及分区抓取机械手6，上料部件1、传片部件3和激光切片部件5装设于基座8（如：大理石基座）上，上料机械手2、压片部件4和分区抓取机械手6固定于机架7的顶部。上料机械手2用来将上料部件1上的柔性电池片15抓取至传片部件3上，由传片部件3带着运动；在运动过程中，通过压片部件4对传片部件3上的柔性电池片15进行压平后进入激光切片部件5进行切片，之后再由分区抓取机械手6将柔性电池片15的成品取出。由上可知，整个装置可实现柔性电池片15的自动激光切片，降低了碎片率，提高了柔性太阳能电池生产线自动化程度和生产效率。
传片部件3采用多孔皮带14传输柔性电池片15，在多孔皮带14上方的上料机械手2、压片部件4、激光切片部件5及分区抓取机械手6沿传送方向布置，在较佳实例中呈等距布置。一组上料机械手2和分区抓取机械手6可同时配置两组真空吸附传片部件、压片部件4及激光切片部件5进行切片。
本实施例中，上料部件1兼容单机堆叠片盒步进升级或联机皮带传输两种结构，设计时只要求待抓取传送的柔性电池片15的位置保持一致；上料机械手2和分区抓取机械手6则均设有升降气缸、滑动电缸及吸盘12，在柔性电池片15的上方来回滑动、升降。同时，一组上料机械手2和分区抓取机械手6可同时配置两组传片部件3、压片部件4及激光切片部件5进行切片；整个装置简单实用、兼容性强。
在具体应用实例中，传片部件3的真空底板13内腔掏空与真空管道相连，真空底板13的上支撑面上加工细小排孔，传片部件3中多孔皮带14紧贴真空底板13的上支撑面，这样通过真空吸力，多孔皮带14就可吸附固定柔性电池片15进行等距传送，且保证传送位置无偏移。
在具体应用实例中，压片部件4的压板10下方平贴一层软性材料层11。压片时，软性材料层11将翘曲度大的柔性电池片15压平且不碎片；于压平的同时真空底板13提供真空吸力，多孔皮带14吸附固定柔性电池片15并开始无位置偏移传送。
在具体应用实例中，激光切片部件5上设置有全视觉定位系统，柔性电池片15经由软性材料层11压平、多孔皮带14真空吸附定位后传送进入激光切片部件5的下方，直接完成切片作业。整个定位过程精准可靠、快速，从而大大提高了切片效率与效果。
在具体应用实例中，分区抓取机械手6上设有多组并排的吸盘12，用来分区抓取切割后的柔性电池片15。上述吸盘12按照切割图形来进行设置，用来分区抓取印刷有电路的柔性电池片15分块，而边角余料则自动传送至废料盒，实现切片后的自动处理，提高了整个装置的自动化程度。
在具体应用实例中，还设置一定位部件9，利用定位部件9对送入传片部件3的柔性电池片15进行定位，然后再由压片部件4进行压片作业，以保证准确度。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，包括安装于机架（7）上的上料部件（1）、上料机械手（2）、传片部件（3）、压片部件（4）、激光切片部件（5）及分区抓取机械手（6），所述上料机械手（2）用来将上料部件（1）上的柔性电池片（15）抓取至传片部件（3）上，由传片部件（3）带着运动；在运动过程中，所述压片部件（4）对传片部件（3）上的柔性电池片（15）进行压平后进入激光切片部件（5）进行切片，之后再由分区抓取机械手（6）将柔性电池片（15）的成品取出。
2.根据权利要求1所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述传片部件（3）包括真空底板（13）和多孔皮带（14），所述真空底板（13）内腔掏空与真空管道相连，所述真空底板（13）的上支撑面上设置有孔，所述多孔皮带（14）紧贴真空底板（13）的上支撑面，通过真空吸力所述多孔皮带（14）吸附固定柔性电池片（15）。
3.根据权利要求1所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述压片部件（4）的压板（10）下方平贴一层软性材料层（11）。
4.根据权利要求1所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述激光切片部件（5）上设置有全视觉定位系统，所述柔性电池片（15）经压片部件（4）压平后由全视觉定位系统定位后再进行切片作业。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述分区吸附机械手（6）上设有多组并排的吸盘（12），用来分区抓取切割后的柔性电池片（15）。
6.根据权利要求5所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述吸盘（12）按照柔性电池片（15）的切割图形来进行设置，用来分区抓取印刷有电路的柔性电池片（15）分块。
7.根据权利要求1或2或3或4所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述柔性电池片（15）经分区吸附机械手（6）之后由传片部件（3）将边角余料自动传送至废料盒。
8.根据权利要求1或2或3或4所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，还包括一定位部件（9），通过定位部件（9）对送入传片部件（3）的柔性电池片（15）进行定位。
9.根据权利要求1或2或3或4所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，一组所述上料机械手（2）和分区抓取机械手（6）同时配置两组以上传片部件（3）、压片部件（4）及激光切片部件（5）进行切片。
10.根据权利要求1或2或3或4所述的用于柔性电池片的激光切片装置，其特征在于，所述上料部件（1）、传片部件（3）和激光切片部件（5）装设于基座（8）上，所述上料机械手（2）、压片部件（4）和分区抓取机械手（6）固定于机架（7）的顶部。
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