光伏组件焊带卷轴在线剩余重量测量方法及系统与流程

本发明涉及光伏组件生产制造，特别是涉及一种光伏组件焊带卷轴在线剩余重量测量方法及系统。

背景技术：

1、光伏组件生产过程中，焊带作为串焊、叠焊等工序中的关键导电互联材料，其消耗情况直接关系到材料成本核算、生产排程、现场备料以及库存管理。焊带通常卷绕于卷轴上进行供料，在生产过程中，卷轴安装于串焊机、焊接机等设备的供料工位，并随着生产运行逐渐消耗，因此准确掌握焊带卷轴的剩余重量对于生产管理具有重要意义。

2、目前，现场通常采用新卷标签重量、领料数量或生产经验对焊带剩余量进行估算。当需要获得较为准确的剩余重量时，一般需要将焊带卷轴从机台上拆卸下来，利用电子秤进行称重，再扣除空卷轴重量计算剩余焊带重量。对于配置多个供料工位的焊接设备而言，待测卷轴数量较多，拆卸、称重、复装及数据记录过程耗时较长，容易影响生产效率。此外，也存在根据卷轴剩余直径、卷绕层数进行人工估算，或者根据领料数量、产品产量等数据进行理论扣减的方法，以及通过增设称重传感器、张力传感器等方式间接获取材料剩余量的方法。

3、然而，上述技术仍存在一定不足。采用拆卸称重方式需要频繁拆装卷轴，不仅劳动强度较大，而且可能影响设备连续运行。人工估算方式容易受到卷绕密度、卷轴结构、焊带规格等因素影响，测量结果准确性较低，而基于领料数据或产量数据进行理论扣减时，难以准确反映异常断带、换线、报废以及余料回收等实际生产情况造成的材料变化。采用固定式称重或传感器改造方案，则需要对设备进行改造，部署及维护成本较高，适用性受到一定限制。

技术实现思路

1、本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种光伏组件焊带卷轴在线剩余重量测量方法及系统，以实现焊带卷轴剩余重量的在线测量，提高剩余重量测量效率及测量准确性。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种光伏组件焊带卷轴在线剩余重量测量方法，包括：

3、获取目标卷轴及焊带对应的基础参数，以及用于计算焊带剩余重量的计算模型；

4、在所述目标卷轴保持安装于机台的状态下，利用深度测量装置获取所述目标卷轴的定位基准面与焊带外层表面之间的径向深度数据；

5、根据所述径向深度数据以及所述基础参数，确定所述目标卷轴中焊带对应的当前卷绕状态参数；

6、根据所述当前卷绕状态参数与所述焊带剩余重量计算模型，计算得到所述目标卷轴上焊带的当前剩余重量。

7、另外，本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征：

8、根据本发明的一个实施例，所述基础参数包括卷轴几何参数与焊带材料参数；

9、其中，所述卷轴几何参数包括卷轴外法兰半径、卷绕芯轴半径、内侧有效卷绕宽度、外侧有效卷绕宽度、卷轴有效卷绕宽度沿半径方向的变化关系及空卷轴重量；

10、所述焊带材料参数包括焊带线径、铜基体密度、镀层厚度、镀层材料密度及初始标签重量。

11、根据本发明的一个实施例，所述当前卷绕状态参数包括当前焊带外层半径；所述根据所述径向深度数据以及所述基础参数，确定所述目标卷轴中焊带对应的当前卷绕状态参数，包括：

12、获取所述基础参数中的卷轴外法兰半径；

13、根据卷轴外法兰半径与所述径向深度数据，计算得到当前焊带外层半径。

14、根据本发明的一个实施例，所述当前卷绕状态参数还包括焊带剩余体积；所述根据所述径向深度数据以及所述基础参数，确定所述目标卷轴中焊带对应的当前卷绕状态参数，包括：

15、根据内侧有效卷绕宽度、外侧有效卷绕宽度及卷轴有效卷绕宽度沿半径方向的变化关系，确定半径处的有效卷绕宽度；

16、根据半径处的有效卷绕宽度、所述当前焊带外层半径以及所述卷绕芯轴半径，通过积分模型计算得到所述焊带剩余体积。

17、根据本发明的一个实施例，所述当前卷绕状态参数还包括焊带剩余体积；所述根据所述径向深度数据以及所述基础参数，确定所述目标卷轴中焊带对应的当前卷绕状态参数，包括：

18、根据所述基础参数中的内侧有效卷绕宽度以及当前焊带外层半径处的有效卷绕宽度，确定平均宽度；

19、根据所述平均宽度、所述当前焊带外层半径以及所述基础参数中的卷绕芯轴半径，计算得到所述焊带剩余体积。

20、根据本发明的一个实施例，所述根据所述当前卷绕状态参数与所述焊带剩余重量计算模型，计算得到所述目标卷轴上焊带的当前剩余重量，包括：

21、获取填充系数与有效密度；

22、根据所述填充系数、所述有效密度，以及所述焊带剩余体积，计算得到当前剩余重量。

23、根据本发明的一个实施例，所述获取填充系数，包括：

24、获取所述目标卷轴对应的初始标签重量以及新卷状态下的初始理论体积；

25、根据所述初始标签重量、所述初始理论体积与所述有效密度，反推得到单卷填充系数；

26、对同规格的多个卷轴对应的单卷填充系数进行统计学处理，得到同规格卷轴对应的所述填充系数。

27、根据本发明的一个实施例，获取有效密度包括：

28、根据所述焊带线径和所述镀层厚度，确定铜基体与镀层各自的横截面积比例；

29、结合所述铜基体密度和所述镀层材料密度，对所述铜基体与镀层各自的横截面积比例进行加权计算，确定所述有效密度。

30、根据本发明的一个实施例，所述对同规格的多个卷轴对应的单卷填充系数进行统计学处理之前，还包括：

31、判断所述初始标签重量、所述径向深度数据或计算出的填充系数是否超过预设范围；

32、若是，则触发复测提示且禁止利用超过预设范围的数据更新所述填充系数。

33、根据本发明的一个实施例，所述深度测量装置将所述径向深度数据通过蓝牙、ble蓝牙、wi-fi、nfc、zigbee、有线usb、串口或设备总线中的至少一种通信方式发送至数据处理终端；所述数据处理终端接收所述径向深度数据后，将所述径向深度数据与对应的机台侧别、位置编号、卷轴型号及焊带规格进行关联存储。

34、根据本发明的一个实施例，针对同一机台上左右两侧的多个目标卷轴，按照机台侧别及位置编号依次获取各目标卷轴的径向深度数据，并分别计算各目标卷轴的当前剩余重量；在完成多个目标卷轴的测量后，对单侧、整机、产线或车间范围内的焊带剩余重量进行汇总。

35、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种光伏组件焊带卷轴在线剩余重量测量系统，包括：

36、深度测量模块，用于在目标卷轴保持安装于机台的状态下，以所述目标卷轴的定位基准面为参考，沿所述目标卷轴径向方向测量所述定位基准面与焊带外层表面之间的径向深度数据，并通过无线通信方式发送所述径向深度数据；

37、数据处理终端，与所述深度测量模块无线连接，用于接收所述径向深度数据，并将所述径向深度数据与对应的机台工位信息关联存储；

38、参数库模块，用于存储目标卷轴及焊带对应的基础参数，所述基础参数包括卷轴几何参数和焊带材料参数；

39、重量计算模块，与所述数据处理终端及所述参数库模块连接，用于基于所述基础参数建立焊带剩余重量计算模型，并根据所述径向深度数据与所述基础参数确定当前卷绕状态参数，调用所述焊带剩余重量计算模型计算得到所述目标卷轴上焊带的当前剩余重量。

40、另外，本发明上述实施例的系统还可以具有如下附加的技术特征：

41、根据本发明的一个实施例，所述深度测量模块包括尺身、法兰定位部、深度尺杆、测量端面、无线数据发送模块以及显示/清零按键；所述法兰定位部用于贴靠或跨靠目标卷轴的法兰外缘，所述深度尺杆沿目标卷轴径向方向延伸，所述测量端面设置于所述深度尺杆的端部并用于接触或靠近焊带外层表面，所述无线数据发送模块用于将测得的径向深度数据发送至所述数据处理终端。

42、根据本发明的一个实施例，所述数据处理终端部署有测量软件，所述测量软件用于选择厂家、卷轴型号、焊带规格、车间、产线、机台、机台侧别及位置编号，接收所述径向深度数据并自动写入对应工位，显示所述当前剩余重量，并保存测量时间、操作人员、深度测量模块编号、模型参数版本或异常标识中的至少一种。

43、本发明实施例的光伏组件焊带卷轴在线剩余重量测量方法及系统，通过预先获取目标卷轴及焊带对应的基础参数，并建立焊带剩余重量计算模型，在目标卷轴保持安装于机台的状态下获取定位基准面与焊带外层表面之间的径向深度数据，根据径向深度数据确定当前卷绕状态参数，并进一步计算得到焊带当前剩余重量，从而无需拆卸卷轴即可完成剩余重量测量，有效减少人工拆装及停机操作，提高焊带剩余重量测量效率。同时，通过将在线测量获得的径向深度数据与基础参数及计算模型相结合进行重量计算，有助于提高剩余重量计算结果的准确性和一致性，为材料盘点、生产管理及成本核算提供可靠的数据支持。