鉅大LARGE | 點擊量：1374次 | 2019年04月16日
太陽能電池自動封裝系統的設計方案
太陽能電池方陣是衛星正常工作的重要部件之一。為了保證太陽能電池在惡劣的太空環境下能可靠運行在太陽能電池布貼前必須進行抗輻照玻璃蓋片的封裝操作，以達到保護太陽能電池的目6的以往抗輻照玻璃蓋片的封裝工藝大多采用手工操作，成品率較低效率也不高。因此在國內航天技術蓬勃發展的背景下，實現太陽能電池抗輻照玻璃蓋片的自動封裝系統非常必要。
2設計要求國內太陽能電池方陣的實際生產中，對太陽能電池抗輻照玻璃蓋片的封裝操作一般有以下技術要求：蓋片與太陽能電池相重合，嚴格控制邊緣錯位。
蓋片與太陽能電池之間氣泡的大小和數量在一定的指標范圍內。
蓋片碎片率和電池碎片率應該盡量降低。
蓋片、電池正反面不應沾有粘合膠。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
3太陽能電池自動封裝系統的設計方案3.1設計思想由于對自動封裝后的電池片有邊緣錯位、氣泡大小及數量、膠不能玷污電池片等要求，因此，采用傳統的絲網印刷，其涂膠質量很難保證衛星用太陽能電池的封裝要求，且缺少必要的柔性由于直角坐標機器人位置重復精度完全可以達到0.2mm，且與其它形式機器人相比較為簡單，因此采用直角坐標機器人實現自動化成為不錯的選擇。通過大量的涂膠工藝試驗，本文提出采用機器人連續滴膠的工藝方案。
3.2系統組成照玻璃蓋片自動封裝系統主要由三自由度直角坐標滴膠機器人、托盤、三自由度直角坐標封裝機器人、玻璃片送料器和傳送帶組成。系統的結構簡圖如所示。
3.3設計要點三自由度直角坐標滴膠機器人：以一定的軌跡在太陽能電池片上進行連續滴膠。如所示，選擇重復精度滿足設計要求的三自由度直角坐標機器人，關鍵是機器人執行機構的設計。為提高滴膠效率，機器人的執行機構設計為帶有多個針頭的滴膠器。針頭為普通針頭，以矩陣形確定。針對不同的膠，以上參數可方便地在手操板或計算機上進行修改。
滴膠完畢后，膠頭上移，并關閉滴膠控制閥（由機器人的I/O口控制氣動開關實現控制）。
（3）傳送帶傳送托盤到封裝位置并定位。機器人內部控制器的I/O口控制氣動開關打開，三自由度自動封裝機器人（由手操板或計算機編程，編好的程序下載入機器人內部控制器的存儲器中）從玻璃片送料器內取出玻璃蓋片，運動到電池的正上方。機械手爪上的吸盤與封裝平臺有一微小角度，控制機械手向下運動，使玻璃蓋片與太陽能電池單邊接觸。機器人內控制器的I/O口控制氣動開關關閉，從而吸盤松開，放下玻璃蓋片，完成與正下方電池的封裝操作。人工將封裝好的太陽能電池放入加熱器內，加熱固化數分鐘后取出。
3.5方案的技術特點采用機器人連續滴膠工藝，可實現滴膠面積、滴膠厚度、滴膠速度與質量的精確控制，從而達到玻璃蓋片封裝的技術要求，特別是氣泡大小與數量的控制、粘合膠的污染控制以及碎片率的控制等。
采用非真空環境下封裝技術實現氣泡大小與數量的控制，操作巧妙且簡單。
采用機器人與多傳感器的融合技術，使每一個動作均在計算機的程序控制下精確進行，可實現封裝的自動化；由于采用程序控制，僅需簡單地修改程序，即可適應不同尺寸的玻璃蓋片封裝的要求。
4系統生產率4則每次完成12片封裝需要約8min（由于滴膠速度最慢，此處以滴膠時間計算），平均完成一片封裝需要40s以每天工作8h計算，系統生產率可達720片/人曰。若取N=4X5則每次完成20片封裝需要約8min平均完成一片封裝需要24s以每天工作8h計算，系統效率可達1200片/人曰。而目前手工操作一個熟練工人一天工作8h只能封裝150片左右，相比之下自動封裝系統的效率大為提高5結束語采用太陽能電池方陣自動封裝系統，將顯著改善生產條件，極大提高原有工藝和設備的自動化水平，徹底改變原有手工操作中粘合膠污染電池蓋片的現象，降低碎片率和生產成本，提高衛星太陽能電池方陣的生產質量。本文中提出的機器人多針頭自動滴膠技術以及電池片與玻璃蓋片的非真空封裝方法具有很大的創新意義，對于類似的封裝系統具有一定的價值。
上一篇：磷酸鐵鋰電池的能量密度
下一篇：磷酸鐵鋰電池電解液的主要成分
