CN103646996B - 一种光伏组件自动组框装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
一种光伏组件自动组框装置,包括装框机、机械手和支架,机械手上设置有校平装置和光纤收发器,装框机上设置有气缸、光纤收发器、边框固定装置和边框推进机构,支架位于装框机的一侧,机械手的固定端固定至装框机的固定装置,机械手的移动端可以在支架和装框机之间移动。本发明装置的使用方法,可以自动定位边框、校平光伏组件、规正光伏组件和将边框组框至光伏组件,从而实现光伏组件的自动组框。八个真空吸盘对光伏组件进行整体校平,使光伏组件在同一个水平面上,保证了后续的精确定位;光纤收发器在组框过程中控制机械手精确地将光伏组件的边缘放置于边框的硅胶槽中,并保证了放置的重复精度,提高了产品合格率。
Description
技术领域
本发明涉及光伏组件制造领域,特别涉及一种光伏组件自动组框装置及使用方法。
背景技术
光伏组件是太阳能发电***中的核心部分,是一种可以将太阳能转化为电能的装置。在光伏组件制作过程中,光伏组件装框是为了增加组件的强度,进一步地密封电池组件。组件边框是一种安装在光伏组件周围,起到保护组件,提供安装位置的型材。
光伏组件装框工作在光伏组件的整个制造过程中属于劳动强度较大的工位,自动化程度不高。通常使用的装框机是一种自动或半自动装置,实现对组件边框的安装和固定。传统的光伏组件装框方式是人工将涂有硅胶的铝型材进行预安装,再对铝型材与铝型材之间的连接处进行压角工作。人工安装的方式使型材与光伏组件接触时,位置不固定,会将硅胶从铝型材槽中挤出,造成外观的污染和材料的浪费,同时也增加了清洁的劳动强度。
现有的组件装框的技术方案如图1所示,组件通过传输带传送至图中所示组框位置,依靠支柱对组件进行支撑以减少组件的弯曲量,通过吸盘对组件进行位置固定,防止移动,通过四个气动装置分别将短边铝边框和长边铝边框安装到组件上。
现有技术中组件的平整度依靠四个支柱和一个吸盘来保证,不能保证边缘部分的平整度,因此会出现边缘溢出硅胶的现象。基准面为固定位置,由于原材料的厚度存在差异,这必然会导致不同光伏组件在组框过程中与铝型材的位置也会存在差异,从而也会产生硅胶溢出的现象。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题,本发明的目的在于提供一种光伏组件自动组框装置及使用方法,以解决在组件自动装框过程中,由于组件定位位置不准确而导致的溢胶不均匀所引起的人工和硅胶严重浪费的问题。
为了实现上述发明目的,本发明采用的技术方案如下:
一种光伏组件自动组框装置,包括装框机、机械手和支架,所述机械手上设置有校平装置和光纤收发器,所述装框机上设置有气缸、光纤收发器、边框固定装置和边框推进机构,所述支架位于所述装框机的一侧,所述机械手的固定端固定至所述装框机的固定装置,所述机械手的移动端可以在所述支架和所述装框机之间移动。
进一步地,所述校平装置布置于所述机械手移动端的下方,所述机械手上的光纤收发器布置于所述校平装置上。
进一步地,所述校平装置上布置有对称分布的真空吸盘。
进一步地,所述真空吸盘的数量为八个。
进一步地,在所述装框机中,所述气缸位于所述边框固定装置中,所述边框固定装置位于所述装框机内部的四周,所述边框推进机构位于所述边框固定装置的外侧并紧贴所述边框固定装置。
一种用上述光伏组件自动组框装置进行光伏组件自动组框的方法,包括如下步骤:
步骤1:提供光伏组件自动组框装置;
步骤2:将具有硅胶的边框放置于所述装框机的所述边框固定装置中;
步骤3:通过所述装框机上的所述气缸对所述边框进行精确定位;
步骤4:通过机械手的移动端对光伏组件进行校平;
步骤5:移动所述机械手的移动端,并利用所述装框机上的和所述机械手上的光纤收发器控制所述机械手移动端的移动,将所述光伏组件精确地规正至所述装框机的所述边框的硅胶槽中;
步骤6:通过所述装框机将所述边框组框至所述光伏组件上。
进一步地,在所述步骤4中,通过所述机械手上的所述校平装置将所述光伏组件处于同一水平面上。
进一步地,步骤5中将所述光伏组件精确规正至所述装框机中的过程为:
步骤5.1:移动所述机械手的移动端,将牢固至所述校平装置的所述光伏组件置于所述装框机的范围内;
步骤5.2:所述装框机上的所述光纤收发器扫描到所述光伏组件后,对所述光伏组件的位置进行基准校验;
步骤5.3:所述机械手的移动端以所述机械手上的光纤收发器与所述装框机上的光纤收发器的相互作用所确认的所述光伏组件的基准位置为基准,在水平方向上移动,使所述光伏组件到达设定的横向固定位置;
步骤5.4:横向位置固定后,所述机械手的移动端垂直地向下移动,将所述光伏组件停放在其四边边缘和所述边框的硅胶槽相对的位置处。
进一步地,所述边框为铝边框,所述铝边框包括两个相同的长边铝边框和两个相同的短边铝边框。
进一步地,在步骤6中,分别将两个长边铝边框、两个短边铝边框同时组框至光伏组件。
本发明提供的光伏组件自动组框装置,可以实现对光伏组件的自动组框。该装置分布均匀的八个真空吸盘可以对光伏组件进行整体校平,使光伏组件在同一个水平面上,保证了后续的精确定位;采用的光纤收发器,在组框过程中可以控制机械手精确地将光伏组件的边缘放置于边框的硅胶槽中,并保证了每次放置的重复精度,提高了光伏组件组框后的产品合格率。
附图说明
图1是现有技术中光伏组件在装框前的示意图。
图2是本发明的机械手的移动端的侧面示意图。
图3是本发明的机械手的移动端的底面示意图。
图4是采用本发明的光伏组件自动组框装置自动组框光伏组件的过程示意图。
图5是本发明的光伏组件自动组框装置的装框机组框光伏组件后的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,下面结合实施例及附图,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明所提供的光伏组件自动组框装置,如图4A所示,包括装框机1、机械手2和支架3。机械手2上设置有校平装置8和光纤收发器4。装框机1上设置有气缸(未示出)、光纤收发器4、边框固定装置5和边框推进机构6。支架3位于装框机1的一侧,用于支撑待装框的光伏组件10。机械手2的固定端固定至装框机1的固定装置,机械手2的移动端可以在支架3和装框机1之间移动。
在装框机1中,气缸位于边框固定装置5中,边框固定装置5位于装框机1内部的四周,边框推进机构6位于边框固定装置5的外侧并紧贴边框固定装置5。可以通过气缸自动定位放置于边框固定装置5中的边框7。
如图2所示,校平装置8布置于机械手2移动端的下方,在校平装置8上对称地布置有八个相同的真空吸盘9,利用真空吸盘9可以牢固地吸住光伏组件10的上表面玻璃面,从而将光伏组件10的整体处于同一水平面上,实现了对光伏组件10的校平。真空吸盘9要相同并且数量为偶数,数量可以大于八个,也可以少于八个,从而使真空吸盘9在校平装置8上能够对称布置,进而使校平装置8能够对光伏组件10产生均匀的吸力,保证了光伏组件10处于同一个水平面上。
校平装置8的正视图如图3中所示,八个真空吸盘9对称地布置于校平装置8的四边边缘附近,可以通过螺栓等常规紧固件将真空吸盘9固定至校平装置8。校平装置8的周边尺寸微大于光伏组件10的尺寸,从而使校平装置8上布置的真空吸盘9能够更接近光伏组件10的四边边缘,实现了对光伏组件10边缘的校平作用,更好地保证了光伏组件10的平整度,更有利于光伏组件10和边框7的硅胶槽的精确定位。
机械手2上的光纤收发器4布置于校平装置8上,光纤收发器4可以布置在校平装置8与装框机1上的光纤收发器4的对应端的底面的中间位置,也可以布置在对应端的侧面的中间位置,从而可以与装框机1上的光纤收发器4相互作用,实现对机械手2移动端的移动和定位控制,进而实现对机械手2携带的光伏组件10的移动和精确定位。
机械手2上的光纤收发器4的具体布置位置及装框机1上的光纤收发器4的具体布置位置,可以根据需要进行变化,只要保证两个光纤收发器4不被遮挡,并能够实现相互作用的位置都可以放置。光纤收发器4的具体使用数量也不仅限于一对,也可以使用两对,按照对应的原则布置即可。
一种用上述光伏组件自动组框装置进行光伏组件自动组框的方法,包括如下步骤:
步骤1:提供光伏组件自动组框装置,包括装框机1、机械手2和支架3;
步骤2:将具有硅胶11的边框7放置于装框机1的边框固定装置5中;
步骤3:通过装框机1上的气缸对边框7进行精确定位;
步骤4:通过机械手2的移动端对光伏组件10进行校平;
步骤5:移动机械手2的移动端,并利用装框机1上的和机械手2上的光纤收发器4控制机械手2移动端的移动,将光伏组件10精确地规正至装框机1的边框7的硅胶槽中;
步骤6:通过装框机1将边框7组框至光伏组件10上。
在如图1所示的现有光伏组件10装框技术中,四个均匀布置的支柱12支撑光伏组件10,利用一个真空吸盘9将光伏组件10的位置固定,通过气动装置13将边框7安装到光伏组件10上,因此不能保证光伏组件10边缘部分的平整度,光伏组件10的边缘出现溢出硅胶11的现象。
本发明方法是利用装框机1上的和机械手2上的光纤收发器4和具有可以吸住光伏组件10的校平装置8的机械手2的移动端的移动来实现光伏组件10在装框机1中的精确定位。以下结合图4描述用上述光伏组件自动组框装置进行光伏组件自动组框的过程:
如图4A中所示,光伏组件自动组框装置的支架3支撑待组框的光伏组件10。将具有硅胶11的边框7放置于装框机1的边框固定装置5中,并通过装框机1上的气缸对边框7进行精确定位。
移动机械手2的移动端使其处于光伏组件10的正上方,然后垂直向下移动机械手2的移动端直到校平装置8上的真空吸盘9贴住光伏组件10的上表面。开启真空吸盘9,利用真空吸盘9内的负气压将光伏组件10吸牢至校平装置8,并通过校平装置8的真空吸盘9将光伏组件10处于同一水平面上。
移动机械手2的移动端,利用装框机1上的和机械手2上的光纤收发器4控制机械手2移动端的移动,并将光伏组件10精确地规正至装框机1中,具体过程为:
一、垂直向上移动机械手2的移动端,牢固至校平装置8的光伏组件10离开支架3。移动携带光伏组件10的机械手2的移动端,使机械手2的移动端到达装框机1的上方,从而使光伏组件10置于装框机1的范围内。
二、装框机1上的光纤收发器4扫描到光伏组件10后,通过与机械手2的移动端的校平装置8上的光纤收发器4的相互作用,对光伏组件10的位置进行基准校验(如图4B中所示)。
三、机械手2的移动端以机械手2上的光纤收发器4与装框机1上的光纤收发器4的相互作用所确认的光伏组件10的基准位置为基准,在水平方向上按照设定的移动值进行移动,使光伏组件10到达设定的横向固定位置(如图4B中所示),设定的移动值与光伏组件10的基准位置和装框机1的固定位置等因素有关。
四、光伏组件10的横向位置固定后,机械手2的移动端垂直地向下移动,将光伏组件10停放在其四边边缘和边框7的硅胶槽相对的位置处(如图4C中所示)。
装框机1的边框推进机构6按照设定的移动值自动将边框固定装置5移动至光伏组件10的边缘,通过装框机1上的光纤收发器4和机械手2上的光纤收发器4的相互作用确定边框固定装置5中边框7的硅胶槽与光伏组件10的四边边缘精确对应,然后进一步自动移动边框推进机构6,使光伏组件10的四边边缘嵌入至边框7的硅胶槽中,然后分别将相对的边框固定装置5的两个边框7同时组框至光伏组件10(如图4C中所示)。边框推进机构6的移动设定值与光伏组件10的尺寸和光伏组件10与边框固定装置5之间的距离等因素有关。
边框7通常采用铝边框,根据光伏组件10的尺寸,铝边框通常包括两个相同的长边铝边框和两个相同的短边铝边框,分别将两个长边铝边框、两个短边铝边框同时组框至光伏组件10。光伏组件10也可能四边尺寸相同,本发明装置的边框固定装置5可以放置不同尺寸的边框7,以适应不同尺寸的光伏组件10,具有更广的适用性。
本发明方法取消原有的预组框工位,采用全部自动组框的方案:人工将具有硅胶11的边框7放置在装框机1上的预定位置后,由装框机1上的气缸对边框7进行自动精确定位,采用机械手2移动端的校平装置8对光伏组件10进行校平,利用装框机1上的和机械手2上的光纤收发器4和机械手2的移动端精确地确定光伏组件10的边缘与装框机1上布置的边框7的硅胶槽的相对位置,定位精确度保证在0.05毫米范围内,有效地保证了光伏组件10与布置在装框机1上的边框7的硅胶槽在水平方向上对应的一致性,从而更好地保证光伏组件10的四边边缘恰当地嵌入边框7的硅胶槽中,并且精确定位的重复性高。
将边框7组框至光伏组件10后,如图5中所示,光伏组件10的上表面玻璃面嵌入边框7中的四边边缘处没有多余的硅胶11溢出,光伏组件10的下表面即背板嵌入边框7中的四边边缘处硅胶11溢出均匀,从而实现光伏组件10四边溢胶均匀,节省了人工擦拭的操作,并减少了硅胶11的使用量。同时装框过程的全自动化操作,产品的重复率高,可以有效地提高成品率。对于不同厚度的原材料,本发明方法也具有很好的适用性。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以权利要求为准。
Claims (9)
1.一种光伏组件自动组框装置,其特征在于,包括装框机、机械手和支架,所述机械手上设置有校平装置和光纤收发器,所述装框机上设置有气缸、光纤收发器、边框固定装置和边框推进机构,在所述装框机中,所述气缸位于所述边框固定装置中,所述边框固定装置位于所述装框机内部的四周,所述边框推进机构位于所述边框固定装置的外侧并紧贴所述边框固定装置;所述支架位于所述装框机的一侧,所述机械手的固定端固定至所述装框机的固定装置,所述机械手的移动端可以在所述支架和所述装框机之间移动。
2.根据权利要求1所述的光伏组件自动组框装置,其特征在于,所述校平装置布置于所述机械手移动端的下方,所述机械手上的光纤收发器布置于所述校平装置上。
3.根据权利要求1所述的光伏组件自动组框装置,其特征在于,所述校平装置上布置有对称分布的真空吸盘。
4.根据权利要求3所述的光伏组件自动组框装置,其特征在于,所述真空吸盘的数量为八个。
5.一种用权利要求1-4中任一项所述的光伏组件自动组框装置进行光伏组件自动组框的方法,其特征在于,包括如下步骤:
步骤1:提供光伏组件自动组框装置;
步骤2:将具有硅胶的边框放置于所述装框机的所述边框固定装置中;
步骤3:通过所述装框机上的所述气缸对所述边框进行精确定位;
步骤4:通过机械手的移动端对光伏组件进行校平;
步骤5:移动所述机械手的移动端,并利用所述装框机上的和所述机械手上的光纤收发器控制所述机械手移动端的移动,将所述光伏组件精确地规正至所述装框机的所述边框的硅胶槽中;
步骤6:通过所述装框机将所述边框组框至所述光伏组件上。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,在所述步骤4中,通过所述机械手上的所述校平装置将所述光伏组件处于同一水平面上。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,步骤5中将所述光伏组件精确规正至所述装框机中的过程为:
步骤5.1:移动所述机械手的移动端,将牢固至所述校平装置的所述光伏组件置于所述装框机的范围内;
步骤5.2:所述装框机上的所述光纤收发器扫描到所述光伏组件后,对所述光伏组件的位置进行基准校验;
步骤5.3:所述机械手的移动端以所述机械手上的光纤收发器与所述装框机上的光纤收发器的相互作用所确认的所述光伏组件的基准位置为基准,在水平方向上移动,使所述光伏组件到达设定的横向固定位置;
步骤5.4:横向位置固定后,所述机械手的移动端垂直地向下移动,将所述光伏组件停放在其四边边缘和所述边框的硅胶槽相对的位置处。
8.根据权利要求7所述的的方法,其特征在于,所述边框为铝边框,所述铝边框包括两个相同的长边铝边框和两个相同的短边铝边框。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在步骤6中,分别将两个长边铝边框、两个短边铝边框同时组框至光伏组件。
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