CN107323717A - 自动包装光伏组件护角的设备及其包角方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种自动包装光伏组件护角的设备及其包角方法，该设备包括：机台，设有光伏组件放置区、四个护角工作台，每个护角工作台处设置有：护角固定装置，及护角初折机构；料库；护角处理工装，包括机械手、拾取结构和折叠工装；送料机构，用以将光伏组件转移至光伏组件放置区；自动归正装置，用以使光伏组件与光伏组件放置区对正；光伏组件固定装置，用以将光伏组件锁定在光伏组件放置区；电气控制系统，用以控制送料机构、自动归正装置、光伏组件固定装置、护角固定装置、护角初折机构和护角处理工装的工作。通过护角固定装置固定护角，然后护角初折机构和护角处理工装可以完成包角，从而可以实现光伏组件包角的机械化作业。

Description

自动包装光伏组件护角的设备及其包角方法

技术领域

本发明涉及太阳能光伏组件包装领域，特别是涉及一种自动包装光伏组件护角的设备。还提出一种自动包装光伏组件护角的设备的包角方法。

背景技术

一般太阳能光伏组件的生产地距离使用地(光伏电站)都很远，需要远距离通过不同运输方式从一个地方输送到另外一个地方，由于太阳能光伏组件是易碎、容易刮伤、价值高的产品，在运输过程中对产品的保护也显得尤为重要。

生产太阳能光伏组件的厂家经过多年的实验确认，每块组件间隔离保护的好坏对整个组件的包装质量起到很大的作用。事实证明：把一定厚度的瓦楞纸裁剪成图1形状的护角200，然后再包裹到光伏组件300的四个角上(包裹后的形状见图2)，再用打包带把整托组件捆扎在一起，以这种形式作为组件包装的内部防护和固定，在整个运输过程中能有效地起到防止组件之间相互碰撞、相互摩擦而造成对组件铝合金边框的表面损伤，并且操作简单、制作成本又低，象这种组件护角的包装形式已被业内厂家广泛接受。

目前我国生产太阳能光伏组件厂家对组件的包装打箱都是用手动作业来完成的，包组件护角是放在打箱前进行的，都是手动对组件进行包护角、堆垛、捆扎、套外箱、再捆扎、绕保护膜，劳动强度非常大。为了降低工人的劳动强度和确保包装质量，现在也有个别生产厂家开始把组件外包装逐步改造成机械作业，但自动包组件护角的问题还是一直没有解决。组件包装改成机械作业以后，为了缩短生产工序和减少重复作业，组件包护角这个工作被插入到组件生产流水线中，工序是：组件成型后作EL测试(红外缺陷测试)、贴名牌、包护角、自动分档，然后进入到机械包装的流程。组件包护角是在一个带有输送功能的工作台上进行的，作业人员站在工作台的二端手动进行包护角。包一个组件的四个护角需要二个人来做，每人包二个护角。这个工作比较枯燥，作业人员容易产生疲劳，易出现包裹质量不一致性的问题，从而影响到整个包装的质量。

包装是生产的终点和物流的起点，作为生产的终点，即最后一道重要的工序，包装标志着生产的完成；作为物流的起点，包装完成后便应该具有物流能力。包装质量的好坏会直接影响到产品的质量。

随着人们对能源危机与全球气候变暖等问题的越来越重视，利用太阳能进行光伏发电已被广泛的接受，对太阳能光伏组件的需求量也越来越大，太阳能光伏组件生产和包装的工作量也已越来越大。但象这种在生产流水线上用手动作业的方法去把护角包裹上去的工作也越来越不适应规模化生产和产业自动化的要求。

发明内容

基于此，有必要针对手动包角作业不适应规模化生产和产业自动化的要求的问题，提供一种自动包装光伏组件护角的设备。还提出一种自动包装光伏组件护角的设备的包角方法。

一种自动包装光伏组件护角的设备，包括：

机台，设有光伏组件放置区、位于光伏组件放置区四角的四个护角工作台，其中每个护角工作台处设置有：护角固定装置，用以将护角定位在护角工作台上，及护角初折机构，用以对定位在护角工作台上的护角进行初折；

料库，设于所述护角工作台附近，用以存储护角；

护角处理工装，包括安装于机台的机械手，及由机械手带动的拾取结构和折叠工装，其中所述拾取结构用以将护角从料库转移至所述护角工作台，所述折叠工装用以对初折后的护角继续折叠；

送料机构，位于光伏组件放置区一侧，用以将光伏组件转移至所述光伏组件放置区；

自动归正装置，位于光伏组件放置区外围，用以使光伏组件与所述光伏组件放置区对正；

光伏组件固定装置，用以将所述光伏组件锁定在所述光伏组件放置区；

电气控制系统，用以控制所述送料机构、自动归正装置、光伏组件固定装置、护角固定装置、护角初折机构和护角处理工装的工作。

上述设备，通过护角固定装置固定护角，然后护角初折机构和护角处理工装可以完成包角，从而可以实现光伏组件包角的机械化作业。

在其中一个实施例中，所述护角工作台在所述机台上的位置可调。

在其中一个实施例中，所述护角固定装置为设置在护角工作台下方的真空吸附装置。

在其中一个实施例中，所述护角初折机构包括设置在护角工作台下方的由升降单元驱动升降的初折板。

在其中一个实施例中，所述拾取结构为真空吸附结构。

在其中一个实施例中，所述折叠工装包括由机械手带动运动的折叠板。

在其中一个实施例中，还包括升降机构，所述升降机构能带动所述送料机构相对于所述机台升降。

在其中一个实施例中，每一个护角工作台旁均设置有一个所述料库，且所述料库上设有光栅传感元件，所述光栅传感元件在所述光伏组件放置区的四周形成可感测异物进入的光栅门。

一种自动包装光伏组件护角的设备的包角方法，包括步骤：

所述电气控制系统控制护角处理工装利用拾取结构将所述护角从料库中转移至护角工作台，使每一个护角工作台上均放置有护角；

所述电气控制系统控制护角固定装置将所述护角定位在护角工作台上；

所述电气控制系统控制送料机构将光伏组件转移至所述光伏组件放置区；

所述电气控制系统控制自动归正装置将所述光伏组件与所述光伏组件放置区对正；

所述电气控制系统控制光伏组件固定装置将所述光伏组件锁定在所述光伏组件放置区；

所述电气控制系统控制护角初折机构对放置在护角工作台上的四个护角进行初折，使所述护角将所述光伏组件的侧板包住；

所述电气控制系统控制护角处理工装对初折后的四个护角继续折叠，使所述护角将所述光伏组件的顶板包住且与光伏组件相卡持。

利用上述方法，可以实现光伏组件包角的机械化作业。

在其中一个实施例中，所述护角处理工装利用拾取结构将所述护角从料库中转移至护角工作台，使每一个护角工作台上均放置有护角的步骤之前还包括步骤：

检测所述送料机构上光伏组件的规格，调整四个护角工作台至适合的位置。

附图说明

图1为一种光伏组件护角的展开示意图；

图2为光伏组件护角与光伏组件配合的局部剖视图；

图3为光伏组件护角与光伏组件配合的局部俯视图；

图4为本发明一个实施例的自动包装光伏组件护角的设备的俯视图；

图5为护角拾取机构及折叠工装的示意图；

图6为图1所示光伏组件护角初折后的示意图；

图7为图1所示光伏组件护角第二折后的示意图；

图8为图1所示光伏组件护角第三折后的示意图；

图9为图1所示光伏组件护角第四折后的示意图；

图10为图1所示光伏组件护角第五折后的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，则不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，详细说明自动包装光伏组件护角的设备及其包装方法的较佳实施方式。

请参考图4至图5，本发明一个实施例的自动包装光伏组件护角的设备，包括机台10、送料机构20、自动归正装置30、料库40、光伏组件固定装置50、护角固定装置60、护角初折机构70、护角处理工装80及电气控制系统。

机台10设有光伏组件放置区，用以放置伏组件300。图4中，光伏组件放置区上已放置有一个光伏组件300。光伏组件放置区的四角处分别设置有一个用以放置护角200的护角工作台12。

护角工作台12设置为在机台10上的位置可调，以适应不同规格的光伏组件。当然，护角工作台12也可以是固定不动地设置在机台10上，专门用以对某种规格的光伏组件300进行包角工作。护角工作台12固定不动时，可以是与机台10一体成型，也可以是通过紧固件固定在机台10上。

送料机构20位于光伏组件放置区一侧，用以向光伏组件放置区输送光伏组件300。其中，一个可选的方案中，送料机构20由升降机构带动升降。输送光伏组件300的过程中，当光伏组件300到达光伏组件放置区上方时，升降机构使送料机构20下降，以便顺利地使光伏组件300放置至光伏组件放置区上。另外，送料机构20也可以设置为只用于输送某种规格的光伏组件。还可不配置升降机构。

自动归正装置30，位于光伏组件放置区外围，用以使光伏组件300与光伏组件放置区对正，以便包角时光伏组件300处于正确的位置。

可选的方案中，自动归正装置30设置为以光伏组件300的中心坐标为基准，自X和Y方向上轻推光伏组件300，使光伏组件300位置归正。

一个实施例中，可采用动力源驱动推动部件在X和Y方向上前进，进而调整光伏组件300的位置。

料库40，用以存储护角200，设置在护角工作台12旁。

优选地，料库40的数量为4个，以使每个护角工作台12旁设置一个。护角处理工装80设置两处，每一个护角处理工装80对应负责处理两个护角工作台12处的护角200的转移及折叠工作。其中，每一个护角处理工装80对应配置有两个料库40，先从一个料库40中抓取护角200，将另一个料库40作为备用，以适应连续化生产需求。

一实施例中，当每一个护角工作台12旁均设置有一个料库40时，料库40上设有光栅传感元件，这些光栅传感元件在光伏组件放置区的四周形成可感测异物进入的光栅门。当有异物如手臂误进入光栅门所覆盖的范围时，电气控制系统可以及时发出停机指令。

又一实施例中，料库40设有自动补料机构及空料检测单元。其中，自动补料机构通过升降机构的进给运动实现护角200的不断补位。

空料检测单元则用以检测料库中存储的护角200的使用情况。可选的方案中，空料检测机构可以是位置传感器、距离传感器、接近开关等。此外，空料检测单元也可以是检测电机进给量的控制模块。例如，通过检测电机运转的圈数来判断护角200是否已经使用完毕。

当一个料库40中的护角200使用完毕，护角处理工装80转到备用的料库40中抓取护角200。

光伏组件固定装置50用以将光伏组件300锁定在机台10上。

可选的方案中，光伏组件固定装置50通过真空吸附的方式将光伏组件300锁定在机台10上。一个实施例中，光伏组件固定装置50安装于机台10，其为设置在机台10的光伏组件放置区下方的真空吸附装置。真空吸附装置包括真空吸附头和气缸。

一实施例中，光伏组件固定装置50安置于机台10的光伏组件放置区的上方，用机械手段压住光伏组件，达到固定组件的目的。

护角固定装置60用以将护角200定位在护角工作台12上。

可选的方案中，护角固定装置60通过真空吸附的方式将护角200定位在护角工作台12上。一个实施例中，护角固定装置60为设置在护角工作台12下方的真空吸附装置。真空吸附装置包括真空吸附头和气缸。

护角初折机构70，用以对定位在护角工作台12上的护角200进行初折。一个实施例中，护角初折机构70包括设置在护角工作台12下方的由升降单元驱动升降的初折板。

护角处理工装80，包括安装于机台10的机械手81，及由机械手81带动的拾取结构82和折叠工装83。其中，拾取结构82用以将护角200从料库40转移至护角工作台12。折叠工装83则用以对初折后的护角200继续折叠，使得护角200包在光伏组件300的角上。

一个实施例中，拾取结构82为真空吸附结构。例如，在机械手81上设置随机械手81一起运动的抽真空装置，同时在机械手81的适合位置设置真空吸盘以达成吸附的目的。

一个实施例中，折叠工装83包括由机械手81带动运动的折叠板。机械手81由电气控制系统控制工作及移动位置。机械手81具有多个自由度，可以带动折叠板升降或平移。

一个实施例中，当设置两处护角处理工装80时，该两处护角处理工装80分别设置在光伏组件放置区的相对两端。此时，两个护角处理工装80的机械手81通过支撑件84固定于机台10，且两个机械手81的支撑件84固定在一起。或者，两个机械手81通过同一个支撑件固定于机台10，该支撑件横跨光伏组件放置区。换言之，相当于两个支撑件84为一体设置。通过上述方式，增强了支撑用的支撑件84的强度，保证对机械手81的支撑可靠。

上述实施例中，拾取结构82和折叠工装83整合在机械手81上，提供了一个护角处理工装80，集成了护角200拾取功能和折叠功能。当然，护角200的拾取和折叠也可以也可以设置为由两个装置分别完成。优选地，选取拾取结构82和折叠工装83整合在机械手81上的方案，拾取结构82与折叠工装83同步运动，不存在彼此干涉，不需要考虑彼此让位，利于整机结构简化。

自动包装光伏组件护角的设备还进一步设置电气控制系统，用以控制送料机构20、自动归正装置30、料库40、光伏组件固定装置50、护角固定装置60、护角初折机构70和护角处理工装80的工作。机台10及机台以外的其他所有元件，都既可以设置为与机台10集成为一个整体式的机械设备，例如送料机构20用以与光伏组件300组装前的工序对接，其可集成在机台10上；还可以设置为是分体式的结构，便于更换，彼此协作，实现机械化包角作业。

上述实施例的自动包装光伏组件护角的设备还具备组件输出功能，完成组件包角后，自动归正装置30和光伏组件固定装置50释放，送料机构20升起输送带运动，用以将包角后的光伏组件30从机台10上转移至下道工序(如打包流水线)。由此，借助送料机构20，自动包装光伏组件护角的设备与包角前后的工序衔接起来，实现光伏组件生产、测试、包装的自动化生产。

下面结合附图1至图3，及图6至10，说明利用上述自动包装光伏组件护角的设备对光伏组件进行包角的方法。

设备启动后，电气控制系统即开始控制各部件的工作。

首先，检测送料机构20的上光伏组件300的规格，调整四个护角工作台12至适合的位置。可以理解，若只对特定规格的光伏组件300进行包角，四个护角工作台12位置固定不动，则此步骤可以省去。

然后，护角处理工装80利用拾取结构82将护角200从料库40中转移至护角工作台12，使每一个护角工作台12上均放置有护角200。

本步骤中，拾取结构82同时从同一个料库40拾取两个护角200，然后分别放置到相邻的两个护角工作台12。这样，减少一次机械手81从护角工作台12回位至料库40的运动过程，从而提高工作效率。

进一步地，两个护角处理工装80的拾取结构82是同步工作，经过两次放置，即实现每一个护角工作台12上均放置有护角200的目的。

应当理解，护角处理工装80并不以上述的两个为限。如可以仅设置一个护角处理工装80，用以完成四个护角工作台12上护角200的放置任务。还可以是，每个护角工作台12分别对应设置一个护角处理工装80。

优选地，设置两个护角处理工装80，同时具有效率高、结构简化及成本低的优点。

之后，利用护角固定装置50将护角300定位在护角工作台12上。

接下来，电气控制系统控制送料机构20将光伏组件300转移至光伏组件放置区。前文已叙，根据需要，送料机构20可以是在临近光伏组件放置区时上升一定高度以避免碰到机台10。

然后，自动归正装置30将光伏组件300与光伏组件放置区对正。例如，从光伏组件300的四个侧边轻推光伏组件300，使光伏组件300位置归正。并利用光伏组件固定装置50将光伏组件300锁定。

再然后，四个护角初折机构70对放置在护角工作台12上的四个护角200同时进行初折，使护角200将光伏组件300的侧板包住。

本步骤中，以使用图1所示的护角200对光伏组件300进行包角为例说明包角的过程。参考图1，护角200包括等腰直角三角形的底板210、与底板210两等腰侧边相连接的两个侧板包边220、与侧板包边220相连的两个顶板包边230、与顶板包边230相连的两个卡接边240。

图1所示为护角200的原始状态。折叠开始后，护角初折机构70的初折板将自下至上运动，将底板210两侧的部分竖立起来，完成初折(第一折)，形态如图6所示。此时，侧板包边220已贴在光伏组件300的侧边的外侧面。

然后，护角处理工装80对初折后的四个护角200继续折叠，使所述护角将所述光伏组件300的顶板包住且与光伏组件相卡持。本步骤中，机械手81带动折叠板连续运动，完成折叠包角。参图7至图10，为便于理解，将本步骤折叠板的连续运动分解进行说明。

第二折：折叠工装83平移，将其中的一个顶板包边230折叠，以能够压在光伏组件300顶部，参图7。

第三折：将已经折叠的顶板包边230所连接的卡接边24折叠，以卡到光伏组件300内侧的缝隙中，参图8，卡接状态可参考图2。

第四折：折叠工装83上升及再次平移，将剩余的一个顶板包边230折叠，以能够压在光伏组件300顶部，参图9。

第五折：将剩余的一个卡接边240折叠，以卡到光伏组件300内侧的缝隙中，从而完成包角，参图10。

初折后，折叠板对护角200继续折叠的方式不限于上述描述。例如，在两次折叠已经折叠成图8所示状态后，可以选择先将另一个顶板包边230也压在光伏组件300顶部，然后再将两个卡接边240卡到光伏组件300内侧的缝隙中。

利用上述实施例的自动包装光伏组件护角的设备，可以实现光伏组件300包角的机械化作业。且当设置送料机构20时，自动包装光伏组件护角的设备可以嵌入到光伏组件300自动化生产、检测及包装系统中，大大提高自动化程度，提高生产效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种自动包装光伏组件护角的设备，其特征在于，包括：

机台，设有光伏组件放置区、位于光伏组件放置区四角的四个护角工作台，其中每个护角工作台处设置有：护角固定装置，用以将护角定位在护角工作台上，及护角初折机构，用以对定位在护角工作台上的护角进行初折；

料库，设于所述护角工作台附近，用以存储护角；

护角处理工装，包括安装于机台的机械手，及由机械手带动的拾取结构和折叠工装，其中所述拾取结构用以将护角从料库转移至所述护角工作台，所述折叠工装用以对初折后的护角继续折叠；

送料机构，位于光伏组件放置区一侧，用以将光伏组件转移至所述光伏组件放置区；

自动归正装置，位于光伏组件放置区外围，用以使光伏组件与所述光伏组件放置区对正；

光伏组件固定装置，用以将所述光伏组件锁定在所述光伏组件放置区；

电气控制系统，用以控制所述送料机构、自动归正装置、光伏组件固定装置、护角固定装置、护角初折机构和护角处理工装的工作。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述护角工作台在所述机台上的位置可调。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述护角固定装置为设置在护角工作台下方的真空吸附装置。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述护角初折机构包括设置在护角工作台下方的由升降单元驱动升降的初折板。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述拾取结构为真空吸附结构。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述折叠工装包括由机械手带动运动的折叠板。

7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，还包括升降机构，所述升降机构能带动所述送料机构相对于所述机台升降。

8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，每一个护角工作台旁均设置有一个所述料库，且所述料库上设有光栅传感元件，所述光栅传感元件在所述光伏组件放置区的四周形成可感测异物进入的光栅门。

9.一种如权利要求1所述的自动包装光伏组件护角的设备的包角方法，其特征在于，包括步骤：

所述电气控制系统控制护角处理工装利用拾取结构将所述护角从料库中转移至护角工作台，使每一个护角工作台上均放置有护角；

所述电气控制系统控制护角固定装置将所述护角定位在护角工作台上；

所述电气控制系统控制送料机构将光伏组件转移至所述光伏组件放置区；

所述电气控制系统控制自动归正装置将所述光伏组件与所述光伏组件放置区对正；

所述电气控制系统控制光伏组件固定装置将所述光伏组件锁定在所述光伏组件放置区；

所述电气控制系统控制护角初折机构对放置在护角工作台上的四个护角进行初折，使所述护角将所述光伏组件的侧板包住；

所述电气控制系统控制护角处理工装对初折后的四个护角继续折叠，使所述护角将所述光伏组件的顶板包住且与光伏组件相卡持。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述护角处理工装利用拾取结构将所述护角从料库中转移至护角工作台，使每一个护角工作台上均放置有护角的步骤之前还包括步骤：

检测所述送料机构上光伏组件的规格，调整四个护角工作台至适合的位置。