CN112828450A - 一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，属于太阳能电池片加工技术领域。包括固定底座，所述固定底座上活动设有冷却加工平台，第一电机驱动所述冷却加工平台作旋转运动；所述冷却加工平台上环向均匀间隔设有上料工位、预切工位、裂片工位和下料工位，所述旋转上料单元跨设上料工位和上料输送单元，所述冷却平台的旋转运动带动上料工位上的电池片转至预切工位进行预切、裂片工位上的电池片进行裂片；所述上料工位下方设有背光源，所述上料工位上方设有前检相机，所述前检相机与背光源相对布置。本申请有效解决电池片在上料过程中放于移栽平台位置不一致的问题，满足激光器始终在电池片正中心，提高裂片效果和质量。

Description

一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机
技术领域
本发明涉及一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，属于太阳能电池片加工技术领域。
背景技术
激光划片机是利用高能激光束照射在工件表面，使被照射区域局部熔化、气化，从而达到划片的目的。因激光是经专用光学系统聚焦后成为一个非常小的光点，能量密度高，因其加工是非接触式的，对工件本身无机械冲压力，工件不易变形，且热影响极小，划精度高，广泛应用于太阳能电池板、薄金属片的切割和划片。激光划片机主要用于金属材料及硅、锗、砷化镓和其他半导体衬底材料划片和切割，可加工太阳能电池板、硅片、陶瓷片、铝箔片等，工件精细美观，切边光滑。
现有电池片激光裂片是通过电池片固定在移载平台上，通过移载平台经过激光光束作用，使电池片产生一条一定深度的槽缝，然后经过机械外力的作用下使电池片沿着槽缝裂开以达到使电池片裂片的效果。裂片时需要保证激光器始终在电池片的正中心，但是，激光划片机在上料过程中每次放于移栽平台上的位置不一致，无法满足裂片时对电池片的位置的要求，降低了裂片效果和质量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，有效解决电池片在上料过程中放于移栽平台位置不一致的问题，满足激光器始终在电池片正中心，提高裂片效果和质量。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，包括固定底座，所述固定底座上活动设有冷却加工平台，第一DD马达驱动所述冷却加工平台作旋转运动；所述冷却加工平台上环向均匀间隔设有上料工位、预切工位、裂片工位和下料工位，所述固定底座上设有上料输送单元，所述上料输送单元和上料工位之间跨设旋转上料单元，所述旋转上料单元将上料输送单元上的电池片运至上料工位，所述预切工位上方设有预切单元，所述裂片工位上方设有裂片单元；所述冷却平台的旋转运动带动上料工位上的电池片转至预切工位进行预切、裂片工位上的电池片进行裂片；所述上料工位下方设有背光源，所述上料工位上方设有前检相机，所述前检相机与背光源相对布置，所述前检相机和背光源配合使用，对上料工位上的电池片进行位置数据采集和反馈，并对裂片单元进行角度和位置补偿，实现裂片单元对电池片正中心进行裂片。
所述上料输送单元包括上料输送导轨，所述上料输送导轨上滑动设有用于放置电池片的料盒，使得所述料盒能够沿着上料输送导轨移动；所述上料输送导轨上活动设有顶升板，所述顶升板能够相对上料输送导轨作升降运动，所述顶升板前端设有前阻挡气缸，所述顶升板后端设有后阻挡气缸，当所述料盒移动于顶升板上时，所述前阻挡气缸伸出杆先作伸出动作，对料盒的前进进行限位；后所述后阻挡气缸伸出杆伸出，对料盒的后退进行限位，所述顶升板作上升运动时，带动料盒同步上升。
所述旋转上料单元包括旋转上料支架，所述旋转上料支架底部设有旋转平台，所述旋转平台上设有多个取料器，多个所述取料器环向均匀间隔布置，所述旋转平台通过第一电机与旋转上料支架连接，所述第一电机驱动旋转平台旋转，带动取料器同步旋转。
所述冷却加工平台包括转盘，所述转盘上设有多个用于放置电池片的制冷平台，且所述制冷平台分别与上料工位、预切工位、裂片工位和下料工位相对应；所述制冷平台包括载台座和载台盖，所述载台座上表面开设真空腔，所述载台盖盖合于载台座上，对载台座进行密封；所述载台盖上开设若干真空孔，所述真空孔与真空腔相贯通，所述真空腔内的真空经真空孔流出，使得电池片吸附于载台盖上；所述真空腔底部开设向下凹陷的置物槽，所述置物槽内设有制冷块，所述制冷块对载台盖和载台座进行冷却。
所述第一DD马达竖向设于固定底座上，所述第一DD马达通过第一DD马达固定板固定于固定底座上，所述转盘设于第一DD马达输出轴上，所述第一DD马达驱动转盘作旋转运动。
所述转盘上设有气电滑环，所述气电滑环内设有气道，所述气道出口与真空腔连通。
所述预切单元包括预切立柱，所述预切立柱上活动设有激光头，所述激光头上设有振镜，所述振镜上设有场镜，驱动所述激光头沿着预切立柱上下移动时，带动激光头、振镜和场镜同步运动。
所述裂片单元包括裂片支架，所述裂片支架穿设竖向布置的第二DD马达，所述第二DD马达输出轴上设有裂片转接板，所述裂片转接板底部设有裂片头，所述裂片头通过XY模组与裂片转接板连接，受所述第二DD马达驱动裂片转接板作旋转运动，带动裂片头作旋转运动，调节裂片头平面角度；受所述XY模块驱动裂片头在X方向和Y方向进行位置调节。
所述裂片头和XY模块之间设有三脚式连接板，所述三脚式连接板上竖向设有裂片滑轨，所述裂片滑轨上滑动设有裂片滑块，所述裂片头固定于裂片滑块上，驱动所述裂片滑块沿着裂片滑轨上下移动时，带动裂片头在Z方向运动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，在冷却加工平台上设有前检相机和背光源，对上料工位上的电池片的位置进行数据采集并反馈于控制器，根据前检相机拍照结果对裂片头进行角度和位置的补偿，从而保证在裂片时激光器运动轨迹在电池片正中间，有效解决了电池片在上料过程中放于冷却加工平台位置不一致的问题，满足激光器始终在电池片正中心，提高了裂片效果和质量。
附图说明
图1为本发明实施例一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机的示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图1中上料输送单元的示意图；
图4为图1中旋转上料单元的示意图；
图5为图1中冷却加工平台的示意图；
图6为图5中制冷平台的示意图；
图7为图1中预切单元的示意图；
图8为图1中裂片单元的正视图；
图9为图8中的剖视图；
图10为图8中裂片头的三维示意图；
图中1固定底座、2上料输送单元、2.1上料输送导轨支架、2.2上料输送导轨、2.3升降电缸、2.4顶升板、2.5料盒、2.6前阻挡气缸、2.7后阻挡气缸、3旋转上料单元、3.1旋转上料支架、3.2第一电机、3.3旋转平台、3.4升降气缸、3.5取料器、4冷却加工平台、4.1上料工位、4.2预切工位、4.3裂片工位、4.4下料工位、4.5第一DD马达固定板、4.6第一DD马达、4.7转盘、4.8制冷平台、4.8.1载台座、4.8.2真空腔、4.8.3制冷块、4.8.4载台盖、4.8.5真空孔、4.9气电滑环、5预切单元、5.1预切立柱、5.2预切滑轨、5.3预切滑块、5.4激光头、5.5预切摇柄、5.6振镜、5.7场镜、6裂片单元、6.1裂片支架、6.2第二DD马达、6.3裂片转接板、6.4XY模组、6.5三脚式连接板、6.6裂片滑块、6.7裂片滑轨、6.8裂片摇柄、6.9裂片头、7前检相机、8背光源。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1、2、5所示，本实施例中的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，包括固定底座1，固定底座1上设有上料输送单元2、旋转上料单元3、冷却加工平台4、预切单元5和带有位置补偿的裂片单元6。固定底座1上设有第一DD马达固定板4.5，第一DD马达固定板4.5固定于固定底座1上，第一DD马达4.6竖向固定于第一DD马达固定板4.5上，冷却加工平台4固定于第一DD马达4.6输出轴上，第一DD马达4.6驱动冷却加工平台4旋转。冷却加工平台4包括十字型的转盘4.7，转盘4.7套于第一DD马达4.6输出轴上，转盘4.7的四个支臂上分别设置制冷平台4.8，四个制冷平台4.8环向均匀间隔设于转盘4.7上，冷却加工平台分为上料工位4.1、预切工位4.2、裂片工位4.3和下料工位4.4，每个制冷平台4.8与四个工位相对应。上料工位4.1上方设有旋转上料单元3，预切工位4.2上方设有预切单元5，裂片工位4.3上方设有裂片单元6。上料工位4.1下方设有背光源8，上料工位4.1上方设有前检相机7，且前检相机7与背光源8相对应，前检相机7与背光源配合使用对上料工位4.1上电池片的位置进行数据采集并反馈至控制器，控制器对裂片单元6进行角度和位置补偿，实现裂片单元6对电池片正中心进行裂片。电池片经上料输送单元2输送至上料输送单元2的上料位，旋转上料单元3吸附上料输送单元2上料位上的电池片后输送至冷却加工平台4的上料工位4.1，第一DD马达4.6驱动转盘4.7旋转90°，带动四个制冷平台4.8同步旋转90°，即位于上料工位4.1的制冷平台4.8转至预切工位4.2，预切单元5对预切工位4.2的电池片进行预切；预切工位4.2的制冷平台4.8转至裂片工位4.3，裂片单元6进行角度、位置补偿后对裂片工位4.3上的电池片进行裂片；裂片工位4.3的制冷平台4.8转至下料工位4.4，实现4个制冷平台4.8上的电池片同步做不同工艺的作业，提高了电池片裂片效率。
如图6所示，制冷平台4.8分别包括载台座4.8.1和载台盖4.8.4，载台座4.8.1上表面开设真空腔4.8.2，载台盖4.8.4盖合于载台座4.8.1上，对载台座4.8.1的真空腔4.8.2进行密封。载台盖4.8.4上开设若干真空孔4.8.5，真空孔4.8.5与真空腔相贯通，真空腔内的真空经真空孔4.8.5流出，将电池片放于载台盖4.8.4上时，真空将电池片吸附于载台盖4.8.4上。在真空腔底部开设向下凹陷的3个置物槽，3个置物槽间隔设置，置物槽内分别设置制冷块4.8.3，制冷块4.8.3对载台盖4.8.4与载台座4.8.1分别进行冷却。
上述制冷块4.8.3为TEC(即半导体制冷器)。
转盘4.7上设有气电滑环4.9，气电滑环4.9内设有气道，气道出口与真空腔连通，真空经气道流至真空腔。当马达驱动转盘转动时，制冷平台、气电滑环同步转动，使得气道和载台座同步旋转，气道在制冷平台旋转时不会扭转。
真空经气道流至真空腔后由真空孔流出，对载台盖上的电池片进行吸附，使得电池片固定于载台盖上。在载台座开设的置物槽内放置制冷块，对载台座和载台盖进行冷却，有效解决了加工平台的温度升高问题，减少了机械裂片过程造成的隐裂。
如图3所示，上料输送单元2包括上料输送导轨2.2，上料输送导轨2.2上设置多个上料输送导轨支架2.1，上料输送导轨2.2通过上料输送导轨支架2.1固定于固定底座1，上料输送导轨2.2上滑动设有用于放置电池片的料盒2.5，料盒2.5能够沿着上料输送导轨2.2往复移动。上料输送导轨2.2上设有顶升板2.4，顶升板2.4的位置为上料输送单元2的上料位，当料盒2.5移动至顶升板2.4位置时，即料盒2.5到达上料输送单元2的上料位。顶升板2.4前端设有前阻挡气缸2.6，顶升板2.4后端设有后阻挡气缸2.7，当料盒2.5到达上料位时，前阻挡气缸2.6伸出杆先伸出，对料盒2.5的前进进行限位；后阻挡气缸2.7伸出杆再伸出，对料盒2.5的后退进行限位。顶升板2.4底部设有升降电缸2.3，升降电缸2.3驱动顶升板2.4作升降运动，实现料盒2.5给料作业。
如图4所示，旋转上料单元3包括旋转上料支架3.1，旋转上料支架3.1固定于固定底座1上，旋转上料支架3.1上竖向设有第一电机3.2，第一电机3.2的输出轴上设置旋转平台3.3，旋转平台3.3底部设有2个升降气缸3.4，2个升降气缸3.4环向均匀间隔布置，升降气缸3.4的伸出杆上设置取料器3.5。一取料器3.5初始状态设于上料输送单元2的上料位，另一取料器3.5初始状态设于冷却加工平台4的上料工位4.1上方，升降气缸3.4驱动取料器3.5向下运动并吸附上料输送单元2上料位上的电池片，第一电机3.2驱动旋转平台3.3转动180°，带动升降气缸3.4、取料器3.5同步转动180°，使得位于上料输送单元2上方的取料器3.5转至冷却加工平台4的上料工位4.1上方，并将电池片放于上料工位4.1，完成电池片的上料。
如图7所示，预切单元5包括预切立柱5.1，预切立柱5.1侧面设有竖向设置的预切滑轨5.2，预切滑轨5.2上设有预切滑块5.3，预切滑块5.3上竖向穿设预切螺杆，且预切滑块5.3与预切螺杆螺纹连接，预切螺杆一端设置预切摇柄5.5，预切滑块5.3上固定连接激光头5.4，激光头5.4上设有振镜5.6，振镜5.6上设有场镜5.7。转动预切摇柄5.5时，预切滑块5.3沿着预切滑轨5.2上下移动，带动激光头5.4、振镜5.6和场镜5.7同步上下移动，便于调节场镜5.7与电池片的竖向距离。
如图8、9、10所示，裂片单元6包括裂片支架6.1，裂片支架6.1上竖向穿设第二DD马达6.2，第二DD马达6.2输出轴上设置裂片转接板6.3，裂片转接板6.3底部设置XY模组6.4，XY模组6.4上设置三脚式连接板6.5，三脚式连接板6.5上设置竖向布置的裂片滑轨6.7，裂片滑轨6.7上设有裂片滑块6.6，裂片滑块6.6上穿设竖向布置的裂片螺杆，裂片螺杆与裂片滑块6.6螺纹连接，裂片滑块6.6上设置裂片摇柄6.8，裂片滑块6.6上设置裂片头6.9。第二DD马达6.2转动时，带动裂片转接板6.3转动，进而调节裂片头6.9平面角度；XY模块6.4调节裂片头6.9在X方向和Y方向的位置。通过前检相机7与背光源8的配合使用，对冷却加工平台4上料工位上的电池片的位置进行数据采集和反馈于控制器，控制器控制第二DD马达6.2和XY模组6.4动作，使得裂片头6.4始终位于电池片的正中心。完成裂片头6.4的角度和XY方向的位置调节后，手动转动裂片摇柄6.8，使得裂片滑块6.6沿着裂片滑轨6.7上下移动，进而调节裂片头6.4Z方向的位置。
本申请在冷却加工平台上设有前检相机和背光源，对上料工位上的电池片的位置进行数据采集并反馈于控制器，根据前检相机拍照结果对裂片头进行角度和位置的补偿，从而保证在裂片时激光器运动轨迹在电池片正中间，有效解决了电池片在上料过程中放于冷却加工平台位置不一致的问题，满足激光器始终在电池片正中心，提高了裂片效果和质量。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：包括固定底座，所述固定底座上活动设有冷却加工平台，第一DD马达驱动所述冷却加工平台作旋转运动；所述冷却加工平台上环向均匀间隔设有上料工位、预切工位、裂片工位和下料工位，所述固定底座上设有上料输送单元，所述上料输送单元和上料工位之间跨设旋转上料单元，所述旋转上料单元将上料输送单元上的电池片运至上料工位，所述预切工位上方设有预切单元，所述裂片工位上方设有裂片单元；所述冷却平台的旋转运动带动上料工位上的电池片转至预切工位进行预切、裂片工位上的电池片进行裂片；所述上料工位下方设有背光源，所述上料工位上方设有前检相机，所述前检相机与背光源相对布置，所述前检相机和背光源配合使用，对上料工位上的电池片进行位置数据采集和反馈，并对裂片单元进行角度和位置补偿，实现裂片单元对电池片正中心进行裂片。
2.根据权利要求1所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述上料输送单元包括上料输送导轨，所述上料输送导轨上滑动设有用于放置电池片的料盒，使得所述料盒能够沿着上料输送导轨移动；所述上料输送导轨上活动设有顶升板，所述顶升板能够相对上料输送导轨作升降运动，所述顶升板前端设有前阻挡气缸，所述顶升板后端设有后阻挡气缸，当所述料盒移动于顶升板上时，所述前阻挡气缸伸出杆先作伸出动作，对料盒的前进进行限位；后所述后阻挡气缸伸出杆伸出，对料盒的后退进行限位，所述顶升板作上升运动时，带动料盒同步上升。
3.根据权利要求1所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述旋转上料单元包括旋转上料支架，所述旋转上料支架底部设有旋转平台，所述旋转平台上设有多个取料器，多个所述取料器环向均匀间隔布置，所述旋转平台通过第一电机与旋转上料支架连接，所述第一电机驱动旋转平台旋转，带动取料器同步旋转。
4.根据权利要求1所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述冷却加工平台包括转盘，所述转盘上设有多个用于放置电池片的制冷平台，且所述制冷平台分别与上料工位、预切工位、裂片工位和下料工位相对应；所述制冷平台包括载台座和载台盖，所述载台座上表面开设真空腔，所述载台盖盖合于载台座上，对载台座进行密封；所述载台盖上开设若干真空孔，所述真空孔与真空腔相贯通，所述真空腔内的真空经真空孔流出，使得电池片吸附于载台盖上；所述真空腔底部开设向下凹陷的置物槽，所述置物槽内设有制冷块，所述制冷块对载台盖和载台座进行冷却。
5.根据权利要求4所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述第一DD马达竖向设于固定底座上，所述第一DD马达通过第一DD马达固定板固定于固定底座上，所述转盘设于第一DD马达输出轴上，所述第一DD马达驱动转盘作旋转运动。
6.根据权利要求4所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述转盘上设有气电滑环，所述气电滑环内设有气道，所述气道出口与真空腔连通。
7.根据权利要求1所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述预切单元包括预切立柱，所述预切立柱上活动设有激光头，所述激光头上设有振镜，所述振镜上设有场镜，驱动所述激光头沿着预切立柱上下移动时，带动激光头、振镜和场镜同步运动。
8.根据权利要求1所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述裂片单元包括裂片支架，所述裂片支架穿设竖向布置的第二DD马达，所述第二DD马达输出轴上设有裂片转接板，所述裂片转接板底部设有裂片头，所述裂片头通过XY模组与裂片转接板连接，受所述第二DD马达驱动裂片转接板作旋转运动，带动裂片头作旋转运动，调节裂片头平面角度；受所述XY模块驱动裂片头在X方向和Y方向进行位置调节。
9.根据权利要求8所述的一种具有裂片位置补偿的太阳能电池片激光划片机，其特征在于：所述裂片头和XY模块之间设有三脚式连接板，所述三脚式连接板上竖向设有裂片滑轨，所述裂片滑轨上滑动设有裂片滑块，所述裂片头固定于裂片滑块上，驱动所述裂片滑块沿着裂片滑轨上下移动时，带动裂片头在Z方向运动。
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CN117565246A (zh) * 2024-01-15 2024-02-20 沈阳汉为科技有限公司 一种带有接触测高装置的划片机
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