CN106558636A - 一种太阳能电池切割系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池切割系统。解决现有技术中对太阳能电池切割设备容易造成电池片短路、不能及时对切割后电池片进行合格检测、缺少对太阳能电池片纠偏的问题。系统包括卷对卷输送柔性电池卷的传送装置；切割装置，切割装置包括上下切合可整体拆卸的刀具，智能双模纠偏装置，电压测试装置和表面测试装置。本发明的优点是集合了电压、表面测试的功能，使得电池卷在切割后同时进行了产品合格测试，使得在电池卷在切割后就能及时发现问题，减少了工作量，提高了生产效率。能对印刷前和印刷后的电池卷位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小，保证了电池卷运行在正确的位置，保障了电池卷切割的精度。

Description

一种太阳能电池切割系统

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池技术领域，尤其是涉及一种太阳能电池切割系统。

背景技术

随着技术进步与科技发展，薄膜太阳能电池的生产制造技术日趋成熟，大规模产业化生产线在全球不断投产，给太阳能电池市场与应用带来了巨大商机， 特别是对光电一体化建筑产生了巨大促进作用。同时，生产商为了提高生产效率、降低生产成本，不断改进生产设备和生产工艺，不断寻找高性价比的原材料，不断探索新材料、新工艺，使得薄膜太阳能电池具有实用的商业价值和美 好的发展前景。

柔性薄膜太阳能电池通常采用卷对卷工艺生产，在生产过程中需要对成卷的柔性薄膜太阳能电池进行分切，而目前采用的切割设备在切割过程中容易对薄膜太阳能电池造成短路，且没有对切割的薄膜太阳能电池是否合格进行检测的设备，无法及时查出异常的电池片，一般在切割后由员工另外进行产品检测，工作量大，生产效率低下。并且在切割过程中太阳能电池在放卷收卷时会出现偏移，造成切割不均匀的问题，现有的一些设备也具有纠偏设备，但一般结构较复杂，检测功能单一，纠偏精度低。目前还未有能解决上述问题的成套生成设备。

发明内容

本发明主要是解决现有技术中对太阳能电池切割设备容易造成电池片短路、不能及时对切割后电池片进行合格检测、缺少对太阳能电池片纠偏的问题，提供了一种切割不易造成电池短路，具有检测功能，纠偏精度高的太阳能电池切割系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种太阳能电池切割系统，包括

卷对卷输送柔性电池卷的传送装置；

设置于传送装置中段，对电池卷进行滚切的切割装置，切割装置包括上下切合可整体拆卸的刀具；

设置于传送装置前段，对电池卷传送进行纠偏的智能双模纠偏装置，智能双模纠偏装置采集包含纠偏光点的电池卷边缘及栅线图像，通过检测图像中纠偏光点来确定电池卷偏移位置；

设置于传送装置后段，对切割后电池卷进行产品合格测试的电压测试装置和表面测试装置。

本发明系统集合了电压、表面测试的功能，使得电池卷在切割后同时进行了产品合格测试，电源检测装置检测切割后电池片上的电压，检测是否合格，电压是否稳定，同时也可以检测是否形成短路。表面测试装置检测电池卷表面平整度以及透光性，能精确找到电池卷局部缺陷。这样使得在电池卷在切割后就能及时发现问题，减少了工作量，提高了生产效率。

作为一种优选方案，所述传送装置包括一个放卷辊和至少一个收卷辊，分别用于驱动放卷辊、收卷辊的第一驱动电机、第二驱动电机，以及对扭力进行判断分析的处理单元，在放卷辊和收卷辊上都设置有用于检测扭力的扭力传感单元，扭力传感单元连接到处理单元，处理单元分别与第一驱动电机、第二驱动电机控制相连。传送装置放卷辊和收卷辊分别检测扭力值，处理单元将检测到的扭力值与参考值进行比较，判断电池卷放卷端和收卷端的扭力是否正常，若超出正常范围则调节放卷辊或收卷辊的扭力，保证了电池卷正常输送，以便于进行电池卷切割。

作为一种优选方案，所述切割装置包括切割安装架，在切割安装架上竖排滚动设置有上刀具和下刀具，切割安装架包括在拆装刀具时进行移动的轴头固定座，轴头固定座安装在移动平台上。本方案中刀具通过轴头固定座能方便进行安装和拆卸。切割装置将未印刷的电池卷均匀切割成若干条小的电池卷，以进行后续的印刷，或将已印刷的电池卷侧边进行切割，保证印刷后电池卷宽度一致。

作为一种优选方案，所述上刀具和下刀具都包括有刀架、套在刀架上的滚刀、对滚刀进行固定的第一固定螺母，滚刀之间套有隔块将滚刀相间隔设置，上刀具滚刀与下刀具滚刀相错位并侧面相贴。本方案中采用滚切方式对电池卷进行切割，使得切割的电池卷边缘平整，且不会影响电池卷的电性能。

作为一种优选方案，所述智能双模纠偏装置包括一次切割纠偏采集机构、二次切割纠偏采集机构、控制中心、纠偏底座，电池卷引出端经过一次切割纠偏采集机构、二次切割纠偏采集机构下方后进入切割装置，一次切割纠偏采集机构和二次切割纠偏采集机构与控制中心相连，控制中心与纠偏底座控制相连。智能双模纠偏装置能对印刷前和印刷后的电池卷位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小，保证了电池卷运行在正确的位置，保障了电池卷切割的精度。

作为一种优选方案，所述一次切割纠偏采集机构包括分别设置在电池卷两边的第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块，第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块都包括有第一电眼、纠偏灯列、反射板，第一电眼与控制中心相连，所述二次切割纠偏采集机构包括第二电眼、基准发射器、扫描发射器，第二电眼与扫描发射器、控制中心相连。

一次切割纠偏采集机构：对印刷前的电池卷进行纠偏，第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块的第一电眼分别通过反射板实时采集电池卷两边遮挡纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；

二次切割纠偏采集机构：对印刷后的电池卷进行纠偏，基准发射器发射基准光点与电池卷上栅线重合，扫描发射器发射扫描光点跟踪电池卷的栅线，第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像；纠偏光点包括纠偏灯列映射在电池卷上的光点，基准发射器、扫描发射器照射在电池卷上的基准光点、扫描光点。

控制中心：根据图像获取电池卷边缘遮挡纠偏灯列光点的情况，以及扫描光点与基准光点之间的距离，然后换算出实际纠偏距离，控制纠偏移动底座移动对电池片位置进行纠偏。

作为一种优选方案，偏移动底座包括滑动座和推动滑动座移动的纠偏电机，纠偏电机与控制中心相连，滑动座安装在滑轨上，传送装置一端设置在滑动座上。纠偏电机通过动力转换机构对滑动座进行推动，滑轨方向与电池片前进的方向成十字交叉的结构，这样滑动座进行移动能调节电池片左右两边的位置。

作为一种优选方案，所述电压测试装置包括照明光源、电压检测器、第一控制平台，照明光源设置在反光罩内，电压检测器包括电压采集单元、检测触须，检测触须前端与通过的电池卷表面接触，检测触须与电压采集单元相连，电压采集单元和照明光源分别连接到第一控制平台。本方案中通过照明光源照射电池卷表面，产生电压后由检测触须进行采集然后传送给电压检测器进行处理，电压检测器将处理后电压值发送给第一控制平台，在第一控制平台上进行显示。

作为一种优选方案，所述表面检测装置包括红外光源、摄像头、第二控制平台，所述红外光源照向经过的电池卷表面，摄像头朝向红外光源照射的电池卷表面，红外光源和摄像头分别与第二控制平台相连。本方案中红外光源照射在电池卷表面，摄像头对红外光源照射的区域进行图像采集，在第二控制平台上对采集图片进行分析，判断是否有凹凸点，以及判断电池卷的透光性。

因此，本发明的优点是：集合了电压、表面测试的功能，使得电池卷在切割后同时进行了产品合格测试，使得在电池卷在切割后就能及时发现问题，减少了工作量，提高了生产效率。能对印刷前和印刷后的电池卷位置进行自动纠偏，纠偏精度高，可靠性高，误差较小，保证了电池卷运行在正确的位置，保障了电池卷切割的精度。

附图说明

附图1是本发明的一种结构示意图；

附图2是本发明中传送装置的一种控制结构框示图；

附图3是本发明中传送装置放卷辊的一种局部结构示意图；

附图4是本发明中传送装置收卷辊与收卷盘连接的一种结构示意图；

附图5是本发明中一次、二次切割纠偏采集机构在电池卷上的一种安装结构示意图；

附图6是本发明中一次切割纠偏采集机构设置在电池卷上的一种结构示意图；

附图7是本发明中第一电眼、纠偏灯列的一种设置结构示意图；

附图8是本发明中第二电眼、基准发射器、扫描发射器的一种排列结构示意图；

附图9是本发明中切割装置的一种结构示意图；

附图10是本发明中上、下刀具的一种机构示意图；

附图11是本发明中上、下刀具中滚刀的一种安装结构示意图；

附图12是本发明中电压检测装置的一种结构示意图；

附图13是本发明中升降机构与照明光源连接的一种结构示意图；

附图14是本发明中表面检测装置的一种结构示意图；

附图15-是本发明中智能双模纠偏装置控制结构的一种框示图。

1-传送装置 2-切割装置 3-智能双模纠偏装置 4-电压检测装置 5-表面检测装置 6-放卷辊 7-第二导向辊 8-收卷辊 9-导向辊 10-边缘收卷辊 11-扭力传感器 12-处理单元 13-张紧检测单元 14-第一驱动电机 15-第二驱动电机 16-卷筒固定头 17-卡盘18-卡头 19-卷筒 20-卡口 21-翻转座 22-收卷盘 23-长槽 24-顶块 25-一次切割纠偏采集机构 26-二次切割纠偏采集机构 27-控制中心 28-纠偏底座 29-一次边缘纠偏采集模块 30-二次边缘纠偏采集模块 31-第一电眼 32-纠偏灯列 33-反光板 34-第二电眼 35-基准发射器 36-扫描发射器 37-滑动座 38-纠偏电机 39-安装架 40-刀具轴 41-上刀具42-下刀具 43-刀架 44-滚刀 45-第一固定螺母 46-挡沿 47-刀架卡位键 48-轴卡位键49-隔块 50-轴头固定座 51-旋转轴承 52-底板 53-第一移动板 54-第二移动板 55-第一导轨 56-第二导轨 57-第一螺杆支撑台 58-第一螺杆 59-第一调节手轮 60-第二螺杆支撑台 61-第二螺杆 62-第二调节手轮 63-照明光源 64-反光罩 65-第一控制平台 66-电压采集单元 67-检测触须 68-红外光源 69-摄像头 70-红外照射灯 71-散热层 72-液冷管。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：

本实施例一种太阳能电池切割系统，如图1所示，包括

卷对卷输送柔性电池卷的传送装置1；

设置于传送装置中段，对电池卷进行滚切的切割装置2，切割装置包括上下切合可整体拆卸的刀具；

设置于传送装置前段，对电池卷传送进行纠偏的智能双模纠偏装置3，智能双模纠偏装置采集包含纠偏光点的电池卷边缘及栅线图像，通过检测图像中纠偏光点来确定电池卷偏移位置；

设置于传送装置后段，对切割后电池卷进行产品合格测试的电压测试装置4和表面测试装置5.。

如图1和图2所示，传送装置包括一个放卷辊6和至少一个收卷辊7，分别用于驱动放卷辊、收卷辊的第一驱动电机14、第二驱动电机15，以及处理单元12。本实施例中以设置五个收卷辊为例，五个收卷辊成一排设置，第一驱动电机驱动放卷辊，第二驱动电机对应设置有五个，分别对应驱动收卷辊。在每个放卷辊远离收卷辊的一侧还都设置有两个导向辊9，两个导向辊竖直排列，位于上面的导向辊高度高于收卷辊，且位于上面的导向辊作为张紧辊，在张紧辊上设置有张紧检测单元13，张紧检测单元与处理单元相连，将检测到张紧力发送给处理单元进行分析。在收卷辊和放卷辊上都设置有扭力传感单元11，扭力传感单元连接到处理单元上。处理单元分别与第一驱动电机、第二驱动电机控制相连。

张紧检测单元对绕过张紧辊的电池卷的张紧力进行检测，将检测到的张紧力信息发送给处理单元，在处理单元内存储有正常张紧力范围值，判断检测到的张紧力是否超出张紧力范围，若超出正常张紧力范围，则发送指令给驱动对应的收卷辊的第二驱动电机，加快或减慢第二启动电机以调节张紧力，直到将张紧力调节到正常范围内时，第二驱动电机恢复原来的速度。

放卷辊上的扭力传感单元检测放卷辊的扭力，收卷辊上的扭力传感单元检测收卷辊的扭力，然后它们分别见检测到的扭力发送给处理单元。在处理单元内存储有放卷辊以及每个收卷辊分布对应的正常的扭力值，处理单元将检测到的放卷辊扭力值与正常放卷辊扭力值进行比较，将检测到的收卷辊扭力值与正常收卷辊扭力值进行比较，若是比较是超过或低于正常扭力值，则发送控制命令到对应第一驱动电机或第二驱动电机，调整他们的扭力值到正常扭力值。

如图3所示，放卷辊包括卷绕电池卷的卷筒19以及设置在两端对卷筒进行固定的卷筒固定头16。卷筒的两端设置有方形的卡头18，卷筒固定头包括有可进行旋转的卡盘17，在卡盘中间设有与卡头形状相对应的卡口20。其中一个卷筒固定头上设置第一驱动电机14，第一驱动电机与卡盘传动连接，驱动卡盘旋转。卷筒固定头安装在翻转座21上，翻转座能向外侧翻转，其具有锁定位和释放位两个翻转位，翻转座正常情况下位于锁定位，在锁定位时卷筒固定头垂直竖立，此时卡盘卡牢卷筒端头的卡头。当将翻转座向外侧翻转则进入释放位，在释放位时，卷筒固定头向外侧倾斜，此时卷筒的卡头就脱离了卡盘的卡口，可以将卷筒拿出。

如图4所示，在收卷辊上套有收卷盘22，电池卷卷入在收卷盘上。收卷辊的表面上平行轴方向均匀间隔设置有六道长槽23，在长槽内都设置有通过气压装置驱动的顶块24。当收卷盘套在收卷辊上时，气压装置工作，推动顶块突起在长槽外，顶块就定牢收卷盘，将收卷盘固定在收卷辊上。

如图9和图10所示，切割装置包括切割安装架39，该切割安装架上设置有两个刀具轴40，两刀具轴成上下排列设置，两刀具轴分别与电机传动相连，两刀具轴相对转动，且向着电池卷前进的方向转动。在两刀具轴上分别套有上刀具41和下刀具42，上刀具套入在上部的刀具轴上，下刀具套入在下部的刀具轴上。

上刀具和下刀具都包括有刀架43、若干滚刀44、第一固定螺母45，刀架为套筒状，刀架一端设置有挡沿46，在挡沿外侧上设置有刀架卡位键47，在上、下刀具轴的根部位置都设置有与刀架卡位键相配合的轴卡位键48，滚刀为圆环状，包括中间的套孔、两侧的侧面和端面，滚刀套入在刀架上，在滚刀之间套入有隔块49将滚刀相间隔，第一固定螺母由刀架另一端拧入，将滚刀和隔块挤压固定在刀架上。如图11所示，上、下刀具分别套入在刀具轴上后，上刀具的滚刀与下刀具的滚刀相错位，且上刀具滚刀上靠近边缘处的侧面与下刀具滚刀上靠近边缘处的侧面相贴。电池卷由上刀具和下刀具相接之间穿过。

切割安装架在刀具轴前端处设置有轴头固定座50，轴头固定座上分别设置有与上、下刀具轴前端对应配合的旋转轴承51。轴头固定座安装在移动平台上，移动平台包括底板52、第一移动板53和第二移动板54，在底座上设置有第一导轨55，第一移动板滑动连接在第一导轨上，在第一移动板上设置有第二导轨56，第二移动板滑动连接在第二导轨上，第一导轨与第二导轨相垂直，在底板上第一导轨一端处设置有第一螺杆支撑台57，第一螺杆支撑台上转动设置有第一螺杆58，第一调节螺杆前端与第一移动板螺纹相连，第一调节螺杆后端设置有第一调节手轮59。在第一移动板上第二导轨一端处设置有第二螺杆支撑台60，第二螺杆支撑台上转动设置有第二螺杆61，第二调节螺杆前端与第二移动板螺纹相连，第二调节螺杆后端设置有第二调节手轮62。

如图15所示，智能双模纠偏装置包括一次切割纠偏采集机构25、二次切割纠偏采集机构26、控制中心27、纠偏底座28，电池卷引出端经过一次切割纠偏采集机构、二次切割纠偏采集机构下方后进入切割装置，一次切割纠偏采集机构和二次切割纠偏采集机构与控制中心相连，控制中心与纠偏底座控制相连。

如图5、6、7、8所示，一次切割纠偏采集机构包括分别设置在电池卷两边的第一边缘纠偏采集模块29和第二边缘纠偏采集模块30，第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块都包括有第一电眼31、纠偏灯列32、反射板33，第一电眼与控制中心相连。二次切割纠偏采集机构包括第二电眼34、基准发射器35、扫描发射器36，第二电眼与扫描发射器、控制中心相连。

一次切割纠偏采集机构：对印刷前的电池卷进行纠偏，第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块的第一电眼分别通过反射板实时采集电池卷两边遮挡纠偏灯列光点的图像，发送给控制中心；

二次切割纠偏采集机构：对印刷后的电池卷进行纠偏，基准发射器发射基准光点与电池卷上栅线重合，扫描发射器发射扫描光点跟踪电池卷的栅线，第二电眼实时采集基准光点与扫描光点的图像；

控制中心：根据图像获取电池卷边缘遮挡纠偏灯列光点的情况，以及扫描光点与基准光点之间的距离，然后换算出实际纠偏距离，控制纠偏移动底座移动对电池片位置进行纠偏。

纠偏底座包括滑动座37和推动滑动座移动的纠偏电机38，纠偏电机与控制中心相连，滑动座安装在滑轨上，传送装置一端的翻卷辊设置在滑动座上。

如图12和图13所示，电压测试装置包括照明光源63、电压检测器、第一控制平台65，照明光源为长形结构，照明光源上设置有反光罩64。电压检测器包括电压采集单元66、检测触须67，多个检测触须排列成两排分别设置在照明光源的两侧，检测触须前端朝向电池卷前方方向卷曲，检测触须前端与通过的电池卷表面接触。检测触须与电压采集单元相连，电压采集单元和照明光源分别连接到第一控制平台。电压测试装置还包括安装在一侧的第一升降机构68，第一升降机构的升降块与反光罩相固定。

如图14表面检测装置包括红外光源68、摄像头69、第二控制平台。红外光源照向经过的电池卷表面，摄像头朝向红外光源照射的电池卷表面安装，红外光源和摄像头分别与第二控制平台相连。红外照明光源包括壳体，壳体前端开槽形成照射口，照射口上设置有透射板，壳体内设置有红外照射灯70，红外照射灯安装在散热层71上，散热层内穿有液冷管72，液冷管穿出壳体与液冷箱相连。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了传送装置、切割装置、智能双模纠偏装置、电压检测等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种太阳能电池切割系统，其特征在于：包括

卷对卷输送柔性电池卷的传送装置；

对电池卷进行滚切的切割装置，切割装置包括上下切合可整体拆卸的刀具；

对电池卷传送进行纠偏的智能双模纠偏装置，智能双模纠偏装置采集包含纠偏光点的电池卷边缘及栅线图像，通过检测图像中纠偏光点来确定电池卷偏移位置；

对切割后电池卷进行产品合格测试的电压测试装置和表面测试装置。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述传送装置包括一个放卷辊和至少一个收卷辊，分别用于驱动放卷辊、收卷辊的第一驱动电机、第二驱动电机，以及对扭力进行判断分析的处理单元，在放卷辊和收卷辊上都设置有用于检测扭力的扭力传感单元，扭力传感单元连接到处理单元，处理单元分别与第一驱动电机、第二驱动电机控制相连。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述切割装置还包括切割安装架，刀具包括竖排滚动设置在切割安装架上的上刀具和下刀具，切割安装架包括在拆装刀具时进行移动的轴头固定座，轴头固定座安装在移动平台上。

4.根据权利要求3所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述上刀具和下刀具都包括有刀架、套在刀架上的滚刀、对滚刀进行固定的第一固定螺母，滚刀之间套有隔块将滚刀相间隔设置，上刀具滚刀与下刀具滚刀相错位并侧面相贴。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述智能双模纠偏装置包括一次切割纠偏采集机构、二次切割纠偏采集机构、控制中心、纠偏底座，电池卷引出端经过一次切割纠偏采集机构、二次切割纠偏采集机构下方后进入切割装置，一次切割纠偏采集机构和二次切割纠偏采集机构与控制中心相连，控制中心与纠偏底座控制相连。

6.根据权利要求5所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述一次切割纠偏采集机构包括分别设置在电池卷两边的第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块，第一边缘纠偏采集模块和第二边缘纠偏采集模块都包括有第一电眼、纠偏灯列、反射板，第一电眼与控制中心相连，所述二次切割纠偏采集机构包括第二电眼、基准发射器、扫描发射器，第二电眼与扫描发射器、控制中心相连。

7.根据权利要求5所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是偏移动底座包括滑动座和推动滑动座移动的纠偏电机，纠偏电机与控制中心相连，滑动座安装在滑轨上，传送装置一端设置在滑动座上。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述电压测试装置包括照明光源、电压检测器、第一控制平台，照明光源设置在反光罩内，电压检测器包括电压采集单元、检测触须，检测触须前端与通过的电池卷表面接触，检测触须与电压采集单元相连，电压采集单元和照明光源分别连接到第一控制平台。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的一种太阳能电池切割系统，其特征是所述表面检测装置包括红外光源、摄像头、第二控制平台，所述红外光源照向经过的电池卷表面，摄像头朝向红外光源照射的电池卷表面，红外光源和摄像头分别与第二控制平台相连。