一种光伏组件引出线垫块自动取放装置及自动取放方法与流程

1.本发明涉及光伏组件生产加工技术领域，尤其涉及一种光伏组件引出线垫块自动取放装置及自动取放方法。


背景技术：

2.在太阳能电池组件封装的自动化生产过程中，光伏组件与垫块接触，需要在光伏组件的上方放置引出线垫块，放置时，光伏组件和引出线垫块之间具备一定的对中度。
3.目前，太阳能组件的引线垫块为人工进行放置。
4.为了降低人工使用数量，以及降低操作人员的工作强度，以及避免工作人员在疲劳状态下工作导致引出线垫块放置位置不准确，进而影响产品质量的问题，需要设计一种自动化的引出线垫块取放装置。


技术实现要素：

5.鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种光伏组件引出线垫块自动取放装置及自动取放方法，用以解决现有引出线垫块采用人工放置，耗费人力且工作效率低的问题。
6.本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
7.一种光伏组件引出线垫块自动取放装置，包括：组件归整机构、位移机构、物料取放机构和影像定位系统；
8.组件归整机构能够对光伏组件进行归整定位；
9.影像定位系统能够对归整后的光伏组件进行拍照和位置判断；
10.物料取放机构能够对引出线垫片进行取放；
11.位移机构用于带动物料取放机构进行三自由度直线位移。
12.进一步地，位移机构包括：x向位移机构、z向位移机构和y向位移机构；x向位移机构和y向位移机构用于输出水平方向的直线位移，且x向位移机构和y向位移机构的运动方向相互垂直；z向位移机构用于输出竖直方向的直线位移。
13.进一步地，物料取放机构包括吸盘，吸盘对引出线垫片进行吸取和放置。
14.进一步地，物料取放机构还包括：旋转柱和吸盘支架；旋转柱一端与电机的输出轴连接，另一端固定连接吸盘支架。
15.进一步地，吸盘以旋转柱的轴线为转动轴周向均匀分布。
16.进一步地，还包括支撑架，支撑架架设在用于输送光伏组件的流水线的上方；支撑架上设置水平导轨，x向位移机构能够沿水平导轨直线位移。
17.进一步地，支撑架的一侧设置物料存储处；支撑架的另一侧设置组件归整机构。
18.进一步地，组件归整机构为位移归整机构；位移归整机构包括：底板、直线位移装置和归整柱；直线位移装置能够带动归整柱直线移动，归整柱移动时能够推动光伏组件在底板上滑移。
19.或者，组件归整机构为传动归整机构；传动归整机构包括：底板、侧壁和滚轮；底板
上嵌套设置滚轮；滚轮能够带动光伏组件相对于底板滑移。
20.一种光伏组件引出线垫块自动取放方法，采用的光伏组件引出线垫块自动取放装置进行引出线垫块的取放，包括以下步骤：
21.步骤s1：流水线将光伏组件输送至组件归整机构；并通过组件归整机构进行归整定位；
22.步骤s2：影像定位系统对组件归整机构上的光伏组件进行拍照，并将光伏组件的实际位置与预设位置进行比较；
23.计算得出实际位置与预设位置的偏差，偏差即为位置补偿值；
24.步骤s3：物料取放机构通过吸盘吸取物料储存处上的引出线垫块；
25.吸盘吸住引出线垫块后，位移机构根据位置补偿值进行位置调整，并将引出线垫块运送至光伏组件的上方；
26.吸盘放松将引出线垫块放置于光伏组件上。
27.本发明技术方案至少能够实现以下效果之一：
28.1.本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置，通过归整机构对光伏组件进行归整定位、影像定位系统进行影像采集定位、物料取放机构进行自动取料和放料，以及位移机构进行伺服控制补偿运输，完成引出线垫块的自动取放料过程，最终实现设备替代人工。
29.2.本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置，通过影像定位系统对光伏组件的位置进行准确判断，并经由三自由度位移机构实现对引出线垫块的准确放置，提高了加工过程的准确度，进而确保产品质量。
30.本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
31.附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
32.图1为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的主视图；
33.图2为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的侧视图；
34.图3为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的位移归整机构的俯视图；
35.图4为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的位移归整机构的侧视图；
36.图5为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的传动归整机构；
37.图6为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的传动归整机构的侧视图；
38.图7为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的物料取放机构；
39.图8为本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置的物料取放机构的仰视图。
40.附图标记：
41.1-组件归整机构；2-流水线；3-x向位移机构；4-z向位移机构；5-y向位移机构；6-物料取放机构；7-物料储存处；8-影像定位系统；9-光伏组件；
42.11-底板；12-侧壁；13-归整柱；14-气缸；15-弹性结构；16-滚轮；17-传动轴；
43.61-旋转柱；62-吸盘支架；63-吸盘。
具体实施方式
44.下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
45.实施例1
46.本发明的一个具体实施例，公开了一种光伏组件引出线垫块自动取放装置，如图1所示，包括：组件归整机构1、位移机构、物料取放机构6和影像定位系统；组件归整机构1能够对光伏组件9进行归整定位；影像定位系统能够对归整后的光伏组件9进行拍照和位置判断；物料取放机构6能够对引出线垫片进行取放；位移机构用于带动物料取放机构6进行三自由度直线位移。
47.本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置，通过物料取放机构6对物料进行取放，通过设置组件归整机构1将流水线2上流入取放装置的光伏组件9进行归整，将光伏组件9归整至指定位置，便于垫块的自动放置；进一步地，通过影像定位系统对归整后的光伏组件9进行位置判定，确定实际放置位置与指定位置之间的偏差，通过位移机构校准偏差后带动物料取放机构6和引出线垫块同步运动，将引出线垫块放置在光伏组件9上，实现了引出线垫块的自动取放，并且保证了垫块放置位置的准确度。
48.进一步地，位移机构三自由度位移机构。
49.本发明的一种具体实施方式中，位移机构包括：x向位移机构3、z向位移机构4、y向位移机构5；x向位移机构3和y向位移机构5用于输出水平方向的直线位移，且x向位移机构3和y向位移机构5的运动方向相互垂直；z向位移机构4用于输出竖直方向的直线位移。
50.其一，本发明的一种具体实施方式中，x向位移机构3、z向位移机构4和y向位移机构5均为设有有电机、联轴器、传动皮带和皮带轮组成的直线位移机构；各个机构仅运动方向不同，运动机构的结构组成和运动原理相同。
51.进一步地，x向位移机构3、z向位移机构4和y向位移机构5相互串联，实现物料取放机构6的三自由度位移。
52.具体地，电机通过联轴器带动皮带轮旋转，皮带轮带动传动皮带直线位移，进而实现x向位移机构3、z向位移机构4和y向位移机构5的直线位移，并能够带动物料取放机构6及物料即引出线垫块同步进行三自由度的直线位移运动，将引出线垫块放置于光伏组件的引出线位置。
53.其二，本发明的另外一种具体实施方式中，x向位移机构3、z向位移机构4和y向位移机构5均为设有导轨、滑块和驱动机构的直线位移机构；具体地，滑块与导轨滑动配合，驱动机构为气缸、直线电机或液压缸；驱动机构驱动滑块沿导轨滑移，实现直线位移。
54.具体地，x向位移机构3包括：水平导轨、水平滑块和驱动机构；水平导轨水平设置，驱动机构驱动水平滑块沿水平导轨滑移。
55.z向位移机构4包括：竖直导轨、竖直滑块和驱动机构；竖直导轨垂直于水平面设置，驱动机构带动竖直滑块沿竖直导轨滑移，带动物料取放机构6在竖直方向即z向上下运动。
56.y向位移机构5包括：垂直导轨、垂直导轨和驱动机构；垂直导轨垂直于水平导轨设
置；且垂直导轨也水平设置，驱动机构用于驱动垂直滑块眼垂直导轨滑移。
57.进一步地，y向位移机构5固定设置在x向位移机构3的水平滑块上，z向位移机构4固定设置在y向位移机构5的垂直滑块上；实施时，x向位移机构3带动y向位移机构5沿水平导轨方向运动，y向位移机构5带动z向位移机构4沿垂直导轨方向运动，z向位移机构带动物料取放机构6上下运动。
58.本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置，光伏组件通过影像定位系统定位后将位置数据传送给控制器，控制器来控制位移机构的运动轨迹；通过位移机构进行位置补偿后带动物料取放机构6及其吸附的引出线垫块运动，实现物料的准确放置。
59.进一步地，物料取放机构6采用能够提供真空负压的吸盘63对引出线垫片进行吸取和放置。或者，当物料为金属材质时，可以采用电磁铁对物料进行吸附抓取。本发明中，采用吸盘63对引出线垫块进行吸附式抓取。
60.进一步地，物料取放机构6包括：旋转柱61和吸盘支架62；旋转柱61一端与电机的输出轴连接，另一端固定连接吸盘支架62；吸盘支架62上设置多个吸盘63。进一步地，多个吸盘63以旋转柱61的轴线为转动轴周向均匀分布。
61.本发明的一种具体实施方式中，物料取放机构6为旋转式物料吸取机构。
62.具体地，吸盘支架62为对称结构，旋转柱61固定设置在吸盘支架62的上方，且位于吸盘支架62的中心。优选地，吸盘支架62为正三角形、正四边形或圆形。
63.示例性地，如图7、图8所示，吸盘支架62为正三角形结构，吸盘支架62上安装三个吸盘63。实施时，电机带动旋转柱61和吸盘支架62旋转，吸盘支架62带动其上的三个吸盘63进行位置切换；当某一个吸盘63与物料存储处7对齐时，该吸盘63能够将物料储存处7中储存的引出线垫块进行吸附抓取。
64.进一步地，物料存储处7为平板结构，引出线垫块在平板结构上按顺序阵列摆放，方向物料取放机构6的顺利抓取。
65.或者，物料存储处7为箱式结构，如图1、图2所示。进一步地，为了便于吸盘63吸取引出线垫块，吸盘63与吸盘支架62之间通过吸盘柱连接；如图8所示，在物料存储处7为箱式结构时，吸盘63能够下移伸入物料存储处7进行吸取。
66.进一步地，本发明的引出线垫块自动取放装置还包括支撑架，支撑架架设在用于输送光伏组件的流水线2的上方；支撑架上设置水平导轨，x向位移机构3能够沿水平导轨直线位移。
67.进一步地，支撑架的一侧设置物料存储处7；支撑架的另一侧设置组件归整机构1。物料存储处7用于存储引出线垫块；归整机构1的作用是对从流水线2上流入的光伏组件9进行归整预定位。
68.具体地，支撑架高于流水线2，通过合理设置支撑架的高度和宽度，为引出线垫块的取放和运输提供空间，同时使流水线2上的光伏组件9能够顺利流入归整机构1中进行归整。
69.1)本发明的一种具体实施方式中，组件归整机构1为位移归整机构。
70.如图3、图4所示，位移归整机构包括：底板11、直线位移装置和归整柱13；直线位移装置能够带动归整柱13直线移动，归整柱13移动时能够推动光伏组件9在底板11上滑移。
71.进一步地，归整机构1包括：气缸14和归整柱13；归整柱13在气缸14的带动下位移，
进而推动光伏组件9位移，将流入的光伏组件9进行归整定位。、
72.进一步地，底板11的边缘垂直设置侧壁12，侧壁12能够阻挡光伏组件9脱离归整机构1的底板11，同时可以作为归整的定位基准；也就是说，归整柱13推动光伏组件9与侧壁12贴合时，认为归整到位。
73.进一步地，为了避免归整柱13与光伏组件9之间的刚性接触损伤组件表面，在归整柱13与光伏组件9接触的一端设置弹性结构15；具体地，弹性结构15可以是橡胶材质；或者，弹性结构15可以是尼龙材质。
74.进一步地，为了避免归整柱13的推力过大损伤光伏组件9，在侧壁12上设置压力传感器，当压力传感器检测到光伏组件9与侧壁12之间的压紧力时，认为归整到位，压力传感器将到位信号传递至控制器，控制器控制气缸停止动作；通过设置压力传感器作为归整机构1的反馈组件，能够反馈归整信息，避免归整柱13过渡位移损伤光伏组件。
75.如图3、图4所示，归整柱13在气缸14的带动下进行伸缩运动，归整柱13伸出时，能够推动光伏组件9在底板11上滑移，实现对光伏组件9的位置调整，进而实现多个光伏组件9能够在底板11上顺序排列。
76.2)本发明的另外一种具体实施方式中，组件归整机构1为传动归整机构。
77.如图5、图6所示，传动归整机构包括：底板11、侧壁12和滚轮16；底板11上嵌套设置有多个滚轮16；滚轮16能够带动光伏组件9相对于底板11滑移。
78.如图5、图6所示，底板11上并列设置多排滚轮16。
79.进一步的，每排滚轮16通过一个电机带动旋转，电机固定安装在底板11上。
80.进一步地，每排的多个滚轮16通过传动轴17连接，传递动力。或者是，传动轴17与一排的多个滚轮16固定连接，传动轴17的一端与电机的输出轴固定连接，另一端与底板11通过轴承转动连接。
81.进一步地，如图5、图6所示，滚轮16嵌套设置在底板11中，滚轮16的上表面高于底板11的上表面。
82.当流水线2将光伏组件9输送至归整机构1时，光伏组件9放置于滚轮16上，通过多个滚轮16进行支撑；进一步地，电机带动滚轮16旋转时，光伏组件9在滚轮16的带动下发生位移；实现对光伏组件9的归整定位。示例性地，当光伏组件9与侧壁12的壁面贴合时，视为归整到位。
83.进一步地，采用归整机构1对光伏组件9进行归整时，存在一定的位置偏差，且各个光伏组件9上的引线位置略有不同，为了保证垫块放置位置的准确性，本发明还设有影像定位系统对光伏组件9的位置进行准确判断。
84.本发明的一种具体实施方式中，影像定位系统包括：拍照部分和控制器。
85.具体地，拍照部分为摄像头，能够采集光伏组件9的位置信息。
86.具体地，控制器能够根据摄像头采集到的光伏组件9的图片信息识别引线位置，并输入至控制器；控制器计算出需要放置的垫块的位置补偿值；也就是说，控制器能够根据摄像头采集到的图像信息对光伏组件9上的引线位置进行准确定位，确定引线位置的坐标。
87.进一步地，控制器将位置补偿值传递位移机构，通过位移机构带动垫块在x、y、z三个方向进行位置，调整垫块的位置与引线位置保持一致后，将垫块放置于光伏组件9的引线上。
88.本发明的物料取放机构6、位移机构(补偿机构)均是采用伺服控制系统设计，通过影像定位系统采集数据输入至控制器完成换算补偿后进行x、y、z各轴机构的补偿，实现准确放料。
89.具体地，摄像机为ccd相机，是英文charge coupled device即电荷耦合器件的缩写，它是一种特殊半导体器件，上面有很多一样的感光元件，每个感光元件叫一个像素。ccd在摄像机里是的重要部件，它起到将光线转换成电信号的作用。
90.目前，光伏行业太阳能组件引线垫块为人工进行放置，为了降低人工使用数量及人员疲劳程度，设计本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置，通过自动取料、影像采集定位、伺服控制补偿放料完成穿引线垫块的自动取放料过程，最终实现设备替代人工。
91.实施例2
92.一种光伏组件引出线垫块自动取放方法，采用实施例1中的光伏组件引出线垫块自动取放装置进行引出线垫块的取放。
93.取放过程包括以下步骤：
94.步骤s1：流水线2将光伏组件9输送至组件归整机构1；并通过组件归整机构1进行归整定位；
95.步骤s2：影像定位系统8对组件归整机构1上的光伏组件9进行拍照，并将光伏组件9的实际位置与预设位置进行比较；
96.计算得出实际位置与预设位置的偏差，偏差即为位置补偿值；
97.步骤s3：物料取放机构6通过吸盘63吸取物料储存处7上的引出线垫块；
98.吸盘63吸住引出线垫块后，位移机构根据位置补偿值进行位置调整，并将引出线垫块运送至光伏组件9的上方；进一步，吸盘63放松将引出线垫块放置于光伏组件9上。
99.步骤s1中，归整机构1对光伏组件9的归整定位过程包括：
100.步骤s11：当采用位移归整机构时，气缸14带动归整柱13位移，归整柱13推动光伏组件9位移，对光伏组件9进行归整定位；当采用传动归整机构时，电机通过传动轴17带动滚轮16转动，滚轮16转动时带动其上的光伏组件9位移，对光伏组件9进行归整定位。
101.步骤s12：当光伏组件9移动至与侧壁12的壁面贴合时，认为归整到位；进一步地，通过压力传感器监测光伏组件9是否与侧壁12的壁面接触，监测光伏组件9是否归整到位。
102.步骤s2中，定位完成以后，影像定位系统对光伏组件9进行拍照定位和影像视觉传输；具体地，摄像头采集光伏组件9的位置图像，控制器通过采集到的图像信息识别引线位置，通过与组件设计标准版图进行对比后，计算出放置位置的补偿值，最后将补偿后的位移信息传递至位移机构。
103.具体地，控制器通过将光伏组件9的引出线的实际位置与预设位置在x、y、z三个方向进行位置对比，计算出需要放置的垫块位置的x、y、z三个方向的补偿值。
104.进一步地，步骤s3中，物料取放机构6对引出线垫块进行吸取时，电机驱动吸盘支架62旋转，使其中一个吸盘63与引出线垫块上下对准，吸盘63将引出线垫块进行吸取；吸盘支架62继续旋转，使所有吸盘63依次完成对引出线垫块的吸取。
105.具体地，物料取放机构是由多组吸盘63组合而成，在取料后，一次能够进行多个引出线垫块的运输，通过此设计增加了垫块取料数量，提高了生成效率。
106.进一步地，在将引出线垫块放置于光伏组件9上时，通过旋转吸盘支架62，实现多
个引出线垫块的依次放置。
107.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，包括：组件归整机构(1)、位移机构、物料取放机构和影像定位系统；所述组件归整机构(1)能够对光伏组件(9)进行归整定位；所述影像定位系统能够对归整后的光伏组件(9)进行拍照和位置判断；所述物料取放机构(6)能够对引出线垫片进行取放；所述位移机构用于带动所述物料取放机构(6)进行三自由度直线位移。2.根据权利要求1所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述位移机构包括：x向位移机构(3)、z向位移机构(4)和y向位移机构(5)；所述x向位移机构(3)和所述y向位移机构(5)用于输出水平方向的直线位移，且x向位移机构(3)和所述y向位移机构(5)的运动方向相互垂直；所述z向位移机构(4)用于输出竖直方向的直线位移。3.根据权利要求1所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述物料取放机构(6)包括吸盘(63)，所述吸盘(63)对所述引出线垫片进行吸取和放置。4.根据权利要求3所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述物料取放机构(6)还包括：旋转柱(61)和吸盘支架(62)；所述旋转柱(61)一端与电机的输出轴连接，另一端固定连接所述吸盘支架(62)。5.根据权利要求4所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述吸盘(63)以所述旋转柱(61)的轴线为转动轴周向均匀分布。6.根据权利要求2所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，还包括支撑架，所述支撑架架设在用于输送光伏组件的流水线(2)的上方；所述支撑架上设置水平导轨，所述x向位移机构(3)能够沿所述水平导轨直线位移。7.根据权利要求6所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述支撑架的一侧设置物料存储处(7)；所述支撑架的另一侧设置组件归整机构(1)。8.根据权利要求1所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述组件归整机构(1)为位移归整机构；所述位移归整机构包括：底板(11)、直线位移装置和归整柱(13)；所述直线位移装置能够带动所述归整柱(13)直线移动，所述归整柱(13)移动时能够推动所述光伏组件(9)在底板(11)上滑移。9.根据权利要求1所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置，其特征在于，所述组件归整机构(1)为传动归整机构；所述传动归整机构包括：底板(11)、侧壁(12)和滚轮(16)；所述底板(11)上嵌套设置所述滚轮(16)；所述滚轮(16)能够带动所述光伏组件(9)相对于所述底板(11)滑移。10.一种光伏组件引出线垫块自动取放方法，其特征在于，采用权利要求1-9所述的光伏组件引出线垫块自动取放装置进行引出线垫块的取放，包括以下步骤：步骤s1：流水线(2)将所述光伏组件(9)输送至组件归整机构(1)；并通过所述组件归整机构(1)进行归整定位；步骤s2：所述影像定位系统(8)对组件归整机构(1)上的光伏组件(9)进行拍照，并将所述光伏组件(9)的实际位置与预设位置进行比较；计算得出实际位置与预设位置的偏差，所述偏差即为位置补偿值；步骤s3：物料取放机构(6)通过吸盘(63)吸取物料储存处(7)上的引出线垫块；所述吸盘(63)吸住所述引出线垫块后，所述位移机构根据所述位置补偿值进行位置调
整，并将所述引出线垫块运送至所述光伏组件(9)的上方；所述吸盘(63)放松将所述引出线垫块放置于所述光伏组件(9)上。

技术总结
本发明涉及一种光伏组件引出线垫块自动取放装置及自动取放方法，属于光伏组件加工生产技术领域，解决了现有人工放置垫块的方式具有耗费人力且生产效率低的问题。本发明的光伏组件引出线垫块自动取放装置，通过归整机构对光伏组件进行归整定位、影像定位系统进行影像采集定位、物料取放机构进行自动取料和放料，以及位移机构进行伺服控制补偿运输，完成引出线垫块的自动取放料过程，最终实现替代人工，并保证放料精准。并保证放料精准。并保证放料精准。


技术研发人员：张超 赵佳 晋世森
受保护的技术使用者：晶澳（邢台）太阳能有限公司
技术研发日：2021.11.25
技术公布日：2022/3/8