CN106079862B - 太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，在保证驱动气缸的理论输出力的同时监测刮刀压持丝网至电池片上时的回弹量，通过调整驱动气缸与刮刀的上下位置而使得驱动气缸的回弹量控制在预设的数值，从而可使得刮刀作用于电池片的刮刀压力达到预设的水平，这样便使得刮刀作用于丝网的压力既不太大又不太小，从而在保证印刷质量的同时兼顾丝网的使用寿命的提高。

Description

太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法。

背景技术

太阳能电池片表面栅线，通常是采用丝网印刷技术来进行制备的，其制造工艺直接地影响着太阳能电池片的转换效率和生产成本。

参见附图1所示，丝网印刷主要由五大要素构成，即丝网3’、刮刀4’、浆料5’、工作台1’及基片2’，印刷时在丝网3’一端倒入浆料5’，用刮刀4’在丝网3’的浆料部位施加一定压力，同时朝丝网3’另一端移动。浆料5’在移动中被刮刀4’从丝网3’的网孔中挤压到基片2’上而完成印刷。在印刷的过程中，刮刀4’的作用是将浆料5’以一定的速度和角度压入丝网3’的漏孔中，刮刀4’在印刷时对丝网3’保持一定的压力而施加基片2’一定的刮刀压力，该刮刀压力的大小直接影响着电池片的印刷质量和丝网的使用寿命，刮刀压力过大容易使丝网3’发生变形，印刷后的图形与丝网的图形不一致，也加剧了刮刀4’与丝网3’的磨损，影响两者的使用寿命；刮刀压力过小则会在印刷后的丝网3’上存在残留浆料，影响印刷质量。

现有技术中，通常是采用气缸来驱使刮刀上下运动而施加刮刀应力，然而由于刮刀接触到丝网时会受到一定的反弹力，气缸的伸缩杆在该反弹力的作用下有一定的回弹，使得气缸输出的力被减弱，造成刮刀作用于基片上的刮刀压力达不到预设数值，这在一定程度上影响了丝网印刷的质量。而根据试验研究发现，丝网的反弹力及气缸的回弹量之间存在一定的关系，在气缸以特定的输出力的基础上，使得气缸的输出端的回弹量控制在预设的范围内便可使得刮刀压力达到预设的数值，从而保证丝网的印刷质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，以实现刮刀压力的可调可控，从而能够在保证印刷质量的同时兼顾丝网寿命的提高。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其中，刮刀设于驱动气缸的输出端并位于丝网的上方，所述调整方法包括如下步骤：

（1）计算丝网反弹力F_弹，F_弹=N*arctg［（L_s-L_b）/2S］，其中：N—丝网的张力；L_b—刮刀长度；L_s—丝网宽度；S—丝网网距；

（2）根据预设的刮刀压力F_刮刀和经步骤（1）计算的丝网反弹力F_弹确定所述驱动气缸的理论输出力F_气缸；

（3）在保证所述驱动气缸的理论输出力F_气缸的同时，通过升降驱动装置驱使所述驱动气缸与所述刮刀共同升降并将丝网压持在待印刷的电池片上，获取所述丝网压持至所述待印刷的电池片上的过程中所述驱动气缸的输出端相对所述驱动气缸缸体的上下位移量S_测，并与预设的位移量S_预进行比较；

（4）判定所述S_测与S_预的差值，若S_测≠S_预，返回步骤（3），所述升降驱动装置根据S_测与S_预的差值信息并对应进行升降调整；若S_测=S_预，所述升降驱动装置停止升降，所述刮刀开始印刷工作。

优选地，所述步骤（2）中，根据计算公式F_气缸-F_弹=F_刮刀获取所述驱动气缸的理论输出力。

优选地，所述步骤（3）中，当所述S_测＞S_预时，所述升降驱动装置驱使所述驱动气缸与所述刮刀共同上行；当所述S_测＜S_预时，所述升降驱动装置驱使所述驱动气缸与所述刮刀共同下行。

优选地，所述步骤（3）中，通过位移传感器获取所述驱动气缸的输出端的上下位移量S_测，所述位移传感器与所述升降驱动装置信号连接。

进一步地，所述位移传感器为光栅读数头。

进一步地，所述驱动气缸通过安装座而连接在所述升降驱动装置上，所述位移传感器安装在所述安装座上。

更进一步地，所述刮刀枢轴连接在刮刀座的下端，所述位移传感器通过读取所述刮刀座相对所述安装座的位移量而获取所述的上下位移量S_测。

更进一步地，所述升降驱动装置包括电机、与所述电机的输出轴相传动连接的丝杠、与所述丝杠相配合而能够沿所述丝杠上下运动的升降滑块，所述安装座固定安装在所述升降滑块上。

更进一步地，所述升降驱动装置还包括用于控制所述电机工作状态的控制器，所述位移传感器获取的上下位移量S_测反馈至所述控制器而用于控制所述电机的工作状态。

优选地，所述刮刀通过刮刀座安装在所述驱动气缸的输出端上，其中所述刮刀座与所述驱动气缸的输出端固定连接，所述刮刀通过转轴枢轴连接在所述刮刀座上，所述转轴的轴心线沿水平方向延伸且垂直于所述刮刀的前后移动方向。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，在保证驱动气缸的理论输出力的同时监测刮刀压持丝网至电池片上时的回弹量，通过调整驱动气缸与刮刀的上下位置而使得驱动气缸的回弹量控制在预设的数值，从而可使得刮刀作用于电池片的刮刀压力达到预设的水平，这样便使得刮刀作用于丝网的压力既不太大又不太小，从而在保证印刷质量的同时兼顾丝网的使用寿命的提高。

附图说明

附图1为丝网印刷原理的示意图；

附图2为丝网印刷中刮刀与丝网的尺寸示意图；

附图3为本发明实施例中刮刀装置的整体结构示意图；

附图4为本发明的调整方法的原理图；

其中：1’、工作台；2’、 基片；3’、丝网；4’、刮刀；、5’、浆料；

1、基座；2、安装座；3、驱动气缸；4、刮刀座；5、转轴；6、刮刀；7、光栅读数头；8、直线导轨；9、滑块；10、电机；11、丝杠；12、升降滑块。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例来对本发明的技术方案作进一步的阐述。

参见图3所示为本实施例中采用的太阳能电池片丝网印刷用刮刀装置，该刮刀装置可前后移动地设于丝网印刷机的工作台上而实现印刷。该刮刀装置包括基座1、可升降地设于基座1上的安装座2、用于驱使安装座2上下升降的升降驱动装置。

本实施例中，升降驱动装置包括设于基座1上的电机10、与电机10的输出轴相传动连接的丝杠11、与丝杠11相配合而可沿丝杠11上下运动的升降滑块12，该升降滑块12与安装座2相固定连接。此处，丝杠11的轴心线沿竖直方向延伸而使得安装座2沿竖直方向升降。该升降驱动装置还包括用于控制电机10工作状态的控制器（图中未示出）。

参见图3所示，该刮刀装置还包括可上下滑动地设于安装座2上的刮刀座4、连接在安装座2与刮刀座4之间的驱动气缸3、安装在刮刀座4上的刮刀6。在本实施例中，刮刀6通过转轴5枢轴连接在刮刀座4的下端，转轴5的轴心线沿水平方向延伸且垂直于刮刀装置的前后移动方向；驱动气缸3的缸体固定地安装在安装座2上，驱动气缸3的伸缩杆固定地连接在刮刀座4上。

安装座2与刮刀座4之间还设有用于提供刮刀座4沿上下方向滑动导向的导向结构，此处，导向结构设有两组，该导向结构包括固定地设于安装座2上沿上下方向延伸的直线导轨8、与直线导轨8相配合且可相对滑动的滑块9，滑块9与刮刀座4固定连接。

参见图3所示，刮刀装置还包括设于安装座2上用于检测刮刀座4相对安装座2上下位移量的位移传感器，该位移传感器与升降驱动装置的控制器信号连接。此处，该位移传感器采用的为光栅读数头7。该光栅读数头7所读取的亦即是驱动气缸3输出端相对驱动气缸3缸体的上下位移量S_测。光栅读数头7获取的数据信息能够反馈至升降驱动装置的控制器中，控制器则根据该反馈数据控制电机10的工作状态而使得安装座2连同驱动气缸3及刮刀6一同上下升降。

参见图4所示，该刮刀装置采用如下方式实现对刮刀6的调整：

（1）计算丝网反弹力F_弹，F_弹=N*arctg［（L_s-L_b）/2S］，其中：N—丝网的张力；L_b—刮刀6的长度；L_s—丝网宽度；S—丝网网距；

（2）根据预设的刮刀压力F_刮刀和经步骤（1）计算的丝网反弹力F_弹确定驱动气缸3的理论输出力F_气缸，该理论输出力F_气缸根据计算公式F_气缸-F_弹=F_刮刀计算获取；

（3）在保证驱动气缸3的理论输出力F_气缸的同时，通过升降驱动装置驱使安装座2下行而使得驱动气缸3与刮刀6共同升降并将丝网压持在待印刷的电池片上，获取该过程中驱动气缸3的输出端相对驱动气缸3缸体的上下位移量S_测，该上下位移量S_测被反馈至控制器中，并与预设的位移量S_预进行比较。其中，控制器中预设的位移量S_预该预设的位移量S_预应使得刮刀6最终作用于丝网的刮刀压力较为适中，即兼顾印刷质量与丝网使用寿命而设置；

（4）判定S_测与S_预的差值，若S_测≠S_预，返回步骤（3），升降驱动装置根据S_测与S_预的差值信息并对应升降调整，具体为：当S_测＞S_预时，说明刮刀6作用于丝网的刮刀压力过大，则升降驱动装置驱使安装座2连同驱动气缸3及刮刀6共同上行；当S_测＜S_预时，说明刮刀6作用于丝网的刮刀压力过小，则升降驱动装置驱使驱动气缸3与刮刀6共同下行；

若S=S_预，升降驱动装置停止升降，刮刀6开始印刷工作。

综上，该刮刀装置在使用时，先使得驱动气缸3的伸缩杆伸出而输出理论输出力F_气缸，然后由升降驱动装置驱使安装座2、刮刀座4及刮刀6沿竖直方向下行，当刮刀6向下运动遇到阻力后，该阻力通过滑块9与直线导轨8的配合而传递给驱动气缸3，驱动气缸3受外力压缩而产生位移（即上下位移量S_测），上述产生的位移被光栅读数头7读取并反馈至控制器，控制器根据S_测与S_预的差值控制升降驱动装置工作而使得刮刀6的上下位置进行调整，从而使得刮刀6作用于丝网的压力大小处于设定的范围内，进而使得丝网使用寿命与印刷质量得到平衡，即在保证印刷质量的前提下使得丝网的使用寿命尽可能的提高。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其中，刮刀设于驱动气缸的输出端并位于丝网的上方，其特征在于：所述调整方法包括如下步骤：

（1）计算丝网反弹力F_弹，F_弹=N*arctg［（L_s-L_b）/2S］，其中：N—丝网的张力；L_b—刮刀长度；L_s—丝网宽度；S—丝网网距；

（2）根据预设的刮刀压力F_刮刀和经步骤（1）计算的丝网反弹力F_弹确定所述驱动气缸的理论输出力F_气缸；

（3）在保证所述驱动气缸的理论输出力F_气缸的同时，通过升降驱动装置驱使所述驱动气缸与所述刮刀共同升降并将丝网压持在待印刷的电池片上，获取所述丝网压持至所述待印刷的电池片上的过程中所述驱动气缸的输出端相对所述驱动气缸缸体的上下位移量S_测，并与预设的位移量S_预进行比较；

（4）判定所述S_测与S_预的差值，若S_测≠S_预，返回步骤（3），所述升降驱动装置根据S_测与S_预的差值信息并对应进行升降调整；若S_测=S_预，所述升降驱动装置停止升降，所述刮刀开始印刷工作。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述步骤（2）中，根据计算公式F_气缸-F_弹=F_刮刀获取所述驱动气缸的理论输出力。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述步骤（3）中，当所述S_测＞S_预时，所述升降驱动装置驱使所述驱动气缸与所述刮刀共同上行；当所述S_测＜S_预时，所述升降驱动装置驱使所述驱动气缸与所述刮刀共同下行。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述步骤（3）中，通过位移传感器获取所述驱动气缸的输出端的上下位移量S_测，所述位移传感器与所述升降驱动装置信号连接。

5.根据权利要求4所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述位移传感器为光栅读数头。

6.根据权利要求4所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述驱动气缸通过安装座而连接在所述升降驱动装置上，所述位移传感器安装在所述安装座上。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述刮刀枢轴连接在刮刀座的下端，所述位移传感器通过读取所述刮刀座相对所述安装座的位移量而获取所述的上下位移量S_测。

8.根据权利要求6所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述升降驱动装置包括电机、与所述电机的输出轴相传动连接的丝杠、与所述丝杠相配合而能够沿所述丝杠上下运动的升降滑块，所述安装座固定安装在所述升降滑块上。

9.根据权利要求8所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述升降驱动装置还包括用于控制所述电机工作状态的控制器，所述位移传感器获取的上下位移量S_测反馈至所述控制器而用于控制所述电机的工作状态。

10.根据权利要求1所述的太阳能电池片丝网印刷用刮刀自动调整方法，其特征在于：所述刮刀通过刮刀座安装在所述驱动气缸的输出端上，其中所述刮刀座与所述驱动气缸的输出端固定连接，所述刮刀通过转轴枢轴连接在所述刮刀座上，所述转轴的轴心线沿水平方向延伸且垂直于所述刮刀的前后移动方向。