机器人在电池片叠焊上的应用案例

SCARA搭载视觉进行精准定位，电池片合格率提升10%

设备概况

叠焊机主要用于全自动晶硅太阳电池组件中单晶、多晶电池片的叠焊，适用于小规格晶硅太阳电池片的串联焊接，电池片搬运采用SCARA机器人配合视觉进行精准定位，采用丝网印涂胶工艺进行焊接，提高电池转换效率，利用输送带加热加快电池片焊接。

叠焊产线，主要分为：

1、激光切割

2、ECA涂覆

3、叠片

4、排版

其中排版包含引线焊接、汇流条焊接及排版、旁路焊带及并联焊带。

根据整线工艺，主要分为以下设备：

1、激光划片机（裁切）

2、丝网印刷机（涂胶）

3、叠片焊接机（焊接）

4、端引线焊接机（引线）

5、电池串下料机（下料）

工艺简介

裂片部分：由进料输送、旋转搬运、裂片平台构成

分片部分：由搬运机器人、进片输送、A面输送、B面输送、中间输送、尾片输送、A面分片伺服、B面分片伺服、间距气缸、整平气缸、翻转气缸等构成

叠片部分：由3个机器人、A面叠片输送、B面叠片输送、灯罩部分

成品部分：由下料X轴、下料Z轴、A面成品输送、B面成品输送构成

课题

目前普遍采用的“固定方式”，对小片太阳能电池片依次叠焊，容易受到电池总片数、单片电池合格率、输送定位精度等影响，造成电池片合格率降低！

解决方案

1、分片控制

①   Cobra450配合视觉系统，将裂片平台上的5小片电池片进行抓取搬运到进片输送带。

②   通过分料伺服对倒角片和直角片分离，直角片进入A面输送带、中间输送带，倒角片进入B面输送带。

③   倒角片进行旋转，让倒角片方向一致。

④   A面、B面、中间、尾片输送带安装视觉进行物料位置检测、OK/NG检测。

2、尾片控制

尾片是电池串的最后一片，进行不涂胶控制，由于A、B面规格不同，造成三个机器人取尾片要取不同规格，尾片数量不够时要进行尾片增加。

通过数组方式快速处理尾片的排列问题。包括数组生成，A面类型检索，B面类型检索,尾片数量检索等特有的程序模组。

3、引线控制

电池串首片、尾片需要增加引线，增加X，Y引线机构配合送引线伺服，对引线进行定长输送，通过灯罩进行焊接。

采用位置数组方式进行数据记录，当首片或者尾片进行叠片后，记录输送带当前位置P1，形成位置数组。根据设置片宽、重叠量、叠片数量、空格距离等参数，对下引线、灯罩焊接的输送带位置进行实时判断，引线X轴、灯罩X轴可以进行6片的位置移动，到位后进行下引线、焊接动作。

4、叠片控制

视觉对位置数据进行采集，再通过叠片算法，得出机器人的气爪叠片位置。机器人EIP通讯为Byte格式，采用转换程序模组快速和机器人实现通讯，最后由机器人执行叠片动作。

系统配置

超高速视觉系统FH系列对位置数据进行采集，再通过NX1系列机械自动化控制器，自带的叠片算法，得出机器人的气爪叠片位置。机器人全部由拥有高负载、长臂展的欧姆龙SCARA组成，而伺服驱动全部采用欧姆龙1S系列，可实现对动作曲线的精准控制。

实现价值

国内尖端的叠片技术

叠焊机作为太阳能电池行业的新型工艺，相比于拉焊机工艺，大大提高电能转换效率。采用叠片算法以后，将叠焊机的合格率提升10%，结合视觉定位叠片精度高达±0.05mm。

FROM

速度：6000片/小时

精度：±0.2mm

合格率：88%

TO

速度：10000片/小时

精度：±0.05mm

合格率：98%

【经营层】

提供国内尖端的电池叠片技术，大幅提升速度与合格率，行业Top竞争力！

【管理层】

通过视觉定位、机器人纠偏，实现高精度叠片，品质向上。

多轴多机构的精确时序控制，实现整机的高速运动节拍。

【工程师层】

全系统由欧姆龙提供技术支援，后期维护有保障。

通过一款软件对所有设备进行整合控制，缩短开发时间。

欧姆龙始终致力于解决生产中出现的课题，推动生产革新。尤其是欧姆龙智能制造理念i-Automation！中的“Integrated”（控制升级），致力于为制造业革新创出提供核心技术力，为客户创造更简单更灵活的制造现场，实现高速・高精度生产，赋予生产更多智能。