1 光伏組件發展概述

　　1.1太陽能電池簡述

　　太陽能電池是使用半導體材料制作，依托光伏效應實現太陽能向電能轉換的一種光電器件，而光伏組件是不可分割的、能單獨提供直流電輸出的、由封裝及其內部連接的太陽能電池組成的裝置。光伏組件的構成主要包含太陽能電池、封裝材料、背板、蓋板、互連條、匯流條等。其中包括蓋板和膠膜在內的封裝部件會造成一定的光學損失，而內部連接部件會導致電學損失，使太 陽能電池的轉換效率與光伏組件的轉換效率存在細微偏差，太陽能電池功率和轉換效率往往會大于光伏組件。在不同的發展階段，光伏組件有不同的主流類型。

　　1.2初代硅基光伏組件

　　初代硅基光伏組件包括多晶硅光伏組件、單晶硅光伏組件和非晶硅光伏組件。此類光伏組件的技術發展已趨于成熟，作為最早實現商業化應用的光伏組件，在市場占有率方面擁有明顯優勢。在光伏組件材料加工工藝不斷更新變化的當下，此類光伏組件的轉換效率仍處于穩步提升的狀態，實驗室效率已突破25%，再加上生產成本較低，受到市場認可和買方青睞。

　　1.3二代薄膜光伏組件

　　多元化合物薄膜光伏組件包括碲化鎘光伏組件和銅銦鎵硒光伏組件。此類光伏組件制作所消耗的材料較少、制備工藝較成熟、制備能耗不高。薄膜光伏組件重量較輕、光電轉換效率較高、衰減率較低，也頗受業界和市場認可。

　　1.4三代新型光伏組件

　　三代新型光伏組件包括鈣鈦礦光伏組件、有機光伏組件和染料敏化光伏組件。此類光伏組件制作成本較低、制備工藝也較為簡單，而隨著組件轉換效率的提升，其市場發展前景也逐漸廣闊。

2 排版機分類及構成

　　2.1排版機分類

　　按照擺放方法的不同，常用的排版機大致可分為機器手擺放和軸組擺放。機器手擺放排版包含兩組進料傳送帶，分別布置在機器手兩側，通過兩側傳送帶將電池串傳輸到機器手兩側方便機器手對電池串抓取、移動。在機器手下方存在并列得傳送皮帶用做玻璃得進出，當玻璃到達指定位置后，會有歸正得氣缸對玻璃位置做相對固定。當電池串移動到兩側后通過啟動抓手和擺串機器手配合，氣動抓手抓取電池串，將電池和串從兩側進料傳送帶上抓取，電池串的焊帶兩端存在過長焊帶，此焊帶由串焊機剪帶或排版機剪帶，剪帶完成后由機器手將電池串按照串聯、并聯、尺寸參數擺放至玻璃板上。

　　軸組擺放式排版機主要是針對需要更高效、兼容對接串焊機單軌、雙軌、三軌、四軌輸出、返修串上串等 主軸采用直線電機驅動方式，速度快，定位精度高、穩定、可靠。在進玻璃設計上設備與流水線對接有一個固定傳送皮帶此處能緩存一塊玻璃，并能向后輸送至排版位進行歸正。上側則有NG料盒、進料傳送、相機位傳送、人工上料料盒、兩側抓取模組。

　　2.2 排版機構成

　　排版機一般由電源、控制模塊、傳感器、相機、采樣系統以及顯示、驅動系統組成。它一般由傳送部分將玻璃送至固定位置、電池串有固定傳感器送至相機拍照位置，可以使得每一次在抓取到電池串位置都保持一致 ，從而對電池串實現精準定位，使得電池串擺放位置達到一定精度。

　　3 禾川排版機解決方案

　　3.1 禾川排版機方案介紹

　　禾川排版機設備配置有可編程控制器，可以對進入設備進行數據記錄，并將對應電池串數據記錄上傳至MES生產系統中。排版機在實際應用場合中經常遇到不同版型得切換、擺放參數不同，禾川排版機支持配方功能，對于不同電池串大小、擺放布置不同可以調用不同得配方參數、方便切換型號生產。設備適應性高且工作效率高，單板擺放時間小于45s。抓取軸組運行速度：2m/s，能夠滿足高效擺放得需求，擺放精度達到±0.2mm。

　　智能排板：通過來串得類型結合玻璃上可擺放位置類型進行合理擺放，爭取最大限度避免浪費物料。

　　手動擺放功能：在實際生產中會存在串焊帶虛焊、隱裂、碎串等異常情況，此情況需人工將存在問題電池串進行手動焊接、清理等;故此設計一個人工上串，抓取擺放得功能。

圖 1 禾川排版機機構

圖 2 禾川排版機系統拓撲圖

圖 3 禾川排版機工藝流程圖

       單側擺放全板功能：在特殊情況中存在串焊機是給一側，或兩側中有一側斷斷續續得給料;在兩側模組拿到電池串時，需判斷當下能放在哪一個位置，如只能放置在另一側且另一側情況允許下，進行另一側放置。這樣做能夠滿足終端客戶只開單側串焊機、有一側串焊機出現異常不能穩定供料，最大程度提升效率。

　　3.2 禾川排版機工藝流程(圖3)

　　禾川排版機工藝流程大致可分為5步，分別是：玻璃進料、玻璃歸正、電池串進料、軸組抓取擺放、玻璃出料。

　　3.3 禾川排版機方案(圖2)

　　禾川排版機方案以TP2510觸摸屏作為信息層交互層，HCQ1-1300為控制層，采用X5EB伺服驅動器、Y7S直線電機驅動器做為驅動層，執行層具有兩側抓取軸組軸、電池片傳送軸、玻璃歸正軸。禾川排版機方案可通過TP3110觸摸屏實時 查看設備狀態，方便用戶地操作。HCQ1-1300是禾川自主研發的中型PAC, 在禾川排版機方案中，可以輕松帶動16軸運動。X5EB智能型伺服驅動器是一種高階伺服驅動器，搭配禾川X2電機，運行 穩定，功能強大，可以完成高精度、高速度、高強度的生產。Y7S智能驅動多種總線通訊均由禾川自研芯片支持，實現All-in-one;具有loT功能，可連接智能終端設備，支持遠程調試;GLM系列直線模組定位精度和重復定位精度高、運行平穩、加速度大能夠適應高響應、高效率場合。

　　3.4 排版機設備工藝介紹

　　(1)玻璃進料部分將玻璃接收到本機臺內或傳送給下一個機臺，傳至本機臺內得玻璃將送至擺放區域進行玻璃定位歸正等待軸組擺放電池串。

　　(2)排版機接收串焊機傳送得電池串，將電池串傳送至相機位先進行拍照定位。

　　(3)軸組根據相機補償移動至取料位，Z軸向下移動至取料位，吸盤抓手吸起電池片;Z軸抬至安全位置，根據配方參數移動至X軸位置，Y軸R軸Z軸向擺放位移動。R軸具有參數能對擺放角度進行調整。等待Z軸到達放料位，真空吹氣方向將電池串吹到玻璃板上。軸組Y軸Z軸R軸回到放料前位置，此時如拍照位有料則再次抓取，如無料則去等待位等待。

　　(4)兩側軸組如遇到NG料將抓取起來放置到NG料盤。在生產人員將NG串修理完成后，將返修串放置到手動上串料盤，軸組在無料、空閑時將串按照3序列得方式擺放至玻璃上。

　　(5)當軸組將玻璃上得電池串擺放完成，由歸正位皮帶將擺放完成得玻璃送出設備。

　　4 結束語

　　禾川排版機方案采用直線電機方案，效率更高;支持各個軸的位置示教，方便用戶的調試;支持配方功能，可以匹配不同尺寸的電池，使用更便捷;使用X5EB、Y7S總線伺服，一線到底，減少復雜的脈沖接線，杜絕脈沖干擾，檢測精度更高。目前，市面上的高速排版機機械結構類似，可參考本方案進行復制。浙江禾川科技股份有限公司始終以更好的整機解決方案來滿足客戶的需求，以更高性能的產品來服務客戶。