CN114030894A - 一种调整玻璃角度和位置的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种调整玻璃角度和位置的方法及装置，属于光伏太阳能加工技术领域。所述方法包括将玻璃气浮于工作平台上方，能够自由平移；利用两个吸盘吸附玻璃的第二位置；获取玻璃调整参数，根据所述玻璃调整参数，驱动至少一个吸盘运动，运动的吸盘带动玻璃调整到准确位置。所述装置可以实现所述方法，包括工作平台、两个吸盘、驱动机构、相机和控制器。利用本发明可以在光伏电池的激光加工工艺中，将玻璃调整到准确位置。

Description

一种调整玻璃角度和位置的方法及装置

技术领域

本发明属于光伏太阳能加工技术领域，具体涉及一种调整玻璃角度和位置的方法及装置。

背景技术

薄膜太阳能电池通常由太阳能电池玻璃基板和附着于太阳能电池玻璃基板上的薄膜层结构构成，例如钙钛矿太阳能电池，在太阳能电池基板上的薄膜层包括由下之上的透明导电层、钙钛矿层(或者其他材料的膜层)、导电层。在太阳能电池的生产工艺中，需要对带玻璃电池进行精准清边、划线等激光处理，这些激光处理过程需要对玻璃的角度、位置进行微调，确保处理激光处理精度。

发明内容

技术问题：本发明提供一种能够用于光伏电池激光加工工艺中的调整玻璃角度和位置的方法，以及一种利用所提出的方法对玻璃角度和位置进行调整的装置，从而能够在对光伏电池进行激光加工前，将玻璃调节到准确位置。

技术方案：一方面，本发明提供一种调整玻璃角度和位置的方法，包括：

将玻璃气浮于工作平台上方，能够自由平移；

利用两个吸盘分别吸附玻璃的第一位置和第二位置；

获取玻璃调整参数，根据所述玻璃调整参数，驱动至少一个吸盘运动，运动的吸盘带动玻璃调整到准确位置。

优选地，驱动其中一个吸盘运动，带动玻璃进行角度调整；另一吸盘位置保持固定，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，使得与玻璃与该吸盘间相对运动，保持玻璃稳定调整到准确位置。

优选地，同步驱动两个吸盘，通过两个吸盘同时驱动玻璃调整到准确位置。

优选地，驱动其中一个吸盘，利用该吸盘带动玻璃进行角度调整；另一吸盘吸附在玻璃上保持随动，为玻璃提供支撑。

优选地，首先驱动其中一个吸盘，利用该吸盘带动玻璃进行调整，另一吸盘保持不动，通过该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，为玻璃提供支撑；当玻璃转动一定角度后，原来运动的吸盘停止，驱动原来静止的吸盘运动，从而带动玻璃进行角度调整，原来运动的吸盘保持不动，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，为玻璃提供支撑，直至玻璃被调整到准确位置。

优选地，获取玻璃角度调整参数的方法为：

利用相机拍摄玻璃上设定的两个位置点的特征，抓取两个位置点的实际坐标值，根据两点的实际坐标与设定坐标值，计算出玻璃需要转动的角度和平移的坐标。

优选地，两个吸盘分别吸住玻璃的两个对角。

优选地，两个吸盘分别吸住玻璃共边的两个角。

另一方面，提供一种用于实现所述的调整玻璃角度和位置的方法的装置，其特征在于，包括：

工作平台，具有气浮功能，用于使玻璃处于气浮状态；

两个吸盘，其中一个吸盘用于吸附玻璃的第一位置，另一吸盘用于吸附玻璃的第二位置；

驱动机构，用于驱动至少一个吸盘运动，利用运动的吸盘带动玻璃调整到准确位置；

相机，一个或两个，用于对玻璃上的两个位置点的特征进行拍摄；

控制器，所述控制器中设置有控制程序，可以根据相机所拍摄情况获取玻璃调整参数；并根据所述玻璃调整参数向驱动机构发送控制指令，通过驱动机构驱动至少一个吸盘运动。

本发明利用两个吸盘分别吸住玻璃的第一位置和第二位置，将玻璃气浮于工作平台上方，使得玻璃于工作平台台面无摩擦产生并使每个区域受到的力均匀；根据玻璃调整参数，驱动吸盘运动，带动玻璃转动和平移，最终将玻璃稳定准确地调整到准确位置。

附图说明

图1为本发明的实施例中调整玻璃角度和位置方法的流程图；

图2为计算玻璃调整参数的示意图；

图3为本发明的实施例中调整玻璃角度和位置的装置的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例和说明书附图对本发明作进一步的说明。说明的是，术语“第一”、“第二”等词仅是为了便于描述，不能理解为对数量等的限制。

图1示出了本发明的实施例中对玻璃进行角度调节的方法的流程图，结合图1所示，该方法包括：

S100：将玻璃气浮于工作平台上方，能够自由平移；

工作平台具有气浮功能，在工作平台上，设置有气室，利用气室，从工作平台表面上的气孔对外吹气，从而将玻璃气浮在工作平台上方，玻璃与工作平台的台面间会形成气膜，从而玻璃不会与工作平台接触，那么当对玻璃的角度和位置进行调节时，就不会因为玻璃与工作平台表面间产生摩擦力，从而影响调节精度。此外，将玻璃气浮于工作平台上方，使得玻璃的每个区域受到的力均匀，从而保证了玻璃的平面度。

此外，在将玻璃气浮于工作平台上方设定高度，使得玻璃可以自由平移。具体可以控制在10μm～50μm，因为如果过低，那样可能因为外界因素导致玻璃不能完全与工作平台表面分离，在调整玻璃角度和位置时，未分离的位置会产生摩擦，从而影响调整精度；而设置的太高，则需要的气压较大，则会造成成本增加等问题。

为了到达这个设定高度，可以通过调节气压的大小来实现。通常，针对某一型号的玻璃，可以在进行大规模的生产之前，调整好气压的参数。当然，也可以在生产过程中，临时调整。

当玻璃从工作平台表面气浮起来后，不能太快的达到设定高度，否者会影响稳定性。因此，可以控制玻璃经T时间才能达到设定高度，在时间T内，调节进气量由零增加到设定值，通过控制气流的快慢，使得玻璃在时间T内到达设定高度，从而使得玻璃可以被稳定的气浮到设定高度。

S200：利用两个吸盘分别吸附玻璃的第一位置和第二位置。

在本发明的实施例中，对于两个吸盘，可以以其中一个作为主动吸盘，以在调节玻璃角度和位置时为玻璃提供动力，另一个作为固定或随动，为玻璃提供稳定支撑。也可以两个吸盘都作为主动吸盘，可以在调节玻璃角度和位置时为玻璃提供动力，并相互提供支撑。对于第一位置和第二位置，可以根据设备的情况进行选择，可以是玻璃的任意两个位置。在本发明的一个实施例中，第一位置和第二位置选择了玻璃的两个对角，这样选择的目的主要是为了保证玻璃在进行角度调整时，玻璃更能保持平衡和稳定，从而提高调整精度。如果对于一个矩形物体，利用两个支点指出矩形物体的对角，相比与支撑住其他两个点，更容易保持平衡稳定。

但是，由于在本发明的实施例中，玻璃是被气浮于工作平台表面的，即使两个吸盘并不对玻璃产生任何支撑力，那么玻璃也会保持相对的平衡，因此在其他实施例中，可以将第一位置和第二位置任意选择，例如，可以将第一位置选择在玻璃的同侧边的两个角。

说明的是，对于步骤S100和S200，也可以先执行S200，再执行S100。

S300：获取玻璃调整参数，根据所述玻璃调整参数，驱动至少一个吸盘运动，运动的吸盘带动玻璃调整到准确位置。

在未对玻璃进行调整之前，玻璃的实际位置与准确位置存在一个微小的夹角θ，而本发明的目的就是将玻璃转动θ，从而平移调整到准确位置上。

具体的，在本发明的实施例中，利用相机拍摄玻璃上设定的两个位置点的特征，抓取两个位置点的实际坐标值，根据两点的实际坐标与设定坐标值，计算出玻璃需要转动的角度和平移的坐标。通常，为了便于拍摄和标记，可以选择玻璃边线上的两个位置点。以边线上的两个位置点为例，进行更详细的说明。

由于在玻璃激光加工过程中，玻璃的位置是精确设定的，那么在准确位置上时，玻璃边线上任意一点的坐标可以认为都是已知的，那么，可以选择在准确位置上时，如图2所示，玻璃边线上的任意两点作为参考点，可以定义为：A(x₁,y₁)和B(x₂,y₂)，而当玻璃处于未调整的状态下，那么玻璃的边线上与A点对应的点A′是不重合的，同样，与B点对应的点B′也是不重合的，因此，可以对设定边线上的点A′和B′，定义为A′(x′₁,y′₁)和B′(x′₂,y′₂)。利用相机对玻璃边线进行拍摄，然后通过计算机程序，抓取到玻璃上的A′和B′点的坐标，然后根据A′、B′、A和B的实际坐标进行计算，得到玻璃调整参数。计算过程如下：

首先计算夹角θ，而θ也就是向量

和

的夹角，计算公式为：

根据夹角θ，可以计算出以A和B连线为长直角边的直角三角形的短边的长度l，计算公式为：

而l即为平移的坐标。

得到玻璃调整参数后，即θ和l，控制器向驱动机构发送控制指令，驱动机构根据接收到的控制指令，驱动至少一个吸盘运动，具体可以通过一次或多次调整，调节玻璃到达准确位置。通常，太阳能电池在置于工作平台上以后，位置已经和准确位置相差不大，因此通过上面的方式，完全可以满足精度需求。在本发明的实施例中，驱动机构利用XYY模组直线电机、直线模组等均可以实现。

更具体的，在本发明的实施例中，可以通过多种驱动形式来实现。在一个实施例中，可以驱动其中一个吸盘运动，带动玻璃进行角度调整；另一吸盘位置保持固定，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，使得玻璃与该吸盘间相对运动，保持玻璃稳定调整到准确位置。

可以看出，这种实施方式下，在调整玻璃角度和位置的过程中，一个吸盘吸住玻璃后，玻璃与该吸盘间的相对位置就不再变化，通过该吸盘的位置变动，引起玻璃的角度变化，也就是说，该吸盘的位置相对于工作平台的位置是发生变化的，该吸盘起到带动玻璃运动的作用。因此该吸盘的吸力必须保证足够大，避免在调整玻璃角度过程中，玻璃与该吸盘发生打滑的现象，从而使得调节的精度得不到保证。

而另一个吸盘吸住玻璃后，在调整玻璃角度和位置的过程中，该吸盘的位置相对于工作平台是不动的，但相对于玻璃的是运动，该吸盘的作用是为玻璃转动时提供支撑，并保持和平衡旋转过程中所需要的力，以保持玻璃的稳定性。具体的，可以通过调节该吸盘对玻璃的吸力，改变该吸盘与玻璃之间的摩擦力，来保持平衡旋转过程中所需要的力，以保持玻璃的稳定性。通常，对于不动的吸盘的吸力可以在生产之前，针对某一型号的玻璃，通过大量的试验测试好，在生产的过程中，提前设定好该吸盘的吸力即可；也可以在生产过程中根据需求再进行调整。

利用上述的方法，首先将玻璃气浮于工作平台上方，使得玻璃于工作平台台面无摩擦产生并使每个区域受到的力均匀；然后利用一个吸盘吸住玻璃的第一位置，利用另一个吸盘吸住玻璃的第二位置；根据调节参数，利用驱动机构驱动一个吸盘运动，并带动玻璃转动，同时通过调节另一吸盘的吸力大小来改变所需的摩擦力，以而保持和平衡旋转过程所需要的力，保持玻璃的稳定性。最终将玻璃稳定准确地调整到准确位置。

在另一个实施方式中，也可以同步驱动两个吸盘，通过两个吸盘同时驱动玻璃调整到准确位置。也就是说，在进行玻璃角度和位置的调整过程中，两个吸盘都紧紧的吸住玻璃，然后同时给玻璃的运动提供动力，并且两个吸盘也可以配合支撑住玻璃，保持玻璃的稳定性。

在另一个实施例中，可以首先驱动一个吸盘，利用该吸盘带动玻璃进行调整，另一个吸盘保持不动，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，为玻璃提供支撑；当玻璃转动一定角度后，原来运动的吸盘停止，驱动原来静止的吸盘运动，从而带动玻璃进行角度调整，原来运动的吸盘保持不动，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，为玻璃提供支撑，直至玻璃被调整到准确位置。

在另一个实施方式中，驱动一个吸盘，利用该吸盘带动玻璃进行角度调整；另一吸盘吸附在玻璃上保持随动，为玻璃提供支撑。也就是说，只给一个吸盘提供动力，不给另一吸盘提供动力，另一吸盘通过随动为玻璃提供支撑，以保持玻璃的平衡。

本发明的方法，利用两个吸盘分别吸住玻璃的第一位置和第二位置，将玻璃气浮于工作平台上方，使得玻璃于工作平台台面无摩擦产生并使每个区域受到的力均匀；根据玻璃调整参数，利用驱动吸盘运动，带动玻璃转动和平移，最终将玻璃稳定准确地调整到准确位置。

此外，本发明提供一种利用上述方法对玻璃角度和位置进行调节的装置，如图3所示，在本发明的一个实施例中，该装置包括工作平台100、两个吸盘200、驱动机构300、相机400和控制器500；其中工作平台上具有气浮功能，设置有气室，通过工作平台上的气孔600对外吹气，将玻璃气浮到设定高度。一个吸盘设置在驱动机构上，当玻璃被气浮到设定高度后，吸附住玻璃的第一位置，另一吸盘吸附住玻璃的第二位置。两个吸盘可以分别位于工作平台的任意位置，较为理想的两种情况是，位于工作平台的两个对角或同侧边的两个角。利用机构驱动其中一个吸盘运动，从而驱动玻璃进行转动；具体的，如果是仅需要驱动一个吸盘运动，那么驱动机构可以仅为一个XYY模组，可以驱动一个吸盘即可，而对于另一个吸盘处，可以根据上述方法中的描述，决定是否也需要设定一个XYY模组。例如，另一吸盘固定不动，那么该吸盘处可以设置一个XYY模组，或不设置，当设置时，那么可以不向XYY模组发送运动指令；再比如，如果另一吸盘随动，那么该吸盘处可以设置一个滚轮，以使得该吸盘更好的随动。如果两个吸盘都可以驱动，那么在两个吸盘处均设置一个XYY模组，根据控制需求，决定向哪个模组发送控制指令，控制哪个先动，哪个后动或者同步运动。相机可以是一个或两个，可以采用普通相机，也可以采用CCD相机，用于对玻璃的两个位置点进行拍摄；在控制器中设置有控制程序，可以根据相机所拍摄情况获取玻璃调整参数；并根据所述玻璃调整参数向驱动机构发送控制指令，通过驱动机构驱动至少一个吸盘运动，以调动玻璃进行角度和位置调整。

在本发明的一个实施例中，控制器还可以用于调节各个吸盘的吸力。

上述实施例中的装置可以用于实现本发明实施例中的方法，在太阳能电池的清边工艺中，对玻璃的角度进行调整。

上述实施例仅是本发明的优选实施方式，应当指出：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等同替换，这些对本发明权利要求进行改进和等同替换后的技术方案，均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种调整玻璃角度和位置的方法，其特征在于，包括：

将玻璃气浮于工作平台上方，能够自由平移；

利用两个吸盘分别吸附玻璃的第一位置和第二位置；

获取玻璃调整参数，根据所述玻璃调整参数，驱动至少一个吸盘运动，运动的吸盘带动玻璃调整到准确位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，驱动其中一个吸盘运动，带动玻璃进行角度调整；另一吸盘位置保持固定，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，使得与玻璃与该吸盘间相对运动，保持玻璃稳定调整到准确位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，同步驱动两个吸盘，通过两个吸盘同时驱动玻璃调整到准确位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，驱动其中一个吸盘，利用该吸盘带动玻璃进行角度调整；另一吸盘吸附在玻璃上保持随动，为玻璃提供支撑。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，首先驱动其中一个吸盘，利用该吸盘带动玻璃进行调整，另一吸盘保持不动，通过该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，为玻璃提供支撑；当玻璃转动一定角度后，原来运动的吸盘停止，驱动原来静止的吸盘运动，从而带动玻璃进行角度调整，原来运动的吸盘保持不动，通过调节该吸盘的吸力，调整该吸盘对玻璃的摩擦力，为玻璃提供支撑，直至玻璃被调整到准确位置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，获取玻璃角度调整参数的方法为：

利用相机拍摄玻璃上设定的两个位置点的特征，抓取两个位置点的实际坐标值，根据两点的实际坐标与设定坐标值，计算出玻璃需要转动的角度和平移的坐标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，两个吸盘分别吸住玻璃的两个对角。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，两个吸盘分别吸住玻璃共边的两个角。

9.一种用于实现权利要求1-8任一项所述的调整玻璃角度和位置的方法的装置，其特征在于，包括：

工作平台，具有气浮功能，用于使玻璃处于气浮状态；

两个吸盘，其中一个吸盘用于吸附玻璃的第一位置，另一吸盘用于吸附玻璃的第二位置；

驱动机构，用于驱动至少一个吸盘运动，利用运动的吸盘带动玻璃调整到准确位置；

相机，一个或两个，用于对玻璃上的两个位置点的特征进行拍摄；

控制器，所述控制器中设置有控制程序，可以根据相机所拍摄情况获取玻璃调整参数；并根据所述玻璃调整参数向驱动机构发送控制指令，通过驱动机构驱动至少一个吸盘运动。

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