夏加明，郭洲材，袁榮

（無錫明碩科技有限公司，江蘇 無錫 214000）

一種太陽能電池片膠帶全自動(dòng)貼付設(shè)備的設(shè)計(jì)

夏加明，郭洲材，袁榮

（無錫明碩科技有限公司，江蘇 無錫 214000）

介紹了一種太陽能電池片膠帶全自動(dòng)貼付機(jī)的具體設(shè)計(jì)方案，設(shè)備在經(jīng)過一段時(shí)間的試生產(chǎn)后，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。

自動(dòng)控制；太陽能電池片；膠帶貼付設(shè)備

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)能源提出越來越高的要求，過去的傳統(tǒng)火力發(fā)電模式逐步被更環(huán)保、更清潔的新能源所取代，其中太陽能以清潔無污染和蘊(yùn)含豐富的特點(diǎn)而得到了越來越多的應(yīng)用，太陽能電池板是太陽能轉(zhuǎn)換成電能的媒介。

太陽能電池板由一塊塊太陽能電池片組裝而成，太陽能電池板的生產(chǎn)有著嚴(yán)格的工藝要求。這些要求包括：（1）電池片檢測(cè)；（2）電池片正面焊接，檢驗(yàn)；（3）背面串接，檢驗(yàn)；（4）敷設(shè)；（5）層壓；（6）去毛邊；（7）裝邊框（涂膠、裝角鍵、沖孔、裝框、擦洗余膠）；（8）焊接接線盒；（9）高壓測(cè)試；（10）組件測(cè)試，外觀檢驗(yàn)，包裝入庫。[1]設(shè)備原理是利用加熱的受臺(tái)使得太陽能電池片表面溫度達(dá)到95℃左右，然后利用供料機(jī)構(gòu)將太陽能膠帶精確貼付在太陽能電池片串焊條上，從而完成上述工藝中的敷設(shè)工藝。

一、設(shè)備的總體設(shè)計(jì)方案

設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)圖如圖1所示。圖1中“1”是X軸電機(jī)，“2”是膠帶的送料機(jī)構(gòu)，“3”是Y軸電機(jī)，“4”是末端壓爪機(jī)構(gòu)，“5”是太陽能電池片，“6”是加熱受臺(tái)，“7”是太陽能膠帶。

具體的設(shè)計(jì)思路是：將待貼膠帶的太陽能硅片放在加熱受臺(tái)“6”上，通過加熱受臺(tái)下方安裝的加熱棒，將太陽能硅片的表面溫度加熱到設(shè)定的溫度，由送料機(jī)構(gòu)、X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)將成卷的太陽能膠帶貼付到需要的位置，到達(dá)位置后由送料機(jī)構(gòu)上面的剪切機(jī)構(gòu)進(jìn)行膠帶的剪切和再貼付，最后將貼好膠帶的太陽能電池片取下，再進(jìn)行下一組太陽能電池片的貼付。

圖1 設(shè)備機(jī)械設(shè)計(jì)示意圖

二、電氣控制部分的設(shè)計(jì)

（一）加熱部分

加熱部分的硬件組成包括：溫度控制表、熱電偶、加熱棒和固態(tài)繼電器。加熱的電氣原理圖如圖2所示。圖2中XMTD是溫度控制器表，SSR是固態(tài)繼電器，EE是加熱棒，Pt是熱電偶。本設(shè)備使用了3組溫度控制表來控制加熱受臺(tái)均勻的三個(gè)區(qū)域的溫度。

圖2 加熱受臺(tái)電氣原理圖

（二）動(dòng)作順序控制

送料臺(tái)運(yùn)行軌跡如圖3所示，其中藍(lán)色粗線是實(shí)際的貼線動(dòng)作，黃色細(xì)線是未貼線時(shí)的定位動(dòng)作，綠色箭頭是動(dòng)作的導(dǎo)向示意箭頭。具體的動(dòng)作是：（1）設(shè)備上電回到零點(diǎn)O后，開始啟動(dòng)動(dòng)作，工作臺(tái)在+X方向和+Y方向下運(yùn)行到坐標(biāo)（+ X終點(diǎn)，+Y1st）位置。（2）執(zhí)行后退1動(dòng)作，將上步動(dòng)作中可能造成的膠帶向下彎曲的情況恢復(fù)到膠帶頂部與末端壓線氣缸的壓爪在一條直線上。（3）末端壓爪壓住膠帶的頂部，執(zhí)行慢速后退2。（4）供料臺(tái)走完退2設(shè)定的距離，抹平氣缸壓下，執(zhí)行快速貼線動(dòng)作。（5）工作臺(tái)走到剪切點(diǎn)的位置時(shí)，執(zhí)行膠帶剪切動(dòng)作。（6）剪切完成后，X軸再后退走一段抹平補(bǔ)償量，目的是將膠帶未抹平的部分貼付在電池片上。（7）工作臺(tái)到達(dá)抹平終點(diǎn)，執(zhí)行+ X方向和+Y的動(dòng)作，將工作臺(tái)運(yùn)行到坐標(biāo)（+X終點(diǎn)，+Y2st）位置處，重復(fù)以上的步驟，全部貼線完成后執(zhí)行快速回零動(dòng)作。

圖3 設(shè)備供料臺(tái)動(dòng)作軌跡圖

設(shè)備的PLC程序中所有涉及前進(jìn)后退的速度值和距離值全部由文本顯示器設(shè)置給定，給定值寫入PLC的永久存儲(chǔ)器中。[2]PLC程序使用步進(jìn)順控指令設(shè)計(jì)，具體的程序流程圖和PLC的I/ O接線圖如圖4所示。

圖4 PLC程序流程圖

三、結(jié)論

本設(shè)備操作方便簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，對(duì)操作者的要求低，保證生產(chǎn)工藝的同時(shí)大大提高了生產(chǎn)效率。設(shè)備在經(jīng)過一段時(shí)間的試生產(chǎn)后，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果，具有向市場(chǎng)推廣的價(jià)值。

[1]S.M.Sze.半導(dǎo)體器件物理與工藝[M].趙鶴鳴，譯.蘇州大學(xué)出版社，2002.

[2]XC系列可編程序控制器用戶手冊(cè)[S].信捷科技電子有限公司,2014.

（編輯：林鋼）

A Design of Automatic Solar Cell Adhesive Tape Sticking Equipment

XIA Jia-ming，GUO Zhou-cai，YUAN Rong
（Wuxi Mingshuo Technology Co.,Ltd,Wuxi 214000,China）

Automatic solar cell adhesive tape sticking machine,designed by using automatic control technology and high precision motion control technology,is of high productivity,high degree of automation,precise positioning and cost saving,etc..This article presents a detailed design plan of a kind of automatic solar cell adhesive tape sticking machine.After a period of trial production,this equipment achieves desired design effects.

automatic control;solar cell;adhesive tape sticking equipment

TK 513

A

1671-4806（2014）03-0109-02

2014-01-20

夏加明（1988—），男，江蘇建湖人，助理工程師，江南大學(xué)控制工程碩士研究生，研究方向?yàn)榭刂乒こ膛c應(yīng)用；郭洲材（1985—），男，河南安陽人，工程師，研究方向?yàn)榉菢?biāo)自動(dòng)化設(shè)備；袁榮（1989—），男，江蘇東臺(tái)人，助理工程師，研究方向?yàn)榉菢?biāo)自動(dòng)化設(shè)備。