一种太阳能电池片的加工装置的制作方法

1.本技术涉及激光加工领域，具体而言，涉及一种太阳能电池片的加工装置。


背景技术：

2.目前常规的太阳能电池激光加工设备的工作台结构主要有转台式和直线式两种，其中，转台式工作台作业时太阳能电池固定在台面上，通过激光振镜等对电池片进行扫描，定位精度可以保证，缺点是激光利用率低，机械结构和软件算法相对复杂。
3.申请人在研究中发现，在太阳能电池的激光划片或者激光无损切割等领域，采用直线式工作台加工时，可以将电池片固定在加工台上，并将激光加工装置固定，使加工台相对于激光加工装置运动，从而在运动过程中完成划片或无损切割，其相对于转台式工作台具有产能高、激光利用率高、机械结构和软件算法简单的优点，但其存在的问题是电池片定位精度难以保证。
4.因此，需要一种能够兼顾定位精度和加工效率的太阳能电池片加工装置。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种太阳能电池片的加工装置，其能够准确定位电池片位置并快速高效地进行激光加工。
6.本技术的实施例是这样实现的：
7.本技术实施例提供一种太阳能电池片的加工装置，包括：
8.加工工作台，加工工作台用于支撑待加工的电池片；
9.第一移动装置，第一移动装置用于驱动加工工作台沿第一直线方向往复移动；
10.激光加工装置，激光加工装置用于对沿第一直线方向移动的加工工作台上电池片进行加工；
11.定位工作台，定位工作台用于支撑待定位的电池片并可沿水平面旋转及至少沿第二直线方向移动支撑的电池片；
12.图像采集装置，图像采集装置用于采集定位工作台上的电池片图像并进行定位；
13.供料工作台，供料工作台用于支撑待上料的电池片；供料工作台和定位工作台沿第二直线方向间隔布置；
14.上料装置，上料装置用于将定位工作台上电池片移动至加工工作台上的同时，将供料工作台上电池片移动至定位工作台上；
15.第一直线方向垂直于第二直线方向。
16.在一些可选的实施方案中，上料装置设有标记模块，上料装置将供料工作台上电池片移动至定位工作台上时，使标记模块移动至定位工作台上方供图像采集装置采集图像进行定位，获得标记模块在第二方向的位置偏差，并在上料装置移动过程中，在第二直线方向进行位置偏差补偿；或通过定位工作台对待定位的电池片在第二直线方向进行位置偏差补偿。
17.在一些可选的实施方案中，加工工作台为交互式加工平台，交互式加工平台包括至少两个可升降的加工平台，第一移动装置用于驱动至少两个加工平台在用于接收定位后电池片的上料工位、位于激光加工装置下方的加工工位及将完成加工的电池片移除的下料工位之间交替往复移动，上料工位、加工工位和下料工位沿第一直线方向依次设置。
18.在一些可选的实施方案中，上料装置包括固定座、沿第二直线方向间隔布置的连接于固定座的两个吸盘，及用于驱动固定座沿第二直线方向移动的第二移动装置；
19.两个吸盘的间距和供料工作台与定位工作台的间距及定位工作台与加工平台的上料工位的间距等距，第二移动装置带动两个吸盘分别在供料工作台与定位工作台之间及定位工作台与加工平台的上料工位之间往复移动。
20.在一些可选的实施方案中，标记模块为定位块或定位标记，且设于远离加工工作台的一个吸盘上或设于固定座上，且当设有标记模块的吸盘位于定位工作台上方时，标记模块在图像采集装置的图像采集视野中。
21.在一些可选的实施方案中，吸盘的投影面积小于电池片的表面积。
22.在一些可选的实施方案中，定位工作台为uvw调整平台；
23.或者，定位工作台为支撑平台，并在其下设置位置调整装置，位置调整装置包括底座及用于驱动支撑平台沿水平面旋转的旋转电机，旋转电机连接有用于驱动其沿直线方向移动的第一直线移动模组。
24.在一些可选的实施方案中，定位工作台还设有用于限定其支撑电池片位置的固定模组。
25.在一些可选的实施方案中，还包括下料装置，下料装置设置于交互式加工平台的下料工位处，用于对加工工作台上激光加工后电池片进行移动下料。
26.在一些可选的实施方案中，激光加工装置为激光划片装置或者无损划片装置。
27.本技术的有益效果是：本实施例提供的太阳能电池片的加工装置包括用于支撑待加工的电池片的加工工作台、用于驱动加工工作台沿第一直线方向往复移动的第一移动装置、用于对沿第一直线方向移动的加工工作台上电池片进行加工的激光加工装置、用于支撑待定位的电池片并可沿水平面旋转及至少沿第二直线方向移动支撑电池片的定位工作台、用于采集定位工作台上的电池片图像并进行定位的图像采集装置、用于支撑待上料的电池片的供料工作台及上料装置，供料工作台和定位工作台沿第二直线方向间隔布置，第一直线方向垂直于第二直线方向；上料装置用于将定位工作台上待定位电池片移动至加工工作台上的同时，将供料工作台上待上料电池片移动至定位工作台上。
28.本实施例提供的太阳能电池片的加工装置能够准确定位电池片位置并快速进行激光加工。
29.同时，对于电机定位精度的累计误差和/或电机所驱动的机械装置(如丝杆模组)热膨胀等一些累积的、变化缓慢的、非线性的综合因素导致的位置偏差，本技术提供的一种太阳能电池片的加工装置，可以通过获知标记模块的位置偏差，并通过每次加工时对上料装置的位置偏差补偿得以解决，极大的提高了电池片加工精度的稳定性。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附
图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。
31.图1为本技术实施例提供的太阳能电池片的加工装置的第一使用状态的结构示意图；
32.图2为本技术实施例提供的太阳能电池片的加工装置的第二使用状态的结构示意图；
33.图3为本技术实施例提供的太阳能电池片的加工装置的第三使用状态的结构示意图；
34.图4为本技术实施例提供的太阳能电池片的加工装置中位置调整装置的第一视角的结构示意图；
35.图5为本技术实施例提供的太阳能电池片的加工装置中位置调整装置与定位工作台连接的第二视角的结构示意图；
36.图6为本技术实施例提供的太阳能电池片的加工装置中直线交互式加工平台的结构示意图。
37.图中：100、加工工作台；101、加工平台；102、第一升降模组；110、第一移动装置；120、激光加工装置；130、定位工作台；140、图像采集装置；150、位置调整装置；151、底座；152、旋转电机；153、第一直线移动模组；154、第二直线移动模组；160、供料工作台；170、上料装置；171、固定座；172、吸盘；173、第二升降模组；174、第二移动装置；180、标记模块。
具体实施方式
38.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
39.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
40.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
41.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构
一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
43.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
44.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
45.以下结合实施例对本技术的太阳能电池片的加工装置的特征和性能作进一步的详细描述。
46.如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，本技术实施例提供一种太阳能电池片的加工装置，其包括用于支撑待加工电池片的加工工作台100、用于驱动加工工作台100沿第一直线方向往复移动的第一移动装置110、用于对沿第一直线方向移动的加工工作台100上电池片进行加工的激光加工装置120、用于支撑待定位电池片并可在水平方向旋转及至少可沿第二直线方向移动的定位工作台130、设置在定位工作台130上方用于采集定位工作台130上的电池片图像并进行定位的图像采集装置140、用于支撑待上料电池片的供料工作台160，及将供料工作台160上的电池片移动到定位工作台130上和将定位工作台130完成定位的电池片移动到加工工作台100上的上料装置170。
47.其中，供料工作台160和定位工作台130沿第二直线方向间隔布置，第一直线方向垂直于第二直线方向；上料装置170用于将定位工作台130上定位完成的电池片移动至加工工作台100上的同时，将供料工作台160上待上料电池片移动至定位工作台130上。
48.其中，激光加工装置120位于沿第一直线方向往复移动的加工工作台100的移动轨迹上方，优选的，激光加工装置120为现有技术的激光划片装置，例如cn202020086038.6公开的激光划片装置，或者是无损激光划片装置，例如cn202011347323.x公开的无损激光划片装置。
49.定位工作台130优选的使用现有技术的uvw调整平台，结构小巧，适合电池片定位使用，可以在水平方向旋转和沿两个直线方向移动，即做xyθ方向移动。定位工作台130也可以为支撑平台，并在其下设置位置调整装置150，如图4和图5所示，位置调整装置150可以包括底座151及用于驱动定位工作台130沿水平面旋转的旋转电机152，旋转电机152连接有用于驱动其沿x向移动的第一直线移动模组153，优选的，底座151连接有用于驱动第一直线移动模组153沿y向移动的第二直线移动模组154。
50.上述的定位工作台130，无论是何种设置，其上都优选的设置有固定模组，作为现有技术的应用，固定模组可以为负压吸附模组或者是机械固定模组，固定模组用于在对电池片进行位置调整时固定电池片，避免电池片滑动造成的位置调整误差。
51.上料装置170优选为双吸盘水平机械臂上料装置，在本实施例中，其包括沿第二方
向设置的第二移动装置174，第二移动装置174为滚珠丝杠传动装置，上料装置170还包括设置在第二移动装置174上的沿第二直线方向间隔布置的两个吸盘172，本领域技术人员可以理解的，两个吸盘172之间的间隔，和供料工作台160与定位工作台130，以及定位工作台130和待上料的加工工作台100之间的距离等距，以实现将定位工作台130上定位完成的电池片移动至加工工作台100上的同时，将供料工作台160上待上料电池片移动至定位工作台130上；为了使吸盘172更好的取放电池片，吸盘172上可以设置第二升降模组173，在本实施例中，第二升降模组173为气缸，第二升降模组173的自由端分别和两个吸盘172连接。可以理解的，可以根据加工工作台100、定位工作台130和供料工作台160的设置方式选择吸盘172上是否需要设置第二升降模组173，例如当供料工作台160为料盒时，吸盘172需要下降至料盒内部吸取硅片，此时需要设置第二升降模组173。当吸盘172下端和加工工作台100距离比较近，吸附力足够时，可以不设置第二升降模组173。作为一种优选的方案，还包括固定座171，两个吸盘172均通过固定座171和第二移动装置174连接，这样能够实现两个吸盘172在第二方向移动时更加一致和稳定。
52.优选的，吸盘172不大于电池片，即吸盘172在电池片上的投影面积小于电池片面积，这样可以使得吸盘172将电池片放置在定位工作台130后，图像采集装置140可以采拍照采集电池片的边、角或者电池片边缘的mark点等特征，以实现定位。
53.作为一种优选的实施方式，远离加工工作台100的一个吸盘172设置有标记模块180，具体的，标记模块180可以设置在吸盘172的顶部，其可以为一个定位块，也可以为一个mark标记，其方便图像采集装置140识别即可。远离加工工作台100的一个吸盘172沿第二直线方向移动至定位工作台130上方时，图像采集装置140采集标记模块180的图像并进行定位，这样设置的好处是，每次当吸盘172移动至定位工作台130上方时，图像采集装置140均可以同时采集标记模块180的位置，获得标记模块180在第二直线方向的位置偏差。此位置偏差，通常为上料装置170长期使用时产生的累计位置偏差。例如，第二移动装置174的电机定位精度的累计误差和/或电机所驱动的机械装置(如丝杆模组)热膨胀等一些累积的、变化缓慢的、非线性的综合因素导致的位置偏差，其可能影响加工精度。本技术提供的一种太阳能电池片的加工装置，可以通过获知标记模块180的位置偏差，并通过每次加工时对上料装置170的位置偏差补偿得以解决，极大的提高了电池片加工精度的稳定性。此位置偏差补偿，为沿第二直线方向的位置偏差补偿，对电机参数、到位位置等进行补偿即可。
54.当然，此位置偏差补偿也可以整合到对电池片的位置调整中，具体的，或通过定位工作台对待定位的电池片在第二方向进行位置偏差补偿。
55.可以理解的，当图像采集装置140的视野足够时，标记模块180也可以设置在固定座171上，只要满足图像采集装置140的图像采集视野覆盖定位工作台130上的电池片和标记模块180即可。
56.作为一种优选的实施方式，所述的加工工作台100为直线交互式加工平台，其包括至少两个在第一移动装置110的带动下沿第一方向移动的加工平台101，每个加工平台101还连接有用于驱动其升降的第一升降模组102，至少两个加工平台101在上料工位和下料工位间交互往复运动，二者交错时通过对应的第一升降模组102驱动一加工平台101升降，使一个加工平台101在另一个加工平台101的上方，此为现有技术，不再赘述。
57.本实施例的太阳能电池片加工装置的交互式加工平台，每个加工平台101在第一
移动装置的带动下依次经过沿第一直线方向间隔布置的上料工位、加工工位和下料工位，当一个加工平台101在上料工位上料时，另外一个加工平台101经过加工工位并经激光加工装置120完成加工，随后在下料工位下料，并且回到上料工位下方，当上一个加工平台101接收上料的电池片后离开上料位置时，另一加工平台101回到上料工位接收电池片后向加工工位及下料工位移动，并在移动过程中完成激光划片。采用这种交互式加工平台技术方案可以大大提高装置的激光利用率。
58.图中，第一直线方向为附图中f方向，第二直线方向为附图中s方向。
59.其中，供料工作台160可以为供料料盒，其内存放电池片，也可以为带式输送机等输送模组，用以连续提供电池片。
60.本实施例提供的太阳能电池片的加工装置的工作原理是：
61.待加工电池片位于供料工作台160，上料装置170将供料工作台160上的电池片移动至定位工作台130上，即控制第二移动装置174带动固定座171沿第二直线方向移动，使固定座171连接的两个吸盘172分别位于供料工作台160和定位工作台130上方，随后控制位于供料工作台160上方第二升降模组173伸出气缸杆，驱动对应吸盘172下降至吸附供料工作台160上电池片，随后控制位于供料工作台160上方第二升降模组173收缩气缸杆，控制对应吸盘172上升提起电池片(如未设置第二升降模组173时，吸盘172直接吸取供料工作台160上电池片即可，下同)，随后控制第二移动装置174带动固定座171沿第二直线方向移动，使固定座171连接的两个吸盘172分别位于定位工作台130和上料工位的加工平台101上方，其中吸附有电池片的吸盘172位于定位工作台130上方，此时可以控制对应第二升降模组173伸出气缸杆使吸盘172将吸附电池片放置于定位工作台130上(如未设置第二升降模组173时，吸盘172直接解除吸附放料即可，下同)，图像采集装置140同时采集定位工作台130上的电池片及标记模块180的位置，并和预先设置的电池片标准位置和标记模块的标准位置进行比较，获得电池片位置偏差和标记模块180位置偏差，通过定位工作台130旋转使电池片到达标准位置，在定位工作台130旋转使电池片到达标准位置的同时，控制上料装置170将定位工作台130上调整好位置的电池片移动至直线交互式加工平台的位于上料工位的加工平台101上的同时，将供料工作台160上的下一待上料电池片移动至定位工作台130上定位，具体的，控制第二移动装置174带动固定座171沿第二直线方向移动，使固定座171连接的两个吸盘172分别位于供料工作台160和定位工作台130上方，随后控制两个第二升降模组173分别伸出气缸杆带动两个吸盘172分别吸附固定供料工作台160上的待上料电池片和定位工作台130上调整好位置的电池片，随后控制两个第二升降模组173收回气缸杆带动两个吸盘172和对应电池片升起(如未设置第二升降模组173，采用吸盘172直接吸取)，接着控制第二移动装置174带动固定座171沿第二直线方向移动，使两个吸盘172分别位于定位工作台130和上料工位的加工平台101上方，控制两个第二升降模组173的气缸杆伸出带动两个吸盘172将待上料电池片放置于定位工作台130上(如未设置第二升降模组173，采用吸盘172直接解除负压放置即可)，并将调整好位置的电池放置于加工工作台100的上料工位处的加工平台101上，需要说明的是，此时，前一电池片被一个加工平台101移动至激光加工装置120下方的加工工位完成加工并移动至下料工位下料，随后重复上述过程对定位工作台130上电池片进行定位和位置调整，并控制第一移动装置110驱动上料工位接收电池片的加工平台101沿第一直线方向移动至加工工位，同时通过第一移动装置110驱动下料工位的另一
加工平台101复位至上料工位，使用激光加工装置120对加工工位的加工平台101上电池片进行加工同时，上料装置重新将调整好位置的电池放置于上料工位处的加工平台101，重复上述过程即可将供料工作台160上电池片依次移动至定位工作台130上进行定位和位置调整，继而移动至上料工位的加工平台101上输送至加工工位进行加工，并输送至下料工位进行下料，具有定位和调整快速和激光加工效率高的优点。
62.如前所述，标记模块180的位置偏差，也可以通过每次加工时对上料装置170的位置偏差补偿得以解决。
63.电池片标准位置和标记模块的标准位置在加工前通过标定和实验完成。
64.在一些可选的实施方案中，还包括备料装置，备料装置用于将待上料的电池片移动至供料工作台160，备料装置可以为和上料装置类似的吸盘水平机械臂下料装置，也可以为传送带、机械臂或其他上料机构。
65.在一些可选的实施方案中，还包括下料装置，用以对完成加工的太阳能电池片进行下料，下料装置可以为和上料装置类似的吸盘水平机械臂下料装置，优选和上料装置平行设置，有效利用空间。
66.以上所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。