CN116586750B - 一种激光动态加工方法和加工设备 - Google Patents
一种激光动态加工方法和加工设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116586750B CN116586750B CN202211726112.6A CN202211726112A CN116586750B CN 116586750 B CN116586750 B CN 116586750B CN 202211726112 A CN202211726112 A CN 202211726112A CN 116586750 B CN116586750 B CN 116586750B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- processing
- laser
- processed
- line
- battery piece
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012545 processing Methods 0.000 title claims abstract description 273
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims description 54
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000011068 loading method Methods 0.000 claims description 9
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 3
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 5
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 230000009191 jumping Effects 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 3
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 3
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 2
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 101001073212 Arabidopsis thaliana Peroxidase 33 Proteins 0.000 description 1
- 101001123325 Homo sapiens Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Proteins 0.000 description 1
- 102100028961 Peroxisome proliferator-activated receptor gamma coactivator 1-beta Human genes 0.000 description 1
- 238000002679 ablation Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 229910021419 crystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005224 laser annealing Methods 0.000 description 1
- 238000007648 laser printing Methods 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000026676 system process Effects 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/36—Electric or electronic devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laser Beam Processing (AREA)
Abstract
提供一种激光动态加工方法,电池片固定设置于一平台,以第一速度带动电池片沿第一方向移动;激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从一待加工线第一端沿第二方向扫描至其第二端,完成一待加工线的加工;激光沿第一方向正向或者反向跳转,至另一待加工线的第一端或者第二端,从此待加工线第一端沿第二方向扫描至其第二端,或者从此待加工线的第二端沿第三方向扫描至其第一端,完成此待加工线的加工;激光重复跳转和扫描,在振镜预设加工幅面内完成其余待加工线的加工;其中,激光的跳转距离,不超过振镜预设加工幅面。本发明激光扫描方向匹配电池片运动方向,振镜的扫描区域在宽度方向仅含中间部分,避免边缘加工畸变。
Description
技术领域
本发明涉及一种激光动态加工方法和加工设备,属于激光加工技术领域。
背景技术
在光伏加工技术领域,激光对太阳能电池的加工得到了越来越多的应用。例如激光开槽、激光掺杂、激光印刷、激光退火、激光焊接等。目前,随着太阳能电池的进一步发展,对激光加工速度和激光加工精度提出了越来越高的要求。
激光振镜由于其加工精度和加工精度的优势,被广泛应用于光伏加工中。但是,光伏电池片的尺寸越来越大,振镜和场镜的加工幅面有限,且其加工幅面边缘部分的加工精度差,导致在加工时,加工图形宽度方向上的不均匀程度变大。典型地,210×210mm大尺寸晶硅太阳能电池钝化层的选择性烧蚀和选择性掺杂,由于振镜校正角度变大,当振镜控制光斑扫描到电池片边缘时,由于场镜存在的散射现象,会出现光斑尺寸精度下降、光斑能量密度波动等现象,而对操纵超短脉冲和高脉冲能量的激光束的方式提出了更高的工艺要求。
发明内容
本申请旨在解决现有技术存在的问题,提供一种激光动态加工方法和激光动态加工设备。
一方面,本发明提供一种激光动态加工方法,电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从一待加工线第一端沿第二方向扫描至其第二端,完成一待加工线的加工;
激光沿第一方向正向或者反向跳转,至另一待加工线的第一端或者第二端,从此待加工线第一端沿第二方向扫描至其第二端,或者从此待加工线的第二端沿第三方向扫描至其第一端,完成此待加工线的加工;
激光重复跳转和扫描,在振镜预设加工幅面内完成其余待加工线的加工;
其中,一待加工线和另一待加工线为相邻,或者不相邻的待加工线;
其中,激光的跳转距离,不超过振镜预设加工幅面。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,包括,
待加工物固定设置于一平台,平台以第一速度带动待加工物沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向待加工物照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;
激光沿第一方向反向跳转第一距离,并待相邻的第二待加工线移动至其下方时,从第二待加工线第二端沿第三方向扫描至第二待加工线第一端,完成第二待加工线的加工;
激光沿第一方向反向跳转第一距离,并待相邻的第三待加工线移动至其下方时,从第三待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第三待加工线的加工;
重复,完成其余待加工线的加工;
或,待加工物固定设置于一平台,平台以第一速度带动待加工物沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向待加工物照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;
激光跳转至初始位置,待相邻的第二待加工线移动至其下方时,从第二待加工线第一端沿第二方向扫描至第二待加工线第二端,完成第二待加工线的加工;
重复前述动作,完成其余待加工线的加工。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,所述待加工物的待加工图形为多条间隔设置的直线或者间断线,所述直线或者间断线的方向和第一方向垂直。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,振镜扫描速度Vs、第一速度Vt、第二方向和第一方向的夹角θ具有以下关系,
Cosθ=Vt*tj/Vs*tj=Vt/Vs,则第二方向为和第一方向呈θ的方向。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,所述第三方向和第一方向呈-θ的方向。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,第一距离s,或者激光跳转至初始位置的距离在第一方向的分量s1,和相邻待加工线之间的间距d满足,d=Vt*tt+s,或d=Vt*tt+s1,其中tt为跳转时间,Vt为跳转速度;
s=Vt*tj,或s1=Vt*tj其中tj为一条待加工线的加工时间。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,待加工图形还包括和直线或间断线连接的垂直或者成一定角度设置的连接线,一条待加工线的加工方法包括,
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向待加工物照射激光,从待加工线第一端沿第二方向或第三方方向扫描至待加工线第一线段终点,完成第一线段的加工;
激光沿第四方向扫描至第一连接线的终点,完成和待加工线第一线段连接的第一连接线的加工;
激光跳转至待加工线第二线段的端点,沿第二方向或第三方向扫描至待加工线第二线段终点,完成第二线段的加工;
激光沿第四方向扫描至第二连接线的终点,完成和待加工线第二线段连接的第二连接线的加工;
继续上述操作,直至加工到待加工线的末端。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,所述连接线在待加工线的前方或后方。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,所述激光振镜加工模组包括依次设置的激光器、振镜和场镜。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,其中,振镜预设加工幅面,在宽度方向不超过其加工幅面的2/3;或振镜预设加工幅面,在宽度方向不超过其加工幅面的1/2;或振镜预设加工幅面,在宽度方向不超过其加工幅面的1/3。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,对太阳能电池片的激光动态加工,包括激光开槽加工、激光SE加工、激光切割加工或者激光改性加工。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿和第一方向垂直的方向扫描第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;
待第二待加工线移动至其下方时,激光跳转至第二待加工线第一端,从第二待加工线第一端沿和第一方向垂直的方向扫描至第二待加工线第二端,完成第二待加工线的加工;
重复前述动作,完成其余待加工线的加工;
其中,待加工线第一方向反向呈θ夹角,振镜扫描速度Vs、第一速度Vt、θ具有以下关系:tgθ=Vs*tj/Vt*tj=Vs/Vt。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,d=Vt*tj/sinθ,其中d为相邻的两条待加工线的距离。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,包括以下步骤,待加工物在上料工位被放置于支撑载台上固定,并以第二速度沿第一方向移动至加工工位;
在加工工位完成激光动态加工;
加工完成的待加工物以第三速度沿第一方向移动至下料工位,并从支撑载台移除。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,一个待加工物在加工工位完成激光动态加工时,另一待加工物通过另一支撑载台以第三速度移动至下料工位,并从支撑载台移除;返回上料工位,待加工物在上料工位被放置于支撑载台上固定,并以第二速度移动至加工工位。
进一步的,本发明的一种激光动态加工方法,待加工物在进入加工工位前,还包括视觉检测获知其位置,并将位置信息发送给激光振镜加工系统,激光振镜加工系统根据位置信息进行加工的步骤。
另一方面,本发明还提供一种激光动态加工设备,用以实现前述激光动态加工方法,激光动态加工设备包括交互式运动平台和激光加工模组,所述激光振镜加工模组设置在交互式运动平台加工工位上方。
本发明的有益效果是:本发明的一种激光动态加工方法,加工速度快,激光振镜在宽度方向扫描区域,集中在振镜加工幅面的中心,避免了振镜加工宽度方向上边缘的畸变,加工精度高。同时,窄的加工幅面,也更有利于粉尘抽取干净,解决了传统抽尘时边缘不容易被抽干净,导致的加工粉尘附着导致的加工质量下降的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请的电池片的示意图;
图2为本申请的一种激光动态加工方法的实现方式的示意图;
图3为本申请的另一种激光动态加工方法的实现方式的示意图;
图4为图3的激光动态加工方法的振镜扫描路径示意图;
图5为图3的激光动态加工方法的振镜扫描路径和电池片的示意图;
图6为本申请的又一种激光动态加工方法的实现方式的示意图;
图7为图6的激光动态加工方法的振镜扫描路径示意图;
图8为另一种电池片的局部示意图;
图9为本申请的一种动态激光加工设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
应当理解,示意性的附图并未按实物比例绘制。在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请提供一种激光动态加工方法,旨在解决现有技术激光加工光伏电池片时,振镜加工时,在宽度方向上加工不均匀的问题。
基于此主体思想,本申请采用以下的技术方案。
本申请以对太阳能电池进行激光开槽为例,具体的,对太阳能电池钝化层进行激光照射,使相应部分消融,形成沿电池片长度方向上间隔平行分布的多个开槽图案。参见图1,为电池片及其加工图形的示意图,图中包括平行设置的多条加工线,其长度以l表示,相邻加工线的距离以d表示。加工线包括两端,分别以第一端和第二端表示,图1中示意性的标识了一条待加工线的第一端和第二端。
本申请提供一种激光动态加工方法,包括:
电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从一待加工线第一端沿第二方向扫描至其第二端,完成一待加工线的加工;
激光沿第一方向正向或者反向跳转,至另一待加工线的第一端或者第二端,从此待加工线第一端沿第二方向扫描至其第二端,或者从此待加工线的第二端沿第三方向扫描至其第一端,完成此待加工线的加工;
激光重复跳转和扫描,在振镜预设加工幅面内完成其余待加工线的加工。
其中,一待加工线和另一待加工线为相邻,或者不相邻的待加工线。
其中,振镜预设加工幅面,在宽度方向不超过其加工幅面的2/3,更为优选的,不超过其加工幅面的1/2,更为优选的,不超过其加工幅面的1/3。
前述振镜的跳转距离,不超过振镜预设加工幅面。
参见图2,图2表示了激光振镜加工模组2和电池片3,图2中左图显示了在主视的视角激光振镜加工模组2和电池片3的示意图,图2中右图显示了电池片3的俯视视角的示意图。其中,振镜的加工幅面,指的是振镜本身具有的加工的幅面,预设加工幅面,是指本发明实际使用的振镜加工的幅面。右图以虚线表示了振镜预设加工幅面,示意性的,此振镜预设加工幅面下有6条待加工线,并以数字表示,前述加工,可以是从右至左依次加工,也可以是先加工标号1,再加工标号3,然后加工标号4,再加工标号2····。
参见图2,可以理解的,在激光振镜加工模组对进行加工时,电池片也在平台的带动下沿第一方向移动。激光振镜加工模组仅对其预设加工幅面内的待加工线进行加工。电池片从进入激光振镜加工模组的预设加工幅面,至全部移出预设加工幅面时,只要能够保证全部的待加工线加工完成即可,待加工线的加工顺序,以及从第一端扫描至第二端,还是从第二端扫描至第一端,可以根据需要进行选择。
进一步的,平台的第一速度Vt,振镜扫描速度Vs,第二方向和第一方向的夹角θ满足以下关系Cosθ=Vt*tj/Vs*tj=Vt/Vs,第三方向为第一方向呈-θ的方向。
本发明采用上述的方案,振镜的扫描方向和平台运动的方向呈特定夹角,扫描方向匹配了电池片的运动方向,完成了待加工线的加工。振镜的扫描区域在宽度方向上不超过其加工幅面的2/3、1/2或1/3。这样的设置,避免了振镜加工幅面的宽度边缘处的加工畸变,在保证加工速度的基础上,大大提升了加工质量。同时,窄的加工幅面,也更有利于粉尘抽取干净,解决了传统抽尘时边缘不容易被抽干净,导致的加工粉尘附着导致的加工质量下降的问题。
作为其中一种实施方式,激光振镜加工模组对待加工线采用蛇形扫描路径的方式依次加工,且加工标号为1的待加工线时,从第一端扫描至第二端,然后加工标号为2的待加工线时,从第二端扫描至第一端,然后加工标号为3的待加工线,从第一端扫描至第二端,再加工标号为4的待加工线,从第二端扫描至第一端····。具体的,一种激光动态加工方法,包括:
电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;
激光沿第一方向反向跳转第一距离,并待第二待加工线移动至其下方时,从第二待加工线第二端沿第三方向扫描至第二待加工线第一端,完成第二待加工线的加工;
激光沿第一方向反向跳转第一距离,并待第三待加工线移动至其下方时,从第三待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第三待加工线的加工;
重复,完成其余待加工线的加工。
在这个实施方式中,待加工线和第一方向基本垂直。
参见图3,给出了第一加工线和第二加工线的加工示意图,平台的第一速度以Vt表示,振镜扫描速度以Vs表示,振镜的跳转速度以Vst表示,第二方向和第一方向的夹角以θ表示。其中以实线表示了加工的初始状态,以虚线表示了加工的最终状态,以点划线表示了激光扫描的路径。激光扫描的路径和区域在图4中单独的表示,图4中还示意的标示了第一距离s。图5给出了激光扫描路径和电池片的俯视图。
一条线的振镜加工时间为tj,振镜跳转时间为tt。
其中,振镜扫描速度Vs、第一速度Vt、第二方向和第一方向的夹角θ具有以下关系:
Cosθ=Vt*tj/Vs*tj=Vt/Vs,则第二方向为和第一方向呈θ的方向。
激光跳转的第一距离s=Vt*tj,第三方向为第一方向呈-θ的方向。
本发明采用上述的方案,振镜的扫描方向和平台运动的方向呈特定夹角,扫描方向匹配了电池片的运动方向,完成了待加工线的加工。采用上述的方案,振镜的扫描区域,在长度方向上,仅为待加工线长度l,在宽度方向上,仅为Vt*tj。这样的设置,避免了振镜加工幅面的宽度边缘处的加工畸变,在保证加工速度的基础上,大大提升了加工质量。同时,窄的加工幅面,也更有利于粉尘抽取干净,解决了传统抽尘时边缘不容易被抽干净,导致的加工粉尘附着导致的加工质量下降的问题。
可以理解的,激光跳转的第一距离s,不大于相邻加工线之间的距离,即Vt*tj小于相邻加工线之间的距离,作为一种优选的方案,d=Vst*tt+s,即d=Vt*tj+s,这样的设置,可以保证在激光跳转完成时,平台带动电池片移动,下一加工线的加工起始端(视情况为第一端或者第二端)刚好位于跳转位置,可以直接进行加工,既避免激光沿第一方向追赶电池片,又可以避免激光跳转完成后等待电池片的加工起始端到达其下方,可以极大的节省产能。
在前述的实施方式中,振镜的跳转速度可以设置成远大于扫描速度,此时振镜的跳转时间,可以忽略。以上优选的方案中,d=Vst*tt+s,跳转时间忽略,则d=s。可以理解的,振镜扫描速度在加工线长度方向的速度分量,为实际加工速度,振镜扫描速度在第一方向的分量等于第一速度,用以对平台运动的第一速度进行补偿,实现快速加工。
此外,采用上述蛇形路径加工的方式,可以节省振镜扫描和跳转的路径,提升加工的速度。
作为另一种激光动态加工方法,激光振镜加工模组对待加工线采用顺序扫描路径的方式依次加工,且加工标号为1的待加工线时,从第一端扫描至第二端,然后加工标号为2的待加工线时,也从第一端扫描至第二端,然后加工标号为3的待加工线,从第一端扫描至第二端,····。具体的,一种激光动态加工方法,包括:
电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;
激光跳转至初始位置,待第二待加工线移动至其下方时,从第二待加工线第一端沿第二方向扫描至第二待加工线第二端,完成第二待加工线的加工;
重复前述动作,完成其余待加工线的加工。
在这个实施方式中,待加工线和第一方向基本垂直。
参见图6,给出了第一加工线和第二加工线的加工示意图,平台的第一速度以Vt表示,振镜扫描速度以Vs表示,第二方向和第一方向的夹角以θ表示,其中以实线表示了加工的初始状态,以虚线表示了加工的最终状态,以点划线表示了激光扫描的路径。激光扫描的路径和区域在图7中单独的表示,图5中还示意了第一距离s。
其中,振镜扫描速度Vs、第一速度Vt、第二方向和第一方向的夹角θ具有以下关系:
Cosθ=Vt*tj/Vs*tj=Vt/Vs,则第二方向为和第一方向呈θ的方向。
与前一实施例类似,激光跳转至初始位置时,在第一方向的跳转距离为其加工距离,s1=Vt*tj,其在加工线方向的跳转距离即为加工线长度l。
与前一实施例类似,激光在第一方向的跳转距离s1,不大于相邻加工线之间的距离,即Vt*tj小于相邻加工线之间的距离,作为一种优选的方案,d=Vst*tt+s1,即d=Vt*tj+s1,这样的设置,可以保证在激光跳转完成时,平台带动电池片移动,下一加工线的第一端刚好位于跳转位置,可以直接进行加工,既避免激光沿第一方向追赶电池片,又可以避免激光跳转完成后等待电池片的加工起始端到达其下方,可以极大的节省产能。
在前述的实施方式中,振镜的跳转速度可以设置成远大于扫描速度,此时振镜的跳转时间,可以忽略。以上优选的方案中,d=Vst*tt+s1,跳转时间忽略,则d=s。可以理解的,振镜扫描速度在加工线长度方向的速度分量,为实际加工速度,振镜扫描速度在第一方向的分量等于第一速度,用以对平台运动的第一速度进行补偿,实现快速加工。
采用本实施例的技术方案,振镜的扫描路径和跳转路径固定,和前述蛇形走位的加工方法相比,具有更高的定位和加工精度。
作为前述顺序加工的一种变形,待加工线和第一方向不垂直,振镜扫描的方向和第一方向垂直。将电池片的待加工线和第一方向设置特定的夹角,实现振镜扫描方向和电池片运动方向,以及扫描速度和电池片速度的匹配。
具体的,一种激光动态加工方法,包括:
电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿和第一方向垂直的方向扫描第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;
待第二待加工线移动至其下方时,激光跳转至第二待加工线第一端(大概为初始位置),从第二待加工线第一端沿和第一方向垂直的方向扫描至第二待加工线第二端,完成第二待加工线的加工;
重复前述动作,完成其余待加工线的加工。
其中,待加工线第一方向反向呈θ夹角。
其中,振镜扫描速度Vs、第一速度Vt、θ具有以下关系:
tgθ=Vs*tj/Vt*tj=Vs/Vt。
一条线的振镜加工时间为tj,振镜跳转时间为tt。
与前一实施例类似的,激扫描完成一条待加工线的加工时,相邻的待加工线尚未到达或者优选的刚好到达,这样的设置,可以保证在激光跳转完成时,平台带动电池片移动,下一加工线的第一端刚好位于跳转位置,可以直接进行加工,既避免激光沿第一方向追赶电池片,又可以避免激光跳转完成后等待电池片的加工起始端到达其下方,可以极大的节省产能。
振镜的跳转速度可以设置成远大于扫描速度,此时振镜的跳转时间,可以忽略。以上优选的方案中,d=Vt*tj/sinθ。
本实施方式的优势在于激光的扫描方向一直是一个方向,仅占用了振镜加工区域宽度最中心的位置,且方向垂直,具有更加良好的加工精度,且保证了加工效率。
以上实施例以对太阳能电池进行激光开槽为例,待加工线组成了加工图形,本申请不限于此,对于太阳能电池的例如PERC激光开槽加工,激光SE(选择性掺杂)加工、激光改性加工、激光切割加工等均适用。
以电池片为220mm的电池片为例,单根加工线的长度为210mm,相邻加工线之间的距离为2mm。振镜扫描速度为20-70m/s,台面运动的第一速度为0.2-0.5m/s,则单根加工线的激光扫描时间为0.07s左右,一个电池片的加工时间在0.7s左右,加工速度快。此外,本发明实施例的技术方案,激光振镜在宽度方向扫描的宽度在2mm左右,集中在振镜加工幅面的中心,避免了振镜加工宽度方向上边缘的畸变,加工精度高。同时,窄的加工幅面,也更有利于粉尘抽取干净,解决了传统抽尘时边缘不容易被抽干净,导致的加工粉尘附着导致的加工质量下降的问题。
当加工图形更为复杂时,例如,对于太阳能电池加工的另一种实施例,太阳能电池待加工的图案为多条平行设置的间断线,其加工方法和以上加工方法类似,区别仅在于,在非实线,即间断的区域关光,在实线区域,激光开光。
作为另一种加工方式,例如,参见图8,图8为一个IBC电池片的一个边角处的局部示意图,其加工图形,不仅包括多条平行设置的直线或者间断线(图中以竖向的线显示),还包括和直线或间断线连接的垂直或者成一定角度设置的连接线,此时,采用以下改进的激光动态加工方法,也可以实现。
一种激光动态加工方法,包括:
电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;
激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第一线段第二端,完成第一加工线第一线段的加工;
激光沿第四方向扫描至第一连接线的终点,完成和第一加工线第一线段连接的第一连接线的加工;
激光跳转至第一加工线第二线段的第一端,沿第二方向扫描至第一待加工线第二线段第二端,完成第一加工线第二线段的加工;
激光沿第四方向扫描至第二连接线的终点,完成和第一加工线第二线段连接的第二连接线的加工;
继续上述操作,直至加工到第一加工线的末端;
激光沿第一方向反向跳转第一距离或者是反向跳转至起始点,待第二待加工线移动至其下方时,重复前述动作,完成其余待加工线的加工。
其中,连接线在加工线的前方或后方,此前方和后方,相对于第一方向而言,当连接线和加工线垂直且在加工线的前方时,第四方向为第一方向;当连接线和加工线垂直且在加工线的前方时,第四方向为第一方向反向。当连接线和加工线不垂直时,和前述实施例类似,根据连接线的方向获知夹角即可。
可以理解的,本实施例的一种激光动态加工方法,和前述实施例类似,仅将连接线看成加工线的一部分或者是延长、延伸,规划激光扫描路径即可完成相应加工。
激光振镜加工模组通常包括激光器、二维振镜、场镜和光闸,还可以包括其他可以优化光路的配件。其中,激光扫描、激光跳转,均通过二维振镜实现。开光和关光,通过光闸实现。
进一步的,作为一种优选的实施方式,提供一种实现前述激光动态加工方法的激光动态加工设备,所述设备为交互式运动平台激光加工设备,参见图9,交互式运动平台包括支撑架10,还包括载台组件,载台组件包括设置在支撑架一侧的X轴移动模组20,设置在X轴移动模组的Z轴移动模组30,以及设置在Z轴移动模组的支撑载台40;
所述载台组件为两组,分别为载台组件100,200,其X轴移动模组20分别设置在支撑架10的两侧,支撑载台40在X轴移动模组20带动下沿支撑架长度方向(第一方向)往复移动,且Z轴移动模组30可带动支撑载台40升降,使支撑载台40在同一位置时处于不同的高度,实现交互式传送。
参见图9,支撑载台40交互运动时,分别经过上料位、加工位和下料位,激光振镜加工模组2设置在加工位上方,图6下部还示意性的给出了交互式传送的路径,一个载台组件依次经过上料位、加工位和下料位,然后下降,返回上料位。
具体的,电池片在上料工位被放置在支撑载台40上,完成上料,然后移动至加工位,在加工位以第一速度移动,按照前述激光动态加工方法完成加工,然后移动至下料位,电池片被移走。其中,一个移动载台100在加工位进行加工时,另一移动载台200经过下料位下料、上料位上料,待前一移动载台100上的电池片完成加工并离开加工位时,移动加工位进行加工。
激光振镜加工模组2包括激光器、二维振镜和场镜,还可以包括其他可以优化光路的配件。其中,激光扫描、激光跳转,均通过二维振镜实现。开光和关光,通过光闸实现。前述振镜加工幅面,可以理解的,为其和其场镜匹配的加工幅面。
本申请的动态加工方法,包括:
电池片在上料工位被放置于支撑载台40上固定,并以第二速度沿第一方向移动至加工工位;
在加工工位完成前述激光动态加工;
加工完成的电池片以第三速度沿第一方向移动至下料工位,并从支撑载台40移除。
其中,优选的,一个电池片在加工工位完成激光动态加工时,另一电池片通过另一支撑载台40以第三速度移动至下料工位,并从支撑载台40移除;返回上料工位,电池片在上料工位被放置于支撑载台40上固定,并以第二速度移动至加工工位。
采用前述的加工方法,能够实现电池片的连续加工。
更为优选的,电池片在进入加工工位前,还包括视觉检测获知其位置,并将位置信息发送给激光振镜加工系统,激光振镜加工系统根据位置信息进行加工的步骤。
优选的,视觉获知位置信息,在上料位进行。
本领域技术人员可以理解的,虽然加工设备以交互式运动平台为例进行描述,但是其余类似的,例如带式输送机等可以沿一个方向运动加工的,也可以适用。
以上对本申请所提供的激光动态加工方法和激光动态加工设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (7)
1.一种激光动态加工方法,其特征在于:电池片的待加工图形为多条间隔设置的直线或者间断线,所述直线或者间断线的方向和第一方向垂直;
电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;激光沿第一方向反向跳转第一距离,并待相邻的第二待加工线移动至其下方时,从第二待加工线第二端沿第三方向扫描至第二待加工线第一端,完成第二待加工线的加工;激光沿第一方向反向跳转第一距离,并待相邻的第三待加工线移动至其下方时,从第三待加工线第一端沿第二方向扫描至第三待加工线第二端,完成第三待加工线的加工;重复,完成其余待加工线的加工;
或,电池片固定设置于一平台,平台以第一速度带动电池片沿第一方向移动;激光振镜加工模组设置于平台上方,朝向电池片照射激光,从第一待加工线第一端沿第二方向扫描至第一待加工线第二端,完成第一待加工线的加工;激光跳转至初始位置,待相邻的第二待加工线移动至其下方时,从第二待加工线第一端沿第二方向扫描至第二待加工线第二端,完成第二待加工线的加工;重复前述动作,完成其余待加工线的加工;
其中,振镜扫描速度在待加工线长度方向的速度分量,为实际加工速度,振镜扫描速度在第一方向的分量等于第一速度,对平台运动的第一速度进行补偿;
振镜扫描速度Vs、第一速度Vt、第二方向和第一方向的夹角θ具有以下关系,
Cosθ=Vt*tj/Vs*tj=Vt/Vs,则第二方向为和第一方向呈θ的方向,所述第三方向为和第一方向呈-θ的方向;
第一距离s,或者激光跳转至初始位置的距离在第一方向的分量s1,和相邻待加工线之间的间距d满足,d=Vt*tt+s,或d=Vt*tt+s1,其中tt为跳转时间;s=Vt*tj,或s1=Vt*tj,其中tj为一条待加工线的加工时间;
激光振镜在宽度方向的扫描区域,集中在振镜加工幅面的中心,振镜预设加工幅面,在宽度方向不超过其加工幅面的2/3。
2.根据权利要求1所述的一种激光动态加工方法,其特征在于:所述激光振镜加工模组包括依次设置的激光器、振镜和场镜。
3.根据权利要求1所述的一种激光动态加工方法,其特征在于:对电池片的激光动态加工,包括激光开槽加工、激光SE加工、激光切割加工或者激光改性加工。
4.根据权利要求1至3任一所述的一种激光动态加工方法,其特征在于:包括以下步骤,
电池片在上料工位被放置于支撑载台上固定,并以第二速度沿第一方向移动至加工工位;
在加工工位完成激光动态加工;
加工完成的电池片以第三速度沿第一方向移动至下料工位,并从支撑载台移除。
5.根据权利要求4所述的一种激光动态加工方法,其特征在于:一个电池片在加工工位完成激光动态加工时,另一电池片通过另一支撑载台以第三速度移动至下料工位,并从支撑载台移除;返回上料工位,电池片在上料工位被放置于支撑载台上固定,并以第二速度移动至加工工位。
6.根据权利要求4所述的一种激光动态加工方法,其特征在于:电池片在进入加工工位前,还包括视觉检测获知其位置,并将位置信息发送给激光振镜加工系统,激光振镜加工系统根据位置信息进行加工的步骤。
7.一种激光动态加工设备,用以实现权利要求1至6任一所述的激光动态加工方法,其特征在于:
激光动态加工设备包括交互式运动平台和激光振镜加工模组,所述激光振镜加工模组设置在交互式运动平台加工工位上方。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211726112.6A CN116586750B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种激光动态加工方法和加工设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211726112.6A CN116586750B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种激光动态加工方法和加工设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116586750A CN116586750A (zh) | 2023-08-15 |
CN116586750B true CN116586750B (zh) | 2024-05-17 |
Family
ID=87603231
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211726112.6A Active CN116586750B (zh) | 2022-12-30 | 2022-12-30 | 一种激光动态加工方法和加工设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116586750B (zh) |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0592289A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工方法 |
CN102179631A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-09-14 | 苏州德龙激光有限公司 | 用于加工大幅面导光板的装置及其方法 |
KR20110134747A (ko) * | 2010-06-09 | 2011-12-15 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 가공 시스템 및 그 가공방법 |
CN203817621U (zh) * | 2013-12-03 | 2014-09-10 | 张立国 | 一种激光分束振镜扫描加工装置 |
CN104249219A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 韦黛瑛 | 一种大幅面激光雕刻的方法 |
CN205588796U (zh) * | 2016-05-10 | 2016-09-21 | 常州天合光能有限公司 | 电池片金属细栅线激光转印头装置 |
EP3415265A1 (en) * | 2017-06-12 | 2018-12-19 | Robert Bosch GmbH | Method and device for high-throughput cutting of a ribbon-type substrate, particularly for an electrode of a battery, into separated pieces |
CN210649091U (zh) * | 2019-04-12 | 2020-06-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光加工系统 |
CN113042464A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-06-29 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光清洗的控制方法、装置、存储介质及设备 |
CN113960892A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-21 | 之江实验室 | 可连续像旋转调制的高速并行激光直写光刻的方法与装置 |
-
2022
- 2022-12-30 CN CN202211726112.6A patent/CN116586750B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0592289A (ja) * | 1991-09-30 | 1993-04-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | レーザ加工方法 |
KR20110134747A (ko) * | 2010-06-09 | 2011-12-15 | 주식회사 이오테크닉스 | 레이저 가공 시스템 및 그 가공방법 |
CN102179631A (zh) * | 2011-05-18 | 2011-09-14 | 苏州德龙激光有限公司 | 用于加工大幅面导光板的装置及其方法 |
CN104249219A (zh) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | 韦黛瑛 | 一种大幅面激光雕刻的方法 |
CN203817621U (zh) * | 2013-12-03 | 2014-09-10 | 张立国 | 一种激光分束振镜扫描加工装置 |
CN205588796U (zh) * | 2016-05-10 | 2016-09-21 | 常州天合光能有限公司 | 电池片金属细栅线激光转印头装置 |
EP3415265A1 (en) * | 2017-06-12 | 2018-12-19 | Robert Bosch GmbH | Method and device for high-throughput cutting of a ribbon-type substrate, particularly for an electrode of a battery, into separated pieces |
CN210649091U (zh) * | 2019-04-12 | 2020-06-02 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种激光加工系统 |
CN113042464A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-06-29 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 激光清洗的控制方法、装置、存储介质及设备 |
CN113960892A (zh) * | 2021-10-26 | 2022-01-21 | 之江实验室 | 可连续像旋转调制的高速并行激光直写光刻的方法与装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN116586750A (zh) | 2023-08-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN106862775B (zh) | 一种激光去毛刺方法及设备 | |
KR101651214B1 (ko) | 패터닝용 레이저 가공 장치 | |
JP6223091B2 (ja) | 位置計測装置、アライメント装置、パターン描画装置および位置計測方法 | |
CN110722263A (zh) | 一种电池盖板的焊接系统及方法 | |
WO2010095671A1 (ja) | 太陽電池パネルのレーザ加工方法 | |
KR20160044587A (ko) | 기판제조장치 및 기판제조방법 | |
CN116586750B (zh) | 一种激光动态加工方法和加工设备 | |
CN101705477B (zh) | 一种在线检测与在线修补薄膜产品晶化率的系统及方法 | |
US20090233397A1 (en) | Method and apparatus for forming the separating lines of a photovoltaic module with series-connected cells | |
CN108470707A (zh) | 一种太阳能电池片排版装置 | |
JPH06198483A (ja) | レ−ザ加工装置 | |
CN214392841U (zh) | 一种激光加工装置和加工设备 | |
JP5514617B2 (ja) | 薄膜光電変換モジュールの製造方法およびスクライブ装置 | |
CN103785954A (zh) | 激光加工装置 | |
CN216188827U (zh) | 基板加工系统 | |
CN102528290A (zh) | 光器件单元的加工方法 | |
CN116156778A (zh) | 一种印刷线路板短路修复方法及装置 | |
CN216177538U (zh) | 激光加工设备 | |
CN206270652U (zh) | 激光直写双面曝光装置 | |
JP6595306B2 (ja) | 印刷装置および部品実装基材の製造装置 | |
CN109285802A (zh) | 一种基于双向扩晶法的微器件巨量转移装置及方法 | |
KR20130079481A (ko) | 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법 | |
CN219800881U (zh) | 电池片加工装置 | |
CN112705848A (zh) | 激光焊接装置 | |
CN219873561U (zh) | 电池片加工设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |