CN111584683A - 一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统及其工作方法，属于光伏发电技术领域。包括叠片平台、控制系统、2个上料单元和2个机械手；2个上料单元分别设在叠片平台两侧；上料单元包括定位装置、视觉检测装置、若干点胶模块和若干上料盒。上料单元中点胶模块和上料盒采用可拆卸的模块化设计，数量能够根据实际生产需要进行配置，当一个上料盒缺料时不会停机影响生产效率，视觉检测装置能够及时检出有质量缺陷的电池片，然后多个点胶模块同时对检测完成的多个电池片进行点胶。2个机械手分别与2个上料单元协同工作，将电池片逐片、逐排放置与叠片平台上，高效地完成全串并联叠瓦光伏组件叠片工序。

Description

一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统及其工作方法
技术领域
本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统及其工作方法。
背景技术
当前光伏组件制造设备的上料部分具有以下问题：
普通叠瓦光伏组件的生产设备，均采用首先拼装“纵向叠瓦电池单元”然后多组“纵向叠瓦电池单元”组合封装成为叠瓦光伏组件的方法进行生产，在生产过程中无法实现不同硅片间的横向连接，因此不能进行“全串并联光伏组件”的自动化生产。
全串并联叠瓦光伏组件制造设备(实验型设备)，可以实现“全串并联光伏组件”的横向重叠，达到全自动化生产新型“全串并联光伏组件”的目的。但是，实验型设备在成品率、生产速度方面存在诸多不足。首先，实验型设备只配备了一套上料装置、一套机械臂，一套定位装置，一套点胶装置；在生产速度方面只能达到1000片(小片)每小时，这个速度远远无法达到量产的要求；另外实验型设备没有配备视觉检测模块，当料盒内的小片本身存在缺陷，或者在生产过程中小电池片发生损坏时，设备无法检测出该情况，继续执行后续的操作，导致损坏的电池片被摆放到电池片组当中，造成光伏组件缺陷甚至整版报废。因此，目前实验型设备在成品率、生产速度方面存在诸多不足，无法实现全串并联叠瓦光伏组件的量产。
发明内容
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统及其工作方法，自动化程度高，配置灵活，能够提高产品质量和产能，实现叠瓦光伏组件大规模工业化生产。
本发明是通过以下技术方案来实现：
本发明公开了一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统，包括叠片平台、控制系统、2个上料单元和2个机械手；2个上料单元分别设在叠片平台两侧；
上料单元包括定位装置、视觉检测装置、若干点胶模块和若干上料盒；点胶模块和上料盒均可拆卸的设置在上料单元中；视觉检测装置设在定位装置上，2个机械手分别设在叠片平台和每个上料单元之间，机械手用于将电池片依次在上料盒、定位装置、点胶模块和叠片平台之间进行转移；机械手、叠片平台、定位装置、视觉检测装置和点胶模块均与控制系统连接。
优选地，定位装置、视觉检测装置、若干点胶模块和若干上料盒集成在柜体内，柜体上方设有指示灯，柜体侧面设有触摸屏和操作面板，触摸屏、操作面板和指示灯均与控制系统连接。
优选地，叠片平台包括驱动电机和温控装置，驱动电机和温控装置均与控制系统连接。
优选地，上料盒设有吹气装置。
优选地，点胶模块包括多方位喷射压电式点胶阀。
优选地，机械手上设有真空吸盘。
本发明公开的上述全串并联叠瓦光伏组件量产系统的工作方法，包括：
预切好的电池片放置在上料盒内，控制系统控制机械手将电池片转移到定位装置进行定位，然后视觉检测装置对电池片进行检测，检测合格的电池片再经机械手转移到点胶模块上进行点胶，2个机械手分别将2个上料单元中点胶完成的电池片放至叠片平台上，随叠片平台的移动，逐片、逐排进行叠片，最终形成一整块全串并联叠瓦光伏组件。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明公开的一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统，上料单元中点胶模块和上料盒采用可拆卸的模块化设计，数量能够根据实际生产需要进行配置，当一个上料盒缺料时不会停机影响生产效率，视觉检测装置能够及时检出有质量缺陷的电池片，然后多个点胶模块同时对检测完成的多个电池片进行点胶。2个机械手分别与2个上料单元协同工作，将电池片逐片、逐排放置与叠片平台上，高效地完成全串并联叠瓦光伏组件叠片工序。
进一步地，控制系统、上料模块、检测定位模块和点胶模块集成在柜体内，能够节省空间，降低环境影响；指示灯能够指示系统的工作状态，便于工作人员巡视和管理；触摸屏和操作面板能够方便工作人员进行操作。
进一步地，上料盒带有吹气装置，能够良好地分离电池片，防止黏连。
进一步地，多方位喷射压电式点胶阀能够兼容不同的工艺要求。
进一步地，吸附装置采用真空吸盘，成本低，无污染，且不会损伤电池片。
本发明公开的上述全串并联叠瓦光伏组件量产系统的工作方法，视觉检测装置能够提高缺陷电池片的检出率，提高整个电池组件的质量，多个上料盒能够始终保持供料工作状态，降低停机率，2个上料单元协同工作，自动化程度高，显著提高了生产效率，具有良好地应用前景。
附图说明
图1为本发明的全串并联叠瓦光伏组件量产系统的整体结构示意图；
图2为本发明的上料单元的内部结构示意图；
图3为本发明的实施例的系统配置示意图。
图中：1为上料单元，1-1为触摸屏，1-2为操作面板，1-3为指示灯，1-4为上料模块，1-5为定位装置，1-6为点胶模块，1-7为视觉检测装置，2为机械手，3为叠片平台。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细描述：
本发明的全串并联叠瓦光伏组件量产系统，叠片平台3、控制系统、2个上料单元1和2个机械手2；如图1，2个上料单元1分别设在叠片平台3两侧，叠片平台3设置有高速、精确的驱动电机和温控装置，驱动电机和温控装置均与控制系统连接。
如图2(图中各装置和模块分别只画出1个进行示意)，上料单元1包括定位装置1-5、视觉检测装置1-7、若干点胶模块1-6和若干上料盒1-4；上料盒1-4设有吹气装置，点胶模块1-6采用多方位喷射压电式点胶阀，点胶模块1-6和上料盒1-4均可拆卸的设置在上料单元1中；视觉检测装置1-7设在定位装置1-5上，2个机械手2分别设在叠片平台3和每个上料单元1之间，机械手2用于将电池片依次在上料盒1-4、定位装置1-5、点胶模块1-6和叠片平台3之间进行转移，机械手2上设置真空吸盘，真空吸盘连接真空发生装置，机械手2、叠片平台3、定位装置1-5、视觉检测装置1-7和点胶模块1-6均与控制系统连接。
视觉检测装置1-7通过CCD图像传感器和视觉识别技术配合，可以有效的对电池片的多种缺陷进行识别，缺陷类型包括：电池片缺口、电池片崩边、电池片碎裂、尺寸偏差、弯曲、划痕、斑点、水印、栅线缺陷、栅线错位等；当电池片经过定位模块定位后，视觉识别模块开始工作，合格的电池片被允许进行下一步点胶操作，不合格的电池片则被剔除出来，在良品率方面相比无视觉识别机型有了巨大的提高。
控制系统、上料模块1-4、检测定位模块1-5、点胶模块1-6和视觉检测装置1-7集成在柜体内，如图1，柜体上方设有指示灯1-3，柜体侧面设有触摸屏1-1和操作面板1-2，触摸屏1-1、操作面板1-2和指示灯1-3均与控制系统连接。
定位装置1-5、视觉检测装置1-7、若干点胶模块1-6和若干上料盒1-4集成在柜体内，柜体上方设有指示灯1-3，柜体侧面设有触摸屏1-1和操作面板1-2，触摸屏1-1、操作面板1-2和指示灯1-3均与控制系统连接。
下面以一个具体实施例对本发明的全串并联叠瓦光伏组件量产系统的工作方法进行进一步解释：
如图3，是一种典型的模块或功能的配置，该配置在2个上料单元1中共配备了4个上料盒1-4，2个定位装置1-5，2套视觉检测装置1-7，6个点胶模块1-6；此外还有2个机械手2，和1个叠片平台3。
在每个上料单元1当中，将各个模块产率最大化后进行数量匹配，实现最优配比：两个上料盒1-4交替供料，其中一个上料盒1-4需要添加电池片时，另一个上料盒1-4继续保持供料工作状态，使设备保持生产状态而无需停机；定位装置1-5和视觉检测装置1-7的速度较高，1套定位装置1-5、视觉检测装置1-7以及机械手2可以满足上料盒1-4以及3个点胶模块1-6的生产配合需求。
机械手2的加入可以有效的提高摆片速度，因1个机械手2匹配3个点胶模块1-6，1个机械手2同时抓取电池片的数量最大为3片，2个上料单元1中的机械手2进行协作，每个机械手2从各自配合的3个点胶模块1-6一次取片3片，然后运动到叠片台3上相应位置放下。这样一个转移动作，2个机械手2一次可以完成6片电池片的摆放。
串并联叠瓦组件在短边方向上一排电池片的数量，一个典型值就是6片。导轨型机械臂或其它类型叠片结构一次只能摆1片，完成一排6片电池片的摆片，需要进行6个取片到摆片的循环，另外导轨型机械臂或其它类型叠片结构速度较慢，每个周期花费时间更长，因此产能极低；而本发明中，2个上料单元1同时动作，每上料单元1单次就可摆放3片，与两个上料单元1配合的机械手2一次即可完成6片电池片的摆片动作，然后继续返回各自的点胶模块1-6进行取片动作，同时，叠片台3则在长边方向运动步进一个电池片宽度，等待下一排电池片的摆片，因此生产速度大大增加，该配置可以实现产能9000片/小时，相比现有的机型配置，产能大大提高。
需要说明的是，实施例中所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种全串并联叠瓦光伏组件量产系统，其特征在于，包括叠片平台(3)、控制系统、2个上料单元(1)和2个机械手(2)；2个上料单元(1)分别设在叠片平台(3)两侧；
上料单元(1)包括定位装置(1-5)、视觉检测装置(1-7)、若干点胶模块(1-6)和若干上料盒(1-4)；点胶模块(1-6)和上料盒(1-4)均可拆卸的设置在上料单元(1)中；视觉检测装置(1-7)设在定位装置(1-5)上，2个机械手(2)分别设在叠片平台(3)和每个上料单元(1)之间，机械手(2)用于将电池片依次在上料盒(1-4)、定位装置(1-5)、点胶模块(1-6)和叠片平台(3)之间进行转移；机械手(2)、叠片平台(3)、定位装置(1-5)、视觉检测装置(1-7)和点胶模块(1-6)均与控制系统连接。
2.根据权利要求1所述的全串并联叠瓦光伏组件量产系统，其特征在于，定位装置(1-5)、视觉检测装置(1-7)、若干点胶模块(1-6)和若干上料盒(1-4)集成在柜体内，柜体上方设有指示灯(1-3)，柜体侧面设有触摸屏(1-1)和操作面板(1-2)，触摸屏(1-1)、操作面板(1-2)和指示灯(1-3)均与控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的全串并联叠瓦光伏组件量产系统，其特征在于，叠片平台(3)包括驱动电机和温控装置，驱动电机和温控装置均与控制系统连接。
4.根据权利要求1所述的全串并联叠瓦光伏组件量产系统，其特征在于，上料盒(1-4)设有吹气装置。
5.根据权利要求1所述的全串并联叠瓦光伏组件量产系统，其特征在于，点胶模块(1-6)包括多方位喷射压电式点胶阀。
6.根据权利要求1所述的全串并联叠瓦光伏组件量产系统，其特征在于，机械手(2)上设有真空吸盘。
7.根据权利要求1～6任意一项所述的全串并联叠瓦光伏组件量产系统的工作方法，其特征在于，包括：
预切好的电池片放置在上料盒(1-4)内，控制系统控制机械手(2)将电池片转移到定位装置(1-5)进行定位，然后视觉检测装置(1-7)对电池片进行检测，检测合格的电池片再经机械手(2)转移到点胶模块(1-6)上进行点胶，2个机械手(2)分别将2个上料单元(1)中点胶完成的电池片放至叠片平台(3)上，随叠片平台的移动，逐片、逐排进行叠片，最终形成一整块全串并联叠瓦光伏组件。
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