CN103331521B - 太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备及其加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备及其加工方法，包括数控多轴龙门机床，数控多轴龙门机床的左侧座和右侧座的直线导轨上安装有夹持***，夹持***通过左驱动轴、右驱动轴连接左驱动电机、右驱动电机，并通过夹持***夹持所述太阳能薄膜电池板；数控多轴龙门机床的上底座的直线导轨上安装有除尘模块，并通过上驱动轴连接上驱动电机，且上底座的上方安装有激光器和分光***；数控多轴龙门机床的下底座的直线导轨上安装有自动调节聚焦激光加工头，并通过下驱动轴连接下驱动电机。本发明能够可制作出真正符合性能要求的太阳能薄膜电池板，采用激光进行加工电池刻画线端面光滑，其生产成本低，无污染，大大提高了电池的性能。

Description

太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备及其加工方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备及其加工方法，特别是涉及能生产硅基薄膜的激光划线的加工方法和加工设备。

背景技术

在目前的太阳能薄膜电池的工业生产中，常用的有三类薄膜电池，分别为硅薄膜、碲化镉、铜铟镓锡。对应上述几种电池的加工平台，需要满足高速高精度的加工要求，对应的加工方法主要有以下三种:

1、使用波长532或者355的激光器，脉冲宽度在15纳秒左右，对应从玻璃面入射，对镀膜进行刻画，该方法主要应用于加工硅薄膜和碲化镉薄膜。

2、使用波长1064的皮秒激光器，从镀膜面入射，对镀膜进行刻画，该方法主要应用于加工铜铟镓锡薄膜。

3、使用机械刻针从镀膜面入射, 对镀膜进行刻画，该方法主要应用于加工铜铟镓锡薄膜。

现有技术存在的难点或不足如下：

1、电池板承载方式的不足

由于薄膜电池加工工艺的苛刻要求,其加工使用的激光器稳定加工深度上下浮动很少,为保证正常加工,薄膜电池板加工区域平面度5微米以内才能稳定可靠的保证电池生产.而现有加工手段使用气浮板进行支撑整块电池板的平面来保证平面度,这样做有加工区域的平面度靠气量的稳定来保证.那么气源的稳定直接影响设备的稳定性,这样就增加了设备的不稳定因素.

2、分光光路的不足

分光光路,重点就是分光的稳定性.鉴于这点现有设计很难解决,很多方案都避开分光使用多个激光器进行加工,这样虽然光路简单了但是成本增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题为提供一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备及其加工方法，解决薄膜电池划线的加工问题，从而使得电池呈现三线结构，其中所述三线结构指的是薄膜电池P1、P2、P3三层膜刻划的三条线。通过本发明中提供的激光多路加工刻膜设备及其加工方法，可以方便的生产出性能优异的薄膜电池板，同时提高生产效率。

本发明提供一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备，包括数控多轴龙门机床，所述数控多轴龙门机床的左侧座和右侧座的直线导轨上安装有夹持***，夹持***通过左驱动轴、右驱动轴连接左驱动电机、右驱动电机，并通过夹持***夹持所述太阳能薄膜电池板；所述数控多轴龙门机床的上底座的直线导轨上安装有除尘模块，并通过上驱动轴连接上驱动电机，且上底座的上方安装有激光器和分光***；所述数控多轴龙门机床的下底座的直线导轨上安装有自动调节聚焦激光加工头，并通过下驱动轴连接下驱动电机。

进一步地，所述激光器通过激光安装板、安装块及螺杆调节组件安装于数控多轴龙门机床的上底座上，激光器中发出的激光经过分光***均匀的分为四束光，经过反射走飞行光路后，向下进入自动调节聚焦激光加工头中。

进一步地，所述的分光***包括分光光路安装板，分光光路安装板的下方垂直安装有导光筒，导光筒的底部通过光路下安装座安装于数控多轴龙门机床的上底座上；所述分光光路安装板的四周安装有分光防尘侧板，分光防尘侧板的顶部安装碳纤维板，进而形成封闭空间；分光光路安装板上方连接有分光全反镜固定座，分光全反镜固定座上安装分光全反镜片座，分光全反镜片座上连接有调节偏心螺钉，分光全反镜片座上安装有分光全反镜片，所述分光光路安装板还安装有手动衰减组件和电动衰减组件，分光防尘侧板的外侧安装有废光吸收组件，分光光路安装板的端部还连接有激光器调节组件。

进一步地，所述自动调节聚焦激光加工头包括水平直线进给运动机构、垂直升降进给运动机构、聚焦升降组件和聚焦镜单路组件；所述的水平直线进给运动机构包括水平滑轨，所述水平滑轨上设置有聚焦升降组件，并通过水平滚珠丝杆连接水平驱动电机进行水平运动，用于调整各聚焦升降组件之间的间距；所述垂直升降进给运动机构包括聚焦镜单路组件，该聚焦镜单路组件的侧面连接升降支撑板，通过该升降支撑板连接于所述聚焦升降组件上，该聚焦镜单路组件通过垂直滚珠丝杠连接垂直电机，进行垂直升降运动，用于实现自动调整焦距。

进一步地，所述夹持***为玻璃夹持***，包括左夹持板组件、右夹持板组件，设置于左皮带传送组件、右皮带传送组件上，且左皮带传送组件、右皮带传送组件连接有左夹持驱动电机、右夹持驱动电机，所述太阳能薄膜电池板通过左夹持板组件和右夹持板组件夹持。

进一步地，左夹持板组件包括左动子连接板，该左动子连接板上方通过左支撑加强筋连接左夹持板，该左夹持板的中间位置上均匀分布有皮带涨紧机构，左夹持板组件的一端连接有多个活动长夹臂组件和多个固定长夹臂组件，且固定长夹臂组件位于两侧，活动长夹臂组件位于中间；所述右夹持板组件包括右动子连接板，该右动子连接板上方通过右支撑加强筋连接右夹持板，该夹持板的中间位置上均匀分布有皮带涨紧机构，右夹持板组件的一端连接有多个活动短夹臂组件和多个固定短夹臂组件，且固定短夹臂组件位于两侧，活动短夹臂组件位于中间，所述左皮带传送组件和右皮带传送组件均由皮带传送机构组成，皮带通过皮带支撑板支撑，套设于两端的滚轮组件之间上，且皮带中间通过左皮带涨紧机构，并通过滚轮组件中的滚轮支撑所述太阳能薄膜电池板。

本发明还提供一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜方法，包括以下几个步骤：

步骤一：设置激光器的波长和功率，并同时设置频率；

步骤二：激光器产生的激光通过分光***，生成多路激光, 手动调整多路光路的光功率，将多路光路的光功率调整一致；

步骤三：调整分光***中电动衰减组件，进行自动衰减，设置多路光路进行激光加工所需要的光功率；

步骤四：激光经过飞行光路，进入自动调节聚焦激光加工头；

步骤五：激光通过自动调节聚焦激光加工头聚焦后，通过调整调节聚焦激光加工头，使激光透过玻璃在镀膜上的加工焦深以及多路激光间的间距达到加工要求；

步骤六：控制玻璃夹持***，夹持太阳能薄膜电池板，在数控多轴龙门机床上直线电机的驱动下完成自动识别，确定电池板的加工位置以及加工方向；

步骤七：控制激光完成聚焦后，透过玻璃在镀膜表面加工出多条无重叠轨迹的平行线，完成激光多路加工刻膜过程。

本发明具有的优点在于：

本发明提供一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备及其加工方法，可制作出直正符合性能要求的薄膜电池，采用激光进行加工电池刻画线端面光滑，其生产成本低，无污染，大大提高了电池的性能。

附图说明

图1为本发明提供的太阳能薄膜电池板激光多路加工刻膜设备的整体结构主视图；

图2为本发明提供的太阳能薄膜电池板激光多路加工刻膜设备的整体结构侧视图；

图3为本发明提供的太阳能薄膜电池板激光多路加工刻膜设备的整体结构顶视图；

图4为本发明中数控多轴龙门机床的空间结构示意图；

图5为本发明中数控多轴龙门机床的正面结构示意图；

图6为本发明中电动衰减组件的结构示意图；

图7为本发明中分光***的结构示意图；

图8为本发明中自动调节聚焦激光加工头中的水平做直线进给运动机构的结构示意图；

图9-A、图9-B、图9-C、图9-D为本发明中自动调节聚焦激光加工头中的水平做直线进给运动机构的各面示意图及立体图；

图10-A、图10-B、图10- C为本发明中自动调节聚焦激光加工头中的垂直升降进给运动机构的各面结构示意图；

图11为本发明中自动调节聚焦激光加工头中的垂直升降进给运动机构的结构示意图；

图12-A、图12-B为本发明中夹持***的结构示意图；

图13为本发明中左夹持板组件的结构示意图；

图14-A、图14-B为本发明中活动长夹爪臂组件的结构示意图；

图15为本发明中右夹持板组件的结构示意图；

图16为本发明中活动短夹爪臂组件的结构示意图；

图17为本发明中左、右皮带传送组件的结构示意图；

图18-A、图18-B、图18-C为本发明中大滚轮组件的各面结构示意图；

图19为本发明中光路***的光路图；

图20为本发明中分光***的四路光路的结构图。

图中：1地脚；2下底座；3左侧座；4上底座；5立柱；6右侧座；7直线导轨；8光栅尺；9直线电机；10支撑横梁；11光路下安装座；12导光筒；13分光光路安装板；14分光全反镜固定座；15分光全反镜片座；16分光防尘侧板；17手动衰减组件；18电动衰减组件；19偏心螺钉；20-废光吸收组件；21激光器调节组件；22激光器；31衰减驱动电机；32偏心调节螺钉；33分光衰减镜片座；34分光衰减固定座；35分光电机安装座；36衰减小同步带轮；37同步带；38衰减大同步带轮；39分光波片安装座；40波片组件；51水平螺母连接座；52水平滚珠丝杠；53水平、垂直电机连接座；54聚焦前板；55聚焦左右侧板；56水平驱动电机；57聚焦两侧固定块；58聚焦座上板；59相机；60聚焦升降组件；61聚焦升降后座；62聚焦镜单路组件；63升降连接板；64垂直联轴器；65升降支撑板；66垂直滚珠丝杠；67垂直升降电机；68升降活动支撑板；69聚焦下底板；70聚焦小底板；71左；右动子连接板；72左；右支撑加强筋；73左；右夹持板；74皮带涨紧机构；75活动长夹臂组件；76固定长夹臂组件；77轴承；78夹爪垫块；79伸出夹爪块；80长夹爪臂盖板；81直导轨；82刹车；83方形膜片式夹紧气缸；84长夹爪臂；85圆形膜片式夹紧气缸；86夹爪左移动块；87固定短夹臂组件；88活动短夹臂组件；89夹爪右移动块；90短夹爪臂盖板；91短夹爪臂；92左皮带传送组件；93左夹持板组件；94右皮带传送组件；95右夹持板组件；96大滚轮组件；97皮带支撑板；98铝型材立柱；99小滚轮组件；100竖直支撑板；101滚轮支撑座；102大滚轮；103轴承；104轴承压圈；105套筒；106滚轮轴承座；107未镀膜补偿镜；108、120、121分光镜；109镀膜补偿镜；110光闸、122手动调节波片组件、123、124、131反射镜；125、127、128反射镜；126扩束镜；129残光吸收体；130薄膜偏振片。

具体实施方式

本发明提供一种太阳能薄膜电池板激光多路加工刻膜设备，如图1、图2和图3所示，包括有数控多轴龙门机床、玻璃夹持***和光路***。其中数控多轴龙门机床采用龙门大理石机架作为其中主机的承载体，由大理石拼接而成，整机重量达到10吨以上，可承受一定的冲击和震动。机床的整机采用大理石，没有焊接应力，在使用过程中几乎不会产生变形，在运动平台的安装面经过精磨，可以确保加工基板的平面度。如图4和图5所示，所述数控多轴龙门机床的结构包括地脚1、支撑横梁10、下底座2、上底座4、立柱5、左侧座3、右侧座6、直线电机9、直线导轨7、光栅尺8等部件。其中下底座2、上底座4、左侧座3、右侧座6以及立柱5均采用大理石制成。

所述地脚1的个数为六个，所述支撑横梁10的个数为10个，六个地脚1、四个支撑10横梁通过螺钉与下底座2连接，通过调节六个地脚1调节整个机床***的水平，四个支撑横梁10搬运时起吊装机床作用。下底座2中间部分设置四个等高的立柱3，用来支撑上底座4。左侧座3、右侧座6分别通过螺钉连接安装在下底座2的两侧。

所述下底座2、上底座4、左侧座3和右侧座6上均具有直线导轨7，直线导轨7的一侧平行安装有直线电机9（分别为下驱动电机、上驱动电机、左驱动电机和右驱动电机），且各直线导轨上平行安装有光栅尺8，用于保证在直线导轨7上移动的精度。其中左侧座3和右侧座6的直线导轨7上安装有玻璃夹持***，玻璃夹持***通过左驱动轴、右驱动轴连接左驱动电机、右驱动电机，并通过玻璃夹持***夹持所述太阳能薄膜电池板。左侧座3、右侧座6上的直线电机9的左驱动轴、右驱动轴为薄膜电池板的短边驱动轴，驱动玻璃夹持***可同步运行也可分步运行。当两左驱动轴、右驱动轴分开运行时，其主要作用是：使玻璃夹持***松开或者夹持住薄膜电池板，当左驱动轴、右两个驱动轴同步运行时主要作用是夹持住薄膜电池板后，驱动薄膜电池板做短边间距步进运动。所述数控多轴龙门机床的上底座4的直线导轨4上安装有除尘模块，并通过上驱动轴连接上驱动电机，且上底座4的上方安装有激光器22和分光***；所述数控多轴龙门机床的下底座2的直线导轨4上安装有自动调节聚焦激光加工头，并通过下驱动轴连接下驱动电机。上底座4、下底座2上的直线电机9的上驱动轴、下驱动轴为薄膜电池板长边驱动轴，也可以同步或者分开运行，在本发明中要求二者同步运行，下驱动轴驱动自动调节聚焦激光加工头，上驱动轴驱动抽尘模块。上下两个驱动轴的作用主要是驱动自动调节聚焦激光加工头在薄膜电池板上进行长边划刻平行线运动。上、下、左、右四个驱动轴的定位精度均可达到在整个机床的1.5米行程下精确位置为10微米。

本发明中的光路***包括激光器22、分光***和自动调节聚焦激光加工头。其中激光器22和分光***安装于数控多轴龙门机床的上底座4的上方，所述的自动调节聚焦激光加工头安装于下底座2的直线导轨4上方。

激光由激光器22发出经过分光***均匀的分为四束光，经过反射走飞行光路后，向下进入自动调节聚焦激光加工头。所述的激光器22通过激光安装板、安装块以及螺杆调节组件安装在上底座4上。螺杆调节组件可以自动调节激光器22的水平，进而保证激光器22发出去的激光处于分光全反镜片的中心。

所述分光***包括分光模块，该分光模块安装于分光光路安装板13上方，分光光路安装板13采用大理石制作，分光模块中各个分光反射镜座均安装在大理石制作的分光光路安装板13上。通过分光光路安装板13安装于数控多轴龙门机床的上底座4上。为确保光路稳定性，分光光路安装板13的下方垂直安装有导光筒12，导光筒12的底部连接有光路下安装座11。将分光***中分光的光路通过导光筒12传送到光路下安装座11中，所述光路下安装座11是否安装于数控多轴龙门机床的立柱或者下底座侧面。如图4所示，所述分光光路安装板13的四周安装了分光防尘侧板16，分光防尘侧板16的顶部安装碳纤维板，进而形成一个封闭空间，起到光路防尘作用。分光全反镜固定座14通过螺钉连接在分光光路安装板13上，采用不锈钢材料制作的分光全反镜片座15安装在分光全反镜固定座14上。分光全反镜片通过胶水粘住分光全反镜片座15上，其上连接有偏心螺钉19，通过调节偏心螺钉19调节分光全反镜片俯仰角度，使通过的激光处于分光全反镜片中心。分光***中四路手动衰减组件17、电动衰减组件18通过螺钉连接分光光路安装板13上。电动衰减组件17结构是由分光电机安装座35、衰减驱动电机31、同步带轮（衰减小同步带轮36、衰减大同步带轮38）、同步带37、轴承、波片组件40、偏心调节螺钉32、分光衰减镜片座33、分光衰减固定座34、分光波片安装座39组成的，其结构为现有的，如图6所示。通过电机驱动带动同步带运动，装有波片组件的分光波片安装座跟着旋转自动调节激光能量。相对电动衰减组件外侧的分光防尘侧板16的外侧安装有废光吸收组件20，并且该分光防尘侧板16的外侧，其分光光路安装板13的端部还连接有激光器调节组件21，激光器22发出的光通过激光器调节组件21进入分光***中。

分光***中光路传送过程和原理如图19、图20所示：激光从激光器22中发出，先经过分光模块中的第一个反射镜125进行反射，再经过分光模块中的扩束镜126扩束，扩束后激光再经过分光模块中的一道反射镜127进行反射，反射完后激光再经过电动衰减组件18，自动调节激光的能量，多余光经过薄膜偏振片130出来，再经过分光模块中的一道反射镜128反射到残光吸收体(Dump)129里去。调节过的能量的光经过分光模块中的未镀膜补偿镜107补偿后，经过分光模块中的分光镜108将激光分成二路，一路光经过分光模块中的镀膜补偿镜109补偿后再经过分光模块中的分光镜120将激光分成两路，另一路光直接经过分光模块中的分光镜121将光分成两路，这样就分别形成了四路激光，每路激光都经过手动衰减组件17的手动调节波片组件122激光能量，调节好能量激光经过薄膜偏振片A出来，再经过未镀膜补偿镜A补偿后通过光闸110，再通过反射镜123反射以及导光筒12传递到光路下安装座11的反射镜124里，然后再通过光路下安装座11的反射镜124反射到自动调节聚焦激光加工头中反射镜131当中，然后再通过聚焦镜聚焦后对工件进行激光加工。

本发明中自动调节聚焦激光加工头如图8、图9-A、图9-B、图9-C、图9-D所示，使用7个直流电机通过丝杠驱动四个激光加工头进行调焦运动和四个激光加工头之间的间距调整，其中有三个水平驱动电机用于调整水平间距，有四个垂直升降电机用于调整垂直升降进行聚焦，并且在第一个激光加工头上安装有识别***，优选为相机，以用以定位。自动调节聚焦激光加工头的结构是由三组水平直线进给运动机构、四组垂直升降进给运动机构、四个聚焦升降组件60、四个聚焦镜单路组件62组成的。

如图8、图9-A、图9-B、图9-C、图9-D所示，水平做直线进给运动机构由三个水平驱动电机56、三根水平滚珠丝杆52、两根水平导轨、水平联轴器、聚焦左右侧板55、聚焦前板54、聚焦升降支撑板65、水平螺母连接座51、水平电机连接座53等组成。其中聚焦左右侧板55上方通过水平螺母连接座51设置有两根水平导轨，其中三个聚焦升降组件60通过滑块设置于两根水平驱动导轨上，并通过水平滚珠丝杠52与三个水平驱动电机56相对应连接，并在所述的聚焦左右侧板55的前方安装有聚焦前板54，水平驱动电机56相应与两根水平导轨平行的设置，并通过水平电机连接座53设置于所述的聚焦前板54上，水平电机连接座53里面设置有联轴器。水平导轨的上方一定距离处设置有聚焦座上板58，该聚焦座上板58通过聚焦两侧固定块57与聚焦左右侧板55相连接，聚焦左右侧板55的下表面设置于数控多轴龙门机床的下底座2上方的两根导轨上。聚焦升降组件60设置的方向与水平导轨垂直，并通过滑块设置于该水平导轨上方。

第二、三、四路聚焦升降组件60分别装在两个水平导轨的三组滑块上，通过连接的三个水平电机56驱动，带动滚珠丝杆做进给运动，从而达到移动第二、三、四路聚焦升降组件在不同位置运动，这样就可以调整4个激光加工头之间的间距。第一组聚焦升降组件固定在聚焦前板，由于其用于定位而不动，因此不需要连接滑块和水平驱动电机，作为第一个激光加工头，且该聚焦升降组件上方还配有CCD相机59用来定位。

如图10-A、图10-B、图10- C、图11所示，垂直升降进给运动机构共有四组，每一组均由垂直升降电机67、垂直导轨、垂直滚珠丝杆66、垂直联轴器64、垂直电机连接座53、升降螺母连接座、升降后座板、升降连接板63、升降支撑板65等加工件构成。该垂直升降进给机构通过升降支撑板65连接于所述的聚焦升降组件60上。聚焦镜单路组件62安装于聚焦升降后座61上方，其侧面连接有升降活动支撑板68，升降活动支撑板68的侧面连接有升降连接板63，升降活动支撑板63的侧面连接有升降支撑板65，通过该升降支撑板65连接于聚焦升降组件60上。且该升降连接板63的下方是连接垂直电机连接座53，该升降连接板63中穿设有滚珠丝杠66，该垂直滚珠丝杠66通过垂直联轴器64与垂直电机连接座53连接，电机连接座53上连接有垂直升降电机67，垂直升降电机67的下方设置有聚焦小底板70，聚焦小底板70的下方、聚焦升降后座61、升降支撑板65的下方设置有聚焦下底板69。通过垂直升降电机67驱动，带动垂直滚珠丝66作进给运动，进而带动聚焦镜单路组件62做上下垂直运动，达到自动调节焦距的目的。

本发明中的夹持***为玻璃夹持***，使用激光加工根据激光器22的焦深要求本设备加工时玻璃基底必须放平，平面度要求达到5微米。本发明设的玻璃夹持***构造如下12-A、图12-B所示，由左夹持板组件93、右夹持板组件95、左皮带传送组件92、右皮带传送组件94组成，左夹持板组件93、右夹持板组件95分别位于左皮带传送组件92、右皮带传送组件94上，且左皮带传送组件92、右皮带传送组件94连接有左右皮带驱动电机上。在左夹持板组件93、右夹持板组件95下方的左皮带传送组件92、右皮带传送组件94均具有3块支撑板，每个支撑板的两端设置有2个大滚轮102，整个夹持***就涉及有24个大滚轮102，这24个大滚轮等高，高度误差在5个微米以内，轴跳动误差5个微米以内，就是靠如此高的制造精度将薄膜电池板的中间一段支撑在24个大滚轮上往复运动，以保证薄膜电池板中间加工部分的平面度精度。

如图13所示，左夹持板组件93由左动子连接板71、左支撑加强筋72、左夹持板73、六套皮带涨紧机构74、两组活动长夹臂组件75、两组固定长夹臂组件76组成。左夹持板73的下方通过左支撑加强筋72连接于左动子连接板71上，六套皮带涨紧机构74通过螺钉连接均匀分布装在左夹持板73中间位置上，两套活动长夹臂组件75分别通过螺钉连接装在左夹持板73一侧的两端，两套固定长夹臂组件76分别通过螺钉连接装在左夹持板73中间，并位于上述两套活动长夹臂组件75中间。通过两组固定长夹臂组件76和两组活动长夹臂组件75来夹持太阳能电池板。

如图14-A、图14-B所示，活动长夹爪臂组件75是由长夹爪臂84、夹爪左移动块86、长夹爪臂盖板80、夹爪垫块78、伸出夹爪块79、轴承77、直导轨81、刹车82、方形膜片式夹紧气缸83、圆形膜片式夹紧气缸85等零件组成。活动长夹臂组件75和固定长夹臂组件76分别通过四个平头螺钉连接在左夹持板73的一端上，并通过前面两个内六角螺钉调节整个左夹持板组件93的水平，保证四组长夹臂组件在同一水平面上。

如图15所示，右夹持板组件95由右动子连接板71、右支撑加强筋72、右夹持板73、六套皮带涨紧机构74、两组活动短夹臂组件88、两组固定短夹臂组件87组成。六套皮带涨紧机构74通过螺钉连接均匀分布装在右夹持板73中间位置上，两套活动短夹臂组件88和两套固定短夹臂组件87分别通过螺钉连接装在右夹持板73的一侧，其中两套固定短夹臂组件87位于两套右活动短夹臂88的中间。通过两组活动短夹臂组件88和两组固定短夹臂组件87来夹持太阳能电池板。

如图16所示，活动短夹爪臂组件88是由短夹爪臂91、夹爪右移动块89、短夹爪臂盖板90、夹爪垫块78、伸出夹爪块79、轴承77等零件组成。活动短夹爪臂组件87和固定短夹爪臂组件88分别通过四个平头螺钉连接在夹持板73上，并通过前面两个内六角螺钉调节整个短夹爪臂组件87的水平，保证四组夹臂组件在同一水平面上。

如图17所示，所述左、右皮带传送组件92、94均分别都是由三组皮带传送机构组成的，其中两边的两组皮带传送机构是由铝型材立柱98固定在大理石平台的左侧座3和右侧座6上，中级一组皮带传送机构是通过竖直支撑板100固定在大理石平台上。每组皮带传送机构都是由两组大滚轮组件96、两组小滚轮组件99、皮带支撑板97和两根皮带组成的。如图14所示，一根皮带通过皮带支撑板97的一侧支撑，套设于两端的大滚轮组件、小滚轮组件之间上，中间通过左夹持板组件93或右夹持板组件94的夹持板中间的皮带涨紧机构74。

如图18-A、图18-B、图18-C所示，所述大滚轮组件96是由滚轮支撑座101、滚轮轴承座106、轴承103、轴承压圈104、大滚轮102和套筒105组成的。每个大滚轮组件96具有两个大滚轮102，则一个皮带传送机构就具有4个大滚轮102，则整个夹持***两侧就具有24个大滚轮102，通过该大滚轮102来支撑薄膜电池板。薄膜电池板的中部通过夹持板组件93、右夹持板组件95进行夹持，每个大滚轮均等高，高度误差控制在5微米以内，滚轮轴跳动误差控制在5微米以内，这样才能保证薄膜电池板加工过程的平面度的精度要求。

本发明还提供一种使用上述激光多路加工刻膜装置的激光多路加工刻膜方法，具体包括以下几个过程：

步骤一：将激光器22（端泵脉冲激光器）的波长设置为532或者355纳米，设置功率为最大输出能量的90%，并同时设置频率；通过激光器22来设置频率，设置标准根据加工速度调整；

步骤二：激光器22产生的激光通过分光***，生成多路激光（优选为四路）,调整多路光路的手动衰减组件17，将多路光路的光功率调整一致；

步骤三：调整分光***中电动衰减组件18，进行自动衰减,设置多路光路进行激光加工所需要的光功率；

步骤四：激光经过飞行光路，进入自动调节聚焦激光加工头；

步骤五：激光通过自动调节聚焦激光加工头聚焦后，通过调整调节聚焦激光加工头，使激光透过玻璃在镀膜上的加工焦深以及多路激光间的间距达到加工要求；

步骤六：控制玻璃夹持***，夹持太阳能薄膜电池板，在数控多轴龙门机床上直线电机9 的驱动下完成自动识别，确定电池板的加工位置以及加工方向；数控多轴龙门机床上直线电机9有四台，分别为左驱动电机、右驱动电机，二者同步运行组合成逻辑上的X轴 ，还包括上驱动电机、下驱动电机，二者同步运行组合成逻辑上的Y轴，X、Y轴联合驱动完成识别。

步骤七：控制激光完成聚焦后，透过玻璃在镀膜表面加工出多条无重叠轨迹的平行线，所述平行线的线宽等于激光斑点直径值。线间距均匀间距公差小于5微米，完成激光多路加工刻膜过程。

本发明中使用端泵脉冲激光器22发出的脉冲激光，通过分光***将激光一分为四，实现能量分布均匀光斑大小一致。所述薄膜电池板通过玻璃夹持***使薄膜电池板在光路***的自动调节聚焦激光加工头上方，通过数控多轴龙门机床的短边驱动轴驱动玻璃夹持***带动薄膜电池板的短边方向作等间距运动，所述激光加工头在数控多轴龙门机床的短边驱动轴的驱动下沿着薄膜电池板的短边方向作匀速往复运动，在薄膜电池板表面加工出数条无重叠轨迹的平行线，在薄膜电池板的长边方向上，所述平行线线宽约40微米。

所述数控多轴龙门机床的短边驱动轴的最大运动速度为每分钟72米，推力3750N。长边驱动轴的最大运动速度为每分钟72米，推力2600N。

所述自动聚焦激光加工头上装有视觉识别装置，在通过对薄膜电池板的MARK点识别后，实现加工头自动对焦对位，保证产品加工的一致性与精度。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (5)

1.一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备，其特征在于：包括数控多轴龙门机床，所述数控多轴龙门机床的左侧座和右侧座的直线导轨上安装有夹持***，夹持***通过左驱动轴、右驱动轴连接左驱动电机、右驱动电机，并通过夹持***夹持所述太阳能薄膜电池板；所述数控多轴龙门机床的上底座的直线导轨上安装有除尘模块，并通过上驱动轴连接上驱动电机，且上底座的上方安装有激光器和分光***；所述数控多轴龙门机床的下底座的直线导轨上安装有自动调节聚焦激光加工头，并通过下驱动轴连接下驱动电机；

所述激光器通过激光安装板、安装块及螺杆调节组件安装于数控多轴龙门机床的上底座上，激光器中发出的激光经过分光***均匀的分为四束光，经过反射飞行光路后，向下进入自动调节聚焦激光加工头中；

所述的分光***包括分光模块，该分光模块安装于分光光路安装板上，分光光路安装板安装于数控多轴龙门机床的上底座上，分光光路安装板的下方还垂直安装有导光筒，导光筒的底部安装有光路下安装座；所述分光光路安装板的四周安装有分光防尘侧板，分光防尘侧板的顶部安装碳纤维板，进而形成封闭空间；分光光路安装板上方连接有分光全反镜固定座，分光全反镜固定座上安装分光全反镜片座，分光全反镜片座上连接有调节偏心螺钉，分光全反镜片座上安装有分光全反镜片，所述分光光路安装板还安装有手动衰减组件和电动衰减组件，分光防尘侧板的外侧安装有废光吸收组件，分光光路安装板的端部还连接有激光器调节组件。

2.根据权利要求1所述的太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备，其特征在于：所述自动调节聚焦激光加工头包括水平直线进给运动机构、垂直升降进给运动机构、聚焦升降组件和聚焦镜单路组件；所述的水平直线进给运动机构包括水平滑轨，所述水平滑轨上设置有聚焦升降组件，并通过水平滚珠丝杆连接水平驱动电机进行水平运动，用于调整各聚焦升降组件之间的间距；所述垂直升降进给运动机构包括聚焦镜单路组件，该聚焦镜单路组件的侧面连接升降支撑板，通过该升降支撑板连接于所述聚焦升降组件上，该聚焦镜单路组件通过垂直滚珠丝杠连接垂直电机，进行垂直升降运动，用于实现自动调整焦距。

3.根据权利要求2所述的太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备，其特征在于：所述夹持***包括左夹持板组件、右夹持板组件，设置于左皮带传送组件、右皮带传送组件上，且左皮带传送组件、右皮带传送组件连接有左夹持驱动电机、右夹持驱动电机，所述太阳能薄膜电池板通过左夹持板组件和右夹持板组件夹持。

4.根据权利要求3所述的太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜设备，其特征在于：左夹持板组件包括左动子连接板，该左动子连接板上方通过左支撑加强筋连接左夹持板，该左夹持板的中间位置上均匀分布有皮带涨紧机构，左夹持板组件的一端连接有多个活动长夹臂组件和多个固定长夹臂组件，且固定长夹臂组件位于两侧，活动长夹臂组件位于中间；所述右夹持板组件包括右动子连接板，该右动子连接板上方通过右支撑加强筋连接右夹持板，该夹持板的中间位置上均匀分布有皮带涨紧机构，右夹持板组件的一端连接有多个活动短夹臂组件和多个固定短夹臂组件，且固定短夹臂组件位于两侧，活动短夹臂组件位于中间，所述左皮带传送组件和右皮带传送组件均由皮带传送机构组成，皮带通过皮带支撑板支撑，套设于两端的滚轮组件之间上，且皮带中间通过左皮带涨紧机构，并通过滚轮组件中的滚轮支撑所述太阳能薄膜电池板。

5.一种太阳能薄膜电池板的激光多路加工刻膜方法，其特征在于：包括以下几个步骤：

步骤一：设置激光器的波长和功率，并同时设置频率；

步骤二：激光器产生的激光通过分光***，生成多路激光,手动调整多路光路的光功率，将多路光路的光功率调整一致；

步骤三：调整分光***中电动衰减组件，进行自动衰减，设置进行激光加工所需要的多路光路的光功率；

步骤四：激光经过飞行光路，进入自动调节聚焦激光加工头；

步骤五：激光通过自动调节聚焦激光加工头聚焦后，通过调整调节聚焦激光加工头，使激光透过玻璃在镀膜上的加工焦深以及多路激光间的间距达到加工要求；

步骤六：控制夹持***，夹持太阳能薄膜电池板，在数控多轴龙门机床上直线电机的驱动下完成自动识别，确定电池板的加工位置以及加工方向；

步骤七：控制激光完成聚焦后，透过玻璃在镀膜表面加工出多条无重叠轨迹的平行线，完成激光多路加工刻膜过程。