CN213080384U - 一种离线式激光加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种离线式激光加工设备，属于激光刻蚀技术领域。本实用新型的一种离线式激光加工设备，所述的上料传送带与下料传送带设置在加工台同一侧，机械臂设置在上料传送带与下料传送带之间，可以同时实现电池片的上料与下料。本实用新型的上料传送带与下料传送带共用一个机械臂，在保证高产能的前提下减少了机械臂的数量，克服了现有技术中在线式激光加工设备配合整线结构复杂，占用空间大的不足，而离线式激光加工设备布局分散并实现上料操作与下料操作的同时、同侧进行，缩短了生产线的长度，各机构布局紧凑、尺寸小，同时可实现高产能生产加工。

Description

一种离线式激光加工设备

技术领域

本实用新型涉及太阳能电池片制造领域，更具体地说，涉及一种离线式激光加工设备。

背景技术

随着科技社会不断发展，人们对太阳能的使用已经得到普及，目前太阳能发电主要利用光伏太阳能电池来进行太阳能对电能的转化。

高效、低成本是目前硅太阳能电池最需求的目标。而太阳能电池片生产的高效率主要利用的是柔性印刷技术。这主要涉及到利用钝化发射极(SE)和背面(PERC)技术，其具有精确的图案化局部加工和快速切割能力，成为提升光伏产品转换效率的重要方式。而作为可以使用钝化发射极(SE)和背面(PERC)技术的激光设备成为了需要进一步研究的对象，激光加工设备正向着集成化、高产能的方向发展。

目前的在线式激光加工设备，在采用高速自动化生产时，有时需要对产品进行离线加工作业，在离线加工时，需要各离线组件之间保持紧凑。传统的上下料机构与加工部件的组合受到加工条件的限制，通常生产线拉的较长，难以保证激光加工设备内部机构紧凑的要求。

通过检索，现有技术中公开了一种太阳能电池激光加工设备(专利申请号：201820840378.6，申请日：2018.05.31)，该申请公开了一种太阳能电池激光加工设备，包括工作台和至少一组设置在工作台上的加工单元，加工单元包括上料机构、下料机构、旋转工作平台和激光加工模组，上料机构、激光加工模组和下料机构围绕旋转工作平台设置，激光加工模组的加工部位于旋转工作平台上方，旋转工作平台具有至少一个用于固定待加工电池片的固定部，旋转工作平台可带动固定部转动至激光加工模组的加工部位下方或与上料机构的输出端和下料机构的输入端分别连接。

该申请可以一定程度上提高激光加工设备的集成化，但在保证高产能的同时还可以对激光加工设备内部进行更加紧凑的布局、进一步缩小设备的尺寸。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有技术中在线式激光加工设备配合整线结构复杂，占用空间大，而离线式激光加工设备布局分散的不足，提供了一种离线式激光加工设备，其传送系统各部件实现紧密排布，并且可以实现同步上下料操作。本实用新型的各机构布局紧凑、尺寸小，同时可实现高产能生产加工。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种离线式激光加工设备，包括传送系统、加工台，加工台上设置有工作平台，传送系统包含有上料传送带、下料传送带及机械臂，上料操作通过机械臂将电池片从上料传送带运送至加工台，下料操作通过机械臂将电池片从加工台运送至下料传送带，其特征在于：所述的上料传送带与下料传送带设置在加工台同一侧，机械臂设置在上料传送带与下料传送带之间，电池片的上料操作与下料操作同时进行。

作为本实用新型更进一步的改进，所述传送系统包含电机，上料传送带与下料传送带可共用电机同步运行。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的上料传送带上安装有用于归正电池片位置的夹片。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的机械臂为钟摆机械臂，包含有转轴、转臂与吸盘，转臂至少有两个并安装在转轴上，吸盘安装在转臂上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的钟摆机械臂与上料传送带与下料传送带的距离相等，所述的转臂长度相等。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的转臂有两个，两个转臂呈90°的角度位置关系安装在转轴上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的加工台为加工转台，加工转台上设置有至少两个工作平台，工作平台设置有真空吸附板。

作为本实用新型更进一步的改进，还包含有设置在相邻两个工作平台上方的定位相机与激光组件，所述的定位相机与激光组件安装在同一支架上。

作为本实用新型更进一步的改进，所述的激光组件还包含了调整系统，对激光组件的激光打标操作进行定位。

作为本实用新型更进一步的改进，包含的传送系统、加工台、定位相机与激光组件具有两套，实现双产线加工。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型的一种离线式激光加工设备，所述的上料传送带与下料传送带设置在加工台同一侧，机械臂设置在上料传送带与下料传送带之间，可以同时实现电池片的上料操作与下料操作。

本实用新型上料传送带与下料传送带共用一个机械臂，在保证高产能的前提下减少了机械臂的数量，并实现上料操作与下料操作的同时、同侧进行，缩短了生产线的长度。本实用新型各机构布局紧凑、设备尺寸小，同时可实现高产能生产加工，结构设计合理，原理简单，便于推广使用。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为传送系统的结构示意图；

图3为加工台与定位相机及激光组件的安装示意图；

图4为定位相机与激光组件组装示意图；

图5为具有双产线激光加工设备的结构示意图。

示意图中的标号说明：

100、传送系统；110、上料传送带；111、夹片；120、下料传送带；130、机械臂；131、转轴；132、转臂；133、吸盘；200、加工台；210、工作平台；300、定位相机；400、激光组件。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

实施例1

本实施例的一种离线式激光加工设备包含有传送系统100与加工台200，传送系统100完成电池片在加工台上的上料与下料工作，电池片在加工台200上进行加工生产。传送系统100包含有上料传送带110、下料传送带120与机械臂130，上料传送带110完成电池片从设备外部向设备内部上料输入的工作，机械臂130一方面完成加工前的电池片从上料传送带110运送至加工台200的工作，另一方面则完成加工后的电池片从加工台200运送至下料传送带120的工作，下料传送带120完成电池片从设备内部向设备外部下料输出的工作。

目前的电池片生产加工设备采用的上料装置与下料装置位于加工台的不同侧，设备内生产线是从加工台的一侧向另一侧的进行的。这种布局下由于上料装置与下料装置设置距离较远，上料装置向加工台上料操作时需要设置一个机械臂，在加工台向下料装置下料操作时还需要设置一个机械臂，多个机械臂的设置会占有激光加工设备的空间，不利于设备内各部件的集成化。

结合图1，本实施例的离线式激光加工设备在加工台200同侧设置上料传送带110与下料传送带120，机械臂130设置在了上料传送带110与下料传送带120之间。设备运行时，机械臂130可以同时完成电池片由上料传送带110向加工台200上料及电池片由加工台200向下料传送带120下料的工作。上料传送带110与下料传送带120共用一个机械臂130，实现传送系统100布局的优化，减少了设备内部空间的占用，并且本实施例的传送系统100可以实现上料与下料的同步进行，上料传送带110与下料传送带120可以使用同一部电机驱动。

如图2所示，本实施例还在上料传送带110上设置有夹片111，用于调整归正电池片的位置。即使电池片在放置时或者在上料传送带110上传送时有一定的位置偏移，也可以通过夹片111来归正位置，从而增加电池片加工的精度。

本实施例的机械臂130为钟摆机械臂，包含有转轴131、转臂132与吸盘133。转轴131安装在上料传送带110与下料传送带120之间，并且与上料传送带110、下料传送带120的距离相等，转臂132至少为两个并安装在转轴131上，吸盘133安装在转臂132上。吸盘133吸附电池片，完成电池片的拿取；吸盘133停止吸附电池片，完成电池片的放置。转臂132的长度相等并且要满足吸盘133吸附与放置电池片的位置需求。转轴131旋转带动转臂132转动完成电池片从上料传送带110传送至加工台200的上料操作和电池片从加工台200传送至下料传送带120的下料操作。

本实施例的钟摆机械臂的转臂132可设置为两个，两个转臂132以90°的角度位置关系安装在转轴131上。钟摆机械臂工作时，转轴131可顺时针转动也可逆时针转动。

开始上料与下料操作时，其中一转臂132上的吸盘133位置对应上料传送带110上料操作的位置，实现加工前电池片的拿取并开始上料操作；另一转臂132上的吸盘133位置对应工作平台210在下料操作的位置，实现加工后电池片的拿取并开始下料操作。之后，通过转轴131的旋转完成电池片的传送，转动角度为顺时针90°。结束上料与下料操作时，两个转臂132上的吸盘133停止吸附电池片完成电池片在工作平台210上的放置与电池片在下料传送带120上的放置。

在完成一次上料与下料操作之后，转轴131逆时针转动90°，使两个转臂132回归到开始上料、下料操作的初始位置，进而重复进行电池片在上料传送带110与工作平台210及电池片在工作平台210与下料传送带120之间的传送。

钟摆机械臂的转臂132可以同时完成从上料传送带110到工作平台210的上料操作和从工作平台210到下料传送带120的下料操作，实现上下料的同步进行，上料传送带110与下料传送带120因此可以共用一个电机驱动。由于上料传送带110与下料传送带120设置在加工台200的同一侧，缩短了生产线的长度，同时上料传送带110与下料传送带120共用一个机械臂130，本实施例内部机构之间排布更加紧凑，提高了设备的集成化程度。

实施例2

本实施例中钟摆机械臂的转臂132为三个，三个转臂132之间以120°的位置关系安装在转轴131上。每个转臂132上均设置有吸盘133。

钟摆机械臂的转臂132的初始位置要满足一个转臂132的吸盘133在上料传送带110的上料操作位置上，一个转臂132在加工台200的工作平台210位于上料与下料操作的位置上，一个转臂132在下料传送带120上方。在开始上料与下料操作时，在上料传送带110上方的转臂132拿取电池片并开始上料操作；在加工台200上方的转臂132拿取电池片并开始下料操作；在下料传送带120上方的转臂132不进行拿取工作。通过转轴131的旋转完成转臂132及吸盘133的移动，转动角度为顺时针120°。结束上料与下料操作时，两个进行吸附拿取的转臂132上的吸盘133停止吸附电池片完成电池片在工作平台210上的放置与电池片在下料传送带120上的放置，未吸附拿取的转臂132上的吸盘133不进行操作。

由于三个转臂132之间均保持120°的位置关系，在完成一次上料与下料操作之后，三个转臂132依然保持了初始位置关系，可直接进行下一轮电池片在上料传送带110与加工台200及电池片在加工台200与下料传送带120之间的传送，而不需要转轴131逆时针回转来完成转臂132位置的初始化。

本实施例中的转臂132可以根据加工的需要设置为其他数量，并保持对应的角度位置关系，例如设置为六个转臂132，转臂132之间保持60°的位置关系，此时可以在上料传送带110与下料传送带120之间设置有其他需要机械臂130传送的工位。

实施例3

结合图3，本实施的加工台200为加工转台，加工转台上设置有至少两个工作平台210，工作平台210上设置有真空吸附板。电池片进行加工时，真空吸附板通过抽真空将电池片吸附在工作平台上210，电池片完成当前加工后，真空吸附板通过破真空使电池片脱离工作平台210。

本实施例中的工作平台210有四个，可以进行上料、定位拍照、激光打标及下料的操作。如图4所示，本实施例包含有定位相机300与激光组件400，分别设置在相邻的两个工作平台210上方，定位相机300与激光组件400安装在同一支架上，进一步实现设备内组件的集成化。定位相机300安装在位于定位拍照位置的工作平台210的上方；激光组件400安装在位于激光打标位置的工作平台210的上方。激光组件400还包含有调整系统，可以依据定位相机300得到的定位拍照照片，准确定位激光组件400将要进行的激光打标位置，提高激光打标操作的精确程度。

加工转台进行90°的顺时针旋转，四个工作平台210依次经过上料位置、定位拍照位置、激光打标位置、下料位置，并进行所在位置的操作。在本实施例中，为了实现上料与下料操作的同步，下料位置与上料位置重合，因而加工台200上可以只设置3个工作平台210而不影响产能。在本实施例设置四个工作平台210时，不进行加工的工作平台210的位置可以作为等待工位，允许在生产时进行工作平台210的检测工作。

本实施例的离线式加工激光加工设备的具体加工分为四步操作，即上料、激光拍照、激光打标、下料，四个步骤同时进行，在稳定运行时各机构的工作状态如下：

上料传送带110将电池片由设备外部传送进来，通过夹片111归正后，开始上料操作，即由钟摆机械臂将电池片从上料传送带110传送至位于上料位置的工作平台210上；与此同时，下料操作开始，钟摆机械臂将电池片从位于下料位置的工作平台210上传送至下料传送带120上；位于定位拍照位置的工作平台210配合定位相机300进行对电池片定位拍照的操作；位于激光打标位置的工作平台210配合激光组件400进行对电池片的激光打标的操作。

加工台200在静止时进行四步加工操作，而加工台200转动时不进行电池片的四步加工操作，因此在计算加工一件电池片花费时间时，加工台200转动一次90°的时间需要单独计算；而四步加工操作同时进行，因此加工台200静止的耗时由四步操作中最长的一步决定，即激光打标操作。加工一件电池片所花费的时间为一次加工台200静止与加工台200转动的时间之和，即激光打标操作的时间加上一次加工台200转动的时间之和。

实施例4

结合图5所示，由于本实施例中上料操作与下料操作共用一个操作位置，因此四步加工操作中占用的工作位置为三个，即加工台200上四个工作平台210在此工作位置不进行加工操作，此不进行加工的位置因未设置加工组件而作为了设备内部未利用的空间。

如图5所示，本实施例安装的传送系统100、加工台200、定位相机300、激光组件400具有两套，可以利用到设备内部未设置加工组件的空余位置。本实施例可以实现双产线加工，产能相当于两套离线式激光加工设备，对比之下，两套离线式激光加工设备具有两个未利用的空余位置，本实施例将未利用的空余位置降为一个，充分利用了设备内部的空间，使设备内部结构更加紧凑，同时保证高产能生产。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种离线式激光加工设备，包括传送系统(100)、加工台(200)，加工台(200)上设置有工作平台(210)，传送系统(100)包含有上料传送带(110)、下料传送带(120)及机械臂(130)，上料操作通过机械臂(130)将电池片从上料传送带(110)运送至加工台(200)，下料操作通过机械臂(130)将电池片从加工台(200)运送至下料传送带(120)，其特征在于：所述的上料传送带(110)与下料传送带(120)设置在加工台(200)同一侧，机械臂(130)设置在上料传送带(110)与下料传送带(120)之间，电池片的上料操作与下料操作同时进行。

2.根据权利要求1所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述传送系统(100)包含电机，上料传送带(110)与下料传送带(120)可共用电机同步运行。

3.根据权利要求2所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述的上料传送带(110)上安装有用于归正电池片位置的夹片(111)。

4.根据权利要求3所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述的机械臂(130)为钟摆机械臂，包含有转轴(131)、转臂(132)与吸盘(133)，转臂(132)至少有两个并安装在转轴(131)上，吸盘(133)安装在转臂(132)上。

5.根据权利要求4所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述的钟摆机械臂与上料传送带(110)与下料传送带(120)的距离相等，所述的转臂(132)长度相等。

6.根据权利要求5所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述的转臂(132)有两个，两个转臂(132)呈90°的角度位置关系安装在转轴(131)上。

7.根据权利要求1所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述的加工台(200)为加工转台，加工转台上设置有至少两个工作平台(210)，工作平台(210)设置有真空吸附板。

8.根据权利要求1所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：还包含有设置在相邻两个工作平台(210)上方的定位相机(300)与激光组件(400)，所述的定位相机(300)与激光组件(400)安装在同一支架上。

9.根据权利要求8所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：所述的激光组件(400)还包含了调整系统，对激光组件(400)的激光打标操作进行定位。

10.根据权利要求9所述的一种离线式激光加工设备，其特征在于：包含的传送系统(100)、加工台(200)、定位相机(300)与激光组件(400)具有两套，用于双产线加工。

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