1 光伏組件發(fā)展概述

　　1.1太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)述

　　太陽(yáng)能電池是使用半導(dǎo)體材料制作，依托光伏效應(yīng)實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能向電能轉(zhuǎn)換的一種光電器件，而光伏組件是不可分割的、能單獨(dú)提供直流電輸出的、由封裝及其內(nèi)部連接的太陽(yáng)能電池組成的裝置。光伏組件的構(gòu)成主要包含太陽(yáng)能電池、封裝材料、背板、蓋板、互連條、匯流條等。其中包括蓋板和膠膜在內(nèi)的封裝部件會(huì)造成一定的光學(xué)損失，而內(nèi)部連接部件會(huì)導(dǎo)致電學(xué)損失，使太 陽(yáng)能電池的轉(zhuǎn)換效率與光伏組件的轉(zhuǎn)換效率存在細(xì)微偏差，太陽(yáng)能電池功率和轉(zhuǎn)換效率往往會(huì)大于光伏組件。在不同的發(fā)展階段，光伏組件有不同的主流類型。

　　1.2初代硅基光伏組件

　　初代硅基光伏組件包括多晶硅光伏組件、單晶硅光伏組件和非晶硅光伏組件。此類光伏組件的技術(shù)發(fā)展已趨于成熟，作為最早實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用的光伏組件，在市場(chǎng)占有率方面擁有明顯優(yōu)勢(shì)。在光伏組件材料加工工藝不斷更新變化的當(dāng)下，此類光伏組件的轉(zhuǎn)換效率仍處于穩(wěn)步提升的狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)室效率已突破25%，再加上生產(chǎn)成本較低，受到市場(chǎng)認(rèn)可和買方青睞。

　　1.3二代薄膜光伏組件

　　多元化合物薄膜光伏組件包括碲化鎘光伏組件和銅銦鎵硒光伏組件。此類光伏組件制作所消耗的材料較少、制備工藝較成熟、制備能耗不高。薄膜光伏組件重量較輕、光電轉(zhuǎn)換效率較高、衰減率較低，也頗受業(yè)界和市場(chǎng)認(rèn)可。

　　1.4三代新型光伏組件

　　三代新型光伏組件包括鈣鈦礦光伏組件、有機(jī)光伏組件和染料敏化光伏組件。此類光伏組件制作成本較低、制備工藝也較為簡(jiǎn)單，而隨著組件轉(zhuǎn)換效率的提升，其市場(chǎng)發(fā)展前景也逐漸廣闊。

2 排版機(jī)分類及構(gòu)成

　　2.1排版機(jī)分類

　　按照擺放方法的不同，常用的排版機(jī)大致可分為機(jī)器手?jǐn)[放和軸組擺放。機(jī)器手?jǐn)[放排版包含兩組進(jìn)料傳送帶，分別布置在機(jī)器手兩側(cè)，通過(guò)兩側(cè)傳送帶將電池串傳輸?shù)綑C(jī)器手兩側(cè)方便機(jī)器手對(duì)電池串抓取、移動(dòng)。在機(jī)器手下方存在并列得傳送皮帶用做玻璃得進(jìn)出，當(dāng)玻璃到達(dá)指定位置后，會(huì)有歸正得氣缸對(duì)玻璃位置做相對(duì)固定。當(dāng)電池串移動(dòng)到兩側(cè)后通過(guò)啟動(dòng)抓手和擺串機(jī)器手配合，氣動(dòng)抓手抓取電池串，將電池和串從兩側(cè)進(jìn)料傳送帶上抓取，電池串的焊帶兩端存在過(guò)長(zhǎng)焊帶，此焊帶由串焊機(jī)剪帶或排版機(jī)剪帶，剪帶完成后由機(jī)器手將電池串按照串聯(lián)、并聯(lián)、尺寸參數(shù)擺放至玻璃板上。

　　軸組擺放式排版機(jī)主要是針對(duì)需要更高效、兼容對(duì)接串焊機(jī)單軌、雙軌、三軌、四軌輸出、返修串上串等 主軸采用直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式，速度快，定位精度高、穩(wěn)定、可靠。在進(jìn)玻璃設(shè)計(jì)上設(shè)備與流水線對(duì)接有一個(gè)固定傳送皮帶此處能緩存一塊玻璃，并能向后輸送至排版位進(jìn)行歸正。上側(cè)則有NG料盒、進(jìn)料傳送、相機(jī)位傳送、人工上料料盒、兩側(cè)抓取模組。

　　2.2 排版機(jī)構(gòu)成

　　排版機(jī)一般由電源、控制模塊、傳感器、相機(jī)、采樣系統(tǒng)以及顯示、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成。它一般由傳送部分將玻璃送至固定位置、電池串有固定傳感器送至相機(jī)拍照位置，可以使得每一次在抓取到電池串位置都保持一致 ，從而對(duì)電池串實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，使得電池串?dāng)[放位置達(dá)到一定精度。

　　3 禾川排版機(jī)解決方案

　　3.1 禾川排版機(jī)方案介紹

　　禾川排版機(jī)設(shè)備配置有可編程控制器，可以對(duì)進(jìn)入設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，并將對(duì)應(yīng)電池串?dāng)?shù)據(jù)記錄上傳至MES生產(chǎn)系統(tǒng)中。排版機(jī)在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中經(jīng)常遇到不同版型得切換、擺放參數(shù)不同，禾川排版機(jī)支持配方功能，對(duì)于不同電池串大小、擺放布置不同可以調(diào)用不同得配方參數(shù)、方便切換型號(hào)生產(chǎn)。設(shè)備適應(yīng)性高且工作效率高，單板擺放時(shí)間小于45s。抓取軸組運(yùn)行速度：2m/s，能夠滿足高效擺放得需求，擺放精度達(dá)到±0.2mm。

　　智能排板：通過(guò)來(lái)串得類型結(jié)合玻璃上可擺放位置類型進(jìn)行合理擺放，爭(zhēng)取最大限度避免浪費(fèi)物料。

　　手動(dòng)擺放功能：在實(shí)際生產(chǎn)中會(huì)存在串焊帶虛焊、隱裂、碎串等異常情況，此情況需人工將存在問(wèn)題電池串進(jìn)行手動(dòng)焊接、清理等;故此設(shè)計(jì)一個(gè)人工上串，抓取擺放得功能。

圖 1 禾川排版機(jī)機(jī)構(gòu)

圖 2 禾川排版機(jī)系統(tǒng)拓?fù)鋱D

圖 3 禾川排版機(jī)工藝流程圖

       單側(cè)擺放全板功能：在特殊情況中存在串焊機(jī)是給一側(cè)，或兩側(cè)中有一側(cè)斷斷續(xù)續(xù)得給料;在兩側(cè)模組拿到電池串時(shí)，需判斷當(dāng)下能放在哪一個(gè)位置，如只能放置在另一側(cè)且另一側(cè)情況允許下，進(jìn)行另一側(cè)放置。這樣做能夠滿足終端客戶只開單側(cè)串焊機(jī)、有一側(cè)串焊機(jī)出現(xiàn)異常不能穩(wěn)定供料，最大程度提升效率。

　　3.2 禾川排版機(jī)工藝流程(圖3)

　　禾川排版機(jī)工藝流程大致可分為5步，分別是：玻璃進(jìn)料、玻璃歸正、電池串進(jìn)料、軸組抓取擺放、玻璃出料。

　　3.3 禾川排版機(jī)方案(圖2)

　　禾川排版機(jī)方案以TP2510觸摸屏作為信息層交互層，HCQ1-1300為控制層，采用X5EB伺服驅(qū)動(dòng)器、Y7S直線電機(jī)驅(qū)動(dòng)器做為驅(qū)動(dòng)層，執(zhí)行層具有兩側(cè)抓取軸組軸、電池片傳送軸、玻璃歸正軸。禾川排版機(jī)方案可通過(guò)TP3110觸摸屏實(shí)時(shí) 查看設(shè)備狀態(tài)，方便用戶地操作。HCQ1-1300是禾川自主研發(fā)的中型PAC, 在禾川排版機(jī)方案中，可以輕松帶動(dòng)16軸運(yùn)動(dòng)。X5EB智能型伺服驅(qū)動(dòng)器是一種高階伺服驅(qū)動(dòng)器，搭配禾川X2電機(jī)，運(yùn)行 穩(wěn)定，功能強(qiáng)大，可以完成高精度、高速度、高強(qiáng)度的生產(chǎn)。Y7S智能驅(qū)動(dòng)多種總線通訊均由禾川自研芯片支持，實(shí)現(xiàn)All-in-one;具有l(wèi)oT功能，可連接智能終端設(shè)備，支持遠(yuǎn)程調(diào)試;GLM系列直線模組定位精度和重復(fù)定位精度高、運(yùn)行平穩(wěn)、加速度大能夠適應(yīng)高響應(yīng)、高效率場(chǎng)合。

　　3.4 排版機(jī)設(shè)備工藝介紹

　　(1)玻璃進(jìn)料部分將玻璃接收到本機(jī)臺(tái)內(nèi)或傳送給下一個(gè)機(jī)臺(tái)，傳至本機(jī)臺(tái)內(nèi)得玻璃將送至擺放區(qū)域進(jìn)行玻璃定位歸正等待軸組擺放電池串。

　　(2)排版機(jī)接收串焊機(jī)傳送得電池串，將電池串傳送至相機(jī)位先進(jìn)行拍照定位。

　　(3)軸組根據(jù)相機(jī)補(bǔ)償移動(dòng)至取料位，Z軸向下移動(dòng)至取料位，吸盤抓手吸起電池片;Z軸抬至安全位置，根據(jù)配方參數(shù)移動(dòng)至X軸位置，Y軸R軸Z軸向擺放位移動(dòng)。R軸具有參數(shù)能對(duì)擺放角度進(jìn)行調(diào)整。等待Z軸到達(dá)放料位，真空吹氣方向?qū)㈦姵卮档讲ＡО迳?。軸組Y軸Z軸R軸回到放料前位置，此時(shí)如拍照位有料則再次抓取，如無(wú)料則去等待位等待。

　　(4)兩側(cè)軸組如遇到NG料將抓取起來(lái)放置到NG料盤。在生產(chǎn)人員將NG串修理完成后，將返修串放置到手動(dòng)上串料盤，軸組在無(wú)料、空閑時(shí)將串按照3序列得方式擺放至玻璃上。

　　(5)當(dāng)軸組將玻璃上得電池串?dāng)[放完成，由歸正位皮帶將擺放完成得玻璃送出設(shè)備。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　禾川排版機(jī)方案采用直線電機(jī)方案，效率更高;支持各個(gè)軸的位置示教，方便用戶的調(diào)試;支持配方功能，可以匹配不同尺寸的電池，使用更便捷;使用X5EB、Y7S總線伺服，一線到底，減少?gòu)?fù)雜的脈沖接線，杜絕脈沖干擾，檢測(cè)精度更高。目前，市面上的高速排版機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)類似，可參考本方案進(jìn)行復(fù)制。浙江禾川科技股份有限公司始終以更好的整機(jī)解決方案來(lái)滿足客戶的需求，以更高性能的產(chǎn)品來(lái)服務(wù)客戶。