CN111229647B - 一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统，包括机架以及设于机架上的控制机构、输送机构和真空形成板组；真空形成板组上设有气动接头、气管和通过气管与气动接头连接的真空发生器，真空形成板组底面设有吸附孔组，相邻两组吸附孔组之间的间距小于太阳能电池片在真空形成板组长度方向上的宽度的一半；控制机构控制真空发生器动作和调节流入真空发生器的气流量，真空形成板组将太阳能电池片吸附至输送机构，输送机构输送太阳能电池片至指定位置；本发明能够满足不间断生产的要求，可以将太阳能缺陷片放到指定位置，采用了更简单的加工和装配工艺，降低了成本，并且吸附力的大小可以手动进行调整。

Description

一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统
技术领域
本发明属于太阳能电池片自动化生产设备技术领域，具体的为一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统。
背景技术
现有技术中，分拣太阳能缺陷片采用吸盘吸取方式，吸盘吸附后，电机带动吸盘运动到料盒上方，把太阳能缺陷片放入料盒中，然后电机带动吸盘返回原来位置继续吸取太阳能缺陷片。这种方式虽然能够满足吸取太阳能缺陷片的目的，但往返时间长，需要产线停止等待吸盘归位后才能继续工作吸取下一片，影响产能。
为了避免上述一个吸盘往返时间过长的问题，目前一些设备采用双吸盘双料盒的结构形式，即生产线内外两侧各设置一个料盒，太阳能缺陷片过来时，1号吸盘吸附后将其放到生产线内侧的1号料盒，此时2号吸盘正好位于生产线正上方，等待下一个缺陷片；当下一个缺陷片到来时，位于生产线正上方的2号吸盘工作，将太阳能缺陷片放到外侧的2号料盒中，此时1号吸盘正好位于生产线正上方，等待下一片缺陷片，如此循环。这种方式虽然在一定程度上能够缩短往返时间，但采用双吸盘双料盒的结构形式并不能完全避免停线等待的问题。即现有的设备用吸盘吸取太阳能缺陷片并放到指定位置，然后吸盘再次返回等待下一个缺陷片，当连续出现2个或多个缺陷片时，均需要暂停生产线等待吸盘归位后才能继续工作，频繁的暂停生产线不仅增加机械损耗，还严重影响生产效率，使得生产成本高。
公开号为CN108408402A的中国发明专利申请公开了太阳能电池片连续吸附系统和连续吸附方法，包括机架，机架上安装设有风箱和输送机构，风箱上设有吸风管，风箱的底面沿其长度方向间隔设有用于吸附太阳能电池片的吸附孔组，相邻两组吸附孔组之间的间距小于等于所述太阳能电池片在风箱长度方向上的宽度的一半。
利用风箱的负压将太阳能电池片吸附在其底面上，并利用输送机构将太阳能电池片输送至设定位置。由于吸附孔组沿着风箱长度方向间隔设置，当前一块太阳能电池片被输送离开后，位于太阳能电池片生产线正上方的吸附孔组露出，此时若存在需要吸附的太阳能电池片，可以马上启用这些吸附孔组继续吸附太阳能电池片，即可满足连续吸附的要求，即克服了现有吸附设备需要等待吸盘回位的问题，可实现连续不间断生产，并能够有效避免太阳能电池片生产线停线等待，能够有效提高生产效率，避免太阳能电池片生产线因停机产生的机械损耗。
但是采用该结构形式的太阳能电池片连续吸附系统生产加工工艺复杂，装配困难，成本较高，无法方便精确的调节作用于太阳能电池片吸附力的大小，吸附力过大时对需要吸附的太阳能电池片容易造成二次伤害， 吸附力过小无法实现稳定可靠的吸附太阳能电池片。
发明内容
本发明为了克服上述问题，提供了一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统，不仅能够满足不间断生产将太阳能缺陷片放到指定位置，而且能够采用更简单的加工和装配工艺，降低成本，并且可以根据太阳能电池片的规格对吸附力大小进行方便精确的调整。
本发明采取如下技术方案实现：
一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统，包括机架以及设于机架上的控制机构、输送机构和真空形成板组。其中真空形成板组上设有气动接头、气管和通过气管与气动接头连接的真空发生器，真空形成板组底面设有吸附孔组，相邻两组所述吸附孔组之间的间距小于所述太阳能电池片在真空形成板组长度方向上的宽度的一半。控制机构用于控制真空发生器动作和调节流入真空发生器的气流量，真空形成板组通过吸附孔组吸附太阳能电池片至输送机构，输送机构用于输送太阳能电池片至指定位置。
进一步的，真空形成板组包括风板、盖板和设于风板和盖板之间的密封垫，所述吸附孔组设于风板表面，气动接头设于盖板表面，密封垫用于将吸附孔组每一排之间隔开形成密封腔体。密封垫粘贴在风板的顶面，然后上面通过螺钉与盖板连接。
进一步的，风板设有若干凹槽，所述密封垫设有与凹槽匹配的孔。吸附孔组设于凹槽内，一组所述吸附孔组包括若干吸附孔。凹槽沿风板宽度方向设置，若干凹槽沿风板长度方向间隔均匀分布。
进一步的，凹槽深度小于等于5mm，吸附孔的直径小于凹槽的宽度并且大于1mm，从而获得最佳的吸附效果。
进一步的，盖板沿长度方向设置均匀分布的螺纹孔，螺纹孔的位置与密封垫的孔的位置相对应，用于安装气动接头。
进一步的，控制机构包括控制开关和调节阀。控制开关为阀岛，用于独立控制每一个真空发生器动作。调节阀输入端用于连接气源，输出端连接阀岛。
进一步的，调节阀为调压过滤器，用于过滤气源，调压过滤器上设有调压旋钮，调节进入真空发生器的气源流量。
进一步的，机架还包括侧面安装板，侧面安装板上设有阀岛安装板。具体的，阀岛安装板还设有DIN导轨，阀岛设于DIN导轨上。
进一步的，输送机构包括固定在机架上的输送电机、设置在真空形成板组两端的同步传动带轮、设置在输送电机输出轴上的主动同步带轮和与主动同步带轮之间设有同步传送带的从动同步带轮且所述从动同步带轮与其中一个所述同步传动带轮之间传动连接。
进一步的，同步传动带轮之间设有输送同步带，输送同步带沿真空形成板组的长度方向设置，在真空形成板组的宽度方向间隔设置多条，相邻两条所述输送同步带之间设有吸附间隙。
输送电机带动主动同步带轮传动，主动同步带轮和从动同步带轮之间通过同步传送带传动，从动同步带轮和与设置在真空形成板组同一侧的同步传动带轮之间传动连接，并通过输送同步带传动连接设置在真空形成板组另外一端的同步传动带轮。
设置在真空形成板组两端一一对应的同步传动带轮为一组，共有4组同步传动带轮，对应4条输送同步带，且吸附孔位置位于相邻两条所述输送同步带之间设置的吸附间隙。
本发明具有如下技术优点或有益效果：
本方案中的一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统，利用真空发生器的原理形成负压将太阳能电池片吸附在传输机构上，不仅能够满足不间断生产将太阳能缺陷片放到指定位置，而且能够采用更简便的加工和装配工艺，降低成本。采用真空发生器与吸附孔组逐个对应的结构，进一步提升了吸附效果，并且可以根据太阳能电池片的规格对吸附力大小进行调整，避免吸附力过大时对需要吸附的太阳能电池片容易造成二次伤害，或者是吸附力过小无法稳定可靠的吸附太阳能电池片。
附图说明
图1为真空发生器的原理示意图；
图2为本发明一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统实施例的结构示意图；
图3为本发明一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统实施例的真空形成板组结构示意图；
图4为本发明一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统实施例带罩壳后主体结构示意图；
图5为图4去除罩壳后的仰视图；
图6为图4去除罩壳后的俯视图；
图中，1、机架；2、输送电机；3、电机罩壳；4、大罩壳；5、锁止板；6、侧面安装版；7、真空形成板组； 7-1、风板； 7-2、密封垫； 7-3、盖板；7-4、气动接头； 7-5、气管；7-6、凹槽；7-7；吸附孔；8、阀岛；9、真空发生器；10、DIN导轨；11、太阳能电池片；12、真空形成板组底面；13、输送同步带；14、阀岛安装板；15、主动同步带轮；16、调压过滤器；16-1、调压旋钮；17、从动同步带轮；18、同步传送带。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的，不限定本发明的保护范围。
真空发生器9的原理如图1所示，图中P口为进气口，E口为排气口，V口为抽气口，作用原理为高速气流通过P口进入真空发生器9，由于真空发生器内部构造使得高速气流会从E口排出同时在V口会抽气，使得V口形成一定的负压。
如图2所示，本发明包括机架1以及设于机架1上的控制机构、输送机构和真空形成板组7。
如图3所示，真空板组7包括设于真空形成板组底面12的风板7-1，依次安装在风板7-1上方的密封垫7-2和盖板7-3。本实施例中风板7-1在长度方向上均匀分布若干凹槽7-6，每个凹槽7-6内开有4个圆形通孔即4个吸附孔7-7，4个吸附孔7-7对应1个吸附孔组。每一组吸附孔组一一对应设有一个真空发生器9，密封垫7-2上开有若干矩形孔，矩形孔与凹槽7-6一一对应，密封垫7-2粘贴在风板7-1的顶面，用于将吸附孔组每一排之间隔开形成密封腔体。然后上面通过螺钉与盖板7-3连接。盖板7-3沿长度方向设置均匀分布的若干螺纹孔用于安装气动接头, 螺纹孔的位置与密封垫7-2的孔的位置相对应。真空发生器9与气动接头7-4通过气管7-5连接。
因此真空形成板组7的作用机理为，在同一段时间内，一定数量的真空发生器9的进气口P通以高速气流，在真空发生器9的抽气口V形成一定负压，从而风板7-1的底面会有气流通过风板7-1上的圆形通孔进入，再经过盖板7-3，气动接头7-4，气管7-5，最终由真空发生器9的排气口E排出，在此过程中，风板7-1的底面会形成一定的负压将太阳能电池片吸起。
本实施例的机架1上还设有控制机构，包括控制开关和调节阀。其中控制开关为用于控制真空发生器9动作的阀岛8，调节阀输入端用于连接外部气源，输出端连接阀岛8的输入端。每一个真空发生器9的动作由阀岛8的一个继电器控制。具体的，调节阀为调压过滤器16，用于过滤气源，调压过滤器上设有调压旋钮16-1，调节进入真空发生器9的气源流量，从而控制吸附太阳能电池片11的负压大小。
采用上述方案，具有如下优点：首先，通过真空发生器9与吸附孔组逐一对应的结构，进一步提升了吸附孔组的吸附效果，使得吸附过程更加稳定可靠，提升了整个系统的稳定性；其次，通过阀岛8上的继电器控制真空发生器9的动作，进而控制吸附孔组的工作状态，相比于现有技术中的机械式控制方式，反应时间更短，能够有效提升整个系统的工作效率。
另一方面，真空发生器9通过设于风板7-1上的凹槽7-6连通吸附孔组中的吸附孔7-7，基于凹槽7-6所形成的容腔的调节作用，可使得吸附孔组中每个吸附孔7-7的吸附力更加均匀，避免了单个吸附孔7-7的吸附力不均匀导致的局部吸附力过大。
为了使吸附太阳能电池片11的负压控制更精确，真空形成板组的凹槽7-6深度小于等于5mm，吸附孔7-7的直径小于凹槽7-6的宽度并且大于1mm。
负压形成的原理是高速气流流经物体表面，卷入附近气体，使得物体表面气压低于一个大气压，从而形成一定负压，因此高速气流流量是影响负压形成大小的关键因素。在真空形成板组7底面距离太阳能电池片生产线上输送的太阳能电池片11的距离即吸附高度，以及气源流入分拣系统的流量一定的情况下，吸附孔7-7直径太小会导致真空形成板组7底面的气流量变小，太阳能电池片11附近被卷入的气流流量会变小，形成的负压会很小，从而导致无法吸附起太阳能电池片11。若吸附孔7-7直径太大，在一定吸附高度下，真空形成板组7底面会形成一个流场，吸附孔7-7直径越大形成的流场的覆盖面越大，单位体积内的流量会变小，从而导致作用于太阳能电池片11表面的气流流量也会变小，负压减小，同样也会导致无法吸附起太阳能电池片11。
每一个真空发生器9由开启到关闭这一段的作用时间是很短暂的，因而其能够抽取的气体也是有限的。为了能够最大限度的发挥真空发生器9的有效作用，必须尽可能的使真空发生器9抽取的气体是太阳能电池片11附近的。而在真空发生器9作用的时间段内抽取的一部分气体是凹槽7-6内部容腔内固有的，抽取该容腔气体的过程对于太阳能电池片11表面负压的形成是没有促进作用的，若凹槽7-6深度过大，则会导致实际抽取的太阳能电池片11附近的气体体积变小，流量变小，负压也会减小。
因此，凹槽7-6的深度在满足吸附效果的前提下应尽可能的设置为较小的值。试验证明，采用上述的凹槽7-6和吸附孔7-7的组合尺寸设置，能够达到最好的吸附效果。
为了更方便的可靠的安装阀岛8，机架还包括侧面安装板，如图4所示，侧面安装板6上设有阀岛安装板14，阀岛安装板14还设有DIN导轨10，阀岛8设于DIN导轨上10。
如图5所示，本实施例的机架1上还设有用于输送太阳能电池片11至指定位置的输送机构，输送机构包括固定在所述机架上的输送电机2、设置在真空形成板组7两端的同步传动带轮、设置在输送电机2输出轴上的主动同步带轮15，与主动同步带轮15之间设有同步传送带18的从动同步带轮17，设置在真空形成板组同一侧的同步传动带轮之间传动连接。本实施例中真空形成板组两端的同步传动带轮一一对应为一组，共有4组，一组同步传动带轮之间设有一条输送同步带13，即共有四组同步传动带轮，在真空形成板组7的宽度方向间隔设置4条输送同步带13。相邻两条输送同步带13之间设有吸附间隙。本实施例的输送电机2采用步进电机，输送同步带13采用圆皮带。
相邻两组所述吸附孔组之间的间距小于所述太阳能电池片11在所述真空形成板组7长度方向上的宽度的一半。本实施例的相邻两组吸附孔组之间的间距略小于太阳能电池片11在真空形成板组7长度方向上的宽度的四分之一，即一块太阳能电池片4组与5组吸附孔7-7组对应。
当然，为了提高设备安全性，本实施例的输送电机2外设有电机罩壳3。机架1上还设有罩设在输送同步带13、同步传动带轮以及阀岛8外的大罩壳4和连接罩壳和侧面安装板6的锁止板5。机架1的两端设有支撑架，支撑架的底部设有固定底座。
作为实施例的一种实施方式，本发明一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统安装在晶硅太阳能电池片生产线的上方，当视觉设备检测到下一片是太阳能缺陷片时，视觉检测设备发给用于控制本系统的PLC一个触发信号，PLC的输入口收到触发信号后，打开阀岛8上的相应5个继电器，5个继电器打开后，对应的5个真空发生器9后作用，真空形成板组7下面会形成一定的负压，从而太阳能缺陷片会被吸上来，紧接着PLC控制输送电机2转动，每前进一个真空发生器9的距离，PLC控制阀岛8打开该真空发生器9对应的继电器，离开的真空发生器9对应的继电器会关闭。当太阳能缺陷片运动到料盒正上方时输送电机2停止运动，为了防止惯性引起太阳能缺陷片放歪，最后5个继电器延迟300ms左右关闭，使太阳能缺陷片稳稳放入料盒中。
真空发生器9形成的负压效果与进气口的气流量是有关系的，进气口气流量越大，真空发生器9在抽气口形成的负压就越大；而进气口的气流量是可以通过调节安装在进气管道的过滤调压阀16改变的，因此整个设备的吸附力大小是可以方便调节的。
太阳能电池片11的规格或者缺陷有多种，针对不同规格的太阳能电池片11和存在不同缺陷的太阳能电池片11需要不同的吸附力大小。为了更好的解释本发明对太阳能电池片11吸附力大小的调节，仅针对一种常见太阳能电池片11隐裂缺陷举例。产生隐裂的工艺过程有很多种，隐裂会对太阳能电池片11的性能产生很大影响。隐裂产生的本质原因，可归纳为在太阳能电池片11上产生了机械应力或热应力。
作为实施例的另一种实施方式，考虑到有些需要吸附的太阳能电池片有隐裂缺陷，为防止对有隐裂缺陷的太阳能电池片11造成二次伤害，吸附力要保持在适合的大小。在本系统工作之前需预先对吸附力的大小进行调节。气源提供高速气流先经过调压过滤器16，高速气流在经过气管7-5进入阀岛8，通过调节调压过滤器16上的调压旋钮16-1控制高速气流流量，进而达到调节吸附力的作用。
本实施例的一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统，利用真空发生器形成的负压可以将太阳能电池片吸附在真空形成板组的底面上，并利用输送机构将太阳能电池片输送至指定位置。由于吸附孔组沿着风箱长度方向间隔设置，当前一块太阳能电池片被输送离开后，位于太阳能电池片生产线正上方的吸附孔组露出，此时若存在需要吸附的太阳能电池片，可以马上启用这些吸附孔组继续吸附太阳能电池片，即可实现连续不间断生产，有效提高生产效率 。采用真空发生器吸附太阳能电池的结构形式克服了利用风箱的负压吸附太阳能电池片加工工艺复杂，装配困难，成本高的问题，并且使用调压过滤器可以控制作用于太阳能电池片吸附力的大小，降低对太阳能电池片的二次伤害，并可以保证稳定可靠的实现吸附太阳能电池片。
以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种可连续吸附的太阳能电池片分拣系统，其特征在于：包括机架（1）以及设于机架（1）上的控制机构、输送机构和真空形成板组（7）；
所述真空形成板组（7）上设有气动接头（7-4）、气管（7-5）和通过所述气管（7-5）与气动接头（7-4）连接的真空发生器（9），所述真空形成板组底面（12）设有吸附孔组，每一组吸附孔组一一对应设有一个真空发生器（9），相邻两组所述吸附孔组之间的间距小于所述太阳能电池片（11）在所述真空形成板组（7）长度方向上的宽度的一半；
所述控制机构用于控制真空发生器（9）动作和调节流入真空发生器（9）的气流量；所述真空形成板组（7）吸附太阳能电池片（11）至输送机构，所述输送机构用于输送太阳能电池片（11）至指定位置；
所述真空形成板组（7）至少包括风板（7-1）、盖板（7-3）和设于风板（7-1）和盖板（7-3）之间的密封垫（7-2），所述风板（7-1）设有若干凹槽（7-6），所述密封垫（7-2）设有与凹槽（7-6）匹配的孔；所述凹槽（7-6）沿风板（7-1）宽度方向设置，若干凹槽（7-6）沿风板（7-1）长度方向间隔均匀分布；
所述吸附孔组设于凹槽（7-6）内，一组所述吸附孔组包括若干吸附孔（7-7），所述凹槽（7-6）深度小于等于5mm，所述吸附孔（7-7）的直径小于凹槽（7-6）的宽度并且大于1mm。
2.根据权利要求1所述的分拣系统，其特征在于：所述吸附孔组设于风板（7-1）表面，所述气动接头（7-4）设于所述盖板（7-3）表面，所述密封垫（7-2）用于将吸附孔组每一排之间隔开形成密封腔体。
3.根据权利要求2所述的分拣系统，其特征在于：所述盖板（7-3）沿长度方向设置均匀分布的螺纹孔，螺纹孔的位置与所述密封垫（7-2）的孔的位置相对应，用于安装气动接头（7-4）。
4.根据权利要求1至3任一所述的分拣系统，其特征在于：所述控制机构包括控制开关和调节阀；所述控制开关为阀岛（8），用于独立控制每一个真空发生器（9）动作，所述调节阀输入端用于连接气源，输出端连接阀岛（8）。
5.根据权利要求4所述的分拣系统，其特征在于：所述调节阀为调压过滤器（16），用于过滤气源，所述调压过滤器（16）上设有调压旋钮（16-1），用于调节进入真空发生器（9）的气源流量。
6.根据权利要求4所述的分拣系统，其特征在于：所述机架还包括侧面安装板（6），侧面安装板（6）上设有阀岛安装板（14）；阀岛安装板（14）上设有DIN导轨（10），阀岛（8）设于DIN导轨（10）上。
7.根据权利要求4所述的分拣系统，其特征在于：所述输送机构包括固定在所述机架（1）上的输送电机（2）、设置在真空形成板组（7）两端的同步传动带轮、设置在输送电机（2）输出轴上的主动同步带轮（15）和与主动同步带轮（15）之间设有同步传送带（18）的从动同步带轮（17），且所述从动同步带轮（17）与其中一个所述同步传动带轮之间传动连接。
8.根据权利要求7所述的分拣系统，其特征在于：所述同步传动带轮之间设有输送同步带（13），所述输送同步带（13）沿真空形成板组（7）的长度方向设置，在真空形成板组（7）的宽度方向间隔设置多条，相邻两条所述输送同步带（13）之间设有吸附间隙。
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