CN110077097A - 太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法，该印刷系统包括至少两个传输机构，至少一个设置于任意两个所述传输机构之间并用于对所述电池片进行电极印刷的印刷机构；转运机构，所述转运机构包括驱动单元以及多个转运单元。本发明提供的太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法，通过传输机构和转运机构的协同配合对多个印刷机构上下料，使得印刷机构能够不间断的对电池片进行印刷，大大提高印刷产能。

Description

太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法

技术领域

本发明涉及太阳能电池片制造领域，具体的，涉及一种太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法。

背景技术

在太阳能电池生产过程中，电池片的生产是整个太阳能电池组件生产过程中的核心部分。电池片的主要生产流程为：制绒、扩散、湿法刻蚀、沉积薄膜、印刷电极和烧结。在印刷电极的过程中，普遍采用的是通过丝网印刷机以丝网印刷的方式来完成，现有电池片在进行丝网印刷过程时，一般通过传送带上料至丝网印刷机的印刷转台上的卷纸机构上，该卷纸机构随印刷转台转动至印刷模组下方进行印刷。由于传送带传输电池片到丝网印刷的印刷转台时，会使其电池片产生转动角度偏移，但是工作台只能做旋转传输动作，无法校正电池片的具体放置位置，所以需要通过印刷模组的丝印网板角度平台被动地调节印刷角度和水平方向位置来满足电池片的丝印要求。这使得丝网印刷机结构和控制复杂化，同时需要加装视觉检测设备对传输至印刷转台的每一个电池片进行视觉影像采集，经过控制设备复杂的计算后将调整数据传输至丝印网板角度平台来完成印刷。该生产方式的产能在每小时3000片左右。

在针对由常规尺寸的电池片裂片后得到的小尺寸的电池片进行印刷时，由于电池片列片后的总数量成倍地增加，依照上述的印刷方式进行生产，加工耗时也将成倍地增加，使企业在印刷小尺寸的电池片时产能锐减。

发明内容

本发明提供了一种太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法，用以解决现有技术中太阳能电池片尤其是小尺寸的太阳能电池片加工速度慢、产能低下的问题。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种太阳能电池片的印刷系统，其包括：

至少两个传输机构，任一所述传输机构包括用于传输待加工的电池片的第一输送单元，以及相间隔地设置于所述第一输送单元下游并用于传输加工完成的电池片的第二输送单元；

至少一个用于对所述电池片进行电极印刷的印刷机构，所述印刷机构设置于任意两个所述传输机构之间；

所述印刷系统还包括转运机构，所述转运机构包括驱动单元以及多个转运单元，多个所述转运单元被设置于第一输送单元和第二输送单元之间或所述印刷机构的印刷工位处，多个所述转运单元在所述驱动单元的驱动作用下整体同步移动，以使任一位于所述印刷机构处的转运单元被所述驱动单元移动至与该印刷机构相邻的一个传输机构处时，另一个转运单元同时被所述驱动单元移动至该印刷机构处；

其中，当任一所述转运单元移动至所述传输机构处时，该转运单元能与所述第一输送单元和第二输送单元相对接，从而接收所述第一传输单元传输而来的待加工的电池片，或向所述第二输送单元传输加工完成的电池片。

进一步的，所述转运单元的数量为n，所述传输机构的数量为a,所述印刷机构的数量为b，n＝a+b-1。

进一步的，多个所述转运单元被设置为沿平行或重合于所述驱动单元的输出轴的轴线排布，并且所有所述转运单元与所述驱动单元的输出轴固定连接。

进一步的，所述驱动单元为直线电机。

进一步的，各个所述传输机构的上游均设置有至少两个料盒，所述料盒用于通过搬运机构向所述传输机构的第一输送单元提供待加工的电池片。

进一步的，所述料盒内的电池片相间隔地平行分列叠置，所述第一输送单元能够容纳的电池片的数量大于等于位于其上游的所有所述料盒中电池片的列数之和。

进一步的，所有所述传输机构的间距相等，所有所述转运单元的间距相等。

进一步的，任意相邻的两个传输机构的间距大于等于60厘米。

进一步的，所述印刷系统还包括控制器，以及用于在各个转运单元接收到来自所述第一输送单元的电池片时，采集该电池片的影像的视觉定位单元，所述视觉定位单元与所述控制器电性连接，从而便于所述控制器控制调整所述印刷机构的丝印网板角度平台，以对该电池片进行准确的电极印刷。

本申请还公开了：一种太阳能电池片的快速印刷方法，其包括以下步骤：

将第一部分转运单元与第一传输单元对接，从而接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片；

通过驱动机构整体正向移动所有所述转运单元，以使装载有待加工的电池片的转运单元被移动至印刷机构处，印刷机构对待加工的电池片印刷电极，与此同时，余下的第二部分转运单元被移动至与该部分转运单元相临的传输机构的第一传输单元下游，从而接收并装载待加工的电池片；

通过驱动机构整体反向移动所有所述转运单元，以使装载有加工完成的电池片的第一部分转运单元被移动至传输机构处，从而第一部分转运单元与第一传输单元和第二传输单元对接，并将加工完成的电池片传输至第二传输单元后，再次接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片，与此同时，第二部分转运单元被移动至印刷机构处，印刷机构对待加工的电池片印刷电极；

通过驱动机构整体交替地正向及反向移动所有所述转运单元，以使第一部分转运单元和第二部分转运单元交替地往返于印刷机构和传输机构之间。

本发明具有如下优点：

本发明提供的太阳能电池片的印刷系统以及快速印刷方法，通过传输机构和转运机构的协同配合对多个印刷机构上下料，使得印刷机构能够不间断的对电池片进行印刷，大大提高印刷产能。

附图说明

图1是本发明中案例1中印刷系统处于第一状态的结构示意图；

图2是本发明中案例1中印刷系统处于第二状态的结构示意图；

图中所示：

10、传输机构；20、印刷机构；30、转运机构；100、电池片；

1、第一输送单元；2、第二输送单元；3、驱动单元；4、转运单元；5、移载平台；6、料盒。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本申请的第一个目的是在于提供一种太阳能电池片的印刷系统，其包括：

至少两个传输机构10，任一所述传输机构10包括用于传输待加工的电池片100的第一输送单元1，以及相间隔地设置于所述第一输送单元1下游并用于传输加工完成的电池片100的第二输送单元2；至少一个用于对所述电池片100进行电极印刷的印刷机构20，所述印刷机构20设置于任意两个所述传输机构10之间；所述印刷系统还包括转运机构30，所述转运机构30包括驱动单元3以及多个转运单元4，多个所述转运单元4被设置于第一输送单元1和第二输送单元2之间或所述印刷机构20的印刷工位处，多个所述转运单元4在所述驱动单元3的驱动作用下整体同步移动，以使任一位于所述印刷机构20处的转运单元4被所述驱动单元3移动至与该印刷机构20相邻的一个传输机构10处时，另一个转运单元4同时被所述驱动单元3移动至该印刷机构20处；其中，当任一所述转运单元4移动至所述传输机构10处时，该转运单元4能与所述第一输送单元1和第二输送单元2相对接，从而接收所述第一传输单元传输而来的待加工的电池片100，或向所述第二输送单元2传输加工完成的电池片100。

通过上述的印刷系统，在一部分转运单元4处于印刷机构20的印刷工位处进行对其上搭载的电池片100进行电极印刷时，另一部分转运单元4处于传输机构10处，将刚刚印刷完成的电池片100输送至第二输送单元2的同时，接收第一输送单元1送来的待加工的电池片100。随后，这两部分转运单元4在驱动单元3的驱动下，整体位移并切换工位和工作内容，使得所述印刷机构20能够不间断的对电池片100进行印刷，减少了等待时间。同时多个印刷机构20同步工作，可以大大提高印刷产能，媲美甚至超过原未裂片的大尺寸电池片100的总体产能。

具体的，所述转运单元4的数量为n，所述传输机构10的数量为a,所述印刷机构20的数量为b，n＝a+b-1。即转运单元4的总数量等于传输机构10的数量与印刷机构20的数量之和减一。以使在驱动单元3的正向和反向驱动切换位置作用下，所有所述转运单元4都能在驱动单元3的下一个动作后处于工作状态，而无需停工等待。并且，作为优选，多个所述转运单元4被设置为沿平行或重合于所述驱动单元3的输出轴的轴线排布，并且所有所述转运单元4与所述驱动单元3的输出轴固定连接。以使所有所述转运单元4能够在一个所述驱动单元3的驱动在动作，简化设备数量的同时，使得所有所述转运单元4能够同步切换工位。作为有选，所有所述传输机构10的间距相等，所有所述转运单元4的间距相等。其中，所述转运单元4可以是如现有技术中用于对电池片100进行印刷的装在于印刷转盘上的卷纸机构。优选的，所述卷纸机构包括能吸持其上所搭置的电池片100的吸盘。所述传输机构10的第一输送单元1和第二输送单元2均可以为传送带。

在一个优选的实施方式中，所述驱动单元3为直线电机。相较于丝杆螺母机构、气缸等，直线电机因不受转速影响，可以快速使其输出轴做驱动动作，减少其驱动所述转运单元4进行切换工位的耗时，提升加工速率。

在一个优选的实施方式中，各个所述传输机构10的上游均设置有至少两个料盒6，所述料盒6用于通过搬运机构向所述传输机构10的第一输送单元1提供待加工的电池片100。所述料盒6中可以设置多片相间隔的隔片结构或隔挡块对多列电池片100进行限位，以使被放置于所述料盒6内的电池片100能够相间隔地平行分列叠置。设置至少两个料盒6的目的在于可以使得多个料盒6交替对所述第一输送单元1上料，避免上料中断。

所述料盒6内的电池片100相间隔地平行分列叠置，所述第一输送单元1能够容纳的电池片100的数量大于等于位于其上游的所有所述料盒6中电池片100的列数之和。

具体的，所述搬运机构可以是装有多组吸嘴的机械手，各个所述机械手的吸嘴可以按照所述料盒6中的多片电池片100的布置方式进行相似的结构布置，以使各个所述吸嘴能够能一一对应地吸取所述料盒6中的多片电池片100。

为了便于人工对各个设备(如印刷机构20)进行检修，应在任意相邻的两个传输机构10之间留有能供人员进出的检修通道，该通道的间距可以大于等于60厘米。

为了实现本发明内的自动化加工，所述印刷系统还包括控制器，以及用于在各个转运单元4接收到来自所述第一输送单元1的电池片100时，采集该电池片100的影像的视觉定位单元，所述视觉定位单元与所述控制器电性连接，从而便于所述控制器控制调整所述印刷机构20的丝印网板角度平台，以对该电池片100进行准确的电极印刷。从而以参考现有技术中的加工方式通过对印刷机构20的丝印网板角度平台进行调整，以准确的对电池片100进行印刷。

本发明的第二个目的在于提供一种太阳能电池片100的快速印刷方法，其包括以下步骤：

将第一部分转运单元4与第一传输单元对接，从而接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片100；

通过驱动机构整体正向移动所有所述转运单元4，以使装载有待加工的电池片100的转运单元4被移动至印刷机构20处，印刷机构20对待加工的电池片100印刷电极，与此同时，余下的第二部分转运单元4被移动至与该部分转运单元4相临的传输机构10的第一传输单元下游，从而接收并装载待加工的电池片100。在此步骤中，如余下的第二部分转运单元4被移动至与该部分转运单元4相临的传输机构10的第一传输单元下游时，其上搭置有加工完成的电池片100，则在其接收并装载待加工的电池片100之前还应包括将加工完成的电池片100传输至第二传输单元。当然的，“将加工完成的电池片100传输至第二传输单元”与“接收并装载待加工的电池片100”可以同时进行。

通过驱动机构整体反向移动所有所述转运单元4，以使装载有加工完成的电池片100的第一部分转运单元4被移动至传输机构10处，从而第一部分转运单元4与第一传输单元和第二传输单元对接，并将加工完成的电池片100传输至第二传输单元后，再次接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片100，与此同时，第二部分转运单元4被移动至印刷机构20处，印刷机构20对待加工的电池片100印刷电极；

通过驱动机构整体交替地正向及反向移动所有所述转运单元4，以使第一部分转运单元4和第二部分转运单元4交替地往返于印刷机构20和传输机构10之间。

下面，通过一个具体案例来详细说明本实施例。

案例1

请参照图1和图2，平行且首端平齐地设置四个传输机构10。任一所述传输机构10包括第一输送单元1，以及相间隔地设置于所述第一输送单元1下游的第二输送单元2。在所有所述第一输送单元1的上游设置两个料盒6，每个所述料盒6中分6列叠置有电池片100，两个料盒6通过机械手交替对所述第一输送单元1提供电池片100。所述第一输送单元1上可以搭载12片电池片100。所述第一输送单元1和第二输送单元2为传送带，所述转运单元4为卷纸机构。

在四个所述传输机构10之间设置三个印刷机构20，所有所述印刷机构20设置于任意两个所述传输机构10之间，且所有所述印刷机构20的印刷工位与所有所述传输机构10的第二输送单元2靠近第一输送单元1的第一端对齐。

设置转运机构30，在第一状态下，该转运机构30的六个转运单元4中，三个转运单元4(为便于区分，本案例的下文中称该三个转运单元4为第一部分转运单元4)位于相邻的三个传输机构10(图1或图2中从上至下的前三个传输机构10)的第一输送单元1和第二输送单元2之间，另三个转运单元4(为便于区分，本案例的下文中称该三个转运单元4为第二部分转运单元4)位于三个印刷机构20的印刷工位处，另余下的一个传输机构10的第一输送单元1和第二输送单元2之间不设置转运单元4。

开启该印刷系统，第一部分转运单元4与第一传输单元(图1中从上至下的前三个第一传输单元)对接，从而接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片100。

通过驱动机构整体正向移动(向图1或图2中的下方移动)所有所述转运单元4，使所述印刷系统处于第二状态。装载有待加工的电池片100的转运单元4被移动至印刷机构20处，印刷机构20对待加工的电池片100印刷电极，与此同时，第二部分转运单元4被移动至与该部分转运单元4相临的传输机构10的第一传输单元(图2中从上至下的后三个传输机构10)下游，从而接收并装载待加工的电池片100。

随后，通过驱动机构整体反向移动(向图1或图2中的上方移动)所有所述转运单元4，使所述印刷系统再次返回至第一状态。以使装载有加工完成的电池片100的第一部分转运单元4被移动返回至传输机构10(图1中从上至下的前三个第一传输单元)处，从而第一部分转运单元4与第一传输单元和第二传输单元对接，并将加工完成的电池片100传输至第二传输单元后，再次接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片100，与此同时，第二部分转运单元4被移动至印刷机构20处，印刷机构20对待加工的电池片100印刷电极；

通过驱动机构整体交替地正向及反向移动所有所述转运单元4，以使第一部分转运单元4和第二部分转运单元4交替地往返于印刷机构20和传输机构10之间。

其中，所有所述传输机构10的第一传输单元和第二传输单元之间设置有用于在各个转运单元4接收到来自所述第一输送单元1的电池片100时，采集该电池片100的影像的视觉定位单元。

该案例1中：

各个所述传输机构10相间隔60厘米。

所述第一输送单元1向所述转运单元4的“上料”耗时为0.3秒。

所有所述转运单元4在所述印刷系统的第一状态与第二状态之间切换时移动的距离为40厘米。

视觉定位单元“拍照”耗时0.1秒。

所述驱动单元3为直线电机，其驱动轴通过移载平台5固定连接所有所述转运单元4固连，其将所有所述转运单元4在所述印刷系统的第一状态与第二状态之间进行切换“移载”的耗时为0.3秒。

该案例中印刷系统的单片印刷耗时t＝[0.3s(上料)+0.1s(拍照)+0.3s(移载)]/3(3个印刷机构20同时生产3片)＝0.24秒/片。

该案例中印刷系统的产能约为15000片每小时。

在其他可选的案例中，以设置5个传输机构10、4个印刷机构20为例，单片印刷耗时t＝0.175秒/片，印刷系统的产能约为20000片每小时。即实施者可根据具体产能需求增减该印刷系统的传输机构10和印刷机构20数量，以作调整。

本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，包括：

至少两个传输机构，任一所述传输机构包括用于传输待加工的电池片的第一输送单元，以及相间隔地设置于所述第一输送单元下游并用于传输加工完成的电池片的第二输送单元；

至少一个用于对所述电池片进行电极印刷的印刷机构，所述印刷机构设置于任意两个所述传输机构之间；

所述印刷系统还包括转运机构，所述转运机构包括驱动单元以及多个转运单元，多个所述转运单元被设置于第一输送单元和第二输送单元之间或所述印刷机构的印刷工位处，多个所述转运单元在所述驱动单元的驱动作用下整体同步移动，以使任一位于所述印刷机构处的转运单元被所述驱动单元移动至与该印刷机构相邻的一个传输机构处时，另一个转运单元同时被所述驱动单元移动至该印刷机构处；

其中，当任一所述转运单元移动至所述传输机构处时，该转运单元能与所述第一输送单元和第二输送单元相对接，从而接收所述第一传输单元传输而来的待加工的电池片，或向所述第二输送单元传输加工完成的电池片。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，所述转运单元的数量为n，所述传输机构的数量为a,所述印刷机构的数量为b，n＝a+b-1。

3.根据权利要求1所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，多个所述转运单元被设置为沿平行或重合于所述驱动单元的输出轴的轴线排布，并且所有所述转运单元与所述驱动单元的输出轴固定连接。

4.根据权利要求1所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，所述驱动单元为直线电机。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，各个所述传输机构的上游均设置有至少两个料盒，所述料盒用于通过搬运机构向所述传输机构的第一输送单元提供待加工的电池片。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，所述料盒内的电池片相间隔地平行分列叠置，所述第一输送单元能够容纳的电池片的数量大于等于位于其上游的所有所述料盒中电池片的列数之和。

7.根据权利要求3所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，所有所述传输机构的间距相等，所有所述转运单元的间距相等。

8.根据权利要求7所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，任意相邻的两个传输机构的间距大于等于60厘米。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池片的印刷系统，其特征在于，所述印刷系统还包括控制器，以及用于在各个转运单元接收到来自所述第一输送单元的电池片时，采集该电池片的影像的视觉定位单元，所述视觉定位单元与所述控制器电性连接，从而便于所述控制器控制调整所述印刷机构的丝印网板角度平台，以对该电池片进行准确的电极印刷。

10.一种太阳能电池片的快速印刷方法，其特征在于，包括以下步骤：

将第一部分转运单元与第一传输单元对接，从而接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片；

通过驱动机构整体正向移动所有所述转运单元，以使装载有待加工的电池片的转运单元被移动至印刷机构处，印刷机构对待加工的电池片印刷电极，与此同时，余下的第二部分转运单元被移动至与该部分转运单元相临的传输机构的第一传输单元下游，从而接收并装载待加工的电池片；

通过驱动机构整体反向移动所有所述转运单元，以使装载有加工完成的电池片的第一部分转运单元被移动至传输机构处，从而第一部分转运单元与第一传输单元和第二传输单元对接，并将加工完成的电池片传输至第二传输单元后，再次接收并装载第一传输单元传输而来的待加工的电池片，与此同时，第二部分转运单元被移动至印刷机构处，印刷机构对待加工的电池片印刷电极；

通过驱动机构整体交替地正向及反向移动所有所述转运单元，以使第一部分转运单元和第二部分转运单元交替地往返于印刷机构和传输机构之间。