機器人運用于太陽能電池模組的制造
摘要： 新能源公司（EnergyInnovationsInc.）研發的太陽花（Sunflower）聚光光伏（CPV）系統，依靠專利的菲涅耳（fresnel）透鏡技術，將放大的太陽光能量聚焦于小區域（焦斑）的三結結構(Triple-junction)硅電池上。該太陽花系統大大提高了太陽能的轉化率，極具發展潛力。
Abstract：
Key words :
新能源公司（Energy Innovations Inc.）研發的太陽花（Sunflower）聚光光伏（CPV）系統，依靠專利的菲涅耳（fresnel）透鏡技術，將放大的太陽光能量聚焦于小區域（焦斑）的三結結構(Triple-junction)硅電池上。該太陽花系統大大提高了太陽能的轉化率，極具發展潛力。但是，數年前剛剛從太陽能行業起步的新能源公司，在中國制造第一批太陽花系統的時候，卻因為實際生產過程中透鏡與光伏電池精確校準的問題，而陷入危機。
總部位于加州Pasadena市的新能源公司營銷副總裁Bud Sherman談到：“那時候，生產中我們都采用人工校準，企業效益不太好。我們雖然研發了優秀的產品，卻未能將其成功的商業化。”
太陽花系統一般由3英寸見方的太陽能模組組成，而每個太陽能模組又由30片太陽能電池，以及距離太陽能電池大約1英寸遠的聚焦透鏡組成。真正具有實用價值的太陽花系統，是能夠確保透鏡聚焦的光斑與太陽能電池的完全重合系統。Sherman說：“重合的精度非常重要，是整個系統的核心，但人工校準卻很難實現高精度的重合。”
精確校準
由于人工校準不僅很難確保0.005—0.01英寸的校準誤差，而且也很難保證產品質量的一致性，致使企業發展受到嚴重制約。為了改變現狀，企業管理者不斷嘗試新的校準方法，如使用照相機、背投等各類精密光學儀器，以及使用機器人代替人工操作等等。總之，公司正逐步將太陽花系統生產線向自動化模式轉變。
經過多番考察，企業最終選用了Fanuc機器人。生產線改造過程中，Fanuc機器人資深供應商還為企業提供了完善的生產指導和幫助。Sherman說：“在供應商熱心的幫助下，我們用機器人代替人工操作，輕松實現各個工藝流程中的精確定位和校準。”
去年年底，公司訂購了Fanuc的整合服務，其中包括DFM（可制造性設計）研究，以及專門針對全自動化制造系統下的太陽花系統產品的設計更新方案。Sherman說：“迄今為止，Fanuc為我們設計的整合方案非常成功。它為企業工藝流程的改進和完善提供了諸多良好的建議。”
機器人的使用，為企業帶來了巨大的改變。全新的太陽花3.0系統生產線在幾周后就要開工建設了。生產線設立于加州合作伙伴的生產基地中，預計今年四季度可實現批量生產。Sherman說：“這條太陽能電池生產線一旦建成，產能將達10MW/年。擁有了這條生產線，我們就可以生產出更多的產品，從而滿足全球日益增長的太陽能需求。”
機器人的任務
一條10MW產能的太陽能電池生產線，需要約7000平方英尺的廠房，以及約12臺6軸Fanuc機器人。整條生產線中，機器人承接了包括大、小件的精確定位、超聲波焊接、密封、粘和、自動擰緊、以及裝卸等各類工作。
生產線的全面自動化，為企業徹底解決了人工校準精度差的難題。Sherman說：“新生產線中，全面使用機器人來完成透鏡與電池間的精確校準，機器人的校準誤差始終維持在可忽略不計的0.015英寸的范圍內，并且，為保證精度的一致性還配置計量裝置。”
機器人自動化技術是新能源公司發展的大救星。Sherman說：“我已經在制造業呆了很長時間了。以我的經驗，我不認為，有任何一種人工操作的辦法能完成現在的校準精度。只有機器人可以實現，只有機器人可以始終保持產品的一致性和精確性。而且，使用機器人給企業帶來的好處，還遠不止精確度高于人工操作這一點。“
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