专利名称：太阳能电池自动测试装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种太阳能电池自动测试装置，尤其涉及一种薄膜太阳能电池片 的自动测试装置，属于太阳能电池技术领域。
背景技术：
目前，太阳能电池特别是薄膜太阳能电池片的电性能测试与装片生产工艺大都是 采用人工操作，其工作流程为操作员首先将太阳能电池片按顺序摆好，然后一手推动电池 片经过测试工作台一手操作测试探针进行测试，并且根据测试结果进行分档，将完成测试 后的电池片人工放进不同的料盘中，然后由下一工序的操作员将电池片逐片装进料盘中， 进行包装。这样的生产方式生产效率低，生产过程中也极易造成电池片的划伤、崩边、缺角 等缺陷，影响了产品成品率。专利号为200510124972. 2的中国专利公开了一种可以进行连 续自动测试的在线检测设备，但测试区和分档区是独立的，占用空间大，且缺少实现自动摆 盘的功能。公开号为CN101598764A的中国专利公开了一种太阳能电池检测机台，可用于检 测覆板式太阳能电池，包括一底座、一活动夹具、一光源及多个探针，采用人工将电池置于 检测平台上，然后进行测试，这样检测装置使得检测速度低下，测试操作易产生缺陷，无法 适应于大规模生产需求。
实用新型内容本实用新型所要解决的问题是提供一种可以连续自动测试分选太阳能电池片的 装置。对现有的测试、分选技术以及PLC控制系统进行了合理布局设计，以完成总体控制功 能，实现电池片的自动进料、自动测试以及根据测试结果对电池片进行分档处理、自动摆盘 等功能。为了实现以上任务，本实用新型采用的技术方案是提供一种太阳能电池自动测 试装置，包括安装在自动测试分选机构周边的自动进料机构和自动下料机构，其特征在于 所述的自动测试分选机构包括传输分送太阳能电池片的转盘，该转盘上设有进料、测试分 选、下料的工作区域，所述自动进料机构上设有逐一拾取太阳能电池片的顶升构件及真空 吸嘴拾取部件。自动进料机构和自动下料机构均装有带真空吸嘴拾取部件的机械手。所述的自动进料机构还包括基架、料仓、定位构件、工作平台，所述工作平台上固 定有至少两个料仓。所述的自动进料机构的顶升构件由伺服电机和丝杆组成，该顶升构件安装在工作 平台的底部。所述的自动进料机构的料仓内设有滑槽，料仓的底板与滑槽活动连接。所述的自动进料机构的机械手和顶升构件均设有光电感应器。所述的真空吸嘴拾取部件由伺服电机、丝杠连接器、真空吸嘴和气缸构成。所述的转盘上装有传动构件和承载太阳能电池片的承载座，承载座的下方装有透[0012]所述的自动测试分选机构包括由PLC控制测试分选太阳能电池片的测试构件，该 测试构件由支架、气缸和测试探针组成。所述的转盘上设有多个下料工作区域，每个工作区域的周边设有自动下料机构， 其中合格产品的自动下料机构装有自动摆盘构件。本实用新型的有益效果是采用转盘作为测试分选平台，使设备的结构更为紧凑、 合理，节约空间，同时可以并行处理多个不同的工作，缩短了工作周期，提高了生产效率。采 用新型的自动进料机构和真空吸嘴作为太阳能电池片拾取部件，在保证高速的生产效率的 情况下，可以有效地避免在生产过程中对太阳能电池片造成表面划伤崩角等损坏。
图1是本实用新型的结构示意图。图2是图1中H-H剖视图。图3是本实用新型中进料机构的示意图。图4是本实用新型机械手的示意图。图5是本实用新型中下料机构的示意图。图6是图1中的N-N剖视图。图1中，A是下料工位1，B是下料工位2，C是测试工位，D是上料工位，E是不合 格出料工位，F是下料工位3，1是测试转盘机构，2是测试机构，3是进料机构，4是真空式拾 取装置，5是废品滑槽，6是料盘，7是下料机构，8是PLC控制系统，9是真空发生器；图2中，1-1是转盘，1-2是透明玻璃，1-3是太阳能电池片，1-4是主基架，1-5是主 动齿轮，1-6是转盘伺服电机，1-7是主轴承，1-8是从动齿轮，1-9是平面推力轴承，1-10是 滚动轴承，1-11是测试气缸，1-12是测试支架，1-13是测试探针，1-14是太阳能电池片的承 载座，1-15是光箱柜，1-16是光源，1-17是升降工作台；图3中，3-1是进料基架，3-2是导轨，3-3是工作平台，3-4是托架，3-5是料仓，3-7 是顶升机构，3-8是定位构件，3-10是进料丝杆，3-11是进料丝杆连接件，3-12是驱动步进 电机，3-13是电机托架；图4中，4-1是托板，4-2是拾取丝杆连接件，4-3是拾取气缸，4-4是真空吸嘴，4_5 是拾取丝杆，4-6是拾取伺服电机；图5中，7-1是料盘，7-2是定位块，7_3是导轨，7_4是下料基架，7_5是磁铁定位 块，7-6是工作台，7-7是滑块；图6中，3-5-1是滑动槽轨，3-5-2是底板，3-7-1是驱动丝杆，3-7-2是顶升机构的 伺服电机，3-7-3是电机座；
以下结合附图详细说明本实用新型的结构原理。如图3和图6所示，自动进料机构是由进料基架3-1、真空式拾取装置4、料仓3_5、 定位构件3-8、工作平台3-3、顶升机构3-7组成。工作平台3-3底部安装有导轨滑块，导轨 滑块与固定在进料基架3-1上的导轨3-2形成滑轨传动。平台的侧面有一组由步进电机 3-12与进料丝杆3-10组成的驱动机构，其主要作用是驱动工作平台沿着滑轨3-2进行移 动。在工作平台3-3上安装有简易的定位构件3-8，通过定位构件3-8可将料仓3-5固定
4在工作平台3-3上。平台底部还装有由一套精密伺服电机和一组丝杆驱动组成的顶升机构 3-7，当料仓3-5在工作平台3-3上固定好后，在设备处于自动运行状态下，固定在机构左侧 的真空式拾取装置4会自动从料仓3-5内逐一拾取太阳能电池片1-3，当每被取走一块太阳 能电池片1-3后，顶升机构3-7会自动将料仓3-5内的太阳能电池片向上顶升大约一个电 池片的高度，以供下一次的自动取料。在真空式拾取装置和顶升机构上均设有光电感应器， 时刻检测该设备的动作是否正常。如图4所示，真空式拾取装置主要由托架3-4、拾取伺服电机4-6、拾取丝杆4_5和 拾取部件组成，其中拾取部件由拾取丝杆连接件4-2、真空吸嘴4-4和拾取气缸4-3构成，整 个部件在拾取伺服电机4-6以及拾取丝杆4-5作用下可沿着丝杆4-5做来回反复运动。在 PLC控制系统控制8下，拾取气缸4-3启动，真空吸嘴4-4下降，到达预定位置后，启动真空 源，真空吸嘴吸取太阳能电池片，接着拾取伺服电机4-6驱动丝杆4-5带动拾取部件移动达 到指定位置，即完成太阳能电池片输送动作。如图2所示，测试分选机构主要由一个转盘装置、光源装置、传动装置和主基架 1-4组成。在转盘1-1上均勻分布着若干个电池片承载座1-14，所有的承载座1-14均采用 塑料材质设计，可有效的避免设备在对太阳能电池片1-3拾取或者放料时对电池片1-3的 损伤。在每个太阳能电池片承载座1-14的下方都有一块透明玻璃1-2，其面积比电池片承 载座1-16的面积大，光源透过玻璃1-2可有效照射到太阳能电池片1-3上。玻璃1-2的结 构如图2所示，为阶梯形状，可镶嵌固定于转盘1-1中。转盘1-1由传动构件带动，传动构 件由传盘伺服电机1-6、齿轮1-5和1-8、平面推力轴承1-9、滚动轴承1-10以及主轴承1_7 构成。主轴承1-7与转盘1-1连接固定在一起，在转盘1-1与基架1-4之间通过一个推力 平面轴承1-9衔接起来，基架1-4的顶板中镶嵌着一个滚动轴承1-10。转盘伺服电机1-6 通过驱动一对齿轮1-5和1-8带动主轴承1-7转动，从而实现转盘1-1的旋转。在测试分选转盘上的测试工位侧安装有测试机构，其结构主要由测试支架1-12、 测试气缸1-11和测试探针1-13组成，其中测试探针1-13具有一定的伸缩性，从而可以避 免在测试时对电池片造成破坏或是影响测试结果。当太阳能电池片被转盘1-1旋转传送到 测试工位C后，电池片上方的测试气缸1-11驱动测试探针1-13向下运动，将测试探针1-13 上的弹簧测试针对准测试点，并启动专用测试控制板对电池进行测试并读取测试的数值。 根据测试的数值，对应事先在设备控制系统内设定的分档范围，PLC控制系统8会自动对测 试后的电池片进行分档信号处理。在测试工位，电池片承载座1-14的下方设计有给电池片 提供光源的光箱1-15。在测试转盘1的测试工位C的下方，装有一个光箱1-15，提供测试电池片所需的光 源，主要由光箱1-15、光源1-16以及升降工作台1-17组成。其中光箱1-15固定于基架1_4 上，光源1-16镶嵌于升降工作平台1-17上，光源1-16可提供测试电池片所需要的光源，通 过旋转螺杆实现工作平台1-17的升降，使得光源与测试平面得距离发生变化，从而实现光 强大小的调节。如图1和图5所示，自动下料机构有多个下料工作区域，例如三个合格产品下料机 构，一个不合格产品下料机构。合格产品的下料机构由真空式拾取装置4、工作平台7-6和 下料基架7-4构成。其中真空式拾取装置4的结构原理与上料机构中采用的真空式拾取装 置4是一样的，其区别是电机功率和丝杆行程不一样。工作平台7-6在伺服电机的驱动下，可沿着导轨7-3移动。在工作平台7-6的中央装有料盘定位块7-2，定位块7-2沿X \ 向与平台有一缝隙，缝隙的尺寸与料盘7-1边沿的尺寸一致，当工作时，人工将料盘7-1推 进定位块7-2的缝隙中，然后再用磁铁定位块7-5在料盘7-1的对角线对料盘7-1进行固 定，采用这种定位方式，可简捷快速的实现料盘7-1的定位。当电池片被传送到相应的分档 工位后，该档位的真空式拾取装置4将产品吸取到料盘7-1内，并按顺序进行自动摆盘。
具体实施方式
实施例1 本实用新型主要由自动进料机构、自动测试分选装置和自动下料装置组成。测试 分选装置，主要由转盘机构、光源机构、传动机构和基架，位于设备中间区域，根据生产工艺 将转盘机构四周区域划分为进料、测试、下料三个工作区。电池片自动进料机构、自动测试 分选装置以及自动下料装置分别安装在转盘四周的区域内。在各个进料或下料装置上安装 有采用真空吸嘴拾取部件的真空式拾取装置，PLC控制系统控制真空式拾取装置从进料机 构拾取电池片传送到转盘，转盘做间歇性转动，带动电池片从进料工位进入到测试工位，这 时测试机构在PLC的控制下开始进行测试并将测试结果传输到控制系统。当电池片测试完 成后，根据测试的结果控制系统会自动判定每一只电池片的属于哪一个档位，当电池片被 传送到相应的分档工位后，该档位的真空式拾取装置在PLC控制系统的控制下将产品吸取 到料盘内，并按顺序进行自动摆盘。自动进料机构位于转盘的进料工作区，其结构主要是由基架、真空式拾取装置、料 仓、定位构件、工作平台、顶升机构组成。工作平台底部安装有导轨滑块，导轨滑块与固定在 基架上的导轨形成滑轨传动。平台的侧面有一组由步进电机与驱动丝杆组成的驱动机构， 其主要作用是驱动工作平台沿着滑轨进行移动。在工作平台上安装有简易的定位构件，通 过定位构件可将料仓固定在工作平台上。料仓的内部空间尺寸和产品的外形尺寸一致，底 端两侧各有一个用于定位作用的定位耳。料仓底板是活动的，可沿着料仓内滑槽进行上下 移动。每料仓大约可叠加放置多片电池片，电池片由人工预先装入料仓内。平台左侧底部 是由一套精密伺服电机和一组丝杆驱动的顶升机构，当料仓在工作平台上固定好后，在设 备处于自动运行状态下，固定在机构左侧的真空式拾取装置会自动从料仓内逐一拾取电池 片，当每被取走一只电池片后，顶升机构会自动将料仓内的电池片向上顶升大约一个电池 片的高度，以供下一只产品的自动取料。真空式拾取装置和顶升机构分别设计有光电感应 器，时刻检测该设备的动作是否正常。在工作平台上安置了两个料仓，当其中一个料仓的电池片被取完后，设备在PLC 控制系统控制下自动暂停，顶升机构下降恢复到初始位置，而后驱动电机驱动工作平台沿 着导轨滑块向左移动，切换到另一个被装入电池片的料仓，重新进行自动工作。此时操作人 员可移出空料仓，进行换料。等待下一个循环的目动上料。当光电传感器检测到两只料仓都没有产品时，控制系统会报警提示，并自动停机， 由操作人员进行处理。在进料和下料装置中使用了真空式拾取装置来实现电池片的拾取功能。其机构主 要是由托架、托板、拾取伺服电机、拾取丝杆和一个拾取部件组成，其中电池片拾取部件由 丝杆连接器、真空吸嘴和气缸构成，整个部件在伺服电机以及丝杆作用下可沿着丝杆做来回反复运动。当设备处于自动运行时，在PLC控制系统控制下，气缸启动，吸嘴下降，到达预 定位置后，启动真空源，吸取电池片，接着伺服电机驱动丝杆带动拾取部件移动达到指定位 置，完成电池片输送动作。采用转盘式分选机构，既可以结构更加紧凑合理，节约了设备空间，同时也缩短工 作流程，可以使得多个工作并行处理，提高了生产效率；二是采用真空吸取方式来实现电 池的自动上、下料过程，避免了产品在生产过程中与金属的碰撞与摩擦，提高了产品的成品率。本实用新型的技术方案不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识 范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化，从本实用新型公开的内 容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求一种太阳能电池自动测试装置，包括安装在自动测试分选机构周边的自动进料机构和自动下料机构，其特征在于所述的自动测试分选机构还包括传输分送太阳能电池片的转盘，该转盘上设有进料、测试分选、下料的工作区域，所述自动进料机构上设有逐一拾取太阳能电池片的顶升构件及真空吸嘴拾取部件。
2.如权利要求1所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的自动进料机 构和自动下料机构均装有带真空吸嘴拾取部件的机械手。
3.如权利要求1或2所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的自动进 料机构包括基架、料仓、定位构件、工作平台，所述工作平台上固定有至少两个料仓。
4.如权利要求3所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的自动进料机 构的顶升构件由伺服电机和丝杆组成，该顶升构件安装在工作平台的底部。
5.如权利要求3所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的自动进料机 构的料仓内设有滑槽，料仓的底板与滑槽活动连接。
6.如权利要求2所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的自动进料机 构的机械手和顶升构件均设有光电感应器。
7.如权利要求1或2所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的真空吸 嘴拾取部件由伺服电机、丝杠连接器、真空吸嘴和气缸构成。
8.如权利要求1所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的转盘上还装 有传动构件和承载太阳能电池片的承载座，该承载座的下方装有透明玻璃和测试太阳能电 池片的光源。
9.如权利要求1所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的自动测试分 选机构包括由PLC控制测试分选太阳能电池片的测试构件，该测试构件由支架、气缸和测 试探针组成。
10.如权利要求1所述的一种太阳能电池自动测试装置，其特征在于所述的转盘上设 有多个下料工作区域，每个工作区域的周边设有自动下料机构，其中合格产品的自动下料 机构装有自动摆盘构件。
专利摘要本实用新型涉及一种太阳能电池自动测试装置，属于太阳能电池技术领域，该自动测试装置包括安装在自动测试分选机构周边的自动进料机构和自动下料机构，其特征是所述的自动测试分选机构还包括传输分送太阳能电池片的转盘，该转盘上设有进料、测试分选、下料的工作区域，所述自动进料机构上设有逐一拾取太阳能电池片的顶升构件及真空吸嘴拾取部件。有益效果是采用转盘作为测试分选平台，使设备的结构更为紧凑、合理，节约空间，同时可以并行处理多个不同的工作，缩短了工作周期，提高了生产效率；而且自动进料机构装有真空吸嘴的拾取部件，可以有效地避免对太阳能电池片造成表面划伤崩角等损坏。
文档编号B07C5/02GK201757776SQ20102023830
公开日2011年3月9日 申请日期2010年6月25日 优先权日2010年6月25日
发明者尹林东, 李毅, 罗清, 苏奇聪, 陈东 申请人:深圳市创益科技发展有限公司