CN110371666A - 太阳能电池串理片装置及利用其定位电池串的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种太阳能电池串理片装置及利用其定位电池串的方法，该理片装置包括：主提升机构，其配置成带动电池串在竖直方向移动；主整理机构，其设置在所述主提升机构的下方，所述主整理机构配置成带动电池串在水平方向移动并且能够带动电池串进行转动；吸盘组件，其设置在所述主整理机构的下方，所述吸盘组件包括吸盘和吸盘安装板，吸盘安装在吸盘安装板下部，所述吸盘安装板位于所述主整理机构的下方，所述吸盘组件配置成吸取电池串；以及驱动器，其配置成控制所述主提升机构、所述主整理机构和所述吸盘组件的运行。本发明可以实现光伏电池串组件在叠焊机内部高精度、高效率地定位，为后续工序做好准备。

Description

太阳能电池串理片装置及利用其定位电池串的方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能电池串理片装置及利用其定位电池串的方法。

背景技术

太阳能作为一种新型绿色能源现已经广泛应用于各行各业，为人们的工作生活提供了极大的便利，同时也为企业创造了效益。在太阳能电池组件的生产中，电池串组需要被精确排列在一起，彼此间距必须满足公差要求。在应用叠焊机进行汇流条焊接时，尤其需要保证电池串组之间的间距，现业内多采用先定位后进入叠焊机的方式来实现，生产效率和精度都不够高。如何能够将电池串的定位和汇流条焊接整合在一台机器中，提高精度和生产效率是本领域人员需要解决的问题。

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能电池串理片装置及利用其定位电池串的方法，实现光伏电池组件在叠焊机内部高精度、高效率地定位，为后续工序做好准备。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种太阳能电池串理片装置，包括：主提升机构，其配置成带动电池串在竖直方向移动；主整理机构，其设置在所述主提升机构的下方，所述主整理机构配置成带动电池串在水平方向移动并且能够带动电池串进行转动；吸盘组件，其设置在所述主整理机构的下方，所述吸盘组件包括吸盘和吸盘安装板，吸盘安装在吸盘安装板下部，所述吸盘安装板位于所述主整理机构的下方，所述吸盘组件配置成吸取电池串；以及驱动器，其配置成控制所述主提升机构、所述主整理机构和所述吸盘组件的运行；其中，用于对电池串之间的间距进行拍照定位的工业相机安装在所述太阳能电池串理片装置以外的位置，通过算法反馈给所述主整理机构，以进行间距调整。

优选地，所述主提升机构包括提升模组和理片平台安装板，所述提升模组安装在横梁上，所述提升模组包括能够在竖直方向运动的滑台，所述滑台上连接有模组滑台连接板，从而带动所述模组滑台连接板在竖直方向移动，所述模组滑台连接板在横向方向的两个端部均连接有模组安装立板，两个所述模组安装立板均与所述理片平台安装板连接，所述理片平台安装板与位于其下方的所述主整理机构连接，所述主整理机构与所述吸盘组件连接，从而带动所述吸盘组件在竖直方向移动。

优选地，所述横梁上进一步设置有位于所述提升模组两侧的滑轨垫块，所述滑轨垫块上固定有线性滑轨，所述线性滑轨上装配有滑块，所述滑块与所述模组安装立板连接，从而引导所述模组安装立板在竖直方向上的移动。

优选地，所述主整理机构包括X轴运动模块、Y轴运动模块和旋转马达，所述X轴运动模块设置在所述Y轴运动模块上方，所述旋转马达设置在所述Y轴运动模块下方，所述旋转马达通过连接板与所述吸盘组件连接，从而通过所述X轴运动模块、所述Y轴运动模块和所述旋转马达带动吸附在所述吸盘组件上的电池串在X轴方向和Y轴方向移动以及绕Z轴转动。

优选地，所述吸盘安装板包括第一吸盘安装型材、第二吸盘安装型材和第三吸盘安装型材，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材均设有多个吸盘。

优选地，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材具有相同的截面形状，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材均具有内部腔室以形成多个气体通道。

优选地，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材依次通过连板连接，所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材通过气管接头连通，所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材通过共同的导气块进行抽气；所述第一吸盘安装型材由另外的导气块独立抽气；抽气装置为真空发生器。

优选地，当仅仅所述第一吸盘安装型材和所述第二吸盘安装型材连接在一起时适用于60片电池片组成的常规组件和半片组件；当所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材连接在一起时适用于72片电池片组成的常规组件和半片组件；其中所述第一吸盘安装型材专用于半片组件。

优选地，所述太阳能电池串理片装置进一步包括驱动器安装柜、用于设置线路和气管的拖链以及走线槽。

进一步地，根据本发明的另一实施方案的一种定位电池串的方法，该方法利用上述太阳能电池串理片装置来实现，所述方法包括以下步骤：

1)太阳能电池串组件通过传输带传入到所述太阳能电池串理片装置的下方的指定位置，通过四边正位机构对太阳能电池串组件的玻璃进行正位，同时所述太阳能电池串理片装置的主提升机构和主整理机构的X、Y、Z轴进行寻找原点，使太阳能电池串理片装置的各轴在初始位置等待下一步指令；

2)工业相机对整个电池串的间距进行拍照，通过算法确定电池串是否符合理片要求，如果符合将数据传输到工控机，不符合则视为组件不良，则传送出所述太阳能电池串理片装置；

3)合格的电池串组件数据通过工控机中软件计算，输出理片平台中X、Y、Z轴需要运动的数值，并将数值发送至PLC；

4)PLC下发控制指令给驱动器，控制主提升机构中伺服电机的伺服驱动器，使主提升机构下降至设定的电池串组件吸取位置，通过所述太阳能电池串理片装置中的吸盘，吸取电池串；

5)PLC下发控制指令给主提升机构中伺服电机的伺服驱动器，控制主提升机构上升至设定安全高度；

6)PLC下发控制指令给多组驱动器，多组驱动器分别控制主整理机构的X轴运动模块、Y轴运动模块和旋转马达，带动电池串在X轴和Y轴移动以及绕Z轴转动，从而使电池串精确定位，串间距达到后续工艺要求，定位电池串的工序完成。

本发明的有益效果为：

本发明可以实现光伏电池串组件在叠焊机内部高精度、高效率地定位，为后续工序做好准备。

附图说明

图1为根据本发明实施方案所述的太阳能电池串理片装置的立体图；

图2为根据本发明实施方案所述的主提升机构的立体图；

图3为根据本发明实施方案所述的主整理机构的局部放大图；

图4为根据本发明实施方案所述的吸盘和吸盘安装板的局部放大图；

图5为利用根据本发明实施方案的太阳能电池串理片装置定位电池串的方法的流程图。

附图标记说明：

1—拖链；2—主提升机构；3—第一吸盘安装型材；4—主整理机构；5—第二吸盘安装型材；6—第三吸盘安装型材；7—导气块；8—走线槽；9—驱动器安装柜；10—限位块；11—防撞块；12—吸盘；

2.1—提升模组；2.2—模组滑台连接板；2.3—滑轨垫块；2.4—线性滑轨；2.5—滑块；2.6—模组安装立板；2.7—理片平台安装板；2.8—横梁；

4.1—X轴运动模块；4.2—Y轴运动模块；4.3—旋转马达。

应当了解，所附附图并非按比例地绘制，而仅是为了说明本发明的基本原理的各种特征的适当简化的画法。本文所公开的本发明的具体设计特征包括例如具体尺寸、方向、位置和外形将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在所附多个附图中，同样的或等同的部件(元素)以相同的附图标记标引。

具体实施方式

下面结合具体实施方案及相应附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明实施方案所述的太阳能电池串理片装置，包括：主提升机构2，其配置成带动电池串在竖直方向(Z轴方向)移动；主整理机构4，其设置在所述主提升机构2的下方，所述主整理机构4配置成带动电池串在水平方向移动并且能够带动电池串进行转动；吸盘组件，其包括吸盘12和吸盘安装板，吸盘12安装在吸盘安装板下部，所述吸盘安装板位于所述主整理机构4的下方，所述吸盘组件配置成吸取电池串；以及驱动器，其配置成控制所述主提升机构、所述主整理机构和所述吸盘组件的运行。

通过安装在其他部件上的多组工业相机，对电池串之间的间距进行拍照定位，通过算法反馈给根据本发明实施方案的太阳能电池串理片装置，该太阳能电池串理片装置对电池串之间的间距进行调整，以达到后续工序的工艺要求。根据本发明实施方案的太阳能电池串理片装置的作用是对多组太阳能电池串的位置进行定位、排列和提升，使其达到工艺要求的位置精度。采用高精度的工业相机进行辅助定位和间距计算，并提供沿X轴方向、Y轴方向和Z轴方向(X轴和Y轴在水平方向上，Z轴在竖直方向上)移动的自由度以及绕Z轴旋转的自由度，使电池串的位置能够精确调整，且动作迅速，节省时间，提高工作节拍。

如图2所示，根据本发明实施方案，所述主提升机构2包括提升模组2.1和理片平台安装板2.7，所述提升模组2.1安装在横梁2.8上，所述提升模组2.1包括能够在竖直方向运动的滑台，提升模组2.1由电机带动丝杠传动动力以使滑台竖直移动，所述滑台上连接有模组滑台连接板2.2，从而带动所述模组滑台连接板2.2在竖直方向运动，所述模组滑台连接板2.2在横向方向的两个端部均连接有模组安装立板2.6，两个所述模组安装立板2.6均与所述理片平台安装板2.7连接，从而带动所述理片平台安装板2.7在竖直方向运动。所述理片平台安装板2.7与位于其下方的所述主整理机构4连接，所述主整理机构4与所述吸盘组件连接，从而带动所述吸盘组件在竖直方向(Z轴方向)移动。

根据本发明实施方案，所述横梁2.8上进一步设置有位于所述提升模组2.1两侧的滑轨垫块2.3，所述滑轨垫块2.3上固定有线性滑轨2.4，所述线性滑轨2.4上装配有滑块2.5，所述滑块2.5与所述模组安装立板2.6连接，从而引导所述模组安装立板2.6在竖直方向上的运动。

在主提升机构2中，提升模组2.1可以带动理片平台安装板2.7沿滑台和线性滑轨2.4竖直运动(即，具有沿Z轴方向移动的自由度)，最终将电池串提升一定高度。

如图3所示，根据本发明实施方案，所述主整理机构4包括X轴运动模块4.1、Y轴运动模块4.2和旋转马达4.3，所述X轴运动模块4.1设置在所述Y轴运动模块4.2上方，所述旋转马达4.3设置在所述Y轴运动模块4.2下方，电池串的所述水平方向运动包括X轴方向运动和Y轴方向运动，所述旋转马达4.3通过连接板与所述吸盘组件连接，从而通过所述X轴运动模块4.1、所述Y轴运动模块4.2和所述旋转马达4.3带动吸附在所述吸盘组件上的电池串在X轴方向和Y轴方向移动以及绕Z轴转动。

X轴运动模块4.1和Y轴运动模块4.2均通过线性马达实现精确移动，旋转马达4.3则可以实现绕Z轴精确转动；旋转马达4.3下面通过连接板连接安装吸盘安装板，X轴运动模块4.1可以带动其下方的Y轴运动模块4.2、旋转马达4.3、吸盘组件以及吸盘组件上吸取的电池串在X轴方向移动，从而调整电池串在X轴方向的位置；Y轴运动模块4.2可以带动其下方的旋转马达4.3、吸盘组件以及吸盘组件上吸取的电池串在Y轴方向移动，从而调整电池串在Y轴方向的位置；旋转马达4.3带动其下方的吸盘组件以及吸盘组件上吸取的电池串绕Z轴转动，从而调整电池串绕Z轴的角度位置。连接板上固定防撞块11，旋转马达4.3上部固定限位块10，限位块10与防撞块11配合，可以防止旋转马达4.3旋转角度过大造成干涉损坏。

主整理机构4是本发明所要达到的电池串精确定位的主要机构，能够实现电池串两个移动自由度和一个转动自由度的运动，且运动精度高，达到对电池串位置进行精确整理的目的(精度在±0.5)。另外，该主整理机构4运动速度很快，在收到指令后，整理时间在0.5秒左右，即可对电池串进行精确排布。

如图4所示，根据本发明实施方案，所述吸盘安装板包括第一吸盘安装型材3、第二吸盘安装型材5和第三吸盘安装型材6，所述第一吸盘安装型材3、所述第二吸盘安装型材5和所述第三吸盘安装型材6依次通过连板相连接。

根据本发明的实施方案，所述第一吸盘安装型材3、所述第二吸盘安装型材5和所述第三吸盘安装型材6具有相同的截面形状，所述第一吸盘安装型材3、所述第二吸盘安装型材5和所述第三吸盘安装型材6的中部均是镂空的，它们的两侧均具有内部腔室以形成气体通道，所述第一吸盘安装型材3、所述第二吸盘安装型材5和所述第三吸盘安装型材6的下表面均设有用于吸取电池串的多个吸盘12。

根据本发明的实施方案，所述第二吸盘安装型材5和所述第三吸盘安装型材6的上表面设有气管接头，二者通过气管接头连通，所述第二吸盘安装型材5和所述第三吸盘安装型材6通过共同的导气块7进行抽气；所述第一吸盘安装型材3由另外的导气块7独立抽气。

本发明能够适应60片电池片和72片电池片组成的常规组件和半片；其中第三吸盘安装型材6可以根据用户需求添加和拆下，若安装上则可以适用于72片组件，拆下可适用于60片组件；第一吸盘安装型材3则专门适用于半片组件。该结构优点是拆装方便，适用性强。

根据本发明的实施方案，太阳能电池串理片装置进一步包括驱动器安装柜9、用于设置线路和气管的拖链1以及走线槽8。

利用上述太阳能电池串理片装置定位电池串的方法，包括以下步骤：

1)太阳能电池串组件通过传输带传入到所述太阳能电池串理片装置的下方的指定位置，通过四边正位机构对太阳能电池串组件的玻璃进行正位，同时本发明的太阳能电池串理片装置的主提升机构2和主整理机构4的X、Y、Z轴进行寻找原点，使太阳能电池串理片装置的各轴在初始位置等待下一步指令；

2)工业相机对整个电池串的串间距进行拍照，通过算法确定电池串是否符合理片要求，如果符合将数据传输到工控机，不符合则视为组件不良，则传出本发明的太阳能电池串理片装置；

3)合格的电池串组件数据通过工控机中软件计算，输出理片平台中X、Y、Z轴需要运动的数值，并将数值发送至PLC；

4)PLC下发控制指令给驱动器，控制主提升机构2中伺服电机的伺服驱动器，使主提升机构2下降至设定的电池串组件吸取位置，通过太阳能电池串理片装置中的吸盘，吸取电池串；

5)PLC下发控制指令给主提升机构2中伺服电机的伺服驱动器，控制主提升机构2上升至设定安全高度；

6)PLC下发控制指令给多组驱动器，多组驱动器分别控制主整理机构4的X轴运动模块4.1、Y轴运动模块4.2和旋转马达4.3，带动电池串在X轴和Y轴移动以及绕Z轴转动，从而使电池串精确定位，串间距达到后续工艺要求，定位电池串的工序完成。

前面对本发明具体示例性实施方式所呈现的描述是出于说明和描述的目的。前面的描述并不想要成为毫无遗漏的，也不是想要把本发明限制为所公开的精确形式，显然，根据上述教导很多改变和变化都是可能的。选择示例性实施方式并进行描述是为了解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的其它技术人员能够实现并利用本发明的各种示例性实施方式及其各种选择形式和修改形式。本发明的范围意在由所附权利要求书及其等效形式所限定。

Claims (10)

1.一种太阳能电池串理片装置，其特征在于，包括：

主提升机构，其配置成带动电池串在竖直方向移动；

主整理机构，其设置在所述主提升机构的下方，所述主整理机构配置成带动电池串在水平方向移动并且能够带动电池串进行转动；

吸盘组件，其设置在所述主整理机构的下方，所述吸盘组件包括吸盘和吸盘安装板，吸盘安装在吸盘安装板下部，所述吸盘安装板位于所述主整理机构的下方，所述吸盘组件配置成吸取电池串；以及

驱动器，其配置成控制所述主提升机构、所述主整理机构和所述吸盘组件的运行；

其中，用于对电池串之间的间距进行拍照定位的工业相机安装在所述太阳能电池串理片装置以外的位置，通过算法反馈给所述主整理机构，以进行间距调整。

2.根据权利要求1所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，所述主提升机构包括提升模组和理片平台安装板，所述提升模组安装在横梁上，所述提升模组包括能够在竖直方向运动的滑台，所述滑台上连接有模组滑台连接板，从而带动所述模组滑台连接板在竖直方向移动，所述模组滑台连接板在横向方向的两个端部均连接有模组安装立板，两个所述模组安装立板均与所述理片平台安装板连接，所述理片平台安装板与位于其下方的所述主整理机构连接，所述主整理机构与所述吸盘组件连接，从而带动所述吸盘组件在竖直方向移动。

3.根据权利要求2所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，所述横梁上进一步设置有位于所述提升模组两侧的滑轨垫块，所述滑轨垫块上固定有线性滑轨，所述线性滑轨上装配有滑块，所述滑块与所述模组安装立板连接，从而引导所述模组安装立板在竖直方向上的移动。

4.根据权利要求2所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，所述主整理机构包括X轴运动模块、Y轴运动模块和旋转马达，所述X轴运动模块设置在所述Y轴运动模块上方，所述旋转马达设置在所述Y轴运动模块下方，所述旋转马达通过连接板与所述吸盘组件连接，从而通过所述X轴运动模块、所述Y轴运动模块和所述旋转马达带动吸附在所述吸盘组件上的电池串在X轴方向和Y轴方向移动以及绕Z轴转动。

5.根据权利要求1所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，所述吸盘安装板包括第一吸盘安装型材、第二吸盘安装型材和第三吸盘安装型材，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材均设有多个吸盘。

6.根据权利要求5所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材具有相同的截面形状，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材均具有内部腔室以形成多个气体通道。

7.根据权利要求6所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材依次通过连板连接，所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材通过气管接头连通，所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材通过共同的导气块进行抽气；所述第一吸盘安装型材由另外的导气块独立抽气；抽气装置为真空发生器。

8.根据权利要求5所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，当仅仅所述第一吸盘安装型材和所述第二吸盘安装型材连接在一起时适用于60片电池片组成的常规组件和半片组件；当所述第一吸盘安装型材、所述第二吸盘安装型材和所述第三吸盘安装型材连接在一起时适用于72片电池片组成的常规组件和半片组件；其中所述第一吸盘安装型材专用于半片组件。

9.根据权利要求1所述的太阳能电池串理片装置，其特征在于，进一步包括驱动器安装柜、用于设置线路和气管的拖链以及走线槽。

10.一种定位电池串的方法，该方法利用前序权利要求所述的太阳能电池串理片装置来实现，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

1)太阳能电池串组件通过传输带传入到所述太阳能电池串理片装置的下方的指定位置，通过四边正位机构对太阳能电池串组件的玻璃进行正位，同时所述太阳能电池串理片装置的主提升机构和主整理机构的X、Y、Z轴进行寻找原点，使太阳能电池串理片装置的各轴在初始位置等待下一步指令；

2)工业相机对整个电池串的间距进行拍照，通过算法确定电池串是否符合理片要求，如果符合将数据传输到工控机，不符合则视为组件不良，则传送出所述太阳能电池串理片装置；

3)合格的电池串组件数据通过工控机中软件计算，输出理片平台中X、Y、Z轴需要运动的数值，并将数值发送至PLC；

4)PLC下发控制指令给驱动器，控制主提升机构中伺服电机的伺服驱动器，使主提升机构下降至设定的电池串组件吸取位置，通过所述太阳能电池串理片装置中的吸盘，吸取电池串；

5)PLC下发控制指令给主提升机构中伺服电机的伺服驱动器，控制主提升机构上升至设定安全高度；

6)PLC下发控制指令给多组驱动器，多组驱动器分别控制主整理机构的X轴运动模块、Y轴运动模块和旋转马达，带动电池串在X轴和Y轴移动以及绕Z轴转动，从而使电池串精确定位，串间距达到后续工艺要求，定位电池串的工序完成。