一种太阳能电池片激光切割机的制作方法

1.本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种太阳能电池片激光切割机。


背景技术：

2.太阳能电池片一般分为单晶硅、多晶硅和非晶硅。太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片；它只要被满足一定照度条件的光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。太阳能电池片是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。
3.中国专利公开号：cn111545931a，公开了一种多晶硅太阳能电池片激光切割机，包括机架，所述机架上固定有横梁，横梁上设置有移动座，移动座与一能使其来回移动的驱动结构相连，移动座上固定有用于切割电池片的激光切割头，机架上固定有工作台，工作台上具有用于放置电池片的两个放置机构。
4.在对太阳能电池片切割时，受激光切割头的移动速度和激光强度的影响，切割的太阳能电池片质量参差不齐，移动速度快或激光强度弱会导致切割深度不够，在对太阳能电池片进行分离时容易崩坏，移动速度慢或激光强度强会导致切割过度，导致太阳能电池片的损坏。当前在对太阳能电池片切割时，无法对激光切割头的移动速度和激光强度进行调整，切割的太阳能电池片质量参差不齐。


技术实现要素：

5.为此，本发明提供一种太阳能电池片激光切割机，用以克服现有技术中在对太阳能电池片切割时，无法对激光切割头的移动速度和激光强度进行调整，切割的太阳能电池片质量参差不齐的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供一种太阳能电池片激光切割机，包括：机架；竖梁，其设置在所述机架上，分为左右设置的第一竖梁和第二竖梁，所述第一竖梁上设置有第一滑轨，第二竖梁上设置有第二滑轨；横梁，其设置在所述竖梁上，并能够沿所述第一滑轨和所述第二滑轨移动，所述横梁上设置有第三滑轨；机械杆，其设置在所述横梁上，并能够沿所述第三滑轨进行移动；激光切割头，其设置在所述机械杆上，用于对太阳能电池片进行切割；热成像探头，其设置在所述机械杆上，用于对切割完成的太阳能电池片进行热成像检测；载片台，其设置在所述机架上，用于放置待切割的太阳能电池片；数据处理模块，其与所述激光切割头、所述热成像探头、所述机械杆分别相连，所述数据处理模块对热成像探头采集到的热成像信息进行分析，并根据分析的结果对所述机械杆的运行速度进行调节，以提升太阳能电池片激光切割的质量，对于单独的速度调节不
能满足提升太阳能电池片激光切割质量需求时，数据处理模块还能够对所述激光切割头射出的激光强度进行调节。
7.进一步地，所述激光切割头对放置在所述载片台上的太阳能电池片按照预定的激光强度q进行切割，所述机械杆按照预定移动速度v带动激光切割头进行移动；所述热成像探头检测切割完成后的太阳能电池片上热成像缝隙宽度k，并将检测结果传递至所述数据处理模块，数据处理模块内设置有热成像缝隙标准宽度kb和宽度偏差值p，数据处理模块计算检测的热成像缝隙宽度k和热成像缝隙标准宽度kb的差值的绝对值
△
k，
△
k=∣k-kb∣；若
△
k≤p，则所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度合格；若
△
k＞p，则所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度不合格，所述数据处理模块调节所述机械杆的移动速度，以使热成像缝隙宽度达到合格标准。
8.进一步地，所述热成像缝隙标准宽度kb的数值和太阳能电池片的厚度h相关，设定，kb=k h
×
ch，其中，k为热成像缝隙标准宽度的基础值，ch为太阳能电池片的厚度对热成像缝隙标准宽度数值影响的调节参数。
9.进一步地，若所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度不合格且k＞kb，则数据处理模块判定所述机械杆的移动速度较慢，数据处理模块增大所述机械杆的移动速度至v’，设定v’=v
△k×
c1，其中，c1为增大机械杆移动速度的计算补偿参数。
10.进一步地，对于增大机械杆移动速度的计算补偿参数c1，其数值与太阳能电池片的厚度h成负相关关系，所述数据处理模块内设置有第一预设增大机械杆移动速度补偿参数值c11,第二预设增大机械杆移动速度补偿参数值c12,第三预设增大机械杆移动速度补偿参数值c13,第一预设电池片的厚度评价值h1,第二预设电池片的厚度评价值h2,其中，c11＜c12＜c13,h1＜h2；若h＜h1，则选取第三预设增大机械杆移动速度补偿参数值c13作为增大机械杆移动速度的计算补偿参数c1；若h1≤h＜h2，则选取第二预设增大机械杆移动速度补偿参数值c12作为增大机械杆移动速度的计算补偿参数c1；若h≥h2，则选取第一预设增大机械杆移动速度补偿参数值c11作为增大机械杆移动速度的计算补偿参数c1。
11.进一步地，所述数据处理模块内设置有所述机械杆的最大移动速度vmax，若v’≤vmax，则所述数据处理模块将所述机械杆的移动速度调节为v’；若v’＞vmax，则所述数据处理模块将所述机械杆的移动速度调节为vmax，并对所述激光切割头射出的激光强度进行调节，调节后的激光强度为q’，设定q’=q-(v
’‑
vmax)
×
z1，其中，z1为减小激光强度的计算补偿参数。
12.进一步地，若所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度不合格且k＜kb，则数据处理模块判定所述机械杆的移动速度较快，数据处理模块减小所述机械杆的移动速度至v’，设定v’=v
‑△k×
c2，其中，c2为减小机械杆移动速度的计算补偿参数。
13.进一步地，对于减小机械杆移动速度的计算补偿参数c2，其数值与太阳能电池片的厚度h成正相关关系，所述数据处理模块内设置有第一预设减小机械杆移动速度补偿参数值c21,第二预设减小机械杆移动速度补偿参数值c22,第三预设减小机械杆移动速度补
偿参数值c23,第一预设电池片的厚度评价值h1,第二预设电池片的厚度评价值h2,其中，c21＜c22＜c23,h1＜h2；若h＜h1，则选取第一预设增大机械杆移动速度补偿参数值c21作为减小机械杆移动速度的计算补偿参数c2；若h1≤h＜h2，则选取第二预设增大机械杆移动速度补偿参数值c22作为减小机械杆移动速度的计算补偿参数c2；若h≥h2，则选取第三预设增大机械杆移动速度补偿参数值c23作为减小机械杆移动速度的计算补偿参数c2。
14.进一步地，所述数据处理模块内设置有所述机械杆的最小移动速度vmin，若v’≥vmin，则所述数据处理模块将所述机械杆的移动速度调节为v’；若v’＜vmin，则所述数据处理模块将所述机械杆的移动速度调节为vmin，并对所述激光切割头射出的激光强度进行调节，调节后的激光强度为q’，设定q’=q (vmin-v’)
×
z2，其中，z2为加大激光强度的计算补偿参数。
15.进一步地，所述数据处理模块能够对采集的热成像图像信息进行分析，判定切割的太阳能电池片是否存有破损；若切割的太阳能电池片存有破损，所述数据处理模块调节所述激光切割头的运行路线，以降低破损对太阳能电池片激光切割的影响。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果在于，本发明通过对切割过的太阳能电池片进行热成像检测，当激光切割头的移动速度快或激光强度弱使得热成像采集的切割缝隙成像较窄时，当激光切割头的移动速度慢或激光强度强使得热成像采集的切割缝隙成像较宽时，通过热成像判定激光切割头的移动速度或激光强度是否在合理范围并针对此进行调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
17.进一步地，通过设置评价值，使得判定的结果更加直观准确，通过热成像判定激光切割头的移动速度或激光强度是否在合理范围并针对此进行调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
18.进一步地，对于较厚的太阳能电池片，其需要切割的时间较长，能量较大，从而采集到的热成像图像中缝隙应较宽；对于较薄的太阳能电池片，其需要切割的时间较短，能量较小，从而采集到的热成像图像中缝隙应较窄；通过将对比数据与太阳能电池片的厚度进行正相关调节，使得数据判定更加准确，进一步保障了太阳能电池片的加工质量。
19.进一步地，在太阳能电池片进行切割时，激光切割头的移动速度慢会导致切割过度，同时增加太阳能电池片的破损概率，此时，通过热成像成像显示的切割缝隙较宽，此时通过热成像缝隙宽度和热成像缝隙标准宽度的差值的绝对值对激光切割头进行加速调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
20.进一步地，对于较厚的太阳能电池片，其需要切割的时间较长，能量较大，从而采集到的热成像图像中缝隙应较宽，因此，在对切割较厚的太阳能电池片的激光切割头的移动速度进行加速调节时，选取的移动速度调节参数较小，通过将调节参数的数值与太阳能电池片进行相关联，从而使得调节后的激光切割头移动速度更加准确，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
21.进一步地，当激光切割头的移动速度过快时，无法保障切割的平稳性，会影响切割
的太阳能电池片的质量，同时，激光强度过强同样会导致切割过度，增加太阳能电池片的破损概率现象的发生，因此，设置最大移动速度，当调节后的机械杆移动速度超过最大预设值时，对激光切割头的激光强度进行调节，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
22.进一步地，在太阳能电池片进行切割时，激光切割头的移动速度过快会导致切割不足，在对太阳能电池片进行分离时容易崩坏，此时，通过热成像成像显示的切割缝隙较窄，此时通过热成像缝隙宽度和热成像缝隙标准宽度的差值的绝对值对激光切割头进行减速调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
23.进一步地，对于较厚的太阳能电池片，其需要切割的时间较长，能量较大，从而采集到的热成像图像中缝隙应较宽，因此，在对切割较厚的太阳能电池片的激光切割头的移动速度进行减速调节时，选取的移动速度调节参数较大，在对切割较薄的太阳能电池片的激光切割头的移动速度进行减速调节时，选取的移动速度调节参数较小，通过将调节参数的数值与太阳能电池片进行相关联，从而使得调节后的激光切割头移动速度更加准确，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
24.进一步地，当激光切割头的移动速度过慢时，会导致切割速度不足，进而影像产品的加工速度，同时，激光强度过弱同样会导致切割不足，因此，设置最小移动速度，当调节后的机械杆移动速度低于最小预设值时，对激光切割头的激光强度进行调节，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
25.进一步地，当切割后的电池片上出现裂纹，或在切割时对周围的电池片产生迸溅时，通过热成像能够采集到相关的图像信息，及时发现切割问题，降低次品率。
附图说明
26.图1为实施例中太阳能电池片激光切割机的立体结构示意图；图2为实施例中太阳能电池片激光切割机的正视结构示意图。
具体实施方式
27.为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
28.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。
29.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
31.请参阅图1、图2所示，图1为实施例中太阳能电池片激光切割机的立体结构示意
图；图2为实施例中太阳能电池片激光切割机的正视结构示意图。
32.本发明提供一种太阳能电池片激光切割机，包括：机架1；竖梁2，其设置在所述机架1上，分为左右设置的第一竖梁21和第二竖梁22，所述第一竖梁21上设置有第一滑轨23，第二竖梁22上设置有第二滑轨24；横梁3，其设置在所述竖梁2上，并能够沿所述第一滑轨23和所述第二滑轨24移动，所述横梁3上设置有第三滑轨31；机械杆4，其设置在所述横梁3上，并能够沿所述第三滑轨31进行移动；激光切割头5，其设置在所述机械杆4上，用于对太阳能电池片进行切割；热成像探头6，其设置在所述机械杆4上，用于对切割完成的太阳能电池片进行热成像检测；载片台7，其设置在所述机架1上，用于放置待切割的太阳能电池片；数据处理模块，其与所述激光切割头5、所述热成像探头6、所述机械杆4分别相连，所述数据处理模块对热成像探头6采集到的热成像信息进行分析，并根据分析的结果对所述机械杆4的运行速度进行调节，以提升太阳能电池片激光切割的质量，对于单独的速度调节不能满足提升太阳能电池片激光切割质量需求时，数据处理模块还能够对所述激光切割头5射出的激光强度进行调节。
33.在对太阳能电池片进行切割完成后，电池片上会残存激光切割的热量，本发明通过对切割过的太阳能电池片进行热成像检测，当激光切割头的移动速度快或激光强度弱使得热成像采集的切割缝隙成像较窄时，当激光切割头的移动速度慢或激光强度强使得热成像采集的切割缝隙成像较宽时，通过热成像判定激光切割头的移动速度或激光强度是否在合理范围并针对此进行调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
34.具体而言，所述激光切割头5对放置在所述载片台7上的太阳能电池片按照预定的激光强度q进行切割，所述机械杆4按照预定移动速度v带动激光切割头5进行移动；所述热成像探头6检测切割完成后的太阳能电池片上热成像缝隙宽度k，并将检测结果传递至所述数据处理模块，数据处理模块内设置有热成像缝隙标准宽度kb和宽度偏差值p，数据处理模块计算检测的热成像缝隙宽度k和热成像缝隙标准宽度kb的差值的绝对值
△
k，
△
k=∣k-kb∣；若
△
k≤p，则所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度合格；若
△
k＞p，则所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度不合格，所述数据处理模块调节所述机械杆4的移动速度，以使热成像缝隙宽度达到合格标准。
35.通过设置评价值，使得判定的结果更加直观准确，通过热成像判定激光切割头5的移动速度或激光强度是否在合理范围并针对此进行调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
36.具体而言，所述热成像缝隙标准宽度kb的数值和太阳能电池片的厚度h相关，设定，kb=k h
×
ch，其中，k为热成像缝隙标准宽度的基础值，ch为太阳能电池片的厚度对热成像缝隙标准宽度数值影响的调节参数。
37.对于较厚的太阳能电池片，其需要切割的时间较长，能量较大，从而采集到的热成像图像中缝隙应较宽；对于较薄的太阳能电池片，其需要切割的时间较短，能量较小，从而
采集到的热成像图像中缝隙应较窄；通过将对比数据与太阳能电池片的厚度进行正相关调节，使得数据判定更加准确，进一步保障了太阳能电池片的加工质量。
38.具体而言，若所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度不合格且k＞kb，则数据处理模块判定所述机械杆4的移动速度较慢，数据处理模块增大所述机械杆4的移动速度至v’，设定v’=v
△k×
c1，其中，c1为增大机械杆4移动速度的计算补偿参数。
39.在对太阳能电池片进行切割时，激光切割头的移动速度慢会导致切割过度，同时增加太阳能电池片的破损概率，此时，通过热成像成像显示的切割缝隙较宽，此时通过热成像缝隙宽度和热成像缝隙标准宽度的差值的绝对值对激光切割头进行加速调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
40.具体而言，对于增大机械杆4移动速度的计算补偿参数c1，其数值与太阳能电池片的厚度h成负相关关系，所述数据处理模块内设置有第一预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c11,第二预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c12,第三预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c13,第一预设电池片的厚度评价值h1,第二预设电池片的厚度评价值h2,其中，c11＜c12＜c13,h1＜h2；若h＜h1，则选取第三预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c13作为增大机械杆4移动速度的计算补偿参数c1；若h1≤h＜h2，则选取第二预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c12作为增大机械杆4移动速度的计算补偿参数c1；若h≥h2，则选取第一预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c11作为增大机械杆4移动速度的计算补偿参数c1。
41.进一步地，对于较厚的太阳能电池片，其需要切割的时间较长，能量较大，从而采集到的热成像图像中缝隙应较宽，因此，在对切割较厚的太阳能电池片的激光切割头的移动速度进行加速调节时，选取的移动速度调节参数较小，通过将调节参数的数值与太阳能电池片进行相关联，从而使得调节后的激光切割头移动速度更加准确，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
42.具体而言，所述数据处理模块内设置有所述机械杆4的最大移动速度vmax，若v’≤vmax，则所述数据处理模块将所述机械杆4的移动速度调节为v’；若v’＞vmax，则所述数据处理模块将所述机械杆4的移动速度调节为vmax，并对所述激光切割头5射出的激光强度进行调节，调节后的激光强度为q’，设定q’=q-(v
’‑
vmax)
×
z1，其中，z1为减小激光强度的计算补偿参数。
43.进一步地，当激光切割头的移动速度过快时，无法保障切割的平稳性，会影响切割的太阳能电池片的质量，同时，激光强度过强同样会导致切割过度，增加太阳能电池片的破损概率现象的发生，因此，设置最大移动速度，当调节后的机械杆移动速度超过最大预设值时，对激光切割头的激光强度进行调节，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
44.具体而言，若所述数据处理模块判定热成像缝隙宽度不合格且k＜kb，则数据处理模块判定所述机械杆4的移动速度较快，数据处理模块减小所述机械杆4的移动速度至v’，设定v’=v
‑△k×
c2，其中，c2为减小机械杆4移动速度的计算补偿参数。
45.在太阳能电池片进行切割时，激光切割头的移动速度过快会导致切割不足，在对太阳能电池片进行分离时容易崩坏，此时，通过热成像成像显示的切割缝隙较窄，此时通过
热成像缝隙宽度和热成像缝隙标准宽度的差值的绝对值对激光切割头进行减速调节，保障了太阳能电池片的加工质量。
46.具体而言，对于减小机械杆4移动速度的计算补偿参数c2，其数值与太阳能电池片的厚度h成正相关关系，所述数据处理模块内设置有第一预设减小机械杆4移动速度补偿参数值c21,第二预设减小机械杆4移动速度补偿参数值c22,第三预设减小机械杆4移动速度补偿参数值c23,第一预设电池片的厚度评价值h1,第二预设电池片的厚度评价值h2,其中，c21＜c22＜c23,h1＜h2；若h＜h1，则选取第一预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c21作为减小机械杆4移动速度的计算补偿参数c2；若h1≤h＜h2，则选取第二预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c22作为减小机械杆4移动速度的计算补偿参数c2；若h≥h2，则选取第三预设增大机械杆4移动速度补偿参数值c23作为减小机械杆4移动速度的计算补偿参数c2。
47.对于较厚的太阳能电池片，其需要切割的时间较长，能量较大，从而采集到的热成像图像中缝隙应较宽，因此，在对切割较厚的太阳能电池片的激光切割头的移动速度进行减速调节时，选取的移动速度调节参数较大，在对切割较薄的太阳能电池片的激光切割头的移动速度进行减速调节时，选取的移动速度调节参数较小，通过将调节参数的数值与太阳能电池片进行相关联，从而使得调节后的激光切割头移动速度更加准确，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
48.具体而言，所述数据处理模块内设置有所述机械杆4的最小移动速度vmin，若v’≥vmin，则所述数据处理模块将所述机械杆4的移动速度调节为v’；若v’＜vmin，则所述数据处理模块将所述机械杆4的移动速度调节为vmin，并对所述激光切割头5射出的激光强度进行调节，调节后的激光强度为q’，设定q’=q (vmin-v’)
×
z2，其中，z2为加大激光强度的计算补偿参数。
49.当激光切割头的移动速度过慢时，会导致切割速度不足，进而影像产品的加工速度，同时，激光强度过弱同样会导致切割不足，因此，设置最小移动速度，当调节后的机械杆移动速度低于最小预设值时，对激光切割头的激光强度进行调节，从而保障了太阳能电池片的加工质量。
50.具体而言，所述数据处理模块能够对采集的热成像图像信息进行分析，判定切割的太阳能电池片是否存有破损；若切割的太阳能电池片存有破损，所述数据处理模块调节所述激光切割头5的运行路线，以降低破损对太阳能电池片激光切割的影响。
51.当切割后的电池片上出现裂纹，或在切割时对周围的电池片产生迸溅时，通过热成像能够采集到相关的图像信息，及时发现切割问题，降低次品率。
52.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。